Сопоставление коммуникационных моделей и протоколов
Ниже в табл. 1.2 представлены рассмотренные стеки протоколов и показано их соответствие рекомендованной Международной организацией по стандартизации OSI-модели.
Таблица 1.2
Раздел 5. Локальные вычислительные сети (ЛВС)
Локальная вычислительная сеть (ЛВС, локальная сеть / Local Area Network, LAN) - компьютерная сеть, обеспечивающая передачу данных на небольшие расстояния (от нескольких десятков метров до нескольких километров) со скоростью, как правило, не менее 1 Мбит/с.
Примеры ЛВС:Ethernet, Token Ring, FDDI.
1. Территориальный охват - от нескольких десятков метров до нескольких километров.
2. Соединяет обычно персональные компьютеры и другое электронное офисное оборудование, позволяя пользователям обмениваться информацией и совместно эффективно использовать общие ресурсы, например, принтеры, модемы и устройства для хранения данных.
3. Интерфейс - последовательный.
4. Отсутствует АПД, так как сигналы передаются в "естественной" цифровой форме.
5. В качестве устройства сопряжения ЭВМ со средой передачи используется достаточно простое устройство - сетевой адаптер.
7. Отсутствует маршрутизация (3-й уровень модели OSI).
8. Высокая скорость передачи данных, как правило, более 1 Мбит/с.
9. Сравнительно небольшие затраты на построение сети. Перечисленные особенности обусловливают основные достоинства
ЛВС, заключающиеся в простоте сетевого оборудования и организации кабельной системы и, как следствие, в простоте эксплуатации сети.
В общем случае ЛВС включает в себя:
• множество ЭВМ, обычно персональных компьютеров (ПК), называемых рабочими станциями,
• сетевые адаптеры, представляющие собой электронную плату для сопряжения ПК со средствами коммуникации;
• среду передачи (магистраль), представляющую собой совокупность средств коммуникаций (коммуникационная сеть, сеть связи), объединяющая все ПК в единую вычислительную сеть кабельной системой или радиосвязью.
Сетевые адаптеры (СА) (платы, карты) предназначены для сопряжения ПК со средствами коммуникации с учетом принятых в данной сети правилами обмена информацией.
Перечень функций, возлагаемых на СА, зависит от конкретной сети и, в общем случае, может быть разбит на две группы:
1) магистральные (канальные) функции, обеспечивающие сопряжение адаптера с ПК и сетевой магистралью;
2) сетевые функции, обеспечивающие передачу данных в сети и реализующие принятый в сети протокол обмена.
2) распознавание (дешифрация) собственного адреса на магистрали;
3) обработка стробов обмена на магистрали и выработка внутренних управляющих сигналов.
К сетевым функциям СА относятся:
1) гальваническая развязка ПК и средств коммуникации (отсутствует в случае оптоволоконной и беспроводной связи);
2) преобразование уровней сигналов при передаче и приёме данных;
3) кодирование сигналов при передаче и декодирование при приёме (отсутствует при использовании кода NRZ);
А) распознавание своего кадра при приёме;
5) преобразование кода: параллельного в последовательный при передаче и последовательного в параллельный при приёме;
6) буферирование передаваемых и принимаемых данных в буферной памяти СА;
7) проведение арбитража обмена по сети (контроль состояния сети, разрешение конфликтов и т.д.);
8) подсчет контрольной суммы кадра при передаче и приёме. Первые четыре функции всегда реализуются аппаратно, остальные
могут быть реализованы программно, что естественно снижает скорость обмена.
Алгоритм функционирования САпри передаче кадров содержит следующих этапы (при приёме - обратная последовательность).
1. Передача данных. Данные передаются из ОЗУ ПК в буферную память СА (из буферной памяти СА в ОЗУ ПК при приёме) через программируемый канал ввода/вывода, канал прямого доступа к памяти или разделяемую память.
2. Буферизация. Необходима для хранения данных во время обработки в СА и обеспечения согласования между собой скоростей передачи и обработки информации различными компонентами ЛВС.
3. Формирование кадра (сообщения):
• сообщение разделяется на кадры при передаче (кадры объединяются в сообщение при приёме);
• к кадру добавляются (удаляются при приёме) заголовок и концевик.
4. Доступ к кабелю. Проверяется возможность передачи кадра в линию связи: для Ethernet проверяется незанятость линии связи, для Token Ring - наличие маркера. При приёме кадра этот этап отсутствует.
5. Преобразование данных из параллельной формы в последовательную при передаче и из последовательной формы в параллельную при приёме.
6. Кодирование/декодирование данных. Формируются электрические сигналы, используемые для представления данных.
7. Передача/прием импульсов. Закодированные электрические импульсы передаются в линию связи (при приеме принимаются из линии связи и направляются на декодирование).
Кроме этих этапов при приеме СА вместе с программным обеспечением ПК распознают и обрабатывают ошибки, возникающие из-за электрических помех, конфликтов в сетях со случайным доступом или из-за плохой работы оборудования.
