Слайд 1Принципы пакетной передачи данных
Слайд 2При использовании разделяемой среды передачи данных очень важную для пользователей
роль играет время доступа к среде.
Слайд 3Время доступа к среде -
время ожидания с момента, когда
рабочая станция готова начать пересылку, и до момента, когда рабочая
станция получает доступ к среде передачи и начинает пересылку данных.
Готова начать пересылку
Начинает пересылку
Рабочая станция
Время доступа к среде
Слайд 4В процессе пакетной передачи данных осуществляется одновременное взаимодействие между несколькими
узлами сети.
Слайд 5Сети с коммутацией пакетов -
сети, информационный обмен которых, основан
на передаче по линиям связи последовательностей пакетов.
РС
РС
РС
РС
РС
РС
Последовательности пакетов
Слайд 6Разбиение данных на пакеты -
процесс, в результате которого исходные
данные делятся на отдельные блоки небольшого размера, снабженные специальной служебной
и управляющей информацией.
данные
Служебная и управляющая информация
Слайд 7Функции специальной служебной и управляющей информации
возможность передачи данных;
сбор данных
в надлежащем порядке на стороне получателя;
проверка целостности и достоверности данных
после их пересылки.
Слайд 8Методы взаимодействия
дейтаграммный метод, т. е. метод взаимодействия без установки логического
соединения;
Слайд 9метод взаимодействия с предварительной установкой логического соединения.
Слайд 10Дейтаграммный метод
Логическое соединение не устанавливается и не ликвидируется после завершения
передачи.
Слайд 11Метод взаимодействия с предварительной установкой логического соединения
Приемник и передатчик
обмениваются служебными пакетами, позволяющими устанавливать, ликвидировать и контролировать состояние логического
канала связи.
Слайд 12Обобщенный формат пакета
Синонимами термина «пакет» являются «кадр», «дейтаграмма».
Слайд 13Структура полей пакета
Преамбула пакета — определенная последовательность битов, позволяющая сетевым
устройствам обнаружить присутствие сигнала в среде передачи и произвести синхронизацию
приемника;
Стартовый ограничитель — обозначает начало пакета;
Слайд 14Структура полей пакета
Адрес назначения — адрес узла, которому адресован данный
пакет;
Адрес отправителя — адрес узла, сгенерировавшего и пославшего данный пакет
в сеть;
Слайд 15Структура полей пакета
Служебная информация — содержит характеристики пакета: тип, размер,
формат, маршрут его доставки и т. д.;
Данные — непосредственно информация,
которую необходимо передать по сети;
Слайд 16Структура полей пакета
Контрольная сумма пакета — некоторое значение, рассчитанное по
определенным алгоритмам на основе данных всего пакета;
Конечный ограничитель — обозначает
окончание пакета.
Слайд 17Коммутация - совокупность операций, обеспечивающих в узлах коммутации передачу информации
между входными и выходными устройствами в соответствии с указанным адресом.
Коммутации
пакетов (КП) - пакеты, каждый из которых имеет установленную максимальную длину.
Слайд 18Требования
уменьшение задержки пакета в сети, обеспечиваемое уменьшением его длины;
обеспечение повышения
эффективности передачи информации, достигаемое, наоборот, увеличением длины пакета.
Слайд 19Максимальный размер пакета устанавливается на основе 3-х факторов:
распределение длин пакетов;
характеристика
среды передачи;
стоимость передачи.
Слайд 20Процесс передачи данных в сети с КП
вводимое в сеть
сообщение разбивается на части - пакеты, содержащие адрес конечного пункта
получателя;
в узле КП пакет запоминается в оперативной памяти (ОЗУ) и по адресу определяется канал, по которому он должен быть передан;
если этот канал связи с соседним узлом свободен, то пакет немедленно передается на соседний узел КП, в котором повторяется та же операция;
если канал связи с соседним узлом занят, то пакет может какое-то время храниться в ОЗУ до освобождения канала;
сохраняемые пакеты помещаются в очередь по направлению передачи, причем длина очереди не превышает 3-4 пакета; если длина очереди превышает допустимую, пакеты стираются из ОЗУ и их передача должна быть повторена.
Слайд 21Общая характеристика модели OSI
В начале 80-х годов ряд международных организаций
по стандартизации — ISO, ITU-T и некоторые другие — разработали
модель, которая сыграла значительную роль в развитии сетей - ISO/OSI.
Модель OSI описывает правила и процедуры передачи данных в различных сетевых средах при организации сеанса связи.
Основными элементами модели являются уровни, прикладные процессы и физические средства соединения.
Слайд 23Модель OSI можно разделить на две различных модели
горизонтальную модель на
базе протоколов, обеспечивающую механизм взаимодействия программ и процессов на различных
машинах;
вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг другу на одной машине.
Слайд 24Схема взаимодействия компьютеров в базовой эталонной модели OSI
Слайд 25Пакет (packet) – это единица информации, передаваемая между станциями сети.
Слайд 26Формирование пакета каждого уровня семиуровневой модели
Слайд 28Прикладной уровень
Обеспечивает прикладным процессам средства доступа к области взаимодействия.
Прикладной уровень
– это набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети
получают доступ к разделяемым ресурсам, а также организуют свою совместную работу.
Единица данных, которой оперирует прикладной уровень, обычно называется сообщением (message).
Слайд 29Функции прикладного уровня
1. Выполнение различных видов работ:
- передача файлов;
- управление
заданиями;
- управление системой и т. д;
2. Идентификация пользователей по их
паролям, адресам, электронным подписям;
3. Определение функционирующих абонентов и возможности доступа к новым прикладным процессам;
4. Определение достаточности имеющихся ресурсов;
5. Организация запросов на соединение с другими прикладными процессами;
Слайд 30Функции прикладного уровня
6. Передача заявок представительскому уровню на необходимые методы
описания информации;
7. Выбор процедур планируемого диалога процессов;
8. Управление данными, которыми
обмениваются прикладные процессы и синхронизация взаимодействия прикладных процессов;
9. Определение качества обслуживания (время доставки блоков данных, допустимой частоты ошибок);
10. Соглашение об исправлении ошибок и определении достоверности данных;
11. Согласование ограничений, накладываемых на синтаксис (наборы символов, структура данных).
Слайд 31Прикладной уровень отвечает за доступ приложений в сеть. Задачами этого
уровня является перенос файлов, обмен почтовыми сообщениями и управление сетью.
Слайд 32Уровень представления данных
Функции уровня – представление данных, передаваемых между прикладными
процессами, в нужной форме.
Обеспечивает то, что информация, передаваемая прикладным уровнем,
будет понятна прикладному уровню в другой системе.
ASN.1 - система для описания структуры файлов, а также для решения проблем шифрования данных. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных.
Слайд 33Функции уровня представления данных
1. Генерация запросов на установление сеансов взаимодействия
прикладных процессов.
2. Согласование представления данных между прикладными процессами.
3. Реализация форм
представления данных.
4. Представление графического материала (чертежей, рисунков, схем).
5. Засекречивание данных.
6. Передача запросов на прекращение сеансов.
Слайд 34Сеансовый уровень
Сеансовый уровень – это уровень, определяющий процедуру проведения сеансов
между пользователями или прикладными процессами.
Обеспечивает управление диалогом для того, чтобы
фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации.
Управляет передачей информации между прикладными процессами, координирует прием, передачу и выдачу одного сеанса связи.
Слайд 35На сеансовом уровне определяется, какой будет передача между двумя прикладными
процессами:
- полудуплексной (процессы будут передавать и принимать данные по очереди);
-
дуплексной (процессы будут передавать данные, и принимать их одновременно).
Слайд 36Функции сеансового уровня
1. Установление и завершение соединения между взаимодействующими системами.
2.
Выполнение нормального и срочного обмена данными между прикладными процессами.
3. Управление
взаимодействием прикладных процессов.
4. Синхронизация сеансовых соединений.
5. Извещение прикладных процессов об исключительных ситуациях.
6. Установление в прикладном процессе меток, позволяющих после отказа либо ошибки восстановить его выполнение от ближайшей метки.
7. Прерывание в нужных случаях прикладного процесса и его корректное возобновление.
8. Прекращение сеанса без потери данных.
9. Передача особых сообщений о ходе проведения сеанса.
Слайд 37Транспортный уровень
Предназначен для передачи пакетов через коммуникационную сеть. Пакеты разбиваются
на блоки.
Работа заключается в том, чтобы обеспечить приложениям или верхним
уровням модели (прикладному и сеансовому) передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется.
Главной задачей является обеспечение эффективных, удобных и надежных форм передачи информации между системами.
Слайд 38Функции транспортного уровня
1. Управление передачей по сети и обеспечение целостности
блоков данных.
2. Обнаружение ошибок, частичная их ликвидация и сообщение о неисправленных
ошибках.
3. Восстановление передачи после отказов и неисправностей.
4. Укрупнение или разделение блоков данных.
5. Предоставление приоритетов при передаче блоков (нормальная или срочная).
6. Подтверждение передачи.
7. Ликвидация блоков при тупиковых ситуациях в сети.
Слайд 39Сетевой уровень
Обеспечивает прокладку каналов, соединяющих абонентские и административные системы через
коммуникационную сеть, выбор маршрута наиболее быстрого и надежного пути.
Устанавливает связь
в вычислительной сети между двумя системами и обеспечивает прокладку виртуальных каналов между ними.
Отвечает за деление пользователей на группы и маршрутизацию пакетов на основе преобразования MAC-адресов в сетевые адреса. Обеспечивает также прозрачную передачу пакетов на транспортный уровень.
Слайд 40Функции сетевого уровня
1. Создание сетевых соединений и идентификация их портов.
2. Обнаружение
и исправление ошибок, возникающих при передаче через коммуникационную сеть.
3. Управление потоками
пакетов.
4. Организация (упорядочение) последовательностей пакетов.
5. Маршрутизация и коммутация.
6. Сегментирование и объединение пакетов.
Слайд 41Канальный уровень
Единицей информации канального уровня являются кадры (frame).
Обеспечивает корректность передачи
каждого кадра, помещая специальную последовательность бит, в начало и конец
каждого кадра, чтобы отметить его, а также вычисляет контрольную сумму, суммируя все байты кадра определенным способом и добавляя контрольную сумму к кадру.
Задача – брать пакеты, поступающие с сетевого уровня и готовить их к передаче, укладывая в кадр соответствующего размера. Этот уровень обязан определить, где начинается и где заканчивается блок, а также обнаруживать ошибки передачи.
Обеспечивает создание, передачу и прием кадров данных
Определяет доступ к среде и управление передачей посредством процедуры передачи данных по каналу.
Слайд 42Функции канального уровня
1. Организация (установление, управление, расторжение) канальных соединений
и идентификация их портов.
2. Организация и передача кадров.
3. Обнаружение и исправление ошибок.
4. Управление
потоками данных.
5. Обеспечение прозрачности логических каналов (передачи по ним данных, закодированных любым способом).
Слайд 43Физический уровень
Предназначен для сопряжения с физическими средствами соединения.
Состоит из Подуровня
стыковки со средой и Подуровня преобразования передачи.
Обеспечивает физический интерфейс с
каналом передачи данных, а также описывает процедуры передачи сигналов в канал и получения их из канала.
Определяются электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах. Физический уровень получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока.
Слайд 44Функции физического уровня
1. Установление и разъединение физических соединений.
2. Передача сигналов
в последовательном коде и прием.
3. Прослушивание, в нужных случаях, каналов.
4.
Идентификация каналов.
5. Оповещение о появлении неисправностей и отказов.