4. Объясните структуру и принцип функционирования мульдема для оптических каналов связи. За счет чего достигается большая скорость передачи в этих устройствах?

Развитие световодных абонентских сетей сейчас прогрессирует (например, сеть FDDI)

В световодную абонентскую сеть включается коммутационное оборудование (оптические концентраторы и повторители) и оборудование систем передачи (приемопередатчики). Одной из составных частей абонентской станции такой сети является устройство, по назначению и основным принципам функционирования аналогичное модему. Это синхронный мультиплексор/демультиплексор с оптическим стыком на 16 первичных потоков, называемый мульдемом.

М ульдем предназначен для синхронного объединения, разделения первичных цифровых потоков, формирования высокоскоростного потока на 32 768 Кбит/сек, его преобразования в оптический сигнал и обратного преобразования

16 первичных входных цифровых потоков поступают на датчик синхросигнала, затем они объединяются посредством синхронного мультиплексора (MXT) и формируется высокоскоростной поток.

Сформированный поток подвергается высокоплотному линейному кодированию кодом CMI в кодере, а затем поступает на вход оптического коммутатора через оптический передатчик (ОптПер) и в линию связи.

Приходящий из линии оптический сигнал через коммутатор поступает на вход оптического приемника (ОптПр). С выхода приемника уже электрический сигнал поступает на вход выделителя тактовой частоты (ВТЧ) и на вход декодера CMI. Далее сигнал поступает на вход приемного регистра (РгR), сдвигаемого тактовой частотой.

5. Что представляет собой протокол ieee 802.2? Опишите формат кадра протокола ieee 802.2. Какими типами протокольных блоков данных оперирует данный протокол?

IEEE 802.2 – это протокол УЛК (LLC), работает в паре с протоколами УДС (МАС-протоколами) под управлением протоколов сетевого уровня. Он представляет собой программное обеспечение, являющееся частью драйвера любого сетевого адаптера или модема, а значит относящееся в операционной системе. Этот протокол является общим для всех типов устройств и не зависит от типа локальной сети.

Основное назначение этого протокола – установление логического соединения (формирование физического канала) между двумя станциями локальной сети.

Т.к. протокол IEEE 802.2 – это протокол канального уровня, то он оперирует кадрами. Весь кадр УЛК вместе с заголовком представляет для протоколов УДС поле данных и не может быть ими распознан (сетевым картам все равно, что они передают).

Каждый протокольный блок данных УЛК содержит 2 адреса к точке доступа к услугам: адрес получателя и адрес отправителя. В качестве адресов используются логические порты (как и для протокола ТСР), которые здесь указывают на тип программы, запросившей выход в сеть [но не физические адреса узлов сети (адреса станций распознаются и обрабатываются МАС-протоколами) и не их логические адреса (IP-адресами оперируют протоколы сетевого уровня)]

В качестве АО и АП могут выступать как объекты верхнего уровня (например, сетевые станции или сетевые процессы), так и независимые или несовместимые подуровни УЛК для неоднородных сетей.

В управляющем поле записывается тип передаваемого блока, т.е. своеобразная команда протоколу УЛК удаленной станции. Размер поля данных ограничивается размерами кадра протокола УДС, т.е. ОС знает максимальный размер кадра, который может передать сетевая карта.

Формат кадра и способ соглашения по адресации станций должны быть одинаковы для станций ЛВС всех классов.

Форматы адресов отправителя и получателя приведены на рис. 7.4. Первый бит формата определяет тип адреса или тип сообщения. Для адреса получателя этот бит И/Г, установленный в "0", означает индивидуальный адрес, а в “1” – групповой адрес. Код адреса ТДУП (11111111) означает адресацию всем станциям. Адрес отправителя всегда индивидуален или равен нулю. Нулевой адрес ТДУО используется в тех случаях, когда станция имеет единственную ТДУ, т.е. связь "один к одному". Несколько ТДУ может быть у станции на подуровне УЛК, когда станция физически связана с несколькими другими станциями. Это характерно для центрального узла при звездообразной топологии, а также для мостов, коммутаторов, маршрутизаторов. Бит К/О служит для распознавания команд и ответов на предыдущие команды.

В

Тип ПБД	Разряды поля управления
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	…	16
ПБДИ	0	Порядковый номер передаваемого ПБДИ N(s)							З/П	Порядковый номер принимаемого ПБДИ N(r)
ПБДУ	1	0	Y	Y	X	X	X	X	З/П	Порядковый номер принимаемого ПБДИ N(r)
ПБДН	1	1	М	М	З/П	М	М	М

Рис. 6.8. Форматы полей управления протокольных блоков данных протокола УЛК

се кадры УЛК, т.е. ПБД, подразделяются по своему назначению и характеру передаваемых данных на три типа (рис. 6.8 ^{КН, стр. 9}): информационные (ПБДИ), управляющие (ПБДУ) и ненумерованные (ПБДН).

ПБДИ должны обязательно содержать поле информации. Управляющие и ненумерованные ПБД предназначены для передачи управляющих команд и ответов, только для первого типа передаваемая информация нумеруется по-кадрово, а для второго – нет.

Форматы полей управления ПБД показаны на рис. 6.8.

Тип протокольного блока данных распознаются по двум первым битам поля управления. Если первый бит равен 0, то это информационный кадр, если – 10, то – управляющий, если – 11, то – ненумерованный. По этим двум битам определяется и размер поля управления: 8 или 16 бит.

Через «Х» обозначены зарезервированные биты, которые устанавливаются в 0. Биты «Y» и «М» задаются коды конкретной команды. Бит З/П означает запрос передачи (0), т.е. команда, или последний передаваемый кадр (1). Для этого протокола под командой подразумевается инструкция на выполнение какого-либо действия, а под ответом – результат выполнения этой инструкции. Команда порождается примитивом «запрос», а ответ – примитивом «ответ».

Все протокольные блоки данных, в которых передается информация пользователя, должны быть пронумерованы протоколом УЛК. Для этого используется поле N(s) – порядковый номер передаваемого кадра (от 0 до 127, т.е. можно передать 128 кадров).

Принимающая станция обязана подтвердить правильность принятого кадра. Подтверждение записывается в информационный или управляющий протокольный блок данных в поле N(r), которое означает номер протокольного блока данных, ожидаемого на приемной стороне. Этим номером подтверждается правильность N(r)–1 принятых кадров. Если в поле N(r) указывается 5, то это значит, что четыре предыдущих кадра были приняты правильно и ожидается пятый.

Подтверждаются только правильно принятые кадры. Все кадры, принятые с ошибками (например, не совпала КПК), сетевая карта отбрасывает и никому об этом не сообщает. Поэтому для протокола УЛК этой станции такие кадры будут считаться потерянными.

В станции отправителе сохраняются в памяти все отправленные кадры до тех пор, пока на них не придет подтверждение. Подтверждающие кадры удаляются из памяти, и их номер может быть использован для нумерации других кадров. Эта память – это не буфер сетевой карты, а ОЗУ компьютера.

6. Назовите режимы, поддерживаемые протоколом IEEE 802.2. На какие классы делятся сетевые устройства в зависимости от реализуемых режимов LLC? Поясните режим без установления логического соединения и без подтверждения правильности доставки данных (LLC1).

Существует 3 режима работы протокола IEEE 802.2:

1. LLC1 – режим без установления логического соединения и без подтверждения правильности доставки данных на подуровне УЛК

2. LLC2 – режим с установлением логического соединения и с подтверждением о доставке данных на подуровне УЛК

3. LLC3 – режим без установления логического соединения и с подтверждением о доставке данных на подуровне УЛК

На основании этих режимов выделяют 4 следующих класса устройств:

Класс	Режимы
1	LLC1
2	LLC1 + LLC2
3	LLC1 + LLC3
4	LLC1 + LLC2 + LLC3

Д ля протокола IEEE 802.2 определено два вида процедур: процедуры, обеспечивающие услуги по передаче данных без установления соединения и без подтверждения доставки данных на подуровне УЛК, и процедуры с предварительным установлением соединения на подуровне УЛК. При этом обеспечивается подтверждение доставки данных, их целостность, а также управление потоком данных.

Процедуры первого типа рассматриваются как обязательные для каждой станции ЛВС, а процедуры второго типа реализуются по мере необходимости. Если станция поддерживает процедуры обоих типов, то обе процедуры выполняются независимо друг от друга, т.е. идет переключение режимов работы.

LLC1 – режим без установления логического соединения и без подтверждения о доставке данных на подуровне УЛК

В этом режиме перед отправкой данных станции не устанавливают логическое соединение. Протокол УЛК не проверяет правильную последовательность кадров. Функции проверки потерянных кадров возлагаются на протоколы более высокого уровня, в частности на протокол ТСР. В этом режиме используется только один кадр, который является ненумерованным, и называется UI.

В этом режиме для управления протоколом УЛК используется два примитива: «запрос» и «индикация» с модификацией «Данные»

В этом случае информационный кадр принимается протоколом УДС станции-получателя и после удаления заголовка и концевика передается в протоколу УЛК, а затем на сетевой уровень.

Во время передачи данных по сети возможны две основные ошибки: потеря кадра и искажение кадра.

В случае искажения кадра сетевая карта (протокол УДС) пытается по КПК (контрольной последовательности кадра) исправить ошибку, если ошибку исправить нельзя, то сетевая карта кадр отбрасывает и драйверу (т.е. протоколу УЛК) об этом кадре ничего не сообщает. Потеря кадра будет замечена протоколом ТСР.

При таком режиме работы программное обеспечение проще, следовательно – дешевле, но надежность передачи меньше. Для обычных локальных сетей используется только этот протокол, т.к. все ошибки исправит протокол ТСР и нет надобности дублировать его действия.

7. Каким образом два взаимодействующих протокола IEEE 802.2 договариваются о максимальном размере передаваемого кадра данных и о размере окна ответов? Какими специальными кадрами они обмениваются в обоих случаях? Поясните форматы этих кадров.

Кроме передачи данных станция в любой момент времени может передать в сеть служебную и тестирующую информацию. Для этого используются два ненумерованных кадра: TEST, XID.

Команда XID посылается, чтобы узнать, в основном, размер окна ответов. Эта команда посылается в шести случаях:

 проверка работоспособности другой станции и определение состава группы станций, от которых ожидается ответ;

 уточнение состава станции, подключенных к сети;

 определение способности станции работать в режиме с установлением соединения;

 извещение о подключении новой станции;

 проверка адреса (МАС - адреса) на дублирование;

 определение окна ответов.

При обмене кадрами XID станции выбирают единый размер окна ответов, который будет действовать в течение всего сеанса связи. Из двух предложенных величин выбирается минимальная.

На команду XID станция обязательно отправляет ответ (табл. 7.1. – структура команды). Поле данных команды XID имеет фиксированный формат и размер.

И команда и ответ в поле данных содержат идентификатор класса станции, который, по всей видимости, указывает на приоритет станции в сети либо на то, какой тип данной станции для сетей клиент-сервер, способна ли станция работать в режиме с установлением соединения (рис. 7.5). Идентификатор формата указывает на версию используемого протокола.

Команда TEST также как и команда XID может быть выдана в произвольный момент времени. Но обычно эти команды отправляются либо перед установлением соединения, либо перед отправкой данных.

На команду TEST также обязательно должен быть отправлен ответ. Используется она, чтобы определить максимальный размер буфера сетевой карты удаленной станции. Такая необходимость возникает, когда в сети используются сетевые карты, в которых размер буфера больше стандартных.

Станция, у которой размер буфера сетевой карты больше стандартного отправляет команду TEST в «поле данных», которой будет записан любой кадр максимального размера. На приемной стороне возможны три варианта ответа:

1) если станция может принять такой большой кадр и рассчитать по нему контрольную последовательность кадра, то она отправляет этот кадр TEST обратно;

2) если станция не может принять весь кадр, но может рассчитать по нему контрольную последовательность кадра, тогда она отправляет команду TEST, в поле данных которой переносит исходный кадр ограниченного размера;

3) если станция не может рассчитать контрольную последовательность кадра, тогда ответ TEST не посылается.Команды TEST и XID отправляются по инициативе протокола УЛК без команды от протокола сетевого уровня.