Сетевой уровень Базовые понятия
Сетевой уровень занимается разработкой маршрутов доставки пакетов от отправителя к получателю. Функции сетевого уровня более сложные чем канального. На канальном уровне перемещение кадра с одного конца провода на другой. На сетевом – от одной рабочей станции сети до другой рабочей станции другой сети. Сетевой уровень является самым низким уровнем в обеспечении доставки данных. Для выполнения задач сетевого уровня он должен знать о топологии сетей, включаемых в схему доставки информации и знать все маршруты, по которым возможно ее передавать. На сетевом уровне возможно выделить 2 основных метода передачи пакетов:
Перемещение пакетов от узла к узлу без установки соединения между отправителем и получателем.
Перемещение пакетов, после того как соединение между отправителем и получателем установлено.
Internet не требует установки соединения между отправителем и получателем. Сети ATM ориентированы на установление соединения на сетевом уровне.
Сети atm (Asinchronous Transfer Mode)
ATM используется в сетях на основе телефонных линий. Для установки соединения посылается установочный пакет. По мере его прохождения по узлам, все маршрутизаторы делают записи в своих внутренних таблицах, отмечая наличие соединения и резервируя для него ресурсы. Установление соединения в ATM называют виртуальным каналом, по аналогии с физическими каналами в телефонных линиях. После установки соединения любая сторона может начать передачу данных. В основе ATM лежит идея передачи информации короткими пакетами, фиксированной длины, которые называют ячейками (53 байта: 5 – заголовок, 48 – полезная нагрузка). Частью заголовка является идентификатор соединения.
Все маршрутизаторы встречающиеся на пути, знают, какая ячейка принадлежит какому соединению. Определение маршрутизатора – на аппаратном уровне. Все ячейки одного соединения следуют по одному маршруту.
Реализация сетевого уровня без установления соединения
В этом случае пакет называется дейтаграммой, а сети – дейтаграмными.
Принцип работы:
Таблица маршрутизатора А:
В начале В конце
A |
- |
A |
- |
B |
B |
B |
B |
C |
C |
C |
C |
D |
B |
D |
B |
E |
C |
E |
B |
F |
C |
F |
В |
Таблица маршрутизатора C:
A |
A |
B |
A |
C |
- |
D |
D |
E |
E |
F |
E |
Таблица маршрутизатора E
A |
С |
B |
D |
C |
C |
D |
D |
E |
- |
F |
F |
Процесс P1 посылает сообщение процессу P2, сообщение в 4 раза длиннее максимально допустимого кадра, сетевой уровень разбивает его на 4 пакета и посылает их на маршрутизатор A с использованием протокола точка-точка. Каждый Маршрутизатор имеет внутреннюю таблицу, по которой он определяет дальнейший путь пакета, таблица состоит из 2 частей – пункт назначения – выходная линия маршрутизатора. Пакет на маршрутизаторе проверяются на ошибки. Для связи с F все пакеты надо переслать на С. На C надо передать на E. На E с F на F, с F на хост. Возможна ситуация, когда кадры 1,2,3 загрузят линию, в этом случае таблица на A обновляется и пакет 4 идет на B. Алгоритм, управляющий таблицами маршрутизации и принимающий решения о маршрутах, называется алгоритмом маршрутизации. Обновление таблиц маршрутизации происходит в строго определенное время, для этого используется алгоритм управления сетью. Если обновление таблиц не произошло, то посылается несколько копий пакета по нескольким маршрутам.