9. Подуровень управления доступом к среде. Коммутация на уровне передачи данных.Мосты между .X и .У
Главной проблемой любых широковещательных сетей является вопрос о том, как определить, кому предоставить канал, если пользоваться им одновременно хотят несколько компьютеров. Протоколы, применяющиеся для определения очередности предоставления канала относятся к подуровню передачи данных, называемому управление доступом к среде (MAC). Этот подуровень особенно важен в локальных сетях, так как почти все они используют канал множественного доступа.
У многих организаций имеется по несколько локальных сетей, которые необходимо объединять между собой. Локальные сети могут быть объединены с помощью специальных устройств, называемых мостами, которые работают на уровне передачи данных. Они анализируют адреса, содержащиеся в кадрах этого уровня, и в соответствии с ними осуществляют маршрутизацию. Поскольку мосты не исследуют сами данные, передающиеся в кадрах, то они одинаково хорошо справляются с различными пакетами.
Мосты между 802.x и 802.у
Рассмотрим на примере:
На рис показана работа простого двухпортового моста. Хост А беспроводной локальной сети (802.11) хочет передать пакет на стационарный хост В сети Ethernet (802.3), с которой сеть 802.11 объединена при помощи моста. Этот пакет спускается на подуровень управления логическим соединением (LLC) и получает заголовок этого подуровня (показан на рисунке черным прямоугольником). После этого он передается подуровню управления доступомк носителю (MAC), и там к нему добавляется заголовок стандарта 802.11 (а также концевик, не показанный на рисунке). Затем этот кадр передается в эфире и улавливается базовой станцией, которая видит, что его нужно передать стационарной сети Ethernet. Кадр достигает моста, соединяющего сети 802.11 и 802.3, на физическом уровне. На подуровне MAC (подуровень управления доступом к среде) моста от кадра отрезается заголовок стандарта 802.11. В таком обезглавленном виде (только с заголовком LLC-уровня) он передается подуровню LLC моста. В данном примере пакет предназначается узлу сети 802.3, поэтому он спускается по уровням Ethernet-стороны моста. После этого пакет уходит в сеть Ethernet. Обратите внимание на то, что у моста, соединяющего k разнотипных сетей, будет k подуровней MAC и столько же физических уровней.
10. Подуровень управления доступом к среде. Проблема распределения канала. Динамическое распределение каналов
Главной проблемой любых широковещательных сетей является вопрос о том, как определить, кому предоставить канал, если пользоваться им одновременно хотят несколько компьютеров. Протоколы, применяющиеся для определения очередности предоставления канала относятся к подуровню передачи данных, называемому управление доступом к среде (MAC). Этот подуровень особенно важен в локальных сетях, так как почти все они используют канал множественного доступа.
Центральная проблема – распределение одного широковещательного канала между многочисленными пользователями, претендующими на него.
Динамическое распределение каналов
Прежде чем приступить к рассмотрению многочисленных методов распределения каналов,
Следует тщательно сформулировать решаемую проблему. В основе всех разработок в данной области лежат следующие пять допущений.
Станционная модель. Модель состоит из N независимых станций (компьютеров, телефонов, персональных средств связи и т.д.), в каждой из которых программа пользователя формирует кадры для передачи. Станции иногда называют терминалами. Вероятность формирования кадра в интервале времени Δt равна Δλt, где λ является константой (скорость прибытия новых кадров). Как только кадр сформирован станция блокируется и ничего не делает, пока кадр не будет успешно передан.
Допущение утверждает, что станции независимы и работают с постоянной скоростью. Также неявно предполагается, что у каждой станции имеется только один пользователь или программа, поэтому пока станция заблокирована, она не производит никакой работы.
Предложение о едином канале. Единый канал доступен для всех. Все станции могут передавать и принимать данные по нему. С точки зрения аппаратуры все станции считаются равными, хотя программно протокол может устанавливать для них различные приоритеты.
Допущение о коллизиях. Если два кадра передаются одновременно, они перекрываются по времени, в результате сигнал искажается. Такое событие называется конфликтом, или коллизией. Все станции могут обнаруживать конфликты. Искаженный вследствие конфликта кадр должен быть передан повторно. Других ошибок, кроме тех, которые вызваны конфликтами, нет.
Непрерывное время. Передача кадров может начаться в любой момент времени. Не существует никаких синхронизирующих импульсов, которые делили бы время на дискретные интервалы.
Дискретное время. Время разделено на дискретные интервалы (такты). Передача кадра может начаться только с началом такта. Один временной интервал может содержать 0, 1 или более кадров, что соответствует свободному интервалу, успешной передаче кадра или коллизии.
Контроль несущей. Станции могут определить, свободна или занята линия, до ее использования. Если канал занят, станции не будут пытаться передавать кадры по нему, пока он не освободится.
Отсутствие контроля несущей. Станции не могут определить, свободна или занята линия, пока не попытаются ее использовать. Они просто начинают передачу. Только потом они могут определить, была ли передача успешной.