Функционирование Ethernet-мереж

Передача мережних пакетів між машинами в мережах Ethernet, найпоширеніших з 1970-х рр. по теперішній час, відбувається в такий спосіб. Кожна машина має унікальну IP-адресу й відповідний Ethernet- (MAC-) адреса. Для комунікації потрібні обоє адреси. Для пошуку IP-адрес використається Domain Name Service (DNS). Протокол Address Resolution Protocol (ARP) використається для відображення MAC-адрес в IP-адреси.

Якщо машини перебувають в одній і тій же локальній мережі, то може використатися ARP. Якщо машини в різних локальних мережах, то машина-відправник посилає пакет маршрутизатору ( router ), що маршрутизує даний пакет до приймаючої мережі.

Як видно зі схеми, пакет починається зі стандартної послідовності байтів. Він містить Ethernet-адреси одержувача й джерела, довжину повідомлення, саме повідомлення (пересилають дані, що) і контрольну суму. Структура пакета досить проста й особливих коментарів не вимагає.

Деякі сучасні мережні протоколи

Протокол GPRS. Виклад класичних основ мережних протоколів й їхніх стандартів завершимо розглядом деяких сучасних мережних протоколів різних рівнів, що мають особливо важливе практичне значення. У даному розділі розглянемо протокол GPRS.

GPRS (General Packet Radio Service) - протокол бездротового радіозв'язку рівня зв'язування даних (рівня 2) по моделі ISO, широко використовуваний у мобільному зв'язку (GSM). Даний протокол "розуміє" структуру IP-пакетів. Забезпечується реальна швидкість зв'язку до 60 Кбіт / с, порівнянна зі швидкістю звичайного модему й обміну через телефонну лінію (dial-up).

Використається для реалізації SMS (текстових повідомлень), MMS (мультимедийных повідомлень), Instant messaging and presence (відправлення й одержання миттєвих повідомлень), WAP (спрощеного доступу до Web для мобільних телефонів),мобільного Інтернету

У деяких місцевостях і країнах GPRS є фактично єдиним способом організації зв'язку для передачі даних і виходу в Інтернет. Настійно рекомендується при виборі мобільного телефону звертати увагу на підтримку протоколу GPRS.

При використанні TCP/IP GPRS-протокол привласнює кожному мобільному телефону один або кілька IP-адрес і забезпечує надійне пересилання IP-пакетів. IP-адреси, як правило, привласнюються динамічно.

Для маршрутизації пакетів використаються крапки доступу (access points) зі своїми іменами Access Point Names (APNs). При настроюванні GPRS у мобільному телефоні необхідно вказати APN, надаване Вашим провайдером (наприклад, МТС)

При використанні телефону як GPRS-модему (для виходу в Інтернет, прийому електронної пошти й т.д.) зв'язок з комп'ютером здійснюється через Bluetooth або через інфрачервоний порт (IrDA).

Не слід плутати GPRS з GPS (глобальною системою супутникової навігації), як іноді роблять, у чому неодноразово переконувався автор.

Сімейство протоколів Wi-Fi (IEEE 802.11x)

Wi-Fi (IEEE 802.11x) – це сімейство протоколів рівня зв'язування даних (рівня 2 по моделі ISO) для бездротового радіозв'язку в локальних мережах (WLAN). Інше неофіційне (більше старе) назва того ж сімейства протоколів – RadioEthernet.

Використається для виходу в Інтернет, передачі голосових повідомлень через TCP/IP (VoIP),зв'язку з мультимедійними пристроями (цифровими камерами, проекторами й т.п.)

Швидкість передачі даних - від 11 Мбіт / з (по стандарті 802.11b) до 54 Мбіт/з (по стандартах 802.11a й 802.11c).

Wi-Fi - зв'язок доступний у радіусі дії точки доступу (access point) ~ 200-250 метрів. Зона доступу Wi-Fi зветься hotspot. Типова зона доступу - готель, аеропорт, вокзал, Інтернет-кафе.

Wi-Fi - адаптери вбудовуються в портативні комп'ютери, органайзери (PDA), коммунікатори.

Переваги Wi-Fi:при наявності крапки доступу у відповідній околиці, доступ в Інтернет можливий скрізь.

Недоліки Wi-Fi:локальний характер зв'язку; розходження числа Wi-Fi каналів у Європі, Америці й Азії; недостатня безпека; на практиці, недостатня надійність при числі користувачів 1000 – 10000 і більше; зв'язок Wi-Fi не нешкідливий для здоров'я (тому обмежено для використання в країнах Євросоюзу).

Wi-MAX – більше високошвидкісний варіант Wi-Fi (зі швидкістю передачі даних до 1 Гбит / с) з більшим радіусом дії. У цей час відчизняні комунікаційні фірми активно ведуть роботу з покриття території РФ мережами Wi-MAX.

Обмін миттєвими повідомленнями (Instant Messaging and Presence)

Instant Messaging and Presence (IMP) - cімейство протоколів і технологій верхнього рівня (application layer) для обміну повідомленнями між клієнтами, що використають мобільні телефони, комуникатори, лаптопи й переміщаються з однієї крапки в іншу.

IMP використає адреси, подібні з email-адресами, наприклад: node@domain/work – XMPP-адреса.

Повідомлення, що посилають - як правило, текстові, але також можливо посилати й графічні образи.

Основні поняття IMP: IMP client – користувач мережі; presence – інформація про присутність клієнта на зв'язку; presentity (presence server ) – сервер мережі, що забезпечує реєстрацію клієнтів і видачу інформації про присутність на зв'язку.

Основні протоколи IMP: SIMPLE / SIP; XMPP (Jabber); Wireless Village.

Лабораторія Java-технології Спбгу під науковим керівництвом автора в 2003 - 2006 р. виконала роботи для лабораторії Panasonic Research по реалізації Java-бібліотек для миттєвих повідомлень (JSR 164 / 165 / 186 / 187) і розробці комплексів тестів для їхнього тестування (TCKs)