12. Моноканалы. Особенности передачи данных по моноканалам.

Сетевой уровень (Network Layer) отвечает за адресацию пакетов и перевод логиче­ских имен (логических адресов, например, IP-адресов или IPX-адресов) в физические сетевые МАС-адреса (и обратно). На этом же уровне решается задача выбора маршрута (пути), по ко­торому пакет доставляется по назначению (если в сети имеется несколько маршрутов). На се­тевом уровне действуют такие сложные промежуточные сетевые устройства, как маршрути­заторы.

Функции сетевого уровня реализуются [2, с. 130]: S группой протоколов; S специальными устройствами - маршрутизаторами.

Маршрутизатор собирает информацию о топологии связей между сетями и на ее ос­новании строит таблицы коммутации, которые в данном случае носят специальное название таблиц маршрутизации.

Маршрутизатор (router) [3] - это устройство, которое собирает информацию о топо­логии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Для того чтобы передать сообщение от отправителя, находящегося в одной сети, получателю, находящемуся в другой сети, нужно совершить некоторое количество перехо­дов между сетями, каждый раз выбирая подходящий маршрут. Таким образом, маршрут представляет собой последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет.

1.1 Функции маршрутизаторов

Основная функция маршрутизатора - чтение заголовков пакетов сетевых протоко­лов, принимаемых и буферизуемых по каждому порту (например, IPX, IP, AppleTalk или DECnet), и принятие решения о дальнейшем маршруте следования пакета по его сетевому адресу, включающему, как правило, номера сети и узла.

Функции маршрутизатора могут быть разбиты на три группы в соответствии с уров­нями модели OSI (рис. 1).

1.1.1 Уровень интерфейсов

На нижнем уровне маршрутизатор, как и любое устройство, подключенное к сети, обеспечивает физический интерфейс со средой передачи, включая согласование уровней электрических сигналов, линейное и логическое кодирование, оснащение определенным ти­пом разъема. В разных моделях маршрутизаторов часто предусматриваются различные на­боры физических интерфейсов, представляющих собой комбинацию портов для подсоедине­ния локальных и глобальных сетей.

С каждым интерфейсом для подключения локальной сети неразрывно связан опре­деленный протокол канального уровня, например семейства Ethernet, Token Ring, FDDI. Ин­терфейсы для присоединения к глобальным сетям чаще всего определяют только некоторый стандарт физического уровня, над которым в маршрутизаторе могут работать различные протоколы канального уровня. Например, глобальный порт может поддерживать интерфейс V.35, над которым могут работать различные протоколы канального уровня: РРР (передает трафик протокола IP и других сетевых протоколов), LAP-B (используемый в сетях Х.25), LAP-F (используемый в сетях frame relay), LAP-D (используемый в сетях ISDN), ATM. Раз­ница между интерфейсами локальных и глобальных сетей объясняется тем, что технологии локальных сетей определяют стандарты как физического, так и канального уровней, которые могут применяться только вместе.

Интерфейсы маршрутизатора выполняют полный набор функций физического и ка­нального уровней по передаче кадра, включая получение доступа к среде (если это необхо­димо), формирование битовых сигналов, прием кадра, подсчет его контрольной суммы и пе­редачу поля данных кадра верхнему уровню при корректном значении контрольной суммы.

Как и любой конечный узел, каждый порт маршрутизатора имеет собственный аппаратный адрес (в локальных сетях МАС-адрес), по которому ему другие узлы направляют кад­ры, требующие маршрутизации.

Перечень физических интерфейсов, которые поддерживает та или иная модель мар­шрутизатора, является его важнейшей потребительской характеристикой. Маршрутизатор должен поддерживать все протоколы канального и физического уровней, используемые в каждой из сетей, к которым он будет непосредственно присоединен. На рис. 1 показана функциональная модель маршрутизатора с четырьмя портами, реализующими следующие физические интерфейсы: 10Base-T и 10Base-2 для двух портов Ethernet, UTP для Token Ring, а также интерфейс V.35, над которым могут работать протоколы LAP-B, LAP-D или LAP-F, обеспечивая подключение к сетям Х.25, ISDN и Frame Relay.

Кадры, которые поступают на порты маршрутизатора, после обработки соответст­вующими протоколами физического и канального уровней освобождаются от заголовков ка­нального уровня. Извлеченные из поля данных кадра пакеты передаются модулю сетевого протокола.