Билет 7

Билет 7.1

1)Синхронизация процессов- процесс решения того, как они обращаются с общими ресурсами. Для её организации используются средства межпроцессного взаимодействия.

Синхронизация в распределенных системах использует децентрализованные алгоритмы и становится гораздо более сложной, чем в централизованных.

Такие алгоритмы обладают, как правило, следующими свойствами:

• относящаяся к делу информация распределена между множеством компьютеров;

• процессы принимают решения только на основе локальной информации;

• не должно быть единой критической точки, выход из которой приводил бы к краху алгоритма;

• не существует общих часов или другого источника точного глобального времени.

Средства синхронизации:

-Атомарные транзакции

-Двухфазный протокол утверждения

-Децентрализованный алгоритм на основе временных меток

Алгоритм требует глобального упорядочивания всех событий в системе по времени.

Когда процесс желает войти в критическую секцию, он посылает всем остальным процессам сообщение с именем критической секции, своим номером и текущим временем. После этого процесс ждет разрешения от всех процессов. Только после этого можно входить в критическую секцию (Критическая секция - это часть программы, в которой осуществляется доступ к разделяемым данным.).

Получив сообщение-запрос, процесс, в зависимости от своего состояния к указанной критической секции, действует одним из следующих способов:

• если получатель не находится внутри данной критической секции и не запрашивал разрешения на вход в нее, то он возвращает сообщение "разрешаю";

• если получатель находится в критической секции, то он не отвечает на запрос, но запоминает его;

• если получатель уже выдал запрос на вхождение в критическую секцию, но еще не вошел в нее (не дождался разрешения), то он сравнивает временные метки. Если у пришедшего запроса метка более ранняя, то он возвращает сообщение "разрешаю".

После выхода из критической секции процесс посылает сообщение "разрешаю" всем процессам, запросы от которых он запомнил, а затем все запомненные запросы стирает.

2) Асинхронные протоколы обеспечивают приемо-передачу символов по отдельности, которые представлены байтами и старт-стоповыми символами. Таким образом, в каждый промежуток времени по каналу связи посылается один символ ( 1 байт = 8 бит ), а в начале каждого символа прописывается ( помещается ) стартовый бит, а конец завершает стоповый бит. Здесь, в большинстве случаев, применяются стандартные наборы символов. Асинхронная передача является устаревшим протоколом (методом) и применяется при использовании низкоскоростных каналов связи.

В синхронных протоколах между пересылаемыми символами (байтами) нет стартовых и стоповых сигналов, поэтому отдельные символы в этих протоколах пересылать нельзя. Все обмены данными осуществляются кадрами, которые имеют в общем случае заголовок, поле данных и концевик. Все биты кадра передаются непрерывным синхронным потоком, что значительно ускоряет передачу данных.

Так как байты в этих протоколах не отделяются друг от друга служебными сигналами, то одной из первых задач приемника является распознавание граница байтстоп. Затем приемник должен найти начало и конец кадра, а также определить границы каждого поля кадра — адреса назначения, адреса источника, других служебных полей заголовка, поля данных и контрольной суммы, если она имеется. Большинство протоколов допускает использование в кадре поля данных переменной длины. Обычно протоколы определяют максимальное значение, которое может иметь длина поля данных. Эта величина называется MTU.

Синхронные протоколы канального уровня бывают двух типов: символьно-ориентированные (байт-ориентированные) и бит-ориентированные. Для обоих xaрактерны одни и те же методы синхронизации битов. Главное различие между ними заключается в методе синхронизации символов и кадров.

Билет 7.2

ARP (англ. Address Resolution Protocol — протоколопределения адреса) — протокол в компьютерных сетях, предназначенный для определения MAC-адреса, имея IP-адрес другого компьютера.

Преобразование адресов выполняется путем поиска в таблице. Эта таблица, называемая ARP-таблицей, хранится в памяти и содержит строки для каждого узла сети. В двух столбцах содержатся IP- и Ethernet-адреса. Если требуется преобразовать IP-адрес в Ethernet-адрес, то ищется запись с соответствующим IP-адресом. Ниже приведен пример упрощенной ARP-таблицы.

Формат пакета:

Порядок преобразования(алгоритм роаботы?):

1. По сети передается широковещательный ARP-запрос.

2. Исходящий IP-пакет ставится в очередь.

3. Возвращается ARP-ответ, содержащий информацию о соответствии IP- и Ethernet-адресов. Эта информация заносится в ARP-таблицу.

4. Для преобразования IP-адреса в Ethernet-адрес у IP-пакета, постав ленного в очередь, используется ARP-таблица.

5. Ethernet-кадр передается по сети Ethernet.

Протоколы загрузка бездисковых станций DHCP, BootP

BOOTP (Bootstrap Protocol) обеспечивает определение с помощью специального сервера IP адреса клиента по его MAC, а также позволяет клиентам узнавать другие параметры загрузки и использует UDP в качестве протокола канального уровня. Это позволяет использовать маршрутизаторы (bootp relay) для передачи запросов и ответов из одного сегмента локальной сети в другой.

Клиент делает широковещательный запрос bootrequest (один нефрагментированный пакет): обязательно содержит аппаратный MAC адрес клиента и может содержать преполагаемый IP-адрес клиента, имя сервера и обобщенное имя файла для загрузки. Сервер отвечает пакетом: IP-адрес клиента, обобщенное имя файла замещается на полное имя файла исходя из конфигурации сервера, типа и адреса клиента и др. Собственно загрузка файла осуществляется клиентом с помощью протокола TFTP. Клиент должен быть в состоянии ответить на ARP запросы, чтобы мог работать TFTP-сервер.

DHCP – это протокол, который нужен для того, чтобы дать адрес бездисковой станции, а не для того, чтобы по нему получать адреса внутри сети. DHCP довольно часто используют операторы связи для раздачи адресов.

Протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) является надстройкой над BOOTP (для совместимости с bootp relay) и позволяет серверу выделять IP адреса клиентам динамически на ограниченный срок.

Протокол DHCP использует тот же самый формат пакетов и те же UDP порты для обмена сообщениями между серверами и клиентами. DHCP не определяет политику назначения IP адресов и прочих параметров, а лишь обеспечивает механизм её реализации. Адрес может выделяться на ограниченный или навсегда. DHCP позволяет свести настройку сетевых параметров клиентов к минимуму. В сети может быть установлено несколько серверов. Сервер должен хранить выделенные параметры при перезагрузках клиентов и сервера, чтобы по возможности выделять один и тот же адрес. При запросах клиент может идентифицироваться не только своим MAC адресом, но и специальной опцией "уникальный идентификатор клиента" (UUID или GUID). Аналогично сервер указывает свой IP адрес в опции "идентификатор сервера".