В чем суть модели rpc? Что выполняет ядро сетевой ос? Какие функции выполняет shell/redirector? Где и какие части сетевой ос запускаются?
RPC – удалённый вызов процедур. Разработан для удалённого доступа к ресурсам
У всех сетевых операционных систем это ядро называется NCP (Network Control Process). Это ядро работает на трех верхних уровнях модели OSI.
Ядро выполняет задачи:
Обработка файловой системы
Вход в сессию
И т.д.
Ядро является резидентной частью OS (то, что всегда находится в оперативной памяти).
Shell выполняет функции Presentation и Session levels. Shell работает на рабочей станции и выполняет только функции входа в сессию и представления информации.
У IBM есть аналог этого Shell, который называется NetBIOS.
Ядро сетевой ОС запускается на сервере. Shell запускается на каждой рабочей станции.
Билет 23
1 Дайте основные характеристики технологии Ethernet (топологию, метод доступа, среду передачи, кодирование, ограничения). Каким образом реализован процесс авто-навигации 100 Base Ethernet? Каким образом обеспечивается механизм full-duplex 100 Base Ethernet? Каким образом обеспечивается механизм flow control 100 Base Ethernet?
Если кратко:
Топология: почти всегда звезда, редко – кольцо-звезда
Методы доступа: contention, polling, token
Среды передачи: оптоволокно, витая пара
Кодирование и ограничения зависят от вида Ethernet’а (100 Base, 1000 Base, 10 GBASE…)
Остального нет в лекциях!!!
Если подробно:
Ethernet является основной сетевой технологий, и не знать ее нельзя.
Человека, придумавшего Ethernet, звали Роберт Меткалф.
IEEE придумали стандарт 802.3 (и дальше куча букв может быть 802.3ad, 802.3bt, 802.3az, …) и сказали, что Ethernet имеет некоторые особенности технологии на 1, 2 и частично 3 уровнях модели OSI.
Согласно IEEE любой сетевой адаптер содержит чипы. Есть какая-то совокупность чипов, которая обеспечивает контакт с кабельной системой.
PCS (Physical Coding Subsystem) чипы делают кодирование. Они связаны интерфейсом MII с MAC контроллером.
PMA (Physical Media Attachment) подуровень физического присоединения среды эти чипы делают кадрирование и синхронизацию пакетов
PMD (Physical Media Dependent) подуровень зависимого от среды интерфейса
Такие сетевые адаптеры будут у всех. Контроллер присваивает данным физический адрес (6 байт) и он уникален.
Все эти штуки имеют контроль соединения LLC (Logical Link Control). Этот контроль соединения контролирует, что у нас есть связь двух адаптеров, и тогда мы об этом не думаем в прикладном продукте. Помимо наличия соединения он контролирует скорость этого соединения. Поэтому нам не нужно думать, что кто-то работает на скорости 10 Мбит, а кто-то на скорости 100 Мбит.
Все ethernet имеют один и тот же метод доступа в канал. Вот эту "веревку" нужно как-то поделить. Все хотят передавать, и нужно разобраться, когда и кому передавать можно.
Такие методы доступа бывают трех видов:
Contention (соревнование)
Является основным методом доступа. Передает кто хочет, но только если успеет "схватить веревку". И те, кто придумали Ethernet назвали CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий). Суть в том, что я передаю сигнал, и если кто-то еще захочет передавать сигнал, то он посмотрит, занят ли канал передачи, и если да, то будет ждать 16 раз по экспоненте продлевая период ожидания.
В случае, если я начал передавать тогда, когда ко мне этот сигнал пришел, я буду передавать сигнал, который называется JAM (пробка), то есть говорить всем "ребята, не надо передавать, там кто-то схватил канал, давайте подождем". Если все-такие возникает коллизия, то происходит over voltage. У нас на один импульс накладывается другой импульс и он по размеру становится больше.
В каждой информационной системе до 5% трафика - это коллизии. И это НЕ ОШИБКА!
Polling
Есть master и slave. Есть центральное устройство (master), которое говорит остальным, когда передавать. Используется в современных системах.
Token
Только IBM сети, которые с топологией Кольцо. Я передаю какой-то маркер по кольцу и говорю соседу "Я начал передачу, давай, присоединяйся".
Начиная со 100 Мбит Ethernet везде используется топология Звезда. Коллизия возникает между коммутатором и рабочей станцией (одновременно я передаю на порт коммутатора и получаю с него же). Такой Ethernet называется dedicated (выделенный). А есть еще shared, но это старье.
100 BASE T4
Не рассматриваем, так как это старая версия, работает на 4 категориях, низкоскоростная
100 BASE TX
TX означает Twisted Pair (витая пара). Этот Ethernet работает на витой паре, и она не экранированная.
100 BASE FX
FX означает Fiber (волокно). Этот Ethernet работает с оптоволокном. По стандартам 100 BASE FX это multimode волокно 62.5х125.
Все Ethernet начиная со 100 Мбит имеют дополнительные функции. Помимо PCS, PMA, PMD, MII добавляются еще две функции:
Reconciliation (согласование)
Эти чипы согласовывают кодирование и сигнал, в зависимости от того, какая кабельная система (витая пара/оптоволокно). Кодирование для нас очень важно, и все закрыто в документах ANSI, потому что способы кодирования обеспечивают скорость.
Разные виды Ethernet различаются кодированием и phy. phy - это физический уровень модели оси.
Negotiation (переговоры)
Тут решается на какой скорости будет осуществляться передача. (ТОЛЬКО В СЛУЧАЕ ВИТОЙ ПАРЫ)
Все виды Ethernet обеспечивают работу словами (вся оперативная память в словах и assembler нигде не работают). И передача данных по каналу идет словами! И никогда не передается просто символ!
Чем больше скорость Ethernet, тем выше группировка.
4 бита в 5 бит
8 бит в 10 бит
64 бит в 66 бит и считываются по 66 бит (чем больше слово, тем быстрее читаю)
Зачем делать группировку?
Было 4 бита и там такое кодирование, что там 4 единицы и они наплыли друг на друга, и мы не можем разобраться 0 это или 1. Для того чтобы понимать, где начинается бит и где он заканчивается, мы добавляем еще один бит, и вместо 4 бит будет 5 бит. Фактически, страт, стоп.
Если Ethernet на оптоволокне, то уровня Negotiation (переговоры) не будет. Так как в случае оптоволокна мы не умеем согласовывать скорости.
Если это сетевой адаптер роутера, то у него будет какой-то внешний трансивер, который выброшен для интерфейсов, и вот эти чипы будут перенесены во внешнюю блямбу. И она будет более мощной так как там много разных интерфейсов, потому что роутер должен работать по различным интерфейсам.
Если это репитер, то у него будет только phy, так как он просто усиливает сигнал.
100 Мбит Ethernet предполагает, что расстояние 90 м по витой паре, 4 км по multimode волокну, 6 км по single mode волокну.
Все что нам нужно для управления будет вынесено в отдельный софт. Этот софт 3 уровня модели OSI и он будет работать под управлением операционной системы на коммутаторе.
Любой Ethernet является полнодуплексным. Это означает, что я одновременно могу передавать и принимать.
Если буфер у коммутатора переполняется, то он отправляет на рабочую станцию команду XOFF, чтобы компьютер понял, что пока что нужно подождать и ничего не отправлять. Когда буфер освобождается, то коммутатор отправляет команду XON.
У нас есть непрерывная передача импульсов (каждые 16 мс), и если импульсы идут, то соединение есть. И это делается при помощи специальных фреймов LLC.
Если я работаю на скорости 10 Мбит, а рядом со мной включился адаптер со скоростью 100 Мбит (а у меня витая пара), то будут сначала специальные импульсы FLP (Fast Link Pulse) в котором содержится 8-битное слово, кодирующее предлагаемый режим взаимодействия, начиная с самого приоритетного, поддерживаемого данным узлом. Если узел-партнер может поддерживать предложенный режим, он отвечает пачкой импульсов FLP, в которой подтверждает данный режим, и на этом переговоры заканчиваются. Если же узел партнер может поддерживать менее приоритетный режим, то он указывает его в ответе, и этот режим выбирается в качестве рабочего. Так, всегда выбирается наиболее приоритетный общий режим узлов.
Так что в прикладных продуктах об этом думать уже не нужно.