пр1 / Мн_дост__
.pdfТехнологии и модели
множественного доступа в
инфокоммуникационных сетях
к.т.н. Верзун Наталья Аркадьевна к.т.н. Воробьев Андрей Игоревич
Понятие множественного доступа
Множественный доступ - процедура использования несколькими объектами (пользователями) некоторого общего ресурса.
МОНОРЕСУРС
|
|
|
|
Пользователь |
Пользователь |
|
Пользователь |
|
|
моноресурса |
|
моноресурса |
|
моноресурса |
1 |
|
2 |
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Множественный доступ делает многие производственные и технологические процессы экономически целесообразными.
Для организации совместного использования моноресурса несколькими объектами существует ряд технологий.
Множественный доступ базируется на разделении между объектами моноресурса и может быть реализован в системах взаимодействия с информацией.
Понятие множественного доступа применимо, например, к информационным процессам:
-доставки информации (разделяемый ресурс - канал)
-обработки информации (процессор)
-хранения информации (ЗУ)
Особенность множественного доступа
– это независимая работа пользователей подключенных к моноресурсу
Многоуровневые модели
Пользователь
физической среды к пользователю |
пользователя к физической среде |
Движение информации от |
Движение информации от |
Физическая среда передачи
|
Модель взаимодействия |
|
|
открытых систем (OSI) |
|
7 |
Прикладной |
|
управление прикладными процессами |
||
|
||
|
Представительный |
|
6 |
- представление информации в форматах системы, |
|
|
первичное кодирование, |
|
|
- сжатие, шифрование |
|
5 |
Сеансовый |
|
- установление соединения, его мониторинг, |
||
|
закрытие соединения |
|
|
Транспортный |
|
4 |
- взаимодействие процессов |
|
- управление движением пакетов между процессами, |
||
|
- разбиение на сегменты/ восстановление |
|
|
- управление потоком |
|
|
Сетевой |
|
3 |
- маршрутизация |
|
|
- адресование |
|
|
- формирование пакетов |
|
|
Канальный |
|
2 |
- контроль ошибок |
-управление доступом к каналу
-формирование кадра
|
Физический |
1 |
- управляет передачей потоков кадр |
физической среде передачи |
- сигналы приводятся к виду, необходимому передачи по физической среде
Стек TCP/IP
Прикладной
1 Протоколы:
FTP, SMTP, HTTP, DNS, SNMP, Telnet
Транспортный
2 Протоколы:
TCP, UDP
Межсетевой
3 Протоколы:
IP, ICMP, ARP, RARP, RIP, OSPF
Сетевой
4 Этот уровень не регламентируется. Протоколы локальных сетей, X.25 и пр.
См. следующий слайд
Подуровни канального уровня модели OSI
Подуровень управления логическим каналом
УЛК (LLC – Logical Link Control) – “отвечает” за организацию передачи логических единиц данных, кадров информации, с различным уровнем качества транспортных услуг. Например: в протоколе IEEE 802.2 определены три вида сервиса: LLC1, LLC2, LLC3.
Подуровень управления доступом к среде передачи
УДС (МАС – Media Access Control) – появился из-за существования общей разделяемой среды передачи. Он обеспечивает корректное коллективное использование общей среды, предоставляя ее в соответствии с определенными правилами в распоряжении той или иной станции сети.
Правила, регламентирующие порядок доступа станций к общей разделяемой среде передачи информации называются методами (алгоритмами) доступа.
Инкапсуляция (процесс преобразования протокольных блоков в информационной системе)
Протокольный блок данных |
Заголовок |
Поле данных |
|
|
(PDU - protocol data unit) |
(Служебные поля) |
(Информация вышележащего уровня) |
||
Передача
7 7
|
6 |
|
Сообщение |
|
6 |
||
|
|
... |
|
|
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Упаковка |
5 |
|
|
|
|
|
5 |
4 |
|
|
Заголовок Поле данных |
Сегмент |
4 |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|||
|
транспортный |
|
|
(фрагмент) |
транспортный |
||
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
|
Заголовок |
Поле данных |
|
Пакет |
3 |
|
сетевой |
|
|
(дейтаграмма) |
сетевой |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
Заголовок |
|
Поле данных |
|
Кадр |
2 |
|
канальный |
|
|
(фрейм) |
канальный |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
Прием
Разупаковка
1 |
1 |
физический |
физический |
Примеры протокольных блоков
Сегмент(фрагмент)
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
||
транспортный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
транспортный |
||
3 |
|
|
|
|
Заголовок |
|
Поле данных |
|
|
|
|
Пакет |
|
3 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(дейтаграмма) |
|
||||||
|
сетевой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сетевой |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кадр |
|
2 |
||
канальный |
|
Заголовок |
|
Поле данных |
|
|
|
|
|
|
|
(фрейм) |
|
канальный |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
IP-пакет (дейтаграмма): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Номер версии Длина заголовка |
|
|
|
Тип сервиса |
8 |
бит |
Общая длина |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
4 бита |
4 |
бита |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 бит |
|
|
|
|
|
PR(3 бита) |
D(1 бит) |
T(1 бит) |
R(1 бит) резерв |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Идентификатор пакета |
16 |
бит |
|
|
|
Флаги |
|
Смещение фрагмента |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
бит |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
M |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Время жизни |
8 |
бит |
|
|
Протокол верхнего уровня |
8 бит Контрольная сумма |
|
16 бит |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Протокольный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IP |
адрес источника |
|
32 |
бита |
|
|
|
|
блок |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
транспортного |
|
|
|
|
IP |
адрес назначения |
|
32 |
бита |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
уровня |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выравнивание заголовка
ДАННЫЕ(максимальная длина 65515 байт) обычно 1480 байт
Кадр Ethernet:
|
Флаг |
Адрес |
Адрес |
Длина текста |
|
|
отправителя |
получателя |
|
Преамбула |
(признак |
(Тип кадра) |
||
|
начала кадра) (MAC - адрес ) |
(MAC - адрес ) |
||
|
|
|||
ДАННЫЕ
(46-1500 байт)
Контрольные
разряды
56 бит |
8 бит |
16 - 48 бит |
16 - 48 бит |
16 бит |
32 бита |
Классификация методов доступа
Методы множественного доступа
Случайные |
|
|
|
Детерминированные |
|||
Без контроля несущей |
C контролем несущей |
Методы опроса |
Методы передачи |
||||
|
(Carrier sense CS) |
Demand Priority |
права доступа |
||||
|
|
||||||
Pure(чистая) ALOHA (1970 г.) |
|
Непрерывный CSMA |
|
|
|
||
– использовалась для наземной |
Явная передача |
Неявная передача |
|||||
(Carrier Sense Multiple |
|||||||
системы радиодоступа. |
|
права доступа |
права доступа |
||||
|
Access) |
|
|||||
Эффективность 18% |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
Slotted (тактированная) |
|
|
|
Маркерный |
Синхронно- |
||
ALOHA(1972 год) |
|
Ненепрерывный CSMA |
доступ |
временной доступ |
|||
Эффективность 36% |
|
|
|
(МД) |
|
(СВД) |
|
|
|
CSMA/CD (With Collision |
|
|
|
||
Синхронный случайный |
|
detection) (Множественный |
|
|
|
||
доступ (ССД) |
|
доступ с контролем несущей |
|
|
|
||
|
|
с определением коллизий) |
|
|
|
||
Комбинированные
Случайный синхронновременной (ССВД)
Детерминированные методы доступа
При использовании детерминированных методов доступа передающая среда распределяется между рабочими станциями с помощью специального механизма управления, гарантирующего передачу данных станции в течение некоторого интервала времени.
Методы передачи права доступа
Явная передача |
Неявная передача |
права доступа |
права доступа |
Маркерный доступ |
Синхронно-временной |
(МД) |
доступ (СВД) |
маркерный доступ (МД) – метод с явной передачей права доступа,
синхронно-временной доступ (СВД) – метод с неявной передачей
права доступа
Базовые понятия и обозначения
N – число рабочих станций (пользователей) в сети .
время однократной передачи кадра – это интервал времени с момента занятия рабочей станцией среды передачи до момента освобождения этой среды при одной попытке передачи кадра. Обозначается как Ток.
Таких попыток может быть несколько из-за неидеальности среды передачи. Если среда идеальная, то 1 попытка.
Используемый режим передачи задается уровнем
LLC
время передачи одного кадра – в общем случае складывается из нескольких времен однократной передачи. Оно равно
-Ток если при однократной передаче кадра не произошло ошибок,
-2*Т ок - если произошла ошибка при первой попытке передачи кадра и не произошла при второй,
-3*Т ок - если при первых двух попытках возникла ошибка, а при
третей нет, и т . д . |
Время передачи одного кадра |
|
является временем обслуживания в |
|
СМО, моделирующей работу системы |
|
множественного доступа |