Лекция 7. Протоколы и стандарты локальных сетей §1. Общая характеристика протоколов локальных сетей

Первые локальные вычислительные сети появились в 70-х годах 20 века. Целью тогда было нахождение простого и дешевого способа объединения нескольких десятков компьютеров в пределах одного здания. Для упрощения и удешевления тогда остановились на совместном использовании кабелей всеми компьютерами сети в режиме разделения времени. В 1976 году в исследовательском центре Xerox была создана сеть Ethernet, в которой канал физически представлял собой неделимый коаксиальный кабель, а к нему с помощью приемопередатчиков (трансиверов) подключались компьютеры. Система называлась моноканалом, длина кабеля могла достигать 2,5 км (с повторителями через каждые 500 м), число компьютеров – до 256, скорость – 2,94 Мбит/с.

Со временем Ethernet развивался: были введены другие типы кабелей, наметился отказ от разделяемых сред и переход к применению активных коммутаторов, к которым конечные узлы присоединяются индивидуальными линиями связи.

В 1983 году появился стандарт IEEE 802.3, описывающий технологию Ethernet.

Ethernet – это не единственный стандарт ЛВС.

«Маркерная шина» (IEEE 802.4, предложена General Motors) повторяет линейную шину, но имеет особый способ определения очередности передачи. От компьютера к компьютеру пересылается специальный короткий пакет, называемый маркером. Начать передачу мог только тот, кто захватил маркер. Так решался вопрос коллизий в моноканале.

«Маркерное кольцо» (IEEE 802.5, разработана в IBM) – шина имеет кольцевую структуру, используется маркеры.

Однако, маркерная шина и маркерное кольцо не получили широкого распространения.

§2. Структура стандартов ieee 802.X

Стандарты семейства IEEE 802.x охватывают только два нижних уровня модели OSI – физический и канальный (уровень передачи данных). Это связано с тем, что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей.

Канальный уровень в локальных сетях делят на два подуровня, которые часто также называют уровнями:

• логической передачи данных (Logical Link Control, LLC);

• управления доступом к среде (Media Access Control, MAC).

Уровень MAC появился из-за существования разделяемой среды передачи данных. Этот уровень в соответствии с некоторым алгоритмом предоставляет среду передачи тому или иному узлу. После того, как доступ получен, уровень LLC организует передачу данных, кадров информации.

Протоколы уровней MAC и LLC взаимно независимы – каждый MAC-протокол может применяться с любым протоколом уровня LLC и наоборот.

Протокол llc

В основу протокола LLC положен протокол HDLC, входящий в стандарт ISO (см. лекцию 3).

Протокол LLC предоставляет верхним уровням три типа процедур:

LLC1 – процедура без установления соединения и без подтверждения. Дает пользователю средства передачи данных с минимумом издержек. Используется, если восстановление от ошибок и упорядочение данных осуществляется на более высоких уровнях.

LLC2– процедура с установлением соединения и с подтверждением. Протокол LLC2 работает в режиме скользящего окна.

LLC3 – процедура без установления соединения, но с подтверждением. Используется, когда временные издержки на установление соединения неприемлемы, но подтверждение корректности приема данных необходимо (например, в системах реального времени, управляющими промышленными объектами).

Все кадры уровня LLC, называемые блоками данных – Protocol Data Unit, PDU, подразделяются на информационные, управляющие, ненумерованные.

Информационные кадры (Information) предназначены для передачи информации, поэтому обязательно содержат поле информации.

Управляющие кадры (Supervisory) предназначены для передачи команд и ответов в процедурах с установлением логического соединения LLC2, в том числе запросов на повторную передачу искаженных информационных блоков.

Ненумерованные кадры (Unnumbered) предназначены для передачи ненумерованных команд и ответов, выполняющих в процедурах без установления соединения передачу информации, идентификацию и тестирование, а в процедурах с установлением соединений – установление и разъединение соединения, а также информирование об ошибках.

Все типы кадров имеют формат:

Флаг 01111110

Адрес точки входа службы назначения (DSAP)

Адрес точки входа службы источника (SSAP)

Управляющее поле (Control)

Данные (Data)

Флаг 01111110

Флаги используются на уровне MAC для определения границ кадра. Кадр LLC вкладывается в кадр уровня MAC: кадр Ethernet, Token Ring и т.д.

Адресные поля DSAP (Destination Service Access Point) и SSAP (Source Service Access Point) занимают по 1 байту. Они позволяют указать, какая служба верхнего уровня пересылает данные с помощью этого кадра. Для всех протоколов введены адреса точек входа SAP.

Содержание поля управления зависит от типа кадра.

Поле данных может отсутствовать в управляющих кадрах и некоторых ненумерованных.