3.8 Эталонная модель управления вычислительной сетью

Это идеальная эталонная модель, сформированная на основе многолетнего опыта создания сетей различными фирмами. После международного признания этой семиуровневой модели все оборудование и программное обеспечение, вновь создаваемое для сетей ЭВМ, приводится в соответствии с данной моделью. Для каждой конкретной сети необязательно наличие всех уровней. Так, например, ЛВС Ethernet имеет всего 3 уровня: прикладной, канальный и физический.

Каждый уровень модели представляет собой программно-аппаратный модуль с функциями обработки и передачи данных. Как правило, уровни 7-5 (рис.3.17) реализуются программно, а уровни 4-1 аппаратно в сетевых адаптерах.

При передаче информации абонентом i осуществляется формирование кадра путем последовательного присоединения заголовков и концевиков с разного рода служебной информацией. На приемном конце (абонент j) каждый кадр будет последовательно распакован в обратном порядке соответствующими модулями уровней.

Процессом в сети ЭВМ называется выполнение совокупности трех программ, образующих 3 верхних уровня: прикладной, представление данных и сеансовый.

Протоколами вычислительных сетей называются правила, определяющие взаимосвязь одноименных уровней эталонной модели. Именно набор протоколов, признанных международными стандартами, полностью характеризует конкретную сеть ЭВМ. ПО вычислительных сетей, кроме вышеописанных модулей, включает: административные программы, статистические программы оценки функционирования сети, диагностические программы управления ресурсами сети и программы реконфигурации каналов.

3.9 Локальная сеть Ethernet

Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов XX века предложила компания Xerox Corporation. Создана была данная спецификация для обслуживания офиса. Поскольку в системе используется топология магистраль, сообщение, отправленное одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными, подключенными к общей шине. Исторически первой средой передачи сообщений использовался коаксиальный кабель и первой стандартной скоростью передачи информации была 10Мб/с. В настоящее время скорость передачи достигает 100 Мб/с и более.

Со временем организация сети стала опираться на использование концентратов (hub или «хаб»), представляющих собой сетевое устройство и служащее в качестве центральной точки соединения. Индивидуальные линии соединения абонентов подключаются к концентраторам. Индивидуальные линии представляют собой витую пару. Внешне такая топология выглядит как звезда, но алгоритмически никакого отличия от магистральной схемы нет.

Вместо хабов позже появились коммутаторы. Концентраторы стали брать на себя функции управления трафиком (приоритетное предоставление канала, фильтрация пакетов и т.д.) Дальнейшее развитие привело к функции расширения концентраторов до мостов (bridge), которые представляют собой средство соединения отдельных сегментов локальных сетей или разных ЛВС.

Формально сеть Ethernet имеет следующие ограничения: простейшим элементом является сегмент до 500 метров с нагрузочной способностью до 100 абонентов. Сегменты соединены между собой мостами, что позволяет объединять в одну сеть Ethernet до 1024 абонентов.

Сеть Ethernet имеет 3-х уровневую организацию: 3-й (верхний) уровень – прикладной, обеспечивает функции и средства обработки данных и ввода/вывода сообщений, программные модули этого уровня входят в состав Windows NT(XP), Netware, UNIX и др. 2-й канальный и 1-й физический уровни обеспечивают доступ к моноканалу и передачу по нему сообщений. Функции двух нижних уровней реализуются сетевым адаптером (аппаратно).

Передача информации сети Ethernet осуществляется информационными кадрами следующей структуры. схема

Передача двоичной информации по каналу производится манчестерским кодом. Манчестерский код отличается от потенциального кодирования 0 и 1 на 1-м и 2-м уровнях интерфейса ЭВМ своей трехзначностью. 1 и 0 кодируются фронтом импульса, т.е. изменением напряжения, в середине так называемого битового интервала. Отсутствие фронтов есть 3-е состояние – отсутствие передачи.

Передача осуществляется в форме прямоугольных импульсов, которые представляют собой нечто среднее между потенциальным способом и модуляцией несущей частотой. Метод был разработан для ЛВС, для которых характерно небольшое расстояние между ЭВМ.