Шпоры по СиСС / шпоры

51. Стандарты в области локальных сетей института IEEE.

Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектроники ИИЭР создал 6 комитетов для разработки стандартов в области ЛС. Обобщенно группы называются IEEE 802 LAN Standarts Committees.

802.1 – верхние уровни и административные управления (HI\DI).

802.2 – управление логическим звеном данных (LLC).

802.3 – CSMH\CD

802.4 – маркерная шина

802.5 – маркерное кольцо

802.6 – городские сети (MAN).

За исключением 802.1 и 802.6 все стандарты были одобрены советом института IEEE.

Комитет 802.1 разрабатывает документы обзорного характера и координирует сотрудничество с МОС МККТТ. Им планируется разработка уровня обеспечивающего взаимодействие ЛС с ГС. Работа комитета 802.6 находится в начальной стадии. Она связана с ЛС занимающие промежуточное место м\у ЛС и ГС.

Стандарты IEEE получают широкое признание. Европейская ассоциация производителей ЭВМ проголосовала за принятие стандарта 802.5 в качестве своего стандарта.

Международная организация по стандартизации ISO (MOC) принимает стандарты IEEE 802 под названием ISO 8802.

55. Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий CSMA/CD и стандарт IEEE 802.3: коллизии.**

Наиболее известным механизмом управления ЛС шинной конфигурации является метод множественного доступа с контролем несущей и обнар. коллизии CSMA/CD. Этот метод является неприоритетным методом управления. С контролем несущей. Наиболее широко распр-ся реализация метода CSMA/CD – это спецификация Ethernet. Корпорация XEROX приложила большие усилия по проведению исследований метода CSMA/CD, а также по раработке первых коммерческих изделий. В 1980г. корпорациями XEROX, Intell и DEC совместно опубликовали спецификацию ЛС Ethernet. Эта спецификация позднее была предст. в комитеты IEEE 802 и с некот. изменениями включена в стандарт IEEE 802.3. Спецификация CSMA/CD базируется на концепции уровневых протоклов на рис. показаны уровни, кот. имеются в CSMA/CD.

Уровень пользователя обслуживается 2-мя урвонями: 1) уровнем звена данных (канальным), 2) физическим уровнем. Кажд. из 2х самых нижних уровней состоит из 2х разл. объектов: уровень звена данных фактически содержит алгоритмы, управляющие работой сети CSMA/CD. Они не зависят от среды => сеть может быть широкополосной или однополосной. Это безразлично с точки зрения управления звеном данных. Стандарт 802 включает как широкопол., так и однопол. варианты. Уровень звена данных состоит из лог. объекта, осуществляющего блокирование и деблокирование данных и лог. объекта административного управления доступом к среде передачи и приема. (в спецификации Ethernet логический объект управления доступом к среде наз. объектом управления звеном). КОЛЛИЗИИ. Т.к. сеть CSMA/CD явл. равноранговой сетью, станции запрашивают канал только когда у них есть данные для передачи. Соперничество за канал может возникать тогда, когда сигналы вводятся в кабель с разных станций одновременно. Когда это возникает, происходит наложение и искажение сигналов. Их правильный прием станциями невозможен. Центральный аспектом коллизии явл-ся окно коллизии.

Этим термином опис. интервал времени, необх. для распрсотранения сигнала по каналу и обнаружения его любой станцией сети. Когда станция А готова передать данные, она “прослушивает” кабель, чтобы определить, имеется ли сигнал в цепи. Если станция Б ранее передала кадр в канал, но он еще не достиг станции А, то станция А ошибочно будет считать, что канал свободен и начнет передачу своего пакета. В данной ситуации производится коллизия 2х сигналов.

Коллизия является нежелательным явлением, т.к. приводит к ошибкам в работе сети. Более того, при передаче длинных кадров коллизия поглощает больше канального времени, чем при исп-ии коротких кадров. CSMA/CD учитывает эту проблему на ур-не управления доступом к среде путем прекращения предачи кадра сразу же после обнаружения коллизии.

Другую точку зрения на коллизии предст. длительность слога (кванта) – это время, неолбходимое для распространения кадра по всему каналу вместе с задержкой получения канала. Канал Ethernet 10Мбит/с однополосный имеет задержку распространения, составляющую 450 битовых длителностей. Ethernet требует, чтобы длительность слота была больше суммы времени распрсотранения (450 бит) и max времени подавления (48 бит). Если сигнал распространился во все части канала без коллизий, то говорят, что станция, которая передала этот сигнал, получила (или захватила) канал. Если это произошло, коллизии устранены, поскольку все станции обнаружили сигнал и уступили ему. Однако, если произошла коллизия, компонент доступа к каналу на передающей стороне замечает наложение сигнала в канале в виде аномального изменения напряжения и устан-ся для управления доступом к среде передающей стороны спец. сигнал обнаружения коллизии.

Для обнаружения коллизии управление доступом к среде выполняет 2 функии: 1) усиливается эффект коллизии путем передачи спец. последовательности битов, называемого затором. Цель ЗАТОРА – сделать коллизию настолько продолжительной, чтобы ее смогли заметить все другие передающие станции, кот. вовлечены в коллизию. В ЛС CSMA/CD требуется, чтобы затор состоял по меньшей мере из 32 бит, но был не более 48 бит.

2) Компонент управления доступом к среде на передающей стороне после появл. затора прекращает передачу, и планирует передачу на более позднее время, определенное на основе случайного выбора интервала ожидания, что уменьшает отрицательный эффект коллизии при передачи длинных кадров.

57. Маркерное (приоритетное) кольцо (Token Ring). Приоритетный механизм в стандарте IEEE 802.5.

В маркерном кольце (приоритетном) для обесп. доступа к сети на основе приоритетов исп-ся маркер. Этот подход в наст. время широко исп-ся и закреплен в стандарте IEEE 802.5. Маркер передается по кольцу и в самом маркере имеется индикатор, указывающий, занято или свободно кольцо. Маркер циркулирует непрерывно по кольцу, проходя через каждую станцию. Если станция желает передать данные и маркер свободен, она захватывает кольцо, превращая маркер в индикатор начала кадра польз-ля, добавляя при этом данные управл. поля и посыл. кадр по кольцу к след. станции. Предпол., что каждая станция просматривает маркер. Если оказ., что маркер занят, принимающая станция должна регенерировать его и передать след. станции. Копирование данных требуется только в том случае, если данные должны быть переданы прикладной системе конечного пользователя, связанной с этим конкретным узлом. После того, как информация вернется на исх. станцию, котор. произвела передачу данных, маркер снова восстан-ся в исх. виде (инициируется) и передается в кольцо.

В системах с передачей маркера с приоритетами станции имеют приоритеты, установленные для доступа к сети. Это достиг. путем размещения в маркере индикаторов приоритета. На дереве классификации эти системы могут быть отнесены к равноранговым приоритетным системам.

Приоритетный механизм в стандарте 802.5 явл. аналогичным, хотя значительно более сложным. Стандарт 802.5 обеспеч. приор-ый доступ к кольцу с исп-ем след. полей и регистров:

RRR – биты резервирования – позволяют станциям с высокими приоритетами запросить использование след. маркера, PPP – биты приоритета – указывают приоритет маркера и, след., те станции, кот. могут исп-ть кольцо, Pr – регистр памяти для значения резервирования, Pr – регистр памяти для значения преоритета, Sx – стековый регистр для хранения значения маркера, кот. был передан, Sr – стековый регистр для хранения знач. Pr, Pm – уровень приоритета кадра, поставл-го очередь и готового к передаче.

Биты приоритета PPP и биты резервирования RRR, содержащиеся в маркере, обеспечивают доступ к кадру с самым высоким приоритетом, готовому к передаче в кольцо. Эти значения запом-ся в рез-х Pr и Rr.

Текущий приоритет кольцевого сервиса указывается битами приоритета, кот. циркулир. в кольце. Приоритетный механизм работает, т.о. что всем станциям, принадлеж. одному и тому же приоритетному уровню обеспечивается равный доступ к кольцу. Это осуществляется т.о., что станция, которая превысила уровень сервисного приоритета кольца (запоминающая станция) возвращает кольцу исх. значение сервисного приоритета. Для выполнения этой функции исп-ся стеки Sx и Sr. Когда нек. станц. имеет кадр для передачи, она запрашивает маркер путем изменения битов резервирования RRR, когда станция воспр-ит маркер. Если уровень приоритета кадра Pr, который готов к передаче, больше значения битов RRR, станция увел-ет значение поля RRR не менше Pr, они воспр. без изменения. После того, как станция запросила маркер, эта станция передает кадры до тех пор, пока она не закончит передачу всех кадров или передача очередного маркера не может быть выполнена до переполнения таймера. В посл. случае станция генерирует новый маркер для передачи по кольцу. Если у станции больше нет кадров для передачи или если у станции нет запроса резервирования, кот. больше тек. приоритета кольцевого сервиса, то маркер передается с приоритетом, равным тек. приоритету кольцевого сервиса и битами резервирования RRR, равными наиб. значению из Rr или Pr и никакие др. действия не предпринимаются. Однако, если у станции есть готовый кадр к передаче или запрос резервирования Rr, любой из кот. имеет больший приоритет, чем текущий кольцевой сервисный приоритет, маркер генер-ся с приоритетом, равным наиб. из 2х значений Pr или Rr и нулевым зн-ям битов резервирования. Т.к. станция повысила уровень приоритета кольцевого сервиса, она становится запоминающей станцией и должна запоминать старое значение кольцевого сервиса Sr и новое значение приоритета сервиса Sx. Эти значения исп-ся позднее, чтобы получить приоритет сервиса кольца, когда не будет кадров, готовых к передаче в кольцо, приоритет котор. Pr не меньше значения хранящегося в стеке Sx. Став запоминающей станцией она требует, чтобы любой маркер, кот. она получает, имел приоритет PPP, равный наивысшему запомненному в стеке приоритету переданных маркеров Sx. Биты RRR маркера анал-ся с целью повысить, сохр-ть неизм-н или понизить приоритет кольцевого сервиса. Новый маркер перед-ся с битами PPP, равными значению битов резервирования RRR, но не ниже, чем значение наивысшего полученного запомненного приоритета Sr, кот. было исх. уровнем приоритета кольцевого сервиса. Этот подход гарантирует, что к кольцу будет иметь доступ станция с наивысшим приоритетом. Если новое зн-ие приоритета кольцевого сервиса (PPP=Rr) больше Sr, то биты RRR передается как нули. Старое значение приоритета кольцевого сервиса, содерж. в Sx, замещается новым значением Sx, равным Rr и станция продолжает играть роль запоминающей станции. Однако, если значение Rr равно значению наивысшего полученного запомненного приоритета Sr или меньше его, то новый маркер передается со значением приоритета Sr. Значение Sx и Sr удаляются из стека и, если в стеке нет др. значений Sx и Sr, станция прекращает выполнять функцию запоминающей. Этот метод позв. станциям с низк. приоритетами использовать кольцо, когда обслужены станции с высокими приоритетами. Стандарт 802.5 предусм. исп. 3х возм-х форматов для маркерного кольца (см. рис.).

52. Протокольные блоки данных подуровней LLC и MAC.

Деятельность института IEEE в области стандартизации вызвала необходимость обеспечения максимальной совместимости спецификацией «ВОС» (взаимосвязь открытых систем) и IEEE 802. С этой целью комитеты 802 разделили уровень звена данных на 2 подуровня: управлением доступом к среде (MAC) и управления логическим звеном данных (LLC). MAC охватывает 802.3 – 802.5, а LLC включает 802.2.

Разбиение уровня на 2 направления: MAC/LLC – дает целый ряд преимуществ: 1) прежде всего это дает возможность управлять доступом к разделяемому (общему) каналу с автономных ЭВМ. 2) это позволяет реализовать децентрализованный механизм управления (равноранговые станции) и повышающий устойчивость локальной сети к ошибкам. 3) это обеспечивает более совместный с ГС интерфейс. 4) LLC не зависит от конкретного способа доступа. MAC же зависит от протокола. Этот подход обеспечивает сетям, основанных на стандартах 802 гибкий интерфейс ввода и вывода.

3 уровня (физический и подуровни MAC(LLC)) взаимодействуют путем обмена примитивами и противоположными блоками данных через т. доступ к сервису (SAP). Условное название т. доступа к сервису SAP таковы:

-PSAP – верхней части физического уровня, -MSAP – верней части подуровня MAC, -LSAP – верхней части подуровня LLC.

Подуровни LLC, т.е. управление логическим звеном данных, и MAC – управления доступом к среде – используют для коммутации протокольные блоки данных (PDU). Блок LLC содержит: 1) адрес назначения, т.е. получателя, DSAP, 3) адрес отправителя SSAP, 3) управляющее поле, 4) информационное поле. Стандарт также предусматривает адресное поле для идентификации конкретного кольца и конкретного узла в кольце. Блок данных MAC обычно содержит протокольный блок данных LLC, а также временное поле и поле синхронизации (преамбула и начальный разделитель), а также поле контроля ошибок (контрольная последовательность кадра), адрес назначения и адрес отправителя уровня MAC.

53. Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий CSMA/CD и стандарт IEEE 802.3: блокирование и деблокирование данных; управление доступом к среде; кодирование и декодирование данных.

Наиболее известным механизмом управления ЛС шинной конфигурации является метод множественного доступа с контролем несущей и обнар. коллизии CSMA/CD. Этот метод является неприоритетным методом управления. С контролем несущей. Наиболее широко распр-ся реализация метода CSMA/CD – это спецификация Ethernet. Корпорация XEROX приложила большие усилия по проведению исследований метода CSMA/CD, а также по разработке первых коммерческих изделий. В 1980г. корпорациями XEROX, Intel и DEC совместно опубликовали спецификацию ЛС Ethernet. Эта спецификация позднее была предст. в комитеты IEEE 802 и с некот. изменениями включена в стандарт IEEE 802.3. Спецификация CSMA/CD базируется на концепции уровневых протоколов на рис. показаны уровни, кот. имеются в CSMA/CD.

Уровень пользователя обслуживается 2-мя уровнями: 1) уровнем звена данных (канальным), 2) физическим уровнем. Кажд. из 2х самых нижних уровней состоит из 2х разл. объектов: уровень звена данных фактически содержит алгоритмы, управляющие работой сети CSMA/CD. Они не зависят от среды => сеть может быть широкополосной или однополосной. Это безразлично с точки зрения управления звеном данных. Стандарт 802 включает как широкопол., так и однопол. варианты. Уровень звена данных состоит из лог. объекта, осуществляющего блокирование и деблокирование данных и лог. объекта административного управления доступом к среде передачи и приема. (в спецификации Ethernet логический объект управления доступом к среде наз. объектом управления звеном). ОСНОВНЫЕ функции этих объектов следующие:

1) БЛОКИРОВАНИЕ и деблокирование данных: формируется кадр CSMA/CD (кадр MAC); включает адрес отправителя и получателя (назначения); вычисляет поле обнаружения ошибок в перед-ем узле и исп-ет это поле для вычисления в приним-ем узле признака обнаружения ошибок.

2) УПРАВЛЕНИЕ ДОСТУПОМ к среде: передает кадр в физ. уровень и принимает кадр из физ. ур.; помещает кадр в буфер; обеспеч. устранение коллизии (передающая сторона); обеспечивает обработку коллизий (передающая сторона).

Физ. ур. зависит от типа передающей среды. Он отвечает за такие услуги, как ввод эл. сигналов в канал, обеспечение синхронизации работы канала, кодирование и декодирование данных. Подобно уровню звена данных физ. ур. состоит из 2х основных логических объектов: - лог. объекта кодирования / декодирования, - доступа к каналу приемо-передачи (в документах станд. 802.3 эти 2 лог. объекта объединены).

ОСНОВНЫЕ ХАР-КИ этих объектов след.:

1) кодирование / декодирование данных: формируют сигналы для синхронизации станций, подключенных к каналу (такой сигнал синхронизации называется преамбулой); кодирует поток двоичных данных в самосинхронизирующем коде в передающе узле и декодирует этот код обратно в дв. код в принимающем узле.

2) доступ к каналу

58. Маркерная шина и стандарт IEEE 802.4 (Token Bus).*

Подход, основанный на использовании маркерной шины, рекомендованный комитетом 802.4, иллюстрируется на рисунке.

Подуровень MAC выполняет 4 осн. функции: 1) интерфейсная машина (IFM), 2) машина управления доступом (ACM), 3) машина приема RxM, - машина передачи TxM. Еще одной необязат. компонентой явл-ся регенераторная машина-повторитель, имеющаяся в некот. станциях-повторителях таких как головной модулятор.

Машина упр-ия доступом АСМ явл-ся сердцем макетно-шинной системы. Она определяет, когда ввести кадр в в шину и совместно с машинами АСМ других станций управляет доступом к общей шине. Она также отвечает за инициацию и тех. обеспечение лог. кольца, включая обнаружение ошибок и восстановление после отказов. Кроме того, она управляет подключением к сети других станций.

Кадры LLC передаются машине ACM интерфейсной машиной IFM. Этот компонент буферизирует запросы подуровня LLC. Машина IFM отображает параметры качества сервиса из поля зрения подуровня LLC в поле зрение подуровня MAC и проверяет правильность адресации полученных кадров LLC. Компоненты TxM и RxM имеют неск. ограниченные функции.

Машина TxM отвечает за передачу кадра физ. уровню. Она принимает кадр от АСМ и создает протокольный блок данных PDU подуровня MAC, помещая в начале кадра преамбулу и нач. разделитель SD. Она также добавляет КПК и кон. разделитель ED.

RxM принимает данные из физ. ур. и, исп. ED и SD, идентифицирует поле КПК, чтобы удостовериться в отсутств. ошибок при передаче. Если прнятый кадр типа LLC, он передается от машины RxM машине IFM. IFM индицирует его поступление, затем передает кадр подур. LLC. Будучи на подур. LLC, над кадром вып-ся все необходимые функции подмножества протокола HDLC для обслуживания приложения конечного пользователя или др. уровня, предусм. стандартом ISO или HILO (IEEE 802.1).

Формат кадра в стандарте 802.4 идентичен формату 802.5, за тем исключением, что в нем нет поля управления доступом и поля состояния кадра. Стандарт 802.4 определяет лог. кольцо физ. шины при пом. численных значений адресов. Блоки данных MAC и LLC предусм. средство передачи маркера от наименьшего адреса к наибольшему. Далее маркер передается от предшествующей станции последующей. Маркер (право на передачу) передается от станции к станции в убывающем порядке численных адресов станции. Когда станция определяет, что маркерный кадр адресован ей, она может передавать кадры данных.

Когда станция заканчивает передачу кадров данных, она передает маркер следующей станции в логическом кольце. Владея маркером станция может временно делегировать себе право передачи др. станции, посылая кадр данных “запрос с ответом”.

После того, как станция завершает передачу кадров данных, она передает маркер след. станции в лог. кольце путем передачи маркерного управляющего кадра. Послав маркерный кадр, станция слушает среду, чтобы удостовериться, что станция-приемник услышала маркерный кадр и находитс в активном состоянии. Если станция-отправитель определяет, что вслед за маркером послан действительный кадр, она считает, что станция-приемник владеет маркером и ведет передачу. Если отправитель маркера не слышит действительного кадра, следующего за переданным ею маркером, она пытается оценить состояние сети и может принять меры для обхода неисправной станции путем установления нового приемника.

В случае более верьезных неисправностей, делаются попытки занова инициализировать кольцо. Если станция-приемник не ведет передачу, станция-отправитель обычно считает, что приемник находится в нерабочем состоянии. Отправитель затем передает кадр “кто следующий”, содержащий адрес своего приемника. Неисправная станция обходится всеми станциями, сравнивающими этот адрес с адресом своего предшественника. Станция, адрес предшественника которой совпадает с адресом “кто следующий”, посылает кадр “установить приемника”, содержащий ее адрес. Т.о. производится отход отказавшей станции в сети.

Добавление станции к сети, реализованной на основе стандарта 802.4, производится в соответствии с подходом, названным “окно ответа”. Когда станция владеет маркером, она передает кадр “станция на приемнике”. Адрес в кадре лежит между адресами этого узла и след. станций приемника. Владелец маркера ожидает время, равное длительности одного окна, т.е. это длительность слота, равное 2м max задержкам распространения сигнала по шине. Если ответа нет, маркер передается узлу-приемнику.

Если ответ есть, запрашивающий узел посылает кадр “установить приемника” и владелец маркера меняет адрес своего узла-приемника. Запрашивающий узел получает маркер, устанавливает свои адреса и продолжает работу

Хотя система с маркерной шиной относится к классу равноранговых сетей без приоритетов, в стандарте 802.4 имеются опции (необходимые возможности) включающие классы сервиса, кот. делают систему приоритетно ориентированной.

56. Маркерное (приоритетное) кольцо (Token Ring). Общие принципы работы маркерного кольца.*

В маркерном кольце (приоритетном) для обесп. доступа к сети на основе приоритетов исп-ся маркер. Этот подход в наст. время широко исп-ся и закреплен в стандарте IEEE 802.5. Маркер передается по кольцу и в самом маркере имеется индикатор, указывающий, занято или свободно кольцо. Маркер циркулирует непрерывно по кольцу, проходя через каждую станцию. Если станция желает передать данные и маркер свободен, она захватывает кольцо, превращая маркер в индикатор начала кадра польз-ля, добавляя при этом данные управл. поля и посыл. кадр по кольцу к след. станции. Предпол., что каждая станция просматривает маркер. Если оказ., что маркер занят, принимающая станция должна регенерировать его и передать след. станции. Копирование данных требуется только в том случае, если данные должны быть переданы прикладной системе конечного пользователя, связанной с этим конкретным узлом. После того, как информация вернется на исх. станцию, котор. произвела передачу данных, маркер снова восстан-ся в исх. виде (инициируется) и передается в кольцо.

В системах с передачей маркера с приоритетами станции имеют приоритеты, установленные для доступа к сети. Это достиг. путем размещения в маркере индикаторов приоритета. На дереве классификации эти системы могут быть отнесены к равноранговым приоритетным системам.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ работы маркерного кольца заключаются в след.:

У нее есть данные для передачи, поэтому она записывает свой приоритет, равный 2, в поле резервирования в маркере. Далее она передает маркер станции С. 2) станция С также определяет, что кольцо занято. У нее есть данные для передачи и она помещает приоритет равный 3, в поле резервирования, вместо 2, записанной ст-ей В. Затем станция С передает кадр станции D. Станция D должна уступить. Она не может поменять свой приоритет 2 в поле резервирования, т.к. там находится приоритет 3. => она передает кадр станции E, кот. анализирует поле резервации. Видя, что в этом поле записано 3, она ничего не предпримет, поскольку ее приоритет также =3. 3) Станция А получает назад свой кадр. Она освоб-ет кольцо, восстанавливая маркер и передавая его станции В.

4) Станции В не разрешено исп-ть маркер, т.к. поле резерв. в маркере имеет значение 3, что больше приоритета станции В.

5) Станции С разрешено захв. маркер, т.к. пр.=3 не меньше, индикатора приоритета в маркере. Она вводит данные в кольцо и посылает кадр станции D. 6) станции D не разреш. записать свой приоритет 2 в поле резервирования, поэтому она просто передает кадр станции Е. Станция Е передает кадр станции А, не меняя его, поскольку ее приоритет такжен =3.

7) далее кадр поступает от сатнции А к станции В, которая также не меняет значение поля резервирования, т.к. ее пр. =2.

8) станция С получ. обратно свой кадр и должна освободить кольцо. Она делает это и передает маркер станции D.

9) станции D не разр. захватывать кольцо, т.к. ее пр. = 2, что меньше индикатора поля резервирования = 3. Она передает маркер станции E.

10) Станция Е захватывает маркер, т.к. ее приор. =3.

Несколько показ. на рис., маркер перед. по кольцу от узла к узлу, когда узел получает данные, кот. предназн. станции в этом узле, он копирует данные для станции пользователя и передает кадр следующему узлу. Когда полный (занятый) маркер обращается по кольцу, станции претендуют на его исп-е во время след., т.е. второй передачи по кольцу. В дан. конкр. ситуации, если у всех станций есть данные для передачи, маркером фактически обмен-ся за каждый проход две станции С и Е, т.к. они имеют в кольце наивысший приоритет. Однако в большинстве случаев станции, имеющие наиб. приоритет, не всегда будут вести передачу при каждом обороте маркера => кольцевая конфигурация с приоритетами дает возможность станциям с низким приоритетом захватить кольцо в случае неактивности станции с более высоким приоритетом.

54. Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаруж. коллизий CSMA/CD и стандарт IEEE 802.3: доступ к каналу.

Наиболее известным механизмом управления ЛС шинной конфигурации является метод множественного доступа с контролем несущей и обнар. коллизии CSMA/CD. Этот метод является неприоритетным методом управления. С контролем несущей. Наиболее широко распр-ся реализация метода CSMA/CD – это спецификация Ethernet. Корпорация XEROX приложила большие усилия по проведению исследований метода CSMA/CD, а также по раработке первых коммерческих изделий. В 1980г. корпорациями XEROX, Intell и DEC совместно опубликовали спецификацию ЛС Ethernet. Эта спецификация позднее была предст. в комитеты IEEE 802 и с некот. изменениями включена в стандарт IEEE 802.3. Спецификация CSMA/CD базируется на концепции уровневых протоклов на рис. показаны уровни, кот. имеются в CSMA/CD.

Уровень пользователя обслуживается 2-мя уровнями: 1) уровнем звена данных (канальным), 2) физическим уровнем. Кажд. из 2х самых нижних уровней состоит из 2х разл. объектов: уровень звена данных фактически содержит алгоритмы, управляющие работой сети CSMA/CD. Они не зависят от среды => сеть может быть широкополосной или однополосной. Это безразлично с точки зрения управления звеном данных. Стандарт 802 включает как широкопол., так и однопол. варианты. Уровень звена данных состоит из лог. объекта, осуществляющего блокирование и деблокирование данных и лог. объекта административного управления доступом к среде передачи и приема. (в спецификации Ethernet логический объект управления доступом к среде наз. объектом управления звеном).

Физ. уровень состоит из 2х основных логических объектов: - лог. объекта кодирования / декодирования, - доступа к каналу приемо-передачи (в документах станд. 802.3 эти 2 лог. объекта объединены). ОСНОВНЫЕ ХАР-КИ этих объектов след.: 1) кодирование / декодирование данных

2) доступ к каналу: вводит физ. сигнал в канал на передающей стороне и получает сигнал на принимающей стороне интерфейса; контралирует несущую в канале, как на передающей, так и на принимающей стороне, что означает, что канал занят; обнаруживает коллизию в канале на передающей стороне (указывая, что произошло наложение 2х сигналов).

В сети CSMA/CD каждая станция имеет как передающую, так и принимающую сторону для обеспечения входящего и исх. потока данных.

Передающая сторона вызывается, когда пользователь желает передать данные другому устройству сети. Приним. сторона, вызывается, когда данные передаются в кабель станции, подключенной к сети. Логический объект передающей стороны выпоняет функции блокирования данных, принимает пользовательские данные и формирует кадр MAC. ОН добавляет к данным поле контрольной последовательности кадра и передает кадр управлению доступом к среде, которое помещает и хранит кадр в буфере до тех пор, пока не освободится канал. Канал считается свободным, когда произведен сброс сигнала контроля несущей, индицируемому лог-му объекту доступа к каналу на передающей стороне в физ. уровне.

На физ. ур. перед. стороны при выполнении функции кодирования данных производится передача сигнала синхронизации (преамбулы). Кроме того, производится манчестерское кодирование потока дв. данных. Затем сигнал синхронизации передается передающей стороне доступа к каналу, кот. вводит сигнал в канал.

Кадр CSMA/CD (MAC) передается всем станциям, подключенным к каналу. Сигнал распр-ся от узла источника к др. узлам в обих направлениях. Принимающая станция контралирует преамбулу, синхр-ся с сигналом и устанавливающего сигнал контроля несущей. Далее на принимающей стороне доступа к каналу сигнал поступает на декодирование. Объект декодирования данных переводит манчестерский код обратно в двоичный.

Последовательность данных и передаст кадр управлению доступом к среде. Подобно своему партнеру на передающей стороне, упр-ие доступом к каналу хранит кадр в БУФЕРЕ до тех пор, пока не будет произведен сброс сигнала контроля несущей, индицируемого лог. объекту доступа к каналу на принимающей стороне. Сброс сигнала контроля несущей означает, что приняты все биты. Управление доступом к среде может теперь передать данные для их деблокирования. При деблокировании данных произв. контроль ошибок, кот. могут возникнут в процессе передачи. Если ошибок не было, производится проверка адресного поля, чтобы определить правильность адресации кадра при передаче данному узлу. Если адрес правильный, логический объект деблокирования данных передает кадр уровню пользователя вместе с адресом назначения (DA), адресом отправителя (SA) и блоком данных LLC.

61. Фильтрация МАС-адресов

Фильтрация повторителями МАС-адресов ориентирована на обеспечение подлинности пакетов сообщений и защиту от подстановки МАС-адресов.

Для получения доступа к ресурсам локальной сети злоумышленник может подключить к ней собственный компьютер. Это может понадобиться в случае отсутствия у злоумышленника возможности физического доступа к сетевым компьютерам. Кроме того, большинство сетевых адаптеров позволяют программировать и/или изменять свой МАС-адрес динамически. Соответственно несложно написать программу, посылающую пакеты с различными МАС-адресами отправителя, выполняя подстановку МАС-адресов. Цель такой атаки — обмануть сетевую операционную систему и другое связанное с канальным уровнем программное обеспечение, чтобы заставить их делать то, что они обычно не делают.

Для возможности фильтрации МАС-адресов повторителю задаются МАС-адреса всех компьютеров сети, от которых могут поступать пакеты сообщений. При известных МАС-адресах разрешенных отправителей повторитель, получая пакеты сообщений, отфильтровывает те пакеты, которые имеют незарегистрированные МАС-адреса отправителей. Соответственно пакеты сообщений, имеющие неизвестные МАС-адреса отправителей, для дальнейшей передачи игнорируются и на выходные порты повторителя не поступают. При обнаружении узла с незарегистрированным МАС-адресом повторитель полностью отключает порт, с которым этот узел соединен.

62.Сегментация сети с помощью мостов

Мосты, функционирующие на канальном уровне модели OSI, применяются для разбиения локальной сети на сегменты, а также объединения полученных сегментов и небольших локальных сетей.

В пределах сегмента локальной сети реализуется метод множественного доступа, когда отправляемый компьютером сегмента пакет сообщения доставляется всем остальным компьютерам в этом сегменте, а принимается только тем компьютером, которому он адресован. Остальные компьютеры этот пакет сообщения игнорируют. Соответственно, если большая локальная сеть состоит только из одного сегмента, то из-за увеличения графика производительность этой сети снижается. При разделении локальной сети на сегменты с помощью мостов, коммутаторов или маршрутизаторов за пределы каждого сегмента распространяются только те пакеты сообщений, которые адресованы не входящему в него компьютеру. В результате за счет сокращения трафика улучшается общая производительность сети.

Считается, что оптимальным соотношением интенсивности внутрисегментного графика к межсегментному является 80 к 20. Для соблюдения этого правила необходимо, чтобы выполнялись два условия:

- выделенные сегменты сети соответствуют рабочим группам, в пределах которых осуществляется интенсивный обмен информацией;

- каждый сервер размещен в том же сегменте, где находится его пользователь.

Учитывая сложность администрирования и дороговизну маршрутизаторов, а также то, что при передаче пакетов сообщений между немногочисленными сегментами локальной сети нет необходимости в поиске оптимального маршрута, становится понятна более высокая эффективность использования мостов и коммутаторов для объединения сегментов локальной сети.