Дисциплина: Компютърни мрежи Упражнение 4
Изтегляне 70.1 Kb.
|
Дисциплина: Компютърни мрежи Упражнение 4Дисциплина: Компютърни мрежи Упражнение 4Кодопрозрачност на каналните протоколи. Сравнение на алгоритмите за осигуряване на кодопрозрачността при бит- и байт-ориентираните протоколи. Цел на упражнението е да се изучат: - необходимите характеристики на каналните протоколи; - същността на понятието “кодопрозрачност”; - алгоритмите за осигуряване на кодопрозрачността при бит- и байт-ориентираните протоколи; 1. ТЕОРЕТИЧНИ СВЕДЕНИЯ А. Общи сведения Каналното ниво е отговорно за предаването на съобщения(кадри) през физически канал(Фиг.1). То преобразува склонния към грешки физически канал в относително свободна от грешки логическа връзка. В технически смисъл, каналното ниво осигурява функционални и процедурни средства за установяване, поддръжка и разединяване на канали за връзка между мрежовите обекти и за обмен на обслужващи каналното ниво блокове данни[Madron89]. Логическо свързване на канално ниво се изгражда на база едно или няколко физически свързвания. Откриването и коригирането на грешки са важна част от каналното ниво, но се прилагат за откриване и корекция на грешки, които се срещат във физическото ниво. По принцип услугата, предоставяна от каналното ниво на по-горните нива, е детекция и корекция на грешки. Следователно, при напълно функционален протокол от канално ниво, нивото над него може да свободно да приеме, че предаването по канала е без грешки. В глобалните мрежи нивото на управление на връзките(каналното ниво) осигурява услуга свързване посредством връзки от типа точка-точка и изпълнява функции и процедури, необходими за установяването, поддържането и разединяването на тези връзки между мрежовите обекти.
В мрежа със store-and-forward техника каналното ниво създава пътища между комутационните възли, свободни от грешки. Тези точка-точка пътища се използуват от по-горните нива за създаването на път от типа краен-краен. В локална мрежа каналният слой сам създава свързване тип краен-краен между множество станции. Той дефинира и метода(стратегията) за достъп до съобщителната среда. Каналните протоколи се използуват често за директно свързване на две системи чрез серийна комуникационна линия. Главните функции, изпълнявани от каналния слой, включват:
Функциите по установяване и разпадане на свързване на канално ниво се реализират върху активирано физическо свързване. Когато физическото свързване има много крайни точки, трябва да е достъпна функция за идентифициране на каналинте свързвания, иизползуващи такова физическо свързване. Детекцията на грешки открива грешки на предаването, формата и работата или на физическо ниво или като резултат, в неизправности в работата на кореспондентния обект от каналното ниво. Когато се открият грешки е необходимо възстановяване. То се извършва чрез операции, при които се съобщава на мрежовите обекти за невъзстановимите грешки. С повишаването на скоростта на реалния мрежов транспорт се увеличава важността на контрола на мрежовия поток. Всеки мрежов обект може динамично да управлява скоростта, на която той приема обслужващите единици данни на каналното ниво от каналното свързване. Този контрол може да се отрази в сокроста, с която каналното ниво възприема обслужващи едници данни от отсрещната краъйна точка на каналаното свързване.
Единицата данни, с която работят протоколите(PDU) от каналното ниво, често се нарича кадър(frame - рамка, кадър). Рамкирането на съобщенията в кадри е пряко свързано не само с избора на подходящи по размер единици предавана информация за протокола на физическотото ниво, а и с процеса на синхронизиране по блокове(кадри), т.е. с процеса на намиране, от страна на приемника, на началото и края на предадения по комуникационния канал информационен блок. То е във връзка също и с достигането на прозрачност на данните. Протоколът на каналното ниво [DL(L)(C)P(Data Link {Level/Layer,Control}Protocol)] трябва да позволява произволни комбинации от битове(т.е. двоични потребителски данни), при това те не бива да се тълкуват като управляваща протокола информация. Управляващата информация на протокола може да бъде позиционна, т.е. съдържаща се в полето заглавие в първите няколко байта на съобщението с фиксиран формат(фиг.2) или позиционно-независима - т.е. протоколът използува специфични управляващи символи без ограничение за мястото им, които обаче не трябва да се срещат в данните.
SYNC. PATTERN - битова комбинация, използувана за постигане на синхронизация START - индикатор за начало на съобщението HEADER - управляваща информация за протокола(PCI - protocol control information) USER DATA - информацията на по-горното ниво(обвита в рамката на каналното) BLOCK CHECK - информация за откриване и/или корекция на грешки END - индикатор за край на съобщението
Фиг.2. Типичен кадър от каналния слой(позиционна управляваща информация на протокола) Управляващи кодове Този метод се е използувал в някои по-стари познаково-ориентирани протоколи, като Basic Mode на ISO и BSC на IBM. Тези протоколи са били конструирани за предаване на печатаем текст. Определени комбинации от символния набор са били резервирани за управляващи символи. Те са избрани от непечатаемите символи и нормално не се срещат в потребителските данни. Типични примери на управляващи символи са: SOH, ETB, STX, ACK, NAK, SYN, DLE и др. Синхронизация по съобщения може да се постигне чрез търсене на последователни синхро-символи(определен минимален брой), следвани от символ SOH, като краят на съобщението се индицира от символ ETB. Когато тези протоколи се използуват за пренасяне на двоични потребителски данни, трябва да се блокира възможността в текстовото поле да се появяват комбинации, еквивалентни на управляващите символи. Един от вариантите е да се кодират двоичните данни в двоично-шестнадесетичен формат и всяка шестнадесетична цифра да се представя чрез един символ от знаковия набор(зонов шестнадесетичен формат, непакетиран). Друг вариант е т.н. прозррачен(транспарентен) режим. Той е свързан с вмъкването на код DLE преди всяко появяване на управляващ код в текстовото поле. Символът DLE се премахва от приемника при приемането. Тези методи са тромави и неефективни.
Този подход се използува в бит-ориентираните протоколи, като IBM SDLC, ISO HDLC. Дефинирана е уникална последоватeлнoст от битове(01111110) като флаг и се използува като флаг(ограничител) за начало (отваряне) и край на кадъра, като един флаг между два последователно предавани кадъра може да изпълни и двете функции едновременно. Той служи и за постигане на синхронизация по кадри и сл. не трябва да се среща вътре в съобщението. Това става чрез механизма на вмъкване на нули в предавателя. В началото на всеки кадър предавателят генерира отварящ флаг и включва механизъм, който претърсва непрекъснато извежданата битова последвателнност и щом се срещне комбинация от пет поредни единици, вмъква една нула. В края на кадъра предавателят изключва механизма на вмъкване на нули и предава затварящия флаг. Приемникът трябва да извършва обратното преобразование. След откриване на стартовия флаг той започва да следи приеманата битова последователност и при откриване на пет поредни единици отхвърля следващия ги, нормално, нулев бит. Ако се окаже обаче, че той е единица, следвана от нула, се фиксира краят на кадъра(и евентуално началото на непосредствено следващ го нов кадър). Изборът на типа, дължината на кадър и вида на вмъквания бит се определя от типа на кодиране на данните във физическата среда и противоречащите си изисквания за ефективност на кодирането и същевременно добри самосинхронизиращи свойства. За посочените протоколи методът за кодиране е NRZ-I, реализиращ смяна в информационния параметър на сигнала по линията при всеки нулев бит. Този подход е нефективен в програмна реализация, но всички съвременни ИС на комуникационни адаптери с голяма степен на интеграция(LSI IS) имат обикновено вградена хардуерна реализация на механизма на синхронизиране с флаг и на вмъкване на битове. Принципът на синхронизация по началото на дадено съобщение, блок или поле от данни чрез уникален флаг се използува често и при периферните устройства, като уникалността му спрямо произволните двоични потребителски данни, например при дисковите устройства, се постига чрез подходящо избрана деформация на метода за кодиране при записване на флага(флагът там носи името адресен маркер). Много локални мрежи постигат синхронизация на физичното ниво по аналогичен начин - те изкривяват начина на кодиране на информацията, за да може да се детектира началото на съобщение. Такъв пример, позволяващ синхронизация в рамките на един бит, е показан на фиг.3. Конкретният, изкривен вид на сигнала, не може да представя ”0” или ”1” даннови битове.
Фиг. 3. Даннови и деформирани сигнали при ЛМ
Сравнете техниките за осигуряване на кодопрозрачност при бит и байт ориентираните протоколи. 3. КОНТРОЛНИ ВЪПРОСИ: 1. Какво разбирате под бит-ориентиран протокол? 2. Какво разбирате под байт-ориентиран протокол? 3. Какви методи за осигуряване на кодопрозрачност познавате? Каталог: docs -> Bachelor -> IV%20Kurs -> Sem%20VII Sem%20VII -> Компютърни мрежи Sem%20VII -> Модул tcp/ip компютърни комуникации Sem%20VII -> Дисциплина: Компютърни мрежи Упражнение 1 Sem%20VII -> Дисциплина: Компютърни мрежи Упражнение 11 Дисциплина: Компютърни комуникации Упражнение 11 Sem%20VII -> Програма по дисциплината : "интернет технологии" включена в учебния план на специалността: " Компютърни системи и технологии" Sem%20VII -> Модул Frame Relay Компютърни комуникации Sem%20VII -> Дисциплина: Компютърни мрежи Упражнение 6 Sem%20VII -> Дисциплина: Компютърни мрежи Упражнение 9 Sem%20VII -> Програма по дисциплината : "мрежово програмиране" включена в учебния план на специалността: " Компютърни системи и технологии" Изтегляне 70.1 Kb. Сподели с приятели:
|
