Фреймирование

Контроль с помощью FCS обеспечивает только обнаружение ошибок, но не их устранение. За устранение ошибок отвечает протокол более высокого уровня, как правило, транспортного.

Обнаружение ошибок

Еще одна функция канального уровня, обнаружение ошибок, позволяет определить, не произошло ли искажение пакета во время передачи. Для этого перед отправкой пакета на удаленный компьютер к нему добавляют концевик (так называемое поле с контрольной суммой в конце пакета) с последовательностью FCS. Метод контроля с применением FCS предусматривает использование циклического избыточного кода (Cyclic Redundancy Check – CRC) для выработки цифрового значения и размещение этого значения в концевике пакета. После прибытия пакета к получателю извлекается значение FCS и снова применяется тот же алгоритм, с помощью которого было вычислено это первоначальное значение. Если пакет подвергся каким либо изменениям, прежнее и новое значение FCS не совпадают, пакет отбрасывается как ошибочный.

Термин фреймирование используется для описания организации элементов в пакете (пакет, передаваемый по сети, оформляется в виде фрейма). Эта задача является очень важной. Чтобы понять, с чем это связано, необходимо рассмотреть, как происходит передача данных физическим устройством. Прежде всего следует учесть, что все данные, передаваемые по кабелям сети, являются просто комбинацией битов 0 и 1. Поэтому при получении устройством цепочки битов, такой как 011010010010010000111000111 и т.д., оно должно определить, какая часть цепочки соответствует МАС – адресу, данным или последовательности FCS. Для этого требуется ключ. Физический формат пакета показан на рисунке.

Кроме того, поскольку существуют разные типы фреймов, в протоколах канального уровня на обоих взаимодействующих компьютерах должны использоваться фреймы одинаковых типов, так как лишь при этом условии получатель сможет определить, что фактически содержит полученный им пакет. Пример искажения, возникающего при нарушении формата фрейма, показан на рисунке.

Уровень 1 – Физический

На физическом уровне выполняются наиболее важные функции передачи данных по сравнению со всеми другими уровнями. К физическому уровню относятся все соединители, кабели, спецификации частот, требования к расстояниям и задержкам при распространении сигналов, короче говоря, все физические параметры.

В заключении рассмотрим пример обмена данными по сети между двумя компьютерами на примере электронной почты по протоколам TCP/IP. Передача сообщения начинается с уровня 7. К нему добавляется заголовок MAPI (Mail Application Programming Interface – интерфейс прикладного программирования для электронной почты). Затем пакет передается на представительский уровень, где происходит добавление заголовка MIME, с помощью которого получатель сможет определить формат сообщения. На сеансовом уровне происходит преобразование имен, и доменное имя techtrain.com преобразуется в IP – адрес 209.130.62.55. На транспортном уровне все это сообщение, которое имеет длину 256 Кбайт, разбивается на четыре фрагмента по 64 Кбайта и устанавливается сеанс ТСР с использованием метода окон для управления потоком данных. На сетевом уровне выполняется маршрутизация и пакет передается на ближайший маршрутизатор (который здесь обозначен с помощью поля промежуточного адреса назначения).

Следует также отметить, что на сетевом уровне (логические) IP – адреса преобразуются в (физические) МАС – адреса, чтобы с ними мог работать протокол более низкого уровня. На канальном уровне пакет снова фрагментируется, но на этот раз преобразуется во фреймы, которые соответствуют максимальной единице передачи данных (Maximum Transmission Unit – MTU) передающей среды. На физическом уровне данные передаются в виде электрических сигналов. Принятые данные снова проходят по уровням модели, но в обратном направлении. При этом выполняются действия, обратные тем, которые были выполнены на компьютере отправителя, и в конечном итоге пакет преобразуется в один фрагмент данных размером 256 Кбайт в формате, приемлемом для соответствующего приложения.

Необходимо отметить еще один момент Стек протоколов TCP/IP состоит всего из четырех уровней в отличие от семиуровневой эталонной модели OSI (Open Systems Interconnection – Группа по стандартизации обмена данными между компьютерными системами различных стандартов). В таблице 1.2 приведено сопоставление уровней модели OSI и стека протоколов TCP/IP, а также дан список протоколов работающих на этих уровнях.

Таблица 1.2.

Как видно из этой таблицы, стек протоколов TCP/IP по выполняемым функциям полностью соответствует эталонной модели OSI.

Чтобы технология TCP/IP могла решать свою задачу объединения сетей, ей необходима собственная глобальная система адресации, не зависящая от способов адресации узлов в отдельных сетях. Эта система адресации должна позволять универсальным и однозначным способом идентифицировать любой интерфейс составной сети. Очевидным решением является уникальная нумерация всех сетей составной сети, а затем нумерация всех узлов в пределах каждой из этих сетей. Пара, состоящая из номера сети и номера узла, отвечает поставленным условиям и может служить в качестве сетевого адреса.

В технологии TCP/IP сетевой адрес называют IP – адрес.

Перед тем как отправить пакет в следующую сеть, маршрутизатор должен определить на основании найденного IP – адреса следующего маршрутизатора его локальный адрес. Для этой цели протокол IP, как показано на рисунке обращается к протоколу разрешения адресов (ARP –Address Resolution Protocol протокол разрешения адресов).

НА ЗАМЕТКУ

Рассмотрим IP – сеть. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей, следовательно, каждый его интерфейс имеет собственный IP – адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP – сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP – адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP – адрес идентифицирует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 918; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!