Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Призначення пакетів і їх структура




Читайте также:
  1. Foreign Office – структура, функции…..
  2. I. Сущность и структура финансового рынка.
  3. VII.1.2) Правовая структура вещи.
  4. Агрегат-структура
  5. Администрация Президента РФ: понятие, правовы основы, внутренняя структура.
  6. Адресація пакетів
  7. Б) структура работы
  8. Банки як провідні фінансові посередники, їх призначення і функції.
  9. Банковская систем и ее структура.
  10. Банковская система: структура, цели и основные функции

Інформація в локальних мережах, як правило, передається окремими порціями, шматками, званими в різних джерелах пакетами (packets), кадрами (frames) або блоками. Причому гранична довжина цих пакетів строго обмежена (зазвичай величиною в декілька кілобайт). Обмежена довжина пакету і знизу (як правило, декількома десятками байт). Вибір пакетної передачі пов'язаний з декількома важливими міркуваннями.

Локальна мережа, як вже наголошувалося, повинна забезпечувати якісний, прозорий зв'язок всім абонентам (комп'ютерам) мережі. Найважливішим параметром є так званий час доступу до мережі (access time), яке визначається як часовий інтервал між моментом готовності абонента до передачі (коли йому є, що передавати) і моментом початку цієї передачі. Це час очікування абонентом початку своєї передачі. Природно, воно не має бути дуже великим, інакше величина реальної, інтегральної швидкості передачі інформації між додатками сильно зменшиться навіть при високошвидкісному зв'язку.

Очікування зачала передачі пов'язано з тим, що в мережі не може відбуватися декілька передач одночасно (в усякому разі, при топологиях шина і кільце). Завжди є тільки один передавач і один приймач (рідше – декілька приймачів). Інакше інформація від різних передавачів змішується і спотворюється. У зв'язку з цим абоненти передають свою інформацію по черзі. І кожному абонентові, перш ніж зачати передачу, треба діждатися своєї черги. Ось це час очікування своєї черги і є час доступу.

Якби вся необхідна інформація передавалася якимсь абонентом відразу, безперервно, без розділення на пакети, то це привело б до монопольного захоплення мережі цим абонентом на досить тривалий час. Решта всіх абонентів вимушена була б чекати закінчення передачі всієї інформації, що у ряді випадків могло б зажадати десятків секунд і навіть хвилин (наприклад, при копіюванні вмісту цілого жорсткого диска). З тим щоб зрівняти в правах всіх абонентів, а також зробити приблизно однаковими для всіх них величину часу доступу до мережі і інтегральну швидкість передачі інформації, якраз і застосовуються пакети (кадри) обмеженої довжини. Поважно також і те, що при передачі великих масивів інформації вірогідність помилки із-за перешкод і збоїв досить висока. Наприклад, при характерній для локальних мереж величині вірогідності одиночної помилки в 10-8пакет довжиною 10 Кбіт буде спотворений з вірогідністю 10-4, а масив завдовжки 10 Мбіт – вже з вірогідністю 10-1. До того ж виявити помилку в масиві з декількох мегабайт набагато складніший, ніж в пакеті з декількох кілобайт. А при виявленні помилки доведеться повторити передачу всього великого масиву. Але і при повторній передачі великого масиву знову висока вірогідність помилки, і процес цей при дуже великому масиві може повторюватися до безкінечності.



З іншого боку, порівняно великі пакети мають переваги перед дуже маленькими пакетами, наприклад, перед побайтовою (8 битий) або послівною (16 битий або 32 бита) передачею інформації.

Річ у тому, що кожен пакет окрім власне даних, які потрібно передати, повинен містити деяку кількість службової інформації. Перш за все, це адресна інформація, яка визначає, від кого і кому передається даний пакет (як на поштовому конверті – адреси одержувача і відправника). Якщо порція передаваних даних буде дуже маленькою (наприклад, декілька байт), то частка службової інформації стане недозволенна високою, що різко понизить інтегральну швидкість обміну інформацією по мережі.



Існує деяка оптимальна довжина пакету (або оптимальний діапазон довжин пакетів), при якій середня швидкість обміну інформацією по мережі буде максимальна. Ця довжина не є незмінною величиною, вона залежить від рівня перешкод, методу управління обміном, кількості абонентів мережі, характеру передаваної інформації, і від багатьох інших чинників. Є діапазон довжин, який близький до оптимуму.

Таким чином, процес інформаційного обміну в мережі є чергуванням пакетів, кожен з яких містить інформацію, передавану від абонента до абонента.


Мал. 4.1. Передача пакетів в мережі між двома абонентами

У окремому випадку (рис. 4.1) всі ці пакети можуть передаватися одним абонентом (коли інші абоненти не хочуть передавати). Але зазвичай в мережі чергуються пакети, послані різними абонентами (рис. 4.2).


Мал. 4.2. Передача пакетів в мережі між декількома абонентами

Структура і розміри пакету в кожній мережі жорстко визначені стандартом на дану мережу і зв'язані, перш за все, з апаратурними особливостями даної мережі, вибраною топологією і типом середи передачі інформації. Крім того, ці параметри залежать від використовуваного протоколу (порядку обміну інформацією).

Але існують деякі спільні принципи формування структури пакету, які враховують характерні особливості обміну інформацією по будь-яких локальних мережах.

Найчастіше пакет містить в собі наступні основні поля або частки (рис. 4.3):


Мал. 4.3. Типова структура пакету

  • Стартова комбінація бітів або преамбула, яка забезпечує попереднє настроювання апаратури адаптера або іншого мережевого пристрою на прийом і обробку пакету. Це поле може бути повністю відсутнім або ж зводитися до єдиного стартового біта.
  • Мережева адреса (ідентифікатор) приймаючого абонента, тобто індивідуальний або груповий номер, привласнений кожному приймаючому абонентові в мережі. Ця адреса дозволяє приймачу розпізнати пакет, адресований йому особисто, групі, в яку він входить, або всім абонентам мережі одночасно (при широкому віщанні).
  • Мережева адреса (ідентифікатор) передавального абонента, тобто індивідуальний номер, привласнений кожному передавальному абонентові. Ця адреса інформує приймаючого абонента, звідки прийшов даний пакет. Включення в пакет адреси передавача необхідне у тому випадку, коли одному приймачу можуть поперемінно приходити пакети від різних передавачів.
  • Службова інформація, яка може указувати на типа пакету, його номер, розмір, формат, маршрут його доставки, на те, що з ним треба робити приймачу і так далі
  • Дані (поле даних) – це та інформація, ради передачі якої використовується пакет. На відміну від решти всіх полів пакету поле даних має змінну довжину, яка, власне, і визначає повну довжину пакету. Існують спеціальні пакети, що управляють, які не мають поля даних. Їх можна розглядувати як мережеві команди. Пакети, що включають поле даних, називаються інформаційними пакетами. Пакети, що управляють, можуть виконувати функцію зачала і кінця сеансу зв'язку, підтвердження прийому інформаційного пакету, запиту інформаційного пакету і так далі
  • Контрольна сума пакету – це числовий код, що формується передавачем по певних правилах і що містить в згорнутому вигляді інформацію про весь пакет. Приймач, повторюючи обчислення, зроблені передавачем, з прийнятим пакетом, порівнює їх результат з контрольною сумою і робить вивід про правильність або помилковість передачі пакету. Якщо пакет помилковий, то приймач запрошує його повторну передачу. Зазвичай використовується циклічна контрольна сума (CRC). Докладніше про це розказано в розділі 7.
  • Стопова комбінація служить для інформування апаратури приймаючого абонента про закінчення пакету, забезпечує вихід апаратури приймача із стану прийому. Це поле може бути відсутнім, якщо використовується код, що самосинхронизирующийся, дозволяє визначати момент закінчення передачі пакету.


Мал. 4.4. Вкладення кадру в пакет



Нерідко в структурі пакету виділяють всього три поля:

  • Початкове поле пакету (або заголовок пакету), що управляє, тобто поле, що включає стартову комбінацію, мережеві адреси приймача і передавача, а також службову інформацію.
  • Поле даних пакету.
  • Кінцеве поле пакету (висновок, трейлер), що управляє, куди входять контрольна сума і стопова комбінація, а також, можливо, службова інформація.

Як уже згадувалося, окрім терміну "пакет" (packet) в літературі також нерідко зустрічається термін "кадр" (frame). Інколи під цими термінами мається на увазі одне і те ж. Але інколи мається на увазі, що кадр і пакет розрізняються. Причому єдності в поясненні цих відмінностей не спостерігається.

У деяких джерелах затверджується, що кадр вкладений в пакет. В цьому випадку всі перераховані поля пакету окрім преамбули і стопової комбінації відносяться до кадру (рис. 4.4). Наприклад, в описах мережі Ethernet мовиться, що в кінці преамбули передається ознака початку кадру.

У інших, навпаки, підтримується думка про те, що пакет вкладений в кадр. І тоді під пакетом мається на увазі тільки інформація, що міститься в кадрі, який передається по мережі і забезпечений службовими полями.

Щоб уникнути плутанини, в даній книзі термін "пакет" використовуватиметься як зрозуміліший і універсальний.

В процесі сеансу обміну інформацією по мережі між передавальним і приймаючим абонентами відбувається обмін інформаційними пакетами, що управляють, по встановлених правилах, званим протоколом обміну. Це дозволяє забезпечити надійну передачу інформації при будь-якій інтенсивності обміну по мережі.

 

 

Приклад простого протоколу показаний на рис. 4.5.


Мал. 4.5. Приклад обміну пакетами при сеансі зв'язку

Сеанс обміну починається із запиту передавачем готовності приймача прийняти дані. Для цього використовується пакет, що управляє, "Запит". Якщо приймач не готовий, він відмовляється від сеансу спеціальним пакетом, що управляє. У разі, коли приймач готовий, він посилає пакет, що у відповідь управляє, "Готовність". Потім зачинається власне передача даних. При цьому на кожен отриманий інформаційний пакет приймач відповідає пакетом, що управляє, "Підтвердження". У разі, коли пакет даних переданий з помилками, у відповідь на нього приймач запрошує повторну передачу. Закінчується сеанс пакетом, що управляє, "Кінець", яким передавач повідомляє про розрив зв'язку. Існує безліч стандартних протоколів, які використовують як передачу з підтвердженням (з гарантованою доставкою пакету), так і передачу без підтвердження (без гарантії доставки пакету). Докладніше про протоколи обміну буде розказано в наступному розділі.

При реальному обміні по мережі застосовуються багаторівневі протоколи, кожен з рівнів яких передбачає свою структуру пакету (адресацію, інформацію, що управляє, формат даних і так далі). Адже протоколи високих рівнів мають справу з такими поняттями, як файл-сервер або додаток, що запрошує дані біля іншого застосування, і цілком можуть не мати уявлення ні про типа апаратури мережі, ні про метод управління обміном. Всі пакети вищих рівнів послідовно вкладаються в передаваний пакет, точніше, в полі даних передаваного пакету (рис. 4.6). Цей процес послідовної упаковки даних для передачі називається також інкапсуляцією пакетів.


Мал. 4.6. Багаторівнева система вкладення пакетів

Кожен наступний пакет, що вкладається, може містити власну службову інформацію, розташовану як до даних (заголовок), так і після них (трейлер), причому її призначення може бути різним. Безумовно, частка допоміжної інформації в пакетах при цьому зростає з кожним наступним рівнем, що знижує ефективну швидкість передачі даних. Для збільшення цієї швидкості переважно, щоб протоколи обміну були простіші, і рівнів цих протоколів було менше. Інакше ніяка швидкість передачі бітів не допоможе, і швидка мережа може передавати файл довше, ніж повільна мережа, яка користується простішим протоколом.

Зворотний процес послідовного розпаковування даних приймачем називається декапсуляцією пакетів.


Дата добавления: 2014-12-03; просмотров: 128; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.015 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты