6. Базовые сетевые технологии: стандарты, механизмы, характеристики.

Канальный уровень

Канальный уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает в кадры, проверяет на целостность, если нужно, исправляет ошибки (формирует повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием.

Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на два подуровня: MAC (англ. media access control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (англ. logical link control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

На этом уровне работают коммутаторы, мосты и другие устройства.

IEEE 802 — группа стандартов семейства IEEE, касающихся локальных вычислительных сетей (LAN) и сетей мегаполисов (MAN).

Службы и протоколы, указанные в IEEE 802 находятся на двух нижних уровнях (Канальный уровень и Физический) семиуровневой сетевой модели OSI. Фактически, IEEE 802 разделяет канальный уровень OSI на два подуровня — Media Access Control (MAC) и Logical Link Control LLC.

IEEE 802.3-Технология Ethernet. IEEE 802.11 a/b/g/n-Беспроводные локальные сети. IEEE 802.13-Использовалась для 100BASE-X Ethernet

Базовые топологии локальных вычислительных сетей

Под топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров сети относительно Друг Друга и способ соединения их линиями. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, методы управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети.

Технология локальных сетей Ethernet Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат пакетов и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века Все виды стандартов Ethernet используют один и тот же метод доступа к среде передачи данных CSMA (Carrier Sence Multiple Access –множественный доступ с контролем несущей), который состоит в том, что станция перед началом передачи прослушивает среду и только убеждаясь, что никто больше не передает, начинает свою передачу. Скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Режим работы полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине полудуплексного режима работы. Технология Gigabit Ethernet со скоростью передачи 1 Гбит/с (1000 Мбит/с) – это естественный, эволюционный путь развития концепции, заложенной в стандартной сети Ethernet.

Основная или базовая топология ЛВС это звезда, кольцо и шина.

Звезда: все компьютеры сети соединяются с центральным компьютером (активная звезда), при отсутствии центрального компьютера – псевдо звезда.

Кольцо: компьютеры соединяются последовательно. Вся информация передается по цепи. Если выходит из строя вся один из компьютеров, то вся цепь перестает работать. Преимущества – производится автоматическое усиление сигнала каждым абонентом, поэтому размеры кольца могут быть значительными. В сетях с кольцевой топологией управление доступом к среде осуществляется посредством использования так называемого маркера, который предваряет сообщение.

Шина: ориентирована на полное равноправие всех абонентов. В шине можно легко менять количество компьютеров.

канальным уровнем называют уровень передачи данных. На канальном уровне используется МАС-адрес сетевого адаптера. На передающей машине работает процесс, который передает биты с физического уровня на канальный уровень для передачи их по назначению. Работа канального уровня заключается в передаче этих битов на принимающую машину так, чтобы они могли быть переданы сетевому уровню принимающей машины. Первый метод формирования кадров использует поле в заголовке для указания количества символов в кадре. Когда канальный уровень на принимающей машине видит это поле, он узнает, сколько символов последует, и таким образом определяет, где находится конец кадра Недостаток такого метода заключается в том, что при передаче может быть искажен сам счетчик, тогда принимающая машина потеряет синхронизацию и не сможет обнаружить начало следующего кадра. Второй метод формирования кадров решает проблему восстановления синхронизации после сбоя при помощи маркировки начала и конца каждого кадра специальными байтами. В последнее время большинство протоколов перешло на использование в обоих случаях одного и того же байта, называемого флаговым. Таким образом, если приемник теряет синхронизацию, ему необходимо просто найти флаговый байт, с помощью которого он распознает конец текущего кадра Сеть Token Ring.