Основы передачи данных и модель взаимодействия открытых систем

Принципы передачи данных в компьютерных сетях

Асинхронная передача. В 1969 г. появился стандарт асинхронной передачи Я5-232-С. В соответствии с этим стандартом данные должны быть представлены в виде отдельных знаков (длиной 7 или 8 бит). Каждый знак обрамляется стартовыми и стоповыми битами. Знаки передаются и принимаются в произвольные моменты времени. Два знака должны быть разделены минимальным временным интервалом. Принимающая сторона начинает вырабатывать тактовые сигналы, как только обнаруживает начало знака. Позднее RS-232-C был заменен стандартом RS-232-D.

Асинхронная передача не требует дорогостоящего оборудования и поэтому широко применяется для соединения компьютеров с периферийным оборудованием (НМЛ, НМД, принтеры, клавиатура, терминалы).

Синхронная передача. В середине 1960-х гг. для быстрой передачи цифровых данных между двумя компьютерами по линиям «точка-точка» появились протоколы канального уровня с контролем ошибок (протоколы звена данных) SDLC (Synchronous Data Link Control), LAP (Link Access Protocol), LAP В (LAP -Balanced), HDLC (High-Level Data Link Control). Передаваемые данные разбиваются на отдельные блоки - пакеты. Формат пакета представлен на рис. 6.1.

Заголовок

Данные

Хвостовик

Рис.6.1. Формат сетевого пакета

Заголовок содержит адрес отправителя и получателя пакета, а также может содержать порядковый номер пакета в передаваемом сообщении. Хвостовик содержит биты контроля. Синхронизация передачи осуществляется в пределах каждого кадра (Значение термина «синхронность» для синхронных и асинхронных линий отличается от его значения для сетей SONET и SDH).

Так же как и знаки при асинхронной передаче, кадры должны быть разделены минимальным интервалом времени. Однако скорость синхронной передачи значительно выше асинхронной, поскольку суммарное время передачи заголовка и хвостовика пакета, а также флагов кадра, как правило, значительно меньше времени передачи блока данных, помещенных в пакет.

Передача с промежуточным накоплением (store and forward). Развитие протоколов канального уровня привело к идее непрямого соединения компьютеров. На рис. 6.2 компьютеры А и В, а также В и С соединены линиями «точка - точка».

При передаче сообщения от А к С через В сообщение сначала поступает в В, а затем, после освобождения линии ВС, от В к С. Поскольку источник посылает пакеты время от времени, на одной линии можно чередовать передачу пакетов для нескольких независимых соединений, что экономичнее по сравнению с резервированием линии между источником и получателем на все время передачи сообщения.

Передача с промежуточным накоплением

Рис. 6.2. Передача с промежуточным накоплением

При передаче данных на канальном уровне используются как процедуры без установления соединения (connectionless), так и процедуры с установлением соединения (connection-oriented). Установление соединения заключается в том, что узел-отправитель посылает узлу-получателю служебный кадр - предложение установить соединение. Если получатель согласен на установление соединения, он высылает соответствующий служебный кадр, в котором предлагает некоторые параметры для данного логического соединения, например, идентификатор соединения и максимальное значение поля данных кадров (MTU - MaximumTransfer Unit). Узел-отправитель подтверждает предлагаемые параметры, начинает передачу сообщения и, после завершения передачи, посылает служебное сообщение о разрыве соединения.

При дейтаграммной передаче кадр посылается в сеть «без предупреждения», и протокол не несет ответственности за утерю кадра. Дейтаграммный метод работает быстрее, так как никаких предварительных действий по установлению соединения не требуется. «Сетью сетей» в наше время называют глобальную сеть Интернет. Термин Интернет происходит от английского Internet working - межсетевое взаимодействие. В основе технологии Интернет лежит стек (набор) протоколов TCP ПР.

Сетевое программное обеспечение - это комплекс взаимосвязанных программ (сетевых операционных систем), обеспечивающий эффективное использование сетевых ресурсов и удобный интерфейс пользователям и программистам. Взаимодействие приложений в компьютерных сетях основано на архитектуре клиент - сервер. Специализированный программный модуль (клиент) используется для формирования сообщений-запросов от разных приложений. Специализированный программный модуль (сервер) для обслуживания запросов, т.е. предоставления локальных ресурсов другим приложениям по запросу.

Распределенные вычисления в современных компьютерных сетях основаны на архитектуре клиент - сервер, ставшей доминирующим способом обработки данных. Термины клиент и сервер обозначают роли, которые играют различные компоненты в распределенной среде вычислений. Компоненты клиент и сервер не обязательно должны работать на разных машинах, хотя обычно это так и есть: клиент-приложение находится на рабочей станции пользователя, а сервер на специальной выделенной машине. Наиболее распространены следующие виды серверов: файл-серверы, серверы баз данных, серверы печати, серверы электронной почты, УУе^-сервер и др. В последнее время интенсивно внедряются многофункциональные серверы приложений. Клиент формирует запрос на сервер для выполнения соответствующих функций. Например, файл-сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к ним и передает данные клиенту. Обработка данных распределяется в том или ином соотношении между сервером и клиентом.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >