Способы подтверждения

Надежная доставка гарантирует, что поток данных, отправленный от одного уст­ройства к другому, проходит по каналу без дублирования или потери данных. Пози­тивное подтверждение с повторной передачей является одним из методов, гаранти­рующих надежную доставку данных. Позитивное подтверждение требует обмена информацией между источником и получателем, который заключается в подтвер­ждении адресатом получения данных. Отправитель сохраняет копию каждого от­правленного пакета и ожидает подтверждения о его получении перед тем, как отпра­вить следующий. При отправке пакета включается таймер и если по истечении вре­мени таймера подтверждение не поступило, то выполняется повторная передача.

На рис. 1.21 изображен отправитель, посылающий пакеты 1, 2 и 3. Адресат под­тверждает получение пакетов, запрашивая пакет 4. После получения подтверждения отправитель посылает пакеты 4, 5 и 6. Если пакет 5 не поступил в пункт назначения, то получатель посылает сообщение с запросом о повторной передаче пакета 5. От­правитель повторно посылает пакет 5 и должен ждать подтверждения его получения перед тем, как отправить пакет 7.

Рис. 1.21. Использование подтверждений

Резюме

• За счет использования уровней Эталонная модель OSI упрощает обмен ин­формацией между двумя компьютерами.

• Соответствующие протоколы каждого уровня обмениваются информацией, которую называют модулями данных протокола (PDU).

• Каждый уровень зависит от сервисных функций лежащего ниже него уровня Эталонной модели OSI. Нижний уровень использует инкапсуляцию для того, чтобы поместить PDU верхнего уровня в свое поле данных; после этого воз­можно добавление заголовков и трейлеров, которые данный уровень исполь­зует для выполнения своих функций.

• Термин Ethernet часто используется по отношению ко всем CSMA/CD ло­кальным сетям, которые работают в соответствии со спецификациями Ether­net, включая сеть IEEE 802.3.

• Каналы Ethernet и 802.3 обеспечивают транспортировку данных по физиче­скому каналу, который соединяет какие-либо два устройства.

• Протокол IP обеспечивает негарантированную маршрутизацию дейтаграмм без установления логической связи. Сеть Ethernet не анализирует содержимое дейтаграмм, а лишь ищет способ передать дейтаграмму к ее месту назначения.

• Сообщения ICMP переносятся в IP-дейтаграммах и используются для переда­чи управляющих сообщений и сообщений об ошибках.

• Протокол ARP используется для преобразования известного IP-адреса в МАС- адрес с целью обеспечения возможности коммуникации в среде множественного доступа, например, такой как Ethernet.

• При осуществлении коммутации маршрутизатор принимает пакет на одном интерфейсе и направляет его на другой.

• Протоколы маршрутизации обеспечивают наличие в адресе сетевого уровня достаточной информации для отправки пакета от одного узла к другому, опи­раясь на схему адресации.

• Протокол маршрутизации поддерживает маршрутизируемый протокол, создавая при этом механизм совместного использования данных маршрутизации. Сообще­ния протоколов маршрутизации перемещаются между маршрутизаторами.

• Большинство протоколов маршрутизации относятся к одному из двух типов: дистанционно-векторные или протоколы состояния каналов связи.

• Маршрутизаторы должны быть способны обрабатывать пакеты, инкапсулирован­ные в различные фреймы низкого уровня без изменения адресации 3-го уровня.

• Примерами IP-протоколов маршрутизации могут служить RIP, IGRP, OSPF и EIGRP.

• Службы транспортного уровня дают возможность пользователям запросить на­дежную транспортировку данных между источником и пунктом назначения.

Основные термины

Cisco IOS (Internetwork Operating System software — Cisco IOS software). Программное обеспечение межсетевой операционной системы корпорации Cisco, которое обеспе­чивает функциональность, расширяемость и обеспечение безопасности всех про­граммных продуктов архитектуры CiscoFusion. Программное обеспечение операци­онной системы Cisco предоставляет возможность централизованной, интегрирован­ной и автоматизированной установки и управления сетями, обеспечивая поддержку целого ряда протоколов, передающих сред, служб и платформ.

IP-адрес (IP-address). 32-разрядный адрес, назначаемый узлу в протоколе TCP/IP. IP- адрес принадлежит к одному из пяти классов (А, В, С, D или Е) и представляется в деся­тичном формате в виде четырех октетов, разделенных точками. Каждый адрес состоит из номера сети, необязательного номера подсети и номера компьютера. Номера сети и подсе­ти используются для маршрутизации, а номер компьютера — для адресации уникального узла в сети или подсети. Маска подсети используется для выделения информации о сети и подсети из IP адреса. IP-адрес также называется Internet-адресом (Internet address).

Дейтаграмма (datagram). Блок информации, посланный как пакет сетевого уровня, через передающую среду, без предварительного установления виртуального канала. IP-дейтаграммы — основные информационные блоки в Internet. Термины ячейка, фрейм, сообщение, пакет и сегмент (cell, frame, message, packet и segment) также используются для описания логически сгруппированных блоков информации на разных уровнях эталон­ной модели OSI и в различных технологических циклах.

Динамическая маршрутизация(dynamic routing). Маршрутизация, которая автома­тически подстраивается под топологию сети или под изменения в потоке данных. Также называется адаптивной маршрутизацией (adaptive routing).

Дистанционно-векторный протокол маршрутизации (distance-vector routing protocol). Изучает все переходы в маршруте для построения дерева кратчайшего пути. Прото­кол заставляет все маршрутизаторы при каждом обновлении рассылать внутренние таблицы только своим соседям. Дистанционно-векторный протокол маршрутизации сводится к циклам маршрутизации, однако в вычислительном отношении он проще, чем протокол состояния канала связи. Также называется алгоритмом маршрутиза­ции Беллмана-Форда (Bellman-Ford routing algorithm).

Заголовок (header). Контрольная информация, помещаемая перед данными в про­цессе их инкапсуляции для передачи по сети.

Интерфейс подключаемых сетевых устройств (attachment unit interface — AVI). В стан­дарте 1ЕЕЕ802.3 интерфейс (кабель) между MAU и сетевой платой. Термин AUI также обозначает разъем на задней панели, к которому может подсоединяться AUI-кабель. Та­кие порты можно встретить на плате Cisco LightStream Ethernet. Также называется прие­мопередающим кабелем (transceiver cable).

Канальный уровень (data link layer). Второй уровень эталонной модели OSI. Обес­печивает точную передачу данных по физическому каналу. Занимается физической адресацией, сетевой топологией, контролем линий связи, сообщениями об ошибках, порядком доставки фреймов и управлением потоками данных. Разделен IЕЕЕ на два подуровня: MAC и LLC. Уровень канала связи примерно соответствует уровню управления каналом (data link control layer) в модели SNA.

Конвергенция (convergence). Способность и скорость согласования действий группы взаимодействующих сетевых устройств, использующих специфический маршрутизи­рующий протокол. Такое согласование необходимо после изменений в топологии сети.

Маршрутизируемый протокол (routed protocol). Протокол, который может управ­ляться маршрутизатором. Маршрутизатор должен осуществлять логическое взаимо­действие в сетевом комплексе, как это определено протоколом. Примеры маршрути­зируемых протоколов: AppleTalk, DECNet, и IP.

Маска подсети (subnet mask). Маска подсети используется для выделения инфор­мации о сети и подсети из IР-адреса.

Модуль данных протокола (protocol data unit — PDU). Термин, обозначающий пакет в эталонной модели OSI.

Негарантированная доставка или “доставка в лучшем случае” (best-effort delivery). Такая доставка осуществляется в том случае, когда сетевая система не использует механизм подтверждения для гарантированной доставки информации.

Окно (window). Число октетов, которое может послать отправитель в ожидании сигнала подтверждения.

Определение пути (path determination). Решение, по какому пути следует направить поток данных. Определение пути происходит на сетевом уровне эталонной модели OSI.

Открытый протокол OSPF (Open Shortest Path First protocol — OSPF). Иерархиче­ский маршрутизирующий протокол состояния канала связи, предложенный в каче­стве замены RIP в среде Internet. Протокол OSPF обеспечивает уменьшение затрат, маршрутизацию с несколькими путями и балансировку нагрузки.

Очередь (queue). 1. Вообще: упорядоченный список элементов, ожидающих обра­ботки. 2. Применительно к маршрутизации: число не переданных пакетов, ожидаю­щих отправки через интерфейс маршрутизатора.

Пакет (packet). Логически сгруппированный блок информации, который включает заголовок, содержащий контрольную информацию, и (обычно) пользовательские дан­ные. Термин "пакет" чаще всего употребляется в контексте блоков данных сетевого уровня. Термины “дейтаграмма”, “фрейм”, “сообщение” и “сегмент” {datagram, frame, message, segment) также используются для описания логически сгруппированных бло­ков информации на разных уровнях эталонной модели OSI и в различных технологических циклах.

Переход (hop). Переход пакета данных между двумя узлами сети (например, между двумя маршрутизаторами).

Подсеть (subnetwork). Часть базовой сети передачи данных.

Протокол маршрутизации (routing protocol). Протокол, который осуществляет вы­бор маршрута путем реализации конкретного протокола. Примерами протоколов маршрутизации могут служить IGRP, OSPF и RIP.

Протокол маршрутизации внутреннего шлюза (Interior Gateway Routing Protocol — IGRP). Разработан корпорацией Cisco для определения проблем связанных с мар­шрутизацией, в больших гетерогенных сетях.

Протокол маршрутизации с выбором первого кратчайшего пути (shortest path first protocol — SPF). Обычно используется в протоколах состояния канала связи. Иногда называется алгоритмом Дейкстры (Dijkstra's algorithm).

Протокол маршрутной информации (Routing Information Protocol — RIP). Протокол, поставляемый с UNIX BSD. Наиболее часто используемый протокол внутреннего шлюза Internet. В качестве маршрутизирующей метрики (показателя) использует индекс перехода.

Протокол обратного преобразования адресов (Reverse Address Resolution Protocol — RARP). Протокол семейства TCP/IP, представляющий собой метод определения IP- адресов по МАС-адресам.

Протокол преобразования адресов (Address Resolution Protocol— ARP). Internet- протокол семейства TCP/IP, используемый для преобразования IP-адреса в МАС- адрес. Описан в RFC 826.

Протокол маршрутизации по состоянию канала связи (link-state routing protocol). Про­токол маршрутизации, в котором каждый маршрутизатор передает широковещательно (всем узлам в сети) или определенной группе адресов (групповая адресация) информа­цию относительно достижимости каждого из своих соседей. Этот протокол создает согласованное представление о сети и не имеет тенденции к созданию петель, однако это дается ценой больших вычислительных трудностей и большего объема передавае­мых данных (по сравнению с дистанционно-векторным протоколом).

Протокол управляющих сообщений Internet (Internet Control Message Protocol — ICMP). Протокол сетевого уровня, который сообщает об ошибках и предоставляет другую информацию относительно обработки IP-пакета. Описан в RFC 792.

Разделение на уровни (layering). Разделение сетевых функций, используемое в эта­лонной модели OSI. Упрощает разрешение проблем, возникающих при взаимодей­ствии компьютеров в сети.

Расширенный протокол маршрутизации внутреннего шлюза (Enhanced Interior Gate­way Routing Protocol— EIGRP). Усовершенствованная версия IGRP, разработанная компанией Cisco. Обеспечивает улучшенные свойства сходимости и производитель­ности и объединяет преимущества дистанционно-векторного протокола и протоко­ла состояния канала связи. Также называется EIGRP.

Сбалансированный гибридный протокол (balanced-hybrid protocol). Сочетает в себе свойства дистанционно-векторного протокола и протокола состояния канала связи.

Сеансовый уровень (session layer). Пятый уровень эталонной модели OSI. Устанав­ливает, поддерживает и управляет сеансами связи между приложениями.

Сетевая карта (network interface card — NIC). Плата, обеспечивающая коммуникацион­ные возможности компьютерных систем. Называется также сетевым адаптером (adapter).

Сетевой уровень (network layer). Третий уровень эталонной модели OSI. Уровень, на котором происходит маршрутизация. Обеспечивает соединение и выбор пути ме­жду двумя конечными системами. Примерно соответствует уровню контроля пути в модели SNA.

Сеть (network). Группа компьютеров, принтеров, маршрутизаторов, коммутаторов и других устройств, которые обмениваются друг с другом информацией посредством какой-либо передающей среды.

Стандартный маршрут (default route). Запись в таблице маршрутизации, которая используется для отправки фреймов, у которых нет явно указанного адреса следую­щей точки перехода.

Статическая маршрутизация (static routing). Явно указанные и введенные в таб­лицу маршруты. Статические маршруты имеют преимущество перед маршрутами, выбранными в соответствии с динамическими протоколами маршрутизации.

Транспортный уровень (transport layer). Четвертый уровень эталонной модели OSI. Сегментирует и преобразует данные в один поток. Транспортный уровень может га­рантировать соединение и обеспечивает надежную транспортировку.

Тупиковая сеть (stub network). Сеть, имеющая единственное соединение с мар­шрутизатором.

Уведомление о состоянии канала связи (link-state advertisement— LSA). Широкове­щательный пакет, используемый протоколом состояния канала связи. Содержит информацию о соседях и об их достижимости. LSA используется принимающими маршрутизаторами для обновления своих таблиц маршрутизации. Иногда называет­ся пакетом состояния канала связи (link-state packets).

Управление доступом к передающей среде (Media Access Control — MAC). Часть ка­нального уровня, включающая 6-байтный (48-битов) адрес источника и пункта на­значения, а также метод получения разрешения на передачу.

Управление потоком данных (flow control). Операции, выполняемые для предотвра­щения переполнения буферов данных в принимающих устройствах. Когда приемный буфер переполнен, посылающему устройству отправляется сообщение о приостанов­лении передачи до тех пор, пока данные в буфере не будут обработаны. В IBM-сетях эта методика называется определяющей (pacing).

Уровень представления данных (presentation layer). Шестой уровень эталонной мо­дели OSI. Обеспечивает представление данных и форматирование кода, а также со­гласование синтаксиса передачи данных. Этот уровень гарантирует, что данные, ко­торые прибывают из сети, могут быть использованы приложением, а также то, что информация, посланная приложением, может быть передана в сеть.

Уровень приложений (application layer). Седьмой уровень Эталонной модели взаи­модействия открытых систем (OS1). Предоставляет сетевые службы для пользова­тельских приложений. Например, текстовый процессор обслуживается службами передачи файлов этого уровня.

Устройство подсоединения к передающей среде (media attachment unit— MAU). Ис­пользуется в сетях Ethernet IEEE 802.3. Предоставляет интерфейс между AUI-портом станции и общей передающей средой Ethernet. MAU может быть отдельным или встроенным в станцию устройством и выполняет функции физического уровня, вклю­чая преобразование цифровых данных от интерфейса Ethernet, определение конфлик­тов (коллизий) и направление битов в сеть. Иногда называется устройством доступа к передающей среде (media access unit) или приемопередатчиком (transceiver).

Физический уровень (physical layer). Первый уровень эталонной модели OSI. Этот уровень определяет электрические, механические, процедурные и функциональные спе­цификации для активизации, поддержания и отключения физического соединения меж­ду конечными системами. Соответствует уровню физического управления в модели SNA.

Контрольные вопросы

Для проверки понимания тем и понятий, описанных в настоящей главе, реко­мендуется ответить на предлагаемые ниже контрольные вопросы. Ответы на них приведены в приложении А.

1. Какой уровень эталонной модели OSI наилучшим образом описывает стан­дарты 10BaseT?

1. Канальный.

2. Сетевой.

3. Физический.

4. Транспортный.

2. Какое из приведенных ниже утверждений наилучшим образом описывает функции транспортного уровня эталонной модели OSI?

1. Он посылает данные, используя управление потоком.

2. Он обеспечивает наилучший путь для доставки.

3. Он определяет сетевые адреса.

4. Он делает возможной сетевую сегментацию.

3. Какая из следующих функций используется маршрутизатором для пересылки пакетов данных между сетями?

1. Приложение и передающая среда.

2. Определение пути и коммутация.

3. Широковещание и обнаружение коллизий.

4. Никакая из упомянутых выше.

4. Какие из перечисленных ниже являются основными типами динамической маршрутизации?

1. Статический и по умолчанию.

2. TCP- и UDP-обмен.

3. Дистанционно-векторный и канальный.

4. Никакие из вышеперечисленных.

5. В случае, когда все маршрутизаторы в сети работают с одной и той же инфор­мацией о топологии сети, то о сети говорят как о...

1. конвергированной.

2. формализованной.

3. реконфигурированной.

4. ничто из вышеперечисленного.

6. Опишите цель инкапсуляции данных

7. Опишите главную функцию транспортного уровня эталонной модели OSI.

8. Опишите цель использования протокола ICMP.

9. Опишите процедуру создания окон в протоколе TCP/IP.

10. Опишите главную функцию сетевого уровня эталонной модели OSI.