TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) - Сидни Фейт

4.15.3 802.4 Token Bus

Стандарт 802.4 описывает широкополосную шину локальной сети на основе коаксиального кабеля, в которой используется маркер для управления доступом к носителю. 802.4 является частью набора протоколов автоматизации производства (Manufacturing Automation Protocol), предлагаемых для использования в промышленных условиях. Сигналы в широкополосном коаксиальном кабеле не подвержены влиянию электромагнитных помех, связанных с промышленным производством. Использование протокола с пересылкой маркера позволяет достичь предсказуемого расписания доступа к локальной сети. Однако 802.4 никогда не имел широкого распространения.

4.15.4 FDDI

Волоконно-оптический интерфейс для распределенных данных (Fiber Distributed Data Interface — FDDI) со скоростью пересылки в 100 Мбит/с часто используется в локальных сетях для создания магистральных соединений, объединяющих низкоскоростные сегменты локальных сетей.

■ FDDI в первую очередь предназначен для использования с волоконно-оптическим кабелем, хотя в отдельных частях сети могут применяться витые пары.

■ Как показано на рис. 4.16, основу FDDI составляет одиночное (или двойное) кольцо, называемое транком (trunk). Станции могут соединяться непосредственно с транком или подключаться к нему через концентраторы. Допустимо подключение к транку древовидной структуры из концентраторов и станций.

■ Когда в качестве транка применяется двойное кольцо, локальная сеть может быть сконфигурирована на восстановление работы при отказе одного из колец. Обычно трафик передается только по одному кольцу транка, но при его отказе начинает применяться второе кольцо, что позволяет обойти неисправность и продолжить работу сети.

Рис. 4.16. Топология сетей FDDI

Доступ к носителю в FDDI производится на основе пересылки маркера. Реально модель MAC-протокола очень похожа на 802.5 Token-Ring.

Кадр FDDI имеет MAC-заголовок и завершающую секцию, а когда кадр служит для пересылки IP, то используются уже знакомые нам заголовки 802.2 LLC и SNAP, отражающие перенос в кадре датаграммы IP.

4.16 Использование концентраторов

Локальные сети Ethernet, Token-Ring и FDDI вначале существенно различались по топологии кабельных сетей, однако со временем большинство организаций перешло на подключение систем через концентраторы (hub). Эти устройства упрощают администрирование локальных сетей и позволяют перейти на единую физическую топологию — звезду или цепочку звезд.

4.17 Коммутация

Все технологии рассмотренных локальных сетей имеют одно общее свойство: пересылаемый по сети кадр прослушивается всеми станциями сети. Хотя формально кадр предназначен только для одного физического адреса, любой владелец сетевой системы может настроить ее на смешанный режим (promiscuous), когда станция будет захватывать все пересылаемые в сетевом сегменте данные.

Требования к повышению производительности и усилению защиты привели к реализации коммутации трафика. Некоторые интеллектуальные концентраторы проводят переключение при каждой пересылке кадра между источником и приемником, делая его недоступным для остальных станций сети.

4.18 Широковещательные и многоадресные рассылки

Технологии локальных сетей со множественным доступом поддерживают широковещательные рассылки (broadcast). Для этого используется один специальный физический адрес назначения, указывающий, что обработать кадр должны все подключенные к локальной сети интерфейсы. Шестнадцатеричное представление широковещательного адреса можно записать как:

XFF-FF-FF-FF-FF-FF

Сетевой интерфейс можно настроить и на прием кадров, посланных при одной или нескольких многоадресных рассылках (multicast). Многоадресность позволяет кадру попасть на указанный набор сетевых систем. Многоадресная рассылка всегда имеет единицу в младшем бите первого байта адреса:

X'01-00-00-00-00-00

Значения остальных бит устанавливаются в соответствии с конкретной службой многоадресной рассылки.

IANA зарезервировала список физических адресов многоадресных рассылок для нескольких служб. Например, многоадресная рассылка может применяться для передачи сообщения всем мостам сети. Отображение многоадресной рассылки уровня 3 в сетях IP в многоадресную рассылку уровня 2 будет рассмотрено в главе 5.

Термин "одноадресная рассылка" (unicast) применяется для указания уникального физического адреса, присвоенного одному из интерфейсов при выполнении широковещательной или многоадресной рассылки. Если заголовок кадра содержит сведения об одноадресной рассылке, то предполагается доставка такого кадра только одному, указанному сетевому интерфейсу.

Теперь рассмотрим технологии для региональных сетей.

4.19 Сети с коммутацией пакетов

Технология коммутации пакетов была введена в экспериментальном порядке еще в ARPANET. Затем она была улучшена и расширена многими дополнительными возможностями коммуникации данных. Сети с пакетами X.25 получили широкое распространение еще с 80-х годов. Однако большинство пользователей предпочли новую технологию коммутации пакетов Frame Relay, обеспечивающую широкий спектр разнообразных возможностей.

4.20 Сети X.25

Обычная телефонная сеть позволяет соединиться с любым другим абонентом в любой точке планеты. Существует специальная международная организация по стандартам, ответственная за правила объединения национальных телефонных сетей в общемировую систему. Долгое время эта организация называлась Международным консультативным комитетом по телефонной и телеграфной связи (International Telegraph and Telephone Consultative Committee — CCITT). Позднее она была переименована в Сектор стандартизации в телекоммуникациях Международного телекоммуникационного союза (Telecommunication Standardization Sector of the International Telecommunications Unit — ITU-T).

В течение 70-х гг. CCITT начал работу над рекомендациями для создания глобальной цифровой сети. Работа была завершена в 1980 г. Наиболее важной является рекомендация Х.25, определяющая правила для подключения компьютеров к цифровой сети. Точнее, X.25 описывает интерфейс между компьютером, именуемым оборудованием цифрового терминала (data terminal equipment — DTE), и сетевым коммуникационным элементом — оборудованием для терминирования цифровых цепей (data circuit-terminating equipment — DTE) как части сети для личного и общедоступного использования, в последнем случае — для провайдера сетевых услуг.

X.25 устанавливает правила для надежных цепей между компьютерами. Эти цепи именуются виртуальными, поскольку в отличие от телефонной сети во время вызова пользователю не предоставляется фиксированный путь пересылки данных. Реальные связи используются совместно многими конкурирующими виртуальными цепями. Однако такое использование является прозрачным (невидимым) для пользователя цепи.

X.25 получил всемирное признание, и многие общедоступные цифровые сети X.25 соединяют компьютеры в глобальные сообщества.

Цифровые сети X.25 предоставляют цепи двух типов. Коммутируемые виртуальные цепи (switched virtual circuit) производят вызов данных так, как это делается в обычных телефонных сетях (в рекомендации X.121 от CCITT определен 14-значный номер для запросов X.25). Вызывающий абонент набирает 14-значный номер нужного ему компьютера, по которому производится вызов. В другом случае пользователь может применить постоянную виртуальную цепь (permanent virtual circuit), которая работает подобно выделенной телефонной линии.

Рекомендации CCITT не ограничивают внутренней структуры региональных цифровых сетей X.25, однако многие из них используют технологию внутренней коммутации пакетов.

4.20.1 Уровни в X.25

Протокол X.25 имеет три уровня. Уровень связи данных называется балансированным протоколом доступа к связи (Link Access Protocol Balanced — LAPB), а сетевой уровень — уровнем пакетов X.25 (X.25 Packet Level). Владеющий оборудованием DTE пользователь устанавливает связь по X.25 с оборудованием DCE провайдера. Эта связь используется для пересылки данных нескольких виртуальных цепей уровня 3. Коммутируемая виртуальная цепь инициализируется посылкой пакета Call Request (запрос на вызов).

4.20.2 Х.25 и IP

X.25 — одна из многих технологий региональных сетей, способных пересылать датаграммы IP. IP использует виртуальные цепи X.25 таким же способом, как телефонные линии, — "точка-точка", т.е. трафик IP передается между хостами и маршрутизаторами через виртуальные цепи X.25.

Протоколы для связи X.25 (уровня 2) и пакетов X.25 (уровня 3) снимают проблемы правильного порядка передачи данных и коррекции ошибок. Цепи X.25 специально предназначены для создания надежного соединения между конечными точками связи.