Основы управления потоком

Управление потоком представляет собой функцию, которая предотвращает перегрузку сети, гарантируя, что передающие устройства не отправляют данных больше, чем способны обработать принимающие устройства. Например, высокоскоростной компьютер может генерировать данные для передачи быстрее, чем сеть имеет возможность его передать, или быстрее, чем устройство-получатель может его принять и обработать. Существует три общеупотребительных способа избежать перегрузки сети: с помощью буферизации, путем отправки сообщений, снижающих скорость передачи данных, и с использованием окон.

Буферизация применяется для временного хранения в памяти сетевых устройств порций данных до тех пор, пока не освободится обрабатывающее устройство. При помощи буферизации можно справиться с появляющимся время от времени избытком данных. Однако такие данные могут занять всю память, и тогда все последующие поступающие на устройство дейтаграммы будут отброшены.

Сообщения, снижающие скорость передачи данных, отправляются принимающими устройствами для предотвращения переполнения их буферов. Принимающее устройство посылает такие сообщения, чтобы заставить источник данных снизить текущую скорость передачи. Сначала принимающее устройство начинает отбрасывать все принятые данные из-за переполнения буферов. Затем принимающее устройство начинает посылать передающему устройству сообщения с требованием снизить скорость передачи данных, по одному на каждый отброшенный пакет. Устройство-источник получает эти сообщения и постепенно снижает скорость передачи до тех пор, пока такие сообщения не перестанут поступать. Затем устройство-источник постепенно увеличивает скорость передачи, пока такие сообщения не появятся снова.

Использование окон представляет собой схему управления потоком, в которой устройство-источник требует от устройства-получателя подтверждения после передачи определенного количества пакетов. Например, если размер окна равен 3, то источник требует подтверждения после отправки трех пакетов. Сначала устройство-источник посылает три пакета устройству-получателю. После их получения устройство- получатель направляет подтверждение устройству-источнику. Последнее принимает подтверждение и посылает еще три пакета. Если получатель по какой-либо причине, например, из-за переполнения буферов, не получает хотя бы один из отправленных пакетов, то он не отправляет подтверждение. В этом случае устройство-источник повторяет передачу пакетов на пониженной скорости.

Основы контроля ошибок

Схемы контроля ошибок определяют, были ли переданные данные повреждены на пути от источника к получателю. Контроль ошибок реализуется на нескольких уровнях эталонной модели OSI.

Одной из наиболее часто используемых схем контроля ошибок является контроль с помощью циклического избыточного кода (Cyclic Redundancy Check — CRC), при котором поврежденные данные распознаются и отбрасываются. Функции исправления ошибок (такие как повторная передача данных) переносятся в протоколы высшего уровня. Значение CRC генерируется с помощью вычислений, выполняемых на устройстве-источнике. Устройство-получатель сравнивает это значение с результатом собственных вычислений и определяет, возникли ли ошибки при передаче. Сначала устройство-источник выполняет над содержимым передаваемого пакета заранее заданную последовательность вычислений. Затем оно помещает вычисленное значение в пакет и отправляет его получателю. Получатель выполняет над содержимым пакета те же вычисления, после чего сравнивает полученное значение с тем, которое содержится в пакете. Если эти значения равны, то считается, что пакет не содержит ошибок. В противном случае в пакете предполагается наличие ошибок и он отбрасывается.

Основы мультиплексирования

Мультиплексирование представляет собой процесс, в котором несколько каналов данных объединяются в один канал данных или в физический канал па устройстве- источнике. Мультиплексирование может быть реализовано на любом уровне OSI. Обратный процесс — разделение мультиплексированных каналов данных на устройстве- получателе — называется демультиплексированием. Примером мультиплексирования является случай, когда данные от нескольких приложений объединяются в один пакет низкого уровня (рис. 1.18).

Рис. 1.18. Данные от нескольких приложений могут быть мультиплексированы в один пакет данных низкого уровня

Мультиплексор представляет собой устройство физического уровня, объединяющее несколько потоков данных, поступающих от различных источников, в один или несколько исходящих каналов. На удаленной системе мультиплексоры выполняют демультиплексирование каналов, т.е. восстанавливают несколько исходных потоков данных, позволяя максимально эффективно использовать полосу пропускания физической среды передачи путем передачи данных одновременно от нескольких источников.

К методам мультиплексирования данных относятся мультиплексирование с разделением времени (Time-Division Multiplexing — TDM), асинхронное мультиплексирование с разделением времени (Asynchronous Time-Division Multiplexing — ATDM), мультиплексирование с разделением частоты (Frequency-Division Multiplexing — FDM) и статистическое мультиплексирование.

При использовании мультиплексирования TDM полоса пропускания для информации, поступающей из каждого канала данных, выделяется па основе предварительно назначенных временных интервалов, независимо от наличия передаваемых данных. При использовании ATDM-мультиплексирования такое выделение осуществляется по мере необходимости, а сами временные интервалы назначаются динамически. При использовании FDM-мультиплексирования полоса пропускания выделяется на основе частоты сигнала поступающих данных. При статистическом мультиплексировании полоса пропускания выделяется динамическим образом всем каналам данных, которые имеют информацию для передачи.

Разработчики стандартов

Разработкой стандартов объединенных сетей занимаются самые разные организации путем проведения форумов, превращения неформальных обсуждений в формальные спецификации и распространения их после стандартизации.

Большинство организаций, занимающихся стандартизацией, создают формальные стандарты путем проведения специальных мероприятий: формулирования организационных идей, обсуждения подходов, разработки черновых стандартов, голосования по всем или некоторым аспектам. После этого официально издается законченный стандарт.

Другим примером мультиплексирования может служить объединение данных от нескольких устройств в один физический канал с использованием устройства, называемого мультиплексором (рис. 1.19).

Рис. 1.19. Несколько устройств могут быть мультиплексированы в один физический канал

Ниже приведены некоторые наиболее известные организации, занимающиеся стандартизацией объединенных сетей.

•        Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization — ISO). ISO является международной организацией, отвечающей за самые различные стандарты, включая многие из тех, которые относятся к сетям. Ее самым известным вкладом в стандартизацию сетей является разработка модели OSI и набора протоколов OSI.

•       Американский национальный институт стандартов (American National Standards Institute — ANSI). Институт ANSI входит в состав ISO и является координатором групп по стандартизации, формируемых в США на общественных началах. В ANSI был разработан интерфейс распределенной передачи данных по оптоволоконным каналам (Fiber Distributed Data Interface — FDDI) и другие коммуникационные стандарты.

•        Ассоциация электронной промышленности (Electronic Industries Association — EIA).

Ассоциация EIA разрабатывает стандарты передачи данных по электрическим сетям, в том числе и по компьютерным сетям. В EIA разработан широко используемый стандарт EIA/TIA-232 (ранее известный как RS-232).

•        Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronic Engineers — IEEE). IEEE является профессиональной организацией, разрабатывающей сетевые и другие стандарты. В IEEE разработаны широко используемые стандарты локальных сетей IEEE 802.3 и IEEE 802.5.

•        Международный союз по телекоммуникациям, сектор стандартизации (International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector — ITU-T). Ранее он назывался Комитетом по международной телеграфии и телефонии (Committee for International Telegraph and Telephone — CCITT). В настоящее время ITU-T является международной организацией, разрабатывающей стандарты по телекоммуникациям. В частности, в ITU-T был разработан стандарт Х.25.

•        Комитет по вопросам деятельности в Internet (Internet Activities Board — IAB). Комитет IAB представляет собой группу исследователей объединенных сетей, обсуждающих вопросы, касающиеся сети Internet, и определяющих общую политику в Internet, принимая решения и формируя для этого рабочие группы. Комитет IAB выпустил некоторые документы Request For Comments (RFC), принятые в качестве стандартов сети Internet, включая протоколы TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) и SNMP (Simple Network Management Protocol).

Литература:

Руководство по технологиям объединенных сетей, 4-е издание. : Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. — 1040 с.: ил. – Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100