Протоколи

5.1. Протоколи фізичного та канального рівнів. керування доступом

5.2. Протоколи керування логічним каналом

5.3. Протоколи мережевого та транспорного рівня

5.4. Протоколи сеансового рівня

5.5. Протоколи відображення та прикладного рівня

5.1. ПРОТОКОЛИ ФІЗИЧНОГО ТА КАНАЛЬНОГО РІВНІВ. КЕРУВАННЯ ДОСТУПОМ

1.1 Протоколи фізичного рівня

Протокол фізичного рівня визначає електричні характеристики, які будь-яка система повинна мати у точці приєднання до середовища передавання. Крім того, він описує головні різновиди сервісу фізичного рівня.

Індикація спотворень під час передавання. Спотворення виникають, коли дві або більше станцій передають інформацію одночасно. Тому на фізичному рівні відбувається по-стійне прослуховування каналу і повідомлення про наявність спотворень.

Контроль часу передавання кадру. Виконують для усунення збоїв, спричинених появою необмеженої послідовності бітів. Для цього фізичний рівень перериває передавання, якщо воно триває понад 150 мс.

Передавання блоків даних. Автоузгодження швидкості передавання на фізичному рівні дає змогу партнерам зв'язку обмінятися інформацією про технології, які вони підтримують, та вибрати прийнятний варіант передавання (див. Д.5.1).

Труднощі в стандартизації протоколів фізичного рівня зумовлені великою різноманітністю середовищ передавання, кодів, методів доступу, технічних реалізацій тощо. Тому стандарти фізичного рівня є різні. Наприклад, для великих, багатовузлових, глобальних мереж, а також ЛМ з багатьма вузлами на фізичному рівні використовують протоколи Х.21, X.21bis, Х.25. Ці протоколи забезпечують реалізацію інтерфейсів кінцевої апаратури передавання даних і апаратури передавання даних.

У сучасних локальних мережах архітектуру фізичного рівня поділяють на підрівні, кожен з яких виконує визначений набір функцій. Наприклад, для мережі 10 Gigabit Ethernet (lOGE) (рис. 5.1) є такі підрівні та інтерфейси:

інтерфейс 10GM11 (10G Media Independent Interface) - стандартний інтерфейс між
канальним та фізичним рівнем, який унезалежнює реалізацію обох рівнів;

PCS (Physical Coding Sublayer) - виконує кодування та декодування;

PMA (Physical Medium Attachment) - приєднує до фізичного середовища, перетворює паралельне передавання у послідовне та навпаки, забезпечує синхронізацію передавання;

PMD (Physical Medium Dependent) - передає сигнали у фізичному середовищі, відповідає за характеристики сигналів (такі як амплітуда, частота, форма імпульсів тощо), виконує підсилення та модуляцію сигналів;

MDI (Media Dependent Interface) - інтерфейс, залежний від середовища, визначає роз'єднувачі для приєднання до фізичного середовища та їхні характеристики.

За порядком організації передавання на фізичному рівні в KM розрізняють моно канали та мережі з ретрансляцією.

Моноканал — це така мережа, у якій фізичне середовище забезпечує одночасне (з точністю до часу поширення сигналу) передавання блоків даних усім приєднаним абонентам. На відміну від моноканалу, у мережах з ретрансляцією блоки даних приймаються в проміжних вузлах, а потім знову передаються

1.2. Протоколи канального рівня

Стандарти KM описують, як звичайно, групу протоколів канального, фізичного рівнів та параметрів передавального середовища.

На сучасному етапі канальний рівень протоколу розділяють на два підрівні (рис. 5.2): керування логічним каналом (Logical Link Control (LLC)) та керування доступом до середо-вища (Media Access Control (MAC)). Перший забезпечує керування логічним каналом і не залежить від фізичного середовища, а другий - доступ до фізичних з'єднань і залежить від них.

Для мережі 10GE виділяють ще спеціальний підрівень узгодження. Він узгоджує формати канального та фізичного рівнів, працює з різними реалізаціями методів кодування, оперує з командами стандартної^ інтерфейсу (див. рис. 5.1).

Значну роботу зі стандартизації протоколів веде Комітет 802 IEEE Міжнародного інституту інженерів-електриків та електроніків, що розробив кілька стандартів протоколів канального і фізичного рівнів (рис. 5.3). Стандарти з окремих технологічних напрямів розробляють підкомітети комітету 1ЕЕЕ-802.

Зокрема, підкомітет ІЕЕЕ-802.1 працює над стандартами керування мережами, роботою мостів. Він розробив стандарт залишкового дерева (ІЕЕЕ-802.Id).

Стандарт ІЕЕЕ-802.2 визначає процедуру обміну даними між системами на підрівні керування логічним каналом LLC. Він є загальним для всіх типів фізичних з'єднань та методів доступу і не залежить від їхніх характеристик. Стандарти ІЕЕЕ-802.3-802.12 передбачають процедури доступу для різних методів доступу та передавальних середовищ і зумовлені їхніми особливостями. Наприклад, ІЕЕЕ-802.3 визначає процедури керування для МДКН/ВК (CSMA/ CD) методу доступу; ІЕЕЕ-802.4 - для маркерного методу доступу в моноканалі; ІЕЕЕ-802.5 -для маркерного методу доступу в кільцевих мережах з ретрансляцією; ІЕЕЕ-802.6 - міські мережі з використанням інфраструктури мереж кабельного телебачення DQDB; ІЕЕЕ-802.7 -стандарти щодо широкосмугових коаксіальних систем; ІЕЕЕ-802.8 - стандарти щодо волокон-но-оптичної техніки; ІЕЕЕ-802.9 - інтегровані мережі передавання даних та мовлення; ІЕЕЕ-802. 10 - стандарти безпеки даних; ІЕЕЕ-802.11 - стандарти безпроводових мереж; ІЕЕЕ-802.12 - для методу доступу з запитами пріоритету (DDP).

Стандарти ІЕЕЕ-802.1-802.11 продубльовані ISO у стандартах ISO 8802-1-8802-11.

1.3. Протоколи керування доступом

Розглянемо найнижчий підрівень канального рівня протоколу - підрівень керування доступом до фізичного середовища. Головною функцією цього підрівня є забезпечення доступу

окремих абонентів до передавального середовища так, щоб перепускна здатність каналу зв 'язку була використана ефективно.

Спосіб організації доступу станцій мережі до передавального середовища називають методом доступу.

Є велика кількість різноманітних методів доступу. Вони відрізняються:

характером фізичного середовища - методи доступу для моноканалу та мереж з ретрансляцією;

характером керування - з централізованим та децентралізованим керуванням;

характером, доступу - конкурентні або з передаванням повноважень. Розглянемо деякі методи доступу і відповідні протоколи.

Тактові системи

Головним принципом організації тактових систем є циклічний розподіл усього часу передавання на однакові часові проміжки - такти (слоти). За кожною станцією закріплено відповідний слот. Такий підхід започаткований ще в 50-х роках. Його широко використовували в системах телемеханіки. Якщо до мережі приєднано з абонентів, то кожен абонент має право передати свій кадр один раз на з слотів (рис. 5.4).

Така система подібна до конвеєрної лінії або поїзда, який постійно рухається. Тактові системи бувають синхронні та асинхронні. У синхронних системах є