.RU
Карта сайта

Общие принципы построения вычислительных сетей - 23

^

Символьно-ориентированные протоколы


Символьно-ориентированные протоколы используются в основном для передачи блоков отображаемых символов, например текстовых файлов. Так как при синх­ронной передаче нет стоповых и стартовых битов, для синхронизации символов необходим другой метод. Синхронизация достигается за счет того, что передатчик добавляет два или более управляющих символа, называемых символами SYN, пе­ред каждым блоком символов. В коде ASCII символ SYN имеет двоичное значение 0010110, это несимметричное относительно начала символа значение позволяет легко разграничивать отдельные символы SYN при их последовательном приеме. Символы SYN выполняют две функции: во-первых, они обеспечивают приемнику побитную синхронизацию, во-вторых, как только битовая синхронизация достига­ется, они позволяют приемнику начать распознавание границ символов SYN. Пос­ле того как приемник начал отделять один символ от другого, можно задавать границы начала кадра с помощью другого специального символа. Обычно в сим­вольных протоколах для этих целей используется символ STX (Start of TeXt, ASCII
0000010). Другой символ отмечает окончание кадра — ЕТХ (End of TeXt, ASCII
0000011).
Однако такой простой способ выделения начала и конца кадра хорошо работал только в том случае, если внутри кадра не было символов STX и ЕТХ. При под­ключении к компьютеру алфавитно-цифровых терминалов такая задача действитель­но не возникала. Тем не менее синхронные символьно-ориентированные протоколы позднее стали использоваться и для связи компьютера с компьютером, а в этом случае данные внутри кадра могут быть любые, если, например, между компьютерами передается программа. Наиболее популярным протоколом такого типа был
протокол BSC компании IBM. Он работал в двух режимах — непрозрачном, в котором некоторые специальные символы внутри кадра запрещались, и прозрачном, котором разрешалась передачи внутри кадра любых символов, в том числе и ЕТХ Прозрачность достигалась за счет того, что перед управляющими символами S1 и ЕТХ всегда вставлялся символ DLE (Data Link Escape). Такая процедура назьп ется стаффингом символов (stuff — всякая всячина, заполнитель). А если в пс данных кадра встречалась последовательность DLE ЕТХ, то передатчик удваив символ DLE, то есть порождал последовательность DLE DLE ЕТХ. Приема встретив подряд два символа DLE DLE, всегда удалял первый, но оставшийся DI уже не рассматривал как начало управляющей последовательности, то есть оста шиеся символы DLE ЕТХ считал просто пользовательскими данными.
Бит-ориентированные протоколы
Потребность в паре символов в начале и конце каждого кадра вместе с дополв тельными символами DLE означает, что символьно-ориентированная передача эффективна для передачи двоичных данных, так как приходится в поле данш кадра добавлять достаточно много избыточных данных. Кроме того, формат уп] ляющих символов для разных кодировок различен, например, в коде ASCII с вол SYN равен 0010110, а в коде EBCDIC - 00110010. Так что этот метод допус только с определенным типом кодировки, даже если кадр содержит чисто дво» ные данные. Чтобы преодолеть эти проблемы, сегодня почти всегда использую более универсальный метод, называемый бит-ориентированной передачей. Этот метод сейчас применяется при передаче как двоичных, так и символьных данных.
На рис. 2.22 показаны 3 различные схемы бит-ориентированной передачи. Они отличаются способом обозначения начала и конца каждого кадра.
Первая схема, показанная на рис. 2.22, а, похожа на схему с символами STX и ЕТХ в символьно-ориентированных протоколах. Начало и конец каждого кадра от­мечается одной и той же 8-битовой последовательностью — 01111110, называемой флагом. Термин «бит-ориентированный» используется потому, что принимаемый поток бит сканируется приемником на побитовой основе для обнаружения старто­вого флага, а затем во время приема для обнаружения стопового флага. Поэтому длина кадра в этом случае не обязательно должна быть кратна 8 бит.
Чтобы обеспечить синхронизацию приемника, передатчик посылает последова­тельность байтов простоя (каждый состоит из 11111111), предшествующую старто­вому флагу.



Рис. 2.22.

Способы выделения начало и конца кадра при синхронной передаче
Для достижения прозрачности данных в этой схеме необходимо, чтобы флаг не присутствовал в поле данных кадра. Это достигается с помощью приема, известного как вставка 0 бита, — бит-стаффинга. Схема вставки бита работает только во время передачи поля данных кадра. Если эта схема обнаруживает, что подряд передано пять 1, то она автоматически вставляет дополнительный 0 (даже если после этих пяти 1 шел 0). Поэтому последовательность 01111110 никогда не появится в поле Данных кадра. Аналогичная схема работает в приемнике и выполняет обратную функцию. Когда после пяти 1 обнаруживается 0, он автоматически удаляется из поля данных кадра. Бит-стаффинг гораздо более экономичен, чем байт-стаффиш так как вместо лишнего байта вставляется один бит, следовательно, скорость пере дачи пользовательских данных в этом случае замедляется в меньшей степени.
Во второй схеме (см. рис. 2.22, б) для обозначения начала кадра имеется толью стартовый флаг, а для определения конца кадра используется поле длины кадрг которое при фиксированных размерах заголовка и концевика чаще всего имее смысл длины поля данных кадра. Эта схема наиболее применима в локальны;
сетях. В этих сетях для обозначения факта незанятости среды в исходном состоянии по среде вообще не передается никаких символов. Чтобы все остальные станции вошли в битовую синхронизацию, посылающая станция предваряет содержимо кадра последовательностью бит, известной как преамбула, которая состоит из че редования единиц и нулей 101010... Войдя в битовую синхронизацию, приемни исследует входной поток на побитовой основе, пока не обнаружит байт начал кадра 10101011, который выполняет роль символа STX. За этим байтом следуе заголовок кадра, в котором в определенном месте находится поле длины поля дан ных. Таким образом, в этой схеме приемник просто отсчитывает заданное количе ство байт, чтобы определить окончание кадра.
Третья схема (см. рис. 2.22, в) использует для обозначения начала и конца кадр флаги, которые включают запрещенные для данного кода сигналы (code violations, VJ Например, при манчестерском кодировании вместо обязательного изменения пс лярности сигнала в середине тактового интервала уровень сигнала остается неизме ным и низким (запрещенный сигнал J) или неизменным и высоким (запрещеню сигнал К). Начало кадра отмечается последовательностью JKOJKOOO, а конец — п следовательностьк^К.уКЮО. Этот способ очень экономичен, так как не требует Щ бит-стаффинга, ни поля длины, но его недостаток заключается в зависимости принятого метода физического кодирования. При использовании избыточных i роль сигналов J и К играют запрещенные символы, например, в коде 4В/5В э символами являются коды 11000 и 10001.
Каждая из трех схем имеет свои преимущества и недостатки. Флаги позволяют отказаться от специального дополнительного поля, но требуют специальных

мест

либо по разрешению размещения флага в поле данных за счет бит-стаффинга, Л1 по использованию в качестве флага запрещенных сигналов, что делает эту схе зависимой от способа кодирования.
Протоколы с гибким форматом кадра
Для большей части протоколов характерны кадры, состоящие из служебных по фиксированной длины. Исключение делается только для поля данных, с целью экономной пересылки как небольших квитанций, так и больших файлов. Способ определения окончания кадра путем задания длины поля данных, рассмотреннного выше, как раз рассчитан на такие кадры с фиксированной структурой и фиксированными размерами служебных полей.
Однако существует ряд протоколов, в которых кадры имеют гибкую структуру Например, к таким протоколам относятся очень популярный прикладной протокол управления сетями SNMP, а также протокол канального уровня РРР, испод зуемый для соединений типа «точка-точка». Кадры таких протоколов состоят из неопределенного количества полей, каждое из которых может иметь переменную длину. Начало такого кадра отмечается некоторым стандартным образом, напри­мер с помощью флага, а затем протокол последовательно просматривает поля кад­ра и определяет их количество и размеры. Каждое поле обычно описывается двумя дополнительными полями фиксированного размера. Например, если в кадре встре­чается поле, содержащее некоторую символьную строку, то в кадр вставляются три поля:
Дополнительные поля «Тип» и «Длина» имеют фиксированный размер в один байт, поэтому протокол легко находит границы поля «Значение». Так как количе­ство таких полей также неизвестно, для определения общей длины кадра использу­ется либо общее поле «Длина», которое помещается в начале кадра и относится ко всем полям данных, либо закрывающий флаг.
2.3.3. Передача с установлением соединения и без установления соединения
При передаче кадров данных на канальном уровне используются как дейтаграмм-ные процедуры, работающие без установления соединения (connectionless), так и процедуры с предварительным установлением логического соединения (connection-oriented).
При дейтаграммной передаче кадр посылается в сеть «без предупреждения», и никакой ответственности за его утерю протокол не несет (рис. 2.23, а). Предполага­ется, что сеть всегда готова принять кадр от конечного узла. Дейтаграммный метод работает быстро, так как никаких предварительных действий перед отправкой дан­ных не выполняется. Однако при таком методе трудно организовать в рамках про­токола отслеживание факта доставки кадра узлу назначения. Этот метод не гарантирует доставку пакета.
Передача с установлением соединения более надежна, но требует больше време­ни для передачи данных и вычислительных затрат от конечных узлов.
В этом случае узлу-получателю отправляется служебный кадр специального формата с предложением установить соединение (рис. 2.23, б). Если узел-по­лучатель согласен с этим, то он посылает в ответ другой служебный кадр, под­тверждающий установление соединения и предлагающий для данного логиче­ского соединения некоторые параметры, например идентификатор соединения, максимальное значение поля данных кадров, которые будут использоваться в рамках данного соединения, и т. п. Узел-инициатор соединения может завер­шить процесс установления соединения отправкой третьего служебного кадра, в котором сообщит, что предложенные параметры ему подходят. На этом логи­ческое соединение считается установленным, и в его рамках можно передавать информационные кадры с пользовательскими данными. После передачи неко­торого законченного набора данных, например определенного файла, узел ини­циирует разрыв данного логического соединения, посылая соответствующий служебный кадр.
2014-07-19 18:44
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • © sanaalar.ru
    Образовательные документы для студентов.