Механизм подразумевает некоторые средства, которыми обладают сетевые компоненты для обеспечения определенного уровня взаимодействия устройств. Задачи:

- целостность информации

- согласование производительности различных устройств (в обратном случае это может привести к искажению и потери информации)

Механизмы работают на канальном и транспортном уровнях, но не на сетевом.

1. Обеспечение целостности сообщений

структура пакета (на канальном уровне)

Флаг – это уникальная комбинация, которая не встречается внутри пакета.

Он определяет, начался пакет или закончился

Контрольная сумма – это несколько байт (2,4), которые используются для выявления ошибок.

Часть пакета, не считая флаги, рассматривается как большое двоичное число.

Оно при передаче делится на заранее известное постоянное число (как правило, это простое число). В результате выбирают остаток – это контрольная сумма. На приеме проводится та же операция, и полученное число сравнивается с принятой КС. При совпадении ошибка не выявлена. При несовпадении – ошибка.

Способ исправления ошибки - режим повторной передачи, реализующийся в методе квитирования.

Квитанция – это служебный пакет, либо квитанция спрятана внутрь управляющей части обычного пакета. Она может быть положительной и сообщать, что «Всё в порядке», а может быть отрицательной и информировать о том, что следует произвести повтор передачи.

На передающем объекте (устройстве) переданное сообщение будет сохранено до получения положительной квитанции. Если за время T (таймер) квитанция не придет к источнику, считаем, что пакет не принят, и отправляем его заново. При такой работе часть пропускной способности канала затрачивается на передачу служебной информации (квитанции). Поэтому разработан метод квитирования, основанный на использовании окон. Окно – это некоторое количество пакетов (данных), которое может быть передано без квитанции. В сетях X25 размер окна заранее известен – 8 пакетов.

Квитанция К4 говорит о том, что приемник принял 3 пакета, ожидает 4-ый.

Каждый передаваемый пакет имеет метку, указывающую номер в окне. Каждая квитанция имеет 2 счетчика: количество принятых и переданных пакетов. Если 3-5 попыток передать пакет оказываются неудачными, связь в канале разрывается и посылается сообщение в вышестоящий уровень.

2. Управление потоком предполагает согласование пропускной способности.

Коммутационное устройство (КУ) может рассматриваться как коммутатор, если это канальный уровень, или маршрутизатор на сетевом уровне. Если все передаваемые пакеты идут на один порт, то может произойти превышение пропускной способности, образуется так называемая «пробка». Данная ситуация разрешима. В этом случае на КУ включается буфер, и пакеты, которые не могут быть переданы, встают в очередь (по принципу FIFO: «последним вошел, последним вышел»). Однако физической памяти может не хватить, и данные могут быть потеряны и уничтожены. В этой ситуации КУ обмениваются специальными пакетами с сообщениями «готов/не готов» (RDY/NRDY), поэтому главный КУ посылает другим машинам сигнал «не готов». Последние перестают передавать данные, а главный обрабатывает очередь. В этом случае порт закрыт, но данные идут. В результате может произойти блокировка значительной части сети.

Локальные сети

СК – сетевая карта

Через среду передачи можно осуществить прямой доступ к различным ЭВМ.

Коллизия – это столкновение двух передач. Локальные сети различают по способу организации доступа:

1) «доступ разрешен всем»: используется механизм разрешения коллизий (сеть Ethernet)

2) сеть с маркерным доступом, не допускает возникновения коллизий.

Соединение компьютеров между собой производится с помощью кабелей различных типов (коаксиального, витой пары, оптоволоконного). Важнейшей характеристикой локальных сетей является скорость передачи информации по сети. Общая схема соединения компьютеров в сети называется топологией сети.

Топологии могут быть различны:

Шинные (линейные, bus)

Кольцевые (петлевые, ring)

Радиальные (звездообразные, star)

Распределенные радиальные (сотовые, cellular)

Иерархические (древовидные, hierarchy)

Полносвязные (сетка, mesh)

Смешанные (гибридные)

Сети с шинной топологией используют линейный моноканал передачи данных, к которому все узлы подсоединены через интерфейсные платы посредством относительно коротких соединительных линий. Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не ретранслируют поступающих сообщений, информация поступает на все узлы, но принимает сообщения только тот, кому оно адресовано. Шинная топология – одна из самых простых. Такую сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам. Она устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов.

В сети с кольцевой топологией (например, Token Ring) все узлы соединены в единую замкнутую петлю каналами связи. Выход одного узла сети соединяется со входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу, и каждый узел ретранслирует посланное сообщение. В каждом узле имеется своя интерфейсная и приемо-передающая аппаратура, позволяющая управлять прохождением данных в сети. Передача данных по кольцу с целью упрощения приемо-передающей аппаратуры выполняется только в одном направлении. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения.

Основа последовательной сети с радиальной топологией составляет сервер, к которому подсоединяются рабочие станции, каждая по своей линии связи. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети. Используются и широковещательные радиальные сети с пассивным центром, в которых вместо центрального сервера устанавливается КУ (обычно концентратор, hub), обеспечивающее подключение одного передающего канала сразу ко всем остальным. Помимо концентратора существуют и другие КУ.

Репитор (усилитель), работающий на физическом уровне и используемый при передаче на очень большие расстояния. Максимум можно объединить 4 сектора, т.е. последовательно подключить только 3 репитора.

Если в одной сети работают более 20-ти станций, используется мост – устройство, которое работает на физическом и канальном уровнях. Станциям мосты не видны. Цель моста – локализовать трафик внутри каждого сегмента сети. Мост запоминает MAC станции и в каком она сегменте, и далее работает как фильтр. Широковещательный пакет пропускается мостом и доставляется всем станциям.

Для организации доступа к среде используется протокол MAC: все станции все время принимают информацию, циркулирующую в этой линии. Если станция хочет передать, она «ждет молчания». Если хотят передать сразу несколько станций, то каждая из них замолкает на случайное время.

Структура передаваемого пакета

MAC1 – адрес приемника

MAC2 – адрес станции-передатчика

PAD – дополнитель (используется, если длина информационного поля меньше 64 байт, т.е. PAD+Инф.поле >=64, в fast Ethernet до 400 байт)

Управление – это некоторая комбинация: либо длина следующего поля, либо тип информации следующего поля.

Коммутируемый Ethernet

Это дальнейшее развитие моста. Идея состоит в том, чтобы повысить пропускную способность сети за счет установления нескольких независимых соединений.

В каждом порту принимаемые сигналы буферизируются. Коммутационная матрица может объединить 2 любых порта. ЦП анализирует адреса буферизированных пакетов, запоминает их и устанавливает соответствие между адресами пакетов и номерами портов. В дальнейшем ЦП знает, какой порт к какой машине принадлежит. Следовательно, несколько пар портов могут работать одновременно, что повышает пропускную способность системы, работа по разным портам может осуществляться на разной скорости.