Введение в TCP/IP
На самом деле вышеуказанные 5 задач соответствуют четырех-уровневой схеме tcp/ip. (Уровней четыре потому, что первые два обычно объединяются в один) Одна из важных характеристик такой схемы - независимость уровней, то есть, решив одну задачу, про неё можно забыть. Например, как только мы решили вторую задачу путём вставки Ethernet-карточки, мы можем забыть про то, как эти карточки общаются. Аналогично, TCP/IP можно пробросить поверх многих вещей(Token Ring,IEEE 802.11). Это очень важное свойство. Как только мы решили задачу нижнего уровня, мы можем решать задачу верхнего в отрыве от неё.
Уровни tcp/ip:
- Физический
- Сетевой
- Транспортный
- Прикладной
Обычно сети разделяються на сети с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. В качестве аналога сети с коммутацией каналов можно рассмотреть телефонную сеть:
- Два абонента арендуют канал для звонка. На время звонка оба абонента заняты ( если у них одно возможное подключение). При этом мы можем не опасаться возникновения помех или перепадов скорости,. Это такое главные достоинства сетей с коммутацией каналов. Главный недостаток --- если имеется n абонентов, то непонятно, какое количество каналов надо иметь в запасе, чтобы все могли связаться друг с другом. Приблизительно $O(n_2)$. Соответственно, если каналов на АТС или между различными АТС не хватает, то при звонке будет занято.
В сетях с коммутацией пакетов всё наоборот. Все данные нарезаны на пакеты и передавать данные могут все абоненты этой среды в любой момент, но за раз передать можно только один пакте. После чего дисциплина передачи решает когда можно передать следующий пакет. В старых книжках по сетям здесь приводят Token Ring. Сеть Ethernet также является примером сети с коммутацией пакетов.
Что касается нашего случая, то надо рассказывать про Ethernet,который используется чаще всего. На самом деле, в нем решается много интересных задач. Например, как передавать высокочастотный сигнал по обычному проводу? По коаксиальному понятно, а как в обычном проводе? На каждый проводок с данными приходиться свой провод с землёй, и они закручены друг вокруг друга, что обеспечивает экранирование. (рассказ про секьюрных обжимальщиков)
Опустимся на уровень выше и поговорим про интерфейс. У нас есть Ethernet кабель и Ethernet карта. С точки зрения компьютера начинается всё только с уровня интерфейса- т.е. карты.
Ethernet устроен следующим образом: существует общая СПД. Любой компьютер в любой момент может захотеть передавать любому другому компьютеру данные. Сразу встаёт вопрос дисциплины передачи.
- Прежде чем что-то передавать, сетевое устройство определяет, занята ли среда или свободна. Если среда свободна то происходит передача, в противном случае она задерживается. Что это значит? Это значит, что если какой-то машине взбрело в голову что-то передать по сети , то сетевая карта не будет сразу передавать данные. Какое время ожидания выбирается? Произвольное. Сначала выбирается в неком диапазоне. после истечения этого срока сетевая карта опять проверяет свободна ли среда. Если среда опять(все еще ) занята то отправка пакета опять откладывается но диапазон увеличивается в два раза, и так далее. Это спасает от ситуаций называемых request store... . Случайность времени ожидания обеспечивается неким простейшим RNG, встроенном в сетевую карту и основанном например на MAC-адресе.
- Если два компьютера одновременно захотели передавать данные и увидели, что среда свободна, то они могут начать передачу. То есть, возникает коллизия, которую над разрешать. Все абоненты, которые попали в коллизию, повторяют алгоритм первого пункта.
- Уникальные адреса. В сети Ethernet все устройства имеют уникальный идентификатор (MAC-адрес), каждое устройство может распознать MAC-адрес другого- в пакете будет MAC-адрес отправителя и MAC-адрес получателя, и на этом основании происходит передача данных. Пакет этого уровня помимо полезных данных и адресов отправителя и получателя содержит всякую полезную информацию о том, что это за пакет. Но MAC-адресом как способом нумерации мы воспользоваться не можем. Но на одном уровне требование уникальности вып. и дисц. передачи работает.
Сведения о ресурсах
Готовность (%) |
Продолжительность (ак. ч.) |
Подготовка (календ. ч.) |
Полный текст (раб. д.) |
Предварительные знания |
Level |
Maintainer |
Start date |
10 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
02.07.2008 |