Уровни модели ОС соотв. Протоколам D- канала ISDN.-

Уровни модели ОС соотв. Протоколам D- канала ISDN.-

Физический, канальный, сетевой. Протоколы канального и сетевого уровня касаются только D- канала, так как именно по нему передаётся служебная информация.

Сетевой уровень

Основная статья: Сетевой уровень

Сетевой уровень (англ. network layer) модели предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и «заторов» в сети.

Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю. Работающие на этом уровне устройства (маршрутизаторы) условно называют устройствами третьего уровня (по номеру уровня в модели OSI).

Протоколы сетевого уровня: IP/IPv4/IPv6 (Internet Protocol), IPX (Internetwork Packet Exchange, протокол межсетевого обмена), X.25 (частично этот протокол реализован на уровне 2), CLNP (сетевой протокол без организации соединений), IPsec (Internet Protocol Security). Протоколы маршрутизации - RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First).

[править] Канальный уровень

Основная статья: Канальный уровень

Канальный уровень (англ. data link layer) предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает в кадры, проверяет на целостность, если нужно, исправляет ошибки (формирует повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием.

Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на два подуровня: MAC (англ. media access control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC(англ. logical link control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

На этом уровне работают коммутаторы, мосты и другие устройства. Говорят, что эти устройства используют адресацию второго уровня (по номеру уровня в модели OSI).

Протоколы канального уровня: ARCnet, ATM, Controller Area Network (CAN), Econet, Ethernet, Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS), Fiber Distributed Data Interface(FDDI), Frame Relay, High-Level Data Link Control (HDLC), IEEE 802.2 (provides LLC functions to IEEE 802 MAC layers), Link Access Procedures, D channel (LAPD), IEEE 802.11 wireless LAN, LocalTalk, Multiprotocol Label Switching (MPLS), Point-to-Point Protocol (PPP), Point-to-Point Protocol over Ethernet (PPPoE), Serial Line Internet Protocol(SLIP, obsolete), StarLan, Token ring, Unidirectional Link Detection (UDLD), x.25.

В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой. Это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI, NDIS, UDI.

[править] Физический уровень

Физический уровень (англ. physical layer) — нижний уровень модели, предназначенный непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством.

На этом уровне также работают концентраторы, повторители сигнала и медиаконвертеры.

Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие виды сред передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232, RS-485, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и BNC.

Протоколы физического уровня: IEEE 802.15 (Bluetooth), IRDA, EIA RS-232, EIA-422, EIA-423, RS-449, RS-485, DSL, ISDN, SONET/SDH, 802.11 Wi-Fi, Etherloop, GSM Um radio interface, ITU и ITU-T, TransferJet, ARINC 818, G.hn/G.9960.

3) протокол LAPD, виды сервиса. - канальный уровень, LAPD используется в D-канале для того, чтобы обеспечить поток и соответствующий прием управляющей и сигнализирующей информации. На сигнальном уровне C-плоскости используются стандартные LAPD-процедуры слоя 2 (Q.921 или I.441), а для слоя 3 спецификация кадрового режима (Q.933). Но на U-плоскости сеть поддерживает только небольшую часть связного протокола:

разделение кадров с использованием HDLC-флагов;
проверка кадров по длине и контрольной сумме, выбрасывание кадров с ошибками;
мультиплексирование и демультиплексирование кадров, относящихся к разным виртуальным запросам, на основе их адресов слоя 2.

4)Группы сообщений протокола D Канала 3го уровня. - сетевой уровень, спецификации Q.931 и Q.930. В спецификациях определены разнообразные сообщения по организации и завершению обращения, информационные и смешанные сообщения, в том числе SETUP (УСТАНОВКА), CONNECT (ПОДКЛЮЧАТЬ), RELEASE (ОТКЛЮЧЕНИЕ), USER INFORMATION (ИНФОРМАЦИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ), CANCEL (ОТМЕНА), STATUS (СОСТОЯНИЕ) и DISCONNECT (РАЗЪЕДИНЯТЬ).

· SETUP (запрашивает установление соединения).

· CALL PROCEEDING (указывает, что вызов обрабатывается, ни какой дополнительной информации для установления соединения не требуется).

· ALERTING (указывает вызывающей стороне, что вызываемый терминал звонит).

· CONNECT (отправляет назад вызывающей стороне указание, вызываемая сторона ответила на вызов).

· DISCONNECT (отправляет указание на запрос для разрыва соединения, желание завершить соединение и прервать связь обозначается определённым стандартнымцифровым кодом).

· RELEASE (отправляется в ответ на запрос разъединения, указывая, что вызов будет разорван).

· RELEASE COMPLETE (отправляется получателем сигнала на разъединение, указывая, что связь завершена полностью).

Параметры определяющие качество обслуживания в сетях Frame Relay

Спецификации ISDN сетей.

Идея ISDN – цифровая передача данных во всей сети. Голос, информация, текст, графические изображения, музыка, видеосигналы передаются по имеющимся телефонным проводам с одной конечной точки сети.----

8)Основные способы дискретной модуляции.

Дискретные способы модуляции основаны на дискретизации непрерывных процессов как по амплитуде, так и по времени . Дискретная (цифровая) модуляцияприменяются для преобразования аналоговых сигналов, например речевых, в цифровые. Для этих целей наиболее широко используются амплитудно-импульсная, кодово-импульсная и время-импульсная модуляция. Кодирование передаваемых данных производится в основном для повышения помехоустойчивости данных. Так, первичные коды символов могут быть представлены в помехозащищенной форме – с использованием кодов Хемминга, обеспечивающих обнаружение и исправление ошибок в передаваемых данных. В последнее время функция повышения достоверности передаваемых данных возлагается на оконечное оборудование данных и обеспечивается за счет введения информационной избыточности в передаваемые сообщения.
При цифровом кодировании дискретной информации применяют потенциальные и импульсные коды. В потенциальных кодах для представления логических единиц и нулей используется только значение потенциала сигнала. Импульсные коды позволяют представить двоичные данные либо импульсами определенной полярности, либо перепадом потенциала определенного направления.
При выборе метода цифрового кодирования к нему предъявляют следующие требования:
- Наименьшая ширина спектра результирующего сигнала. Узкий спектр сигналов позволяет добиваться высокой скорости передачи данных. Кроме того, часто к спектру сигнала предъявляется требование отсутствия постоянной составляющей.
- Возможность синхронизации между передатчиком и приемником. Как правило, в сетях применяются самосинхронизирующиеся коды, сигналы которых позволяют передатчику автоматически определять тактовую частоту передачи информационных битов (например, по резким перепадам сигналов).
- Возможность распознавания ошибок. Распознавание и коррекция ошибок реализуется средствами логического кодирования, или используется избыточность физических кодов.

Дискретная модуляции основана на теории отображения Найквиста - Котельникова. В соответствии с этой теорией, аналоговая непрерывная функция, переданная в виде последовательности ее дискретных по времени значений, может быть точно восстановлена, если частота дискретизации была в два или более раз выше, чем частота самой высокой гармоники спектра исходной функции.

Если это условие не соблюдается, то восстановленная функция будет существенно отличаться от исходной.

Виды коммутации

Существует четыре принципиально различные схемы коммутации абонентов в сетях:

Коммутация каналов (КК, circuit switching) — организация составного канала через несколько транзитных узлов из нескольких последовательно «соединённых» каналов на время передачи сообщения (оперативная коммутация) или на более длительный срок (постоянная/долговременная коммутация — время коммутации определяется административно, то есть пришёл техник и скоммутировал каналы физически на час, день, год, вечно и т. п., потом пришёл и раскоммутировал).
Коммутация сообщений (КС, message switching) — разбиение информации на сообщения, которые передаются последовательно к ближайшему транзитному узлу, который, приняв сообщение, запоминает его и передаёт далее сам таким же образом. Получается нечто вроде конвейера.
Коммутация пакетов (КП, packet switching) — разбиение сообщения на «пакеты», которые передаются отдельно. Разница между сообщением и пакетом: размер пакета ограничен технически, сообщения — логически. При этом, если маршрут движения пакетов между узлами определён заранее, говорят о виртуальном канале(с установлением соединения). Пример: коммутация IP-пакетов. Если же для каждого пакета задача нахождения пути решается заново, говорят о датаграммном (без установления соединения) способе пакетной коммутации.
Коммутация ячеек (КЯ, cell switching) — совмещает в себе свойства сетей с коммутацией каналов и сетей с коммутацией пакетов, при коммутации ячеек пакеты всегда имеют фиксированный и относительно небольшой размер.

Разновидности коммутации пакетов:

- 1-я модификация. Дейтаграммный режим. Пакеты отсылаются получателю без его предварительного уведомления.

- Пакеты одного и того же сообщения могут передаваться разными маршрутами.

- Фаза поиска пути совпадает с фазой передачи информации.

J Высокая степень использования линий связи

J Малое время передачи сообщения (относительно других модификаций)

J Простота процесса

L Из-за передачи по разным путям может нарушиться порядок получения пакетов одного сообщения

L Может произойти «захлебывание получателя», т.к. пакеты отсылаются без уведомления

L Могут возникнуть перегрузки в сети, т.к. заранее неизвестен маршрут следования пакетов.

2-я модификация. Дейтаграммный режим с виртуальным вызовом

- Перед началом передачи отправитель предупреждает получателя об этом с помощью специального пакета виртуального вызова.

- Получатель резервирует память и подтверждает готовность к приему.

- Остальное – дейтаграммный режим.

J Решается проблема «захлебывания получателя»

J Высокая степень использования линий связи

J Вероятность перегрузки сети меньше, чем в дейтаграммном режиме, т.к. не возникает доп. трафик из-за захлебывания.

L Из-за виртуального вызова увеличивается время передачи

L Из-за передачи по разным путям может нарушиться порядок получения пакетов одного сообщения

L Перегрузки в сети возможны, т.к. маршрут следования пакетов заранее неизвестен.

- 3-я модификация. Коммутация пакетов с установлением виртуального канала\

J резервируются ресурсы получателя + фиксируется маршрут передачи. Повышается вероятность сохранения порядка следования пакетов

J Облегчается борьба с перегрузками (т.к. маршруты известны)

L Задержки передачи непредсказуемы, т.к. заранее неизвестна загрузка сети

L Более сложная и длительная фаза поиска пути

4-я модификация.
Коммутация пакетов с установлением виртуального соединения

резервируются ресурсы получателя + фиксируется маршрут передачи + резервируются ресурсы на промежуточных узлах.

Практически коммутация временнЫх каналов + более эффективное использование линий связи (АТМ)

Совместная коммутация каналов и пакетов: Гибридная коммутацияЧасть временных слотов SDH – коммутация временнЫх каналов, другая часть – коммутация пакетов. Адаптивная коммутация Д анные в режиме КП передаются в тех же временных каналах, что и речевой трафик, в паузах.Смешанная коммутацияНа УК имеет место как КК, так и КП. Сначала определяем куда отправлять пакет данных (режим КП); затем устанавливаем связь с получателем пакета в режиме КК (не на время всего сеанса, а только на время передачи пакета)

11)к какому классу можно отнести баньяновский переключатель.
Каскадный синхронный коммутатор. В баньяновых переключателях для каждого входа существует ровно один путь к любому из выходов. Маршрутизация пакета происходит в каждом узле на основе адреса выходной линии, которой должен достичь пакет. Адрес выходной линии известен из таблицы коммутации на входе. В данном случае трех битовый номер впереди ячейки используется в каждом узле для маршрутизации.

Типы каналов ISDN

Абонентская линия ISDN состоит из отдельных логических каналов, которые можно комбинировать для предоставления пользователю интерфейса с ISDN. Эти логические каналы разделяются на три базовых типа. При передаче в местной абонентской линии каждому каналу отводится свой квант времени. Для этого используется процесс мультиплексирования с разделением (квантованием) по времени (TDM). Кроме того, каналам ISDN присваивается категория согласно их использованию (передача сигналов или передача данных) и стандартной скорости передачи данных для канала конкретного типа.

Канал D (от Device - устройство) используется для передачи сигналов между пользователем и сетью, а также для обмена пакетами. (коммутация пакетов)

В-канал

Канал В (от Bearer - носитель) применяется для передачи данных в местной абонентской линии. (коммутация каналов)

Канал Н (Higher rate channel - канал с повышенной скоростью) используется для служб, которым необходима более высокая скорость передачи данных, чем обеспечивает один В-канал. (совместная коммутация каналов).

B-ISDN

Каналы широкополосной ISDN (Broadband ISDN) позволяют поддерживать приложения, требующие более высокой скорости передачи данных по сравнению с Н-каналом. Стандарты B ISDN допускают обмен данными со скоростями до 622.08 Мбит/с.

Сервис сети ISDN:

соединение по В-каналу в режиме коммутации каналов

соединение по В-каналу в режиме коммутации пакетов

соединение по D-каналу в режиме коммутации пакетов

Методы дискретной модуляции

Узкополосная (baseband): результат – импульсы

Полосовая (bandpass) -результат – синусоида

Цифровая модуляция – преобразование цифровых символов в сигналы, совместимые с характеристиками канала.

В общем тоже что в вопросе № 8
20) Оперативная коммутация каналов.

1. Методы коммутации каналов: Коммутация каналов

2. Коммутация сообщений

3. Коммутация пакетов

Коммутация каналов (КК, circuit switching) — организация составного канала через несколько транзитных узлов из нескольких последовательно «соединённых» каналов на время передачи сообщения (оперативная коммутация) или на более длительный срок(постоянная/долговременная коммутация — время коммутации определяется административно, то есть пришёл техник и скоммутировал каналы физически на час, день, год, вечно и т. п., потом пришёл и раскоммутировал).

Коммутация каналов применяется, как правило, на аналоговых или односкоростных цифровых сетях связи. На таких сетях осуществляется статическое распределение сетевого ресурса или применяется фиксированная полоса пропускания, выделенная для передачи информации. При этом задержка сообщений минимальная и определяется только временем установления соединения.

Данный способ считается недостаточно гибким и на его основе практически невозможно построить мульти сервисную цифровую сеть с большим набором скоростей.

В цифровых сетях связи разновидностями классической КК являются способы многоскоростной коммутации каналов (МКК) и быстрой коммутации каналов (БКК).

Способ многоскоростной коммутации каналов является более динамичным по сравнению с обычной коммутацией каналов. При этом способе канал с минимальной скоростью передачи выбирается как базовый путем объединения базовых каналов формируется набор каналов с различными скоростями, кратными базовой. В качестве базовой могут быть выбраны, например, скорости 8 или 64 кбит/с. Затем в зависимости от требований пользователю представляется тот или иной составной канал.

При осуществлении быстрой или многоскоростной коммутации оптимально используются возможности полупроводниковых элементов коммутационного устройства, когда в любой момент времени канал обмена будет представлять собой комбинацию нескольких каналов с базовой скоростью.

Особенностью многоскоростной коммутации является предоставление канала по требованию в паузах речевого сигнала. Динамическое распределение полосы пропускания увеличивает эффективность сети связи, но при перегрузках часть речевых отрезков теряется. Кроме того, при реализации БКК и МКК полоса результирующего канала должна быть кратна полосе базового канала.

Классы трафика ATM

Определено пять классов трафика, отличающихся следующими качественными характеристиками:

наличием или отсутствием пульсации трафика, то есть трафики CBR или VBR;
требованием к синхронизации данных между передающей и принимающей сторонами;
типом протокола, передающего свои данные через сеть ATM, — с установлением соединения или без установления соединения (только для случая передачи компьютерных данных).

Плюс следующий набор основных количественных параметров:

• Peak Cell Rate (PCR) - максимальная скорость передачи данных;

• Sustained Cell Rate (SCR) - средняя скорость передачи данных;

• Minimum Cell Rate (MCR) - минимальная скорость передачи данных;

• Maximum Burst Size (MBS) - максимальный размер пульсации;

• Cell Loss Ratio (CLR) - доля потерянных ячеек;

• Cell Transfer Delay (CTD) - задержка передачи ячеек;

• Cell Delay Variation (CDV) - вариация задержки ячеек.

CBR не предусматривает контроля ошибок, управления трафиком или какой-либо другой обработки. Класс CBR пригоден для работы с мультимедиа реального времени.

Класс VBR содержит в себе два подкласса — обычный и для реального времени (см. таблицу ниже). ATM в процессе доставки не вносит никакого разброса ячеек по времени. Случаи потери ячеек игнорируются.

Класс ABR предназначен для работы в условиях мгновенных вариаций трафика. Система гарантирует некоторую пропускную способность, но в течение короткого времени может выдержать и большую нагрузку. Этот класс предусматривает наличие обратной связи между приёмником и отправителем, которая позволяет понизить загрузку канала, если это необходимо.

Класс UBR хорошо пригоден для посылки IP-пакетов (нет гарантии доставки и в случае перегрузки неизбежны потери).

Соглашение между приложением и сетью АТМ называется трафик - контрактом. Основным его отличием от соглашений, применяемых в сетях frame relay, является выбор одного из нескольких определенных классов трафика, для которого наряду с параметрами пропускной способности трафика могут указываться параметры задержек ячеек, а также параметр надежности доставки ячеек. В сети frame relay класс трафика один, и он характеризуется только параметрами пропускной способности.

уровни модели ОС соотв. Протоколам D- канала ISDN.-