TokenRing — технология, берущая свое начало в 80-х годах. Эта разработка IBM, являющаяся основой стандарта IEEE 802.5, имела больше шансов на успех, чем многие другие локальные сети. TokenRing является классической сетью с передачей маркера. Логическая топология (и физическая в первых версиях сети) — кольцо. Более современные модификации построены на витой паре по топологии «звезда», и с некоторыми оговорками совместимы с Ethernet.
Изначальная скорость передачи, описанная в IEEE 802.5, составляла 4 Мбит/с, однако существует более поздняя реализация на 16 Мбит/с. Из-за более упорядоченного (детерминированного) метода доступа к среде TokenRing на ранних этапах развития часто продвигалась как более качественная замена Ethernet.
Несмотря на существование схемы приоритетного доступа (который назначался каждой станции в отдельности), обеспечить постоянный темп передачи битов (ConstantBitRate, CBR) не удавалось по весьма простой причине: приложений, которые могли бы использовать преимущества этих схем, тогда не существовало. Да и в настоящее время их стало не намного больше.
Учитывая это обстоятельство, можно было гарантировать только то, что производительность для всех станций сети снизится в равной мере. Но для победы в конкурентной борьбе этого было мало, и сейчас найти реально работающую сеть TokenRing практически невозможно.
Технология FiberDistributedDataInterface (FDDI) была разработана в 1980 году комитетом ANSI. Это была первая компьютерная сеть, использовавшая в качестве среды передачи только оптоволоконный кабель. Причинами, побудившими производителей создать FDDI, были недостаточные в то время скорость (не более 10 Мбит/с) и надежность (отсутствие схем резервирования) локальных сетей. Кроме того, это была первая (и не слишком удачная) попытка вывести сети передачи данных на «транспортный» уровень, составив конкуренцию SDH.(?!?!?)
Стандарт FDDI оговаривает передачу данных по двойному кольцу оптоволоконного кабеля со скоростью 100 Мбит/с, что позволяет получить надежный (зарезервированный) и быстрый канал. Расстояния довольно значительные — до 100 км по периметру. Логически работа сети была построена на передаче маркера.
Дополнительно предусматривалась развитая схема приоритезации трафика. Сначала рабочие станции разделялись на два вида: синхронные (имеющие постоянную полосу пропускания) и асинхронные. Последние, в свою очередь, распределяли среду передачи с помощью восьмиуровневой системы приоритетов.
Технология FDDI разрабатывалась для применения в ответственных участках сетей - на магистральных соединениях между крупными сетями, например сетями зданий, а также для подключения к сети высокопроизводительных серверов. Поэтому главным для разработчиков было обеспечить высокую скорость передачи данных, отказоустойчивость на уровне протокола и большие расстояния между узлами сети. Все эти цели были достигнуты. В результате технология FDDI получилась качественной, но весьма дорогой. Даже появление более дешевого варианта для витой пары не намного снизило стоимость подключения одного узла к сети FDDI. Поэтому практика показала, что основной областью применения технологии FDDI стали магистрали сетей, состоящих из нескольких зданий, а также сети масштаба крупного города, то есть класса MAN. Для подключения клиентских компьютеров и даже небольших серверов технология оказалась слишком дорогой. А поскольку оборудование FDDI выпускается уже около 10 лет, значительного снижения его стоимости ожидать не приходится.
В соответствии с методом FDDI по кольцу циркулирует пакет, состоящий из маркера и информационных кадров. Любая станция, готовая к передаче, распознав проходящий через нее пакет, вписывает свой кадр в конец пакета. Она же ликвидирует его после того, как кадр вернется к ней после оборота по кольцу и при условии, что он был воспринят получателем. Если обмен происходит без сбоев, то кадр, возвращающийся к станции-отправителю, оказывается в пакете уже первым, так как все предшествующие кадры должны быть ликвидированы раньше.
Кольца в сетях FDDI рассматриваются как общая разделяемая среда передачи данных, поэтому для нее определен специальный метод доступа. Этот метод очень близок к методу доступа сетей Token Ring и также называется методом маркерного (или токенного) кольца - token ring. Отличия метода доступа заключаются в том, что время удержания маркера в сети FDDI не является постоянной величиной, как в сети Token Ring. Это время зависит от загрузки кольца - при небольшой загрузке оно увеличивается, а при больших перегрузках может уменьшаться до нуля. Эти изменения в методе доступа касаются только асинхронного трафика, который не критичен к небольшим задержкам передачи кадров. Для синхронного трафика время удержания маркера по-прежнему остается фиксированной величиной. Механизм приоритетов кадров в технологии Token Ring, в технологии FDDI отсутствует. Разработчики технологии решили, что деление трафика на 8 уровней приоритетов избыточно и достаточно разделить трафик на два класса - асинхронный и синхронный, последний из которых обслуживается всегда, даже при перегрузках кольца.
В остальном пересылка кадров между станциями кольца на уровне MAC полностью соответствует технологии Token Ring. Станции FDDI применяют алгоритм раннего освобождения маркера, как и сети Token Ring со скоростью 16 Мбит/с.
Структура протоколов технологии FDDI
Отличительной особенностью технологии FDDI является уровень управления станцией - Station Management (SMT). Именно уровень SMT выполняет все функции по управлению и мониторингу всех остальных уровней стека протоколов FDDI. В управлении кольцом принимает участие каждый узел сети FDDI. Поэтому все узлы обмениваются специальными кадрами SMT для управления сетью.
Особенности метода доступа FDDI: для передачи синхронных кадров станция всегда имеет право захватить маркер при его поступлении. При этом время удержания маркера имеет заранее заданную фиксированную величину.
Если же станции кольца FDDI нужно передать асинхронный кадр (тип кадра определяется протоколами верхних уровней), то для выяснения возможности захвата маркера при его очередном поступлении станция должна измерить интервал времени, который прошел с момента предыдущего прихода маркера. Этот интервал называется временем оборота маркера (Token Rotation Time, TRT).
Таким образом, при очередном поступлении маркера для передачи асинхронного кадра сравнивается фактическое время оборота маркера TRT с максимально возможным Т_0рг. Если кольцо не перегружено, то маркер приходит раньше, чем истекает интервал Т_0рг, то есть TRT < Т_0рг. В этом случае станции разрешается захватить маркер и передать свой кадр (или кадры) в кольцо.
Если же кольцо перегружено и маркер опоздал, то интервал TRT будет больше Т_0рг. В этом случае станция не имеет права захватить маркер для асинхронного кадра. \
Метод доступа FDDI для асинхронного трафика является адаптивным и хорошо регулирует временные перегрузки сети.
Связь между компьютерами сети может быть построена на основе:
1) выделенных- leased (некоммутируемых) каналов, обычно закреплённых за определёнными абонентами
2) коммутации данных
2а) коммутация каналов
2б) коммутация с запоминанием
2б*) коммутация сообщений
2б**) коммутация пакетов
Выделенные (или арендуемые – leased) можно получить у операторов связи (например РУП «Белтелеком»)
Достоинства:
- высокая скорость
- отсутствие необходимости дозвона и ожидания в очереди
Недостатки:
- высокая цена аренды
Коммутация каналов (circuit switching) – тип связи, при котором выделенный канал (или линия) предоставляется на всё время передачи. (Телефонная сеть общего пользования соединяет вместе сегменты проводных линий в единую непрерывную линию для каждого вызова.)
При коммутации каналов перед передачей данных устанавливается соединение. Установленный при соединении путь остается неизменным до конца сеанса связи. На всем протяжении данные передаются с одной и той же скоростью нет необходимости в буферизации данных. Есть возможность в отказе установления соединения. Нагрузка сети влияет только на вероятность отказа в установлении соединения и не влияет на пропускную способность. Возможна повременная оплата.
Достоинства:
(в сетях, в которых должно быть):
- постоянная и известная скорость передачи по установленному между конечными узлами каналу (возможность рассчитать время и пропускную способность канала)
- низкий и постоянный уровень задержки передачи данных через сеть (позволяет рассчитать задержки и качество передаваемых данных)
Недостатки:
- отказ сети в обслуживании, если через канал проходит максимальное число информационных потоков
- нерациональное использование пропускной способности физических каналов
- обязательная задержка перед передачей данных из-за установления соединения
Коммутация с запоминанием - способ коммутации, при котором ретрансляционная система полностью получает блок данных, а затем передает его. Коммутация с запоминанием обеспечивает выявление ошибок с помощью цикличного избыточного кода.
Коммутация с запоминанием в отличии от коммутации каналов основана на передаче информации заранее записанной в память узла коммутации. Данные поступающие от терминала записываются в память узла коммутации, при этом данные могут быть преобразованы. После запоминания при наличии свободного канала данные передаются на следующий узел и т.д. до терминала получателя. Маршрут передачи информации через сеть может измениться даже в течении передачи одного пакета. Т.о. при изменении состояния сети узел может изменить маршрут следования данных, причём таких маршрутов может быть очень много. Это делает сети с запоминанием надёжными и эффективными.
Коммутация с запоминанием применяется, как правило, в цифровых сетях и подразделяется на коммутацию сообщений(messageswitching) и коммутацию пакетов(packetswitching).
Коммутация сообщений характеризуется тем, что информация передаётся целиком, без нарушения её целостности. Важной частью сообщения является заголовок с адресом отправителя и адресом получателя.
В сети Интернет используется иной метод передачи данных – коммутация пакетов.
Коммутация пакетов (packet switching) – организация соединений путём разбиения информации перед передачей на пакеты. Каждый пакет данных снабжается адресами пунктов назначения и отправки. Каждый пакет передаётся независимо от других и каждый может идти своим путём. Когда все пакеты приходят в пункт назначения, они собираются в исходный файл.
Преимущества коммутации пакетов:
- высокая общая пропускная способность сети при передаче пульсирующего трафика
- возможность динамически перераспределять пропускную способность физических каналов связи между абонентами в соответствии с реальными потребностями их трафика
- более высокая надёжность передачи
- эффективное управление нагрузкой
- преобразование скорости передачи данных
- снижение затрат
Недостатки коммутации пакетов:
- неопределённость скорости передачи данных
- переменная величина задержки пакетов
- возможность потери данных
Коммутация пакетов замедляет взаимодействие 2-х клиентов сети, однако в целом позволяет значительно увеличить объем передаваемых данных в сети.
Стандарты установления соединения для уровня ATM определяют виртуальные каналы и виртуальные пути. Виртуальный канал состоит из цепочки логических связей между двумя конечными станциями ATM, которое устанавливается на время их взаимодействия. Виртуальный канал является двунаправленным; это означает, что после установления соединения каждая конечная станция может как посылать пакеты другой станции, так и получать их от нее. Полоса пропуска виртуальных каналов предоставляется по требованию, в отличие от физического соединений, где соединение устанавливается после согласования параметров связи.
После того как соединение установлено, коммутаторы между конечными станциями получают адресные таблицы, содержащие сведения о том, куда необходимо направлять ячейки. В них используется следующая информация:
адрес порта, из которого приходят ячейки;
специальные значения в заголовках ячейки, которые называются идентификаторами виртуального канала (virtual circuit identifiers - VCI) и идентификаторами виртуального пути (virtual path identifiers - VPI).
Адресные таблицы также определяют, какие VCI и VPI коммутатор должен включить в заголовки ячеек перед тем как их передать.
Имеются три типа виртуальных каналов:
постоянные виртуальные каналы (permanent virtual circuits - PVC);
коммутируемые виртуальные каналы (switched virtual circuits - SVC);
интеллектуальные постоянные виртуальные каналы (smart permanent virtual circuits - SPVC).
PVC - это постоянное соединение между двумя конечными станциями, которое устанавливается вручную в процессе конфигурирования сети. Пользователь сообщает провайдеру ATM-услуг или сетевому администратору, какие конечные станции должны быть соединены, и он устанавливает PVC между этими конечными станциями. PVC включает в себя конечные станции, среду передачи и все коммутаторы, расположенные между конечными станциями. После установки PVC для него резервируется определенная часть полосы пропускания, и двум конечным станциям не требуется устанавливать или сбрасывать соединение. Подобен выделенной линии – существует всегда, однако пользователь платит только за время работы с ним.
SVC устанавливается по мере необходимости - всякий раз, когда конечная станция пытается передать данные другой конечной станции. Когда отправляющая станция запрашивает соединение, сеть ATM распространяет адресные таблицы и сообщает этой станции, какие VCI и VPI должны быть включены в заголовки ячеек. Через произвольный промежуток времени SVC сбрасывается. SVC устанавливается динамически, а не вручную. Для него стандарты передачи сигналов уровня ATM определяют, как конечная станция должна устанавливать, поддерживать и сбрасывать соединение. Эти стандарты также регламентируют использование конечной станцией при установлении соединения параметров QoS из уровня адаптации ATM. Кроме того, стандарты передачи сигналов описывают способ управления трафиком и предотвращения "заторов": соединение устанавливается только в том случае, если сеть в состоянии поддерживать это соединение. Процесс определения, может ли быть установлено соединение, называется управлением признанием соединения (connection admission control - CAC).
E-mail –аналог обычной почты.
Преимущества:
- высокая скорость
- дешевизна
- надежность
- письмо может содержать вложенные файлы
- возможность получения письма и ответа на него в любое удобное время
- возможность шифрования писем
- возможность автоматической обработки писем
- возможность массовых рассылок
Недостатки:
- возможность наличия вирусов в файлах-приложениях и спама
- отсутствие невербального аспекта
- негарантированное время доставки письма
- невозможность пересылки вещественных объектов
Изобретатель – Рэй Томплинсон(программа SNDMSNG, октябрь 1971г.)
Программа – менеджер эл почты – используется для подготовки сообщений эл почты, получения и последующей обработки (MicrosoftOutlookExpress, TheBat, MozillaThunderbird) - роль отправителя и получателя
Почтовая очередь – некий упорядоченный список сообщений, предназначенный для отправки. Она необходима, т.к. письма к удаленной системе чаще всего не могут быть отправлены незамедлительно; на многопользовательских системах могут возникать ситуации одновременной отправки.
Почтовое сообщение состоит из 3-х частей:
- конверт (виден только для программ доставки)
- заголовок
- тело
Фоновый клиент доставки почты – программа, осуществляющая непосредственную доставку сообщений, находясь в почтовой очереди. («фоновый» - т.к. процесс работает независимо от других процессов и в большинстве случаев визуально скрыт от пользователя)
Почтовый сервер:
комп программа, которая передает сообщения от одного комп другому
своеобразное почтовое отделение, куда поступают входящая и исходящая корреспонденция зарегистрированных на нем пользователей. Корреспонденция помещается в почтовые ящики пользователей.
Необходим, т.к.:
- ПК пользователя работает не 24/7, а сообщение может быть отправлено в любое время суток
- возникает необходимость в системе, способной принимать сообщения
Почтовый ящик – часть дискового пр-ва на сервере с определенным именем (адресом), где может хранится почтовая информация пользователей сети Интернет.
Если нет связи с почтовым сервером получателя:
система-отправитель продолжает осуществлять попытки связи с системой-получателем с определенным интервалом времени
система-отправитель передает сообщение третьей системе – промежуточному хранителю (relay host), который в свою очередь повторяет попытки доставки.
Заголовок состоит из полей (имени и содержимого полей). Мин необходимые – From, To, Cc, Subject.
Доставка сообщений:
- локальная доставка (на этот же комп, но на другой ящик)
- по протоколу SMTP
- по протоколу UUCP
UUCP (UnixtoUnixCoPy) – позволяет пересылать сообщения из одной системы в другую; используется для отправления и получения сообщения электронной почты и новостей Usenet. Программа преобразовывает сообщения и передает их в почтовую очередь. Эффективно при низкокачественных сетях.
SMTP (англ. Simple Mail Transfer Protocol — простой протокол передачи почты) — это сетевой протокол, предназначенный для передачи электронной почты в сетях TCP/IP. Взаимодействие строится по принципу двусторонней связи, которая устанавливается м/д отправителем и получателем. SMTP используется для отправки почты от пользователей к серверам и между серверами для дальнейшей пересылки к получателю. Для приёма почты, почтовый клиент должен использовать протоколы POP3 или IMAP. Работа с SMTP происходит непосредственно на сервере получателя. Поддерживает функции: установление соединения, аутентификация, передача данных.
Прием сообщений:
- локальный доступ
-протокол POP3
- протокол IMAP4
POP3 (англ. Post Office Protocol Version 3 — протокол почтового отделения, версия 3)
- переносит все содержимое почтового ящика на рабочую станцию
- целесообразно использовать в случае индивидуальной эксплуатации рабочей станции пользователем.
IMAP (англ. Internet Message Access Protocol — «Протокол доступа к электронной почте Интернета»)