Сидни Фейт - TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security)

Рис. 4.11. Подключение терминала ASCII и соединения SLIP

Наиболее привлекательным свойством SLIP является его широкое распространение. Наиболее неприятное свойство этого протокола состоит в том, что пользователь рабочей станции должен написать сценарий, который будет читать приглашение от коммуникационного сервера и посылать на сервер идентификатор пользователя, пароль и другую информацию в определенном месте выполнения диалога. PPP имеет большую функциональность и не требует использования сценариев, и вследствие этого понемногу вытесняет SLIP.

Рассмотрим, как IP и другие протоколы пакетируют кадры для пересылки по локальным сетям. Классическая локальная сеть предполагает следующие свойства:

■ Станции совместно используют физический носитель.

■ Существуют правила управления доступом к носителю (Media Access Control — MAC), определяющие моменты времени, когда станция может пересылать данные.

■ Данные передаются в кадрах.

Начнем с сетей Ethernet , поскольку они предоставляют наиболее простой пример реализации локальных сетей.

Локальные сети Ethernet первыми смогли передавать датаграммы IP. Компании Digital Equipment Corporation (DEC), Intel Corporation и Xerox Corporation совместно определили исходную спецификацию DIX Ethernet в 1980 г. Пересмотренная версия 2 этой спецификации появилась в 1982 г.

Традиционным магистральным носителем для данной технологии является узкополосный коаксиальный кабель. Первоначально применялся жесткий полудюймовый кабель с сопротивлением 50 Ом. Позднее стал использоваться тонкий и более гибкий коаксиальный кабель в 1/4 дюйма, названый thinnet (тонкий сетевой) или cheapernet (дешевый сетевой), а еще позднее многие сети перешли на применение витых пар. Скорость передачи сигналов в 10 Мбит/с превалировала достаточно долгое время, однако сейчас доступна скорость пересылки в 100 Мбит/с. Сегодня DIX Ethernet может работать на широкополосных коаксиальных или волоконно-оптических кабелях.

Различия между вариантами Ethernet отражаются в следующей нотации:

[Скорость пересылки данных в Мбит/с][тип носителя][максимальная длина кабельного сегмента в сотнях метров]

Таким образом, 10BASE5 означает узкополосный (baseband) коаксиальный кабель со скоростью передачи данных в 10 Мбит/с и максимальной длиной сегмента в 500 м. Спецификация для тонкого кабеля 10BASE2 означает узкополосный коаксиальный кабель со скоростью передачи данных в 10 Мбит/с и максимальной длиной сегмента в 200 м.

10BROAD36 должна означать широкополосный коаксиальный кабель со скоростью обмена в 10 Мбит/с и максимальной длиной сегмента в 3600 м. Обозначениями для витых пар и волоконной оптики являются 10BASET и 10BASEF соответственно, хотя это и не вполне согласуется с правилами нотации.

DIX Ethernet использует простую процедуру MAC с очень длинным названием: множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — CSMA/CD).

Интерфейс для работы с данными пакетирует информацию в кадры и прослушивает состояние носителя. Когда носитель свободен, интерфейс начинает пересылку данных (см. рис. 4.12).

Рис. 4.12.Управление доступом к носителю в Ethernet

Заголовок кадра содержит физический адрес интерфейса назначения, часто называемый MAC-адресом. Система с указанным в кадре адресом принимает посланное сообщение и обрабатывает его. Если две или больше станций одновременно начинают пересылку данных, возникает конфликт. Пересылка отменяется на случайный для каждой станции промежуток времени и повторяется снова (каждая станция при этом будет начинать пересылку уже в разное время.— Прим. пер .).

Формат кадров DIX Ethernet с датаграммами IP показан на рис. 4.13.

Адреса источника и назначения имеют длину по 6 октетов (сами адреса администрируются IEEE). Значение типа в X'08-00 означает пересылку датаграмм IP.

Рис. 4.13.Кадр DIX Ethernet с датаграммой IP

В Ethernet существуют значения типов и для других протоколов (см. документ IANA Assigned Numbers ). Носитель может использоваться совместно несколькими протоколами, поскольку в каждом кадре Ethernet идентифицируется тип протокола, что позволяет станции назначения переслать полученную информацию нужной процедуре.

Для правильной работы протокола CSMA/CD требуются кадры длиной не менее 64 октетов. Следовательно, для очень коротких датаграмм нужно будет добавить незначащий заполнитель.

После того как DIX Ethernet и другие технологии локальных сетей доказали на компьютерном рынке свою полезность, IEEE организовала комитет 802 по разработке и публикации стандартов для технологий локальных сетей.

Стандарты из серии 802, объединяющие разработки разных производителей, были признаны ISO и повторно опубликованы как документы этой организации.

Стандарты 802 касаются физических носителей, управления доступа к носителю и форматов кадров для различных типов локальных сетей. Например:

■ 802.3 описывает несколько измененную версию Ethernet.

■ 802.4 специфицирует широковещательную локальную сеть с пересылкой маркера, разработанную для производственных помещений.

■ 802.5 описывает технологию Token-Ring.

■ 802.6 определяет подсети на основе двойной шины для распределенных очередей (Distributed Queue Dual Bus), использующихся в городских сетях (Metropolitan Area Network — MAN).

Отдельный стандарт 802.2 определяет заголовок управления логической связью (Logical Link Control — LLC), используемый во всех технологиях локальных сетей по спецификациям 802. Заголовок LLC выполняет две задачи:

■ Для кадров OSI идентифицирует протоколы источника и назначения

■ Содержит поля управления

Описание IEEE предполагает множество формальных правил, однако каждый из элементов достаточно прост.

Элементы для назначения и источника протоколов ISO каждого кадра описываются кодами точки доступа к службе назначения (Destination Service Access Point — DSAP) и кодами точки доступа к службе источника (Source Service Access Point — SSAP).

Значения DSAP/SSAP присваиваются протоколам ISO, но не протоколу IP или множеству других протоколов, используемых на практике. Для IP и других распространенных протоколов DSAP и SSAP устанавливаются в значение X'AA, что означает наличие следующего далее другого заголовка, который и будет определять тип протокола для размещенных в кадре данных. Дополнительный заголовок называется подзаголовком протокола доступа в подсети (Subnetwork Access Protocol — SNAP ).