Принципы и понятия сетевой архитектуры, страница 8

Представьте, что вы подключили два одинаковых компьютера к двум различным сетям: Ethernet и token ring. На сетевом уровне все данные будут идентичны. Но на физическом уровне и уровне соединения формат данных будет совершенно различным. Посылая данные в сеть Ethernet, уровень соединения преобразует их совершенно иным образом, нежели при посылке в token ring. Содержимое кадра данных диктуется требованиями физического уровня сети, то есть сетевой технологией. Физический уровень независим от формата данных, циркулирующих между сетевым уровнем и уровнем соединения. Точно так же сетевой уровень независим от представления данных в кадрах между уровнем соединения и физическим уровнем.

Основная функция уровня соединения — обеспечивать целостность данных, поэтому формат кадра включает необходимую для этого информацию. Пользователи часто считают, что главная цель уровня соединения — разделять данные на кадры. Однако формирование кадров — лишь способ контролировать ошибки данных на канале связи.

Контроль целостности данных.

Данные форматируются сетью в кадры с целью контролировать их целостность. На рис. 8 изображен кадр данных сети Ethernet.

Рис 8. Формат кадра данных Ethernet.

Уровень соединения обнаруживает повреждение данных, используя контрольную сумму CRC. 32-битное значение CRC получается в результате сложных вычислений, основанных на содержимом кадра данных. Передатчик вычисляет CRC и посылает его в составе кадра. Приемник, получив кадр, повторно вычисляет CRC и сравнивает его с полученным от передатчика. Если вновь вычисленное значение совпадает с принятым, вероятность того, что данные не изменились при передаче, чрезвычайно высока. Можно считать, что для большинства практических задач совпадение CRC гарантирует, что принятые данные совпадают с посланными.

Кроме CRC, кадр данных содержит и другую информацию, необходимую для его правильной идентификации и маршрутизации. Например, поле “заголовок” (Preamble) позволяет принимающему компьютеру правильно синхронизироваться с передающим. Другими словами, содержимое поля обозначает, какая по счету часть данных передается в данном кадре. Не забудьте, что сеть часто фрагментирует данные на пакеты меньшего размера. Кадр данных должен содержать адреса отправителя и получателя для маршрутизации и сообщений об ошибках. Приемник использует содержимое поля “тип кадра” (Frame Type) для передачи данных тому сетевому уровню, которому они предназначены.

Таким образом, сетевой уровень соединения обеспечивает обнаружение и предотвращение ошибок на канале связи. Поскольку для этого требуется делить данные на блоки конечной длины, для которых можно вычислить CRC, уровень соединения использует кадры данных. С другой стороны, CRC обеспечивает целостность данных на физическом уровне, а также их безошибочную передачу через сетевые каналы связи.

Сетевой уровень.

Сетевой уровень — это внутрисетевая первичная служба доставки. В сети с переключением пакетов сетевой уровень доставляет данные в виде отдельных пакетов, каждый из которых содержит адреса отправителя и получателя в целях маршрутизации. В качестве службы доставки сетевой уровень служит интерфейсом между сетевыми компьютерами и промежуточными переключателями пакетов на пути следования данных. При разработке сетевого уровня принимается во внимание ответственность каждого элемента сети за маршрутизацию данных. Другими словами, ответственность за маршрутизацию должна разделяться между сетевыми компьютерами и промежуточными переключателями пакетов. Сетевой уровень следит за правильностью принимаемых пакетов данных. В соответствии с моделью ISO/OSI он должен также обеспечивать правильную последовательность (sequencing) принимаемых пакетов. Однако сети на базе Интернет передают эти полномочия более высокому уровню — транспортному.