Принцип коммутации пакетов в информационно

Принцип коммутации пакетов в информационно-вычислительных сетях.
Назначение любой сети – обмен данными между компьютерами.
Данные обычно содержатся в больших по размерам файлах. Однако сети не будут
нормально работать, если компьютер посылает этот блок данных целиком. Существуют
две причины, замедляющие работу сети при передаче по кабелю больших блоков данных.
Во-первых, такой блок препятствует взаимодействию остальных сетевых компонентов до
окончания передачи.
Во-вторых, возникновение ошибок при передаче крупных блоков приведет к повторной
передаче всего блока. А если поврежден небольшой блок данных, то требуется повторная
передача именно этого небольшого блока, что значительно экономит время.
Разбиение данных на небольшие управляемые блоки позволяет ускорить передачу и
обеспечить практически одновременную передачу информации несколькими
компьютерами. При этом компьютеры не тратят время на ожидание.
Эти небольшие блоки называются пакетами. Пакет основная единица информации при
передачи данных по сети.
При разбиении данных на пакеты скорость их передачи возрастает настолько, что каждый
компьютер в сети получает возможность принимать и передавать данные практически
одновременно с остальными компьютерами.
Разбиение данных на пакеты осуществляет компьютер-отправитель. На компьютереполучателе пакеты накапливаются и выстраиваются в должном порядке для
восстановления исходного вида данных.
Пакеты могут содержать несколько типов данных:
*информацию (например, сообщения или файлы);
*определенные виды данных и команд, управляющих компьютером (например, запросы к
службам);
*коды управления сеансом (например, запрос на повторную передачу).
Структура пакета
Любой пакет состоит из 3-х обязательных компонентов: заголовка; данных; трейлера.
Заголовок содержит:
*адрес источника, идентифицирующий компьютер – отправитель;
*адрес местоназначения, идентифицирующий компьютер получатель; *инструкции
сетевым компонентам о дальнейшем маршруте данных; *информация компьютеруполучателю о том как объединить передаваемый пакет с остальными, чтобы получить
данные в исходном виде.
Данные. Эта часть пакета – собственно передаваемые данные.
Трейлер содержит информацию для проверки ошибок, обеспечивающую корректность
передачи. Эта информация носит название циклический избыточный код (CRC). Это
число, получаемое в результате математических преобразований над пакетом с исходной
информацией. Когда пакет достигает местоназначения, эти преобразования повторяются.
Если результат совпадает с CRC, – пакет принят без ошибок. В противном случае
необходимо повторить передачу пакета, поскольку при передаче данные изменились.
Формирование пакетов
Формат и размер пакета зависят от типа сети. Максимальный размер пакета определяет
количество пакетов, которое будет создано сетевой ос для передачи большого блока
данных.
Процесс формирования пакета начинается на Прикладном уровне модели OSI.
Информация, которую надо переслать по сети, проходит сверху вниз все семь уровней,
начиная с прикладного.
Физический уровень - посредник в передаче данных по каналам связи. Он определяет тип
кабеля, топологию сети, количество контактов на разъемах, параметры электрических
сигналов и т.д.
Канальный уровень (уровень соединения) передает данные от физического уровня к
сетевому, превращая их в кадры и наоборот.
Сетевой уровень определяет путь следования данных посети, позволяя им найти
получателя. Это значит, что он определяет скорость передачи по сети и контроль
целостности данных. Этот уровень можно рассматривать как службу доставки. Данные
доставляются в виде отдельных пакетов, каждый из которых содержит адреса отправителя
и получателя (в целях маршрутизации пакета).Сетевой уровень служит интерфейсом
между компьютерами и коммутаторами пакетов. Кроме того он следит за правильностью
полученных пакетов.
Для маршрутизации данных в сети используется таблица маршрутизации. Это база
данных, где описывается местонахождение возможных получателей пакетов. Используя
такую таблицу, маршрутизатор в состоянии найти путь пакета для любого получателя в
сети.
Транспортный уровень передает данные между компьютерами, доставляя их прикладному
процессу.В сети с коммутацией пакетов транспортный уровень должен фрагментировать
пакеты, поступающие с сеансового уровня, чтобы передать их дальше на сетевой уровень.
От транспортного уровня зависит количество пакетов в сети. Т.е. транспортный уровень
генерирует трафик пакетов данных, которым должен управлять сетевой уровень.
На одном компьютере может быть запущено несколько процессов. Для увеличения
пропускной способности сети транспортный уровень открывает несколько сетевых
соединений.
Сеансовый уровень в качестве пользовательского сетевого интерфейса решает задачи по
обработке соединений между процессами и приложениями на различных компьютерах
(обработка паролей, прав доступа и т.д.).
Уровень представления объединяет общие функции, которые Сеть неоднократно
использует для сетевых соединений. Этот уровень образует интерфейс между сетью и
устройствами компьютера. Уровень может выполнять сжатие и шифрование данных.
Уровень приложения выполняет функции, относящиеся к общесетевым приложениям.
Структура и функции прикладной программы определяют структуру и функции
прикладного уровня.
В соответствии с принципами OSI/ISO каждый сетевой уровень должен выполнять четко
определенную функцию.