На физическом уровне мультиплексирование позволяет соединять один физический канал с группой каналов.
В территориальной сети структура с мультиплексором используется в тех случаях, когда абонентские системы, включаемые в сеть, компактно расположены в одном месте, например, в здании. В этом случае группа систем подключается к узлу коммутации одним физическим каналом.
Аналогично этому, по одному физическому каналу, соединяющему в территориальной сети два узла коммутации, программное мультиплексирование обеспечивает взаимодействие многих пар абонентских систем.
В локальной сети мультиплексирование позволяет связать группу систем одним общим для них физическим каналом.
Естественно, что во всех случаях пропускная способность общего канала К должна обеспечить необходимые скорости передачи данных [4].
Существует временное и частотное мультиплексирование. При временном мультиплексировании парам взаимодействующих систем для передачи данных физический канал K предоставляется по очереди (в разные интервалы времени). Процедуры, в соответствии с которыми осуществляется работа, определяются одним из следующих способов:
временное мультиплексирование TDM;
статистико-временное мультиплексирование STDM;
множественный доступ с контролем передачи и обнаружением столкновений;
множественный доступ с передачей полномочия;
множественный доступ с разделением времени;
асинхронный способ передачи.
Первые два способа относятся к случаям, когда мультиплексирование осуществляет мультиплексор. При временном мультиплексировании TDM канал К предоставляется всем системам по очереди независимо от того, есть ли у них данные для передачи. При мультиплексировании STDM канал К представляется, по очереди только тем системам, которым есть что передать в те моменты времени, когда эта возможность предоставляется. Следующие три способа используются тогда, когда системы непосредственно (без мультиплексоров) подключаются к общему каналу. Асинхронный способ может использоваться во всех схемах.
При частотном мультиплексировании полоса пропускания физического канала К делится на ряд узких частотных полос. Процедуры использования частотного мультиплексирования в коаксиальном кабеле, оптическом кабеле, либо радиоканале характеризуются множественным доступом с разделением частоты.
Частотное и временное мультиплексирование могут применяться одновременно. В этом случае, в физическом канале выделяются частотные полосы. В любой из этих полос каждой системе для передачи данных предоставляются определенные интервалы времени [5].
В результате мультиплексирования в одном физическом канале создается группа логических каналов.
Трансляция протоколов.
Трансляция обеспечивает согласование двух протоколов путем преобразования (трансляции) сообщений, поступающих от одной сети, в формат другой сети. Транслирующий элемент в качестве которого могут выступать, например, программный или аппаратный шлюз, мост, коммутатор или маршрутизатор, размещается между взаимодействующими сетями и служит посредником в их «диалоге».
В зависимости от типа транслируемых протоколов процедура трансляции может иметь разную степень сложности. Так, преобразование протокола Ethernet в протокол Token Ring сводится к нескольким несложным действиям, главным образом благодаря тому, что в обоих протоколах используется единая адресация узлов. А вот трансляция протоколов сетевого уровня IP и IPX представляет собой гораздо более сложный, интеллектуальный процесс, включающий не только преобразование форматов сообщений, но и отображение адресов сетей и узлов, различным образом трактуемых в этих протоколах [7].
Следует отметить, что сложность трансляции зависит не от того, насколько высокому уровню соответствуют транслируемые протоколы, а от того, насколько сильно они различаются. Так, например, весьма сложной представляется трансляция протоколов канального уровня ATM-Ethernet, именно поэтому для их согласования используется не трансляция, а другие подходы.
К частному случаю трансляции протоколов может быть отнесен широко применяемый подход с использованием общего протокола сетевого уровня (IP или IPX). Заголовок сетевого уровня несет информацию, которая, дополняя информацию заголовка канального уровня, позволяет выполнять преобразование протоколов канального уровня. Процедура трансляции в данном случае выполняется маршрутизаторами, причем помимо информации, содержащейся в заголовках транслируемых кадров, то есть в заголовках канального уровня, дополнительно используется информация более высокого уровня, извлекаемая из заголовков сетевого уровня.
Трансляцию протоколов могут выполнять различные устройства - мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, программные и аппаратные шлюзы. Часто транслятор протоколов называют шлюзом в широком смысле, независимо от того, какие протоколы он транслирует. В этом случае подчеркивается тот факт, что трансляция осуществляется выделенным устройством, соединяющим две разнородные сети[8].
Инкапсуляция (туннелирование) протоколов.
Инкапсуляция (encapsulation) или туннелирование (tunneling) - это еще один метод решения задачи согласования сетей, который однако применим только для согласования транспортных протоколов и только при определенных ограничениях. Инкапсуляция может быть использована, когда две сети с одной транспортной технологией необходимо соединить через сеть, использующую другую транспортную технологию. Необходимо обеспечить только взаимодействие узлов двух сетей NetBIOS, а взаимодействие между узлами NetBIOS и узлами сети TCP/IP не предусматривается. То есть, при инкапсуляции промежуточная сеть используется только как транзитная транспортная система.
Метод инкапсуляции заключается в том, что пограничные маршрутизаторы, которые подключают объединяемые сети к транзитной, упаковывают пакеты транспортного протокола объединяемых сетей в пакеты транспортного протокола транзитной сети. В данном случае пакеты NetBIOS упаковываются в пакеты TCP, как если бы пакеты NetBIOS представляли собой сообщения протокола прикладного уровня. Затем пакеты NetBIOS переносятся по сети TCP/IP до другого пограничного маршрутизатора. Второй пограничный маршрутизатор выполняет обратную операцию - он извлекает пакеты NetBIOS из пакетов TCP и отправляет их по сети назначения адресату.
Для реализации метода инкапсуляции пограничные маршрутизаторы должны быть соответствующим образом сконфигурированы. Они должны знать, во-первых, IP_адреса друг друга, во-вторых - NetBIOS_имена узлов объединяемых сетей. Имея такую информацию, они могут принять решение о том, какие NetBIOS_пакеты нужно переправить через транзитную сеть, какой IP_адрес указать в пакете, передаваемом через транзитную сеть и каким образом доставить NetBIOS_пакет узлу назначения в конечной сети.
Инкапсуляция может быть использована для транспортных протоколов любого уровня. Например, протокол сетевого уровня Х.25 может быть инкапсулирован в протокол транспортного уровня TCP, или же протокол сетевого уровня IP может быть инкапсулирован в протокол сетевого уровня Х.25. Для согласования сетей на сетевом уровне могут быть использованы многопротокольные и инкапсулирующие маршрутизаторы, а также программные и аппаратные шлюзы[9].
Обычно инкапсуляция приводит к более простым и быстрым решениям по сравнению с трансляцией, так как решает более частную задачу, не обеспечивая взаимодействия с узлами транзитной сети.
Сравнение трансляции и мультиплексирования.
Использование техники трансляции связано со следующими достоинствами:
Не требуется устанавливать дополнительное программное обеспечение на рабочих станциях.
Сохраняется привычная среда пользователей и приложений, транслятор полностью прозрачен для них.
Все проблемы межсетевого взаимодействия локализованы, следовательно, упрощается администрирование, поиск неисправностей, обеспечение безопасности.
Недостатки согласования протоколов путем трансляции состоят в том, что:
Транслятор замедляет работу из-за относительно больших временных затрат на сложную процедуру трансляции, а также из-за ожидания запросов в очередях к единственному элементу, через который проходит весь межсетевой трафик.
Централизация обслуживания запросов к «чужой» сети снижает надежность. Однако можно предусмотреть резервирование - использовать несколько трансляторов.
При увеличении числа пользователей и интенсивности обращений к ресурсам другой сети резко снижается производительность - плохая масштабируемость [10].
Достоинства мультиплексирования по сравнению с трансляцией протоколов заключаются в следующем:
Запросы выполняются быстрее, за счет отсутствия очередей к единственному межсетевому устройству и использования более простой, чем трансляция, процедуры переключения на нужный протокол.
Более надежный способ - при отказе стека на одном из компьютеров доступ к ресурсам другой сети возможен посредством протоколов, установленных на других компьютерах.
Недостатки данного подхода.
Сложнее осуществляется администрирование и контроль доступа.
Высокая избыточность требует дополнительных ресурсов от рабочих станций, особенно если требуется установить несколько стеков для доступа к нескольким сетям [11].
Менее удобен для пользователей по сравнению с транслятором, так как требует навыков работы с транспортными протоколами «чужих» сетей.
1.3 Сетевое оборудование
Сетевое оборудование - устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор и др. Обычно выделяют активное и пассивное сетевое оборудование.
Под активным подразумевается оборудование, за которым следует некоторая «интеллектуальная» особенность. То есть маршрутизатор, коммутатор (свитч) и т.д. являются активным сетевым оборудованием. Напротив - повторитель (репитер) и концентратор (хаб) не являются АСО, так как просто повторяют электрический сигнал для увеличения расстояния соединения или топологического разветвления и ничего «интеллектуального» собой не представляют. Но управляемые свитчи относятся к активному сетевому оборудованию, так как могут быть наделены некоей «интеллектуальной особенностью». Ниже приведен краткий обзор.
Маршрутизатор.
Маршрутизатор или рутер (от англ. Router) - сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил, принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между различными сегментами сети.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
