Дәріс. IEEE 802. X стандарттарының құрылымы. Жергілікті желі түрлері, HDLC, PPP протоколдары

 

IEEE 802.X стандарттары OSI моделінің екі төменгі деңгейімен жұмыс істейді – физикалық және арналық. Бұл осы деңгейлердің жергілікті желінің ерекшелігін біршама дәрежеде айқындауымен байланысты.Желіліктен басталған жоғары деңгейлер ЖЕЖ (жергілікті есептеуші желі) сияқты, ҒЕЖ (ғаламдық есептеуші желі) екеуінің ұқсас тұстары бар.

Жергілікті желілердің ерекшелігі ол да арналық деңгейде екі деңгейшеге бөлінеді: логикалық мәліметтерді тарату (Logical Link Control, LLC); ортада енуді басқару (Media Access Control, MAC).

МАС деңгейі астында әрекет етеін LLC деңгейі байланыс арнасының орнатылуына, қатесіз жіберілуіне және хабарламалардың мәліметтерімен қабылдануына жауап береді, сондай-ақ оған желілік деңгей арқылы тіркеліп тұратын интерфейс қызметтерін жүзеге асырады.

МАС деңгейі физикалық деңгейге бірге енуді, кадр шекараларын анықтауды, кадрлардың тағайындалу адрестерін айырып тануды қамтамасыз етеді. Бұл деңгей желінің сол немесе басқа станциясы басқаруындағы белгілі алгоритммен сәйкестігінде оны ұсына отырып, жалпы ортаны қолдануға мүмкіндік береді. Ортада ену ашылғанда, жоғары LLC деңгейін қолдануға болады; ол мәліметтердің логикалық бірліктерін және транспорттық қызмет деңгей сапасының түрлі деңгейлерімен ақпарат кадрларын таратуды ұйымдастырады. Желілік деңгей арналық деңгейден өзіне қажетті транспорттық амалды қажетті сапада LLC деңгейі арқылы сұрау салады.

802 тобы келесідей ұйымдардан тұрады:

802.1 – Internetworking – желілердің біріктірілуі;

802.2 – LLC – логикалық мәліметтердің таратылуын басқару;

802.3 – CSMA/CD ену әдісі арқылы Ethernet;

802.4 – Token Bus LAN –Token Bus ену әдісімен жергілікті желілер;

802.5 –Token Ring ену әдісімен жергілікті желілер;

802.6 – Metropolitan Area Network, MAN – мегаполистік желілер;

802.7 –кең жолақты тарату бойынша кеңестік топ;

802,8 –ВОС бойынша техникалық кеңестік топ;

802.9 – мәліметтерді және дауысты таратудың біріктірілген желілері;

802.10 – Network Security – желілік қауіпсіздік;

802.11 – Wireless Networks – сымсыз желілер;

802.12 – Demand Priority Access LAN, l00VG-AnyLAN – басымдылықты талап ету бойынша ену әдісімен жергілікті желілер.

LLC деңгейі үш жоғары деңгейден тұрады:

– LLC1 – растаусыз және байланыс орнатусыз қызмет;

– LLC2 – растау және байланыс орнату қызметі;

– LLC3 – байланыс орнатусыз, бірақ растау әрекеті бар қызмет.

Ethernet желісі алғаш 70 жылдары доктор Роберт Меткалфмен (Robert Metcalfe) құрылған. Сол кездерде бұл желі 3 Мбит/с жылдамдықпен жұмыс істеді. Ethernet желісі 1980 жылы DECIntelXerox (DIX) фирмасымен 10 Мбит/с жылдамдықты желі ретінде стандартталды, ал 1985 жылы IEEE ұйымымен 802м болып стандартталды. Содан бері бастапқы негізгі құрылым белгілерін қолданылған жаңа Ethernet технологиялары шығуда, яғни логикалық шиналық топологияны (CSMA/CD), қақтығыстарды табатын және тасымалдауды бақылайтын көптік ашық қолдану әдістері қарастырылған. Ethernet-тің түрлі типтерінде түрліше физикалық топологиялар(мысалы, жұлдызша немесе шина тәріздес) және түрлі кабель типтері(мысалы, UTP коаксиалды, талшықты-оптикалық) қолданылады.

Ethernet түрлі типтері 4.1 кестеде көрсетілген.

 

4.1 кесте

Ethernet желісінің кейбір типтері және олардың сипаттамасы

IEEE стандартыының нөмірі	Жалпы қолданыс атауы	Физикалық топологиясы және мәліметтерді тарату ортасы	Өкізгіштік қабілеті
802.3	10Base2	Шиналық және жіңішке коаксиалды кабель	10 Мбит/с
802.3	10BaseS	Шиналық, магистралға арналған жуан коаксиалды кабель, жіңішкесі – апарулар үшін	10 Мбит/с
802.3u	100BaseT Fast Ethernet	Жұлдызша тәрізді, экрандалмаған айналмалы жұп	100 Мбит/с
802.3z	Gigabit Ethernet	Жұлдызша тәрізді, магистралға аранлған талшықты-оптикалық кабель, коаксиалдысы – концентраторға апару үшін	1000 Мбит/с

Token-Ring. Token Ring стандартының желілері стансаның барлық желілерін сақинаға байланыстырушы кабель қиындыларынан тұратын мәліметтерді тарату ортасын қолданады. Сақина жалпы бөлінетін көз ретінде қарастырылады. Ену алгоритмі белгілі бір тәртіппен стансаларға таратуға сақинаны қолдануға негізделген. Сақинаны қолдануға рұқсат маркер немесе токен деп аталатын арнайы форматтың кадры арқылы беріледі.

Token Ring желілері екі жылдамдықтармен жұмыс істейді – 4 және 16 Мбит/с. Бірінші жылдамдық 802.5 стандартымен, ал екіншісі Token Ring технологиясымен анықталады. Түрлі жылдамдықпен жұмыс істейтін стансаларының бір сақинада рұқсат етілмейді. 16 Мбит/с жылдамдықпен жұмыс істейтін Token Ring желілері 4 Мбит/с стандартымен салыстырғанда ену алгоритмінде жетілдіріледі.

Token Ring технологиясы Ethernet-ке қарағанда күрделілек болып табылады. Ол бас тартуға тұрақтыты болып келеді. Token Ring желілерінде желі жұмысын бақылау рәсімдері анықталған, яғни ол желілер сақина тәрізді құрылымның кері байланысын қолданады – жіберілген кадр үнемі стансаға - жіберушіге қайта оралады. Кей жағдайларда желінің жұмысы кезінде табылған қателіктер автоматты түрде жойылады, мысалы жоғалған маркер қайта қалыпқа келтірілуі мүмкін. Басқа жағдайларда қателіктер тек іріктеледі, ал олардың жойылуы қызмет етуші пайдаланушысымен жүргізіледі.

Желіні бақылау үшін стансаның біреуі МАС-адрестің максималды мәнінен тұратын станса сияқты сақинаның орнауы кезінде таңдалатын белсенді монитор қызметін атқарады. Егер белсенді монитор қатардан шықса, сақинаның орнау рәсімі қайталанады және жаңа белсенді монитор таңдалады. Желі белсенді монитордың бас тарту әрекетін байқауы үшін, соңғы жұмыс жағдайында әр 3 сек сайын арнайы кадр өзінің қатысуымен басқарады. Егер бұл кадр желіде 7 секундта пайда болмаса, онда желінің қалған стансалары жаңа белсенді мониторды таңдау әрекетін бастайды.

FDDI стандарты (мәліметтердің талшықты-оптикалық үлестірілген интерфейсі) – жоғары жылдамдықпен (100 Мбит/с) таратуға және талшықты-оптикалық кабельді қолдануға бағдарланған. Оның бөгеуілге тұрақтылық, ақпаратты таратудың жоғары құпиялылығы және абоненттердің гальваникалық шешу қасиеттері бар. Жоғары тарату жылдамдығы қолжетімсіз жылдамдықты желілерден кем (нақты уақыт масштабында суретті жіберу)мәселелерді шешуге мүмкіндік береді. Талшықты-оптикалық кабель ретрансляциясыз бірнеше қашықтықта орналасқан мәліметтерді тарату мәселелерін шешеді, ал ол түгелдей қалаларды қамтитын үлкен көлемдегі желілерді құруға мүмкіндік береді және бұл кезде қателіктер аз болады. FDDI стандартының негізі ретінде маркерлік ену әдісі қабылданған. Сақиналық топология. Желілерде екі жан-жаққа бағытталған талшықты-оптикалық кабель қолданылады, олардың бірі әдетте қорда сақталады, дегенмен мұндай шешiм 200 мбит/-шi екi есе еселенген тиiмдi жылдамдықпен (бiр мезгiлде екi бағыттға) толық дуплекстi ақпарат таратуды пайдалануға рұқсат бередi (бұл ретте әр екi арна 100 мбит/ жылдамдықта жұмыс iстейдi). Концентраторлары бар, сақинаға кіретін жұлдызша тәрізді топологиялар да қолданылады. (Token-Ring-тегі сияқты).

Екі станса арасында сенімді ақпарат тарату үрдісін құру үшін байланыс араналары бойынша түрлі мәліметтерді тарату және қабылдауға мүмкіндік беретін протоколды таңдау керек.

HDLC (High-Level Data Link Control) – мәліметтерді татартудың жоғары деңгейлі арналы протоколы. HDLC протоколының негізгі жұмыс істеу қағидалары: логикалық байланыс режимі, бұрмаланған және жоғалған кадрларды жылжымалы терезе әдісімен бақылау,ағындарды RNR (қабылдағыш дайын емес) және RR (қабылдағыш дайын) командаларымен басқару.

Бүгінде HDLC протоколы белгіленген арналарға «нүкте-нүкте», Point-to-Point Protocol, PPP протоколын ығыстырып шығарды. HDLC протоколының негізгі қызметтерінің бірі – бұл бұрмаланған және жоғалған кадрларды қайта қалыпқа келтіру. Дегенмен бүгінде кадрларды қайта қалыпқа келтіретін қасиеті жоқ сандық арналар бар (BER шамасы 10^-8 – 10^-9 құрайды). Осындай арнамен жұмыс істеу үшін HDLC протоколының қалыпқа келтіргіш қызметтері керек емес. Заманауи модемдер белгіленген аналогты арналармен тарату үшін HDLC тобының протоколдарын қолданады. Сондықтан да HDLC көпір немесе маршрутизатор ретінде қолданылмайды.

PPP протоколы жеке меншік желілерде маршрутизаторлар арасында байланыс орнату үшін және түпкі тұтынушыларды сервермен байланыстыру кезінде ғаламдық байланыс жолдары үшін нақты стандарт болып табылды. PPP протоколын өңдеу кезінде негіз ретінде HDLC кадрларының форматы және алынды және өзіндік қатарлармен толықтырылған. PPP протоколының қатары HDLC кадрының мәліметтер қатарында орналасқан.

РРР протоколының басқа арналық деңгей протоколдарынан ерекшелігі келесідей: ол келісулер негізінде түрлі құрылғылардың бірлес кен жұмысқа қол жеткіздіреді, сол уақытта байланыс жолының сапасы сияқты түрлі параметрлер, аутентификация протоколы және желілік деңгейдің қабықтанған протоколы беріледі. Келісу әрекеті байланыс орнау кезінде жүреді.

РРР протоколы 4 қағидаға негізделген: байланыс параметрлерін келісімді түрде қабылдау, көп протоколды қолдау, протоколдың кеңейтілімділігі,ғаламдық қызметтерден тәуелсіздігі.

РРР протоколының мүмкіндіктерінің бірі арналар транкингі деп аталатын бір логикалық арнаны(жалпы логикалық арна түрлі физикалық топтың бір арнасынан тұрады. Мысалы,бір канал телефондық желіде құрылуы мүмкін, ал басқасы Frame relay желісінің виртуалды коммутацияланған арнасы болуы мүмкін) құру үшін бірнеше физикалық байланыс жолдарын қолдану болып табылады. Бұл мүмкіндік MLPPP (Multi Link РРР) деп аталатын қосымша протоколды жүзеге асырады.

 

Негізгі әдебиеттер: 5[353 – 372].

Қосымша әдебиеттер: 12[317 – 340].

Бақылау сұрақтары:

1. Арналық деңгейдің қандай екі деңгейшесін білесіз?

2. Ethernet желісінің қандай түрлерін білесіз?

3. Token Ring желісінің топологиясы қандай?

4. FDDI желісінің топологиясын атаңыз.

5. HDLC мен РРР хаттамаларының ерекшелігі неде?