Структура задачі мережевої взаємодії. Еталонні моделі мережевої взаємодії.

ВИВЧЕННЯ ОСНОВ ПОБУДОВИ ЦИФРОВИХ МЕРЕЖ

Методичні вказівки

для самостійної підготовки та інструкція

до лабораторної роботи N 1

з дисципліни «Комп’ютерні системи та мережі в АСК ТП»

для студентів спеціальності 7.092501 “Автоматизоване управління технологічними процесами”

 

Затверджено

на засіданні кафедри

автоматизації теплових

і хімічних процесів

Протокол N 14 від 30 березня 2006 р.

 

 

Львів - 2006

 

Вивчення основ побудови цифрових мереж: Методичні вказівки для самостійної підготовки та інструкція до лабораторної роботи N 1 з дисципліни “Комп’ютерні системи та мережі в АСК ТП” для студентiв спеціальності 7.092501 “Автоматизоване управління технологічними процесами” / Укладач: Ф.Д. Матіко. - Львiв: Вид-во Національного ун-ту ‘Львiвська полiтехнiка’, 2006. - 19 с.

 

 

Укладач: Матіко Ф.Д., канд.техн.наук, доцент

 

 

Вiдповiдальний за випуск Пiстун Є.П., д-р техн. наук, професор

 

 

Рецензенти: Ділай І.В., канд. техн.наук, доцент

Грень Я.В., канд.техн.наук, доцент

 

Мета роботи: вивчити основні засади побудови цифрових мереж, на прикладах розглянути будову та принципи роботи найбільш поширених технологій цифрових мереж.

Необхідна теоретична підготовка: володіння основами мікропроцесорної техніки та комп’ютерної техніки.

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Структура задачі мережевої взаємодії. Еталонні моделі мережевої взаємодії.

 

Організація взаємодії між пристроями в мережі є складною задачею. Для вирішення цієї складної задачі її розбивають на декілька простих задач-модулів. Окремі модулі, які виконують близькі за змістом функції, об’єднують в межах одного рівня, таким чином отримують багаторівневу структуру задачі взаємодії між пристроями. Група модулів, які складають один рівень повинна бути сформована таким чином, щоб всі модулі цієї групи для виконання своїх функцій звертались тільки до нижніх рівнів, а результати своєї роботи передавали до вищих рівнів.

Кількість рівнів визначається таким чином, щоб кожен рівень виконував набір добре зрозумілих окремих функцій та щоб об’єм інформації, якою обмінюються між собою рівні був мінімальним. У такому разі у випадку зміни функцій окремого рівня потрібно переробити тільки ту частину програмного чи апаратного забезпечення, яка відноситься до цього рівня.

Для прикладу на рис.1 показана багаторівнева еталонна модель взаємодії двох пристроїв у мережі. Як видно із рис.1. сусідні рівні, які знаходяться у одному пристрої взаємодіють між собою за допомогою інтерфейсів. Інтерфейс – це правила та засоби взаємодії двох рівнів (протоколів) між собою. Інтерфейс визначає набір операцій, які нижній рівень надає верхньому.

На кожному рівні моделі задача взаємодії двох пристроїв у мережі зводиться до взаємодії модулів, які знаходяться на одному і тому ж рівні у різних пристроях. Формалізовані правила, які визначають послідовність і формат повідомлень що ними обмінюються мережеві компоненти одного рівня але в різних вузлах називають протоколом.

Ієрархічно організований набір протоколів, достатній для організації взаємодії вузлів у мережі називається стеком протоколів.

Набір рівнів і протоколів називається архітектурою мережі.

Засоби кожного рівня повинні відпрацьовувати, по-перше, свій власний протокол, а по-друге, інтерфейси із сусідніми рівнями.

Комунікаційні протоколи можуть бути реалізовані як програмно, так і апаратно. Протоколи нижніх рівнів часто реалізуються комбінацією програмних і апаратних засобів, а протоколи верхніх рівнів — як правило, чисто програмними засобами.

Програмний модуль, що реалізує деякий протокол, часто для стислості також називають «протоколом». При цьому співвідношення між протоколом — формально визначеною процедурою і протоколом — програмним модулем, що реалізує цю процедуру, аналогічно співвідношенню між алгоритмом рішення деякої задачі і програмою, що вирішує цю задачу.

Протоколи реалізуються не тільки комп'ютерами, але й іншими мережевими пристроями — концентраторами, мостами, комутаторами, маршрутизаторами і т.д. Дійсно, у загальному випадку зв'язок пристроїв у мережі здійснюється не прямо, а через різні комунікаційні пристрої. У залежності від типу пристрою в ньому повинні бути убудовані засоби, що реалізують той або інший набір протоколів.