Рис. 25

При М>М* эти условия ухудшаются и в конце концов ухудшаются на столько, что сеть оказывается заблокированной, находящимися в ней пакетами. При М³М** производительность сети падает до нуля. Блокировки сети возникают из-за отсутствия свободной буферной памяти в узлах связи.

Рис. 26

Например (рис. 26), два узла А и В связаны каналом связи. При этом все буферные регистры узла А заняты пакетами, которые должны быть переданы в узел В, а все буферные регистры узла В заняты пакетами, предназначенными для узла А. В этом случае возникает тупиковая ситуация или блокировка, так как ни один из пакетов узлов А и В не может быть передан в узел назначения.

Поэтому для исключения перегрузки сети необходимо не допустить чрезмерного поступления пакетов в сеть. Они должны ожидать своей очереди на передачу, находясь в буферных памятях узлов связи или в памятях главных и терминальных вычислительных машин. Обычно это достигается системой запретов на передачу.

Например, запрет выдается узлом связи при половинном заполнении его буферной памяти уровня № 3. При этом предполагается, что вторую половину этой памяти заполнят пакеты уже находящиеся в сети. Однако, как только емкость указанной буферной памяти, оказывается заполненной менее, чем на 50 %, запрет на передачу узел связи снимает. Обычно цифра 50 % или какая- нибудь другая определяется путем моделирования.

Постановка и снятие запрета на передачу производится специальными пакетами.

В качестве еще одной меры защиты от перегрузок может быть уничтожение лишних пакетов, т.е. уже находящихся в сети, для которых не хватило буферной памяти. При этом уничтоженные пакеты не могут быть потеряны для пользователя, так как их источник, не получив соответствующие квитанции, осуществит повторную передачу этих пакетов.

Протоколы и интерфейсы уровней управления с 1 по 4

В рамках архитектуры открытых систем, рекомендуемой МОС, взаимодействие уровней управления определяется:

37

1.Уровней 1 и 2 друг с другом в одной системе - интерфейсом Х21.

2.Уровней 2 друг с другом в разных системах - протоколом HDLC

3.Уровней 3 друг с другом в разных системах - протоколом Х25

4.Уровней 4 друг с другом в разных системах - транспортным протоколом.

Всети ЭВМ для взаимодействия процессов и одновременно с этим взаимодействия ЭВМ и СПД создается транспортная служба, назначение которой - организация единого для всей вычислительной сети интерфейса между процессами.

Транспортная служба, а практически это транспортные модули уровня 4, совместно с СПД и рядом других каналов образуют транспортную сеть, которая обеспечивает единый способ взаимодействия всех процессов и ЭВМ, подключенных к сети, а именно взаимодействие, которое обеспечивает общесетевую систему адресации процессов и портов, формы представления данных, передаваемых между процессами, набор процедур, т.е. функций для организации соединения между процессами и обмена данными, а также функционирование процессов при сбоях и отказах СПД, приводящих к потерям пакетов или самопроизвольному разъединению виртуальных каналов.

Описанную нами форму организации передачи данных можно представить схемой рис. 27:

Рис. 27

На схеме представлены две ЭВМ, сопряжение которых обеспечивается уровнями №4, средствами уровней с 1 по 3 двух узлов связи и к.с. между ЭВМ и УС. Управление каналами СПД реализуется техническими средствами уровня 2. Сопряжения с техническими средствами уровня 1 определяется интерфейсом Х21. Взаимодействие уровней 2 и 3 с одноименными уровнями других узлов обеспечивается протоколами HDLC и Х25 соответственно, при этом протокол HDLC можно рассматривать как нижний уровень управления, реализуемый протоколом Х25.

На рисунке показаны всего две ЭВМ и два УС, но аналогичные соединения проводятся по всем ЭВМ и всем УС в сети.

38

Интерфейс Х21

Этот интерфейс определяет сопряжение между первым и вторым уровнями по синхронному, т.е. цифровому каналу передачи данных (рис. 28).

В качестве уровня один выступает модем.

Рис. 28

Через интерфейс Х21 производится ввод и вывод данных. Состав и функции линий интерфейса определяются стандартом Х24. Электрические характеристики – стандартами Х26 и Х27, а разъем – стандартом МОС4903. Интерфейс состоит из восьми соединительных линий.

Отдельную группу составляют следующие четыре линии. G и Ga – заземление, S – синхронизация моментов передачи битов, В – синхронизация моментов передачи байтов. Остальные четыре линии предназначены для передачи данных и сигналов управления:

Т – передача данных из уровня 2 в модем; R – передача данных из модема на уровне 2;

С – управление модемом со стороны уровня 2, т.е. включение – выключение линии;

I – индикация установления соединения и прекращение связи.

Таким образом, взаимодействие через интерфейс Х21 сводится к следующим основным процедурам:

1.Установление соединения.

2.Передача данных.

3.Прием данных.

4.Разъединение соединения.

Протокол канального уровня HDLC

Этот протокол поддерживает полудуплексную (рис. 29, а) и дуплексную (рис. 29, b) передачи, а также двухточечную (рис. 29, c) и многоточечную (рис. 29, d) конфигурации. Кроме того, этот протокол может работать, как с коммутируемыми, так и с не коммутируемыми каналами. Он обеспечивает передачу последовательности пакетов через физический канал, искажения в

39

котором вызывают ошибки в передаваемых данных, потерю, дублирование пакетов и нарушения порядка прибытия пакетов к адресату.

Рис. 29

Единица данных, передаваемая через информационный канал, организованный средствами управления уровня 2, в данном протоколе называется кадром. Структура кадра представлена на рис. 30. Над структурой кадра цифры указывают количества битов, составляющие его части:

Рис. 30

Кадр рассматривается как последовательность байтов, начало и конец которой отмечаются флагами, в качестве которых выступает двоичная комбинация 01111110. Кроме того, кадр несет в своем составе управляющую информацию, данные и контрольный последовательный циклический код КПЦК, который используется для контроля корректности данных на приемном конце. Кадры могут быть трех типов:

1.Информационный кадр, который используется для передачи данных конечных пользователей между системами.

2.Супервизорный кадр, выполняющий некоторые управляющие функции, такие как – выдача квитанций, запрос на повторную передачу кадров, временный запрет передачи кадров и его отмена. Для реализации указанных и

четырех функций в структуре супервизорного кадра выделены два разряда поля

S.

40

3. Ненумерованный кадр, который также используется для целей управления, но уже в более широком масштабе. Под управление в нем выделено пять двоичных разрядов поля М, что позволяет определить до 32 команд и до 32 ответов.

Адресное поле кадра определяет первичную или вторичную станции участвующие в передаче конкретного кадра. Каждый командный кадр несет в этом поле адрес получателя, а кадр ответа - адрес передающей станции.

Рис. 31

Первичная станция ООД1 (рис. 31) управляет звеном передачи данных, т.е. каналом. Она передает кадры команд вторичной станции ООД 2 и получает от нее кадры ответа. Если канал многоточечный то первичная станция ООД1 отвечает за поддержку отдельного сеанса связи с каждой вторичной станцией.

Вторичная станция работает как зависимая по отношению к первичной станции. Она реагирует в виде ответов на команды, полученные от первичной станции, и не отвечает за управление каналом.

Кроме вышеуказанных, бывают и комбинированные станции. Они передают как команды, так и ответы от другой комбинированной станции с которой поддерживают сеанс. Комбинированные станции используются, когда

длина канала требует дополнительную аппаратуру для восстановления параметров данных на мерных его участках.

Поле управления несет содержание команд и ответов, а также порядковые номера, используемые для отчетности о прохождении данных между первичной и вторичной станциями. Так номер № (S) (биты 2, 3 и 4) – это порядковый номер посылки, который жестко связан с порядковым номером передаваемого кадра.

Номер №(R) (биты 6, 7 и 8) – это порядковый номер приема, который содержит в себе порядковый номер следующего кадра, ожидаемый принимающей станцией, а также выступает в качестве квитанции о получении предыдущих кадров.

Например, пусть №(R) = 4. Первичная станция, получив этот номер, определяет по цифре 4, что передача кадров номер 0,1,2,3 завершилась успешно, и станция, выдавшая этот номер, ожидает последующий кадр, имеющий порядок номер посылки равный 4.

Первый бит поля управления равный 0 означает принадлежность к информационному кадру, а равный 1 – к супервизорному или ненумерованному, которые в свою очередь различается 0 или 1 во втором бите соответственно.

5-й бит P/F - бит опроса дробь окончания. Этот бит принимается во внимание при расшифровке, когда равен 1. Он называется битом Р, если используется первичной станцией, и битом F, - если вторичной. Когда он

41