Хронологическая последовательность важнейших событий в истории развития компьютерных сетей



Первые ламповые компьютеры                                                   Начало 40-х

Первые компьютеры на полупроводниковых схемах (транзисторах) Середина 50-х

Первые компьютеры на интегральных схемах. Первые мультипрограммные ОС Середина 60-х

Первые глобальные связи компьютеров                                     Конец 60-х

Начало передач по телефонным сетям голоса в цифровой форме  Конец 60-х

Появление больших интегральных схем. Первые мини-компьютеры       Начало 70-х

Первые нестандартные локальные сети                                     Начало 70-х

Создание сетевой архитектуры IBM SNA                                  1974

Создание технологии Х.25                                                           1974

Появление персональных компьютеров                                     Начало 80-х

Создание Internet в современном виде. Установка на всех узлах стека TCP/IP    Начало 80-х

Появление стандартных технологий локальных сетей Ethernet – 1980

Token Ring – 1985

FDDI – 1989

 

Начало коммерческого использования Internet                          Конец 80-х

Изобретение Web                                                                           1991

 

Коммутация и мультиплексирование
Обобщенная задача коммутации

Если топология сети не полносвязная (каждый узел может общаться с каждым узлом), то обмен данными между произволь­ной парой конечных узлов (абонентов) должен идти в общем случае через тран­зитные узлы.

Например, в сети на рис. 5.1 узлы 2 и 4, непосредственно друг с другом не связанные, вынуждены передавать данные через транзитные узлы, в качестве ко­торых могут использоваться, например, узлы 1 и 5. Узел 1 должен выпол­нить передачу данных с интерфейса A на интерфейс B, а узел 5 — с интер­фейса F на B.


Рис. 1.6. Коммутация абонентов через сеть транзитных узлов.

Последовательность транзитных узлов (сетевых интерфейсов) на пути от отправи­теля к получателю называется маршрутом.

В самом общем виде задача коммутации — задача соединения конечных уз­лов через сеть транзитных узлов — может быть представлена в виде несколь­ких взаимосвязанных частных задач:

1. Определение информационных потоков, для которых требуется прокла­дывать пути.

2. Определение маршрутов для потоков.

3. Сообщение о найденных маршрутах узлам сети.

4. Продвижение – распознавание потоков и локальная коммутация на каж­дом транзитном узле.

5. Мультиплексирование и демультиплексирование потоков.

Определение информационных потоков

Понятно, что через один транзитный узел может проходить несколько маршру­тов, например через узел 5 проходят данные, направляемые узлом 4 каждому из остальных узлов, а также все данные, поступающие в узлы 3 и 10. Транзитный узел должен уметь распознавать поступающие на него по­токи данных, чтобы обеспечивать их передачу именно на те свои интер­фейсы, которые ведут к нужному узлу.

Информационным потоком (data flow, data stream) называют последователь­ность данных, объединенных набором общих признаков, кото­рый выделяет эти данные из общего сетевого трафика.

Данные могут быть представлены в виде последовательности байтов или объеди­нены в более крупные единицы данных — пакеты, кадры, ячейки. Напри­мер, все данные, поступающие от одного компьютера, можно опреде­лить как единый поток, а можно представить как совокупность нескольких подпотоков, каждый из которых в качестве дополнительного признака имеет адрес назначения. Каждый из этих подпотоков, в свою очередь, можно разде­лить на еще более мелкие подпотоки данных, например, относящихся к раз­ным сетевым приложениям — электронной почте, копированию файлов, обраще­нию к Web-серверу.

Понятие потока используется при решении различных сетевых задач, и в зависи­мости от конкретного случая, определяется соответствующий набор признаков. В задаче коммутации, суть которой — передача данных из одного ко­нечного узла в другой, при определении потоков в роли обязательных призна­ков потока, очевидно, должны выступать адрес отправителя и адрес назначения данных. Тогда каждой паре конечных узлов будет соответство­вать один поток и один маршрут.

Однако не всегда достаточно определить поток только парой адресов. Если на одной и той же паре конечных узлов выполняется несколько взаимодействую­щих по сети приложений, которые предъявляют к ней свои особые требования, поток данных между двумя конечными узлами должен быть разделен на несколько подпотоков, так чтобы для каждого из них можно было проложить свой маршрут. В таком случае выбор пути должен осуществляться с учетом характера передаваемых данных. Например для файло­вого сервера важно, чтобы передаваемые им большие объемы данных направлялись по каналам с высокой пропускной способностью, а для программ­ной системы управления, которая посылает в сеть короткие сообще­ния, требующие обязательной и немедленной отработки, при выборе маршрута важнее надежность линии связи и минимальный уровень задержек. В таком примере набор признаков потока должен быть расширен за счет инфор­мации, идентифицирующей приложение.

Кроме того, даже для данных, предъявляющих к сети одинаковые требова­ния, может прокладываться несколько маршрутов, чтобы за счет распараллелива­ния добиться одновременного использования различных кана­лов и тем самым ускорить передачу данных. В данном случае необхо­димо "пометить" данные, которые будут направляться по каждому из этих маршрутов.

Признаки потока могут иметь глобальное или локальное значение. В первом слу­чае они однозначно определяют поток в пределах всей сети, а во втором — в пределах одного транзитного узла. Пара уникальных адресов конечных узлов для идентификации потока — это пример глобального признака. Приме­ром признака, локально определяющего поток в пределах устройства, может служить номер (идентификатор) интерфейса устройства, с которого поступили данные. Например, узел 1 (рис. 5.1) может быть сконфигуриро­ван так, что он передает все данные, поступившие с интерфейса А, на интер­фейс С, а данные, поступившие с интерфейса D, на интерфейс В. Такое пра­вило позволяет разделить два потока данных — поступающий из узла 2 и посту­пающий из узла 7 — и направлять их для транзитной передачи через разные узлы сети, в данном случае данные из узла 2 через узел 8, а данные из узла 7 — через узел 5.

Существует особый тип признака — метка потока. Метка может иметь глобаль­ное значение, уникально определяющее поток в пределах сети. В та­ком случае она в неизменном виде закрепляется за потоком на всем протяже­нии его пути следования от узла источника до узла назначения. В некоторых технологиях используются локальные метки потока, значения которых динами­чески меняются при передаче данных от одного узла к другому.

Определить потоки – это значит задать для них набор отличительных призна­ков, на основании которых коммутаторы смогут направлять потоки по предназначенным для них маршрутам.

Определение маршрутов

Определение пути, то есть последовательности транзитных узлов и их интерфей­сов, через которые надо передавать данные, чтобы доставить их адре­сату — сложная задача, особенно когда конфигурация сети такова, что между парой взаимодействующих сетевых интерфейсов существует множе­ство путей. Задача определения маршрутов состоит в выборе из всего этого множества одного или нескольких путей. И хотя в частном случае множества имеющихся и выбранных путей могут совпадать, чаще всего выбор останавли­вают на одном оптимальном 1) по некоторому критерию маршруте.

В качестве критериев выбора могут выступать, например:

· номинальная пропускная способность;

· загруженность каналов связи;

· задержки, вносимые каналами;

· количество промежуточных транзитных узлов;

· надежность каналов и транзитных узлов.

Заметим, что даже в том случае, когда между конечными узлами существует единственный путь, его определение при сложной топологии сети может пред­ставлять собой нетривиальную задачу.

Маршрут может определяться эмпирически ("вручную") администратором сети, который, используя различные, часто не формализуемые соображения, анализирует топологию сети и задает последовательность интерфейсов, кото­рую должны пройти данные, чтобы достичь получателя. Среди побудитель­ных мотивов выбора того или иного пути могут быть: особые требования к сети со стороны различных типов приложений, решение передавать трафик через сеть определенного провайдера, предположения о пиковых нагрузках на некоторые каналы сети, соображения безопасности.

Однако эвристический подход к определению маршрутов для большой сети со сложной топологией не подходит. В этом случае такая задача решается чаще всего автоматически. Для этого конечные узлы и другие устройства сети оснащаются специальными программными средствами, которые органи­зуют взаимный обмен служебными сообщениями, позволяющий каждому узлу составить свое представление о топологии сети. Затем на основе этого исследования и математических алгоритмов определяются наиболее рациональ­ные маршруты.

Определить маршрут — однозначно задать последовательность транзитных уз­лов и их интерфейсов, через которые надо передавать данные, чтобы доста­вить их адресату.


Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 891; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!