§ 6.3. Передача інформації в локальних мережах
Інформація в локальних мережах, як правило, передається окремих-ними порціями, шматками, званими в різних джерелах паку-тами, кадрами або блоками. Використання пакетів пов'язане з тим, що в мережі, як правило, одночасно може відбуватися кілька се-Ансова зв'язку (у всякому разі, при топологиях "шина" і "кільце"), тобто протягом одного і того ж інтервалу часу можуть йти два або більше процесів передачі даних між різними парами або-нентов. Пакети якраз і дозволяють розділити в часі мережу між які передають інформацію абонентами.
Якби вся необхідна інформація передавалася відразу, неодмінно-ривно, без поділу на пакети, то це призвело б до монопольного захоплення мережі одним з абонентів на досить тривалий час. Всі інші абоненти змушені були б чекати закінчення пере-дачі всієї інформації, що в ряді випадків могло б зажадати де-сятков секунд і навіть хвилин (наприклад, при копіюванні вмісту цілого жорсткого диска). Щоб зрівняти в правах всіх абонентів, а також приблизно зрівняти час доступу до мережі та інтегральну ско-кість передачі інформації для всіх абонентів, якраз і вико-ються пакети (кадри). Довжина пакета залежить від типу мережі, але зазвичай вона складає від декількох десятків байт до декількох кілобайт.
Важливо також і те, що при передачі великих масивів інформа-ції стає досить високою ймовірність помилки через перешкоди і збоїв. Наприклад, при характерною для локальних мереж величиною ве-імовірності одиночної помилки в 10 -8 пакет довжиною 10 Кбіт буде позову-дружин з ймовірністю 10 -4. а масив довжиною 10 Мбіт - з ймовірністю 10 -1. До того ж виявити помилку в масиві з декількох мегабайт набагато складніше, ніж в пакеті з декількох кілобайт. При вияв-жении помилки доведеться повторити передачу всього масиву, що го-раздо складніше, ніж повторно передати невеликий пакет. Але при по-повторних передачі великого масиву знову висока ймовірність помилки, і процес цей при занадто великому масиві може повторювали ряться до нескінченності.
Структура пакета (рис. 6.3.1) визначається перш за все апаратурними особливостями даної мережі, обраної топологією і типом середовища передачі інформації, а також істотно залежить від викорис-зуемое протоколу (порядку обміну інформацією). Строго кажучи, в кожній мережі структура пакета індивідуальна. Але існують Незнач-які загальні принципи формування пакета, що визначаються характер-ними особливостями обміну інформацією з будь-яких локальних се-тям.
Найчастіше пакет містить в собі такі основні поля або частини
Мал. 6.3.1. Структура інформаційного пакету
Стартова комбінація, або преамбула. яка забезпечує настройку апаратури адаптера або іншого мережевого пристрою для отримання і обробку пакета. Це поле може бути відсутнім або сво-диться до одного-єдиного стартовому биту.
Службова інформація. яка вказує на тип пакета, його номер, розмір, формат, маршрут його доставки, на те, що з ним треба робити приймача і т.д.
Дані - та інформація, заради передачі якої використовується даний пакет. Правда, існують спеціальні керуючі пакети, які не мають поля даних. Їх можна розглядати як мережеві команди. Пакети, що включають поле даних, називаються інфор-оннимі пакетами. Керуючі пакети можуть виконувати функцію початку сеансу зв'язку, кінця сеансу зв'язку, підтвердження прийому інформаційного пакета, запиту інформаційного пакета і т.д.
Контрольна сума пакета - це числовий код, що формується передавачем за певними правилами і містить в згорнутому вигляді інформацію про все пакеті. Приймач, повторюючи обчислення, зроблені передавачем, з прийнятим пакетом, порівнює їх резуль-тат з контрольною сумою і робить висновок про правильність або оши-бочность передачі пакета. Якщо пакет помилковий, то приймач запра-Шива надіслати його.
Стопова комбінація служить для інформування апаратури приймає абонента про закінчення пакета, забезпечує вихід апаратури приймача зі стану прийому. Це поле може отсутст-вовать, якщо використовується Самосінхронізірующійся код, дозволяю-щий визначити факт передачі пакета.
Нерідко в структурі пакета виділяють всього три поля:
· Початкове управляє поле пакету (або заголовок пакета), тобто поле, яке включає в себе стартову комбінацію, мережеві ад-Реса приймача і передавача, а також службову інформацію.
· Поле даних пакета.
· Кінцеве управляє поле пакету (або висновок, трей-лер), що включає в себе контрольну суму і стопову комбіна-цію, а також, можливо, службову інформацію.
Крім терміна "пакет" в літературі також використовується термін "кадр". Іноді під цими термінами мається на увазі одне і те ж, але іноді мається на увазі, що кадр вкладений в пакет. В цьому випадку всі перераховані поля кадру, крім преамбули і стоповою комбінації, відносяться до кадру. У пакет може також входити ознака початку кадру (в кінці преамбули). Така термінологія прийнята, наприклад, в мережі Ethernet. Але треба завжди пам'ятати, що фізично по мережі передається все-таки не кадр, а пакет (якщо, звичайно, розрізняти два ці поняття), і саме передача пакета, а не передача кадру, відповідає зайнятості мережі.
У процесі сеансу обміну інформацією по мережі (рис. 6.3.2) між передавачем і приймають абонентами відбувається обмін інформаційними і керуючими пакетами за встановленими правилами, званим протоколом обміну. Приклад найпростішого протоколу показаний на малюнку. В даному випадку сеанс зв'язку починається з запиту готовності приймача прийняти дані. У разі, коли приймач готовий, він посилає у відповідь керуючий пакет "Готовність". Якщо приймач не готовий, він відмовляється від сеансу іншим керуючим пакетом. Потім починається власне передача даних. При цьому на кожен отриманий пакет даних приймач відповідає пакетом підтвердження. У разі, коли пакет переданий з помилками, приймач запитує повторну передачу. Закінчується сеанс керуючим пакетом, яким передавач повідомляє про розрив зв'язку.
Існує безліч стандартних протоколів, які викорис-товують як передачу з підтвердженням (з гарантованою доставкою пакета), так і передачу без підтвердження (без гарантії доставки пакета).
Мал. 6.3.2. Порядок обміну інформацією в локальній мережі