Informațiile din rețelele locale, de regulă, sunt transmise în porțiuni separate, numite pachete din diverse surse. cadre sau blocuri. Iar lungimea maximă a acestor pachete este strict limitată (de obicei câteva kilobyte). Lungimea pachetului este, de asemenea, limitată de jos (de obicei mai multe duzini de octeți). Alegerea transferului de pachete implică câteva considerente importante.
Rețeaua locală, așa cum sa menționat deja, ar trebui să ofere o comunicare de înaltă calitate și transparentă tuturor abonaților (calculatoarelor) rețelei. Parametrul cel mai important este așa-numitul timp de acces, care este definit ca intervalul de timp dintre disponibilitatea de transmisie a abonatului (când are ce să transmită) și momentul la care începe transferul. Acesta este timpul de așteptare pentru ca abonatul să înceapă transmiterea. Desigur, nu ar trebui să fie prea mare, altfel valoarea vitezei integrate reală a transferului de informații între aplicații va scădea foarte mult, chiar și cu comunicații de mare viteză.
Așteptarea inițierii transmisiei se datorează faptului că mai multe transmisii nu pot apărea simultan în rețea (în orice caz, în cazul topologiilor, a magistralei și a inelului). Există întotdeauna numai un transmițător și un receptor (rareori - mai mulți receptoare). Altfel, informațiile de la diferiți emițători sunt amestecate și distorsionate. În acest sens, abonații își transmit informațiile la rândul lor. Și pentru fiecare abonat, înainte de a începe transferul, trebuie să așteptați rândul tău. Acesta este timpul de așteptare pentru rândul dvs. și nu există timp de acces.
Dacă toate informațiile necesare au fost transmise de un abonat simultan, continuu, fără a fi împărțite în pachete. atunci acest lucru ar duce la confiscare monopolistă a rețelei de către acest abonat de foarte mult timp. Toți ceilalți abonați ar trebui să aștepte până la sfârșitul transferului tuturor informațiilor, care, într-o serie de cazuri, ar putea necesita zeci de secunde sau chiar minute (de exemplu, atunci când se copiază conținutul întregului hard disk). Pentru a egaliza drepturile tuturor abonaților, precum și pentru a face timpul de acces la rețea și rata de transfer integrală a informației aproximativ aceeași pentru toate acestea, se aplică pachete (cadre) cu o lungime limitată. De asemenea, este important ca atunci când se transmit matrice mari de informații, probabilitatea de eroare datorată perturbațiilor și eșecurilor este destul de ridicată. De exemplu, dacă probabilitatea unei singure erori în rețelele locale este de 10 -8, pachetul de 10 kbps va fi distorsionat cu o probabilitate de 10 -4. și o matrice cu o lungime de 10 Mbit este deja cu o probabilitate de 10 -1. În plus, este mult mai dificil să se detecteze o eroare într-o serie de mai multe megaocteți decât într-un pachet de mai mulți kilobyte. Și dacă se găsește o eroare, va trebui să repetați transferul întregii matrice mari. Dar chiar și cu retransmisia unei matrice mari, probabilitatea unei erori este din nou ridicată, iar acest proces poate fi repetat pe termen nelimitat dacă matricea este prea mare.
Pe de altă parte, pachetele relativ mari au avantaje față de pachetele foarte mici. de exemplu, înainte de o transmisie de date de octet (8 biți) sau cuvânt cu cuvânt (16 biți sau 32 de biți).
Există o lungime optimă a pachetului (sau intervalul optim de lungimi de pachete) la care viteza medie a schimbului de informații în rețea va fi maximă. Această lungime nu este o valoare constantă, aceasta depinde de nivelul de interferență, metoda de control de comunicare, numărul de abonați, natura informațiilor transmise, și mulți alți factori. Există o serie de lungimi apropiate de cele optime.
Astfel, procesul de schimb de informații într-o rețea este o intercalare a pachetelor. fiecare dintre acestea conținând informații transmise de la abonat abonatului.
Fig. 4.1. Transmiterea pachetelor în rețea între doi abonați
În cazul special (Figura 4.1), toate aceste pachete pot fi transmise de către un abonat (când alți abonați nu doresc să transmită). Dar, de obicei, pe pachetele alternative de rețea. trimise de diferiți abonați (figura 4.2).
Fig. 4.2. Transmiterea pachetelor în rețea între mai mulți abonați
Structura și dimensiunile pachetului din fiecare rețea sunt definite rigid de standardul acestei rețele și sunt conectate, în primul rând, la caracteristicile hardware ale acestei rețele, la topologia aleasă și la tipul de mediu de transmisie a informațiilor. În plus, acești parametri depind de protocolul utilizat (ordinea schimbului de informații).
Dar există câteva principii generale pentru structura pachetului. care iau în considerare trăsăturile caracteristice ale schimbului de informații în orice rețea locală.
Cel mai adesea pachetul conține următoarele câmpuri sau părți principale (Figura 4.3):
Fig. 4.3. Structura tipică a pachetelor
O combinație bit inițială sau o preambulă care permite ca adaptorul sau alt dispozitiv de rețea să fie preconfigurați pentru a primi și procesa pachetul. Acest câmp poate fi complet absent sau poate fi redus la un singur bit inițial.
· Informații despre serviciu, care pot indica tipul de pachet. numărul, dimensiunea, formatul, calea de livrare, ce ar trebui să facă receptorul cu acesta etc.
• Datele (câmpul de date) sunt acele informații de dragul transmiterii cărora este utilizat pachetul. Spre deosebire de toate celelalte câmpuri ale pachetului, câmpul de date are o lungime variabilă, care, de fapt, determină lungimea totală a pachetului. Există pachete speciale de control. care nu au un câmp de date. Ele pot fi considerate comenzi de rețea. Pachete. inclusiv câmpul de date, se numesc pachete de informații. Pachetele de control pot efectua funcția de pornire și încheiere a sesiunii de comunicare, confirmând recepția pachetului de informații. solicitând un pachet de informații, etc.
· Combinația stop este utilizată pentru a informa echipamentul de recepție despre sfârșitul pachetului. furnizează ieșirea echipamentului receptor de la starea de recepție. Acest câmp poate să lipsească dacă se utilizează un cod de sincronizare. Aceasta vă permite să determinați sfârșitul transferului pachetului.
Fig. 4.4. Învelișul unui cadru într-un pachet
Deseori în structura pachetului există doar trei câmpuri:
· Câmpul datelor din pachete.
· Câmpul de control final al pachetului (concluzie, remorcă), care include combinația sumă de control și oprire, precum și, eventual, informații privind serviciul.
După cum sa menționat deja, pe lângă termenul "pachet" (pachet), termenul "cadru" este adesea găsit în literatură. Uneori acești termeni înseamnă același lucru. Dar uneori se presupune că cadrul și pachetul sunt diferite. Și nu există nici o unitate în explicarea acestor diferențe.
Unele surse afirmă că cadrul este încorporat în pachet. În acest caz, toate câmpurile listate ale pachetului, cu excepția combinației preambul și oprire, se referă la cadru (Figura 4.4). De exemplu, în descrierile de rețea Ethernet se spune că începutul cadrului este trimis la sfârșitul preambulului.
În altele, dimpotrivă, opinia este susținută că pachetul este inclus în acest cadru. Și apoi pachetul este doar informație. conținută în cadru. care este transmis prin rețea și este echipat cu câmpuri de serviciu.
Pentru a evita confuzia, în acest curs, termenul "pachet" va fi folosit ca o mai ușor de înțeles și universal.
În timpul sesiunii de schimb de informații prin rețea între abonați de transmitere și primire, pachetele de informații și de control sunt schimbate în conformitate cu regulile stabilite, numite protocol de schimb. Aceasta permite transmisia fiabilă a informațiilor la orice intensitate de schimb pe rețea.
Un exemplu de protocol simplu este prezentat în Fig. 4.5.
Fig. 4.5. Exemplu de schimb de pachete în timpul unei sesiuni de comunicare
Fig. 4.6. Sistem de atașare a pachetelor pe mai multe niveluri
Fiecare pachet imbricat următor poate conține propriile informații de serviciu, aflate atât înaintea datelor (antetul), cât și după ele (remorca), iar scopul său poate fi diferit. Fără îndoială, ponderea informațiilor auxiliare în pachete crește cu fiecare nivel următor, ceea ce reduce rata efectivă a datelor. Pentru a crește această viteză, este de preferat ca protocoalele de schimb să fie mai simple, iar nivelurile acestor protocoale sunt mai mici. În caz contrar, nici o rată de biți nu va ajuta și o rețea rapidă poate transmite un fișier mai mult decât o rețea lentă. care utilizează un protocol mai simplu.
Procesul invers de despachetare secvențială a datelor de către receptor se numește decapsulare de pachete.