Сетевые стандарты и спецификации

Международная организация по стандартизации ISO(Interna-tional Standardization Organization), представляющая собой всемирную федерацию национальных органов стандартизации, определяет стандарты как «документированные согла­шения, содержащие технические спецификации или другие точные критерии, которых следует придерживаться в качестве правил, директив или необходимых параметров, опре­деляющих соответствие материалов, продуктов, процессов и услуг своему назначению». Разработкой стан­дартов в сфере современных вычислительных сетей занимается международный Инсти­тут инженеров по электротехнике и электронике IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers).

В феврале 1980 года под эгидой IEEE был организован Комитет по стандартизации локальных и региональ­ных сетей (Local and Metropolitan Area Network Standards Committee), получивший на­звание Project 802 (мнемоническое числовое обозначение – «802» – от даты организации этого Комитета – «второй месяц восьмидесятого года»). В результате деятельности ряда подкомитетов, работающих в рамках Комитета Project 802, было принято семейство стандартов IEEE 802.x, которые содержат рекомендации по проектированию сетей и сетевых устройств.

Стандарты подкомитета 802.1 носят общий для всех технологий характер и включают определение локальных сетей и их свойств, а также описывают взаимодействие между собой различных технологий и построение более сложных сетей на основе базовых технологий. Эта группа стандартов носит общее название стан­дартов межсетевого взаимодействия (internetworking).

Подкомитет 802.2 разработал и поддерживает стандарт управления логическими связями LLC (Logical Link Control).

Стандарты 802.3, 802.4, 802.5 описывают технологии локальных сетей, которые появились в результате улучшений некоторых фирменных сетевых технологий. Так, основу стандарта 802.3 составила технология Ethernet, разработанная компаниями DEC, Intel и Xerox, которая изначально имела название Ethernet DIX. Стандарт 802.4 появился как обобщение технологии ArcNet компании Datapoint Corporation, а стандарт 802.5 в основном описывает технологию Token Ring компании IBM.

Отметим также тематику некоторых других стандартов, входящих в состав семейства 802.x:

802.6 – региональные сети MAN (Metropolitan Area Network);

802.7 – техническая консультационная группа по широкополосной передаче (Broadband Technical Advisory Group);

802.8 – техническая консультационная группа по волоконно-оптическим сетям (Fiber Optic Technical Advisory Group);

802.9 – интегрированные сети передачи голоса и данных (Integrated Voice and Data Networks);

802.10 – сетевая безопасность (Network Security);

802.11 – беспроводные сети (Wireless Networks);

802.16 – широкополосные беспроводные сети (Broadband Wire-less Networks).

Все протоколы, используемые семейством стандартов 802.x, схожи по структуре. Канальный уровень во всех протоколах 802.x разбит на два или более подуровня. Подуровень MAC(Medium Access Control – управление доступом к среде) отвеча­ет за управления доступом к среде передачи данных. Над MAC в иерархии находится подуровень LLC(Logical Link Control – управление логическим соединением), задача которого состоит в том, чтобы сделать различия стандартов 802.x невидимыми для сетевого уровня.

Подуровень MAC появился из-за существования в локальных сетях разделяемой среды передачи данных. Именно этот уровень обеспечивает корректное совместное использование общей среды, предоставляя ее в распоряжение той или иной станции в соответствии с определенным алгоритмом. После того, как доступ к среде получен, ею может пользоваться более высокий подуровень – LLC, организующий передачу логических единиц данных (кадров информации), с различным уровнем качества транспортных услуг. Подуровень LLC отвечает за передачу кадров данных между узлами с различной степенью надежности, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем. Именно через уровень LLC сетевой протокол запрашивает у канального уровня нужную ему транспортную операцию с нужным качеством. На уровне LLC существует несколько режимов работы, отличающихся наличием или отсутствием на этом уровне процедур восстановления кадров в случае их потери или искажения, то есть отличающихся качеством транспортных услуг этого уровня. Протоколы подуровней МAC и LLC взаимно независимы – каждый протокол уровня MAC может применяться с любым протоколом уровня LLC, и наоборот. Протокол LLC не зависит от выбора конкретной сетевой технологии. Протокол LLC обеспечивает для технологий локальных сетей нужное качество ус­луг транспортной службы, передавая свои кадры с помощью нескольких возможных процедур.

Протокол LLC занимает положение между сетевыми протоколами и протоколами подуровня MAC. Протоколы сетевого уровня передают через межуровневый интерфейс данные для протокола LLC – свой пакет, адресную информацию об узле назначения, а также требования к качеству транспортных услуг, которое протокол LLC должен обеспечить. Протокол LLC помещает пакет протокола верхнего уровня в свой кадр, который дополняется необходимыми служебными полями. Далее через межуровневый интерфейс прото­кол LLC передает свой кадр вместе с адресной информацией об узле назначения соответствующему протоколу уровня MAC, который упаковывает кадр LLC в свой кадр (например, кадр Ethernet).

В соответствии со стандартом 802.2 подуровень управления логическим соединением LLC предоставляет верхним уровням три типа процедур: LLC1, LLC2 и LLC3.

Процедура без установления соединения и без подтверждения LLC1 дает пользователю средства для передачи данных с минимумом издержек. Это так называемый дейтаграммный режим работы. Обычно этот вид процедуры используется, когда такие функции, как восстановление данных после ошибок и упорядочивание данных, выполняются протоколами вышележащих уровней, поэтому нет нужды дублировать их на подуровне LLC.

Процедура с установлением соединения и подтверждением LLC2 дает пользователю возможность установить логическое соединение перед началом передачи любого блока данных и, если это требуется, выполнить процедуры восстановления ошибок и упорядочивание потока этих блоков в рамках установленного соединения.

Для некоторых случаев, когда временные издержки установления логического соединения перед отправкой данных неприемлемы, а подтверждение о корректности приема переданных данных необходимо, предусмотрена дополнительная процедура, называемая процедурой установления соединения, но с подтверждением –LLC3.

Использование одного из трех указанных режимов работы подуровня LLC зависит от стратегии разработчиков конкретного стека (набора) протоколов.