Пакетная передача данных что это такое?

Пакетная передача данных

Сеть Интернет относится к сетям пакетной передачи данных.

Вся информация в сети передается исключительно небольшими порциями — пакетами. Любой Клиент и любой Сервер умеют преобразовывать поток передаваемой информации в набор отдельных пакетов и «склеивать» полученные пакеты обратно в поток информации.

Обычно размер пакетов в сети небольшой — от нескольких байт до нескольких килобайт.

Каждый пакет состоит из заголовка и информационной части.

Заголовок — это аналог почтового конверта. В заголовке указывается кому и от кого этот пакет передан — адрес отправителя пакета и адрес получателя, а также иная служебная информация, необходимая для успешной «склейки» пакетов получателем.

В информационной части — собственно сама передаваемая информация.

Адреса отправителя/получателя в заголовке пакета используется Сетевым Оборудованием для определения — куда какой пакет отправлять.

Применение пакетной передачи данных позволяет строить сеть таким образом, что маршруты доставки от одной точки сети до другой разных пакетов информации могут проходить по разным физическим каналам связи и, меняться в зависимости от их работоспособности или загрузки. Это значительно увеличивает «живучесть» сети в целом — даже если часть каналов связи будут неработоспособными, информация все равно может быть доставлена по другим работающим каналам.

Адресация

Чтобы информация безошибочно могла передаваться с одного компьютера на другой, необходимо наличие уникальных адресов, с помощью которых можно однозначно определить (идентифицировать) получателя информации. Подобно тому, как обычная почта доставляет почтовые отправления по адресам, включающим в себя область, город, улицу, дом, квартиру, так и в сети Internet информационные пакеты доставляются по адресам, только в адресе указываются не дома и улицы, а номера сетей, к которым подключен компьютер-получатель и номера самих компьютеров в этих сетях.

Итак, каждый компьютер, подключенный к сети Internet, имеет физический адрес (IP-адрес).

IP-адрес —это уникальный номер, однозначно идентифицирующий компьютер в Internet.

IP-адрес представляет собой четыре десятичных числа (от 0 до 255), разделенных точками, например, 194.67.67.97 (после последнего числа точка не ставится). Каждое число соответствует информационному объему в 1 байт или 8 бит.

Расшифровка такого адреса ведется слева направо. Обычно первый и второй байты — это адрес сети, третий байт определяет адрес подсети, а четвертый — адрес компьютера в подсети.

192.168.0.1

192.168.0.3

192.168.0.2

IP-адреса соединенных компьютеров.

В какой-то мере физический адрес аналогичен обычному телефонному номеру, однако, человеку пользоваться им неудобно. Поэтому в Интернет была введена Доменная Система Имен (DNS — Domain Name System).

Доменная система именставит в соответствие числовому IP-адресу компьютера уникальное доменное имя

Доменные имена и IP-адреса распределяются международным координационным центром доменных имен и IP-адресов (ICANN), в который входят по 5 представителей от каждого континента.

Основным преимуществом этой системы является наглядность. Адрес разбивается на несколько полей, причем ни количество полей, ни их размер не ограничены.

Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня — домены второго уровня — домены третьего уровня. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные — каждой стране соответствует двухбуквенный код) и административные (трехбуквенные).

России принадлежит географический домен ru. Давно существующие серверы могут относиться к домену su (СССР).

Административные	Тип организации	Географические	Страны
com	коммерческие	ca	Канада
edu	образовательные	de	Германия
gov	Правительственная США	jp	Япония
int	Международная	ru	Россия
mil	Военная США	su	СССР
net	Компьютерная сеть	uk	Англия
org	Некоммерческая	us	США

Доменные имена читаются справа налево. Домен верхнего уровня расположен в крайнем справа поле. Все остальные поля адреса отдаются на усмотрение страны, за которой закреплен домен верхнего уровня. Например левее индекса страны может стоять сокращенное название города: spb — Санкт-Петербург, e-burg — Екатеринбург и т.д. Затем может идти название организации, имеющей локальную сеть. Например, et — электротехнический университет. Далее может идти название подразделения: ok — отдел кадров.

Рассмотрим конкретный адрес: sch458.spb.ru. Домен высшего уровня ru означает, что компьютер с этим именем находится в Российской Федерации, затем идет домен второго уровня spb, что означает – в Санкт-Петербурге, и лишь домен третьего уровня — sch458 – реальный компьютер – соответствует организации, за которой числится данный доменный адрес – это имя в Интернете принадлежит нашей школе.

Все DNS-адреса преобразуются в IP-адреса с помощью специальных DNS-серверов, которые на узлах сети извлекают из баз данных символические имена и заменяют их физическими адресами компьютеров. На базе DNS-адресов строятся также адреса электронной почты и адреса информационных ресурсов Интернета.

IP-адрес или соответствующее ему доменное имя позволяют однозначно идентифицировать компьютер в сети Internet, но дело в том, что на компьютере может присутствовать множество различной информации в различных форматах, например, в виде файлов, электронных сообщений, страниц и т.п. Для того, чтобы можно было безошибочно получать нужную информацию и в нужном формате используется строка символов, которую называют универсальный указатель ресурса. Эта строка однозначно идентифицирует любой ресурс в сети Internet. Именно такая строка отображается вадресной строке браузера, когда мы осуществляем поиск в Internet

Универсальный указатель ресурса или URL(Universal Resource Locator) включает в себя протокол доступа к документу, доменное имя или IP-адрес сервера, на котором находится документ, а также путь к файлу и имя файла:

s UEsFBgAAAAAEAAQA8wAAAPQFAAAAAA== «/>http://yandex.ru/info/search.html

протокол

путь

файл

Доменное имя или IP-адрес

либо: http://213.82.46.1/info/search.html

Структура URL — универсального указателя ресурса.

В данном примере использован наиболее часто используемый протокол http:// – протокол передачи гипертекста.

Пакетная коммутация

Передача небольших битов данных по различным сетям называется пакетной коммутацией. Эти пакеты данных разбиваются на блоки, чтобы быстрее и эффективнее передавать их по сети. Он разрезается на пакеты данных в одном устройстве, а от этого устройства отправляется в другое, чтобы достичь места назначения, где все пакеты данных собираются и собираются заново. [1] Проще говоря, это способ разбиения файлов данных на более мелкие пакеты или части для того, чтобы лучше передавать их по разным сетям.

Cодержание

1. Функциональность
2. Режимы
   1. Пакетная коммутация без подключения
   2. Пакетная коммутация с ориентацией на подключение
3. Эффекты
   1. Профессионалы
   2. Против
4. История

Функциональность

Когда пользователи отправляют файл данных по сети, они часто отправляются не как целые документы, а как небольшие пакеты данных. Файл размером 5 мегабайт будет разделен на 512 байтовых пакетов, которые затем будут отправлены по сети. Каждый пакет содержит заголовок, содержащий 2 сетевых IP адреса:

1. IP-адрес отправителя — это IP-адрес, с которого отправляется файл данных. Он также называется передающим концом передачи данных.
2. IP-адрес назначения — это IP-адрес, на который должен быть отправлен пакет данных. Другими словами, это относится к принимающей стороне передачи данных.

Кроме того, заголовок также содержит число, которое определяет количество пакетов, содержащихся во всем фактическом файле данных. Когда пакеты теряются в сети, они отскакивают вокруг. Подскакиванием подразумевается передача пакета данных с одного маршрутизатора на другой до тех пор, пока он не достигнет IP-адреса конечного пункта назначения. Когда в сети остается несколько пакетов потерянных данных, это приводит к перегрузке сети и может замедлить работу всей системы. Для решения этой проблемы в заголовок был включен подсчет хмеля. Относится к количеству случаев, когда пакет данных может передаваться с одного маршрутизатора на другой. Максимальное количество прыжков назначается для каждого пакета. Это число прыжков уменьшается каждый раз, когда пакет проходит через маршрутизатор. Когда достигается максимальное количество переходов до прибытия пакета в пункт назначения, он удаляется этим маршрутизатором. Это одна из причин потери пакетов. [2]

Режимы

Двумя основными режимами пакетной коммутации являются

Пакетная коммутация без подключения

Каждый отдельный пакет в этом типе сети пакетной коммутации содержит полную информацию о маршрутизации и индивидуально маршрутизируется внутри сети до адреса назначения. Могут быть несколько режимов передачи, которые зависят от различных нагрузок на доступные узлы в сети. В этой системе каждый из пакетов соответствует инструкциям, представленным в заголовке пакета. Сюда входит информация, необходимая для облегчения повторной сборки пакетов данных с целью создания всего файла данных. [3]

1. Адрес назначения
2. Адрес источника
3. Общее количество материалов
4. Порядковый номер (секвенировочный номер), который необходим для облегчения обратной сборки.

Пакетная коммутация с ориентацией на подключение

Этот режим пакетной коммутации также называется виртуальной коммутацией цепей. Отдельные пакеты данных в этом режиме передаются последовательно по заранее определенному и идентифицированному маршруту. Эти пакеты собираются с помощью уникального порядкового номера и затем транспортируются по сети на определенный IP-адрес назначения в порядке убывания. Нет необходимости включать адресную информацию в пакет для этого режима. [4]

Эффекты

Исторически сложилось так, что протокол коммутации каналов обычно используется с ISDN соединением для телефонных сетей. [5] Пакетная коммутация является его альтернативой. Ниже приведены некоторые из плюсов и минусов использования пакетной коммутации с коммутатором цепи:

Профессионалы

• Это более эффективное использование общей пропускной способности сети благодаря ее гибкости в маршрутизации небольших пакетов по общим каналам связи.
• Зачастую их строительство обходится дешевле, поскольку требуется меньше оборудования.
• Это надежнее. Когда пакет не прибывает в пункт назначения, как ожидалось, и принимающий компьютер обнаруживает отсутствие одного пакета, он запрашивает его для отправки повторно.
• Он предлагает автоматическую перемаршрутизацию, если какой-либо узел терпит неудачу в пути.
• Он не имеет связанных линий и может легко обойти сломанные участки сети.
• По мере роста числа клиентов, по сравнению с коммутацией каналов, сеть должна расширяться медленно.

Против

• Прием сообщений происходит с большими задержками из-за времени, необходимого для упаковки и маршрутизации пакетов. Для большинства приложений этих задержек недостаточно, чтобы быть существенными, но для высокопроизводительных приложений, таких как видео в реальном времени, часто требуется дополнительная технология Quality of Service (QoS) для достижения требуемого уровня производительности.
• Общие физические соединения рискуют потенциальным нарушением сетевой безопасности. Соответствующие меры безопасности должны соответствовать протоколам и другим соответствующим элементам в сетях пакетной коммутации.
• Не подходит для небольших пакетов данных — если сам пакет данных составляет всего 600 байт, то с адресной информацией необходимо использовать два пакета по 512 байт.
• Непредсказуемая задержка.

История

Пакетная коммутация, как и разработка гипертекста, является концепцией, которая может быть приписана Полу Барану в начале 1960-х годов, а затем независимо, через несколько лет, Дональду Дэвису и Леонарду Кляйнроку. Исследования Дэвиса и Кляйнрока в области коммутации цифровых сообщений помогли Барану построить ARPANET или первую сеть пакетной коммутации, которой, как стало известно позже, смогут пользоваться многие, как и Интернет.

«Эта концепция пакетной коммутации представляла собой радикальный сдвиг парадигмы от преобладающей модели сетей связи, использующих выделенные аналоговые схемы, построенные в первую очередь для аудиосвязи, и создала новую модель дискретных цифровых систем, разбивающих сообщения на отдельные пакеты, которые передаются независимо и затем собираются обратно в исходное сообщение на дальнем конце». [6]

Пакетная коммутация — это прорыв, который постоянно развивается с момента своего зарождения. Бесчисленные часы исследований, проведенных блестящими умами, все еще работают над усовершенствованием этой технологии, чтобы сделать ее доступной для всех, что подтверждается более ранним успехом, который она установила. Это потребует многих лет и миллиардов денег, но все это будет того стоить.

Особенности пакетной передачи данных по компьютерным сетям

Передача основана на различных стандартах. Различие определяется используемыми соединениями (типом каналов), архитектурой, топологией сетей, реализуемой политикой защиты в сетях, операционными системами, установленными на рабочих станциях и другими элементами. Информация делится на порции во всех случаях (пакеты, кадры, блоки).

Каждый пакет данных (в зависимости от стандарта) может быть от нескольких байт до нескольких килобайт; служебная информация – адреса, тип протокола, избыточная информация для нахождения и исправления ошибок в передаваемой информации.

Схема пакета:

начало пакета | преамбула + идентификатор приемника + идентификатор передатчика + управляющая информация + данные + контрольная сумма + стоповая комбинация | конец пакета

Каждый пакет сообщения нумеруется, чтобы приемник смог поставить пакеты в нужном порядке.

Заголовок — это аналог почтового конверта. В заголовке указывается кому и от кого этот пакет передан — адрес отправителя пакета и адрес получателя, а также иная служебная информация, необходимая для успешной «склейки» пакетов получателем.

В информационной части — собственно сама передаваемая информация.

Адреса отправителя/получателя в заголовке пакета используется Сетевым Оборудованием для определения — куда какой пакет отправлять.

Применение пакетной передачи данных позволяет строить сеть таким образом, что маршруты доставки от одной точки сети до другой разных пакетов информации могут проходить по разным физическим каналам связи и, меняться в зависимости от их работоспособности или загрузки. Это значительно увеличивает «живучесть» сети в целом — даже если часть каналов связи будут неработоспособными, информация все равно может быть доставлена по другим работающим каналам.

60. Модель ISO/OSI

Семиуровневая модель OSI. Для единого представления данных в сетях с неоднор-ми ус-ми и программным обеспечением международная организация по стандартам ISO (International Standardization Organization) разработала базовую модель связи открытых систем, OSI (Open System Interconnection).

Модель описывает правила и процедуры передачи данных в разл-х сетевых средах при организации сеанса связи. Осн-ми эл-ми модели являются уровни.

Модель является основой для разработки сетевых протоколов.

OSIразделяет коммуникационные функции в сети на семь уровней.

РИС. 11 Схема взаимодействия компьютеров в базовой эталонной модели OSI

Наим-е уровня	Функция
Прикладной	Предст-т набор интерфейсов, позв-щий получить доступ к сетевым службам
Представления	Преобразует данные в общий формат
Сеансовый	Поддержка взаимод-я (сеанса) между удаленными процессами
Транспортный	Упр-т перед-й данных по сети, обесп-т подтвержд-е передачи
Сетевой	Маршрутизация, упр-е потоками данных, адресации сообщ-й для доставки, преобр-е лог-х сетевых адресов и имен в соотв-щие им физические
Канальный	Управляет формирование кадров и доступом к среде
Физический	Битовые протоколы передачи данных

Физический уровень выполняет следующие функции:

• установление и разъединение физических соединений;

• передача сигналов в последовательном коде и прием;

• прослушивание, в нужных случаях, каналов; * идентификация каналов;

• оповещение о появлении неисправностей и отказов.

Задачи канального уровня:

• брать пакеты, поступающие с сетевого уровня и готовить их к передаче, укладывая в кадр соответствующего размера;

• определять, где начинается и где заканчивается блок;

• обнаруживать ошибки передачи.

Сетевой уровень обеспечивает:

• прокладку каналов, соед-щих абонентские и административные системы через коммуникационную сеть, * выбор наиболее быстрого и надежного пути.

В функции транспортного уровня входят:

• управление передачей по сети и обеспечение целостности пакетов данных;

• обнар-е ошибок, частичная их ликвидация и сообщ-е о неиспр-х ошибках;

• восстановление передачи после отказов и неисправностей;

• укрупнение или разделение пакетов данных;

• предост-е приоритетов при передаче пакетов (нормальная или срочная);

• ликвидация пакетов при тупиковых ситуациях в сети.

Наиболее распр-ные протоколы транспортного уровня включают в себя:

• TCP (Transmission Control Protocol) протокол упр-я передачей стека TCP/IP;

• UDP (User Datagram Protocol) польз-ский прот-л дейтаграмм стека TCP/IP;

На сеанс-м ур-не опр-ся, какой будет передача между 2я приклад-ми проц-ми:

• полудуплексной (half duplex; процессы или средства будут передавать и принимать данные по очереди);

• дуплексной (duplex или full duplex; процессы или средства будут передавать и принимать данные одновременно).

Представительный уровень выполняет следующие основные функции:

• генерация запросов на устан-е сеансов взаимод-я прикладных процессов;

• представление графического материала (чертежей, рисунков, схем);

• засекречивание данных; * передача запросов на прекращение сеансов.

Прикладной уровень выполняет следующие функции:

• передача файлов; * управление заданиями;

• идентификация польз-лей по их паролям, адресам, электронным подписям;

• опр-е кач-ва обсл-я (вр. доставки блоков данных, доп-мой частоты ошибок);

• соглашение об исправлении ошибок и определении достоверности данных.

К числу наиболее распр-х протоколов верхних трех уровней относятся:

• FTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов;

• X.400 — электронная почта;

• Telnet — работа с удаленным терминалом;

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — простой протокол почтового обмена.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Принципы пакетной передачи.

Режимы передачи данных. Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: передатчик, сообщение, средства передачи, приемник.

Передатчик — устройство, являющееся источником данных. Приемник — устройство, принимающее данные.

Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство.

Сообщение — цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи.

Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.

Средства передачи — физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

Для характеристики процесса обмена сообщениями в вычислительной сети по каналам связи используются следующие понятия: режим передачи, код передачи, тип синхронизации.

Существуют три режима передачи: симплексный, полудуплексный и дуплексный.

Симплексный режим – передача данных только в одном направлении. Примером симплексного режима передачи является система, в которой информация, собираемая с помощью датчиков, передается для обработки на ЭВМ. В вычислительных сетях симплексная передача практически не используется.

Полудуплексный режим — попеременная передача информации, когда источник и приемник последовательно меняются местами.

Пример работы в полудуплексном режиме – разведчик, передающий в Центр информацию, а затем принимающий инструкции из Центра.

Дуплексный режим – одновременные передача и прием сообщений. Дуплексный режим является наиболее скоростным режимом работы и позволяет эффективно использовать вычислительные возможности быстродействующих ЭВМ в сочетании с высокой скоростью передачи данных по каналам связи. Пример дуплексного режима – телефонный разговор.

Способы передачи цифровой информации. Цифровые данные по проводнику передаются путем смены текущего напряжения: нет напряжения — «0», есть напряжение – «1». Существуют два способа передачи информации по физической передающей среде: цифровой и аналоговый.

При цифровом или узкополосном способе передачи данные передаются в их естественном виде на единой частоте. Узкополосный способ позволяет передавать только цифровую информацию, обеспечивает в каждый данный момент времени возможность использования передающей среды только двумя пользователями и допускает нормальную работу только на ограниченном расстоянии (длина линии связи не более 1000 м). В то же время узкополосный способ передачи обеспечивает высокую скорость обмена данными – до 10 Мбит/с и позволяет создавать легко конфигурируемые вычислительные сети. Подавляющее число локальных вычислительных сетей использует узкополосную передачу.

Аналоговый способ передачи цифровых данных (рис. 6.11) обеспечивает широкополосную передачу за счет использования в одном канале сигналов различных несущих частот.

Пакетная передача данных – это фундаментальная техника передачи данных по одной линии связи между множеством компьютеров.

Если несколько компьютеров делят между собой один и тот же ресурс (принтер, локальную сеть, базу данных и прочее), то такой ресурс называют разделенным. При этом возникает вопрос, как правильно распределить этот совместно используемый ресурс, чтобы «всем досталось поровну»? Для разделенных сетей передачи данных этот вопрос решается благодаря передаче данных с помощью пакетов.

Действительно, как быть, если по одной и той же сети (в смысле – линии связи) от компьютера A к компьютеру B надо передать один файл, а от компьютера C компьютеру D надо передать другой файл? Можно дождаться окончания передачи от A к B, и затем приступить к передаче от C к D. Но если к сети подключено много компьютеров, а не четыре, то тогда такие ожидания могут длиться часами.

Альтернатива – ограничить количество данных, которые компьютер может послать единовременно. Для этого компьютеры должны разбивать передаваемую информацию на очень мелкие порции (пакеты), подписывать на каждом пакете имена отправителя и адресата, и по очереди отправлять в сеть свои пакеты. Сеть становится конвейером, по которому каждый компьютер имеет поочередный доступ: когда подходит очередь до конкретного компьютера, он отсылает один пакет и передает эстафету другому. Такая идея называется коммутацией пакетов, а порция данных, отсылаемая в единицу времени, называется пакетом.

Пакетную передачу данных используют сеть Интернет, локальные и территориально-распределенные сети. Каждый компьютер в таких сетях имеет свой уникальный номер, называемый адресом. Для правильной адресации в каждый пакет включаются адреса отправляющего и принимающего компьютера.

Пакетная передача данных

Чаще пользователей интересуют сотовые сети. Второе поколение 2G существенно ускорило пакетную передачу данных. Ключом явилось использование технологии GPRS. Последующие стандарты, включая поколения 5G, считают исключительно надстройками. Сети предпочитают работать со структурированной информацией, добиваясь весомых преимуществ: повышение скорости, возможность коррекции ошибок, оптимизация логистики, постдоставка. Современный интернет – услуга сугубо пакетированная.

Пакет

Пакет – определённым образом сформированный объем данных, передаваемых сетью.

Почему использование упорядоченной структуры позволяет ускорить отправку? Информация будет передаваться небольшими порциями. Вместо частотной, временной коммутации каналов начинают применять пакетную. Аппаратура располагает большими возможностями автоматизации, оптимизации распределения ресурсов меж абонентами. Становится доступным назначить каждому устройству скорость, реализуя заявленные операторами тарифные планы.

Простейшее определение даёт журнал Наука и жизнь (№11, 2000):

• Сервер нарезает сформированную информацию порциями оговорённой длины. Снабжает посылки заголовком. Порция называется пакетом.

Направление в сети интернете выбирает IP-маршрутизатор. Мобильной связью заведуют базовые вышки. Сменяющиеся поколения пакетной передачи заставляют провайдеров модернизировать оборудование. Относиться легкомысленно нельзя – клиенты заклюют. Так Билайн, имевший подавляющее преимущество, отдал ветку первенства МТС. Мегафон идёт вдогонку. Сегодня выигрывает правильно избравший дорогу.

Структура

Преамбулу, формат определяет протокол. Последовательный порт RS-232 предусматривает наличие стартовых битов. Заголовок иногда содержит адрес абонента, обязательно присутствует полезная информация, опционально – контрольная. Длина пакета (MTU), измеряемая байтами, строго фиксирована. Меж посылками соблюдают интервал молчания. Антонимом называют непрерывную передачу информации последовательностью битов.

Структура слоёв OSI:

1. Второй (канальный, связи данных) – кадр.
2. Третий (данных) – пакет.
3. Четвёртый (транспортный) – датаграмма.

TCP-сегмент, являющийся составной частью датаграммы IP-протокола, содержит несколько пакетов, разбитых кадрами. Представление данных определено стандартом. PPP использует 8-битные байты, специальные элементы выступают разделителями. Эксперты, объясняя новичкам понятие пакета, предлагают модель письма:

1. Заголовок – эквивалент конверта.
2. Полезная информация – листок бумаги внутри.

Заголовок IP-пакета содержит следующие набор сведений:

1. Версия (IPv4, IPv6) – 4 бита.
2. Длина заголовка – 4 бита.
3. Приоритет (QoS) – 8 бит.
4. Длина пакета – 16 бит.
5. Слот идентификации группы – 16 бит.
6. 3 бита фрагментации:
   • Всегда нуль.
   • Допустимость разбиения на части.
   • Наличие иных частей текущего пакета, идущих следом.

Адрес

Сетевые пакеты снабжены двумя адресами:

1. Отправитель.
2. Получатель.

Выявление/коррекция ошибок

Поддерживается различными слоями протокола. Распространённые методики контроля:

• Контрольная сумма.
• Бит чётности.
• Циклический код избыточности.

Иногда возможна модификация битых пакетов промежуточными звеньями передачи.

Счётчик прыжков

Встретив ошибку сети, пакет должен перестать бесцельно грузить сеть. Посланию назначают время жизни. Величина снижается каждой промежуточной точкой. Увидев нулевое время жизни, устройства уничтожают информацию. Сети Ethernet, лишённые возможности контролировать процесс аннулирования, подвергаются широковещательным штормам. Часть вызвана намеренной атакой хакеров.

Длина

Иногда размер указывают прямо, отдельные сети эксплуатируют принцип временного деления канала.

Приоритет

QoS стал притчей во языцех, отнимая 20% полосы пропускания сети, используемой для передачи приоритетных пакетов «срочно».

Полезная нагрузка

Непосредственно информационное сообщение, контрольная информация.

Примеры

Структурированные данные помогли увеличить производительность отдельных областей науки/техники.

Пакетный поток MPEG

Спецификация пакетированной передачи (PES) определена стандартом MPEG-2. Любопытный нюанс: использующие технологию программы ПК выполняют аналогичную работу, минуя сеть.

Заголовок

1. Старт-код:
   • Префикс длиной 3 байта – шестнадцатеричная единица.
   • Идентификатор потока длиной 1 байт – аудио, видео…
2. Длина пакета – 2 байта. Может быть нулевой, неопределённой для потоков видео.
3. Опциональный заголовок PES переменной длины.
4. Длина битов начинки.
5. Передаваемые данные.

Опциональный заголовок

1. Маркерные биты – 0х02.
2. Контроль шифрования. 0 – отсутствие скремблирования.
3. Приоритет – 1 бит.
4. Индикатор выравнивания – 1 бит. 1 – после заголовка непосредственно идёт информация.
5. Авторское право – 1 бит. 1 – защищённое произведение.
6. Оригинальность копии – 1 бит. 1 – содержит оригинал.
7. Индикатор PTS DTS – 2 бита. 11 – оба, 10 – PTS.
8. Флаг ESCR – 1 бит.
9. Флаг скорости ES – 1 бит.
10. Флаг режима DSM – 1 бит.
11. Флаг дополнительной копии информации – 1 бит.
12. Флаг CRC – 1 бит.
13. Флаг расширения – 1 бит.
14. Длина заголовка PES – 8 бит. Протяжённость оставшегося сегмента, имеющего переменную длину.
15. Опциональные поля.
16. Биты начинки – 0хff.

Технология призвана ускорить сети второго поколения сотовой связи. Пакетную передачу считают европейским ответом развитию концепции цифровой передачи CDPD (начало 90-х) и режиму i-mode. Основу GPRS составил разработанный ранее (1991-1993) стандарт CELLPAC. Пакетную передачу внедрили в 2000 году, окончив эпоху второго поколения сотовых сетей, создав пристройки:

• 2,5 G.
• 2,75 G.

Стандарт предполагает передачу IP-пакетов, реализуя туннельный протокол.

Функции

1. СМС.
2. ММС.
3. Мессенджеры.
4. P2P.
5. P2M.
6. Интернет.

Туннельный протокол

Группа протоколов специально предназначена доставлять пакеты посредством беспроводной связи. Используется сетями GSM, UMTS, LTE. LTE существенно увеличивает скорость, благодаря модернизации ядра сети, использованию сигнальных процессоров, структура пакетов наследуется от GPRS и HSPA. Система запрос-ответ блокирует лишний расход ресурсов. Предваряя отправку сообщения, точка оценивает доступность получателя, создаёт туннель – канал передачи информации. Словами 3GPP, туннельный протокол означает – вариант IPv6-интерфейса. Структурно образован тремя составляющими:

1. GTP-C (control). Функционирует сугубо внутри ядра сети. Управляет активацией, деактивацией, обновлением сессии, предоставляет QoS-приоритет. Создаёт, удаляет контекст PDP, определяет достижимость адресата.
2. GTP-U (user). Заведует переносом пакетов IPv4, IPv6, PPP меж ядрами сетей и средствами беспроводной связи.
3. GTP` (первичный). Управляет связью разрозненных частей сети.

Заголовок идентичен TCP/UDP. Пример версии 1:

1. Номер версии – 3 бита. GTPv1 = 1.
2. Тип протокола – 1 бит. GTP` = 0.
3. Зарезервировано – 1 бит. Должен быть 0.
4. Флаг расширения заголовка – 1 бит.
5. Флаг номера последовательности – 1 бит.
6. Флаг номера N-PDU – 1 бит.
7. Тип сообщения – 8 бит.
8. Длина сообщения 16 бит.
9. Идентификатор конечной точки – 32 бита.
10. Номер последовательности – 16 бит. Присутствует опционально. Содержание задаётся флагами.
11. Номер N-PDU – 8 бит. Присутствие задаётся флагами.
12. Тип заголовка следующего расширения – 8 бит.

Туннель позволяет менять абоненту местоположение, заведуя непрерывной передачей информации.

Туннель наводится меж узлами – точками, поддерживающими GPRS. Каждая снабжена входным Gn-интерфейсом. Имеются 2 глобальные разновидности:

1. Врата (шлюзовый узел). Главный компонент, разделяющий среду GPRS и внешнюю часть (интернет, Х.25…). Извне врата выглядят подсетью, укрывая подробности реализации протокола. Происходит двунаправленная конвертация пакетов PDP-IP. Здесь находится пул.
2. Служба (обслуживающий узел). Составная часть базовых станций, мобильного оборудования. Поддерживает GPRS, UMTS. Занимается выслеживанием других служб-оппонентов, поддерживает функции контроля доступа. Подключается к базовым станциям GERAN посредством интерфейсов Gb, Iu; UTRAN – Iu. Переносит пакеты беспроводными путями.

Точка доступа

Имеет несколько определений:

1. IP-сеть подключения.
2. Набор настроек, описывающих соединение.
3. Соответствующая опция телефонного аппарата.

После формирования телефоном PDP-пакета выбирается APN (имя точки доступа). Настройки вводят вручную, либо заказывают автоматические. Точка доступа заведует отправкой адресов ДНС-серверу, получением адреса IP ресурса. Затем начинается передача контента:

• WAP.
• SMS.
• MMS.
• E-mail.
• WWW.

PDP-контекст

Контекст пакетированного протокола данных (IP, X.25, FrameRelay) – структура, передаваемая участникам связи. Содержит информацию о сессии абонента. Мобильный телефон, запрашивающий информацию, формирует структуру, направляя ближайшему звену цепи:

• IP-адрес абонента.
• IMSI.
• Туннельная точка врат.
• Туннельная точка службы.

Опорные точки и интерфейсы

Некоторые экземпляры рассматриваемых структур упоминались выше. Интерфейсы:

1. Ga – помогает передать запись деталей вызова.
2. Gb – интерфейс подключения службы к базовой станции.
3. Iu – врата меж контроллером беспроводной сети и службами.
4. Gc – интерфейс получения вратами детальной информации, описывающей базовую станцию.
5. Gd – соединяет SMS врата со службами.
6. Ge – интерфейс служба-точка контроля сервиса.
7. Gf – интерфейс служба-реестр идентификаторов оборудования.
8. Gi – интерфейс врата-публичная сеть (иногда интернет).
9. Gmb – интерфейс врата-центр службы вещания.
10. Gn – интерфейс общения служб.
11. Gp – интерфейс служба-внешние врата.
12. Gr – интерфейс служба-базовая сеть.
13. Gs – интерфейс служба-реестр базовой сети.
14. Gx – интерфейс онлайн политики врата-функция правил оплаты.
15. Gy – интерфейс врата-система онлайн оплаты.
16. Gz – интерфейс оффлайн оплаты врата-система GTP`.
17. Lg – интерфейс служба-центра базирования мобильных врат.
18. S6d – интерфейс служба-сервер домашних абонентов.
19. S3 – интерфейс служба-объект управления мобильностью.

GPRS расширял функционал GSM, HSPA выполняет аналогичную роль касательно UMTS. Различаются два подвида:

1. Нисходящая ветвь (загрузка информации станцией) – 14 Мбит/с.
2. Восходящая ветвь (приём информации станцией) – 5,76 Мбит/с.

Потоки разнесены ввиду разных техник, скоростей. Протоколы пакетной передачи удваивают скорости оригинального стандарта.

HSDPA

Усовершенствованный вариант протокола третьего поколения. Чаще называют 3G+, 3.5 G, Turbo G. Представлен пятым релизом 3GPP. Седьмой выпуск ввёл понятие HSPA+, предоставляющий преимущества благодаря:

1. Модуляции 64QAM.
2. Множественное кодирование MIMO.
3. Двуячеячные операции HSDPA (два канала шириной 5 МГц).

Наконец, релиз 11 достиг планки 337,5 Мбит/с.

HSUPA

Добавляет новый транспортный канал. Последовали улучшения, дублирующие HSDPA:

1. Мультикодированная передача.
2. Сокращение время отклика (TTI).
3. Новое управление избыточностью, ускоряющее коррекцию ошибок.

Пакетная передача дополнена принципом гарантированного запроса. Оболочка выбирает количество абонентов, устанавливает время связи. Разрешается передача данных без авторизации, используется VoIP. Скорость устанавливается по факту соединения. Контролируемый оболочкой звонок получается заданные характеристики.