Systémy pro sběr a přenos dat

Transkript

1 Systémy pro sběr a přenos dat propojování distribuovaných systémů modely Klient/Server, Producent/Konzument koncept VFD (Virtual Field Device)

2 Propojování distribuovaných systémů Používá se pojem internetworking lze si pod ním představit propojování jednotlivých segmentů i celých sítí Důvody pro propojování sítí potřeba přenosu dat mezi technologiemi různých parametrů počítačové sítě telekomunikační sítě průmyslové distribuované systémy překonání technických omezení/překážek např. dosah kabelových segmentů je omezený (10Base2: 185 metrů), omezený je i počet uzlů které lze připojit ke kabelu optimalizace fungování sítě snaha regulovat tok dat, zamezení zbytečného šíření provozu,. implementace nejrůznějších strategií a opatření (oprávnění k přístupu, správné směrování atd.)

3 Propojování distribuovaných systémů Důvody pro propojování sítí fyzikální podstata některých druhů kabeláže hlavně kroucené dvoulinky a optických vláken lze je použít jen jako dvoubodové spoje, mnohdy pouze jednocestné nelze na nich dělat odbočky, rozbočení musí být realizováno elektronickou cestou, prostřednictvím propojovacích prvků zpřístupnění vzdálených zdrojů např. přístup ke vzdáleným FTP archivům, WWW serverům využití výpočetní kapacity vzdálených uzlů zvětšení dosahu poskytovaných služeb užitná hodnota některých služeb je tím větší, čím větší je její potenciální dosah (např. elektronická pošta, Internetové telefonování, služby pro skupinovou diskusi, )

4 Propojování distribuovaných systémů Způsoby propojování sítí propojovací prvek Síť A??? Síť B podstatné je, jakým způsobem pracuje propojovací prvek může pracovat na úrovni fyzické až aplikační vrstvy podle toho se také pojmenovává

5 Pojmenování propojovacích zařízení Podle úrovně na které pracují: fyzická vrstva: opakovač (repeater) linková vrstva: most (bridge), přepínač, (switch) síťová vrstva: směrovač (router) aplikační vrstva: brána (gateway) Propojovací prvek musí rozumět protokolům vrstvy v níž pracuje Propojovací prvek musí rozumět protokolům vrstvy v níž pracuje a všech vrstev nižších Pro vyšší protokolové vrstvy je jeho funkce transparentní a nemá na ně vliv je pro ně neviditelný Někdy (u některých standardů téměř vždy) je propojovací prvek viditelný i na vyšších vrstvách může vystupovat jako standardní uzel typické využití je pro konfiguraci jeho chování jako propojovacího prvku např. prostřednictvím webového rozhraní

6 Opakovač (Repeater) pracuje ve fyzické vrstvě je to pouze digitální zesilovač, který zesiluje a znovu tvaruje přenášený signál kompenzuje zkreslení, útlum a další vlivy reálných obvodových vlastností přenosových cest všímá pouze jednotlivých bitů tedy toho, co je přenášeno na úrovni fyzické vrstvy opakovač nevnímá,že určité skupiny bitů patří k sobě a tvoří přenosový rámec nedokáže rozpoznat ani adresu odesilatele a příjemce dat (rámce) nemá k dispozici informace, které by mu umožnily měnit svoje chování podle toho, jaká data skrz něj prochází Ke všem bitům se musí chovat stejně

7 Chování opakovače všechna data rozesílá ( opakuje ) do všech stran (segmentů), ke kterým je připojen neví, co by mohl zastavit a nemusel šířit dál funguje v reálném čase až na malé zpoždění ve vnitřních obvodech nemá žádnou vnitřní paměť pro uložení dat může propojovat jen segmenty se stejnou přenosovou rychlostí ale s jinak různými vlastnostmi metalické vedení X optika je nezávislý na protokolech linkové vrstvy ale je závislý na specifikacích fyzické vrstvy, které často úzce souvisí s protokoly linkové vrstvě existují tedy opakovače pro konkrétní standardy, např. pro Ethernet (zde se nazývají huby) počet segmentů, které opakovač propojuje, není apriorně omezen

8 Nevýhody opakovače jsou to hloupá zařízení, šíří do ostatních segmentů i to, co by mohlo zůstat někde lokální plýtvají dostupnou přenosovou kapacitou neví, co by mohl zastavit a nemusel šířit dál

9 Most (Bridge) a přepínač (Switch) snaží se oddělit komunikaci v jednotlivých propojovaných segmentech mosty typicky spojují 2 segmenty, přepínače více aby se mohly takto chovat, musí alespoň trochu rozumět přenášeným datům potřebuje znát adresu příjemce a adresu odesilatele tu může poznat z hlavičky rámce pracují ve spojové vrstvě musí znát přenosové protokoly příslušné vrstvy, rozumět formátu datových bloků na příslušné úrovni chápat význam informací, které jsou s přenosem spojeny hlavně adresy

10 Most (Bridge) a přepínač (Switch) implementují filtrování (filtering) a cílené předávání (forwarding) filtrování propojovací uzel dokáže poznat, co nemusí být šířeno dále a také to dále nešíří cílené předávání co má být šířeno šíří jen tam, kam je třeba díky těmto schopnostem lze významně lokalizovat provoz

11 Most (Bridge) a přepínač (Switch) aby dokázaly reagovat na adresy příjemce a odesilatele, nemohou již pracovat v reálném čase!!! musí nějakým způsobem ukládat data celé datové bloky nebo alespoň jejich části (ty, z nichž lze poznat adresy) díky tomu mohou propojovat segmenty s různými přenosovými rychlostmi např. přepínač na Ethernetu: 1Gbit/s, 100Mbit/s a 10Mbit/s obecně s různou implementací fyzické vrstvy vzniká dopravní zpoždění jeho velikost může záviset na zátěži propojovacího prvku v určitých situacích může dojít i ke ztrátě dat

12 Směrovač (Router) pracuje v síťové vrstvě analyzuje obsah sítového paketu a na základě sítové adresy směruje paket musí mít povědomí o topologii celé sítě to však nemusí být zase příliš vysoké údaje jsou uloženy v tzv. směrovací tabulce statická nebo s dynamickou aktualizací (specielní protokoly mezi směrovači) aby takovýto paket dostal, musí být na linkové vrstvě odeslán na jeho linkovou adresu může spojovat sítě se zcela odlišnými fyzickými a linkovými technologiemi typické např. pro IP sítě samozřejmě nepracuje v reálném čase zpoždění, možnost ztráty paketů

13 Funkce směrovače síťová vrstva linková vrstva od A pro C od A pro B od D pro B C D A B

14 Brána (Gateway) pracuje ve vyšší než síťové vrstvě často v aplikační, pak hovoříme o aplikační bráně rozumí (alespoň částečně) přenášeným datům v systémech, kde je aplikační vrstva definována, mohou pracovat jako obecné propojovací prvky alespoň z jedné strany to je typické u průmyslových distribuovaných systémů nejsou-li definovány obecné aplikační protokoly brána podporuje jednu nebo několik aplikací nebo jistou třídu aplikací http gateway může oddělovat systémy postavené na zcela jiných technologiích např. mimo OSI model

15 Základní modely přenosu dat Klient Server komunikace mezi dvěma uzly distribuovaného systému role se mohou měnit ve vztahu k jinému i k témuž uzlu uzel v roli Serveru poskytuje službu uzlu v roli Klienta služba může být potvrzovaná i nepotvrzovaná Klient Server žádost potvrzení indikace odpověď

16 Základní modely přenosu dat Producent Konzument komunikace mezi dvěma a více uzly distribuovaného systému informace je vysílána do sítě konzumenti ji přijímají současně role se mohou měnit ve vztahu k jinému i k témuž uzlu služba je obvykle nepotvrzovaná Producent Konzument(-i) žádost indikace

17 Koncept VFD (Virtual Field Device) Častá metoda zpřístupnění parametrizace aplikačních a komunikačních procesů Obvykle spojená s existencí nějakého adresáře objektů, kde: každý reálný parametr má svůj virtuální obraz a: virtuální obraz je aktualizován podle reálného parametru nebo reálný parametr je aktualizován podle hodnoty virtuálního obrazu