Эта бензоколонка Ovation2 iX работает под управлением Windows Embedded CE. Она соединена сетью с сервером служебного офиса для обработки транзакций кредитных карт и предоставления удаленной информации для диагностики и обслуживания. Дисплей может также воспроизводить видео рекламу и принимать заказы на еду во время заправки. Фотография с разрешения Dresser Wayne.
Работа в сети является важным свойством многих современных встроенных устройств. Первая работающая сеть Ethernet была разработана в 1973 г. Бобом Меткалфе в Исследовательском центре Пало Альто компании Xerox. Сеть использовала восьмибитные поля адреса и работала на скорости только 3 Мбит/сек, но общую конструкцию современных систем уже можно увидеть в исходной разработке Меткалфе. Что начиналось как средство для соединения компьютера с принтером вскоре превратилось в самый популярный метод организации компьютеров в сеть.
В конце 1980 г. компании DEC, Intel, и Xerox объединили свои усилия по поддержке соединений Ethernet, когда решили продвигать стандарт Ethernet. Стандарт стал известен как стандарт "DIX", что расшифровывается как "DEC/Intel/Xerox". Стандарт DIX задавал адреса источника и места назначения как 48-битные значения, и передавал данные на скорости 10 Мбит/сек. Стандарт DIX задал базовое основание для всех будущих стандартов Ethernet.
Начиная с 1980 г. стандарт Ethernet постоянно совершенствовался, включая новые технологии и увеличивая скорости сетей (100 Мбит/сек, 1 Гбит/сек). Текущим стандартом соединений Ethernet является IEEE 802.3-2005.
Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) разработал свой исходный стандарт IEEE 802.3 в 1983 г. Стандарт 802.3 пересматривался каждые несколько лет с основными переработками в базовом стандарте, выполненными в 1998, 2002, и 2005 гг. Микросхемы контроллеров Ethernet широко применяются во встроенных устройствах. В устройстве Ebox 2300 микросхема контроллера Ethernet соединена непосредственно с шиной PCI.
Чтобы лучше понимать соединения Ethernet, существует несколько важных терминов, которые должны быть определены и поняты.
Среда – Среда соединяет устройства Ethernet общим каналом связи и передает сигналы устройств. Среда является обычно витой парой проводов или волоконно-оптическим кабелем.
Сегмент – Сегмент указывает на отдельную общую среду.
Узел – Устройства, которые соединены с сегментом, являются станциями или узлами. Узлы в любой данный момент времени являются либо передающими, либо принимающими.
Кадр – Кадры являются фрагментами информации переменного размера, обмен которыми происходит между узлами. Кадр является минимальным объемом информации, который может передаваться.
Протокол – Протокол Ethernet является множеством правил, которые управляют созданием и интерпретацией кадров.
Ethernet используется прежде всего для соединений локальных вычислительных сетей (LAN). Сети Ethernet ограничены в основном одним зданием или небольшой областью. Ограничения на протяженность линий Ethernet для большинства соединений определены в несколько сотен метров, но недавние усовершенствования позволили соединениям Ethernet достигнуть в длину нескольких километров. Все устройства Ethernet в определенной сети должны следовать одному протоколу, чтобы успешно осуществлять коммуникацию. Протокол определяет минимальную и максимальную длину кадров, и задает, какая информация обязательно должна появиться в кадре. Например, типичные кадры включают как адрес источника, так и адрес места назначения, вместе с пересылаемыми данными. Каждое соединенное с сетью устройство должно иметь свой собственный адрес, чтобы обеспечить его уникальную идентификацию для других устройств.
Имеется несколько типов кадров Ethernet. Следующие четыре являются наиболее распространенными типами кадров:
Различные типы кадров имеют различные форматы и значения максимальной единицы передачи (MTU), но могут сосуществовать в одной физической среде. Для коммуникации требуется только, чтобы узлы источника и места назначения могли понимать один и тот же протокол.
Кадры делятся на определенные области. Каждый тип кадра имеет правила, определяющие, какими могут быть порядок и размер областей. Эти области для кадра DIX показаны на рисунке 4.1.
(рис 4.1) Кадр Ethernet с разбиением на подполя
Области определяются следующим образом:
Для кадра IEEE 802.2 LLC используется такой же формат, но в качестве поля длины используется Ethertype, за которым следует заголовок LLC. Заголовок LLC сообщает программному обеспечению, будет ли это кадр DIX или кадр IEEE 802.3.
Все кадры 802.3 должны иметь заголовок LLC. Проверяя этот заголовок, можно определить, следует ли за заголовком LLC заголовок SNAP. Заголовок LLC состоит из двух дополнительных восьми-битных адресных полей, называемых точками служебного доступа (SAP). Когда оба значения SAP источника и места назначения заданы как 0xAA, запрашивается служба SNAP. Заголовок SNAP позволяет использовать значения EtherType со всеми протоколами IEEE 802, а также поддерживать пространства ID протокола конфиденциального обмена. В IEEE 802.3x-1997 стандарт IEEE Ethernet был изменен, чтобы позволить явно использовать 16-битное поле после адресов MAC в качестве поля длины или поля типа.
Первоначально Ethernet использовал среду совместно используемого коаксиального кабеля, который присоединялся к каждой машине в сети. Это можно видеть на рисунке 4.2.
(рис 4.2) Небольшая сеть Ethernet
Для осуществления коммуникации был разработан процесс, называемый множественный доступ с
Основной процесс
Процесс конфликта
Обычной аналогией является обеденный стол с несколькими сидящими вокруг него людьми. Они совместно используют общую среду (воздух) для коммуникации. Чтобы начать говорить, каждый человек должен подождать, пока закончит текущий оратор. Если два человека начинают говорить одновременно, каждый останавливается и ждет в течение небольшого, случайного интервала времени, прежде чем попытаться заговорить снова. При выборе случайного времени менее вероятно возникновение другого конфликта.
Недостаток такой процедуры состоит в том, что любой кадр, отправленный в среду, будет получен всеми узлами, соединенными со средой. Это создает риск безопасности для среды Ethernet с общим доступом. Также использование одной среды означает, что полоса пропускания используется совместно. Это создает замедление, когда много устройств пытается использовать среду одновременно.
Когда число устройств Ethernet в одной среде передачи увеличивается, сеть сталкивается с проблемами перегрузки. Перегрузка создает больше конфликтов и уменьшает число успешных передач. Сегментация является разбиением одного сегмента на несколько сегментов для снижения нагрузки. Но это решение создает другую проблему коммуникации между сегментами. Здесь на помощь приходят мосты и маршрутизаторы.
Мосты используются для соединения двух или большего количества сегментов в сети. Они посылают и получают передачи как любой другой узел в сети, но отличаются двумя особенностями. Прежде всего, они не порождают никаких собственных кадров, а второе состоит в том, как они соединяют сегменты, с которыми соединяются. На рисунке 4.3, если компьютер А должен послать кадр, то мост получит кадр и проверит его. Только если узлом места назначения будет C или D, он перешлет кадр в сегмент 2. Кроме того, фильтруя, когда понадобится, пакеты, мост делает возможным для станции А пересылку на станцию В одновременно с передачей со станции С на станцию D, позволяя двум разговорам происходить одновременно.
(рис 4.3) Соединение двух сегментов с помощью моста Ethernet
Важная характеристика работы моста состоит в том, что он пересылает широковещательные сообщения Ethernet во все присоединенные сегменты. Такое поведение необходимо, так как широковещательные сообщения Ethernet являются специальным сигналом, который необходимо послать в каждый узел сети, но это может создавать проблемы для сетей с мостами, которые становятся очень большими. Когда большое число станций осуществляет широковещательную передачу в сети с мостами, нагрузка может возрастать до того же уровня, что и в сети без мостов.
Маршрутизаторы предоставляют альтернативное решение этой проблемы. Маршрутизаторы являются развитыми сетевыми компонентами, которые делят одну сеть на две логически разделенные сети. В то время как широковещательные сообщения Ethernet проходят мосты, чтобы дойти до каждого узла в сети, они не проходят через маршрутизаторы, так как маршрутизатор формирует логическую границу для сети.
TCP/IP является семейством коммуникационных протоколов, названным в соответствии с основными протоколами в этой группе: Протокол управления передачей (TCP) и Межсетевой протокол (IP). В 1973 г. начались первые работы над тем, что должно было стать множеством протоколов TCP/IP. Цель проекта состояла в разработке множества программных протоколов, которые могли позволить любой системе соединяться с любой другой системой, независимо от используемой сетевой топологии.
Создание и широкое распространение пакета TCP/IP произвело существенное изменение в работе с сетями компьютеров. До появления TCP/IP сети использовали аппаратные системы для отправки данных через сеть. Это означало, что все данные должны были проходить через центральный центр обработки для проверки, прежде чем их можно было отправить к окончательному месту назначения. TCP/IP позволил отдельным узлам общаться непосредственно с любым другим узлом в сети. Преимущество такой конструкции состоит в том, что она позволяет устройствам преодолеть большую часть их аппаратной несовместимости и существенно увеличить доступность приложений и ресурсов.
Конструкция пакета TCP/IP основывается на идее
Слои предоставляют абстракцию, которая позволяет нижним слоям предоставлять базовые службы, в то время как более высокие слои выполняют более сложные функции. Как можно видеть на рисунке 4.4 ниже, каждый нижний слой инкапсулирует информацию из слоя над ним. Когда информация в определенном слое достигает своего места назначения, заголовки удаляются и данные передаются в следующий слой. Например, когда кадр достигает своего узла назначения, инкапсуляция кадра удаляется и передается в декодер IP.
(рис 4.4) Слои сетевых протоколов
Прикладные протоколы обрабатывают то, что посылает и получает пользователь. Прикладной слой является самым высоким слоем в пакете TCP/IP. Он используется в основном программами для конечных пользователей и сетевой коммуникации. В этом слое данные форматируются для специальных протоколов. Например, большинство данных Web-страниц будут использовать Протокол передачи гипертекста (HTTP). После форматирования данных они инкапсулируются в протокол транспортного уровня и передаются вниз по иерархии TCP/IP.
Транспортные протоколы выполняют передачу сообщений от начала до конца, независимо от нижележащих сетевых соединений. Транспортный слой соединяет приложения и обеспечивает управление потоком, контроль ошибок, и управление сеансами.
Двумя основными транспортными протоколами являются TCP и Протокол дейтограмм пользователя (UDP). TCP предоставляет протокол "ориентированный на соединение", в высшей степени контролируемый и надежный. TCP пытается поддерживать надежный поток байтов, гарантируя, что данные прибывают по порядку, дублирующие данные отбрасываются, а потерянные пакеты пересылаются снова. UDP протокол "без соединения", который предоставляет систему негарантированной доставки. UDP использует только простой алгоритм контрольной суммы для обнаружения ошибок. UDP используется в основном для таких приложений, как потоковое медиа, где своевременная доставка более важна, чем надежность.
Протоколы сетевой коммуникации представлены IP. IP пересылает пакеты данных из узла источника в узел назначения. Каждому устройству присваивается уникальный 32-битный IP-адрес. Устройства в одной подсети совместно используют верхние адресные биты. IP отвечает за отслеживание адресов устройств в сети, определения, как должны быть доставлены дейтограммы IP, и отправку пакетов IP из одного узла в другой. IP предоставляет только негарантированную доставку пакетов, и не делает никакого контроля ошибок или отслеживания.
Сетевая топология является просто каналом, соединяющим узлы в сети. Это физическая среда, которая предоставляет базовый слой для перемещения TCP/IP. Этот слой состоит из кабелей, сетевых плат, концентраторов, повторителей, и других устройств соединения.
Аппаратные контроллеры Ethernet автоматически буферизуют и пересылают пакеты. Когда буферы входящих пакетов заполняются или буферы исходящих пакетов опустошаются, контроллер Ethernet генерирует прерывание. Для обмена пакетами данных этих буферов с системной памятью часто используется прямой доступ к памяти (DMA).
Обычно эти задачи выполняет специальный сетевой драйвер оборудования сетевого интерфейса. Требуются низкоуровневые программные процедуры для сборки/извлечения данных в пакетах, вычисления кодов ошибок, и инициирования передачи пакетов в/из контроллера Ethernet. Устройство eBox 2300 содержит однокристальный контроллер Ethernet Realtek 8100B 10/100Mb, который соединяется с шиной PCI.
Операционные системы, которые обеспечивают поддержку работы сети, реализуют протоколы более высокого уровня (такие как TCP/IP, UDP, FTP, HTTP) в программном обеспечении, и предоставляют соответствующие вызовы функций для использования в приложениях пользователя. Многие операционные системы поддерживают сетевые файловые системы. Предоставляемая для сетей поддержка представляет значительную часть кода в операционной системе. Некоторые распространенные связанные с сетью программы приложений, такие как браузеры Web и клиенты ftp, также могут поставляться с операционной системой или быть доступны от сторонних поставщиков.
Windows Embedded CE поддерживает Windows Sockets (Winsock). Winsock определяет программный интерфейс на основе интерфейса "сокетов" из Университета Калифорнии в Беркли. Существует много доступных приложений Windows Sockets. Несколько утилит, которые поставляются вместе с Windows Embedded CE, основываются на Windows Sockets, включая клиентов FTP, DHCP, и Telnet. Существуют также высокоуровневые программные интерфейсы, которые основываются на Windows Sockets, такие как Windows Internet API (WinInet), используемый в Internet Explorer, который обеспечивает поддержку для служб FTP и HTTP. Образец браузера, медиа проигрыватель, и приложение обмена сообщениями включены в CE.
Несколько беспроводных стандартов уже широко используются во встроенных устройствах. Эти беспроводные технологии включают
| Свойство | 802.11b/ | ||
|---|---|---|---|
| Область приложения | Web, E-mail, видео | Замена кабеля | Управление мониторинг |
| Стоимость | $25 | $15 | $5 |
| Требования к памяти | 1MB+ | 250KB | 4KB - 32KB+ |
| Время жизни батареи | .5-5 дней | 1-7 дней | 100-1000 дней |
| Размер сети | 11,000+ | 7 | 20-250 |
| Пиковая скорость данных | 1, 2, 5.5, 11,
(54- |
1Mbps | 250 40 |
| Потребление энергии (целевое) | 1.5 W active @ 20 dBm 45 mW sleep |
80 mW active @ 0 dBm 100 mW sleep | 60 mW active @ 0 dBm 5–2000 mW sleep (mode dependent) |
| Отклонение смежного канала | >35 dB | 0 dB | 0 dB |
| Чувствительность приемника | –80 dBm | –70 dBm | –85 dBm –92 dBm @ 868/915 MHz |
| Диапазон прямой видимости | ~200 m @ 11 ~500 m @ 1 |
~30 m ~100 m, Class 1 | ~50 m @ 0 dBm |
| Диапазон — в помещении (приблиз.) | ~40 m @ 11 |
~10 m ~30 m, Class 1 |
~10 m @ 0 dBm |
| Число каналов | 11 - |
79 | 16 @ 2.4 10 @ 915 MHz 1 @ 868 MHz |
| Метод модуляции | GFSK— BPSK/QPSK— |
GFSK | O-QPSK @ 2.4 BPSK @ 868/915 MHz |
| Максимальная мощность передачи | 20 dBm— 30 dBm— |
20 dBm | 30 dBm |
Беспроводная технология Bluetooth или стандарт IEEE
Большинство беспроводных устройств используют одни и те же частотные диапазоны и эти частоты используются также другими устройствами, такими как беспроводные телефоны и микроволновые печи.
Быстро появляются также многочисленные другие новые беспроводные стандарты, такие как Wireless USB, WAVE, и WiBree. Также доступны модемы данных сотовых телефонов.
Установите свободно доступную программу анализатора протокола Ethereal Network на настольный ПК (http://www.ethereal.com). Запишите последовательность пакетов при просмотре простой Web-страницы. Объясните значение каждого пакета. Выберите один из пакетов с данными и опишите содержание подполей в пакете.
(рис 4.5) Свободно доступный анализатор протокола Ethereal Network перехватывает и декодирует сетевой трафик на настольном ПК. ПК только что загрузил короткую Web-страницу с удаленного сервера (см. пакеты HTTP выше). (www.ethereal.com)
Эта бензоколонка Ovation2 iX работает под управлением Windows Embedded CE. Она соединена сетью с сервером служебного офиса для обработки транзакций кредитных карт и предоставления удаленной информации для диагностики и обслуживания. Дисплей может также воспроизводить видео рекламу и принимать заказы на еду во время заправки. Фотография с разрешения Dresser Wayne.
Работа в сети является важным свойством многих современных встроенных устройств. Первая работающая сеть Ethernet была разработана в 1973 г. Бобом Меткалфе в Исследовательском центре Пало Альто компании Xerox. Сеть использовала восьмибитные поля адреса и работала на скорости только 3 Мбит/сек, но общую конструкцию современных систем уже можно увидеть в исходной разработке Меткалфе. Что начиналось как средство для соединения компьютера с принтером вскоре превратилось в самый популярный метод организации компьютеров в сеть.
В конце 1980 г. компании DEC, Intel, и Xerox объединили свои усилия по поддержке соединений Ethernet, когда решили продвигать стандарт Ethernet. Стандарт стал известен как стандарт "DIX", что расшифровывается как "DEC/Intel/Xerox". Стандарт DIX задавал адреса источника и места назначения как 48-битные значения, и передавал данные на скорости 10 Мбит/сек. Стандарт DIX задал базовое основание для всех будущих стандартов Ethernet.
Начиная с 1980 г. стандарт Ethernet постоянно совершенствовался, включая новые технологии и увеличивая скорости сетей (100 Мбит/сек, 1 Гбит/сек). Текущим стандартом соединений Ethernet является IEEE 802.3-2005.
Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) разработал свой исходный стандарт IEEE 802.3 в 1983 г. Стандарт 802.3 пересматривался каждые несколько лет с основными переработками в базовом стандарте, выполненными в 1998, 2002, и 2005 гг. Микросхемы контроллеров Ethernet широко применяются во встроенных устройствах. В устройстве Ebox 2300 микросхема контроллера Ethernet соединена непосредственно с шиной PCI.
Чтобы лучше понимать соединения Ethernet, существует несколько важных терминов, которые должны быть определены и поняты.
Среда – Среда соединяет устройства Ethernet общим каналом связи и передает сигналы устройств. Среда является обычно витой парой проводов или волоконно-оптическим кабелем.
Сегмент – Сегмент указывает на отдельную общую среду.
Узел – Устройства, которые соединены с сегментом, являются станциями или узлами. Узлы в любой данный момент времени являются либо передающими, либо принимающими.
Кадр – Кадры являются фрагментами информации переменного размера, обмен которыми происходит между узлами. Кадр является минимальным объемом информации, который может передаваться.
Протокол – Протокол Ethernet является множеством правил, которые управляют созданием и интерпретацией кадров.
Ethernet используется прежде всего для соединений локальных вычислительных сетей (LAN). Сети Ethernet ограничены в основном одним зданием или небольшой областью. Ограничения на протяженность линий Ethernet для большинства соединений определены в несколько сотен метров, но недавние усовершенствования позволили соединениям Ethernet достигнуть в длину нескольких километров. Все устройства Ethernet в определенной сети должны следовать одному протоколу, чтобы успешно осуществлять коммуникацию. Протокол определяет минимальную и максимальную длину кадров, и задает, какая информация обязательно должна появиться в кадре. Например, типичные кадры включают как адрес источника, так и адрес места назначения, вместе с пересылаемыми данными. Каждое соединенное с сетью устройство должно иметь свой собственный адрес, чтобы обеспечить его уникальную идентификацию для других устройств.
Имеется несколько типов кадров Ethernet. Следующие четыре являются наиболее распространенными типами кадров:
Различные типы кадров имеют различные форматы и значения максимальной единицы передачи (MTU), но могут сосуществовать в одной физической среде. Для коммуникации требуется только, чтобы узлы источника и места назначения могли понимать один и тот же протокол.
Кадры делятся на определенные области. Каждый тип кадра имеет правила, определяющие, какими могут быть порядок и размер областей. Эти области для кадра DIX показаны на рисунке 4.1.
(рис 4.1) Кадр Ethernet с разбиением на подполя
Области определяются следующим образом:
Для кадра IEEE 802.2 LLC используется такой же формат, но в качестве поля длины используется Ethertype, за которым следует заголовок LLC. Заголовок LLC сообщает программному обеспечению, будет ли это кадр DIX или кадр IEEE 802.3.
Все кадры 802.3 должны иметь заголовок LLC. Проверяя этот заголовок, можно определить, следует ли за заголовком LLC заголовок SNAP. Заголовок LLC состоит из двух дополнительных восьми-битных адресных полей, называемых точками служебного доступа (SAP). Когда оба значения SAP источника и места назначения заданы как 0xAA, запрашивается служба SNAP. Заголовок SNAP позволяет использовать значения EtherType со всеми протоколами IEEE 802, а также поддерживать пространства ID протокола конфиденциального обмена. В IEEE 802.3x-1997 стандарт IEEE Ethernet был изменен, чтобы позволить явно использовать 16-битное поле после адресов MAC в качестве поля длины или поля типа.
Первоначально Ethernet использовал среду совместно используемого коаксиального кабеля, который присоединялся к каждой машине в сети. Это можно видеть на рисунке 4.2.
(рис 4.2) Небольшая сеть Ethernet
Для осуществления коммуникации был разработан процесс, называемый множественный доступ с
Основной процесс
Процесс конфликта
Обычной аналогией является обеденный стол с несколькими сидящими вокруг него людьми. Они совместно используют общую среду (воздух) для коммуникации. Чтобы начать говорить, каждый человек должен подождать, пока закончит текущий оратор. Если два человека начинают говорить одновременно, каждый останавливается и ждет в течение небольшого, случайного интервала времени, прежде чем попытаться заговорить снова. При выборе случайного времени менее вероятно возникновение другого конфликта.
Недостаток такой процедуры состоит в том, что любой кадр, отправленный в среду, будет получен всеми узлами, соединенными со средой. Это создает риск безопасности для среды Ethernet с общим доступом. Также использование одной среды означает, что полоса пропускания используется совместно. Это создает замедление, когда много устройств пытается использовать среду одновременно.
Когда число устройств Ethernet в одной среде передачи увеличивается, сеть сталкивается с проблемами перегрузки. Перегрузка создает больше конфликтов и уменьшает число успешных передач. Сегментация является разбиением одного сегмента на несколько сегментов для снижения нагрузки. Но это решение создает другую проблему коммуникации между сегментами. Здесь на помощь приходят мосты и маршрутизаторы.
Мосты используются для соединения двух или большего количества сегментов в сети. Они посылают и получают передачи как любой другой узел в сети, но отличаются двумя особенностями. Прежде всего, они не порождают никаких собственных кадров, а второе состоит в том, как они соединяют сегменты, с которыми соединяются. На рисунке 4.3, если компьютер А должен послать кадр, то мост получит кадр и проверит его. Только если узлом места назначения будет C или D, он перешлет кадр в сегмент 2. Кроме того, фильтруя, когда понадобится, пакеты, мост делает возможным для станции А пересылку на станцию В одновременно с передачей со станции С на станцию D, позволяя двум разговорам происходить одновременно.
(рис 4.3) Соединение двух сегментов с помощью моста Ethernet
Важная характеристика работы моста состоит в том, что он пересылает широковещательные сообщения Ethernet во все присоединенные сегменты. Такое поведение необходимо, так как широковещательные сообщения Ethernet являются специальным сигналом, который необходимо послать в каждый узел сети, но это может создавать проблемы для сетей с мостами, которые становятся очень большими. Когда большое число станций осуществляет широковещательную передачу в сети с мостами, нагрузка может возрастать до того же уровня, что и в сети без мостов.
Маршрутизаторы предоставляют альтернативное решение этой проблемы. Маршрутизаторы являются развитыми сетевыми компонентами, которые делят одну сеть на две логически разделенные сети. В то время как широковещательные сообщения Ethernet проходят мосты, чтобы дойти до каждого узла в сети, они не проходят через маршрутизаторы, так как маршрутизатор формирует логическую границу для сети.
TCP/IP является семейством коммуникационных протоколов, названным в соответствии с основными протоколами в этой группе: Протокол управления передачей (TCP) и Межсетевой протокол (IP). В 1973 г. начались первые работы над тем, что должно было стать множеством протоколов TCP/IP. Цель проекта состояла в разработке множества программных протоколов, которые могли позволить любой системе соединяться с любой другой системой, независимо от используемой сетевой топологии.
Создание и широкое распространение пакета TCP/IP произвело существенное изменение в работе с сетями компьютеров. До появления TCP/IP сети использовали аппаратные системы для отправки данных через сеть. Это означало, что все данные должны были проходить через центральный центр обработки для проверки, прежде чем их можно было отправить к окончательному месту назначения. TCP/IP позволил отдельным узлам общаться непосредственно с любым другим узлом в сети. Преимущество такой конструкции состоит в том, что она позволяет устройствам преодолеть большую часть их аппаратной несовместимости и существенно увеличить доступность приложений и ресурсов.
Конструкция пакета TCP/IP основывается на идее
Слои предоставляют абстракцию, которая позволяет нижним слоям предоставлять базовые службы, в то время как более высокие слои выполняют более сложные функции. Как можно видеть на рисунке 4.4 ниже, каждый нижний слой инкапсулирует информацию из слоя над ним. Когда информация в определенном слое достигает своего места назначения, заголовки удаляются и данные передаются в следующий слой. Например, когда кадр достигает своего узла назначения, инкапсуляция кадра удаляется и передается в декодер IP.
(рис 4.4) Слои сетевых протоколов
Прикладные протоколы обрабатывают то, что посылает и получает пользователь. Прикладной слой является самым высоким слоем в пакете TCP/IP. Он используется в основном программами для конечных пользователей и сетевой коммуникации. В этом слое данные форматируются для специальных протоколов. Например, большинство данных Web-страниц будут использовать Протокол передачи гипертекста (HTTP). После форматирования данных они инкапсулируются в протокол транспортного уровня и передаются вниз по иерархии TCP/IP.
Транспортные протоколы выполняют передачу сообщений от начала до конца, независимо от нижележащих сетевых соединений. Транспортный слой соединяет приложения и обеспечивает управление потоком, контроль ошибок, и управление сеансами.
Двумя основными транспортными протоколами являются TCP и Протокол дейтограмм пользователя (UDP). TCP предоставляет протокол "ориентированный на соединение", в высшей степени контролируемый и надежный. TCP пытается поддерживать надежный поток байтов, гарантируя, что данные прибывают по порядку, дублирующие данные отбрасываются, а потерянные пакеты пересылаются снова. UDP протокол "без соединения", который предоставляет систему негарантированной доставки. UDP использует только простой алгоритм контрольной суммы для обнаружения ошибок. UDP используется в основном для таких приложений, как потоковое медиа, где своевременная доставка более важна, чем надежность.
Протоколы сетевой коммуникации представлены IP. IP пересылает пакеты данных из узла источника в узел назначения. Каждому устройству присваивается уникальный 32-битный IP-адрес. Устройства в одной подсети совместно используют верхние адресные биты. IP отвечает за отслеживание адресов устройств в сети, определения, как должны быть доставлены дейтограммы IP, и отправку пакетов IP из одного узла в другой. IP предоставляет только негарантированную доставку пакетов, и не делает никакого контроля ошибок или отслеживания.
Сетевая топология является просто каналом, соединяющим узлы в сети. Это физическая среда, которая предоставляет базовый слой для перемещения TCP/IP. Этот слой состоит из кабелей, сетевых плат, концентраторов, повторителей, и других устройств соединения.
Аппаратные контроллеры Ethernet автоматически буферизуют и пересылают пакеты. Когда буферы входящих пакетов заполняются или буферы исходящих пакетов опустошаются, контроллер Ethernet генерирует прерывание. Для обмена пакетами данных этих буферов с системной памятью часто используется прямой доступ к памяти (DMA).
Обычно эти задачи выполняет специальный сетевой драйвер оборудования сетевого интерфейса. Требуются низкоуровневые программные процедуры для сборки/извлечения данных в пакетах, вычисления кодов ошибок, и инициирования передачи пакетов в/из контроллера Ethernet. Устройство eBox 2300 содержит однокристальный контроллер Ethernet Realtek 8100B 10/100Mb, который соединяется с шиной PCI.
Операционные системы, которые обеспечивают поддержку работы сети, реализуют протоколы более высокого уровня (такие как TCP/IP, UDP, FTP, HTTP) в программном обеспечении, и предоставляют соответствующие вызовы функций для использования в приложениях пользователя. Многие операционные системы поддерживают сетевые файловые системы. Предоставляемая для сетей поддержка представляет значительную часть кода в операционной системе. Некоторые распространенные связанные с сетью программы приложений, такие как браузеры Web и клиенты ftp, также могут поставляться с операционной системой или быть доступны от сторонних поставщиков.
Windows Embedded CE поддерживает Windows Sockets (Winsock). Winsock определяет программный интерфейс на основе интерфейса "сокетов" из Университета Калифорнии в Беркли. Существует много доступных приложений Windows Sockets. Несколько утилит, которые поставляются вместе с Windows Embedded CE, основываются на Windows Sockets, включая клиентов FTP, DHCP, и Telnet. Существуют также высокоуровневые программные интерфейсы, которые основываются на Windows Sockets, такие как Windows Internet API (WinInet), используемый в Internet Explorer, который обеспечивает поддержку для служб FTP и HTTP. Образец браузера, медиа проигрыватель, и приложение обмена сообщениями включены в CE.
Несколько беспроводных стандартов уже широко используются во встроенных устройствах. Эти беспроводные технологии включают
| Свойство | 802.11b/ | ||
|---|---|---|---|
| Область приложения | Web, E-mail, видео | Замена кабеля | Управление мониторинг |
| Стоимость | $25 | $15 | $5 |
| Требования к памяти | 1MB+ | 250KB | 4KB - 32KB+ |
| Время жизни батареи | .5-5 дней | 1-7 дней | 100-1000 дней |
| Размер сети | 11,000+ | 7 | 20-250 |
| Пиковая скорость данных | 1, 2, 5.5, 11,
(54- |
1Mbps | 250 40 |
| Потребление энергии (целевое) | 1.5 W active @ 20 dBm 45 mW sleep |
80 mW active @ 0 dBm 100 mW sleep | 60 mW active @ 0 dBm 5–2000 mW sleep (mode dependent) |
| Отклонение смежного канала | >35 dB | 0 dB | 0 dB |
| Чувствительность приемника | –80 dBm | –70 dBm | –85 dBm –92 dBm @ 868/915 MHz |
| Диапазон прямой видимости | ~200 m @ 11 ~500 m @ 1 |
~30 m ~100 m, Class 1 | ~50 m @ 0 dBm |
| Диапазон — в помещении (приблиз.) | ~40 m @ 11 |
~10 m ~30 m, Class 1 |
~10 m @ 0 dBm |
| Число каналов | 11 - |
79 | 16 @ 2.4 10 @ 915 MHz 1 @ 868 MHz |
| Метод модуляции | GFSK— BPSK/QPSK— |
GFSK | O-QPSK @ 2.4 BPSK @ 868/915 MHz |
| Максимальная мощность передачи | 20 dBm— 30 dBm— |
20 dBm | 30 dBm |
Беспроводная технология Bluetooth или стандарт IEEE
Большинство беспроводных устройств используют одни и те же частотные диапазоны и эти частоты используются также другими устройствами, такими как беспроводные телефоны и микроволновые печи.
Быстро появляются также многочисленные другие новые беспроводные стандарты, такие как Wireless USB, WAVE, и WiBree. Также доступны модемы данных сотовых телефонов.
Установите свободно доступную программу анализатора протокола Ethereal Network на настольный ПК (http://www.ethereal.com). Запишите последовательность пакетов при просмотре простой Web-страницы. Объясните значение каждого пакета. Выберите один из пакетов с данными и опишите содержание подполей в пакете.
(рис 4.5) Свободно доступный анализатор протокола Ethereal Network перехватывает и декодирует сетевой трафик на настольном ПК. ПК только что загрузил короткую Web-страницу с удаленного сервера (см. пакеты HTTP выше). (www.ethereal.com)
Для получения официальных документов о завершении программы дополнительного профессионального образования (удостоверения о повышении квалификации, дипломов о профессиональной переподготовке и MBA) необходимо предоставить:
Внимание! Вы можете не заказывать доставку бумажной версии официального документы, а скачать его в электронном виде и распечатать самостоятельно. Информация о выданном документе в течение 1 месяца загружается в Федеральную информационную систему «Федеральный реестр сведений о документах об образовании и (или) о квалификации, документах об обучении» - ФИС ФРДО.
Доступ на новый сайт осуществляется с использованием адреса электронной почты, который был указан вами при регистрации на "старом". Мы постарались перенести все ваши данные с прежнего ресурса, однако не исключена вероятность потери части информации.
При возникновении проблемы со входом, воспользуйтесь функцией сброса пароля
Если вы обнаружите несоответствия, пожалуйста, сообщите нам.