Real Time Systems

1. Real Time Systems Chapter 8 תקשורת

2. מושגי יסוד • תקשורת טורית – כל פעם מועברת סיבית אחת • תקשורת מקבילית – כל פעם מועברות מספר סיביות • פרוטוקול תקשורת – אוסף כללים להגדרת ההתקשרות בין שני מחשבים

3. סוגי רשתות • חיבור שני מחשבים בלבד • רשת שיוויונית • רשת מקומית - LAN • רשת מרחבית – WAN

4. חיבור שני מחשבים • תקשורת מקבילית דרך יציאת LPT באמצעות כבל מוצלב. כל פעם מועברות 4 סיביות. • תקשורת טורית דרך יציאת COM בפרוטוקול RS232 – זול יותר ומאפשר תקשורת למרחקים ארוכים • תקשורת באמצעות 2 כרטיסי רשת, כבל מוצלב ופרוטוקול רשת כלשהו

5. פרוטוקולים ברשתות • - NETBEUIפרוטוקול פשוט לרשת מקומית • IPX/SPX – פרוטוקול של רשתות נובל • TCP/IP – אוסף פרוטוקולים ברשתות UNIX וכיום כמעט בכל הרשתות בעולם • פרוטוקולי TCP/IP נפוצים מאד כיוון שרשת האינטרנט עובדת איתם

6. TCP/IP • Transmission Control Protocol/Internet Protocol • המונח TCP/IP מתייחס לחבילת פרוטוקולים שפותחו עבור רשת האינטרנט • פרוטוקול TCP ופרוטוקול IP הינם החשובים ביותר

7. TCP/IP תכונות פרוטוקול • TCP/IP מספק שירותים שנדרשים לרישות מחשבים וחיבור בין רשתות שונות • הפרוטוקול אינו תלוי בטופולוגיית הרשת, אמצעי החומרה ומערכת ההפעלה • הפרוטוקול מספק כתובות רשת ייחודיות • הפרוטוקול מספק שירותים מתקדמים לתקשורת (איתור שגיאות, אופן העברת המידע וכד’)

8. TCP/IP Internetworking Router Token Ring Private Nets and Internet

9. כיצד עובר המידע באינטרנט? • לרשת האינטרנט ניתן להתחבר באמצעות כל סוגי המחשבים • כאשר נשלחת הודעת דואר אלקטרוני ממשתמש למשתמש היא תגיעה ליעדה ותראה בדיוק כמו שנשלחה • יש לבצע תיאום מתאים כדי שהודעה שנשלחה ממחשב מקינטוש למשל תגיע למחשב PC

10. TCP/IP מודל השכבות Application Network Applications End-to-end Services Transport Internet Routing Network Network Interface Physical Transmission

11. Application Presentation Session Transport Network Data Link Physical TCP/IP מול OSI OSI TCP/IP Application Transport Internet Network Physical

12. TCP/IP פרוטוקולי Application FTP TELNET SMTP TFTP NFS NTP SNMP NNTP DNS BOOTP DHCP HTTP X-windows Transport TCP UDP Internet IP Network Network Driver Software Physical

13. Network Interface Layer • השכבה אחראית על העברת חבילות מידע (Frames) • הפרוטוקול המנוהל בשכבה זו מגדיר את המתחים ואת אופן שליחת הנתונים על הקו

14. Internet Layer • שכבת הרשת • אחראית על מתן כתובות (addressing) • קיבוץ לחבילות מידע (Packaging) • ניתוב המידע (Routing)

15. בשכבה זו מנוהלים 3 פרוטוקולים • Internet Protocol - אחראי על מתן כתובות וניתוב המידע בין הרשת ל- Host • Address Resulution Protocol - אחראי על זיהוי כתובות פיזיות של מחשבים באותה הרשת • Internet Control Message Protocol - אחראי על שליחת הודעות ודיווח שגיאות המתייחסות לשליחת ה- Package

16. Transport Layer • השכבה אחראית לספק שירותי תקשורת בין שני מחשבים, בשכבה זו קיימים 2 פרוטוקולים: • TCP - מספק שירותי תקשורת אמינים, מיועד להעברת כמויות גדולות של נתונים • UDP - מספק תקשורת ללא אחראיות, מיועד להעברת כמויות קטנות של מידע

17. Application Layer • שכבת היישום • השכבה אחראית על יצירת הקשר בין האפליקציות לרשת התקשורת • השכבה מספקת שירותים לגישה פשוטה לרשת • הפרוטוקול מספק ממשקים לתוכניות רשת באמצעות קריאות מערכת מתאימות

18. השכבה הפיזית - פירוט • מוסיפה לנתונים המגיעים מהשכבה העליונה בקרות: • Preamble - רצף סיביות שמציין תחילת הודעה • CRC - קוד לזיהוי שגיאות המחובר לסוף המידע • כאשר מגיע מידע מהקו: • ה - Preamble נזרק • נבדק קוד CRC, אם לא תקין המידע נזרק. אחרת נבדקת הכתובת, אם מתאימה למחשב המידע עובר לשכבה הבאה

19. שכבת הרשת - פירוט • פרוטוקול עיקרי - IP: • Connectionless Delivery - ניתן לעבוד גם כשהמחשב אינו מחובר לרשת • אין אחריות למשלוח - האחריות מוטלת על השכבות העליונות יותר

20. פרוטוקול IP • מוסיף את המידע הבא: • כתובת IP של המקור • כתובת IP של היעד • פרוטוקול השכבה העליונה (TCP/UDP) • Checksum • Time To Live - זמן החיים של המידע על הקו (כדי שלא יסתובבו נתונים מיותרים)

21. אופן העבודה • המחשב בודק את כתובת IP, אם היא מזוהה ככתובת מקומית המידע נשלח ישירות למחשב אחרת נעשית בדיקה בטבלת Routing כדי לקבל את מיקום היעד • אם לא זוהה היעד המידע נשלח ל- Default Gateway • ה- Router מקלף את המידע עד לשכבת הרשת, מוריד את ערך TTL (אם הגיע ל-0 המידע נזרק)

22. ה- Router מחשב Checksum חדש ואת כתובת הנתב הבא ושולח אליו את המידע • חבילות מידע גדולות יחולקו לחלקים קטנים וישלחו בדרכים שונות כדי לחלק את העומס ברשת • כל חלק מקבל Header המכיל: • דגל שמסמן האם זה החלק האחרון • Fragment ID - זיהוי חבילה - זהה לכל החלקים • Fragment Offset - זיהוי החלק (לצורך סידור)

23. שלוש רמות Addressing 0:0:c:6:13:4a • Host names - שמות לוגיים • לדוגמא www.walla.co.il • Internet (IP) address - מיוצגות ב 32 סיביות לדוגמא 212.192.2.71 • station Address - כתובת פיזית של כרטיס הרשת 0:0:c:6:13:4a לדוגמא

24. המרת הכתובת הלוגית לכתובת פיזית www.walla.co.il מזוהה במחשב מיוחד Domain name SystemIP הופך לכתובת 158.108.2.71 מומר ע”י פרוטוקול Address Resolution Protocol(ARP) 0:0:c:6:13:4a

25. IP Addressing 8,16, 24 bits Host Network 32 bits 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits 212 . 192 . 2 . 71 ניתן לחלק רשת לתתי רשתות

26. פרוטוקול ARP • אחראי על כתובות מקומיות • כאשר נשלחת הודעה למחשב באותה רשת הוא מוסיף למידע את הכתובת הפיזית. • המחשב ביעד מחזיר אישור על קבלת ההודעה • אם היו בעיות במשלוח ידווח עליהן ICMP • דוגמאות: נא להאט את הקצב, נא לנתב שנית וכד’

27. שכבת ה- Transport • UDP - הודעות קצרות ללא בדיקת תקינות • TCP - כמויות גדולות של נתונים. תכונות: • בדיקת קשר עם היעד לפני השליחה • העברת נתונים אמינה • חלוקה למנות קטנות • העברת אישורים • העברת רצף בתים ללא הודעות ביניים

28. שכבת היישום • אוסף פונקציות/קריאות מערכת • מושגים בתוכנה: • Socket • Port • IP Address • לבדיקות תוכנה משתמשים בכתובת IP מיוחדת127.0.0.1