بيت › البرامج الثابتة › شبكة محلية ظاهرية على أساس المنافذ. دورة محاضرات حول تقنيات الشبكات

شبكة محلية ظاهرية على أساس المنافذ. دورة محاضرات حول تقنيات الشبكات

2.1.3 هيكل الإطار 802.1Q

تحدد مواصفات 802.1 Q 12 تنسيقًا ممكنًا لتغليف مجال الامتداد في إطارات طبقة MAC. يتم تعريف هذه التنسيقات بناءً على ثلاثة أنواع من الإطارات (Ethernet II، LLC في التنسيق العادي، LLC في تنسيق Token Ring)، ونوعين من الشبكات (802.3/Ethernet أو Token Ring/FDDI)، ونوعين من علامات VLAN (ضمنية أو ضمنية). صريح). توجد أيضًا قواعد معينة لترجمة إطارات Ethernet أو Token Ring المصدر إلى إطارات ذات علامات وترجمة الإطارات ذات العلامات مرة أخرى إلى الإطارات الأصلية.

استبدل حقل معرف بروتوكول العلامة (TPI) حقل EtherType لإطار Ethernet، والذي حدث بعد حقل علامة VLAN ثنائي البايت.

يحتوي حقل علامة VLAN على ثلاثة حقول فرعية.

تم تصميم الحقل الفرعي "الأولوية" لتخزين ثلاث بتات ذات أولوية للإطار، مما يسمح بتحديد ما يصل إلى 8 مستويات أولوية. تشير علامة TR-Encapsulation ذات البت الواحد إلى ما إذا كانت البيانات التي يحملها الإطار تحتوي على إطار تنسيق IEEE 802.5 مغلف (العلامة هي 1) أو تتوافق مع نوع الإطار الخارجي (العلامة هي 0).

باستخدام هذه الميزة، يمكنك تمرير حركة المرور من شبكات Token Ring إلى شبكات Ethernet الأساسية المحولة.

يعرّف معرف VLAN (VID) ذو 12 بت بشكل فريد شبكة VLAN التي ينتمي إليها الإطار.

أكبر مقاسيزداد إطار Ethernet عند تطبيق مواصفات IEEE 802.1 Q من 4 بايت - من 1518 بايت إلى 1522 بايت.

الشكل 2.1.3 هيكل إطار Ethernet مع مجال IEEE 802.1 Q

2.1.4 ضمان جودة الخدمة في الشبكات القائمة على التبديل.

يمكن لمحولات الطبقة الثانية والثالثة إعادة توجيه الحزم بسرعة كبيرة، ولكن هذه ليست الميزة الوحيدة لمعدات الشبكات المطلوبة لإنشاء شبكة حديثة.

تحتاج الشبكة إلى الإدارة، وأحد جوانب الإدارة هو ضمان جودة الخدمة المطلوبة (QoS).

يمنح دعم جودة الخدمة (QoS) المسؤول القدرة على التنبؤ بسلوك الشبكة والتحكم فيه من خلال تحديد أولويات التطبيقات والشبكات الفرعية ونقاط النهاية، أو تزويدها بمزايا مضمونة. عرض النطاق.

هناك طريقتان رئيسيتان للحفاظ على جودة الخدمة. هذا هو الحجز المسبق للموارد والخدمة التفضيلية لفئات حركة المرور المجمعة. وجدت الطريقة الأخيرة تطبيقها الرئيسي في المستوى الثاني. تعمل محولات المستوى الثاني لفترة طويلة على عدد كبير من مخططات خدمة الأولوية الخاصة، وتقسيم كل حركة المرور إلى 2-3-4 فئات وخدمة هذه الفئات بطريقة مختلفة.

اليوم، قامت مجموعة عمل IEEE 802.1 بتطوير معايير 802.1 p/Q (التي سميت فيما بعد 802.1D-1998)، والتي تنظم مخططات تحديد أولويات حركة المرور وطريقة حمل البيانات حول فئات حركة المرور في إطارات الشبكة المحلية. تتوافق أفكار تحديد أولويات حركة المرور المضمنة في معايير 802.1 p/Q إلى حد كبير مع مخطط خدمات IP المتميزة الذي تمت مناقشته في هذا الفصل. يوفر نظام جودة الخدمة المعتمد على معايير 802.1 p/Q

القدرة على تعيين فئة الخدمة (الأولوية) كعقدة نهائية عن طريق وضع معرف في إطار قياسي 802 الشبكة الافتراضية VID، الذي يحتوي على ثلاث بتات من مستوى الأولوية، وتصنيف الحركة بواسطة المحولات بناءً على مجموعة معينة من الخصائص. قد تختلف جودة الخدمة أيضًا بين شبكات VLAN المختلفة. في هذه الحالة، يلعب حقل الأولوية دور تمييز المستوى الثاني ضمن التدفقات المختلفة لكل شبكة افتراضية.

يتم تسليم حركة المرور العادية من "الحد الأقصى. جهود"

حركة المرور الحساسة لوقت الاستجابة

الشكل 2.1.4 فئات الخدمة داخل الشبكات الافتراضية.

إن التفسير الدقيق لاحتياجات كل فئة من فئات حركة المرور، الموسومة بقيمة الأولوية وربما رقم الشبكة الافتراضية، يُترك، كما هو الحال مع خدمات IP المتميزة، لتقدير مسؤول الشبكة. بشكل عام، من المفترض أن يحتوي المحول على قواعد سياسة يتم بموجبها خدمة كل فئة من حركة المرور، أي وجود ملف تعريف حركة المرور.

عادةً ما تقوم الشركات المصنعة للمحولات ببناء أساليب تصنيف حركة مرور أوسع في أجهزتها من تلك التي يوفرها معيار 802.1 p/Q. يمكن تمييز فئات حركة المرور عن طريق عناوين MAC، والمنافذ الفعلية، وتسميات 802.1 p/Q، وفي محولات الطبقة 3 و4، وعن طريق عناوين IP وأرقام منافذ TCP/UDP المعروفة.

بمجرد وصول الحزمة إلى المحول، تتم مقارنة قيم الحقول الخاصة بها مع السمات الموجودة في القواعد المخصصة لمجموعات المرور ثم يتم وضعها في قائمة الانتظار المناسبة. يمكن للقواعد المرتبطة بكل قائمة انتظار أن تضمن للحزم قدرًا معينًا من الإنتاجية والأولوية، مما يؤثر على مقدار زمن وصول الحزمة. يسمح تصنيف حركة المرور للمحول وتضمين المعلومات حول جودة الخدمة المطلوبة في الحزم للمسؤولين بتعيين سياسة جودة الخدمة طوال الوقت شبكة الشركة. توجد الطرق التالية لتصنيف حركة المرور:

على أساس المنافذ. عند تعيين الأولويات لمنافذ الإدخال الفردية، يتم استخدام تسميات أولوية 802.1 p/Q لنشر جودة الخدمة المطلوبة عبر الشبكة المحولة.

بناءً على علامات VLAN. هذه طريقة بسيطة إلى حد ما وعامة جدًا للحفاظ على جودة الخدمة. من خلال تعيين ملف تعريف جودة الخدمة لشبكات VLAN، يمكنك بسهولة إدارة التدفقات عندما يتم دمجها في العمود الفقري.

بناء على أرقام الشبكة. يمكن للشبكات الافتراضية المستندة إلى البروتوكول استخدام ملفات تعريف جودة الخدمة (QoS) للارتباط بشبكات فرعية IP وIPX وApple Talk محددة. وهذا يجعل من السهل فصل مجموعة معينة من المستخدمين وتزويدهم بجودة الخدمة المطلوبة.

عن طريق التطبيق (منافذ TCP/UDP). يتيح لك تحديد فئات التطبيقات التي يتم توفيرها بعد ذلك مع خدمة متميزة بغض النظر عن عناوين العقد النهائية والمستخدمين.

أحد الشروط الضرورية لدعم جودة الخدمة بناءً على أرقام الشبكة هو القدرة على عرض الحزم في المستوى الثالث، ويتطلب التمييز حسب التطبيق عرض الحزم في المستوى الرابع.

الشكل 2.1.5 خدمة فئات مختلفة من حركة المرور.

بمجرد تقسيم حركة المرور إلى فئات، يمكن للمحولات أن توفر لكل فئة الحد الأدنى والحد الأقصى من الإنتاجية المضمونة، بالإضافة إلى الأولوية التي تحدد كيفية معالجة قائمة الانتظار عندما يكون هناك نطاق ترددي مجاني للمحول. يوضح الشكل مثالاً لخدمة أربع فئات من حركة المرور. يتم تخصيص حد أدنى معين من عرض النطاق الترددي لكل منها، ويتم أيضًا تخصيص الحد الأقصى لحركة المرور ذات الأولوية العالية، بحيث لا يمكن لهذه الفئة من حركة المرور قمع حركة المرور ذات الأولوية المنخفضة تمامًا.

عند استخدام شبكات VLAN القائمة على المنفذ، يتم تعيين كل منفذ لشبكة VLAN محددة، بغض النظر عن المستخدم أو الكمبيوتر المتصل بهذا المنفذ. وهذا يعني أن جميع المستخدمين المتصلين بهذا المنفذ سيكونون أعضاء في نفس شبكة VLAN.

تكوين المنفذ ثابت ولا يمكن تغييره إلا يدويًا.

شبكة محلية ظاهرية (VLAN) قائمة على المنفذ.

شبكة محلية ظاهرية تعتمد على عناوين ماك.

تستخدم الطريقة التالية لإنشاء شبكات افتراضية تجميع عناوين MAC. إذا كان هناك عدد كبير من العقد على الشبكة، فإن هذه الطريقة تتطلب عددًا كبيرًا من العمليات اليدوية من المسؤول.

شبكة محلية ظاهرية (VLAN) تعتمد على عناوين MAC.

شبكة محلية ظاهرية قائمة على الملصقات – معيار 802.1q.

تعتمد الطريقتان الأوليان فقط على إضافة معلومات إضافية إلى جداول عناوين الجسر ولا تستخدم إمكانية تضمين معلومات حول عضوية الإطار في شبكة افتراضية في الإطار المرسل. طريقة تنظيم VLAN القائمة على التسمية – العلامات، يستخدم حقول إطار إضافية لتخزين معلومات ملكية الإطار أثناء انتقاله بين محولات الشبكة. تتم إضافة علامة 4 بايت إلى إطار Ethernet:

تشتمل علامة الإطار المضافة على حقل TPID (معرف بروتوكول العلامة) ثنائي البايت وحقل TCI (معلومات التحكم في العلامة) ثنائي البايت. تحدد أول بايتتين بقيمة ثابتة تبلغ 0x8100 أن الإطار يحتوي على علامة بروتوكول 802.1q/802.1p. يتكون حقل TCI من حقول الأولوية وCFI وVID. يحدد حقل الأولوية 3 بت ثمانية مستويات أولوية ممكنة للإطار. حقل VID (معرف VLAN) ذو 12 بت هو معرف الشبكة الافتراضية. تتيح لك هذه البتات الـ 12 تحديد 4096 شبكة افتراضية مختلفة، ولكن المعرفين 0 و4095 محجوزان للاستخدام الخاص، لذا يمكن تعريف إجمالي 4094 شبكة افتراضية في معيار 802.1Q. حقل CFI (مؤشر التنسيق الكنسي)، بطول 1 بت، محجوز للإشارة إلى إطارات أنواع أخرى من الشبكات (Token Ring، FDDI)؛ بالنسبة لإطارات Ethernet يكون 0.

بعد استلام الإطار من خلال منفذ الإدخال الخاص بالمحول، يتم اتخاذ القرار بشأن معالجته الإضافية بناءً على قواعد منفذ الإدخال (قواعد الدخول). الخيارات التالية ممكنة:

تلقي الإطارات ذات العلامات فقط؛

يتلقى الإطارات من النوع Untagged فقط؛

بشكل افتراضي، تقبل كافة رموز التبديل كلا النوعين من الإطارات.

بعد معالجة الإطار، يتم اتخاذ قرار بإرساله إلى منفذ الإخراج بناءً على قواعد محددة مسبقًا لإعادة توجيه الإطار. تتمثل قاعدة إعادة توجيه الإطارات داخل المحول في أنه لا يمكن إعادة توجيهها إلا بين المنافذ المرتبطة بنفس الشبكة الافتراضية.

1000 قاعدة إيثرنت

يستخدم 1000Base Ethernet أو Gigabit Ethernet، مثل Fast Ethernet، نفس تنسيق الإطار وطريقة الوصول CSMA/CD والطوبولوجيا النجمية والطبقة الفرعية للتحكم في الارتباط (LLC) مثل IEEE 802.3 و10Base-T Ethernet. يكمن الاختلاف الأساسي بين التقنيات مرة أخرى في تنفيذ الطبقة المادية لـ EMVOS - تنفيذ أجهزة PHY. تم استخدام تطويرات IEEE 802.3 وANSI X3T11 للقنوات الليفية لتنفيذ أجهزة إرسال واستقبال PHY متصلة بالألياف. في عام 1998، تم نشر معيار 802.3z للألياف الضوئية و802.3ab للكابلات المزدوجة الملتوية.

إذا كانت الاختلافات بين إيثرنت و إيثرنت سريعتكون ضئيلة ولا تؤثر على طبقة MAC، فعند تطوير معيار Gigabit Ethernet 1000Base-T، كان على المطورين ليس فقط إجراء تغييرات على الطبقة المادية، ولكن أيضًا التأثير على طبقة MAC الفرعية.

تستخدم الطبقة المادية لشبكة Gigabit Ethernet عدة واجهات، بما في ذلك الكبل المزدوج الملتوي التقليدي من الفئة 5 بالإضافة إلى الألياف متعددة الأوضاع وأحادية الوضع. تم تحديد إجمالي 4 أنواع مختلفة من الواجهات المادية، والتي تنعكس في المواصفات القياسية 802.3z (1000Base-X) و802.3ab (1000Base-T).

المسافات المدعومة لمعايير 1000Base-X مبينة في الجدول أدناه.

معيار	نوع الألياف	*المسافة القصوى، م**
(ديود ليزر 1300 نانومتر)	ألياف أحادية الوضع (9 ميكرومتر)
	ألياف متعددة الأوضاع (50 ميكرومتر)***

معيار	نوع الزوج الملتوي/الألياف	*المسافة القصوى، م**
(ليزر ديود 850 نانومتر)	ألياف متعددة الأوضاع (50 ميكرومتر)
	ألياف متعددة الأوضاع (62.5 ميكرومتر)
	ألياف متعددة الأوضاع (62.5 ميكرومتر)
	زوج ملتوي محمي: STP

يمكن أن تكون خصائص أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية أعلى بكثير من تلك الموضحة في الجدول. على سبيل المثال، تنتج NBase محولات بمنافذ Gigabit Ethernet التي توفر النقل عبر مسافات تصل إلى 40 كم عبر ألياف أحادية الوضع بدون مرحلات (باستخدام ليزر DFB ضيق الطيف يعمل بطول موجة يبلغ 1550 نانومتر).

واجهة 1000Base-T

1000Base-T هو واجهة قياسيةنقل جيجابت إيثرنت عبر كابل زوج ملتوي غير محمي من الفئة 5e وأعلى على مسافات تصل إلى 100 متر. يتم استخدام جميع أزواج الكابلات النحاسية الأربعة للإرسال، وتبلغ سرعة الإرسال عبر زوج واحد 250 ميجابت/ثانية.

طبقة MAC الفرعية

تستخدم الطبقة الفرعية Gigabit Ethernet MAC نفس طريقة الوصول إلى وسائط CSMA/CD مثل سابقاتها Ethernet وFast Ethernet. يتم تحديد القيود الرئيسية على الحد الأقصى لطول المقطع (أو مجال التصادم) بواسطة هذا البروتوكول.

كانت إحدى المشكلات في تنفيذ سرعة 1 جيجابت/ثانية هي ضمان قطر شبكة مقبول عند التشغيل نصف المزدوجةوضع التشغيل. كما تعلم، الحد الأدنى لحجم الإطار في شبكات Ethernet وFast Ethernet هو 64 بايت. ومع معدل نقل يبلغ 1 جيجابت/ثانية وحجم إطار يبلغ 64 بايت، من أجل الكشف الموثوق عن الاصطدام، من الضروري ألا تزيد المسافة بين جهازي الكمبيوتر البعيدين عن 25 مترًا. دعونا نتذكر أن اكتشاف الاصطدام الناجح يكون ممكنًا إذا كان وقت إرسال الإطار ذي الحد الأدنى للطول أكبر من ضعف وقت انتشار الإشارة بين العقدتين الأبعد في الشبكة. لذلك، لضمان أقصى قطر للشبكة يبلغ 200 متر (كابلان بطول 100 متر ومفتاح)، تمت زيادة الحد الأدنى لطول الإطار في معيار Gigabit Ethernet إلى 512 بايت. لزيادة طول الإطار إلى القيمة المطلوبة، يقوم محول الشبكة بتوسيع حقل البيانات إلى طول 448 بايت باستخدام ما يسمى بامتداد الناقل. حقل الامتداد هو حقل مملوء بأحرف محظورة لا يمكن الخلط بينها وبين رموز البيانات. في هذه الحالة، يتم حساب حقل المجموع الاختباري فقط للإطار الأصلي ولا ينطبق على حقل الامتداد. عند استلام إطار، يتم تجاهل حقل الامتداد. لذلك، فإن طبقة LLC لا تعرف حتى بوجود مجال الامتداد. إذا كان حجم الإطار يساوي أو أكبر من 512 بايت، فلا يوجد حقل امتداد للوسائط.

إطار جيجابت إيثرنت مع مجال تمديد الوسائط

الغرض الرئيسي من التكنولوجيا واي فاي(الإخلاص اللاسلكي - "الدقة اللاسلكية") - التوسع اللاسلكي شبكات إيثرنت. كما يتم استخدامه عندما يكون من غير المرغوب فيه أو من المستحيل استخدام الشبكات السلكية، راجع بداية قسم "الشبكات المحلية اللاسلكية". على سبيل المثال، لنقل المعلومات من الأجزاء المتحركة من الآليات؛ إذا لم تتمكن من الحفر في الجدران؛ في مستودع كبير حيث تحتاج إلى حمل جهاز كمبيوتر معك.

تم تصميم خدمة الواي فاي التحالفتعتمد شبكة Wi-Fi على سلسلة معايير IEEE 802.11 (1997) [ANSI] وتوفر سرعات نقل تتراوح من 1...2 إلى 54 ميجابت/ثانية. يقوم اتحاد Wi-Fi بتطوير مواصفات التطبيق لتحقيق معيار Wi-Fi، واختبار واعتماد منتجات الشركات الأخرى للامتثال للمعيار، وتنظيم المعارض، وتزويد مطوري معدات Wi-Fi بالمعلومات اللازمة.

على الرغم من أن معيار IEEE 802.11 قد تم التصديق عليه في عام 1997، إلا أن شبكات Wi-Fi أصبحت منتشرة على نطاق واسع فقط في السنوات الأخيرة، عندما انخفضت أسعار معدات الشبكات التجارية بشكل كبير. في الأتمتة الصناعية، من بين المعايير العديدة لسلسلة 802.11، يتم استخدام معيارين فقط: 802.11b بسرعات نقل تصل إلى 11 ميجابت/ثانية و802.11g (حتى 54 ميجابت/ثانية).

يتم إرسال الإشارة عبر قناة الراديو باستخدام طريقتين: FHSS وDSSS (انظر القسم). يستخدم هذا تعديل الطور التفاضلي DBPSK وDQPSK (انظر " طرق التعديلالناقل") باستخدام رموز باركر، والرموز التكميلية ( CCK- مفتاح الكود التكميلي) والتقنيات ترميز تلافيفي مزدوج (PBCC) [روشان].

يستخدم Wi-Fi 802.11g بسرعات 1 و2 ميجابت/ثانية تعديل DBPSK. عند 2 ميجابت في الثانية، يتم استخدام نفس الطريقة عند 1 ميجابت في الثانية، ولكن لزيادة سعة القناة، يتم استخدام 4 قيم طور مختلفة (0، ) لتعديل الموجة الحاملة.

يستخدم بروتوكول 802.11b سرعات نقل إضافية تبلغ 5.5 و11 ميجابت/ثانية. بمعدلات البت هذه، يتم استخدام الرموز التكميلية بدلاً من رموز باركر ( CCK).

تستخدم شبكة Wi-Fi طريقة الوصول إلى شبكة CSMA/CA (راجع قسم "مشكلات الشبكات اللاسلكية وحلولها")، والتي تستخدم المبادئ التالية لتقليل احتمالية حدوث تصادمات:

قبل أن تبدأ المحطة بالإرسال، تقوم بالإبلاغ عن المدة التي ستشغلها قناة الاتصال؛
لا يمكن للمحطة التالية أن تبدأ الإرسال إلا بعد انتهاء الوقت المحجوز مسبقًا؛
ولا يعرف المشاركون في الشبكة ما إذا كانت إشارتهم قد تم استقبالها حتى يتلقوا تأكيدًا بذلك؛
إذا بدأت محطتان العمل في نفس الوقت، فلن يتمكنوا من معرفة ذلك إلا من خلال حقيقة أنهم لن يتلقوا تأكيدًا للاستقبال؛
إذا لم يتم تلقي أي إقرار، ينتظر المشاركون في الشبكة فترة عشوائية من الوقت لبدء إعادة الإرسال.

وقاية، بدلاً من اكتشاف الاصطدام، يعد أمرًا أساسيًا في الشبكات اللاسلكية لأنه، على عكس الشبكات السلكية، يقوم جهاز الإرسال والاستقبال بتشويش الإشارة المستقبلة.

يظهر الشكل 1 تنسيق الإطار على مستوى PLCP لنموذج OSI (الجدول 2.17) في وضع FHSS. 2.44. ويتكون من المجالات التالية:

"تزامن." - يحتوي على أصفار وآحاد متناوبة. يعمل على ضبط التردد في محطة الاستقبال، ومزامنة توزيع الحزم ويسمح لك باختيار هوائي (إذا كان هناك عدة هوائيات)؛
"ابدأ" - علامة بداية الإطار. يتكون من الخط 0000 1100 1011 1101، الذي يعمل على مزامنة الإطارات في محطة الاستقبال؛
"P.L.W." - "Psdu Length Word" - "كلمة طول عنصر بيانات خدمة PLCP"، PSDU - "وحدة بيانات خدمة PLCP" - عنصر بيانات الطبقة الفرعية PLCP؛ يشير إلى حجم الإطار المستلم من مستوى MAC، بالثمانيات؛
"السرعة" - تشير إلى معدل نقل بيانات الإطار؛
"كانساس" - مبلغ الشيك;
"إطار MAC" - إطار تم استلامه من طبقة MAC لنموذج OSI ويحتوي على وحدة PSDU؛

يظهر الشكل 1 تنسيق الإطار على مستوى PLCP لنموذج OSI (الجدول 2.17) في وضع DSSS. 2.45. الحقول الموجودة فيه لها المعنى التالي:

"تزامن." - يحتوي على وحدات فقط ويوفر التزامن في محطة الاستقبال؛
"ابدأ" - علامة بداية الإطار. يحتوي على السطر 0 xF3A0، الذي يشير إلى بداية نقل المعلمات اعتمادًا على المستوى الجسدي;
"الإشارة" - تشير إلى نوع التعديل ومعدل الإرسال لهذا الإطار؛
"الخدمة" - مخصصة للتعديلات المستقبلية للمعيار؛
"الطول" - يشير إلى الوقت بالميكرو ثانية اللازم لإرسال إطار MAC؛
"كانساس" - مبلغ التحقق؛
"إطار MAC" - إطار تم استلامه من طبقة MAC لنموذج OSI ويحتوي على وحدة PSDU؛
"رأس PLCP" - الحقول المضافة في طبقة PLCP الفرعية.

يعتمد نطاق اتصال Wi-Fi بشكل كبير على ظروف الانتشار. موجات كهرومغناطيسيةونوع الهوائي وقوة الارسال. القيم النموذجية التي تشير إليها الشركات المصنعة لمعدات Wi-Fi هي 100-200 متر في الداخل وما يصل إلى عدة كيلومترات في المناطق المفتوحة باستخدام هوائي خارجي وقوة إرسال تبلغ 50...100 ميجاوات. وفي الوقت نفسه، وبحسب مجلة Computerwoche الألمانية الأسبوعية، فإنه خلال مسابقة مدى الاتصالات، تم تسجيل الاتصال على مسافة 89 كم باستخدام المعدات القياسية معيار واي فاي IEEE 802.11b (2.4 جيجا هرتز) وأطباق الأقمار الصناعية. كما سجلت موسوعة غينيس للأرقام القياسية اتصالاً عبر شبكة Wi-Fi على مسافة 310 كيلومترات باستخدام هوائيات مرفوعة إلى ارتفاعات كبيرة باستخدام البالونات.

بنية شبكة الواي فاي

يحدد معيار IEEE 802.11 ثلاث طبولوجيا للشبكة:

مناطق الخدمة الأساسية المستقلة(مجموعات الخدمة الأساسية المستقلة، اي بي اس اس);
مجالات الخدمة الأساسية(مجموعات الخدمة الأساسية، بي.اس.اس);
مناطق الخدمة الموسعة(مجموعات الخدمة الموسعة، وفاق سطيف).

استخدام بي.اس.استتواصل المحطات مع بعضها البعض من خلال مركز اتصالات مركزي مشترك يسمى نقطة دخول. نقطة دخولعادةً ما يتم توصيله بشبكة إيثرنت LAN سلكية.

يتم الحصول على منطقة خدمة موسعة من خلال الجمع بين عدة بي.اس.اسالخامس نظام موحدمن خلال نظام التوزيع، والذي يمكن أن يكون شبكة إيثرنت سلكية.

2.11.5. مقارنة الشبكات اللاسلكية

في الجدول 2.18 يلخص المعالم الرئيسية للثلاثة التي تم النظر فيها التقنيات اللاسلكية. لا يحتوي الجدول على بيانات حول WiMAX وEDGE وUWB والعديد من المعايير الأخرى التي لا تستخدم على نطاق واسع في الأتمتة الصناعية.

طاولة 2.18.مقارنة بين ثلاث تقنيات لاسلكية رائدة
معامل	بلوتوث/IEEE 802.15.1	زيجبي/IEEE 802.15.4	واي فاي/IEEE 802.11
يتراوح
سرعة انتقال	723 كيلوبت في الثانية		1...2 ميجابت/ثانية، حتى 54 ميجابت/ثانية
الأعلى. عدد المشاركين في الشبكة			غير محدود
استهلاك الطاقة
وقت التشغيل على بطاريتين AA		6 اشهر في وضع الاستعداد
السعر/التعقيد (الوحدات التقليدية)
إعادة الإرسال			التدفقات النقدية المخصومة - لا؛ PCF وHCF - نعم،
الغرض الرئيسى	الاتصال بين الأجهزة الطرفية والكمبيوتر	شبكات الاستشعار اللاسلكية	تمديد إيثرنت لاسلكي

إيي 802.1Q- معيار مفتوح يصف الإجراء الخاص بوضع علامات على حركة المرور لنقل معلومات حول عضوية VLAN.

نظرًا لأن 802.1Q لا يغير رؤوس الإطارات، فإن أجهزة الشبكة التي لا تدعم هذا المعيار يمكنها نقل حركة المرور دون النظر إلى عضوية VLAN الخاصة بها.

يتم وضع 802.1Q داخل الإطار بطاقة شعار، والذي ينقل معلومات حول انتماء حركة المرور إلى شبكة VLAN.

علامة 802.1Q

	⊲━━ معلومات التحكم في العلامة (TCI) ━━⊳
تبيد	أولوية	CFI	فيد
16	3	1	12	أجزاء

حجم العلامة هو 4 بايت. ويتكون من المجالات التالية:

معرف بروتوكول العلامة (TPID)- معرف بروتوكول العلامات. حجم الحقل هو 16 بت. يشير إلى البروتوكول المستخدم لوضع العلامات. بالنسبة إلى 802.1q، تكون القيمة 0x8100.
معلومات التحكم في العلامات (TCI)- حقل يحتوي على الأولوية والتنسيق الأساسي وحقول معرف شبكة VLAN:
- أولوية- أولوية. حجم الحقل هو 3 بت. يُستخدم بواسطة معيار IEEE 802.1p لتعيين أولوية حركة المرور المرسلة.
- مؤشر التنسيق الكنسي (CFI)- مؤشر التنسيق الكنسي. حجم الحقل هو 1 بت. يشير إلى تنسيق عنوان MAC. 0 - أساسي (إطار إيثرنت)، 1 - غير أساسي (إطار Token Ring، FDDI).
- معرف VLAN (VID)- معرف VLAN. حجم الحقل - 12 بت. يشير إلى شبكة VLAN التي ينتمي إليها الإطار. يتراوح نطاق قيم VID المحتملة من 0 إلى 4094.

عند استخدام معيار Ethernet II، يقوم 802.1Q بإدراج علامة قبل حقل "نوع البروتوكول". وبما أن الإطار قد تغير، تتم إعادة حساب المجموع الاختباري.

يوجد في معيار 802.1Q مفهوم Native VLAN. افتراضيًا، هذه هي شبكة VLAN 1. ولم يتم وضع علامة على حركة المرور المرسلة على شبكة VLAN هذه.

يوجد بروتوكول ملكية مشابه لـ 802.1Q تم تطويره بواسطة Cisco Systems - ISL.

VLAN - شبكة المنطقة المحلية الافتراضية
المعايير والبروتوكولات والمفاهيم الأساسية	802.1س. معرف شبكة محلية ظاهرية. ISL. فتب. GVRP. شبكة محلية ظاهرية محلية (VLAN).
في أنظمة التشغيل	لينكس (ديبيان، أوبونتو، سينت أو إس). فري بي إس دي. شبابيك
في معدات الشبكات

تضمين معلومات حول الانتماء إلى شبكة افتراضية في الإطار المرسل. افتراضي الشبكات المحلية ، المبني على معيار IEEE 802.1Q، استخدم حقول إطار إضافية لتخزين معلومات عضوية VLAN أثناء تحركها عبر الشبكة. من وجهة نظر الراحة والمرونة في الإعدادات، فإن معيار VLAN IEEE 802.1Q هو أفضل حلمقارنة بشبكات VLAN القائمة على المنفذ. مزاياها الرئيسية:

المرونة وسهولة التكوين والتغيير - يمكنك إنشاء مجموعات VLAN الضرورية داخل محول واحد وفي جميع أنحاء الشبكة بالكامل المبنية على محولات تدعم معيار IEEE 802.1Q. تسمح إمكانية وضع العلامات بتوزيع معلومات شبكة VLAN عبر محولات متعددة متوافقة مع 802.1Q عبر رابط فعلي واحد ( قناة الجذع، رابط الجذع);
يسمح لك بتنشيط خوارزمية الشجرة الممتدة على جميع المنافذ والعمل في الوضع العادي. تبين أن بروتوكول Spanning Tree مفيد جدًا للاستخدام في الشبكات الكبيرة المبنية على عدة محولات، ويسمح للمحولات بتحديد التكوين الشبيه بالشجرة للاتصالات في الشبكة تلقائيًا عند توصيل المنافذ ببعضها البعض بشكل عشوائي. ل عملية عاديةلا التبديل المطلوبة الطرق المغلقةمتصل. يمكن للمسؤول إنشاء هذه المسارات خصيصًا لإنشاء اتصالات احتياطية، أو يمكن أن تنشأ بشكل عشوائي، وهو أمر ممكن تمامًا إذا كانت الشبكة بها اتصالات عديدة وكان نظام الكابلات سيئ البنية أو موثقًا. باستخدام بروتوكول Spanning Tree، تقوم المحولات بحظر المسارات المتكررة بعد إنشاء مخطط الشبكة. وبالتالي، يتم منع الحلقات في الشبكة تلقائيًا؛
تتيح قدرة IEEE 802.1Q VLAN على إضافة العلامات واستخراجها من رؤوس الإطارات للشبكة استخدام المحولات وأجهزة الشبكة التي لا تدعم معيار IEEE 802.1Q؛
يمكن للأجهزة من مختلف الشركات المصنعة التي تدعم المعيار أن تعمل معًا، بغض النظر عن أي حل خاص؛
لربط الشبكات الفرعية مستوى الشبكة، يلزم وجود جهاز توجيه أو مفتاح L3. ومع ذلك، بالنسبة للحالات الأبسط، على سبيل المثال، لتنظيم الوصول إلى الخادم من شبكات VLAN مختلفة، لا يلزم وجود جهاز توجيه. يجب تضمين منفذ التبديل الذي يتصل به الخادم في جميع الشبكات الفرعية، ويجب أن يدعم محول شبكة الخادم معيار IEEE 802.1Q.

أرز. 6.5.

بعض تعريفات IEEE 802.1Q

وضع العلامات- عملية إضافة معلومات حول الانتماء إلى 802.1Q VLAN إلى رأس الإطار.
فك العلامات- عملية استخراج المعلومات حول عضوية 802.1Q VLAN من رأس الإطار.
معرف الشبكة المحلية الظاهرية (VID)- معرف شبكة محلية ظاهرية (VLAN).
معرف منفذ VLAN (PVID)- معرف منفذ VLAN.
منفذ الدخول- تبديل المنفذ الذي تصل إليه الإطارات، وفي نفس الوقت يتم اتخاذ قرار بشأن عضوية VLAN.
منفذ الخروج- منفذ التبديل الذي يتم من خلاله نقل الإطارات إلى أجهزة الشبكة أو المحولات أو محطات العمل الأخرى، وبالتالي يجب اتخاذ قرار وضع العلامات عليه.

يمكن تكوين أي منفذ تبديل على أنه الموسومة(المسمى) أو كما بدون علامات(غير مسمى). وظيفة فك العلاماتيسمح لك بالعمل مع هؤلاء أجهزة الشبكةالشبكات الافتراضية التي لا تفهم العلامات الموجودة في رأس إطار Ethernet. وظيفة وضع العلاماتيسمح لك بتكوين شبكات VLAN بين محولات متعددة تدعم معيار IEEE 802.1Q.