مزایا و معایب شبکه اترنت سریع محلی تجهیزات اترنت و اترنت سریع. مفهوم و عملکرد یک مانیتور فعال در شبکه Token Ring

معرفی

هدف از تهیه این گزارش، ارائه مختصر و در دسترس اصول اولیه عملکرد و ویژگی های شبکه های کامپیوتری با استفاده از Fast Ethernet به عنوان مثال بود.

شبکه مجموعه ای از رایانه ها و سایر دستگاه های متصل است. هدف اصلی شبکه های کامپیوتری به اشتراک گذاری منابع و اجرای ارتباطات تعاملی در داخل یک شرکت و خارج از آن است. منابع عبارتند از داده ها، برنامه های کاربردی و لوازم جانبی، مانند درایو خارجی، چاپگر، ماوس، مودم یا جوی استیک. مفهوم ارتباط تعاملی بین رایانه ها به معنای تبادل پیام ها در زمان واقعی است.

مجموعه استانداردهای زیادی برای انتقال داده در شبکه های کامپیوتری وجود دارد. یکی از مجموعه ها استاندارد Fast Ethernet است.

از این مطالب در مورد موارد زیر یاد خواهید گرفت:

• · فن آوری های اترنت سریع
• سوئیچ ها
• کابل FTP
• انواع اتصال
• توپولوژی شبکه های کامپیوتری

در کارم اصول عملکرد یک شبکه بر اساس استاندارد Fast Ethernet را نشان خواهم داد.

سوئیچینگ شبکه محلی (LAN) و فن آوری های اترنت سریع در پاسخ به نیاز به بهبود کارایی شبکه های اترنت توسعه یافته است. با افزایش توان عملیاتی، این فناوری ها می توانند " مکان های باریک» در شبکه و پشتیبانی از برنامه هایی که به سرعت انتقال داده بالایی نیاز دارند. جذابیت این راه حل ها این است که مجبور نیستید یکی یا دیگری را انتخاب کنید. آنها مکمل یکدیگر هستند، بنابراین کارایی شبکه را اغلب می توان با استفاده از هر دو فناوری بهبود بخشید.

اطلاعات جمع آوری شده هم برای افرادی که شروع به مطالعه شبکه های کامپیوتری می کنند و هم برای مدیران شبکه مفید خواهد بود.

1. نمودار شبکه

2. فناوری اترنت سریع

شبکه کامپیوتری اترنت سریع

اترنت سریع نتیجه توسعه فناوری اترنت است. بر اساس و حفظ تکنیک CSMA/CD (دسترسی چندگانه نظرسنجی کانال و تشخیص برخورد)، دستگاه‌های اترنت سریع با سرعت 10 برابر اترنت کار می‌کنند. 100 مگابیت بر ثانیه Fast Ethernet پهنای باند کافی برای برنامه هایی مانند طراحی و ساخت به کمک کامپیوتر (CAD/CAM)، گرافیک و پردازش تصویر و چند رسانه ای فراهم می کند. اترنت سریع با اترنت 10 مگابیت در ثانیه سازگار است، بنابراین ادغام اترنت سریع در شبکه محلی خود با استفاده از سوئیچ به جای روتر آسان تر است.

تعویض

با استفاده از سوئیچ هابسیاری از گروه های کاری را می توان برای تشکیل یک LAN بزرگ متصل کرد (نمودار 1 را ببینید). سوئیچ های ارزان قیمت بهتر از روترها عمل می کنند و عملکرد LAN بهتری را ارائه می دهند. گروه های کاری اترنت سریع متشکل از یک یا دو هاب را می توان از طریق یک سوئیچ اترنت سریع برای افزایش بیشتر تعداد کاربران و همچنین پوشش منطقه بزرگتر متصل کرد.

به عنوان مثال، سوئیچ زیر را در نظر بگیرید:

برنج. 1 D-Link-1228/ME

سری سوئیچ‌های DES-1228/ME شامل سوئیچ‌های اترنت سریع لایه 2 و قابل تنظیم می‌باشد. با عملکرد پیشرفته، دستگاه های DES-1228/ME هستند راه حل ارزان قیمتبرای ایجاد یک شبکه امن و با کارایی بالا. ویژگی های متمایز کنندهاز ویژگی های این سوئیچ می توان به تراکم پورت بالا، 4 پورت Uplink گیگابیتی، تنظیمات تغییر گام کوچک برای مدیریت پهنای باند و بهبود مدیریت شبکه اشاره کرد. این سوئیچ ها به شما این امکان را می دهند که شبکه خود را هم از نظر عملکرد و هم از نظر ویژگی های هزینه بهینه کنید. سوئیچ های سری DES-1228/ME هم از نظر عملکرد و هم از نظر ویژگی های هزینه راه حل بهینه هستند.

کابل FTP

کابل LAN-5EFTP-BLاز 4 جفت هادی مسی تک هسته ای تشکیل شده است.

قطر هادی 24AWG.

هر هادی در عایق HDPE (پلی اتیلن با چگالی بالا) محصور شده است.

دو هادی که با یک گام مخصوص انتخاب شده پیچ خورده اند، یک جفت پیچ خورده را تشکیل می دهند.

4 جفت پیچ خورده در فیلم پلی اتیلن پیچیده شده و همراه با یک هادی مسی تک هسته ای در یک محافظ فویل مشترک و غلاف PVC محصور شده اند.

مستقیم از وسط

خدمت می کند:

• 1. برای اتصال کامپیوتر به سوئیچ (هاب، سوئیچ) از طریق کارت شبکهکامپیوتر
• 2. برای اتصال تجهیزات جانبی شبکه - چاپگرها، اسکنرها - به سوئیچ (هاب، سوئیچ)
• 3. برای UPLINK به سوئیچ بالاتر (هاب، سوئیچ) - سوئیچ های مدرن می توانند به طور خودکار ورودی های کانکتور را برای دریافت و انتقال پیکربندی کنند.

کراس اوور

خدمت می کند:

• 1. برای اتصال مستقیم 2 کامپیوتر به یک شبکه محلی، بدون استفاده از تجهیزات سوئیچینگ (هاب، سوئیچ، روتر و غیره).
• 2. برای آپلینک، اتصال به یک سوئیچ سطح بالاتر در یک شبکه محلی با ساختار پیچیده، برای انواع قدیمی سوئیچ ها (هاب ها، سوئیچ ها)، آنها یک کانکتور جداگانه دارند که "UPLINK" یا X نیز مشخص شده است.

توپولوژی ستاره

به سوی ستاره ها- توپولوژی اصلی یک شبکه کامپیوتری که در آن تمام کامپیوترهای موجود در شبکه به یک گره مرکزی (معمولا یک سوئیچ) متصل می شوند و یک بخش فیزیکی از شبکه را تشکیل می دهند. چنین بخش شبکه می تواند به صورت جداگانه یا به عنوان بخشی از یک توپولوژی شبکه پیچیده (معمولاً یک درخت) عمل کند. تمام تبادل اطلاعات منحصراً از طریق رایانه مرکزی انجام می شود که از این طریق تحت بار بسیار زیادی قرار می گیرد، بنابراین به جز شبکه نمی تواند کار دیگری انجام دهد. به عنوان یک قاعده، این کامپیوتر مرکزی است که قدرتمندترین است، و بر روی آن است که تمام عملکردهای مدیریت تبادل اختصاص داده می شود. اصولاً هیچ درگیری در شبکه با توپولوژی ستاره امکان پذیر نیست، زیرا مدیریت کاملاً متمرکز است.

کاربرد

اترنت کلاسیک 10 مگابیت برای اکثر کاربران برای حدود 15 سال مناسب بود. با این حال، در اوایل دهه 90، نارسایی آن احساس شد توان عملیاتی. برای کامپیوترهای روشن پردازنده های اینتل 80286 یا 80386 با گذرگاه های ISA (8 مگابایت بر ثانیه) یا EISA (32 مگابایت بر ثانیه)، پهنای باند بخش اترنت 1/8 یا 1/32 کانال حافظه به دیسک بود و این به خوبی با نسبت مطابقت داشت. از حجم داده های پردازش شده به صورت محلی و داده های منتقل شده از طریق شبکه. برای ایستگاه های مشتری قوی تر با باس PCI(133 مگابایت بر ثانیه)، این سهم به 1/133 کاهش یافت که به وضوح کافی نبود. در نتیجه، بسیاری از بخش‌های اترنت 10 مگابیت در ثانیه بارگذاری بیش‌ازحد شدند، پاسخ‌دهی سرور به‌طور قابل‌توجهی کاهش یافت، و نرخ برخورد به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافت و توان عملیاتی قابل استفاده را کاهش داد.

نیاز به توسعه یک اترنت "جدید" وجود دارد، یعنی فناوری که با کارایی 100 مگابیت بر ثانیه به همان اندازه مقرون به صرفه باشد. در نتیجه جستجوها و تحقیقات، کارشناسان به دو اردوگاه تقسیم شدند که در نهایت منجر به ظهور دو فناوری جدید - Fast Ethernet و l00VG-AnyLAN شد. آنها در درجه تداوم با اترنت کلاسیک متفاوت هستند.

در سال 1992، گروهی از تولیدکنندگان تجهیزات شبکه، از جمله رهبران فناوری اترنت مانند SynOptics، 3Com و چندین شرکت دیگر، Fast Ethernet Alliance، یک انجمن غیرانتفاعی را تشکیل دادند تا استانداردی برای یک فناوری جدید ایجاد کنند که ویژگی های اترنت را حفظ کند. تکنولوژی تا حداکثر ممکن

اردوی دوم توسط هیولت پاکارد و AT&T رهبری شد، که پیشنهاد کردند از این فرصت برای رفع برخی از کاستی های شناخته شده فناوری اترنت استفاده کنند. پس از مدتی، آی‌بی‌ام به این شرکت‌ها ملحق شد، که با پیشنهاد ارائه برخی سازگاری با شبکه‌های Token Ring در فناوری جدید کمک کرد.

در همان زمان، کمیته IEEE 802 یک گروه تحقیقاتی را برای مطالعه پتانسیل فنی فناوری های جدید پرسرعت تشکیل داد. بین اواخر سال 1992 و اواخر سال 1993، تیم IEEE راه حل های 100 مگابیتی ارائه شده توسط فروشندگان مختلف را مطالعه کرد. همراه با پیشنهادات Fast Ethernet Alliance، این گروه همچنین فناوری پرسرعت پیشنهاد شده توسط Hewlett-Packard و AT&T را بررسی کرد.

بحث بر روی موضوع حفظ روش دسترسی تصادفی CSMA/CD متمرکز بود. پیشنهاد Fast Ethernet Alliance این روش را حفظ کرد و در نتیجه تداوم و سازگاری بین شبکه‌های 10 مگابیت بر ثانیه و 100 مگابیت در ثانیه را تضمین کرد. ائتلاف HP-AT&T که از حمایت فروشندگان بسیار کمتری در صنعت شبکه نسبت به Fast Ethernet Alliance برخوردار بود، یک روش دسترسی کاملاً جدید به نام پیشنهاد کرد. اولویت تقاضا- دسترسی با اولویت در صورت تقاضا به طور قابل توجهی رفتار گره‌ها را در شبکه تغییر داد، بنابراین نمی‌توان آن را در فناوری اترنت و استاندارد 802.3 قرار داد و یک کمیته جدید IEEE 802.12 برای استاندارد کردن آن سازماندهی شد.

در پاییز 1995، هر دو فناوری به استانداردهای IEEE تبدیل شدند. کمیته IEEE 802.3 مشخصات Fast Ethernet را به عنوان استاندارد 802.3 پذیرفت که یک استاندارد مستقل نیست، اما افزوده ای به استاندارد 802.3 موجود در قالب فصل های 21 تا 30 است. کمیته 802.12 فناوری l00VG-AnyLAN را پذیرفته است. از یک روش دسترسی اولویت تقاضای جدید استفاده می کند و از دو فرمت فریم - اترنت و حلقه توکن پشتیبانی می کند.

v لایه فیزیکی فناوری Fast Ethernet

تمام تفاوت های بین فناوری اترنت سریع و اترنت بر روی لایه فیزیکی متمرکز است (شکل 3.20). لایه های MAC و LLC در Fast Ethernet دقیقاً یکسان هستند و در فصل های قبلی استانداردهای 802.3 و 802.2 توضیح داده شده است. بنابراین، هنگام در نظر گرفتن فناوری Fast Ethernet، تنها چند گزینه برای آن بررسی خواهیم کرد. سطح فیزیکی.

ساختار پیچیده تر لایه فیزیکی فناوری Fast Ethernet به این دلیل است که از سه نوع سیستم کابل کشی استفاده می کند:

• · کابل فیبر نوری چند حالته، دو فیبر استفاده می شود.
• · جفت پیچ خورده رده 5، دو جفت استفاده می شود.
• · جفت پیچ خورده رده 3، چهار جفت استفاده می شود.

کابل کواکسیال که اولین شبکه اترنت را به جهان داد، در لیست رسانه های مجاز انتقال داده فناوری جدید Fast Ethernet قرار نگرفت. این یک روند رایج در بسیاری از فناوری های جدید است زیرا مسافت های کوتاهجفت پیچ خورده رده 5 به شما امکان می دهد داده ها را با همان سرعت کابل کواکسیال انتقال دهید، اما شبکه ارزان تر و کارکرد آن آسان تر است. در فواصل طولانی، فیبر نوری پهنای باند بسیار بالاتری نسبت به کواکسیال دارد و هزینه شبکه خیلی بالاتر نیست، به خصوص وقتی هزینه های بالای عیب یابی یک سیستم کابل کواکسیال بزرگ را در نظر بگیرید.

تفاوت بین فناوری اترنت سریع و فناوری اترنت

کنار گذاشتن کابل کواکسیال به این واقعیت منجر شده است که شبکه های اترنت سریع همیشه ساختار درختی سلسله مراتبی دارند که بر روی هاب ها ساخته شده اند، درست مانند شبکه های l0Base-T/l0Base-F. تفاوت اصلی بین پیکربندی های شبکه اترنت سریع کاهش قطر شبکه به حدود 200 متر است که با کاهش 10 برابری در حداقل طول زمان انتقال فریم به دلیل افزایش 10 برابری سرعت انتقال در مقایسه با اترنت 10 مگابیت توضیح داده می شود. .

با این وجود، این شرایط واقعاً مانع ساخت شبکه های بزرگ با استفاده از فناوری Fast Ethernet نمی شود. واقعیت این است که اواسط دهه 90 نه تنها با انتشار گسترده فناوری های پرسرعت ارزان، بلکه با توسعه سریع مشخص شد. شبکه های محلیبر اساس سوئیچ ها هنگام استفاده از سوئیچ ها، پروتکل اترنت سریع می تواند در حالت تمام دوبلکس کار کند، که در آن هیچ محدودیتی در طول کل شبکه وجود ندارد، بلکه فقط محدودیت هایی در طول بخش های فیزیکی متصل کننده دستگاه های همسایه (آداپتور - سوئیچ یا سوئیچ -) وجود دارد. تعویض). بنابراین، هنگام ایجاد ستون فقرات شبکه محلی از راه دور، از فناوری Fast Ethernet نیز به طور فعال استفاده می شود، اما فقط در نسخه تمام دوبلکس، همراه با سوئیچ ها.

این بخش، عملیات نیمه دوبلکس فناوری اترنت سریع را مورد بحث قرار می دهد، که به طور کامل با تعریف روش دسترسی شرح داده شده در استاندارد 802.3 مطابقت دارد.

در مقایسه با گزینه های پیاده سازی فیزیکی برای اترنت (و شش مورد از آنها وجود دارد)، در Fast Ethernet تفاوت بین هر گزینه و گزینه های دیگر عمیق تر است - تعداد هادی ها و روش های کدگذاری هم تغییر می کند. و از آنجایی که انواع فیزیکی اترنت سریع به طور همزمان ایجاد شده اند، و نه به صورت تکاملی، همانطور که برای شبکه های اترنت ایجاد شده است، می توان آن دسته از زیرلایه های لایه فیزیکی را که از گونه ای به نوع دیگر تغییر نمی کنند، و آن دسته از زیرلایه هایی که مختص به آن هستند، با جزئیات تعریف کرد. هر گونه از محیط فیزیکی.

استاندارد رسمی 802.3 سه مشخصات مختلف را برای لایه فیزیکی Fast Ethernet ایجاد کرد و نام‌های زیر را به آنها داد:

ساختار لایه فیزیکی اترنت سریع

• · 100Base-TX برای کابل دو جفتی در جفت تابیده بدون محافظ UTP دسته 5 یا جفت تابیده شیلددار STP نوع 1.
• · 100Base-T4 برای کابل UTP چهار جفتی رده 3، 4 یا 5.
• · 100Base-FX برای کابل فیبر نوری چند حالته، از دو فیبر استفاده شده است.

عبارات و ویژگی های زیر برای هر سه استاندارد صادق است.

• · فرمت های فریم فناوری Fast Ethernetee با فرمت های فریم فناوری اترنت 10 مگابیت متفاوت است.
• · فاصله میان فریم (IPG) 0.96 میکرو ثانیه و فاصله بیت 10 نانو ثانیه است. تمام پارامترهای زمان‌بندی الگوریتم دسترسی (فاصله عقب‌نشینی، حداقل زمان ارسال طول فریم، و غیره)، که در بازه‌های بیتی اندازه‌گیری می‌شوند، ثابت مانده‌اند، بنابراین هیچ تغییری در بخش‌های استاندارد مربوط به سطح MAC ایجاد نشده است.
• · علامت حالت آزاد رسانه، انتقال نماد Idle کد اضافی مربوطه است (و نه عدم وجود سیگنال، مانند استانداردهای اترنت 10 مگابیت بر ثانیه). لایه فیزیکی شامل سه عنصر است:
• o زیرلایه آشتی؛
• o رابط مستقل رسانه (رابط مستقل رسانه، Mil)؛
• o دستگاه لایه فیزیکی (PHY).

لایه مذاکره مورد نیاز است تا لایه MAC که برای رابط AUI طراحی شده است بتواند از طریق رابط MP با لایه فیزیکی کار کند.

دستگاه لایه فیزیکی (PHY) به نوبه خود از چندین زیرلایه تشکیل شده است (شکل 3.20 را ببینید):

• · زیرسطح رمزگذاری داده های منطقی، که بایت های وارد شده از سطح MAC را به نمادهای کد 4B/5B یا 8B/6T تبدیل می کند (هر دو کد در فناوری اترنت سریع استفاده می شوند).
• · زیرلایه‌های اتصال فیزیکی و زیرلایه‌های وابستگی به رسانه فیزیکی (PMD)، که تولید سیگنال را مطابق با یک روش کدگذاری فیزیکی، برای مثال NRZI یا MLT-3 ارائه می‌کنند.
• · لایه فرعی autonegotiation، که به دو پورت ارتباطی اجازه می دهد تا به طور خودکار کارآمدترین حالت عملیاتی را انتخاب کنند، به عنوان مثال، نیمه دوبلکس یا تمام دوبلکس (این لایه فرعی اختیاری است).

رابط MP از روشی مستقل از متوسط ​​برای تبادل داده بین زیرلایه MAC و زیرلایه PHY پشتیبانی می کند. این رابط از نظر هدف مشابه رابط AUI اترنت کلاسیک است، با این تفاوت که رابط AUI بین زیرلایه کدگذاری سیگنال فیزیکی (برای همه گزینه های کابل از همان روش کدگذاری فیزیکی استفاده شد - کد منچستر) و زیرلایه اتصال فیزیکی به متوسط، و رابط MP بین لایه های فرعی MAC و زیرسطح های کدگذاری سیگنال قرار دارد که سه مورد از آنها در استاندارد Fast Ethernet وجود دارد - FX، TX و T4.

کانکتور MP برخلاف کانکتور AUI دارای 40 پین است که حداکثر طول کابل MP یک متر است. سیگنال های ارسال شده از طریق رابط MP دارای دامنه 5 ولت هستند.

لایه فیزیکی 100Base-FX - فیبر چند حالته، دو فیبر

این مشخصات عملکرد پروتکل Fast Ethernet را بر روی فیبر چند حالته در حالت های نیمه دوبلکس و تمام دوبلکس بر اساس طرح رمزگذاری FDDI به خوبی اثبات شده تعریف می کند. همانطور که در استاندارد FDDI، هر گره توسط دو فیبر نوری که از گیرنده (R x) و از فرستنده (Tx) می آید به شبکه متصل می شود.

شباهت های زیادی بین مشخصات l00Base-FX و l00Base-TX وجود دارد، بنابراین ویژگی های مشترک این دو مشخصات با نام عمومی l00Base-FX/TX داده می شود.

در حالی که اترنت 10 مگابیت بر ثانیه از رمزگذاری منچستر برای نمایش داده ها از طریق کابل استفاده می کند، استاندارد اترنت سریع یک روش رمزگذاری متفاوت را تعریف می کند - 4V/5V. این روش قبلاً کارایی خود را در استاندارد FDDI ثابت کرده است و بدون تغییر در مشخصات l00Base-FX/TX منتقل شده است. در این روش، هر 4 بیت از داده های زیرلایه MAC (که نماد نامیده می شود) با 5 بیت نمایش داده می شود. بیت اضافی اجازه می دهد تا کدهای بالقوه با نمایش هر یک از پنج بیت به عنوان پالس های الکتریکی یا نوری اعمال شوند. وجود ترکیبات نمادهای ممنوعه امکان رد نمادهای اشتباه را فراهم می کند که باعث افزایش پایداری شبکه ها با l00Base-FX/TX می شود.

برای جداسازی فریم اترنت از کاراکترهای Idle، ترکیبی از کاراکترهای Start Delimiter (یک جفت کاراکتر J (11000) و K (10001) از کد 4B/5B استفاده می شود و پس از تکمیل کادر، یک T استفاده می شود. کاراکتر قبل از اولین کاراکتر Idle درج می شود.

جریان داده مداوم از مشخصات 100Base-FX/TX

هنگامی که تکه های 4 بیتی کدهای MAC به تکه های 5 بیتی لایه فیزیکی تبدیل می شوند، باید به عنوان سیگنال های نوری یا الکتریکی در کابلی که گره های شبکه را به هم متصل می کند، نمایش داده شوند. مشخصات l00Base-FX و l00Base-TX از روش‌های رمزگذاری فیزیکی مختلفی برای این کار استفاده می‌کنند - به ترتیب NRZI و MLT-3 (مانند فناوری FDDI هنگام کار بر روی فیبر نوری و جفت پیچ‌خورده).

لایه فیزیکی 100Base-TX - جفت پیچ خورده DTP Cat 5 یا STP Type 1، دو جفت

مشخصات l00Base-TX از کابل UTP رده 5 یا کابل STP نوع 1 به عنوان رسانه انتقال داده استفاده می کند. حداکثر طولکابل در هر دو مورد - 100 متر.

تفاوت اصلی با مشخصات l00Base-FX استفاده از روش MLT-3 برای انتقال سیگنال های بخش های 5 بیتی کد 4V/5V روی جفت پیچ خورده و همچنین وجود یک تابع مذاکره خودکار برای انتخاب پورت است. حالت عملیاتی طرح مذاکره خودکار به دو دستگاه متصل فیزیکی که از چندین استاندارد لایه فیزیکی پشتیبانی می‌کنند، که در سرعت بیت و تعداد جفت‌های پیچ خورده متفاوت هستند، اجازه می‌دهد تا سودمندترین حالت عملیاتی را انتخاب کنند. به طور معمول، فرآیند مذاکره خودکار زمانی اتفاق می‌افتد که یک آداپتور شبکه را که می‌تواند با سرعت‌های 10 و 100 مگابیت بر ثانیه کار کند، به هاب یا سوئیچ متصل می‌کنید.

طرح مذاکره خودکار که در زیر توضیح داده شده است استاندارد فناوری l00Base-T امروزی است. پیش از این، سازندگان از طرح‌های اختصاصی مختلفی برای تعیین خودکار سرعت پورت‌های ارتباطی که سازگار نیستند، استفاده می‌کردند. طرح مذاکره خودکار که به عنوان یک استاندارد پذیرفته شد در ابتدا توسط National Semiconductor تحت نام NWay پیشنهاد شد.

در مجموع 5 حالت عملیاتی مختلف در حال حاضر تعریف شده است که می تواند دستگاه های l00Base-TX یا 100Base-T4 را در جفت های به هم تابیده پشتیبانی کند.

• · l0Base-T - 2 جفت از دسته 3.
• l0Base-T فول دوبلکس - 2 جفت از دسته 3.
• · l00Base-TX - 2 جفت دسته 5 (یا نوع 1ASTP).
• · 100Base-T4 - 4 جفت از دسته 3.
• · 100Base-TX فول دوبلکس - 2 جفت دسته 5 (یا نوع 1A STP).

حالت l0Base-T کمترین اولویت را در فرآیند مذاکره دارد و حالت Full-Duplex 100Base-T4 بیشترین اولویت را دارد. فرآیند مذاکره زمانی اتفاق می‌افتد که دستگاه روشن است، و همچنین می‌تواند در هر زمان توسط ماژول کنترل دستگاه آغاز شود.

دستگاهی که فرآیند مذاکره خودکار را آغاز کرده است، بسته ای از تکانه های ویژه را برای شریک خود ارسال می کند انفجار پالس پیوند سریع (FLP)، که حاوی یک کلمه 8 بیتی است که حالت تعامل پیشنهادی را رمزگذاری می کند و با بالاترین اولویت پشتیبانی شده توسط گره شروع می شود.

اگر گره همتا از تابع مذاکره خودکار پشتیبانی کند و همچنین بتواند حالت پیشنهادی را پشتیبانی کند، با یک انفجار پالس FLP پاسخ می دهد که در آن حالت داده شده را تایید می کند و این به مذاکره پایان می دهد. اگر گره شریک بتواند از حالت اولویت پایین‌تر پشتیبانی کند، آن را در پاسخ نشان می‌دهد و این حالت به عنوان حالت کار انتخاب می‌شود. بنابراین، حالت گره مشترک با بالاترین اولویت همیشه انتخاب می شود.

گره‌ای که فقط از فناوری l0Base-T پشتیبانی می‌کند، هر 16 میلی‌ثانیه پالس‌های منچستر را برای بررسی یکپارچگی خطی که آن را به یک گره همسایه متصل می‌کند، ارسال می‌کند. چنین گره ای درخواست FLP را که یک گره با تابع مذاکره خودکار به آن می کند را درک نمی کند و به ارسال پالس های خود ادامه می دهد. گره‌ای که تنها پالس‌های یکپارچگی خط را در پاسخ به درخواست FLP دریافت می‌کند، می‌داند که شریکش فقط می‌تواند با استفاده از استاندارد l0Base-T کار کند و این حالت عملیاتی را برای خود تنظیم می‌کند.

لایه فیزیکی 100Base-T4 - جفت پیچ خورده UTP Cat 3، چهار جفت

مشخصات 100Base-T4 به گونه ای طراحی شده است که به اترنت پرسرعت اجازه می دهد تا از سیم کشی های جفت پیچ خورده رده 3 موجود استفاده کند. این مشخصات با حمل همزمان جریان های بیت روی هر 4 جفت کابل، توان عملیاتی کلی را افزایش می دهد.

مشخصات 100Base-T4 دیرتر از سایر مشخصات لایه فیزیکی Fast Ethernet ظاهر شد. توسعه دهندگان این فناوری در درجه اول می خواستند مشخصات فیزیکی نزدیک به l0Base-T و l0Base-F را ایجاد کنند که روی دو خط داده کار می کردند: دو جفت یا دو فیبر. برای اجرای کار روی دو جفت پیچ خورده، مجبور شدم به کابل رده 5 با کیفیت بالاتر سوئیچ کنم.

در همان زمان، توسعه دهندگان فناوری رقیب l00VG-AnyLAN در ابتدا بر روی کابل جفت پیچ خورده دسته 3 تکیه کردند. مهمترین مزیت آن نه چندان هزینه، بلکه این واقعیت بود که قبلاً در اکثریت قریب به اتفاق ساختمان ها نصب شده بود. بنابراین، پس از انتشار مشخصات l00Base-TX و l00Base-FX، توسعه دهندگان فناوری Fast Ethernet نسخه خود را از لایه فیزیکی برای جفت پیچ خورده دسته 3 پیاده سازی کردند.

این روش به جای رمزگذاری 4V/5V، از رمزگذاری 8V/6T استفاده می کند که طیف سیگنال باریک تری دارد و با سرعت 33 مگابیت بر ثانیه در باند 16 مگاهرتز کابل جفت پیچ خورده دسته 3 (هنگام کدگذاری 4V/5V) قرار می گیرد. ، طیف سیگنال در این باند نمی گنجد). هر 8 بیت از اطلاعات سطح MAC توسط 6 نماد سه تایی کدگذاری می شود، یعنی اعدادی که دارای سه حالت هستند. مدت زمان هر رقم سه تایی 40 ns است. سپس گروه 6 رقمی سه تایی به صورت مستقل و متوالی به یکی از سه جفت پیچ خورده انتقال داده می شود.

جفت چهارم همیشه برای گوش دادن استفاده می شود فرکانس حاملبرای اهداف تشخیص برخورد سرعت انتقال داده در هر یک از سه جفت انتقال 33.3 مگابیت بر ثانیه است، بنابراین سرعت کل پروتکل 100Base-T4 100 مگابیت در ثانیه است. در عین حال، با توجه به روش کدگذاری اتخاذ شده، نرخ تغییر سیگنال در هر جفت تنها 25 Mbaud است که امکان استفاده از جفت پیچ خورده دسته 3 را فراهم می کند.

در شکل شکل 3.23 اتصال بین پورت MDI یک آداپتور شبکه 100Base-T4 و پورت MDI-X یک هاب را نشان می دهد (پیشوند X نشان می دهد که برای این کانکتور، اتصالات گیرنده و فرستنده به صورت جفت کابل در مقایسه با آداپتور شبکه مبادله می شوند. کانکتور، که اتصال جفت سیم در کابل را آسان تر می کند - بدون عبور). جفت کردن 1 -2 همیشه برای انتقال داده ها از پورت MDI به پورت MDI-X، جفت مورد نیاز است 3 -6 - برای دریافت داده ها توسط پورت MDI از پورت MDI-X و جفت 4 -5 و 7 -8 دو طرفه هستند و بسته به نیاز هم برای دریافت و هم برای ارسال استفاده می شوند.

اتصال گره ها طبق مشخصات 100Base-T4

اترنت سریع

اترنت سریع - مشخصات IEEE 802.3 u، که به طور رسمی در 26 اکتبر 1995 تصویب شد، یک استاندارد پروتکل لایه پیوند را برای شبکه هایی تعریف می کند که با استفاده از کابل های مسی و فیبر نوری با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه کار می کنند. مشخصات جدید جانشین استاندارد اترنت IEEE 802.3 است که از همان قالب فریم، مکانیسم دسترسی رسانه CSMA/CD و توپولوژی ستاره استفاده می کند. این تکامل چندین عنصر پیکربندی لایه فیزیکی را تحت تاثیر قرار داده است که ظرفیت را افزایش داده اند، از جمله انواع کابل، طول بخش و تعداد هاب ها.

ساختار اترنت سریع

برای درک بهتر عملکرد و درک تعامل عناصر Fast Ethernet، اجازه دهید به شکل 1 بپردازیم.

شکل 1. سیستم اترنت سریع

زیرلایه کنترل پیوند منطقی (LLC).

مشخصات IEEE 802.3u توابع لایه پیوند را به دو زیرلایه تقسیم می کند: کنترل پیوند منطقی (LLC) و لایه دسترسی رسانه (MAC) که در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت. LLC، که عملکردهای آن توسط استاندارد IEEE 802.2 تعریف شده است، در واقع با پروتکل های سطح بالاتر (به عنوان مثال، IP یا IPX) به هم متصل می شود و خدمات ارتباطی مختلفی را ارائه می دهد:

• سرویس بدون تاییدیه اتصال و پذیرش.یک سرویس ساده که کنترل جریان داده یا کنترل خطا را ارائه نمی دهد و تحویل صحیح داده ها را تضمین نمی کند.
• سرویس مبتنی بر اتصال.یک سرویس کاملا قابل اعتماد که با برقراری اتصال به سیستم دریافت کننده قبل از شروع انتقال داده و با استفاده از مکانیسم های کنترل خطا و کنترل جریان داده، تحویل صحیح داده ها را تضمین می کند.
• سرویس بدون اتصال با تاییدیه پذیرش.سرویسی با پیچیدگی متوسط ​​که از پیام‌های تأیید برای ارائه تحویل تضمینی استفاده می‌کند، اما قبل از انتقال داده، ارتباطی برقرار نمی‌کند.

در سیستم ارسال، داده ها از پروتکل منتقل می شوند لایه شبکه، ابتدا توسط زیرلایه LLC کپسوله می شوند. استاندارد آنها را واحد داده پروتکل (PDU) می نامد. هنگامی که PDU به زیرلایه MAC منتقل می شود، جایی که دوباره توسط اطلاعات هدر و پست احاطه شده است، از آن نقطه به بعد می توان آن را از نظر فنی فریم نامید. برای یک بسته اترنت، این بدان معناست که فریم 802.3 علاوه بر داده های لایه شبکه حاوی یک سرصفحه LLC سه بایتی است. بنابراین، حداکثر طول داده مجاز در هر بسته از 1500 به 1497 بایت کاهش می یابد.

هدر LLC از سه فیلد تشکیل شده است:

در برخی موارد، فریم های LLC نقش کوچکی در فرآیند ارتباط شبکه ایفا می کنند. به عنوان مثال، در شبکه‌ای که از TCP/IP همراه با سایر پروتکل‌ها استفاده می‌کند، تنها عملکرد LLC ممکن است این باشد که به فریم‌های 802.3 اجازه دهد که حاوی سرآیند SNAP مانند Ethertype باشند که نشان‌دهنده پروتکل لایه شبکه است که فریم باید به آن ارسال شود. در این مورد، تمام PDU های LLC از فرمت اطلاعات بدون شماره استفاده می کنند. با این حال، سایر پروتکل های سطح بالا به خدمات پیشرفته تری از LLC نیاز دارند. به عنوان مثال، جلسات NetBIOS و چندین پروتکل NetWare از خدمات اتصال گرا LLC به طور گسترده تر استفاده می کنند.

هدر اسنپ

سیستم دریافت کننده باید تعیین کند که کدام پروتکل لایه شبکه باید داده های ورودی را دریافت کند. بسته های 802.3 در PDU های LLC از پروتکل دیگری به نام استفاده می کنند زیر-شبکهدسترسی داشته باشیدپروتکل (SNAP (پروتکل دسترسی به زیرشبکه).

هدر SNAP 5 بایت است و همانطور که در شکل نشان داده شده است بلافاصله بعد از هدر LLC در قسمت داده قاب 802.3 قرار دارد. سربرگ شامل دو فیلد است.

کد سازمانیشناسه سازمان یا فروشنده یک فیلد 3 بایتی است که همان مقدار 3 بایت اول آدرس MAC فرستنده در هدر 802.3 را می گیرد.

کد محلیکد محلی یک فیلد 2 بایتی است که از نظر عملکردی معادل فیلد Ethertype در هدر Ethernet II است.

زیرلایه مذاکره

همانطور که قبلا گفته شد، Fast Ethernet یک استاندارد تکامل یافته است. MAC طراحی شده برای رابط AUI باید برای رابط MII مورد استفاده در Fast Ethernet تبدیل شود، که این زیرلایه برای آن طراحی شده است.

کنترل دسترسی به رسانه (MAC)

هر گره در یک شبکه اترنت سریع یک کنترل کننده دسترسی رسانه دارد (رسانه هادسترسی داشته باشیدکنترل کننده- مک). MAC در Fast Ethernet کلیدی است و سه هدف دارد:

مهمترین مورد از سه تکلیف MAC اولین است. برای هرکس فناوری شبکه، که از یک رسانه مشترک استفاده می کند، قوانین دسترسی به رسانه که تعیین می کند چه زمانی یک گره می تواند ارسال کند، مشخصه اصلی آن است. چندین کمیته IEEE در ایجاد قوانین برای دسترسی به رسانه مشارکت دارند. کمیته 802.3 که اغلب به عنوان کمیته اترنت شناخته می شود، استانداردهای LAN را تعریف می کند که از قوانینی به نام استفاده می کند. CSMA/سی دی(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - دسترسی چندگانه با تشخیص حامل و تشخیص برخورد).

CSMS/CD قوانین دسترسی به رسانه برای اترنت و اترنت سریع هستند. در این زمینه است که این دو فناوری کاملاً منطبق هستند.

از آنجایی که همه گره‌ها در اترنت سریع رسانه یکسانی دارند، تنها زمانی می‌توانند ارسال کنند که نوبت آنها باشد. این صف با قوانین CSMA/CD تعیین می شود.

CSMA/CD

کنترلر MAC Fast Ethernet قبل از ارسال به اپراتور گوش می دهد. حامل تنها زمانی وجود دارد که گره دیگری در حال انتقال باشد. لایه PHY حضور یک حامل را تشخیص می دهد و پیامی به MAC تولید می کند. وجود یک حامل نشان می‌دهد که رسانه مشغول است و گره (یا گره‌های) شنود باید به فرستنده تسلیم شود.

یک MAC که یک فریم برای ارسال دارد، باید قبل از ارسال آن، پس از پایان فریم قبلی، مقداری حداقل زمان صبر کند. این زمان نامیده می شود شکاف بین بسته ها(IPG، شکاف بین بسته ها) و 0.96 میکروثانیه طول می کشد، یعنی یک دهم زمان ارسال یک بسته اترنت معمولی با سرعت 10 مگابیت بر ثانیه (IPG یک بازه زمانی واحد است، همیشه در میکروثانیه تعریف می شود، نه در زمان بیت. ) شکل 2.

شکل 2. شکاف بین بسته ها

پس از پایان بسته 1، تمام گره های LAN باید منتظر زمان IPG باشند تا بتوانند ارسال کنند. فاصله زمانی بین بسته های 1 و 2، 2 و 3 در شکل. 2 زمان IPG است. پس از تکمیل ارسال بسته 3، هیچ گرهی ماده ای برای پردازش ندارد، بنابراین فاصله زمانی بین بسته های 3 و 4 بیشتر از IPG است.

تمام گره های شبکه باید این قوانین را رعایت کنند. حتی اگر یک گره فریم های زیادی برای ارسال داشته باشد و این گره تنها ارسال کننده باشد، پس از ارسال هر بسته باید حداقل برای زمان IPG منتظر بماند.

این بخش CSMA از قوانین دسترسی سریع به رسانه اترنت است. به طور خلاصه، بسیاری از گره ها به رسانه دسترسی دارند و از حامل برای نظارت بر اشغال آن استفاده می کنند.

شبکه های تجربی اولیه دقیقاً از این قوانین استفاده می کردند و چنین شبکه هایی بسیار خوب کار می کردند. با این حال، فقط استفاده از CSMA مشکل ایجاد کرد. اغلب دو گره با داشتن بسته ای برای ارسال و انتظار برای زمان IPG، به طور همزمان شروع به ارسال کردند که منجر به خراب شدن داده ها در هر دو طرف شد. این وضعیت نامیده می شود برخورد(برخورد) یا درگیری.

برای غلبه بر این مانع، پروتکل های اولیه از مکانیسم نسبتاً ساده ای استفاده کردند. بسته ها به دو دسته دستورات و واکنش ها تقسیم می شدند. هر دستوری که توسط یک گره ارسال می‌شود نیاز به یک پاسخ دارد. اگر پس از ارسال فرمان برای مدتی پاسخی دریافت نشد (به نام دوره وقفه) پس از ارسال فرمان، دستور اصلی دوباره صادر می شد. این ممکن است چندین بار اتفاق بیفتد (حداکثر تعداد وقفه ها) قبل از اینکه گره فرستنده خطا را ثبت کند.

این طرح می تواند کاملاً کار کند، اما فقط تا یک نقطه خاص. وقوع تضادها منجر به کاهش شدید عملکرد شد (معمولاً در بایت در ثانیه اندازه‌گیری می‌شود) زیرا گره‌ها اغلب در انتظار پاسخ به دستوراتی بودند که هرگز به مقصد خود نمی‌رسیدند. ازدحام شبکه و افزایش تعداد گره ها ارتباط مستقیمی با افزایش تعداد درگیری ها و در نتیجه کاهش عملکرد شبکه دارد.

طراحان اولیه شبکه به سرعت راه حلی برای این مشکل پیدا کردند: هر گره باید تعیین کند که آیا بسته ارسال شده با تشخیص برخورد از بین رفته است (به جای اینکه منتظر پاسخی باشد که هرگز نمی آید). این بدان معنی است که بسته های از دست رفته به دلیل برخورد باید بلافاصله قبل از پایان زمان باز ارسال شوند. اگر گره آخرین بیت بسته را بدون ایجاد برخورد ارسال کند، بسته با موفقیت ارسال شده است.

روش سنجش حامل را می توان به خوبی با عملکرد تشخیص برخورد ترکیب کرد. برخوردها همچنان ادامه دارد، اما این بر عملکرد شبکه تأثیر نمی گذارد، زیرا گره ها به سرعت از شر آنها خلاص می شوند. گروه DIX با ایجاد قوانین دسترسی برای رسانه CSMA/CD برای اترنت، آنها را در قالب یک الگوریتم ساده رسمی کرد - شکل 3.

شکل 3. الگوریتم عملیاتی CSMA/CD

دستگاه لایه فیزیکی (PHY)

از آنجایی که Fast Ethernet می تواند از انواع مختلفی از کابل استفاده کند، هر رسانه نیاز به پیش شرطی سازی سیگنال منحصر به فرد دارد. تبدیل نیز برای انتقال موثر داده مورد نیاز است: برای مقاوم ساختن کد ارسالی در برابر تداخل، تلفات احتمالی یا اعوجاج عناصر منفرد آن (باود)، برای اطمینان از همگام سازی موثر ژنراتورهای ساعت در سمت ارسال یا دریافت.

زیرلایه کدنویسی (PCS)

داده هایی را که از/به لایه MAC با استفاده از الگوریتم ها یا .

سطوح فرعی ارتباط فیزیکی و وابستگی به محیط فیزیکی (PMA و PMD)

زیرلایه‌های PMA و PMD بین زیرلایه PSC و رابط MDI ارتباط برقرار می‌کنند و تولید را مطابق با روش کدگذاری فیزیکی ارائه می‌دهند: یا.

زیرلایه مذاکره خودکار (AUTONEG)

لایه فرعی مذاکره خودکار به دو پورت ارتباطی اجازه می دهد تا به طور خودکار کارآمدترین حالت عملیاتی را انتخاب کنند: فول دوبلکس یا نیمه دوبلکس 10 یا 100 مگابیت بر ثانیه. لایه فیزیکی

استاندارد Fast Ethernet سه نوع رسانه سیگنال دهی اترنت 100 Mbps را تعریف می کند.

• 100Base-TX - دو جفت سیم پیچ خورده. انتقال مطابق با استاندارد انتقال داده ها در یک محیط فیزیکی پیچ خورده انجام می شود که توسط ANSI (موسسه استانداردهای ملی آمریکا - موسسه استانداردهای ملی آمریکا) ایجاد شده است. کابل داده پیچ خورده می تواند محافظ یا بدون محافظ باشد. از الگوریتم رمزگذاری داده 4V/5V و روش رمزگذاری فیزیکی MLT-3 استفاده می کند.
• 100Base-FX - دو هسته کابل فیبر نوری. انتقال نیز مطابق با استاندارد ارتباطات فیبر نوری توسعه یافته توسط ANSI انجام می شود. از الگوریتم رمزگذاری داده 4V/5V و روش رمزگذاری فیزیکی NRZI استفاده می کند.

مشخصات 100Base-TX و 100Base-FX با نام 100Base-X نیز شناخته می شود.

• 100Base-T4 یک مشخصات خاص است که توسط کمیته IEEE 802.3u توسعه یافته است. بر اساس این مشخصات، انتقال داده ها از طریق چهار جفت کابل تلفن به هم تابیده انجام می شود که به آن کابل دسته 3 UTP می گویند و از الگوریتم رمزگذاری داده 8V/6T و روش رمزگذاری فیزیکی NRZI استفاده می کند.

علاوه بر این، استاندارد اترنت سریع شامل توصیه هایی برای استفاده از کابل جفت پیچ خورده محافظ رده 1 است که کابل استانداردی است که به طور سنتی در شبکه های Token Ring استفاده می شود. پشتیبانی و راهنمایی برای استفاده از کابل کشی STP در شبکه Fast Ethernet مسیری به Fast Ethernet برای مشتریان دارای کابل STP فراهم می کند.

مشخصات Fast Ethernet همچنین شامل یک مکانیسم مذاکره خودکار است که به پورت میزبان اجازه می دهد تا به طور خودکار خود را با سرعت داده 10 یا 100 مگابیت بر ثانیه پیکربندی کند. این مکانیزم مبتنی بر تبادل یک سری بسته با یک هاب یا پورت سوئیچ است.

محیط 100Base-TX

رسانه انتقال 100Base-TX از دو جفت پیچ خورده استفاده می کند که یک جفت برای انتقال داده و دیگری برای دریافت آن استفاده می شود. از آنجایی که مشخصات ANSI TP - PMD شامل هر دو کابل جفت تابیده شیلددار و بدون محافظ است، مشخصات 100Base-TX شامل پشتیبانی از هر دو کابل جفت تابیده بدون محافظ و محافظ، نوع 1 و 7 است.

کانکتور MDI (رابط وابسته متوسط).

رابط لینک 100Base-TX بسته به محیط می تواند یکی از دو نوع باشد. برای کابل کشی جفت تابیده بدون محافظ، کانکتور MDI باید یک کانکتور هشت پین RJ 45 رده 5 باشد. این کانکتور در شبکه های 10Base-T نیز استفاده می شود و سازگاری عقب با کابل های رده 5 موجود را فراهم می کند. برای کابل های جفت تابیده شیلددار، کانکتور MDI باید از کانکتور IBM Type 1 STP استفاده کنید که یک کانکتور DB9 محافظ است. این کانکتور معمولا در شبکه های Token Ring استفاده می شود.

کابل UTP رده 5 (e).

رابط رسانه UTP 100Base-TX از دو جفت سیم استفاده می کند. برای به حداقل رساندن تداخل و اعوجاج احتمالی سیگنال، از چهار سیم باقیمانده نباید برای انتقال سیگنال استفاده شود. سیگنال های ارسال و دریافت برای هر جفت پلاریزه می شوند، به طوری که یک سیم سیگنال مثبت (+) و سیم دیگر سیگنال منفی (-) را ارسال می کند. کد رنگی سیم های کابل و شماره پین ​​کانکتور برای شبکه 100Base-TX در جدول آورده شده است. 1. اگرچه لایه 100Base-TX PHY پس از پذیرش استاندارد ANSI TP-PMD ایجاد شد، شماره پین ​​های کانکتور RJ 45 برای مطابقت با الگوی سیم کشی استفاده شده در استاندارد 10Base-T تغییر یافت. استاندارد ANSI TP-PMD از پایه های 7 و 9 برای دریافت داده ها استفاده می کند، در حالی که استانداردهای 100Base-TX و 10Base-T از پایه های 3 و 6 برای این منظور استفاده می کنند. T و بدون تغییر سیم کشی آنها را به همان کابل های دسته 5 وصل کنید. در کانکتور RJ 45، جفت سیم های استفاده شده به پایه های 1، 2 و 3، 6 متصل می شوند. برای اتصال صحیح سیم ها، باید با علامت های رنگی آنها هدایت شوید.

جدول 1. تخصیص پین رابطMDIکابلUTP100Base-TX

گره ها با تبادل فریم با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. در اترنت سریع، یک فریم واحد اصلی ارتباط از طریق یک شبکه است - هر اطلاعاتی که بین گره‌ها منتقل می‌شود در فیلد داده یک یا چند فریم قرار می‌گیرد. ارسال فریم ها از یک گره به گره دیگر تنها در صورتی امکان پذیر است که راهی برای شناسایی منحصربفرد همه گره های شبکه وجود داشته باشد. بنابراین، هر گره در یک LAN آدرسی به نام آدرس MAC خود دارد. این آدرس منحصر به فرد است: هیچ دو گره در شبکه محلی نمی توانند آدرس MAC یکسانی داشته باشند. علاوه بر این، در هیچ فناوری LAN (به استثنای ARCNet) هیچ دو گره در جهان نمی توانند آدرس MAC یکسانی داشته باشند. هر فریم حداقل شامل سه بخش اصلی اطلاعات است: آدرس گیرنده، آدرس فرستنده و داده. برخی از فریم ها دارای فیلدهای دیگری هستند، اما فقط سه مورد ذکر شده لازم است. شکل 4 ساختار فریم Fast Ethernet را نشان می دهد.

شکل 4. ساختار قابسریعشبکه محلی کابلی

• آدرس گیرنده- آدرس گره دریافت کننده داده ها نشان داده شده است.
• آدرس فرستنده- آدرس گره ای که داده ها را ارسال کرده است نشان داده شده است.
• طول / نوع(L/T - طول/نوع) - حاوی اطلاعاتی در مورد نوع داده های ارسال شده است.
• چک جمعقاب(PCS - Frame Check Sequence) - طراحی شده برای بررسی صحت فریم دریافت شده توسط گره دریافت کننده.

حداقل اندازه فریم 64 اکتت یا 512 بیت است هشتو بایت -مترادف ها). حداکثر اندازه فریم 1518 اکتت یا 12144 بیت است.

آدرس دهی قاب

هر گره در شبکه اترنت سریع دارای یک شماره منحصر به فرد به نام آدرس MAC یا آدرس میزبان است. این عدد از 48 بیت (6 بایت) تشکیل شده است، در طول ساخت دستگاه به رابط شبکه اختصاص داده می شود و در طول فرآیند اولیه سازی برنامه ریزی می شود. بنابراین، رابط های شبکه همه شبکه های محلی، به استثنای ARCNet، که از آدرس های 8 بیتی اختصاص داده شده توسط مدیر شبکه استفاده می کند، دارای یک آدرس MAC منحصر به فرد داخلی هستند، متفاوت از سایر آدرس های MAC روی زمین و توسط سازنده تخصیص داده شده است. توافق با IEEE

برای آسان‌تر کردن فرآیند مدیریت رابط‌های شبکه، IEEE تقسیم فیلد آدرس 48 بیتی را به چهار بخش، همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، پیشنهاد کرده است. دو بیت اول آدرس (بیت‌های 0 و 1) پرچم‌های نوع آدرس هستند. مقدار پرچم ها تعیین می کند که چگونه قسمت آدرس (بیت های 2 - 47) تفسیر شود.

شکل 5. فرمت آدرس MAC

بیت I/G نامیده می شود کادر انتخاب آدرس فردی/گروهیو نشان می دهد که چه نوع آدرسی (فردی یا گروهی) است. یک آدرس unicast تنها به یک رابط (یا گره) در شبکه اختصاص داده می شود. آدرس هایی با بیت I/G روی 0 تنظیم شده است آدرس های مکیا آدرس های گرهاگر بیت I/O روی 1 تنظیم شود، آدرس متعلق به گروه است و معمولاً فراخوانی می شود آدرس چند نقطه ای(آدرس چندپخشی) یا آدرس عملکردی(آدرس کاربردی). یک آدرس گروهی را می توان به یک یا چند رابط شبکه LAN اختصاص داد. فریم های ارسال شده به یک آدرس چندپخشی توسط تمام رابط های شبکه LAN که دارای آن هستند دریافت یا کپی می شوند. آدرس های چندپخشی اجازه می دهد تا یک فریم به زیر مجموعه ای از گره ها در شبکه محلی ارسال شود. اگر بیت ورودی/خروجی روی 1 تنظیم شود، بیت های 46 تا 0 به عنوان یک آدرس چندپخشی به جای فیلدهای U/L، OUI و OUA یک آدرس معمولی در نظر گرفته می شوند. بیت U/L نامیده می شود پرچم کنترل جهانی/محلیو نحوه تخصیص آدرس به رابط شبکه را مشخص می کند. اگر هر دو بیت I/O و U/L روی 0 تنظیم شده باشند، آدرس شناسه منحصر به فرد 48 بیتی است که قبلا توضیح داده شد.

OUI (شناسه منحصر به فرد سازمانی - شناسه منحصر به فرد سازمانی). IEEE یک یا چند OUI را به هر آداپتور شبکه و سازنده رابط اختصاص می دهد. هر سازنده مسئول تخصیص صحیح OUA (آدرس منحصر به فرد سازمانی - آدرس سازمانی منحصر به فرد)،که هر وسیله ای که توسط او ساخته می شود باید داشته باشد.

هنگامی که بیت U/L تنظیم می شود، آدرس به صورت محلی کنترل می شود. این بدان معنی است که توسط سازنده رابط شبکه تنظیم نشده است. هر سازمانی می‌تواند آدرس MAC خود را برای یک رابط شبکه با تنظیم بیت U/L روی ۱ و بیت‌های ۲ تا ۴۷ روی مقدار انتخابی ایجاد کند. رابط شبکه، با دریافت فریم، ابتدا آدرس گیرنده را رمزگشایی می کند. هنگامی که بیت ورودی/خروجی در یک آدرس تنظیم می شود، لایه MAC تنها زمانی فریم را دریافت می کند که آدرس مقصد در لیستی باشد که توسط میزبان نگهداری می شود. این تکنیک به یک گره اجازه می دهد تا یک فریم را به گره های زیادی بفرستد.

یک آدرس چند نقطه ای خاص به نام وجود دارد آدرس پخشدر یک آدرس پخش 48 بیتی IEEE، همه بیت ها روی 1 تنظیم می شوند. اگر یک فریم با آدرس پخش مقصد ارسال شود، تمام گره های شبکه آن را دریافت و پردازش می کنند.

طول فیلد/نوع

فیلد L/T (طول/نوع) برای دو هدف مختلف استفاده می شود:

• برای تعیین طول فیلد داده قاب، به استثنای هر گونه خالی کردن فاصله؛
• برای نشان دادن نوع داده در یک فیلد داده.

مقدار فیلد L/T که بین 0 تا 1500 است، طول فیلد داده فریم است. مقدار بالاتر نوع پروتکل را نشان می دهد.

به طور کلی، میدان L/T باقیمانده‌ای از استانداردسازی اترنت در IEEE است، که باعث ایجاد تعدادی مشکلات در سازگاری تجهیزات منتشر شده قبل از سال 1983 شد. اکنون اترنت و اترنت سریع هرگز از فیلدهای L/T استفاده نمی‌کنند. فیلد مشخص شده فقط برای هماهنگی با نرم افزاری است که فریم ها را پردازش می کند (یعنی با پروتکل ها). اما تنها استفاده واقعاً استاندارد برای فیلد L/T به عنوان یک فیلد طولی است - در مشخصات 802.3 حتی استفاده احتمالی آن به عنوان یک فیلد نوع داده ذکر نشده است. این استاندارد بیان می کند: "قاب هایی با مقدار فیلد طولی بیشتر از مقدار مشخص شده در بند 4.4.2 ممکن است نادیده گرفته شوند، کنار گذاشته شوند، یا به صورت خصوصی استفاده شوند. استفاده از این قاب ها خارج از محدوده این استاندارد است."

برای خلاصه کردن آنچه گفته شد، متذکر می شویم که میدان L/T مکانیسم اولیه ای است که توسط آن انجام می شود نوع قابفریم‌های اترنت سریع و اترنت که در آن‌ها طول با مقدار فیلد L/T مشخص می‌شود (مقدار L/T 802.3، فریم‌هایی که در آنها نوع داده با مقدار همان فیلد تنظیم می‌شود (مقدار L/T > 1500) فریم نامیده می شوند شبکه محلی کابلی- IIیا DIX.

فیلد داده

در قسمت دادهحاوی اطلاعاتی است که یک گره به دیگری ارسال می کند. برخلاف سایر فیلدهایی که اطلاعات بسیار خاصی را ذخیره می کنند، فیلد داده می تواند تقریباً هر اطلاعاتی را در خود داشته باشد، به شرطی که اندازه آن حداقل 46 باشد و بیش از 1500 بایت نباشد. پروتکل ها نحوه قالب بندی و تفسیر محتوای یک فیلد داده را تعیین می کنند.

اگر لازم باشد داده هایی با طول کمتر از 46 بایت ارسال شود، لایه LLC بایت هایی با مقدار نامعلوم اضافه می کند. داده های ناچیز(داده های پد). در نتیجه طول میدان به 46 بایت می شود.

اگر فریم از نوع 802.3 باشد، فیلد L/T میزان داده های معتبر را نشان می دهد. به عنوان مثال، اگر یک پیام 12 بایتی ارسال شود، فیلد L/T مقدار 12 را ذخیره می کند و فیلد داده حاوی 34 بایت غیر قابل توجه اضافی است. افزودن بایت های غیر قابل توجه لایه Fast Ethernet LLC را آغاز می کند و معمولاً در سخت افزار پیاده سازی می شود.

امکانات سطح MAC محتویات فیلد L/T را تنظیم نمی کند - این کار را انجام می دهد نرم افزار. تنظیم مقدار این فیلد تقریباً همیشه توسط درایور رابط شبکه انجام می شود.

جمع چک قاب

کنترل فریم (PCS - Frame Check Sequence) به شما این امکان را می دهد که از آسیب نرسیدن فریم های دریافتی اطمینان حاصل کنید. هنگام تشکیل یک قاب ارسالی در سطح MAC، از یک فرمول ریاضی خاص استفاده می شود CRC(Cyclic Redundancy Check) برای محاسبه یک مقدار 32 بیتی طراحی شده است. مقدار حاصل در فیلد FCS قاب قرار می گیرد. ورودی عنصر لایه MAC که CRC را محاسبه می کند، مقادیر تمام بایت های فریم است. فیلد FCS اولین و مهمترین مکانیسم تشخیص و تصحیح خطا در Fast Ethernet است. از اولین بایت آدرس گیرنده شروع می شود و به آخرین بایت فیلد داده ختم می شود.

مقادیر فیلد DSAP و SSAP

مقادیر DSAP/SSAP			شرح
			Indiv LLC Sublayer Mgt
			Group LLC Sublayer Mgt
			کنترل مسیر SNA
			رزرو شده (DOD IP)
			ISO CLNS IS 8473 است
			الگوریتم رمزگذاری 8B6T یک اکتت داده هشت بیتی (8B) را به یک کاراکتر سه تایی شش بیتی (6T) تبدیل می کند. گروه های کد 6T طوری طراحی شده اند که به صورت موازی روی سه جفت کابل تابیده ارسال شوند، بنابراین نرخ موثر انتقال داده در هر جفت پیچ خورده یک سوم 100 مگابیت در ثانیه است، یعنی 33.33 مگابیت بر ثانیه. نرخ نماد سه تایی در هر جفت پیچ خورده 6/8 از 33.3 مگابیت بر ثانیه است که مربوط به فرکانس ساعت 25 مگاهرتز است. این فرکانسی است که تایمر رابط MP در آن کار می کند. برخلاف سیگنال های باینری که دارای دو سطح هستند، سیگنال های سه تایی که روی هر جفت ارسال می شوند، می توانند سه سطح داشته باشند. جدول رمزگذاری کاراکتر کد خطی سمبل انتقال چند سطحی MLT-3 - 3 (انتقال چند سطحی) - کمی شبیه به کد NRZ است، اما بر خلاف دومی دارای سه سطح سیگنال است. یکی مربوط به انتقال از یک سطح سیگنال به سطح دیگر است و تغییر در سطح سیگنال به صورت متوالی با در نظر گرفتن انتقال قبلی رخ می دهد. هنگام ارسال "صفر" سیگنال تغییر نمی کند. این کد مانند NRZ نیاز به کدگذاری اولیه دارد. گردآوری شده از مواد: لائم کوئین، ریچارد راسل "اترنت سریع"؛ K. Zakler "شبکه های کامپیوتری"; V.G. و N.A. اولیفر "شبکه های کامپیوتری"؛

اترنت سریع - مشخصات IEEE 802.3u که به طور رسمی در 26 اکتبر 1995 تصویب شد، یک استاندارد پروتکل لایه پیوند را برای شبکه هایی تعریف می کند که با استفاده از کابل های مسی و فیبر نوری با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه کار می کنند. مشخصات جدید جانشین استاندارد اترنت IEEE 802.3 است که از همان قالب فریم، مکانیسم دسترسی رسانه CSMA/CD و توپولوژی ستاره استفاده می کند. این تکامل چندین عنصر پیکربندی لایه فیزیکی را تحت تاثیر قرار داده است که ظرفیت را افزایش داده اند، از جمله انواع کابل، طول بخش و تعداد هاب ها.

لایه فیزیکی

استاندارد Fast Ethernet سه نوع رسانه سیگنال دهی اترنت 100 Mbps را تعریف می کند.

· 100Base-TX - دو جفت سیم پیچ خورده. انتقال مطابق با استاندارد انتقال داده ها در یک محیط فیزیکی پیچ خورده انجام می شود که توسط ANSI (موسسه استانداردهای ملی آمریکا - موسسه استانداردهای ملی آمریکا) ایجاد شده است. کابل داده پیچ خورده می تواند محافظ یا بدون محافظ باشد. از الگوریتم رمزگذاری داده 4V/5V و روش رمزگذاری فیزیکی MLT-3 استفاده می کند.

· 100Base-FX - دو هسته، کابل فیبر نوری. انتقال نیز مطابق با استاندارد ارتباطات فیبر نوری توسعه یافته توسط ANSI انجام می شود. از الگوریتم رمزگذاری داده 4V/5V و روش رمزگذاری فیزیکی NRZI استفاده می کند.

· 100Base-T4 یک مشخصات خاص است که توسط کمیته IEEE 802.3u توسعه یافته است. بر اساس این مشخصات، انتقال داده ها از طریق چهار جفت کابل تلفن به هم تابیده انجام می شود که به آن کابل دسته 3 UTP می گویند و از الگوریتم رمزگذاری داده 8V/6T و روش رمزگذاری فیزیکی NRZI استفاده می کند.

کابل چند حالته

در فیبر کابل نوریاین نوع از فیبر با قطر هسته 50 یا 62.5 میکرومتر و ضخامت روکش خارجی 125 میکرومتر استفاده می کند. این کابل را کابل نوری چند حالته با فیبرهای 50/125 (62.5/125) میکرومتری می نامند. برای انتقال سیگنال نور از طریق کابل چند حالته، از یک فرستنده ال ای دی با طول موج 850 (820) نانومتر استفاده می شود. اگر یک کابل چند حالته دو پورت سوئیچ فول دوبلکس را به هم متصل کند، می تواند تا 2000 متر طول داشته باشد.

کابل تک حالته

کابل فیبر نوری تک حالته دارای قطر هسته کوچکتر 10 میکرومتر نسبت به کابل فیبر نوری چند حالته است و فرستنده و گیرنده لیزری برای انتقال از طریق کابل تک حالته استفاده می شود که با هم انتقال کارآمد را در فواصل طولانی تضمین می کند. طول موج سیگنال نور ارسالی نزدیک به قطر هسته است که 1300 نانومتر است. این عدد به عنوان طول موج پراکندگی صفر شناخته می شود. در کابل تک حالته، پراکندگی و از دست دادن سیگنال بسیار کم است، که اجازه می دهد سیگنال های نور در فواصل طولانی تری نسبت به فیبر چند حالته منتقل شوند.

38. فناوری اترنت گیگابیت، مشخصات کلی، مشخصات محیط فیزیکی، مفاهیم اساسی.
3.7.1. ویژگی های عمومیاستاندارد

خیلی سریع پس از ظهور محصولات Fast Ethernet در بازار، یکپارچه‌سازان و مدیران شبکه محدودیت‌های خاصی را هنگام ساخت شبکه‌های شرکتی احساس کردند. در بسیاری از موارد، سرورهایی که از طریق یک کانال 100 مگابیت بر ثانیه متصل می‌شوند، ستون‌های شبکه را بیش از حد بارگذاری می‌کنند که همچنین با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه کار می‌کنند - ستون فقرات FDDI و Fast Ethernet. نیاز به سطح بعدی سلسله مراتب سرعت وجود داشت. در سال 1995، تنها سوئیچ‌های ATM می‌توانستند سطح بالاتری از سرعت را ارائه دهند، و در غیاب آن زمان ابزار مناسب برای انتقال این فناوری به شبکه‌های محلی (اگرچه مشخصات شبیه‌سازی LAN - LANE در اوایل سال 1995 به تصویب رسید، اجرای عملی آن در پیش بود. ) برای پیاده سازی آنها در تقریبا هیچ کس جرات ایجاد یک شبکه محلی را نداشت. علاوه بر این، فناوری ATM بسیار گران بود.

بنابراین، گام منطقی بعدی IEEE این بود که 5 ماه پس از پذیرش نهایی استاندارد اترنت سریع در ژوئن 1995، به گروه تحقیقاتی فناوری پرسرعت IEEE دستور داده شد که امکان توسعه یک استاندارد اترنت با حتی بالاتر را در نظر بگیرند. نرخ بیت

در تابستان 1996، ایجاد گروه 802.3z برای توسعه پروتکلی تا حد امکان شبیه به اترنت، اما با نرخ بیت 1000 مگابیت بر ثانیه اعلام شد. همانند Fast Ethernet، این پیام با اشتیاق فراوان توسط طرفداران اترنت دریافت شد.

دلیل اصلی این شور و شوق، دورنمای انتقال هموار ستون‌های شبکه به اترنت گیگابیتی بود، درست همانطور که بخش‌های اترنت بارگذاری شده در سطوح پایین‌تر سلسله مراتب شبکه به اترنت سریع منتقل شدند. علاوه بر این، تجربه در انتقال داده با سرعت گیگابیت، هم در شبکه های منطقه ای (فناوری SDH) و هم در شبکه های محلی - فناوری کانال فیبر، که عمدتا برای اتصال تجهیزات جانبی پرسرعت به رایانه های بزرگ و انتقال داده ها از طریق فیبر نوری استفاده می شود، وجود داشته است. کابل از سرعت نزدیک به گیگابیت از طریق کد اضافی 8 ولت / 10 ولت.

اولین نسخه استاندارد در ژانویه 1997 بررسی شد و استاندارد 802.3z سرانجام در 29 ژوئن 1998 در جلسه کمیته IEEE 802.3 به تصویب رسید. کار بر روی پیاده‌سازی اترنت گیگابیت بر روی کابل‌های جفت پیچ‌خورده رده 5 به کمیته ویژه 802.3ab منتقل شد که قبلاً چندین گزینه پیش‌نویس برای این استاندارد در نظر گرفته است و از ژوئیه 1998 این پروژه نسبتاً پایدار شده است. پذیرش نهایی استاندارد 802.3ab در سپتامبر 1999 انتظار می رود.

بدون انتظار برای پذیرش استاندارد، برخی از شرکت ها اولین تجهیزات اترنت گیگابیتی را بر روی کابل فیبر نوری تا تابستان 1997 عرضه کردند.

ایده اصلی توسعه دهندگان استاندارد اترنت گیگابیت حفظ تا حد امکان ایده های فناوری اترنت کلاسیک در عین دستیابی به سرعت بیت 1000 مگابیت بر ثانیه است.

از آنجایی که هنگام توسعه یک فناوری جدید، طبیعی است که انتظار برخی از نوآوری های فنی را داشته باشیم که از روند کلی توسعه فناوری شبکه پیروی می کنند، توجه به این نکته مهم است که اترنت گیگابیت، مانند همتایان کندتر خود، در سطح پروتکل است. نخواهدحمایت کردن:

• کیفیت خدمات؛
• اتصالات اضافی؛
• آزمایش عملکرد گره ها و تجهیزات (در مورد دوم، به استثنای آزمایش ارتباط پورت به پورت، همانطور که برای اترنت 10Base-T و 10Base-F و اترنت سریع انجام می شود).

هر سه این ویژگی ها در شبکه های مدرن و به ویژه در شبکه های آینده نزدیک بسیار امیدوار کننده و مفید تلقی می شوند. چرا نویسندگان Gigabit Ethernet آنها را رها می کنند؟

ایده اصلی توسعه دهندگان فناوری اترنت گیگابیت این است که شبکه های زیادی وجود دارند و خواهند بود که در آنها سرعت بالای ستون فقرات و توانایی تعیین اولویت ها به بسته ها در سوئیچ ها برای اطمینان از کیفیت خدمات حمل و نقل کافی خواهد بود. به همه مشتریان شبکه و تنها در موارد نادری که بزرگراه بسیار شلوغ است و الزامات کیفیت خدمات بسیار سختگیرانه است، لازم است از فناوری ATM استفاده شود که به دلیل پیچیدگی فنی بالا، واقعاً کیفیت خدمات را برای همه انواع اصلی تضمین می کند. ترافیک

39. سیستم کابل کشی ساختاری مورد استفاده در فناوری های شبکه.
یک سیستم کابل کشی ساخت یافته (SCS) مجموعه ای از عناصر سوئیچینگ (کابل ها، کانکتورها، کانکتورها، پانل های اتصال متقابل و کابینت ها) و همچنین تکنیکی برای استفاده از آنها با هم است که به شما امکان می دهد ساختارهای اتصال منظم و به راحتی قابل گسترش را ایجاد کنید. شبکه های کامپیوتر.

یک سیستم کابل کشی ساختاریافته نوعی "سازنده" است که طراح شبکه با کمک آن پیکربندی مورد نیاز خود را از کابل های استاندارد متصل شده توسط کانکتورهای استاندارد و روشن شدن پانل های متقابل استاندارد ایجاد می کند. در صورت لزوم، پیکربندی اتصال را می توان به راحتی تغییر داد - یک کامپیوتر، بخش، سوئیچ اضافه کنید، تجهیزات غیر ضروری را حذف کنید و همچنین اتصالات بین رایانه ها و هاب ها را تغییر دهید.

هنگام ساخت یک سیستم کابل کشی ساخت یافته، فرض بر این است که هر محل کار در شرکت باید به سوکت هایی برای اتصال تلفن و رایانه مجهز باشد، حتی اگر این لحظهاین مورد نیاز نیست. به این معنی که یک سیستم کابل کشی ساخت یافته خوب به صورت اضافی ساخته شده است. این می تواند در آینده باعث صرفه جویی در هزینه شود، زیرا تغییرات در اتصال دستگاه های جدید را می توان با اتصال مجدد کابل های از قبل نصب شده ایجاد کرد.

معمول ساختار سلسله مراتبیسیستم کابل کشی ساخت یافته شامل:

• زیر سیستم های افقی (در یک طبقه)؛
• زیر سیستم های عمودی (داخل ساختمان)؛
• زیر سیستم پردیس (در یک قلمرو با چندین ساختمان).

زیر سیستم افقیکابینت متقاطع کف را به سوکت کاربران متصل می کند. زیرسیستم هایی از این نوع با طبقات ساختمان مطابقت دارند. زیر سیستم عمودیکابینت های متقاطع هر طبقه را به اتاق تجهیزات مرکزی ساختمان متصل می کند. مرحله بعدی در سلسله مراتب است زیر سیستم پردیس،که چندین ساختمان را به اتاق تجهیزات اصلی کل پردیس متصل می کند. این قسمت از سیستم کابل کشی معمولاً ستون فقرات نامیده می شود.

استفاده از یک سیستم کابل کشی ساخت یافته به جای کابل های تصادفی دارای مزایای زیادی برای یک کسب و کار است.

· تطبیق پذیری.یک سیستم کابل کشی ساختاریافته، با سازماندهی متفکرانه، می تواند به محیطی واحد برای انتقال داده های کامپیوتری به صورت محلی تبدیل شود. شبکه کامپیوتری، سازماندهی یک شبکه تلفن محلی، انتقال اطلاعات ویدیویی و حتی انتقال سیگنال از سنسورهای ایمنی آتش نشانی یا سیستم های امنیتی. این به شما امکان می دهد بسیاری از فرآیندهای کنترل، نظارت و مدیریت خدمات اقتصادی و سیستم های پشتیبانی زندگی شرکت را خودکار کنید.

· افزایش عمر سرویس.منسوخ شدن یک سیستم کابل کشی با ساختار مناسب می تواند 10-15 سال باشد.

· کاهش هزینه اضافه کردن کاربران جدید و تغییر مکان آنها.مشخص است که هزینه یک سیستم کابلی قابل توجه است و عمدتا نه با هزینه کابل، بلکه با هزینه تخمگذار آن تعیین می شود. بنابراین، انجام کار یکباره کابل کشی، شاید با حاشیه بزرگتر، سود بیشتری نسبت به انجام چندین بار تخمگذار، افزایش طول کابل دارد. با این رویکرد، تمام کارهای مربوط به اضافه کردن یا جابجایی کاربر به اتصال رایانه به یک پریز موجود کاهش می یابد.

· امکان گسترش آسان شبکه.سیستم کابل کشی ساخت یافته مدولار است و بنابراین به راحتی قابل گسترش است. به عنوان مثال، می‌توانید یک زیرشبکه جدید به ستون فقرات اضافه کنید بدون اینکه تأثیری بر زیرشبکه‌های موجود داشته باشید. می توانید نوع کابل را در یک زیرشبکه خاص مستقل از بقیه شبکه تغییر دهید. کابل کشی ساختاریافته مبنایی برای تقسیم شبکه به بخش های منطقی به راحتی قابل مدیریت است، زیرا خود از قبل به بخش های فیزیکی تقسیم شده است.

· ارائه خدمات کارآمدتر.یک سیستم کابل کشی ساخت یافته تعمیر و نگهداری و عیب یابی را نسبت به سیستم کابل کشی اتوبوس آسان تر می کند. در یک سیستم کابلی مبتنی بر گذرگاه، خرابی یکی از دستگاه‌ها یا عناصر اتصال منجر به شکست محلی‌سازی کل شبکه می‌شود. در سیستم‌های کابل‌کشی ساخت‌یافته، خرابی یک سگمنت تأثیری بر قسمت‌های دیگر ندارد، زیرا بخش‌ها با استفاده از هاب‌ها ترکیب می‌شوند. متمرکز کننده ها ناحیه معیوب را تشخیص داده و بومی سازی می کنند.

· قابلیت اطمینان.یک سیستم کابل کشی ساخت یافته قابلیت اطمینان را افزایش داده است زیرا سازنده چنین سیستمی نه تنها کیفیت اجزای جداگانه آن را تضمین می کند، بلکه سازگاری آنها را نیز تضمین می کند.

40. هاب ها و آداپتورهای شبکه، اصول، استفاده، مفاهیم اولیه.
هاب ها، همراه با آداپتورهای شبکه، و همچنین یک سیستم کابلی، حداقل تجهیزاتی را نشان می دهند که با آن می توانید یک شبکه محلی ایجاد کنید. چنین شبکه ای یک محیط مشترک مشترک را نشان خواهد داد

کارت رابط شبکه (NIC)همراه با درایور خود، سطح کانال دوم مدل سیستم های باز را در گره شبکه نهایی - کامپیوتر - پیاده سازی می کند. به طور دقیق تر، در یک سیستم عامل شبکه، جفت آداپتور و درایور فقط وظایف لایه های فیزیکی و MAC را انجام می دهند، در حالی که لایه LLC معمولاً توسط ماژول پیاده سازی می شود. سیستم عامل، برای همه درایورها و آداپتورهای شبکه یکسان است. در واقع، مطابق با مدل پشته پروتکل IEEE 802 باید باشد. برای مثال، در ویندوز NT، سطح LLC در ماژول NDIS، مشترک برای همه درایورهای آداپتور شبکه، صرف نظر از اینکه درایور از چه فناوری پشتیبانی می کند، پیاده سازی می شود.

آداپتور شبکه همراه با درایور دو عملیات را انجام می دهد: انتقال فریم و دریافت.

در آداپتورهای رایانه های مشتری، بخش قابل توجهی از کار به درایور منتقل می شود و آداپتور را ساده تر و ارزان تر می کند. نقطه ضعف این روش، بار زیاد بر روی پردازنده مرکزی کامپیوتر با کار معمول بر روی انتقال فریم ها از حافظه دسترسی تصادفیکامپیوتر به شبکه پردازنده مرکزی به جای انجام وظایف کاربردی کاربر مجبور به انجام این کار می شود.

آداپتور شبکه باید قبل از نصب در رایانه پیکربندی شود. هنگام پیکربندی یک آداپتور، معمولاً شماره IRQ مورد استفاده آداپتور، شماره کانال DMA (اگر آداپتور از حالت DMA پشتیبانی می کند) و آدرس پایه پورت های I/O را مشخص می کنید.

تقریبا در همه فن آوری های مدرنشبکه های محلی، دستگاهی تعریف شده است که چندین نام مساوی دارد - هاب(تغلیظ کننده)، هاب (هاب)، تکرار کننده (تکرار کننده). بسته به منطقه کاربرد این دستگاه، ترکیب عملکرد و طراحی آن به طور قابل توجهی تغییر می کند. فقط عملکرد اصلی بدون تغییر باقی می ماند - این تکرار فریمیا بر روی همه پورت ها (همانطور که در استاندارد اترنت تعریف شده است) یا فقط در برخی از پورت ها طبق الگوریتم تعریف شده توسط استاندارد مربوطه.

یک هاب معمولاً دارای چندین پورت است که گره های انتهایی شبکه - رایانه ها - با استفاده از بخش های کابل فیزیکی جداگانه به آنها متصل می شوند. هاب بخش های فیزیکی شبکه را در یک رسانه مشترک ترکیب می کند که دسترسی به آن مطابق با یکی از پروتکل های شبکه محلی در نظر گرفته شده - اترنت، حلقه توکن و غیره انجام می شود. از آنجایی که منطق دسترسی به رسانه مشترک به طور قابل توجهی بستگی دارد. در مورد فن آوری، سپس برای هر نوع فن آوری ها هاب خود را تولید می کند - اترنت. حلقه توکن؛ FDDI و 100VG-AnyLAN. برای یک پروتکل خاص، گاهی اوقات از یک نام بسیار تخصصی برای این دستگاه استفاده می شود که عملکرد آن را با دقت بیشتری منعکس می کند یا به دلیل سنت استفاده می شود، به عنوان مثال، نام MSAU برای متمرکز کننده های Token Ring معمول است.

هر هاب برخی از عملکردهای اساسی را انجام می دهد که در پروتکل مربوطه از فناوری پشتیبانی می کند. اگرچه این ویژگی با جزئیات در استاندارد فناوری تعریف شده است، اما زمانی که آن را اجرا می‌کند، هاب‌های تولیدکنندگان مختلف ممکن است در جزئیاتی مانند تعداد پورت‌ها، پشتیبانی از انواع کابل‌های متعدد و غیره متفاوت باشند.

علاوه بر عملکرد اصلی، هاب می تواند تعدادی عملکرد اضافی را انجام دهد که یا اصلاً در استاندارد تعریف نشده اند یا اختیاری هستند. به عنوان مثال، یک هاب Token Ring می‌تواند عملکرد غیرفعال کردن پورت‌های نادرست عملکرد و سوئیچ کردن به یک حلقه پشتیبان را انجام دهد، اگرچه چنین قابلیت‌هایی در استاندارد توضیح داده نشده‌اند. معلوم شد که هاب وسیله ای مناسب برای انجام عملکردهای اضافی است که کنترل و عملیات شبکه را تسهیل می کند.

41. استفاده از پل ها و کلیدها، اصول، ویژگی ها، مثال ها، محدودیت ها
سازه سازی با پل و سوئیچ

شبکه را می توان با استفاده از دو نوع دستگاه - پل ها و / یا سوئیچ ها (هاب سوئیچینگ) به بخش های منطقی تقسیم کرد.

پل و سوئیچ دوقلوهای کاربردی هستند. هر دوی این دستگاه‌ها فریم‌هایی را بر اساس الگوریتم‌های یکسانی تبلیغ می‌کنند. پل ها و سوئیچ ها از دو نوع الگوریتم استفاده می کنند: الگوریتم پل شفافدر استاندارد IEEE 802.1D یا الگوریتم شرح داده شده است پل مسیریابی منبعشرکت IBM برای شبکه های Token Ring. این استانداردها مدت ها قبل از اولین سوئیچ توسعه داده شدند، بنابراین از اصطلاح "پل" استفاده می کنند. هنگامی که اولین مدل صنعتی سوئیچ برای فناوری اترنت متولد شد، همان الگوریتم را برای ارتقاء فریم‌های IEEE 802.ID انجام داد، که برای ده سال توسط پل‌های محلی و محلی کار شده بود. شبکه های جهانی

تفاوت اصلی بین یک سوئیچ و یک پل این است که یک پل فریم ها را به صورت متوالی پردازش می کند، در حالی که یک سوئیچ فریم ها را به صورت موازی پردازش می کند. این شرایط به این دلیل است که در آن روزهایی که شبکه به تعداد کمی از بخش‌ها تقسیم می‌شد، پل‌ها ظاهر می‌شدند و ترافیک بین‌بخشی کم بود (مشمول قانون 80 تا 20٪ بود).

امروزه، پل‌ها هنوز روی شبکه‌ها کار می‌کنند، اما فقط روی پیوندهای نسبتاً کم سرعت بین دو شبکه محلی راه دور. چنین پل هایی را پل های راه دور می نامند و الگوریتم عملکرد آنها با استاندارد 802.1D یا Source Routing تفاوتی ندارد.

پل‌های شفاف می‌توانند علاوه بر انتقال فریم‌ها در همان فناوری، پروتکل‌های شبکه محلی را ترجمه کنند، برای مثال اترنت به حلقه توکن، FDDI به اترنت و غیره. این ویژگی پل‌های شفاف در استاندارد IEEE 802.1H توضیح داده شده است.

در آینده، دستگاهی که فریم‌ها را با استفاده از الگوریتم پل تبلیغ می‌کند و در یک شبکه محلی کار می‌کند را اصطلاح مدرن «سوئیچ» می‌نامیم. هنگامی که خود الگوریتم های 802.1D و مسیریابی منبع را در بخش بعدی توضیح می دهیم، به طور سنتی دستگاه را پل می نامیم، همانطور که در این استانداردها در واقع به آن گفته می شود.

42. سوئیچ برای شبکه های محلی، پروتکل ها، حالت های عملیاتی، نمونه ها.
هر یک از 8 پورت 10Base-T توسط یک پردازنده بسته اترنت - EPP (پردازنده بسته اترنت) ارائه می شود. علاوه بر این، سوئیچ دارای یک ماژول سیستمی است که عملکرد تمام پردازنده های EPP را هماهنگ می کند. ماژول سیستم جدول آدرس کلی سوئیچ را حفظ می کند و مدیریت سوئیچ را از طریق پروتکل SNMP فراهم می کند. برای انتقال فریم‌ها بین پورت‌ها، از پارچه سوئیچ استفاده می‌شود، مشابه آنچه در سوئیچ‌های تلفن یا رایانه‌های چند پردازنده‌ای یافت می‌شود که چندین پردازنده را به چندین ماژول حافظه متصل می‌کند.

ماتریس سوئیچینگ بر اساس اصل سوئیچینگ مدار عمل می کند. برای 8 پورت، ماتریس می تواند 8 کانال داخلی همزمان را زمانی که پورت ها در حالت نیمه دوبلکس کار می کنند و 16 درگاه در حالت تمام دوبلکس، زمانی که فرستنده و گیرنده هر پورت مستقل از یکدیگر کار می کنند، ارائه دهد.

هنگامی که یک فریم به هر پورتی می رسد، پردازنده EPP چند بایت اول فریم را برای خواندن آدرس مقصد بافر می کند. پس از دریافت آدرس مقصد، پردازنده بلافاصله تصمیم می گیرد بسته را ارسال کند، بدون اینکه منتظر بماند تا بایت های باقی مانده از فریم برسد.

اگر فریم نیاز به انتقال به پورت دیگری باشد، آنگاه پردازنده به ماتریس سوئیچینگ دسترسی پیدا می کند و سعی می کند مسیری را در آن ایجاد کند که پورت آن را با پورتی که مسیر به آدرس مقصد از طریق آن می رود، متصل می کند. ماتریس سوئیچینگ تنها در صورتی می تواند این کار را انجام دهد که پورت آدرس مقصد در آن لحظه آزاد باشد، یعنی به پورت دیگری متصل نباشد. اگر پورت مشغول باشد، مانند هر دستگاه سوئیچینگ مدار، ماتریس از اتصال خودداری می کند. . در این حالت فریم به طور کامل توسط پردازنده پورت ورودی بافر می شود و پس از آن پردازنده منتظر می ماند تا پورت خروجی آزاد شود و ماتریس سوئیچینگ مسیر مورد نظر را تشکیل دهد.پس از ایجاد مسیر مورد نظر، بایت های بافر شده فریم به آن ارسال می شود که توسط پردازنده پورت خروجی دریافت می شود. به محض اینکه پردازنده پورت خروجی با استفاده از الگوریتم CSMA/CD به بخش اترنت متصل به آن دسترسی پیدا می کند، فریم بایت ها بلافاصله شروع به انتقال به شبکه می کنند. روش توصیف شده برای انتقال یک فریم بدون بافر کردن کامل آن، سوئیچینگ "در حال پرواز" یا "برش از طریق" نامیده می شود. دلیل اصلی افزایش عملکرد شبکه هنگام استفاده از سوئیچ است موازیپردازش چندین فریم این اثر در شکل 1 نشان داده شده است. 4.26. شکل یک وضعیت ایده آل را از نظر افزایش کارایی نشان می دهد که چهار پورت از هشت پورت داده ها را با حداکثر سرعت 10 مگابیت بر ثانیه برای پروتکل اترنت ارسال می کنند و آنها این داده ها را بدون تضاد - داده به چهار پورت باقی مانده سوئیچ منتقل می کنند. جریان ها بین گره های شبکه به گونه ای توزیع می شوند که هر پورت گیرنده فریم پورت خروجی خود را دارد. اگر سوئیچ بتواند ترافیک ورودی را حتی با حداکثر شدت فریم‌هایی که به پورت‌های ورودی می‌رسند پردازش کند، عملکرد کلی سوئیچ در مثال بالا 4x10 = 40 مگابیت بر ثانیه خواهد بود، و هنگام تعمیم مثال برای N پورت - (N/2)xlO مگابیت بر ثانیه. آنها می گویند که یک سوئیچ برای هر ایستگاه یا سگمنت متصل به پورت های خود، پهنای باند پروتکل اختصاصی را فراهم می کند. طبیعتاً وضعیت در شبکه همیشه همانطور که در شکل نشان داده شده است ایجاد نمی شود. 4.26. اگر دو ایستگاه، به عنوان مثال ایستگاه های متصل به پورت ها 3 و 4, به طور همزمان باید داده ها را در همان سرور متصل به پورت بنویسید 8, سپس سوئیچ قادر نخواهد بود جریان داده 10 مگابیت بر ثانیه را به هر ایستگاه اختصاص دهد، زیرا پورت 5 نمی تواند داده ها را با سرعت 20 مگابیت بر ثانیه ارسال کند. فریم های ایستگاه در صف های داخلی پورت های ورودی منتظر می مانند 3 و 4, وقتی پورت آزاد است 8 برای انتقال فریم بعدی به طور مشخص، تصمیم خوببرای چنین توزیعی از جریان های داده، اتصال سرور به یک پورت با سرعت بالاتر، به عنوان مثال Fast Ethernet. عملکرد بالا، توسعه دهندگان سوئیچ در حال تلاش برای تولید به اصطلاح غیر مسدود کردنمدل های سوئیچ

43. الگوریتم عملکرد پل شفاف.
پل های شفاف برای آداپتورهای شبکه گره های انتهایی نامرئی هستند، زیرا آنها به طور مستقل یک جدول آدرس ویژه می سازند، که بر اساس آن می توانند تصمیم بگیرند که آیا فریم ورودی باید به بخش دیگری منتقل شود یا خیر. آداپتورهای شبکه که از پل‌های شفاف استفاده می‌کنند دقیقاً مانند زمانی که نیستند کار می‌کنند، یعنی هیچ اقدام اضافی برای اطمینان از عبور قاب از روی پل انجام نمی‌دهند. الگوریتم پل شفاف مستقل از فناوری LAN است که پل در آن نصب شده است، بنابراین پل های شفاف اترنت دقیقاً مانند پل های شفاف FDDI عمل می کنند.

یک پل شفاف جدول آدرس خود را با مشاهده غیرفعال ترافیک در بخش های متصل به پورت های خود می سازد. در این مورد، پل آدرس منابع فریم های داده ای که به پورت های پل می رسند را در نظر می گیرد. بر اساس آدرس منبع فریم، پل به این نتیجه می رسد که این گره به یک یا آن بخش شبکه تعلق دارد.

بیایید روند ایجاد خودکار جدول آدرس پل و استفاده از آن را با استفاده از مثال یک شبکه ساده نشان داده شده در شکل در نظر بگیریم. 4.18.

برنج. 4.18. اصل عملکرد یک پل شفاف

یک پل دو بخش منطقی را به هم متصل می کند. بخش 1 شامل رایانه هایی است که با استفاده از یک تکه کابل کواکسیال به پورت 1 پل متصل شده اند و بخش 2 شامل رایانه هایی است که با استفاده از یک قطعه دیگر از کابل کواکسیال به پورت 2 پل متصل شده اند.

هر پورت پل با یک استثنا به عنوان گره انتهایی بخش خود عمل می کند - یک پورت پل آدرس MAC خود را ندارد. بندر پل به اصطلاح عمل می کند ناخوانا (فروغ)حالت ضبط بسته، زمانی که تمام بسته های وارد شده به پورت در حافظه بافر ذخیره می شوند. با استفاده از این حالت، پل تمام ترافیک منتقل شده در بخش های متصل به آن را نظارت می کند و از بسته های عبوری از آن برای مطالعه ترکیب شبکه استفاده می کند. از آنجایی که همه بسته ها در بافر نوشته می شوند، پل نیازی به آدرس پورت ندارد.

که در وضعیت اصلیپل چیزی نمی داند که کدام کامپیوترها با کدام آدرس MAC به هر یک از پورت های آن متصل هستند. بنابراین، در این حالت، پل به سادگی هر فریم گرفته شده و بافر شده را به تمام پورت های خود به جز درگاهی که فریم از آن دریافت شده است، ارسال می کند. در مثال ما، پل فقط دو پورت دارد، بنابراین فریم ها را از پورت 1 به پورت 2 و بالعکس منتقل می کند. هنگامی که پل می‌خواهد فریمی را از قسمتی به بخش دیگر منتقل کند، برای مثال از بخش 1 به بخش 2، مجدداً تلاش می‌کند تا طبق قوانین الگوریتم دسترسی به بخش 2 به عنوان یک گره پایانی دسترسی پیدا کند، در این مثال قوانین الگوریتم CSMA/CD

همزمان با ارسال فریم به همه پورت ها، پل آدرس منبع فریم را مطالعه کرده و ورودی جدیددر مورد عضویت آن در جدول آدرس خود که به آن جدول فیلتر یا مسیریابی نیز می گویند.

هنگامی که پل مرحله یادگیری را طی کرد، می تواند کارآمدتر عمل کند. هنگام دریافت فریمی که مثلاً از رایانه 1 به رایانه 3 هدایت می شود، از طریق جدول آدرس نگاه می کند تا ببیند آیا آدرس های آن با آدرس مقصد 3 مطابقت دارد یا خیر. از آنجایی که چنین رکوردی وجود دارد، پل مرحله دوم تجزیه و تحلیل جدول را انجام می دهد - بررسی می کند. آیا رایانه هایی با آدرس های مبدا (در مورد ما، آدرس 1 است) و آدرس مقصد (آدرس 3) در همان بخش وجود دارد. از آنجایی که در مثال ما در بخش های مختلف قرار دارند، پل این عملیات را انجام می دهد حمل و نقلفریم - یک فریم را به درگاه دیگری منتقل می کند، که قبلاً به بخش دیگری دسترسی پیدا کرده است.

اگر آدرس مقصد ناشناخته باشد، پل فریم را به تمام پورت های خود به جز پورت منبع فریم، مانند مرحله اولیه فرآیند یادگیری، ارسال می کند.

44. پل هایی با مسیریابی منبع.
پل های مسیریابی منبع برای اتصال Token Rings و FDDI استفاده می شوند، اگرچه پل های شفاف نیز می توانند برای همین منظور استفاده شوند. مسیریابی منبع (SR) بر این اساس استوار است که ایستگاه فرستنده تمام اطلاعات آدرس مربوط به پل‌ها و حلقه‌های میانی را که قاب باید قبل از وارد شدن به حلقه‌ای که ایستگاه به آن متصل است، در فریمی که به حلقه دیگری ارسال می‌شود قرار می‌دهد. گیرنده

بیایید با استفاده از مثال شبکه نشان داده شده در شکل، به اصول عملکرد پل های مسیریابی منبع (که از این پس پل های SR نامیده می شوند) نگاه کنیم. 4.21. این شبکه از سه حلقه تشکیل شده است که توسط سه پل به هم متصل شده اند. برای تعیین مسیر، حلقه ها و پل ها دارای شناسه هستند. پل های SR جدول آدرس نمی سازند، اما هنگام جابجایی فریم ها، از اطلاعات موجود در فیلدهای مربوطه قاب داده استفاده می کنند.

شکل. 4.21.پل های مسیریابی منبع

هنگام دریافت هر بسته، پل SR فقط باید به فیلد اطلاعات مسیریابی (RIF) در حلقه توکن یا فریم FDDI نگاه کند تا ببیند آیا شناسه آن در آن وجود دارد یا خیر. و اگر در آنجا وجود داشته باشد و با شناسه حلقه ای که به این پل متصل است همراه باشد، در این صورت پل فریم ورودی را به حلقه مشخص شده کپی می کند. در غیر این صورت، فریم در حلقه دیگری کپی نمی شود. در هر صورت، کپی اصلی فریم در امتداد حلقه اصلی به ایستگاه فرستنده بازگردانده می شود و اگر به حلقه دیگری ارسال شده باشد، بیت A (آدرس شناسایی شده) و بیت C (قاب کپی شده) فریم است. فیلد وضعیت روی 1 تنظیم می شود تا به ایستگاه فرستنده اطلاع دهد که فریم توسط ایستگاه مقصد دریافت شده است (در این مورد توسط پل به حلقه دیگری منتقل می شود).

از آنجایی که اطلاعات مسیریابی در یک فریم همیشه مورد نیاز نیست، بلکه فقط برای انتقال فریم بین ایستگاه های متصل به حلقه های مختلف، وجود فیلد RIF در فریم با تنظیم بیت آدرس فردی/گروهی (I/G) روی 1 نشان داده می شود. در این مورد، این بیت توسط مقصد استفاده نمی شود، زیرا آدرس منبع همیشه فردی است).

فیلد RIF دارای یک زیرفیلد کنترلی است که از سه قسمت تشکیل شده است.

• نوع قابنوع فیلد RIF را تعریف می کند. انواع مختلفی از فیلدهای RIF برای کشف مسیر و برای ارسال فریم در طول یک مسیر شناخته شده استفاده می شود.
• فیلد حداکثر طول فریمتوسط یک پل برای اتصال حلقه هایی که مقادیر MTU متفاوتی دارند استفاده می شود. با استفاده از این فیلد، پل ایستگاه را از حداکثر طول فریم ممکن (یعنی حداقل مقدار MTU در کل مسیر ترکیبی) مطلع می کند.
• طول میدان RIFاز آنجایی که تعداد توصیفگرهای مسیر که شناسه حلقه‌ها و پل‌های متقاطع را مشخص می‌کنند، از قبل ناشناخته است، ضروری است.

برای اجرای الگوریتم مسیریابی منبع، از دو نوع فریم اضافی استفاده می شود - یک فریم پخش تک مسیری (SRBF) و یک فریم پخش همه مسیری (ARBF).

تمام پل های SR باید به صورت دستی توسط مدیر پیکربندی شوند تا فریم های ARBF را روی همه پورت ها به جز پورت منبع فریم ارسال کنند و برای فریم های SRBF، برخی پورت های پل باید مسدود شوند تا از ایجاد حلقه در شبکه جلوگیری شود.

مزایا و معایب پل های مسیریابی منبع

45. سوئیچ ها: اجرای فنی، عملکردها، ویژگی های موثر بر عملکرد آنها.
ویژگی های اجرای فنی سوئیچ ها. بسیاری از سوئیچ های نسل اول مشابه روترها بودند، یعنی بر اساس آنها بود پردازنده مرکزیهدف کلی، از طریق یک اتوبوس پرسرعت داخلی به پورت های رابط متصل می شود. نقطه ضعف اصلی چنین سوئیچ هایی سرعت پایین آنها بود. پردازنده جهانی نمی تواند با حجم زیادی از عملیات تخصصی برای ارسال فریم بین ماژول های رابط کنار بیاید. سوئیچ علاوه بر تراشه‌های پردازنده، برای عملکرد موفقیت‌آمیز بدون مسدود کردن، نیاز به یک گره پرسرعت برای انتقال فریم‌ها بین تراشه‌های پردازنده پورت نیز دارد. در حال حاضر سوئیچ ها از یکی از سه طرح به عنوان پایه استفاده می کنند که چنین گره مبادله ای بر روی آن ساخته شده است:

• ماتریس سوئیچینگ؛
• حافظه چند ورودی مشترک؛
• اتوبوس مشترک

اترنت امروزه گسترده ترین استاندارد شبکه محلی است. تعداد کل شبکه هایی که در حال حاضر استفاده می شوند

اترنت سریع

فناوری اترنت سریع تقریباً مشابه فناوری اترنت سنتی است، اما 10 برابر سریعتر است. اترنت سریع یا 100BASE-T با سرعت 100 مگابیت در ثانیه (Mbps) به جای 10 برای اترنت سنتی کار می کند. فناوری 100BASE-T از فریم هایی با فرمت و طول مشابه اترنت استفاده می کند و نیازی به تغییر در پروتکل های لایه بالاتر، برنامه ها یا سیستم عامل های شبکه در ایستگاه های کاری ندارد. می‌توانید بسته‌ها را بین شبکه‌های 10 مگابیت بر ثانیه و 100 مگابیت بر ثانیه بدون ترجمه پروتکل و تأخیرهای مرتبط مسیریابی و سوئیچ کنید. فناوری اترنت سریع از پروتکل زیرلایه CSMA/CD MAC برای دسترسی به رسانه استفاده می کند. اکثر شبکه های اترنت مدرن بر اساس یک توپولوژی ستاره ساخته شده اند، جایی که هاب مرکز شبکه است و کابل ها از هاب به هر کامپیوتر منتقل می شوند. از همین توپولوژی در شبکه های اترنت سریع استفاده می شود، اگرچه قطر شبکه به دلیل سرعت بالاتر کمی کوچکتر است. اترنت سریع از کابل جفت تابیده بدون محافظ (UTP) همانطور که در مشخصات IEEE 802.3u برای 100BASE-T مشخص شده است استفاده می کند. استاندارد استفاده از کابل رده 5 را با دو یا چهار جفت هادی که در یک غلاف پلاستیکی محصور شده اند توصیه می کند. کابل های رده 5 دارای گواهینامه پهنای باند 100 مگاهرتز هستند. 100BASE-TX از یک جفت برای انتقال داده و دیگری برای تشخیص برخورد و دریافت استفاده می کند.

استاندارد Fast Ethernet سه تغییر را برای کار با انواع مختلف کابل تعریف می کند: 100Base TX، 100Base T4 و 100Base FX. تغییرات 100Base TX و 100Base T4 برای جفت پیچ خورده و 100Base FX برای کابل نوری طراحی شده است.

استاندارد 100Base TX به دو کابل جفت تابیده شیلددار یا بدون محافظ نیاز دارد. یک جفت برای انتقال و دیگری برای دریافت استفاده می شود. دو استاندارد اصلی کابل کشی این الزامات را برآورده می کنند: جفت پیچ خورده بدون محافظ رده 5 (UTP-5) و جفت تابیده محافظ تیپ 1 IBM.

استاندارد 100Base T4 الزامات کابل کشی محدودتری دارد زیرا از هر چهار جفت کابل هشت هادی استفاده می کند: یک جفت برای انتقال، یکی برای دریافت و دو جفت باقی مانده برای هر دو انتقال و دریافت. در نتیجه، در استاندارد 100Base T4، هم دریافت و هم انتقال داده می‌تواند در سه جفت انجام شود. برای اجرای شبکه های 100Base T4 کابل هایی با جفت تابیده بدون محافظ دسته 3-5 و شیلد شده نوع 1 مناسب هستند.

تداوم فناوری‌های اترنت سریع و اترنت، ایجاد توصیه‌هایی برای استفاده را آسان می‌کند: استفاده از اترنت سریع در سازمان‌هایی توصیه می‌شود که به طور گسترده از اترنت کلاسیک استفاده می‌کنند، اما امروزه نیاز به افزایش پهنای باند احساس می‌شود. در عین حال، تمام تجربیات انباشته شده با اترنت و تا حدی زیرساخت شبکه حفظ می شود.

برای اترنت کلاسیک، زمان گوش دادن به شبکه با حداکثر فاصله ای که یک فریم 512 بیتی می تواند در شبکه طی کند در زمانی برابر با زمان پردازش این فریم در ایستگاه کاری تعیین می شود. برای شبکه اترنت، این فاصله 2500 متر است. در یک شبکه اترنت سریع، همان فریم 512 بیتی تنها 250 متر در زمان مورد نیاز برای پردازش آن در ایستگاه کاری طی می کند.

حوزه اصلی کار برای Fast Ethernet امروزه شبکه های کاری و دپارتمانی است. توصیه می‌شود که به تدریج به اترنت سریع منتقل شوید و اترنت را در جایی که کار را به خوبی انجام می‌دهد رها کنید. یکی از موارد واضح که در آن اترنت نباید با اترنت سریع جایگزین شود، هنگام اتصال قدیمی است کامپیوترهای شخصیبا اتوبوس ISA

اترنت گیگابیت/

این فناوری از همان قالب فریم، همان روش دسترسی به رسانه CSMA/CD، مکانیسم‌های کنترل جریان یکسان و اشیاء کنترلی یکسان استفاده می‌کند، با این حال اترنت گیگابیت بیشتر از اترنت سریع متفاوت است تا اترنت سریع از اترنت. به ویژه، اگر اترنت با انواع رسانه های انتقال پشتیبانی شده مشخص می شد، که دلیلی برای گفتن اینکه می تواند حتی روی سیم خاردار هم کار کند، در گیگابیت کابل های فیبر نوری اترنت به رسانه انتقال غالب تبدیل می شوند (البته اینطور نیست. تنها تفاوت است، اما ما بقیه را با جزئیات بیشتر در زیر می دانیم). علاوه بر این، اترنت گیگابیت چالش‌های فنی غیرقابل مقایسه پیچیده‌تری ایجاد می‌کند و تقاضاهای بسیار بالاتری را برای کیفیت سیم‌کشی ایجاد می‌کند. به عبارت دیگر، نسبت به پیشینیان خود بسیار کمتر تطبیق پذیر است.

استانداردهای اترنت گیگابایت

تلاش های اولیه گروه کاری IEEE 802.3z بر تعریف استانداردهای فیزیکی برای اترنت گیگابیتی متمرکز شده است. این بر اساس استاندارد کانال فیبر ANSI X3T11 یا به طور دقیق تر، دو سطح زیرین آن بود: FC-0 (رابط و رسانه انتقال) و FC-1 (رمزگذاری و رمزگشایی). مشخصات کانال فیبر وابسته به رسانه در حال حاضر سرعت 1.062 گیگابد در ثانیه را مشخص می کند. در گیگابیت اترنت به 1.25 گیگابود در ثانیه افزایش یافت. با در نظر گرفتن رمزگذاری 8B/10B، نرخ انتقال داده 1 گیگابیت بر ثانیه را دریافت می کنیم.

فن آوریشبکه محلی کابلی

اترنت امروزه گسترده ترین استاندارد شبکه محلی است.

اترنت یک استاندارد شبکه مبتنی بر شبکه آزمایشی اترنت است که زیراکس آن را در سال 1975 توسعه و پیاده سازی کرد.

در سال 1980، DEC، اینتل و زیراکس به طور مشترک استاندارد Ethernet نسخه II را برای شبکه ساخته شده از طریق کابل کواکسیال توسعه و منتشر کردند. آخرین نسخهاستاندارد اترنت اختصاصی بنابراین، نسخه اختصاصی استاندارد اترنت، استاندارد Ethernet DIX یا Ethernet II نامیده می شود که بر اساس آن استاندارد IEEE 802.3 توسعه یافته است.

بر اساس استاندارد اترنت، استانداردهای اضافی اتخاذ شد: در سال 1995 اترنت سریع (افزودن به IEEE 802.3)، در سال 1998 گیگابیت اترنت (بخش IEEE 802.3z از سند اصلی)، که از بسیاری جهات استانداردهای مستقل نیستند.

برای انتقال اطلاعات باینری از طریق کابل برای همه انواع لایه فیزیکی فناوری اترنت، با ارائه توان عملیاتی 10 مگابیت بر ثانیه، از کد منچستر استفاده می شود (شکل 3.9).

کد منچستر از یک تفاوت پتانسیل، یعنی لبه یک پالس برای رمزگذاری یک ها و صفرها استفاده می کند. با رمزگذاری منچستر، هر اندازه گیری به دو قسمت تقسیم می شود. اطلاعات توسط افت احتمالی که در وسط هر چرخه ساعت رخ می دهد، رمزگذاری می شود. یک واحد با یک افت از یک سطح سیگنال پایین به یک بالا (لبه جلویی پالس) و صفر با یک افت معکوس (یک لبه انتهایی) کدگذاری می شود.

برنج. 3.9. کدگذاری دیفرانسیل منچستر

استاندارد اترنت (شامل اترنت سریع و اترنت گیگابیت) از روش مشابهی برای جداسازی رسانه انتقال داده استفاده می کند - روش CSMA/CD.

هر رایانه شخصی بر اساس اصل "قبل از ارسال پیام به کانال انتقال گوش دهید". وقتی پست می کنید گوش کنید؛ اگر تداخلی وجود داشت کار را متوقف کنید و دوباره سعی کنید.

این اصل را می توان به صورت زیر رمزگشایی (توضیح) کرد:

1. هیچکس مجاز به ارسال پیام نیست در حالی که شخص دیگری قبلاً این کار را انجام می دهد (قبل از ارسال گوش کنید).

2. اگر دو یا چند فرستنده تقریباً همزمان شروع به ارسال پیام کنند، دیر یا زود پیام های آنها در کانال ارتباطی با یکدیگر برخورد می کنند که به آن برخورد می گویند.

تشخیص برخوردها دشوار نیست زیرا آنها همیشه یک سیگنال تداخلی تولید می کنند که شبیه یک پیام معتبر نیست. اترنت می تواند تداخل را تشخیص دهد و فرستنده را مجبور می کند تا انتقال را متوقف کند و قبل از ارسال مجدد پیام کمی صبر کند.

دلایل استفاده گسترده و محبوبیت اترنت (مزایا):

1. ارزان

2. تجربه استفاده عالی.

3. نوآوری مستمر.

4. انتخاب گسترده ای از تجهیزات. بسیاری از تولید کنندگان تجهیزات شبکه مبتنی بر اترنت را ارائه می دهند.

معایب اترنت:

1. امکان برخورد پیام (برخورد، تداخل).

2. اگر شبکه به شدت بارگذاری شده باشد، زمان ارسال پیام غیرقابل پیش بینی است.

فن آوریرمزحلقه

شبکه های Token Ring، مانند شبکه های اترنت، با یک رسانه انتقال داده مشترک مشخص می شوند که شامل بخش های کابلی است که تمام ایستگاه های شبکه را به یک حلقه متصل می کند. حلقه به عنوان یک منبع مشترک مشترک در نظر گرفته می شود و دسترسی به آن به یک الگوریتم تصادفی مانند شبکه های اترنت نیاز ندارد، بلکه به یک الگوریتم قطعی نیاز دارد که بر اساس انتقال حق استفاده از حلقه به ایستگاه ها به ترتیب مشخص است. این حق با استفاده از یک قاب فرمت خاص به نام توکن منتقل می شود.

فناوری Token Ring توسط IBM در سال 1984 توسعه یافت و سپس به عنوان پیش نویس استاندارد به کمیته IEEE 802 ارائه شد که بر اساس آن استاندارد 802.5 را در سال 1985 پذیرفت.

هر رایانه شخصی در یک Token Ring مطابق با اصل "منتظر یک نشانه باشید، اگر پیامی نیاز به ارسال دارد، آن را در حین عبور به توکن متصل کنید." اگر رمز عبور کرد، پیام را از آن حذف کنید و توکن را بیشتر ارسال کنید."

شبکه های Token Ring با دو نرخ بیت - 4 و 16 مگابیت بر ثانیه کار می کنند. اختلاط ایستگاه هایی که با سرعت های مختلف در یک حلقه کار می کنند مجاز نیست.

فناوری Token Ring فناوری پیچیده‌تری نسبت به اترنت است. دارای خواص تحمل خطا است. شبکه Token Ring رویه‌های کنترل شبکه را تعریف می‌کند بازخوردساختار حلقه ای شکل - فریم ارسال شده همیشه به ایستگاه فرستنده باز می گردد.

برنج. 3.10. اصل تکنولوژی TOKEN RING

در برخی موارد، خطاهای شناسایی شده در عملیات شبکه به طور خودکار حذف می شوند، به عنوان مثال، یک توکن گم شده را می توان بازیابی کرد. در سایر موارد، خطاها فقط ثبت می شوند و رفع آنها به صورت دستی توسط پرسنل تعمیر و نگهداری انجام می شود.

برای نظارت بر شبکه، یکی از ایستگاه ها به عنوان یک مانیتور فعال عمل می کند. مانیتور فعال در هنگام راه اندازی حلقه به عنوان ایستگاهی با حداکثر مقدار آدرس MAC انتخاب می شود. اگر مانیتور فعال از کار بیفتد، روش اولیه سازی حلقه تکرار می شود و یک مانیتور فعال جدید انتخاب می شود. شبکه Token Ring می تواند تا 260 گره را شامل شود.

هاب Token Ring می تواند فعال یا غیرفعال باشد. یک هاب غیرفعال به سادگی پورت ها را به هم متصل می کند تا ایستگاه های متصل به آن پورت ها یک حلقه را تشکیل دهند. MSAU غیرفعال تقویت سیگنال یا همگام سازی مجدد را انجام نمی دهد.

یک هاب فعال عملکردهای بازسازی سیگنال را انجام می دهد و بنابراین گاهی اوقات مانند استاندارد اترنت، تکرار کننده نامیده می شود.

به طور کلی، شبکه Token Ring دارای یک پیکربندی ترکیبی ستاره-حلقه است. گره های انتهایی در یک توپولوژی ستاره ای به MSAU متصل می شوند و خود MSAU ها از طریق پورت های ویژه Ring In (RI) و Ring Out (RO) ترکیب می شوند تا یک حلقه فیزیکی ستون فقرات را تشکیل دهند.

تمامی ایستگاه های موجود در رینگ باید با سرعت یکسانی کار کنند، 4 مگابیت بر ثانیه یا 16 مگابیت بر ثانیه. کابل هایی که ایستگاه را به هاب متصل می کنند، کابل های لوب و کابل های اتصال دهنده هاب ها را کابل ترانک می نامند.

فناوری Token Ring به شما امکان می دهد از انواع مختلف کابل برای اتصال ایستگاه های انتهایی و هاب استفاده کنید:

– STP نوع 1 – جفت تابیده محافظ محافظ (Shielded Twistedpair).
مجاز به ترکیب حداکثر 260 ایستگاه در یک حلقه با طول کابل شاخه تا 100 متر است.

– UTP نوع 3، UTP نوع 6 - جفت پیچ خورده بدون محافظ (Unshielded Twistedpair). حداکثر تعداد ایستگاه ها با طول کابل انشعاب تا 45 متر به 72 کاهش می یابد.

- کابل فیبر نوری.

فاصله بین MSAU های غیرفعال در هنگام استفاده از کابل STP نوع 1 می تواند به 100 متر و در هنگام استفاده از کابل UTP نوع 3 به 45 متر برسد. بین MSAU های فعال، بسته به نوع کابل حداکثر فاصله به ترتیب به 730 متر یا 365 متر افزایش می یابد.

حداکثر طول حلقه یک حلقه توکن 4000 متر است. محدودیت‌های حداکثر طول حلقه و تعداد ایستگاه‌های یک حلقه در فناوری Token Ring به اندازه فناوری اترنت سختگیرانه نیست. در اینجا این محدودیت ها عمدتاً مربوط به زمان چرخاندن نشانگر به دور حلقه است.

تمام مقادیر زمان‌بندی در آداپتورهای شبکه گره‌های شبکه Token Ring قابل تنظیم هستند، بنابراین می‌توانید یک شبکه Token Ring با ایستگاه‌های بیشتر و طول حلقه بیشتر بسازید.

مزایای فناوری Token Ring:

· تحویل تضمینی پیام ها.

· سرعت انتقال داده بالا (تا 160٪ اترنت).

معایب تکنولوژی Token Ring:

· دستگاه های گران قیمت دسترسی به رسانه مورد نیاز است.

· فن آوری برای پیاده سازی پیچیده تر است.

· 2 کابل مورد نیاز است (برای افزایش قابلیت اطمینان): یکی ورودی، دیگری خروجی از رایانه به هاب.

· هزینه بالا (160-200٪ اترنت).

فن آوریFDDI

فناوری FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - رابط داده توزیع شده فیبر نوری - اولین فناوری شبکه محلی است که در آن رسانه انتقال داده یک کابل فیبر نوری است. این فناوری در اواسط دهه 80 ظاهر شد.

فناوری FDDI عمدتاً مبتنی بر فناوری Token Ring است که از روش دسترسی رمز عبور پشتیبانی می کند.

شبکه FDDI بر اساس دو حلقه فیبر نوری ساخته شده است که مسیرهای اصلی و پشتیبان انتقال داده بین گره های شبکه را تشکیل می دهند. داشتن دو حلقه راه اصلی برای افزایش تحمل خطا در یک شبکه FDDI است و گره هایی که می خواهند از این پتانسیل افزایش قابلیت اطمینان استفاده کنند باید به هر دو حلقه متصل شوند.

در حالت عملکرد عادی شبکه، داده ها فقط از تمام گره ها و تمام بخش های کابل حلقه اصلی عبور می کنند؛ این حالت حالت Thru نامیده می شود - "انتهای به انتها" یا "ترانزیت". حلقه Secondary در این حالت استفاده نمی شود.

در صورت بروز نوعی خرابی که بخشی از حلقه اولیه نمی تواند داده ها را منتقل کند (به عنوان مثال، خرابی کابل یا گره)، حلقه اولیه با حلقه ثانویه ادغام می شود و دوباره یک حلقه را تشکیل می دهد. این حالت از عملکرد شبکه را Wrap می نامند، یعنی حلقه ها را تا کردن یا تا کردن. عملیات فروپاشی با استفاده از هاب های FDDI و/یا آداپتورهای شبکه انجام می شود.

برنج. 3.11. IVS با دو حلقه چرخه ای در حالت اضطراری

برای ساده کردن این روش، داده های حلقه اولیه همیشه در یک جهت ارسال می شود (در نمودارها این جهت در خلاف جهت عقربه های ساعت نشان داده شده است) و در حلقه ثانویه همیشه در جهت مخالف (در جهت عقربه های ساعت نشان داده شده است) منتقل می شود. بنابراین، هنگامی که یک حلقه مشترک از دو حلقه تشکیل می شود، فرستنده های ایستگاه ها همچنان به گیرنده های ایستگاه های مجاور متصل می مانند که امکان انتقال و دریافت صحیح اطلاعات توسط ایستگاه های مجاور را فراهم می کند.

شبکه FDDI می تواند عملکرد خود را به طور کامل در صورت خرابی عناصر خود بازیابی کند. هنگامی که چندین خرابی وجود دارد، شبکه به چندین شبکه غیر متصل تقسیم می شود.

حلقه ها در شبکه های FDDI به عنوان یک رسانه مشترک انتقال داده مشترک در نظر گرفته می شوند، بنابراین روش دسترسی خاصی برای آن تعریف شده است. این روش به روش دسترسی شبکه های Token Ring بسیار نزدیک است و به آن روش Token ring نیز می گویند.

تفاوت در روش دسترسی این است که زمان نگهداری توکن در شبکه FDDI یک مقدار ثابت نیست. این زمان به بار روی حلقه بستگی دارد - با بار کوچک افزایش می یابد و با اضافه بارهای زیاد می تواند به صفر کاهش یابد. این تغییرات در روش دسترسی تنها بر ترافیک ناهمزمان تأثیر می گذارد، که برای تأخیرهای کوچک در انتقال فریم حیاتی نیست. برای ترافیک همزمان، زمان نگهداری رمز همچنان یک مقدار ثابت است.

فناوری FDDI در حال حاضر از انواع کابل ها پشتیبانی می کند:

- کابل فیبر نوری؛

- کابل جفت پیچ خورده بدون محافظ دسته 5. آخرین استاندارد دیرتر از اپتیکال ظاهر شد و TP-PMD (وابسته به رسانه فیزیکی) نامیده می شود.

فناوری فیبر نوری ابزار لازم را برای انتقال داده ها از یک ایستگاه به ایستگاه دیگر از طریق فیبر نوری فراهم می کند و تعریف می کند:

استفاده از کابل فیبر نوری چند حالته 62.5/125 میکرومتر به عنوان رسانه فیزیکی اصلی.

الزامات قدرت سیگنال نوری و حداکثر تضعیف بین گره های شبکه. برای کابل چند حالته استاندارد، این الزامات منجر به حداکثر فاصله بین گره‌ها 2 کیلومتر می‌شود و برای کابل تک حالته بسته به کیفیت کابل، فاصله به 10 تا 40 کیلومتر افزایش می‌یابد.

الزامات برای سوئیچ های بای پس نوری و فرستنده و گیرنده نوری.

پارامترهای کانکتورهای نوری MIC (اتصال رابط رسانه ای)، علائم آنها.

برای انتقال نور با طول موج 1.3 نانومتر استفاده می شود.

حداکثر طول کل حلقه FDDI 100 کیلومتر است، حداکثر تعداد ایستگاه های متصل دوگانه در حلقه 500 است.

فناوری FDDI برای استفاده در مناطق حیاتی شبکه ها - در اتصالات ستون فقرات بین شبکه های بزرگ، مانند ساخت شبکه ها، و همچنین برای اتصال سرورهای با کارایی بالا به شبکه توسعه یافته است. بنابراین، توسعه دهندگان الزامات اصلی را داشتند ( کرامت):

- اطمینان از سرعت انتقال داده بالا،

- تحمل خطا در سطح پروتکل؛

- فواصل طولانی بین گره های شبکه و تعداد زیادی ایستگاه متصل.

همه این اهداف محقق شد. در نتیجه، فناوری FDDI با کیفیت بالا، اما بسیار گران بود ( نقص). حتی ظهور یک گزینه جفت پیچ خورده ارزان‌تر، هزینه اتصال یک گره به یک شبکه FDDI را به میزان قابل توجهی کاهش نداده است. بنابراین، عمل نشان داده است که حوزه اصلی استفاده از فناوری FDDI به ستون فقرات شبکه های متشکل از چندین ساختمان و همچنین شبکه هایی در مقیاس یک شهر بزرگ، یعنی کلاس MAN تبدیل شده است.

فن آوریسریعشبکه محلی کابلی

نیاز به فناوری پرسرعت و در عین حال ارزان برای اتصال ایستگاه های کاری قدرتمند به یک شبکه در اوایل دهه 90 منجر به ایجاد یک گروه ابتکاری شد که شروع به جستجوی یک اترنت جدید، همان فناوری ساده و موثر، اما در سرعت 100 مگابیت بر ثانیه

کارشناسان به دو گروه تقسیم شدند که در نهایت منجر به ظهور دو استاندارد شد که در پاییز 1995 تصویب شد: کمیته 802.3 استاندارد اترنت سریع را تأیید کرد که تقریباً به طور کامل فناوری اترنت 10 مگابیت بر ثانیه را تکرار می کند.

فناوری اترنت سریع روش دسترسی CSMA/CD را دست نخورده نگه داشته است و آن را با همان الگوریتم و پارامترهای زمان بندی یکسان در بازه های بیتی باقی می گذارد (فاصله بیت خود 10 برابر کاهش یافته است). تمام تفاوت های بین اترنت سریع و اترنت در سطح فیزیکی ظاهر می شود.

استاندارد Fast Ethernet سه ویژگی لایه فیزیکی را تعریف می کند:

- 100Base-TX برای 2 جفت UTP دسته 5 یا 2 جفت STP نوع 1 (روش کدگذاری 4V/5V)؛

- l00Base-FX برای کابل فیبر نوری چند حالته با دو فیبر نوری (روش کدگذاری 4V/5V)؛

- 100Base-T4 که بر روی 4 جفت UTP دسته 3 کار می کند، اما تنها از سه جفت به طور همزمان برای انتقال استفاده می کند و یکی دیگر برای تشخیص برخورد (روش رمزگذاری 8B/6T).

استانداردهای l00Base-TX/FX می توانند در حالت تمام دوبلکس کار کنند.

حداکثر قطر یک شبکه اترنت سریع تقریباً 200 متر است، با مقادیر دقیق تر بسته به مشخصات رسانه فیزیکی. در دامنه برخورد سریع اترنت، بیش از یک تکرارکننده کلاس I مجاز نیست (مجاز ترجمه کدهای 4B/5B به کدهای 8B/6T و بالعکس) و بیش از دو تکرارکننده کلاس II (مجاز ترجمه کدها را نمی دهد).

فناوری اترنت سریع، زمانی که روی جفت پیچ خورده کار می کند، از طریق فرآیند مذاکره خودکار، به دو پورت اجازه می دهد تا کارآمدترین حالت عملکرد را انتخاب کند - سرعت 10 مگابیت بر ثانیه یا 100 مگابیت بر ثانیه، و همچنین نیمه دوبلکس یا تمام دوبلکس. حالت

فناوری اترنت گیگابیت

فناوری اترنت گیگابیت یک گام جدید با سرعت 1000 مگابیت بر ثانیه در سلسله مراتب سرعت خانواده اترنت اضافه می کند. این مرحله به شما امکان می دهد تا به طور موثر شبکه های محلی بزرگ بسازید، که در آن سرورهای قدرتمند و ستون فقرات سطوح پایین تر شبکه با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه کار می کنند و ستون فقرات اترنت گیگابیتی آنها را به هم متصل می کند و ذخیره به اندازه کافی پهنای باند را فراهم می کند.

توسعه دهندگان فناوری اترنت گیگابیت درجه زیادی از تداوم را با فناوری های اترنت و اترنت سریع حفظ کرده اند. گیگابیت اترنت از همان قالب های فریم استفاده می کند نسخه های قبلیاترنت در حالت های Full-Duplex و Half-Duplex عمل می کند و از همان روش دسترسی CSMA/CD در رسانه مشترک با حداقل تغییرات پشتیبانی می کند.

برای اطمینان از حداکثر قطر قابل قبول شبکه 200 متر در حالت نیمه دوبلکس، توسعه دهندگان فناوری حداقل اندازه فریم را 8 برابر (از 64 به 512 بایت) افزایش دادند. همچنین مجاز است چندین فریم را پشت سر هم، بدون رها کردن رسانه، در فاصله زمانی 8096 بایت ارسال کند، سپس فریم ها نباید به 512 بایت اضافه شوند. پارامترهای باقی مانده از روش دسترسی و حداکثر اندازه فریم بدون تغییر باقی ماندند.

در تابستان 1998، استاندارد 802.3z به تصویب رسید که استفاده از سه نوع کابل را به عنوان رسانه فیزیکی تعریف می کند:

- فیبر نوری چند حالته (فاصله تا 500 متر)،

- فیبر نوری تک حالته (فاصله تا 5000 متر)،

- کواکسیال دوگانه (twinax)، که از طریق آن داده ها به طور همزمان از طریق دو هادی مسی محافظ در فاصله حداکثر 25 متر منتقل می شود.

برای توسعه گونه ای از اترنت گیگابیتی در UTP رده 5، یک گروه ویژه 802.3ab ایجاد شد که قبلاً یک استاندارد پیش نویس برای کار بر روی 4 جفت UTP رده 5 ایجاد کرده است. انتظار می رود این استاندارد در آینده نزدیک تصویب شود.

نصب آسان.

شناخته شده و رایج ترین فناوری شبکه.

کارت شبکه کم هزینه

امکان اجرا با استفاده از انواع چیدمان سیستم کابل و کابل کشی.

معایب شبکه اترنت

کاهش نرخ واقعی انتقال داده در یک شبکه پر بار، تا توقف کامل آن، به دلیل درگیری در رسانه انتقال داده.

مشکلات عیب یابی: هنگامی که یک کابل قطع می شود، کل بخش LAN از کار می افتد و محلی سازی گره یا بخش معیوب شبکه بسیار دشوار است.

مشخصات مختصر اترنت سریع

اترنت سریع (Fast Ethernet) یک فناوری پرسرعت است که توسط 3Com برای پیاده سازی شبکه اترنت با سرعت انتقال داده 100 مگابیت بر ثانیه، با حفظ حداکثر ویژگی های اترنت 10 مگابیت (Ethernet-10) پیشنهاد شده و در قالب پیاده سازی شده است. از استاندارد 802.3u (به طور دقیق تر، افزودنی به استاندارد 802.3 به عنوان فصل های 21 تا 30). روش دسترسی مانند Ethernet-10 - MAC سطح CSMA/CD است که به شما امکان می دهد از همان نرم افزار و ابزارهای مدیریتی برای شبکه های اترنت استفاده کنید.

تمام تفاوت های بین Fast Ethernet و Ethernet-10 بر روی لایه فیزیکی متمرکز شده است. 3 نوع سیستم کابلی استفاده می شود:

کابل فیبر نوری چند حالته (از 2 فیبر استفاده می شود).

ساختار شبکه- سلسله مراتبی درخت مانند، ساخته شده بر روی هاب (مانند 10Base-T و 10Base-F)، زیرا از کابل کواکسیال استفاده نمی شود.

قطر شبکهاترنت سریع به 200 متر کاهش می یابد، که با کاهش 10 برابری در حداقل زمان ارسال فریم طول به دلیل افزایش 10 برابری سرعت انتقال در مقایسه با اترنت-10 توضیح داده می شود. با این حال، به لطف در دسترس بودن گسترده فناوری‌های کم‌هزینه و پرسرعت و همچنین توسعه سریع شبکه‌های محلی مبتنی بر سوئیچ، می‌توان شبکه‌های بزرگی را بر اساس فناوری اترنت سریع ساخت. هنگام استفاده از سوئیچ ها، پروتکل اترنت سریع می تواند در حالت تمام دوبلکس کار کند، که در آن هیچ محدودیتی در طول کل شبکه وجود ندارد، بلکه فقط محدودیت هایی در طول بخش های فیزیکی متصل کننده دستگاه های همسایه (آداپتور - سوئیچ یا سوئیچ -) وجود دارد. تعویض).

استاندارد IEEE 802.3u 3 ویژگی لایه فیزیکی Fast Ethernet را تعریف می کند که با یکدیگر ناسازگار هستند:

100Base-TX - انتقال داده از طریق دو جفت بدون محافظ دسته 5 (2 جفت UTP رده 5 یا STP نوع 1).

100Base-T4- انتقال داده ها بر روی چهار جفت بدون محافظ از دسته های 3، 4، 5 (4 جفت UTP از دسته های 3، 4 یا 5).

100Base-FX- انتقال داده از طریق دو فیبر یک کابل فیبر نوری چند حالته.

زمان ارسال یک فریم با حداقل (حداکثر) طول (شامل مقدمه) در بازه های بیتی برای یک شبکه اترنت 10 مگابیت بر ثانیه چقدر است؟

? 84 / 1538

PDV (PVV) چیست؟

PDV - زمانی که در طی آن سیگنال برخورد از دورترین گره شبکه منتشر می شود - زمان چرخش دو برابر (مقدار تاخیر مسیر)

PVV - کاهش فاصله میان فریم (مقدار تغییرپذیری مسیر)

محدودیت PDV (PVV) چیست؟

PDV - بیش از 575 بیت فاصله ندارد

PVV - وقتی دنباله ای از فریم ها از همه تکرار کننده ها عبور می کند، نباید بیش از 49 بیت فاصله داشته باشد.

چند بازه بیت حاشیه ایمنی کافی برای PDV را تشکیل می دهد؟ 4

چه زمانی لازم است حداکثر تعداد تکرار کننده و حداکثر طول شبکه محاسبه شود؟ چرا ما نمی توانیم فقط قوانین 5-4-3 یا 4-hub را اعمال کنیم؟

هنگامی که انواع مختلف رسانه های انتقال

شرایط اساسی برای عملکرد صحیح یک شبکه اترنت متشکل از بخش هایی با ماهیت های فیزیکی مختلف را فهرست کنید.

تعداد ایستگاه ها بیش از 1024 نیست

طول همه شاخه ها بیشتر از حد استاندارد نیست

PDV بیشتر از 575 نیست

PVV - وقتی دنباله ای از فریم ها از همه تکرار کننده ها عبور می کند، نباید بیش از 49 بیت فاصله داشته باشد.

منظور از پایه قطعه در محاسبه PDV چیست؟

تاخیرهای معرفی شده توسط تکرار کننده ها

بدترین برخورد قاب در کجا اتفاق می‌افتد: در بخش راست، چپ یا در میان؟

در سمت راست - دریافت

چه زمانی لازم است دوبار محاسبه PDV انجام شود؟ چرا؟

اگر طول بخش ها در لبه های دور شبکه متفاوت باشد، زیرا آنها مقادیر تاخیر پایه متفاوتی دارند.

ویژگی های مختصر Token Ring LAN.

حلقه نشانه (حلقه توکن) - یک فناوری شبکه است که در آن ایستگاه ها می توانند داده ها را تنها زمانی انتقال دهند که دارای نشانه ای باشند که به طور مداوم در اطراف حلقه در گردش باشد.

حداکثر تعداد ایستگاه در یک حلقه 256 است.

حداکثر فاصله بین ایستگاه ها به نوع رسانه انتقال (خط ارتباط) بستگی دارد و عبارت است از:

تا 8 حلقه (MSAU) را می توان توسط پل متصل کرد.

حداکثر طول شبکه به پیکربندی بستگی دارد.

هدف از فناوری شبکه Token Ring.

شبکه Token Ring توسط IBM در سال 1985 پیشنهاد شد (اولین نسخه در سال 1980 ظاهر شد). هدف Token Ring شبکه سازی انواع کامپیوترهای تولید شده توسط این شرکت (از کامپیوترهای شخصی گرفته تا کامپیوترهای بزرگ) بود.

چه استاندارد بین المللی فناوری شبکه Token Ring را تعریف می کند؟

Token Ring در حال حاضر یک استاندارد بین المللی IEEE 802.5 است.

پهنای باند Token Ring LAN چقدر است؟

دو نوع از این فناوری وجود دارد که سرعت انتقال داده را به ترتیب 4 و 16 مگابیت بر ثانیه ارائه می دهد.

دستگاه دسترسی چندگانه MSAU چیست؟

هاب MSAU یک واحد مستقل با 8 کانکتور برای اتصال کامپیوترها با استفاده از کابل های آداپتور و دو کانکتور خارجی برای اتصال به هاب های دیگر با استفاده از کابل های ستون فقرات است.

چندین MSAU را می توان از نظر ساختاری در یک گروه (خوشه) ترکیب کرد، که در آن مشترکین در یک حلقه متصل می شوند، که به شما امکان می دهد تعداد مشترکین متصل به یک مرکز را افزایش دهید.

هر آداپتور با استفاده از دو خط ارتباطی چند جهته به MSAU متصل می شود.

ساختار را ترسیم کرده و عملکرد شبکه Token Ring را بر اساس یک (چند) MSAU توصیف کنید.

یک - بالا را ببینید

چندین - (ادامه)... همان دو خط ارتباطی چند جهته موجود در کابل اصلی می توانند MSAU ها را به یک حلقه متصل کنند (شکل 3.3)، برخلاف کابل اصلی یک طرفه، همانطور که در شکل 3.2 نشان داده شده است.

هر گره LAN یک فریم از گره همسایه دریافت می کند، سطوح سیگنال را به سطوح اسمی بازیابی می کند و فریم را به گره بعدی ارسال می کند.

فریم ارسالی ممکن است حاوی داده یا نشانگر باشد که یک فریم سرویس ویژه 3 بایتی است. گره مالک توکن حق انتقال داده را دارد.

هنگامی که رایانه شخصی نیاز به انتقال فریم دارد، آداپتور آن منتظر می‌شود تا توکن برسد و سپس آن را به یک فریم حاوی داده‌های تولید شده با استفاده از پروتکل لایه مناسب تبدیل می‌کند و آن را به شبکه ارسال می‌کند. بسته در سراسر شبکه از آداپتوری به آداپتور دیگر منتقل می شود تا زمانی که به مقصد برسد، که بیت های خاصی را در آن تنظیم می کند تا تأیید کند که فریم توسط گیرنده دریافت شده است و آن را بیشتر به شبکه رله می کند. بسته به حرکت در شبکه ادامه می دهد تا زمانی که به گره ارسال کننده بازگردد، جایی که صحت انتقال تایید می شود. اگر فریم بدون خطا به مقصد ارسال شود، گره توکن را به گره بعدی ارسال می کند. بنابراین، برخورد فریم در یک شبکه محلی رمز عبور غیرممکن است.

تفاوت بین توپولوژی فیزیکی یک شبکه Token Ring و منطقی چیست؟

توپولوژی فیزیکی Token Ring به دو صورت قابل پیاده سازی است:

1) "ستاره" (شکل 3.1).

توپولوژی منطقی در همه روش ها "حلقه" است. بسته از گره ای به گره دیگر در اطراف حلقه منتقل می شود تا زمانی که به گره ای که از آنجا منشا گرفته بازگردد.

قرعه کشی گزینه های ممکنساختارهای Token Ring LAN.

1) "ستاره" (شکل 3.1).

2) "حلقه گسترده" (شکل 3.2).

شرح مختصری از سازمان عملکردی Token Ring LAN.شماره 93 را ببینید

مفهوم و عملکرد یک مانیتور فعال در شبکه Token Ring.

هنگامی که یک شبکه Token Ring مقداردهی اولیه می شود، یکی از ایستگاه های کاری به عنوان تعیین می شود مانیتور فعال ، که به توابع کنترل اضافی در حلقه اختصاص داده شده است:

کنترل موقت در حلقه منطقی به منظور شناسایی موقعیت های مرتبط با از دست دادن یک نشانه.

تولید یک توکن جدید پس از تشخیص از دست دادن رمز؛

تشکیل پرسنل تشخیصی تحت شرایط خاص.

هنگامی که یک نمایشگر فعال از کار می افتد، یک نمایشگر فعال جدید از بسیاری از رایانه های شخصی دیگر اختصاص داده می شود.

چه حالت (روش) انتقال توکن در شبکه Token Ring با سرعت 16 مگابیت بر ثانیه استفاده می شود؟

برای افزایش عملکرد شبکه در Token Ring با سرعت 16 مگابیت بر ثانیه به اصطلاح حالت عبور رمز اولیه (Early Token Release - ETR)، که در آن RS توکن را بلافاصله پس از ارسال فریم خود به RS بعدی ارسال می کند. در این صورت، RS بعدی این فرصت را دارد که فریم های خود را بدون انتظار برای اتمام انتقال RS اصلی ارسال کند.

انواع فریم های مورد استفاده در شبکه های محلی Token Ring را فهرست کنید.

نشانگر؛ چارچوب داده دنباله تکمیل

فرمت توکن (فریم داده، ترتیب پایان) شبکه Token Ring را ترسیم و توضیح دهید.

فرمت نشانگر

KO - محدود کننده نهایی - [J | K | 1 | J | K | 1 | کامپیوتر | OO]

فرمت قاب داده

SPK - دنباله شروع فریم

BUT - محدود کننده اولیه - [ J|K| 0 |ج|ک| 0 | 0 | 0 ]

UD - کنترل دسترسی - [ P|P|P|T|M|R|R|R]

انگلستان - مدیریت منابع انسانی

AN - آدرس مقصد

AI - آدرس منبع

فیلد داده - داده

KS - چک جمع

PKK - علامت انتهای قاب

KO - محدود کننده نهایی

SC - وضعیت فریم

فرمت توالی خاتمه

ساختار فیلد "کنترل دسترسی" در یک قاب شبکه LAN Token Ring.

UD- کنترل دسترسی(کنترل دسترسی) - دارای ساختار زیر است: [ پ | پ | پ | تی | م | آر | آر | آر ] ، جایی که PPP - بیت های اولویت.

آداپتور شبکه این قابلیت را دارد که با نوشتن سطح اولویت در قسمت بیت های اولویت به عنوان اعداد از 0 تا 7 (7 بالاترین اولویت است) اولویت ها را به توکن و فریم های داده اختصاص دهد. RS فقط در صورتی حق ارسال پیام را دارد که اولویت خودش کمتر از اولویت توکن دریافتی نباشد. تی- بیت نشانگر: 0 برای نشانگر و 1 برای قاب داده. م- بیت مانیتور: 1 اگر فریم توسط مانیتور فعال ارسال شود و 0 در غیر این صورت. هنگامی که یک مانیتور فعال یک فریم با بیت مانیتور برابر با 1 دریافت می کند، به این معنی است که پیام یا نشانه بدون یافتن مقصد، شبکه محلی را دور زده است. RRR- بیت های رزرو در ارتباط با بیت های اولویت استفاده می شوند. اگر اولویت آن بالاتر از مقدار فعلی فیلد رزرو باشد، رایانه شخصی می‌تواند با قرار دادن مقدار اولویت آن در بیت‌های رزرو، استفاده بیشتر از شبکه را رزرو کند.

پس از آن، هنگامی که گره فرستنده، با دریافت قاب داده برگشتی، یک نشانه جدید تولید می کند، اولویت خود را برابر با مقدار فیلد رزرو قاب دریافتی قبلی تعیین می کند. بنابراین، نشانه به گره ای که بالاترین اولویت را در قسمت رزرو تعیین کرده است، منتقل می شود.

تخصیص بیت های اولویت (بیت توکن، بیت مانیتور، بیت های رزرو) فیلد "کنترل دسترسی" در توکن Token Ring LAN. بالا را ببین

تفاوت بین قاب های لایه MAC و قاب های لایه LLC چیست؟

انگلستان- مدیریت منابع انسانی(Frame Control - FC) نوع قاب (MAC یا LLC) و کد کنترل MAC را تعیین می کند. یک فیلد یک بایتی شامل دو ناحیه است:

جایی که FF- فرمت فریم (نوع): 00 - برای قاب نوع MAC. 01 - برای قاب سطح LLC؛ (مقادیر 10 و 11 رزرو شده است)؛ 00 - بیت های ذخیره استفاده نشده؛ CCCC- کد قاب MAC (فیلد کنترل فیزیکی)، که تعیین می کند که به کدام نوع (تعریف شده توسط استاندارد IEEE 802.5) از فریم های کنترل سطح MAC تعلق دارد.

کدام فیلد در قاب داده نشان دهنده نوع MAC (LLC) است؟در قسمت کد جنایی (به بالا مراجعه کنید)

طول فیلد داده در فریم های Token Ring LAN.

محدودیت خاصی در طول فیلد داده وجود ندارد، اگرچه در عمل به دلیل محدودیت در زمان مجاز برای اشغال یک ایستگاه کاری مجزا در شبکه و 4096 بایت است و می تواند برای شبکه ای با سرعت انتقال به 18 کیلوبایت برسد. 16 مگابیت بر ثانیه

جداکننده انتهای قاب حلقه توکن LAN شامل چه اطلاعات اضافی است و چرا؟

KO یک محدود کننده نهایی است که علاوه بر یک توالی منحصربفرد از پالس های الکتریکی، شامل دو ناحیه دیگر هر کدام یک بیت است:

بیت قاب میانی (قاب میانی)، با گرفتن مقادیر:

1 اگر فریم بخشی از یک انتقال چند بسته باشد،

0 اگر فریم آخرین یا تنها یکی باشد.

بیت خطا شناسایی شد (Error-Detected) که در زمان ایجاد فریم در منبع روی 0 تنظیم می شود و در صورت تشخیص خطا هنگام عبور از گره های شبکه، می توان آن را به 1 تغییر داد. پس از این، فریم بدون کنترل خطا در گره های بعدی مجددا ارسال می شود تا زمانی که به گره منبع برسد، که در این حالت دوباره فریم را ارسال می کند.

اگر "بیت شناسایی خطا" در جداکننده انتهای فریم روی "1" تنظیم شود، شبکه Token Ring چگونه عمل می کند؟

پس از این، فریم بدون کنترل خطا در گره های بعدی مجددا ارسال می شود تا زمانی که به گره منبع برسد، که در این حالت دوباره فریم را ارسال می کند.

ساختار فیلد "وضعیت بسته" قاب داده Token Ring LAN.

SK- (حالت) وضعیت قاب(وضعیت فریم - FS) - یک فیلد یک بایتی حاوی 4 بیت رزرو شده (R) و دو فیلد داخلی:

بیت تشخیص آدرس (نشانگر) (A);

بیت (نشانگر) کپی بسته (C): [ A.C.R.R.A.C.R.R.]

از آنجایی که جمع کنترلی فیلد SP را پوشش نمی‌دهد، هر فیلد یک بیتی در بایت برای تضمین قابلیت اطمینان داده‌ها کپی می‌شود.

گره فرستنده بیت ها را روی 0 تنظیم می کند آو با.

گره دریافت کننده بیت را پس از دریافت فریم تنظیم می کند آدر 1.

اگر پس از کپی کردن فریم در بافر گره گیرنده، هیچ خطایی در فریم تشخیص داده نشد، بیت باروی 1 نیز تنظیم شده است.

بنابراین، نشانه ای از انتقال فریم موفق، بازگشت فریم به منبع با بیت ها است: آ=1 و با=1.

A=0به این معنی که ایستگاه مقصد دیگر در شبکه نیست یا رایانه شخصی از کار افتاده است (خاموش).

A=1و С=0به این معنی است که در مسیر فریم از مبدا به مقصد خطایی رخ داده است (بیت تشخیص خطا در جداکننده دنباله نیز روی 1 تنظیم می شود).

A=1، C=1و بیت تشخیص خطا = 1 به این معنی است که پس از دریافت موفقیت آمیز فریم توسط گره مقصد، خطایی در مسیر بازگشت فریم از مقصد به مبدأ رخ داده است.

مقدار "بیت تشخیص آدرس" ("بیت کپی بسته به بافر") برابر با 1 (0) چه چیزی را نشان می دهد؟- بالا را ببین

حداکثر تعداد ایستگاه در یک شبکه Token Ring LAN است...؟-256

حداکثر فاصله بین ایستگاه ها در شبکه Token Ring چقدر است؟

حداکثر فاصله بین ایستگاه ها به نوع رسانه انتقال بستگی دارد

(خطوط ارتباطی) و به میزان:

100 متر - برای جفت پیچ خورده (رده UTP 4)؛

150 متر - برای جفت پیچ خورده (IBM نوع 1)؛

3000 متر - برای کابل چند حالته فیبر نوری.

مزایا و معایب Token Ring.

مزایای حلقه توکن:

عدم وجود تضاد در رسانه انتقال داده؛

زمان دسترسی تضمینی برای همه کاربران شبکه ارائه می شود.

شبکه Token Ring حتی تحت بارهای سنگین، تا 100٪ بار، بر خلاف اترنت، که در آن زمان دسترسی حتی در بار 30٪ یا بیشتر به طور قابل توجهی افزایش می یابد، به خوبی عمل می کند. این برای شبکه های بلادرنگ بسیار مهم است.

اندازه مجاز بزرگتر داده های ارسال شده در یک فریم (تا 18 کیلوبایت)، در مقایسه با اترنت، عملکرد کارآمدتر شبکه را هنگام انتقال مقادیر زیاد داده تضمین می کند.

سرعت واقعی انتقال داده در شبکه Token Ring ممکن است بیشتر از اترنت معمولی باشد (سرعت واقعی به ویژگی های سخت افزاری آداپتورهای مورد استفاده و سرعت رایانه های شبکه بستگی دارد).

معایب حلقه توکن:

هزینه بالاتر شبکه Token Ring در مقایسه با اترنت، زیرا:

آداپتورها به دلیل پیچیده تر بودن پروتکل Token Ring گران تر هستند.

هزینه های اضافی برای خرید متمرکز کننده های MSAU؛

اندازه کوچکتر شبکه Token Ring در مقایسه با اترنت.

نیاز به نظارت بر یکپارچگی نشانگر.

کدام شبکه های محلی بدون تداخل در رسانه انتقال داده هستند (زمان دسترسی تضمینی برای همه کاربران شبکه ارائه می شود)؟

در یک شبکه محلی با دسترسی رمزی

ویژگی های مختصر FDDI LAN.

حداکثر تعداد ایستگاه ها در رینگ 500 است.

حداکثر طول شبکه 100 کیلومتر است.

رسانه انتقال - کابل فیبر نوری (احتمالاً جفت پیچ خورده).

حداکثر فاصله بین ایستگاه ها به نوع رسانه انتقال بستگی دارد و عبارت است از:

2 کیلومتر - برای کابل چند حالته فیبر نوری.

50 (40؟) کیلومتر - برای کابل فیبر نوری تک حالته.

100 متر - برای جفت پیچ خورده (رده UTP 5)؛

100 متر - برای جفت پیچ خورده (IBM نوع 1).

روش دسترسی رمزی است.

سرعت انتقال داده - 100 مگابیت بر ثانیه (200 مگابیت بر ثانیه برای حالت انتقال کامل دوطرفه).

محدودیت در طول کل شبکه به دلیل محدودیت زمانی است که طول می کشد تا سیگنال به طور کامل در اطراف حلقه حرکت کند تا از حداکثر زمان دسترسی مجاز اطمینان حاصل شود. حداکثر فاصله بین مشترکین با تضعیف سیگنال ها در کابل تعیین می شود.

مخفف FDDI مخفف چیست؟

FDDI (Fiber Distributed Data Interface - رابط توزیع داده فیبر نوری) - یکی از اولین فناوری های LAN پرسرعت.

هدف از فناوری شبکه FDDI.

استاندارد FDDI بر سرعت انتقال داده بالا - 100 مگابیت بر ثانیه متمرکز شده است. این استاندارد به گونه ای طراحی شده است که تا حد امکان با استاندارد IEEE 802.5 Token Ring سازگار باشد. تفاوت های جزئی با این استاندارد به دلیل نیاز به ارائه نرخ های بالاتر انتقال داده در فواصل طولانی مشخص می شود.

فناوری FDDI شامل استفاده از فیبر نوری به عنوان یک رسانه انتقال است که فراهم می کند:

قابلیت اطمینان بالا؛

انعطاف پذیری پیکربندی مجدد؛

سرعت انتقال داده بالا - 100 مگابیت بر ثانیه؛

فواصل طولانی بین ایستگاه ها (برای فیبر چند حالته - 2 کیلومتر؛ برای فیبر تک حالته هنگام استفاده از دیودهای لیزر - تا 40 کیلومتر؛ حداکثر طول کل شبکه - 200 کیلومتر).

چه مقدار پهنای باند در یک شبکه FDDI LAN در دسترس است؟

اترنت، متشکل از بخش ها انواع مختلف، سوالات زیادی مطرح می شود که در درجه اول مربوط به حداکثر اندازه مجاز (قطر) شبکه و حداکثر تعداد ممکن عناصر مختلف است. شبکه فقط در صورتی کار خواهد کرد که تاخیر انتشارسیگنال موجود در آن از مقدار حد تجاوز نخواهد کرد. این توسط انتخاب شده تعیین می شود روش کنترل مبادله CSMA/CD، بر اساس تشخیص برخورد و وضوح.

اول از همه، لازم به ذکر است که برای به دست آوردن پیکربندی های پیچیده اترنت از بخش های جداگانه، از دو نوع اصلی دستگاه های میانی استفاده می شود:

• متمرکز کننده های تکرار کننده (هاب) مجموعه ای از تکرار کننده ها هستند و به طور منطقی بخش های متصل به آنها را از هم جدا نمی کنند.
• سوئیچ ها اطلاعات را بین بخش ها ارسال می کنند، اما تداخل ها را از یک بخش به بخش دیگر منتقل نمی کنند.

هنگام استفاده از سوئیچ‌های پیچیده‌تر، تداخل‌ها در بخش‌های جداگانه به صورت محلی، در خود بخش‌ها حل می‌شوند، اما در سراسر شبکه منتشر نمی‌شوند، همانطور که در مورد هاب‌های تکرارکننده ساده‌تر وجود دارد. این برای انتخاب توپولوژی شبکه اترنت اهمیت اساسی دارد، زیرا روش دسترسی CSMA/CD استفاده شده در آن وجود تضادها و حل آنها را فرض می کند و طول کل شبکه دقیقاً با اندازه منطقه تضاد تعیین می شود. دامنه برخورد بنابراین، استفاده از یک هاب تکرار کننده، منطقه درگیری را تقسیم نمی کند، در حالی که هر هاب سوئیچینگ، منطقه درگیری را به بخش هایی تقسیم می کند. هنگام استفاده از سوئیچ، عملکرد باید برای هر بخش شبکه به طور جداگانه ارزیابی شود، و هنگام استفاده از هاب های تکرار کننده - برای کل شبکه.

در عمل، هاب های تکرار کننده بسیار بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا آنها هم ساده تر و هم ارزان تر هستند. بنابراین، در آینده صحبت خواهیم کرددقیقا در مورد آنها

هنگام انتخاب و ارزیابی پیکربندی اترنت از دو مدل اصلی استفاده می شود.

قوانین مدل 1

اولین مدل مجموعه‌ای از قوانین را تدوین می‌کند که طراح شبکه باید هنگام اتصال کامپیوترها و بخش‌ها از آنها پیروی کند:

1. یک تکرار کننده یا هاب متصل به یک بخش، حداکثر تعداد مجاز مشترکین متصل به بخش را یک نفر کاهش می دهد.
2. مسیر کامل بین هر دو مشترک نباید بیش از پنج بخش، چهار هاب (تکرارکننده) و دو فرستنده گیرنده (MAU) باشد.
3. اگر مسیر بین مشترکین از پنج بخش و چهار متمرکز کننده (تکرار کننده) تشکیل شده باشد، تعداد سگمنت هایی که مشترکین به آنها متصل هستند نباید بیشتر از سه قطعه باشد و بخش های باقیمانده باید به سادگی متمرکز کننده ها (تکرار کننده ها) را به یکدیگر متصل کنند. این قانون قبلاً ذکر شده "5-4-3" است.
4. اگر مسیر بین مشترکین از چهار بخش و سه هاب (تکرار کننده) تشکیل شده باشد، باید شرایط زیر رعایت شود:
   • حداکثر طول هاب های اتصال کابل فیبر نوری سگمنت 10BASE-FL (تکرار کننده) نباید از 1000 متر تجاوز کند.
   • حداکثر طول کابل فیبر نوری بخش 10BASE-FL که هاب (تکرارکننده) را به رایانه متصل می کند نباید از 400 متر تجاوز کند.
   • کامپیوترها می توانند به همه بخش ها متصل شوند.

اگر این قوانین را رعایت کنید، می توانید از عملیاتی شدن شبکه مطمئن باشید. در این مورد نیازی به محاسبات اضافی نیست. اعتقاد بر این است که رعایت این قوانین تاخیر سیگنال قابل قبول در شبکه را تضمین می کند.

هنگام سازماندهی تعامل گره ها در شبکه های محلی، نقش اصلی به پروتکل لایه پیوند داده می شود. با این حال، برای اینکه لایه پیوند بتواند با این کار کنار بیاید، ساختار شبکه های محلی باید کاملا مشخص باشد، به عنوان مثال، محبوب ترین پروتکل لایه پیوند - اترنت - برای اتصال موازی تمام گره های شبکه به یک گذرگاه مشترک طراحی شده است. آنها - یک قطعه کابل کواکسیال. روش مشابهی برای استفاده است ساختارهای سادهاتصالات کابلی بین رایانه ها در یک شبکه محلی با هدف اصلی تعیین شده توسط توسعه دهندگان اولین شبکه های محلی در نیمه دوم دهه 70 مطابقت دارد. این هدف یافتن یک راه حل ساده و ارزان برای اتصال چندین کامپیوتر واقع در یک ساختمان به یک شبکه کامپیوتری بود.

در توسعه فناوری اترنت، گزینه های پرسرعت ایجاد شده است: IEEE802.3u/Fast Ethernet و IEEE802.3z/Gigabit Ethernet.

فناوری اترنت سریعتوسعه تکاملی فناوری اترنت کلاسیک است. مزایای اصلی آن عبارتند از:

1) افزایش توان عملیاتی بخش های شبکه تا 100 مگابیت بر ثانیه؛

2) حفظ روش دسترسی تصادفی اترنت.

3) حفظ توپولوژی شبکه ستاره شکل و پشتیبانی از رسانه های سنتی انتقال داده - جفت پیچ خورده و کابل فیبر نوری.

این ویژگی‌ها امکان انتقال تدریجی از شبکه‌های 10Base-T - محبوب‌ترین نسخه اترنت امروزی - به شبکه‌های پرسرعت را می‌دهد که تداوم قابل توجهی با فناوری آشنا حفظ می‌کنند: اترنت سریع نیازی به آموزش مجدد پرسنل و جایگزینی تجهیزات در تمام شبکه‌ها ندارد. گره ها استاندارد رسمی 100Base-T (802.3u) سه مشخصات لایه فیزیکی مختلف (از نظر مدل OSI هفت لایه) را برای پشتیبانی از انواع سیستم های کابل کشی زیر ایجاد کرد:

1) 100Base-TX برای کابل دو زوجی روی جفت تابیده بدون محافظ UTP رده 5، یا جفت تابیده شیلددار STP نوع 1.

2) 100Base-T4 برای کابل چهار جفت روی جفت پیچ خورده بدون محافظ UTP رده 3، 4 یا 5؛

3) 100Base-FX برای کابل فیبر نوری چند حالته.

Gigabit Ethernet 1000Base-T، مبتنی بر جفت پیچ خورده و کابل فیبر نوری. از آنجایی که فناوری اترنت گیگابیت با اترنت 10 مگابیت بر ثانیه و 100 مگابیت در ثانیه سازگار است، مهاجرت آسان به این تکنولوژیبدون سرمایه گذاری هنگفت در نرم افزار، کابل کشی و آموزش کارکنان.

فناوری اترنت گیگابیت توسعه اترنت IEEE 802.3 است که از ساختار بسته، فرمت و پشتیبانی یکسانی برای CSMA/CD، دوطرفه کامل، کنترل جریان و موارد دیگر استفاده می‌کند، در حالی که افزایش تئوری ده برابری را در عملکرد ارائه می‌دهد. CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection - دسترسی چندگانه با تشخیص حامل و تشخیص برخورد) یک فناوری برای دسترسی چندگانه به یک رسانه انتقال مشترک در یک شبکه کامپیوتری محلی با کنترل برخورد است. CSMA/CD به روش های تصادفی غیرمتمرکز اشاره دارد. هم در شبکه های معمولی از نوع اترنت و هم در شبکه های پرسرعت (Fast Ethernet، Gigabit Ethernet) استفاده می شود. همچنین به نام پروتکل شبکه، که از طرح CSMA/CD استفاده می کند. پروتکل CSMA/CD در لایه پیوند داده در مدل OSI عمل می کند.

Gigabit Ethernet - سرعت انتقال 1000 مگابیت بر ثانیه را فراهم می کند. تغییرات زیر در استاندارد وجود دارد:

1) 1000BASE-SX - از کابل فیبر نوری با طول موج سیگنال نور 850 نانومتر استفاده شده است.

2) 1000BASE-LX - از کابل فیبر نوری با طول موج سیگنال نور 1300 نانومتر استفاده شده است.

گسترده ترین شبکه در بین شبکه های استاندارد شبکه اترنت است. در سال 1972 ظاهر شد و در سال 1985 به یک استاندارد بین المللی تبدیل شد. این توسط بزرگترین سازمان های استاندارد بین المللی تصویب شد: کمیته 802 IEEE (موسسه مهندسین برق و الکترونیک) و ECMA (انجمن تولیدکنندگان کامپیوتر اروپا).

این استاندارد IEEE 802.3 نامیده می شود (به انگلیسی هشت و دو نقطه سه خوانده می شود). دسترسی چندگانه به یک کانال نوع باس تک با تشخیص برخورد و کنترل انتقال را تعریف می کند، یعنی با روش دسترسی CSMA/CD که قبلا ذکر شد.

ویژگی های اصلی استاندارد اصلی IEEE 802.3:

· توپولوژی – اتوبوس.

· رسانه انتقال - کابل کواکسیال.

· سرعت انتقال - 10 مگابیت بر ثانیه.

· حداکثر طول شبکه - 5 کیلومتر.

· حداکثر تعداد مشترک - حداکثر 1024.

· طول بخش شبکه - تا 500 متر.

· تعداد مشترکین در یک بخش - تا 100.

· روش دسترسی - CSMA/CD.

· انتقال باند باریک، یعنی بدون مدولاسیون (کانال مونو).

به بیان دقیق، تفاوت های جزئی بین استانداردهای IEEE 802.3 و اترنت وجود دارد، اما معمولاً نادیده گرفته می شوند.

شبکه اترنت در حال حاضر محبوب ترین شبکه در جهان است (بیش از 90 درصد بازار) و احتمالاً در سال های آینده نیز همینطور خواهد بود. این امر با این واقعیت تسهیل شد که از همان ابتدا ویژگی ها، پارامترها و پروتکل های شبکه باز بودند و در نتیجه تعداد زیادی از تولید کنندگان در سراسر جهان شروع به تولید تجهیزات اترنت کردند که کاملاً با یکدیگر سازگار بود. .

شبکه کلاسیک اترنت از کابل کواکسیال 50 اهم از دو نوع (ضخیم و نازک) استفاده می کرد. با این حال، اخیرا (از اوایل دهه 90)، پرکاربردترین نسخه اترنت، استفاده از جفت های به هم تابیده به عنوان یک رسانه انتقال است. استانداردی نیز برای استفاده در شبکه های کابل فیبر نوری تعریف شده است. برای تطبیق با این تغییرات به استاندارد اصلی IEEE 802.3 اضافه شده است. در سال 1995، یک استاندارد اضافی برای نسخه سریع‌تر اترنت که با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه (به اصطلاح Fast Ethernet، استاندارد IEEE 802.3u)، با استفاده از جفت تابیده یا کابل فیبر نوری به عنوان رسانه انتقال کار می‌کرد، ظاهر شد. در سال 1997 نسخه ای با سرعت 1000 مگابیت بر ثانیه (گیگابیت اترنت، استاندارد IEEE 802.3z) نیز ظاهر شد.

علاوه بر توپولوژی استاندارد اتوبوس، توپولوژی های ستاره غیرفعال و درخت غیرفعال به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند. این شامل استفاده از تکرار کننده ها و هاب های تکرار کننده است که بخش های مختلف (بخش) شبکه را به هم متصل می کند. در نتیجه، یک ساختار درخت مانند ممکن است بر روی قطعات تشکیل شود انواع متفاوت(شکل 7.1).

بخش (بخشی از شبکه) می تواند یک اتوبوس کلاسیک یا یک مشترک باشد. برای بخش های باس، یک کابل کواکسیال و برای پرتوهای ستاره غیرفعال (برای اتصال به هاب) استفاده می شود. کامپیوترهای تک) – جفت پیچ خورده و کابل فیبر نوری. شرط اصلی برای توپولوژی به دست آمده این است که شامل مسیرهای بسته (حلقه) نباشد. در واقع، معلوم می شود که همه مشترکین به یک اتوبوس فیزیکی متصل هستند، زیرا سیگنال هر یک از آنها به یکباره در همه جهات منتشر می شود و به عقب باز نمی گردد (مانند یک حلقه).

حداکثر طول کابل شبکه در کل (حداکثر مسیر سیگنال) از نظر تئوری می تواند به 6.5 کیلومتر برسد، اما عملاً از 3.5 کیلومتر تجاوز نمی کند.

برنج. 7.1. توپولوژی شبکه اترنت کلاسیک

یک شبکه اترنت سریع توپولوژی گذرگاه فیزیکی ندارد، فقط از یک ستاره غیرفعال یا درخت غیرفعال استفاده می شود. علاوه بر این، اترنت سریع برای حداکثر طول شبکه الزامات بسیار سخت گیرانه تری دارد. از این گذشته، با افزایش 10 برابری سرعت انتقال و حفظ قالب بسته، حداقل طول آن ده برابر کوتاه تر می شود. بنابراین، مقدار مجاز زمان انتقال سیگنال دوگانه از طریق شبکه 10 برابر کاهش می یابد (5.12 میکرو ثانیه در مقابل 51.2 میکرو ثانیه در اترنت).

کد استاندارد منچستر برای انتقال اطلاعات در شبکه اترنت استفاده می شود.

دسترسی به شبکه اترنت با استفاده از روش تصادفی CSMA/CD انجام می شود و از برابری مشترکین اطمینان حاصل می شود. شبکه از بسته هایی با طول متغیر استفاده می کند.

برای یک شبکه اترنت که با سرعت 10 مگابیت بر ثانیه کار می کند، استاندارد چهار نوع اصلی از بخش های شبکه را تعریف می کند که بر رسانه های مختلف انتقال اطلاعات متمرکز هستند:

· 10BASE5 (کابل کواکسیال ضخیم)؛

· 10BASE2 (کابل کواکسیال نازک)؛

· 10BASE-T (جفت پیچ خورده)؛

· 10BASE-FL (کابل فیبر نوری).

نام بخش شامل سه عنصر است: عدد "10" به معنای سرعت انتقال 10 مگابیت بر ثانیه، کلمه BASE به معنای انتقال در باند فرکانس پایه (یعنی بدون تعدیل سیگنال فرکانس بالا) و آخرین عنصر طول مجاز بخش است: "5" - 500 متر، "2" - 200 متر (به طور دقیق تر، 185 متر) یا نوع خط ارتباطی: "T" - جفت پیچ خورده (از انگلیسی "twisted-pair" ) "F" - کابل فیبر نوری (از انگلیسی "fiber optic").

به طور مشابه، برای یک شبکه اترنت که با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه (Ethernet سریع) کار می کند، استاندارد سه نوع بخش را تعریف می کند که در انواع رسانه های انتقال متفاوت است:

· 100BASE-T4 (چهار جفت پیچ خورده)؛

· 100BASE-TX (جفت پیچ خورده دوگانه)؛

· 100BASE-FX (کابل فیبر نوری).

در اینجا عدد "100" به معنای سرعت انتقال 100 مگابیت بر ثانیه، حرف "T" به معنای جفت پیچ خورده و حرف "F" به معنای کابل فیبر نوری است. انواع 100BASE-TX و 100BASE-FX گاهی با نام 100BASE-X ترکیب می شوند و 100BASE-T4 و 100BASE-TX 100BASE-T نامیده می شوند.

شبکه Token-Ring

شبکه Token-Ring توسط IBM در سال 1985 پیشنهاد شد (اولین نسخه در سال 1980 ظاهر شد). در نظر گرفته شده بود که تمام انواع کامپیوترهای تولید شده توسط IBM را شبکه کند. این واقعیت که توسط IBM، بزرگترین تولید کننده تجهیزات کامپیوتری پشتیبانی می شود، نشان می دهد که باید به آن توجه ویژه ای شود. اما به همان اندازه مهم این است که Token-Ring در حال حاضر استاندارد بین المللی IEEE 802.5 است (اگرچه تفاوت های جزئی بین Token-Ring و IEEE 802.5 وجود دارد). این وضعیت این شبکه را در همان سطح وضعیت اترنت قرار می دهد.

Token-Ring به عنوان یک جایگزین قابل اعتماد برای اترنت توسعه داده شد. و اگرچه اترنت اکنون جایگزین همه شبکه های دیگر شده است، Token-Ring را نمی توان به طرز ناامیدکننده ای منسوخ شده در نظر گرفت. بیش از 10 میلیون کامپیوتر در سراسر جهان توسط این شبکه به هم متصل هستند.

شبکه Token-Ring دارای یک توپولوژی حلقه است، اگرچه از نظر ظاهری بیشتر شبیه یک ستاره است. این به دلیل این واقعیت است که مشترکین فردی (رایانه) نه به طور مستقیم، بلکه از طریق هاب های ویژه یا دستگاه های دسترسی چندگانه (MSAU یا MAU - واحد دسترسی چند ایستگاهی) به شبکه متصل می شوند. از نظر فیزیکی، شبکه یک توپولوژی حلقه ستاره را تشکیل می دهد (شکل 7.3). در واقعیت، مشترکین هنوز در یک حلقه متحد هستند، یعنی هر یک از آنها اطلاعات را به یک مشترک همسایه منتقل می کند و از دیگری اطلاعات دریافت می کند.

برنج. 7.3. توپولوژی حلقه ستاره شبکه Token-Ring.

رسانه انتقال در شبکه Token-Ring IBM در ابتدا جفت پیچ خورده بود، هم بدون محافظ (UTP) و هم محافظ (STP)، اما سپس گزینه های تجهیزات برای کابل کواکسیال و همچنین برای کابل فیبر نوری در استاندارد FDDI ظاهر شد.

پایه ای مشخصات فنینسخه کلاسیک شبکه Token-Ring:

· حداکثر تعداد هاب IBM 8228 MAU - 12.

· حداکثر تعداد مشترکین در شبکه – 96;

حداکثر طول کابل بین مشترک و هاب 45 متر است.

حداکثر طول کابل بین هاب ها 45 متر است.

حداکثر طول کابل اتصال همه هاب 120 متر است.

· سرعت انتقال داده - 4 مگابیت بر ثانیه و 16 مگابیت بر ثانیه.

تمام مشخصات داده شده به مورد استفاده از کابل جفت تابیده بدون محافظ اشاره دارد. اگر از یک رسانه انتقال متفاوت استفاده شود، عملکرد شبکه ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال، هنگام استفاده از جفت پیچ خورده محافظ (STP)، تعداد مشترکین را می توان به 260 (به جای 96) افزایش داد، طول کابل را می توان به 100 متر (به جای 45)، تعداد هاب ها را به افزایش داد. 33، و طول کل حلقه اتصال توپی ها می تواند تا 200 متر باشد. کابل فیبر نوری به شما امکان می دهد طول کابل را تا دو کیلومتر افزایش دهید.

برای انتقال اطلاعات به Token-Ring، از یک کد دوفاز (به طور دقیق تر، نسخه آن با یک انتقال اجباری در مرکز فاصله بیت) استفاده می شود. مانند هر توپولوژی ستاره ای، هیچ پایان الکتریکی اضافی یا اقدامات زمینی خارجی مورد نیاز نیست. مذاکره توسط سخت افزار آداپتورهای شبکه و هاب انجام می شود.

برای اتصال کابل ها، Token-Ring از کانکتورهای RJ-45 (برای جفت پیچ خورده بدون محافظ)، و همچنین MIC و DB9P استفاده می کند. سیم های موجود در کابل، کنتاکت های کانکتور به همین نام را به هم متصل می کنند (یعنی از کابل های به اصطلاح "مستقیم" استفاده می شود).

شبکه Token-Ring در نسخه کلاسیک خود هم از نظر اندازه مجاز و هم از نظر حداکثر تعداد مشترک از شبکه اترنت پایین تر است. از نظر سرعت انتقال، Token-Ring در حال حاضر در نسخه های 100 Mbps (High Speed ​​Token-Ring, HSTR) و 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring) موجود است. شرکت هایی که از Token-Ring پشتیبانی می کنند (از جمله IBM، Olicom، Madge) قصد ندارند شبکه خود را رها کنند و آن را به عنوان رقیب شایستهشبکه محلی کابلی.

در مقایسه با تجهیزات اترنت، تجهیزات Token-Ring به طور قابل توجهی گران تر است، زیرا از روش پیچیده تری برای مدیریت تبادل استفاده می کند، بنابراین شبکه Token-Ring چندان گسترده نشده است.

با این حال، بر خلاف اترنت، شبکه Token-Ring می تواند سطوح بار بالا (بیش از 30-40٪) را بسیار بهتر مدیریت کند و زمان دسترسی تضمینی را فراهم می کند. برای مثال در شبکه های صنعتی که تاخیر در پاسخ به یک رویداد خارجی می تواند منجر به حوادث جدی شود، این امر ضروری است.

شبکه Token-Ring از روش کلاسیک دسترسی توکن استفاده می کند، یعنی یک توکن دائماً در اطراف حلقه در گردش است که مشترکین می توانند بسته های داده خود را به آن متصل کنند (شکل 4.15 را ببینید). این به معنای مزیت مهم این شبکه مانند عدم وجود تداخل است، اما معایبی نیز وجود دارد، به ویژه نیاز به کنترل یکپارچگی توکن و وابستگی عملکرد شبکه به هر مشترک (در صورت بروز نقص، مشترک باید از حلقه حذف شود).

حداکثر زمان برای ارسال یک بسته به Token-Ring 10 میلی ثانیه است. با حداکثر تعداد مشترکین 260، چرخه کامل زنگ 260 x 10 ms = 2.6 ثانیه خواهد بود. در این مدت، همه 260 مشترک می توانند بسته های خود را ارسال کنند (البته اگر چیزی برای ارسال داشته باشند). در همین مدت، توکن رایگان قطعا به دست هر مشترک خواهد رسید. همین بازه، حد بالای زمان دسترسی Token-Ring است.

شبکه Arcnet

شبکه Arcnet (یا ARCnet از شبکه کامپیوتری منبع پیوست شده انگلیسی، شبکه کامپیوتریمنابع متصل) یکی از قدیمی ترین شبکه ها است. در سال 1977 توسط Datapoint Corporation توسعه داده شد. هیچ استاندارد بین المللی برای این شبکه وجود ندارد، اگرچه اجداد روش دسترسی توکن به حساب می آید. با وجود فقدان استانداردها، شبکه Arcnet تا همین اواخر (در سال 1980 - 1990) محبوب بود، حتی به طور جدی با اترنت رقابت می کرد. تعداد زیادی از شرکت ها تجهیزاتی برای این نوع شبکه تولید کردند. اما اکنون تولید تجهیزات Arcnet عملاً متوقف شده است.

از جمله مزایای اصلی شبکه Arcnet نسبت به اترنت می توان به زمان دسترسی محدود، قابلیت اطمینان بالای ارتباط، سهولت تشخیص و هزینه نسبتا پایین آداپتورها اشاره کرد. از مهمترین معایب شبکه می توان به سرعت کم انتقال اطلاعات (2.5 مگابیت بر ثانیه)، سیستم آدرس دهی و فرمت بسته اشاره کرد.

برای انتقال اطلاعات در شبکه Arcnet، از یک کد نسبتا نادر استفاده می شود که در آن یک منطقی با دو پالس در یک بازه بیتی و یک صفر منطقی مربوط به یک پالس است. بدیهی است که این یک کد خود زمان بندی است که حتی از منچستر به پهنای باند کابل بیشتری نیاز دارد.

رسانه انتقال در شبکه یک کابل کواکسیال با امپدانس مشخصه 93 اهم است، به عنوان مثال، با نام تجاری RG-62A/U. گزینه های دارای جفت پیچ خورده (حفاظ دار و بدون محافظ) به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند. گزینه های کابل فیبر نوری نیز پیشنهاد شد، اما آنها نیز Arcnet را ذخیره نکردند.

به عنوان یک توپولوژی، شبکه Arcnet از یک گذرگاه کلاسیک (Arcnet-BUS) و همچنین یک ستاره غیرفعال (Arcnet-STAR) استفاده می کند. ستاره از متمرکز کننده ها (هاب ها) استفاده می کند. با استفاده از هاب ها (مانند اترنت) می توان بخش های اتوبوس و ستاره را در یک توپولوژی درختی ترکیب کرد. محدودیت اصلی این است که نباید مسیرهای بسته (حلقه) در توپولوژی وجود داشته باشد. محدودیت دیگر: تعداد قطعات متصل شده در یک زنجیره دیزی با استفاده از هاب نباید از سه قطعه تجاوز کند.

بنابراین، توپولوژی شبکه Arcnet به شرح زیر است (شکل 7.15).

برنج. 7.15. توپولوژی شبکه Arcnet از نوع باس است (B - آداپتورهای کار در اتوبوس، S - آداپتورهای کار در یک ستاره).

مشخصات فنی اصلی شبکه Arcnet به شرح زیر است.

· رسانه انتقال - کابل کواکسیال، جفت پیچ خورده.

· حداکثر طول شبکه 6 کیلومتر است.

· حداکثر طول کابل از مشترک تا هاب پسیو 30 متر است.

· حداکثر طول کابل از مشترک تا هاب فعال 600 متر است.

· حداکثر طول کابل بین هاب فعال و غیرفعال 30 متر است.

· حداکثر طول کابل بین متمرکز کننده های فعال– 600 متر

· حداکثر تعداد مشترکین در شبکه 255 نفر می باشد.

· حداکثر تعداد مشترکین در بخش اتوبوس 8 نفر می باشد.

· حداقل فاصله بین مشترکین در اتوبوس 1 متر است.

· حداکثر طول قطعه اتوبوس 300 متر است.

· سرعت انتقال داده - 2.5 مگابیت بر ثانیه.

هنگام ایجاد توپولوژی های پیچیده، لازم است اطمینان حاصل شود که تاخیر در انتشار سیگنال در شبکه بین مشترکین از 30 میکرو ثانیه تجاوز نمی کند. حداکثر تضعیف سیگنال در کابل در فرکانس 5 مگاهرتز نباید از 11 دسی بل تجاوز کند.

شبکه Arcnet از روش دسترسی توکن (روش انتقال حقوق) استفاده می کند، اما تا حدودی با شبکه Token-Ring متفاوت است. این روش نزدیکترین روش به روش ارائه شده در استاندارد IEEE 802.4 است.

درست مانند Token-Ring، درگیری ها در Arcnet کاملاً حذف می شوند. مانند هر شبکه توکن، Arcnet بار را به خوبی حمل می کند و زمان دسترسی طولانی به شبکه را تضمین می کند (برخلاف اترنت). مجموع زمان برای دور زدن نشانگر همه مشترکین 840 میلی ثانیه است. بر این اساس، همین بازه، حد بالای زمان دسترسی به شبکه را تعیین می کند.

توکن توسط یک مشترک خاص - کنترل کننده شبکه تولید می شود. این مشترک با حداقل آدرس (صفر) است.

شبکه FDDI

شبکه FDDI (از انگلیسی Fiber Distributed Data Interface، رابط داده توزیع شده فیبر نوری) یکی از آخرین پیشرفت ها در استانداردهای شبکه محلی است. استاندارد FDDI توسط موسسه استاندارد ملی آمریکا ANSI (مشخصات ANSI X3T9.5) پیشنهاد شده است. سپس استاندارد ISO 9314 مطابق با مشخصات ANSI به تصویب رسید. سطح استانداردسازی شبکه بسیار بالاست.

برخلاف سایر شبکه های استاندارد محلی، استاندارد FDDI در ابتدا بر روی سرعت های انتقال بالا (100 مگابیت بر ثانیه) و استفاده از امیدوارکننده ترین کابل فیبر نوری متمرکز بود. بنابراین، در این مورد، توسعه دهندگان توسط چارچوب استانداردهای قدیمی، متمرکز بر آن، محدود نشدند سرعت های پایینو کابل برق

انتخاب فیبر نوری به عنوان یک رسانه انتقال، مزایای زیر را مشخص کرد شبکه جدیدمانند ایمنی بالای نویز، حداکثر محرمانه بودن انتقال اطلاعات و ایزوله گالوانیکی عالی مشترکین. سرعت انتقال بالا که در مورد کابل‌های فیبر نوری بسیار راحت‌تر به دست می‌آید، حل بسیاری از کارهایی را که با شبکه‌های کم‌سرعت امکان‌پذیر نیست، به عنوان مثال، انتقال تصاویر در زمان واقعی ممکن می‌سازد. علاوه بر این، کابل فیبر نوری به راحتی مشکل انتقال داده ها را در فاصله چند کیلومتری بدون رله حل می کند، که امکان ساخت شبکه های بزرگی را فراهم می کند که حتی کل شهرها را پوشش می دهد و تمام مزایای شبکه های محلی (به ویژه خطای کم) را دارد. نرخ). همه اینها محبوبیت شبکه FDDI را تعیین کرد، اگرچه هنوز به اندازه اترنت و Token-Ring گسترده نشده است.

استاندارد FDDI بر اساس روش دسترسی توکن ارائه شده توسط استاندارد بین المللی IEEE 802.5 (Token-Ring) است. تفاوت های جزئی با این استاندارد به دلیل نیاز به اطمینان از انتقال اطلاعات با سرعت بالا در فواصل طولانی مشخص می شود. توپولوژی شبکه FDDI حلقه ای است که مناسب ترین توپولوژی برای کابل فیبر نوری است. شبکه از دو کابل فیبر نوری چند جهته استفاده می‌کند که یکی از آنها معمولاً در حالت ذخیره است، اما این راه‌حل امکان استفاده از انتقال اطلاعات کامل دوطرفه (هم‌زمان در دو جهت) با سرعت مؤثر 200 مگابیت بر ثانیه (با هر کدام) را می‌دهد. از دو کانالی که با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه کار می کنند). یک توپولوژی حلقه ستاره با هاب های موجود در حلقه (مانند Token-Ring) نیز استفاده می شود.

مشخصات فنی اصلی شبکه FDDI.

· حداکثر تعداد مشترکین شبکه 1000 نفر می باشد.

· حداکثر طول حلقه شبکه 20 کیلومتر است.

· حداکثر فاصله مشترکین شبکه 2 کیلومتر می باشد.

· رسانه انتقال - کابل فیبر نوری چند حالته (احتمالاً با استفاده از جفت پیچ خورده الکتریکی).

· روش دسترسی - نشانه.

· سرعت انتقال اطلاعات - 100 مگابیت بر ثانیه (200 مگابیت بر ثانیه برای حالت انتقال دوطرفه).

استاندارد FDDI دارای مزایای قابل توجهی نسبت به تمام شبکه هایی است که قبلاً مورد بحث قرار گرفت. به عنوان مثال، یک شبکه اترنت سریع با همان پهنای باند 100 مگابیت بر ثانیه نمی تواند از نظر اندازه شبکه با FDDI مطابقت داشته باشد. علاوه بر این، روش دسترسی توکن FDDI، بر خلاف CSMA/CD، زمان دسترسی تضمین شده و عدم تداخل در هر سطح بار را فراهم می کند.

محدودیت در طول کل شبکه 20 کیلومتری به دلیل تضعیف سیگنال ها در کابل نیست، بلکه به دلیل نیاز به محدود کردن زمان لازم برای حرکت کامل سیگنال در طول حلقه برای اطمینان از حداکثر زمان دسترسی مجاز است. اما حداکثر فاصله بین مشترکین (2 کیلومتر با کابل چند حالته) دقیقاً با تضعیف سیگنال های موجود در کابل تعیین می شود (نباید از 11 دسی بل تجاوز کند). امکان استفاده از کابل تک حالته نیز وجود دارد که در این صورت فاصله مشترکین به 45 کیلومتر و طول رینگ کل می تواند 200 کیلومتر باشد.

همچنین اجرای FDDI در کابل برق(CDDI – Copper Distributed Data Interface یا TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface). این از یک کابل رده 5 با کانکتورهای RJ-45 استفاده می کند. حداکثر فاصله بین مشترکین در این مورد نباید بیش از 100 متر باشد. هزینه تجهیزات شبکه روی کابل برق چندین برابر کمتر است. اما این نسخه از شبکه دیگر مزایای آشکاری نسبت به رقبا مانند FDDI اصلی فیبر نوری ندارد. نسخه های الکتریکی FDDI بسیار کمتر از نمونه های فیبر نوری استاندارد هستند، بنابراین سازگاری بین تجهیزات تولید کنندگان مختلف تضمین نمی شود.

برای انتقال داده ها در FDDI، از کد 4B/5B که مخصوص این استاندارد توسعه یافته است استفاده می شود.

برای دستیابی به انعطاف پذیری بالای شبکه، استاندارد FDDI شامل دو نوع مشترک در حلقه می شود:

· مشترکین کلاس A (ایستگاهها) (مشترکین پیوست دوگانه، DAS – ایستگاههای پیوست دوگانه) به هر دو حلقه شبکه (داخلی و خارجی) متصل هستند. در عین حال امکان تبادل با سرعت تا 200 مگابیت بر ثانیه یا افزونگی کابل شبکه محقق می شود (در صورت آسیب دیدن کابل اصلی از یک پشتیبان استفاده می شود). تجهیزات این کلاس از نظر عملکرد در حساس ترین قسمت های شبکه استفاده می شود.

· مشترکین کلاس B (ایستگاه) (مشترکین اتصال تک، SAS – Single-Attachment Stations) تنها به یک حلقه شبکه (خارجی) متصل هستند. آنها ساده تر و ارزان تر از آداپتورهای کلاس A هستند، اما قابلیت های خود را ندارند. آنها را فقط می توان از طریق یک هاب یا سوئیچ بای پس به شبکه متصل کرد که در مواقع اضطراری آنها را خاموش می کند.

علاوه بر خود مشترکین (رایانه ها، پایانه ها و غیره)، شبکه از Concentrator های سیم کشی استفاده می کند که گنجاندن آنها به منظور نظارت بر عملکرد شبکه، عیب یابی و ساده سازی پیکربندی مجدد، اجازه می دهد تا تمام نقاط اتصال در یک مکان جمع آوری شوند. هنگام استفاده از انواع کابل ها (به عنوان مثال، کابل فیبر نوری و جفت پیچ خورده)، هاب همچنین عملکرد تبدیل سیگنال های الکتریکی به سیگنال های نوری و بالعکس را انجام می دهد. متمرکز کننده ها همچنین به صورت دو اتصال (DAC - Dual-Attachment Concentrator) و اتصال تک (SAC - Single-Attachment Concentrator) عرضه می شوند.

نمونه ای از پیکربندی شبکه FDDI در شکل نشان داده شده است. 8.1. اصل ترکیب دستگاه های شبکه در شکل 8.2 نشان داده شده است.

برنج. 8.1. نمونه ای از پیکربندی شبکه FDDI.

بر خلاف روش دسترسی پیشنهاد شده توسط استاندارد IEEE 802.5، FDDI به اصطلاح از چند رمز عبور استفاده می کند. اگر در مورد شبکه Token-Ring یک توکن جدید (رایگان) توسط مشترک تنها پس از بازگرداندن بسته خود به او ارسال شود، در FDDI رمز جدید بلافاصله پس از پایان ارسال بسته توسط مشترک ارسال می شود. مشابه نحوه انجام این کار با روش ETR در حلقه شبکه Token-Ring).

در خاتمه لازم به ذکر است که علیرغم مزایای آشکار FDDI این شبکهگسترده نشده است که عمدتاً به دلیل هزینه بالای تجهیزات آن (در حدود چند صد و حتی هزاران دلار) است. حوزه اصلی کاربرد FDDI در حال حاضر شبکه های اصلی و اصلی (Backbone) هستند که چندین شبکه را ترکیب می کنند. FDDI همچنین برای اتصال ایستگاه های کاری قدرتمند یا سرورهایی که نیاز به ارتباطات پرسرعت دارند استفاده می شود. انتظار می رود که اترنت سریع بتواند جایگزین FDDI شود، اما مزایای کابل فیبر نوری، مدیریت توکن و رکوردشکنی اندازه شبکه مجاز در حال حاضر FDDI را از رقبا پیشی گرفته است. و در مواردی که هزینه تجهیزات حیاتی است، می توان از نسخه جفت پیچ خورده FDDI (TPDDI) در مناطق غیر بحرانی استفاده کرد. علاوه بر این، هزینه تجهیزات FDDI با افزایش حجم تولید آن می تواند تا حد زیادی کاهش یابد.

شبکه 100VG-AnyLAN

شبکه 100VG-AnyLAN یکی از آخرین پیشرفت ها در شبکه های محلی پرسرعت است که به تازگی در بازار ظاهر شده است. این استاندارد با استاندارد بین المللی IEEE 802.12 مطابقت دارد، بنابراین سطح استانداردسازی آن بسیار بالا است.

مزایای اصلی آن سرعت تبادل بالا، هزینه نسبتا پایین تجهیزات (حدود دو برابر گرانتر از تجهیزات محبوب ترین شبکه اترنت 10BASE-T)، یک روش متمرکز برای مدیریت تبادل بدون درگیری، و همچنین سازگاری در سطح بسته است. فرمت ها با شبکه های اترنت و Token-Ring.

در نام شبکه 100VG-AnyLAN، عدد 100 مربوط به سرعت 100 مگابیت در ثانیه، حروف VG نشان دهنده کابل جفت تابیده بدون محافظ ارزان قیمت دسته 3 (Voice Grade) و AnyLAN (هر شبکه) نشان دهنده این است که شبکه با دو شبکه رایج سازگار است.

مشخصات فنی اصلی شبکه 100VG-AnyLAN:

· سرعت انتقال - 100 مگابیت بر ثانیه.

· توپولوژی - ستاره با قابلیت گسترش (درخت). تعداد سطوح آبشاری متمرکز کننده ها (هاب ها) تا 5 عدد می باشد.

· روش دسترسی - متمرکز، بدون درگیری (اولویت تقاضا - با درخواست اولویت).

· رسانه های انتقال عبارتند از: جفت تابیده بدون محافظ (کابل UTP رده 3، 4 یا 5)، جفت پیچ خورده دوگانه (کابل UTP رده 5)، جفت تابیده محافظ دوگانه (STP)، و کابل فیبر نوری. امروزه کابل های جفت پیچ خورده چهارگانه بیشتر رایج هستند.

· حداکثر طول کابل بین هاب و مشترک و بین هاب 100 متر (برای کابل UTP دسته 3)، 200 متر (برای کابل UTP رده 5 و کابل محافظ)، 2 کیلومتر (برای کابل فیبر نوری). حداکثر اندازه شبکه ممکن 2 کیلومتر است (با تأخیر قابل قبول تعیین می شود).

· حداکثر تعداد مشترکین 1024، توصیه می شود - حداکثر 250.

بنابراین، پارامترهای شبکه 100VG-AnyLAN کاملاً به پارامترهای شبکه Fast Ethernet نزدیک است. با این حال، مزیت اصلی Fast Ethernet سازگاری کامل آن با رایج ترین شبکه اترنت است (در مورد 100VG-AnyLAN، این نیاز به یک پل دارد). در عین حال، کنترل متمرکز 100VG-AnyLAN که تضادها را از بین می برد و حداکثر زمان دسترسی را تضمین می کند (که در شبکه اترنت ارائه نشده است) نیز قابل تخفیف نیست.

نمونه ای از ساختار شبکه 100VG-AnyLAN در شکل 1 نشان داده شده است. 8.8.

شبکه 100VG-AnyLAN از یک هاب مرکزی (اصلی، ریشه) سطح 1 تشکیل شده است که هم مشترکین فردی و هم هاب های سطح 2 را می توان به آن متصل کرد، که مشترکین و هاب های سطح 3 به نوبه خود می توانند به آن وصل شوند و غیره. در این مورد، شبکه نمی تواند بیش از پنج سطح از این قبیل داشته باشد (در نسخه اصلی بیش از سه سطح وجود نداشت). حداکثر اندازهشبکه می تواند 1000 متر برای کابل جفت تابیده بدون محافظ باشد.

برنج. 8.8. ساختار شبکه 100VG-AnyLAN.

بر خلاف هاب های غیرهوشمند سایر شبکه ها (به عنوان مثال، اترنت، Token-Ring، FDDI)، هاب های شبکه 100VG-AnyLAN کنترل کننده های هوشمندی هستند که دسترسی به شبکه را کنترل می کنند. برای انجام این کار، آنها به طور مداوم درخواست هایی را که به همه پورت ها می رسد نظارت می کنند. هاب ها بسته های دریافتی را دریافت می کنند و آنها را فقط برای مشترکینی که مخاطب آنها هستند ارسال می کنند. با این حال، آنها هیچ پردازش اطلاعاتی را انجام نمی دهند، یعنی در این مورد، نتیجه هنوز یک ستاره فعال نیست، اما نه یک ستاره منفعل. متمرکز کننده ها را نمی توان مشترکین تمام عیار نامید.

هر یک از هاب ها را می توان برای کار با فرمت های بسته اترنت یا Token-Ring پیکربندی کرد. در این حالت، هاب های کل شبکه باید با بسته های تنها یک فرمت کار کنند. پل ها برای ارتباط با شبکه های اترنت و Token-Ring مورد نیاز هستند، اما پل ها بسیار ساده هستند.

هاب ها یک پورت دارند سطح بالا(برای اتصال آن به هاب سطح بالاتر) و چندین پورت سطح پایین (برای اتصال مشترکین). مشترک می تواند یک کامپیوتر (ایستگاه کاری)، سرور، پل، روتر، سوئیچ باشد. هاب دیگری نیز می تواند به پورت سطح پایین متصل شود.

هر پورت هاب را می توان روی یکی از دو حالت عملیاتی ممکن تنظیم کرد:

· حالت عادی شامل ارسال به مشترک متصل به پورت فقط بسته هایی است که شخصاً خطاب به او هستند.

· حالت مانیتور شامل ارسال به مشترک متصل به پورت تمام بسته هایی است که به هاب می رسند. این حالت به یکی از مشترکین اجازه می دهد تا عملکرد کل شبکه را به طور کلی کنترل کند (عملکرد نظارت را انجام دهد).

روش دسترسی به شبکه 100VG-AnyLAN برای شبکه های ستاره معمولی است.

هنگام استفاده از کابل جفت تابیده چهارگانه، هر یک از چهار کابل جفت تابیده با سرعت 30 مگابیت بر ثانیه ارسال می کند. سرعت کل انتقال 120 مگابیت بر ثانیه است. با این حال، اطلاعات مفید به دلیل استفاده از کد 5B/6B تنها با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه منتقل می شود. بنابراین، پهنای باند کابل باید حداقل 15 مگاهرتز باشد. کابل جفت پیچ خورده دسته 3 (پهنای باند 16 مگاهرتز) این نیاز را برآورده می کند.

بنابراین، شبکه 100VG-AnyLAN یک راه حل مقرون به صرفه برای افزایش سرعت انتقال تا 100 مگابیت در ثانیه ارائه می دهد. با این حال، به طور کامل با هیچ یک از شبکه های استاندارد سازگار نیست، بنابراین سرنوشت آینده آن مشکل ساز است. علاوه بر این، بر خلاف شبکه FDDI، هیچ پارامتر رکوردی ندارد. به احتمال زیاد، 100VG-AnyLAN، با وجود پشتیبانی شرکت های معتبر و سطح بالای استاندارد، تنها نمونه ای از راه حل های فنی جالب باقی خواهد ماند.

هنگامی که صحبت از رایج ترین شبکه اترنت سریع 100 مگابیت بر ثانیه می شود، 100VG-AnyLAN دو برابر طول کابل UTP رده 5 (تا 200 متر) و همچنین یک روش مدیریت ترافیک بدون بحث را ارائه می دهد.