Paikallisen nopean ethernet-verkon plussat ja miinukset. Ethernet- ja Fast Ethernet -laitteet. Token Ring LAN:n aktiivisen monitorin käsite ja toiminnot

Johdanto

Tämän raportin luomisen tarkoituksena oli lyhyt ja helposti lähestyttävä esitys tietokoneverkkojen toiminnan perusperiaatteista ja ominaisuuksista Fast Ethernetin esimerkkinä.

Verkko on joukko yhdistettyjä tietokoneita ja muita laitteita. Tietokoneverkkojen päätarkoitus on resurssien jakaminen ja vuorovaikutteisen viestinnän toteuttaminen sekä yrityksen sisällä että sen ulkopuolella. Resursseja ovat data, sovellukset ja oheislaitteet, kuten ulkoinen asema, tulostin, hiiri, modeemi tai ohjaussauva. Tietokoneiden välisen vuorovaikutteisen viestinnän käsite tarkoittaa reaaliaikaista viestien vaihtoa.

Tiedonsiirrolle tietokoneverkoissa on monia standardeja. Yksi sarjoista on Fast Ethernet -standardi.

Tästä materiaalista opit:

• · Nopeat Ethernet-tekniikat
• Kytkimet
• FTP-kaapeli
• Yhteystyypit
• Tietokoneverkkotopologiat

Työssäni esitän Fast Ethernet -standardiin perustuvan verkon toimintaperiaatteet.

Lähiverkon (LAN) kytkentä ja Fast Ethernet -teknologiat kehitettiin vastauksena tarpeeseen parantaa Ethernet-verkkojen tehokkuutta. Lisäämällä suorituskykyä nämä tekniikat voivat poistaa " kapeita paikkoja» verkossa ja tukea sovelluksia, jotka vaativat suuria tiedonsiirtonopeuksia. Näiden ratkaisujen vetovoima on siinä, että sinun ei tarvitse valita yhtä tai toista. Ne täydentävät toisiaan, joten verkon tehokkuutta voidaan usein parantaa käyttämällä molempia tekniikoita.

Kerätystä tiedosta on hyötyä sekä tietokoneverkkoopintoja aloittaville henkilöille että verkon ylläpitäjille.

1. Verkkokaavio

2. Fast Ethernet -tekniikka

tietokoneverkko nopea ethernet

Fast Ethernet on Ethernet-tekniikan kehityksen tulos. Fast Ethernet -laitteet toimivat 10 kertaa Ethernetin nopeudella, ja ne perustuvat samaan CSMA/CD-tekniikkaan (channel polling multiple access and collision detection) ja säilyttävät sen. 100 Mbps. Fast Ethernet tarjoaa riittävän kaistanleveyden sovelluksiin, kuten tietokoneavusteiseen suunnitteluun ja valmistukseen (CAD/CAM), grafiikkaan ja kuvankäsittelyyn sekä multimediaan. Fast Ethernet on yhteensopiva 10 Mbps Ethernetin kanssa, joten Fast Ethernet on helpompi integroida lähiverkkoon kytkimen kuin reitittimen avulla.

Vaihtaa

Kytkimien käyttö monet työryhmät voidaan yhdistää muodostamaan suuri LAN (katso kaavio 1). Halvat kytkimet toimivat paremmin kuin reitittimet ja tarjoavat paremman LAN-suorituskyvyn. Fast Ethernet -työryhmät, jotka koostuvat yhdestä tai kahdesta keskittimestä, voidaan yhdistää Fast Ethernet -kytkimen kautta käyttäjien määrän lisäämiseksi entisestään ja laajemman alueen kattamiseksi.

Harkitse esimerkkinä seuraavaa kytkintä:

Riisi. 1 D-Link-1228/ME

DES-1228/ME-kytkimet sisältävät ensiluokkaisia, konfiguroitavia Layer 2 Fast Ethernet -kytkimiä. Kehittyneillä toiminnallisuuksilla DES-1228/ME-laitteet ovat edullinen ratkaisu turvallisen ja tehokkaan verkon luomiseksi. Erottuvia ominaisuuksia Tämän kytkimen ominaisuuksia ovat suuri porttitiheys, 4 Gigabit Uplink -porttia, kaistanleveyden hallinnan asetukset pienissä portaissa ja parannettu verkonhallinta. Näiden kytkimien avulla voit optimoida verkkosi sekä toiminnallisuuden että kustannusominaisuuksien suhteen. DES-1228/ME-sarjan kytkimet ovat optimaalinen ratkaisu sekä toiminnallisuudeltaan että kustannusominaisuuksiltaan.

FTP-kaapeli

Kaapeli LAN-5EFTP-BL koostuu 4 parista yksiytimistä kuparijohtimia.

Johtimen halkaisija 24AWG.

Jokainen johdin on koteloitu HDPE-eristyksellä (High Density Polyethylene).

Kaksi erityisesti valitulla sävelkorkeudella kierrettyä johdinta muodostavat yhden kierretyn parin.

4 kierrettyä paria on kääritty polyeteenikalvoon ja yhdessä yksiytimisen kuparimaadoitusjohtimen kanssa on suljettu yhteiseen kalvosuojaan ja PVC-vaippaan.

Suoraan läpi

Se palvelee:

• 1. Liitä tietokone kytkimeen (keskittimeen, kytkin) kautta verkkokortti tietokone
• 2. Verkon oheislaitteiden - tulostimet, skannerit - kytkeminen kytkimeen (keskitin, kytkin)
• 3. UPLINK korkeampaan kytkimeen (keskitin, kytkin) - nykyaikaiset kytkimet voivat automaattisesti määrittää liittimen tulot vastaanottoa ja lähetystä varten

Crossover

Se palvelee:

• 1. Kahden tietokoneen suora liittäminen paikallisverkkoon ilman kytkentälaitteita (keskittimiä, kytkimiä, reitittimiä jne.).
• 2. nousevassa linkissä liitäntä ylemmän tason kytkimeen monimutkaisen rakenteen omaavassa paikallisverkossa, vanhemmille kytkimille (keskittimet, kytkimet) on erillinen liitin, joka on myös merkitty "UPLINK" tai X.

Tähtitopologia

Tähtiin- tietokoneverkon perustopologia, jossa kaikki verkon tietokoneet on kytketty keskussolmuun (yleensä kytkimeen), mikä muodostaa verkon fyysisen segmentin. Tällainen verkkosegmentti voi toimia joko erikseen tai osana monimutkaista verkkotopologiaa (yleensä "puu"). Kaikki tiedonvaihto tapahtuu yksinomaan keskustietokoneen kautta, joka on tällä tavoin erittäin suuren kuormituksen alaisena, joten se ei voi tehdä muuta kuin verkkoa. Pääsääntöisesti keskustietokone on tehokkain, ja siihen on määritetty kaikki vaihdon hallintatoiminnot. Periaatteessa ristiriidat tähtitopologialla varustetussa verkossa eivät ole mahdollisia, koska hallinta on täysin keskitetty.

Sovellus

Klassinen 10 Mbit Ethernet sopi useimmille käyttäjille noin 15 vuoden ajan. Kuitenkin 90-luvun alussa sen riittämättömyys alkoi tuntua läpijuoksu. Käytössä oleville tietokoneille Intelin prosessorit 80286 tai 80386 ISA (8 MB/s) tai EISA (32 MB/s) väylillä, Ethernet-segmentin kaistanleveys oli 1/8 tai 1/32 muisti-levykanavasta, ja tämä vastasi hyvin suhdetta paikallisesti käsitellyistä tietomääristä ja verkon kautta siirretyistä tiedoista. Tehokkaampiin asiakasasemiin PCI-väylä(133 MB/s), tämä osuus putosi 1/133:een, mikä ei selvästikään riittänyt. Tämän seurauksena monet 10 Mbps Ethernet-segmentit ylikuormittuivat, palvelinten reagointikyky heikkeni merkittävästi ja törmäysten määrä kasvoi merkittävästi, mikä heikensi edelleen käytettävää suorituskykyä.

On tarpeen kehittää "uusi" Ethernet, eli tekniikka, joka olisi yhtä kustannustehokas 100 Mbit/s suorituskyvyllä. Hakujen ja tutkimuksen tuloksena asiantuntijat jakautuivat kahteen leiriin, mikä johti lopulta kahden uuden teknologian syntymiseen - Fast Ethernet ja l00VG-AnyLAN. Ne eroavat jatkuvuuden asteelta klassisen Ethernetin kanssa.

Vuonna 1992 joukko verkkolaitteiden valmistajia, mukaan lukien Ethernet-teknologian johtajat, kuten SynOptics, 3Com ja useat muut, perustivat Fast Ethernet Alliancen, voittoa tavoittelemattoman yhdistyksen kehittääkseen standardin uudelle teknologialle, joka säilyttäisi Ethernetin ominaisuudet. tekniikkaa mahdollisimman laajasti.

Toista leiriä johtivat Hewlett-Packard ja AT&T, jotka tarjoutuivat hyödyntämään tilaisuutta puuttua joihinkin Ethernet-tekniikan tunnetuista puutteista. Jonkin ajan kuluttua näihin yrityksiin liittyi IBM, joka osallistui ehdottamalla yhteensopivuutta Token Ring -verkkojen kanssa uudessa tekniikassa.

Samaan aikaan IEEE-komitea 802 muodosti tutkimusryhmän tutkimaan uusien nopeiden teknologioiden teknisiä mahdollisuuksia. Vuoden 1992 lopun ja vuoden 1993 lopun välillä IEEE-tiimi tutki eri valmistajien tarjoamia 100 Mbitin ratkaisuja. Fast Ethernet Alliance -ehdotusten lisäksi ryhmä tarkasteli myös Hewlett-Packardin ja AT&T:n ehdottamaa nopeaa teknologiaa.

Keskustelu keskittyi satunnais-CSMA/CD-saantimenetelmän ylläpitämiseen. Fast Ethernet Alliance -ehdotus säilytti tämän menetelmän ja varmisti siten jatkuvuuden ja johdonmukaisuuden 10 Mbps ja 100 Mbps verkkojen välillä. HP-AT&T-koalitio, jolla oli huomattavasti harvempien verkkotoimittajien tuki kuin Fast Ethernet Alliance, ehdotti täysin uutta pääsytapaa nimeltä Kysynnän prioriteetti- ensisijainen pääsy pyynnöstä. Se muutti merkittävästi verkon solmujen käyttäytymistä, joten se ei mahtunut Ethernet-tekniikkaan ja 802.3-standardiin, ja sen standardoimiseksi perustettiin uusi IEEE 802.12 -komitea.

Syksyllä 1995 molemmista tekniikoista tuli IEEE-standardeja. IEEE 802.3 -komitea hyväksyi Fast Ethernet -spesifikaation 802.3-standardiksi, joka ei ole itsenäinen standardi, vaan on lisäys olemassa olevaan 802.3-standardiin lukujen 21-30 muodossa. 802.12-komitea hyväksyi l00VG-AnyLAN-tekniikan, joka käyttää uutta Demand Priority -käyttötapaa ja tukee kahta kehysmuotoa - Ethernet ja Token Ring.

v Fast Ethernet -tekniikan fyysinen kerros

Kaikki erot Fast Ethernet -tekniikan ja Ethernetin välillä keskittyvät fyysiseen kerrokseen (kuva 3.20). Fast Ethernetin MAC- ja LLC-kerrokset pysyvät täsmälleen samoina, ja ne on kuvattu 802.3- ja 802.2-standardien edellisissä luvuissa. Siksi, kun harkitsemme Fast Ethernet -tekniikkaa, tutkimme vain muutamia vaihtoehtoja sille. fyysinen taso.

Fast Ethernet -tekniikan fyysisen kerroksen monimutkaisempi rakenne johtuu siitä, että siinä käytetään kolmenlaisia ​​kaapelijärjestelmiä:

• · kuituoptinen monimuotokaapeli, käytetään kahta kuitua;
• · Luokan 5 kierretty pari, käytetään kahta paria;
• · Luokan 3 kierretty pari, käytetään neljää paria.

Koaksiaalikaapeli, joka toi maailmalle ensimmäisen Ethernet-verkon, ei sisältynyt uuden Fast Ethernet -tekniikan sallittujen tiedonsiirtovälineiden luetteloon. Tämä on yleinen trendi monissa uusissa teknologioissa, koska lyhyitä matkoja Luokan 5 kierretty pari mahdollistaa tiedonsiirron samalla nopeudella kuin koaksiaalikaapeli, mutta verkko on halvempi ja helpompi käyttää. Pitkillä etäisyyksillä optisella kuidulla on paljon suurempi kaistanleveys kuin koaksiaalisella, eikä verkon hinta ole paljon korkeampi, varsinkin kun otetaan huomioon suuren koaksiaalikaapelijärjestelmän korkeat vianetsintäkustannukset.

Erot Fast Ethernet -tekniikan ja Ethernet-tekniikan välillä

Koaksiaalikaapelista luopuminen on johtanut siihen, että Fast Ethernet -verkoissa on aina hierarkkinen puurakenne, joka on rakennettu keskittimiin, kuten l0Base-T/l0Base-F-verkoissa. Suurin ero Fast Ethernet -verkkokokoonpanojen välillä on verkon halkaisijan pieneneminen noin 200 metriin, mikä selittyy 10-kertaisella kehyksen vähimmäispituuden lähetysajan lyhenemisellä, mikä johtuu 10-kertaisesta siirtonopeuden kasvusta verrattuna 10 Mbit Ethernetiin. .

Tämä seikka ei kuitenkaan varsinaisesti estä suurten, Fast Ethernet -tekniikkaa käyttävien verkkojen rakentamista. Tosiasia on, että 90-luvun puoliväliä ei leimannut vain halpojen nopeiden teknologioiden laaja leviäminen, vaan myös nopea kehitys paikalliset verkot kytkimien perusteella. Kytkimiä käytettäessä Fast Ethernet -protokolla voi toimia full-duplex-tilassa, jossa verkon kokonaispituudelle ei ole rajoituksia, vaan rajoituksia vain naapurilaitteita yhdistävien fyysisten segmenttien pituudelle (sovitin - kytkin tai kytkin - vaihtaa). Siksi pitkän matkan paikallisverkon runkoverkkoja luotaessa Fast Ethernet -tekniikkaa käytetään myös aktiivisesti, mutta vain full-duplex-versiossa kytkimien yhteydessä.

Tässä osiossa käsitellään Fast Ethernet -tekniikan half-duplex-toimintaa, joka on täysin 802.3-standardissa kuvatun pääsytavan määritelmän mukainen.

Ethernetin fyysisiin toteutusvaihtoehtoihin (ja niitä on kuusi) verrattuna Fast Ethernetissä erot kunkin vaihtoehdon ja muiden välillä ovat syvemmät - sekä johtimien määrä että koodaustavat muuttuvat. Ja koska Fast Ethernetin fyysiset muunnelmat syntyivät samanaikaisesti, ei evoluutionaalisesti, kuten Ethernet-verkot, oli mahdollista määritellä yksityiskohtaisesti ne fyysisen kerroksen alikerrokset, jotka eivät muutu versiosta toiseen, ja ne alikerrokset, jotka ovat ominaisia. jokaista fyysisen ympäristön muunnelmaa.

Virallinen 802.3-standardi määritti kolme erilaista eritelmää Fast Ethernet -fyysiselle kerrokselle ja antoi niille seuraavat nimet:

Nopea Ethernet-fyysinen kerrosrakenne

• · 100Base-TX kaksipariselle kaapelille suojaamattomassa kierretyssä parissa UTP luokka 5 tai suojattu kierretty pari STP Type 1;
• · 100Base-T4 neljän parin UTP-luokan 3, 4 tai 5 UTP-kaapelille;
• · 100Base-FX monimuotokuitukaapelille, käytetään kahta kuitua.

Seuraavat väitteet ja ominaisuudet ovat totta kaikille kolmelle standardille.

• · Fast Ethernetee -teknologian kehysformaatit eroavat 10 Mbit Ethernet -teknologian kehysformaateista.
• · Interframe interval (IPG) on 0,96 µs ja bittiväli on 10 ns. Kaikki pääsyalgoritmin ajoitusparametrit (perääntymisväli, minimikehyspituuden lähetysaika jne.) bittiväleillä mitattuna pysyivät ennallaan, joten standardin MAC-tasoa koskeviin kohtiin ei tehty muutoksia.
• · Merkki välineen vapaasta tilasta on vastaavan redundantin koodin Idle-symbolin lähetys (eikä signaalien puuttuminen, kuten 10 Mbit/s Ethernet-standardeissa). Fyysinen kerros sisältää kolme elementtiä:
• o sovitusalikerros;
• o mediariippumaton käyttöliittymä (Media Independent Interface, Mil);
• o fyysisen kerroksen laite (PHY).

Neuvottelukerrosta tarvitaan, jotta AUI-rajapinnalle suunniteltu MAC-kerros voi toimia fyysisen kerroksen kanssa MP-rajapinnan kautta.

Fyysisen kerroksen laite (PHY) koostuu puolestaan ​​useista alikerroksista (katso kuva 3.20):

• · loogisen datan koodauksen alitaso, joka muuntaa MAC-tasolta tulevat tavut 4B/5B- tai 8B/6T-koodisymboleiksi (molempia koodeja käytetään Fast Ethernet -tekniikassa);
• · fyysiset yhteysalikerrokset ja fyysisestä mediasta riippuvaiset (PMD) -alikerrokset, jotka tuottavat signaalin fyysisen koodausmenetelmän mukaisesti, esimerkiksi NRZI tai MLT-3;
• · Autonegotiation-alikerros, jonka avulla kaksi kommunikoivaa porttia voivat valita automaattisesti tehokkaimman toimintatilan, esimerkiksi half-duplex tai full-duplex (tämä alikerros on valinnainen).

MP-liitäntä tukee mediasta riippumatonta tapaa vaihtaa tietoja MAC-alikerroksen ja PHY-alikerroksen välillä. Tämä liitäntä on tarkoitukseltaan samanlainen kuin klassisen Ethernetin AUI-liitäntä, paitsi että AUI-liitäntä sijaitsi fyysisen signaalin koodausalikerroksen (kaikissa kaapelivaihtoehdoissa käytettiin samaa fyysistä koodausmenetelmää - Manchester-koodi) ja fyysisen yhteyden alikerroksen väliin. medium, ja MP-liitäntä sijaitsee MAC-alikerroksen ja signaalin koodausalitason välissä, joita Fast Ethernet -standardissa on kolme - FX, TX ja T4.

MP-liittimessä, toisin kuin AUI-liittimessä, on 40 nastaa, MP-kaapelin maksimipituus on yksi metri. MP-liitännän kautta lähetettyjen signaalien amplitudi on 5 V.

Fyysinen kerros 100Base-FX - monimuotokuitu, kaksi kuitua

Tämä spesifikaatio määrittelee Fast Ethernet -protokollan toiminnan monimuotokuidun yli half-duplex- ja full-duplex-tiloissa hyvin todistetun FDDI-koodausjärjestelmän perusteella. Kuten FDDI-standardissa, jokainen solmu on kytketty verkkoon kahdella optisella kuidulla, jotka tulevat vastaanottimesta (R x) ja lähettimestä (T x).

l00Base-FX- ja l00Base-TX-määritysten välillä on monia yhtäläisyyksiä, joten näille kahdelle spesifikaatiolle yhteiset ominaisuudet annetaan yleisnimellä l00Base-FX/TX.

Vaikka 10 Mbps Ethernet käyttää Manchester-koodausta tietojen esittämiseen kaapelin kautta, Fast Ethernet -standardi määrittelee erilaisen koodausmenetelmän - 4V/5V. Tämä menetelmä on jo osoittanut tehokkuutensa FDDI-standardissa ja se on siirretty ilman muutoksia l00Base-FX/TX-spesifikaatioon. Tässä menetelmässä jokaista 4 bittiä MAC-alikerroksen dataa (kutsutaan symboleiksi) edustaa 5 bittiä. Redundanttibitti mahdollistaa potentiaalisten koodien soveltamisen esittämällä jokainen viidestä bitistä sähköisinä tai optisina pulsseina. Kiellettyjen symboliyhdistelmien olemassaolo mahdollistaa virheellisten symbolien hylkäämisen, mikä lisää l00Base-FX/TX-verkkojen vakautta.

Ethernet-kehyksen erottamiseksi Idle-merkeistä käytetään aloituserotinmerkkien yhdistelmää (4B/5B-koodin merkkipari J (11000) ja K (10001) ja kehyksen valmistumisen jälkeen T-merkkiä. merkki lisätään ennen ensimmäistä Idle-merkkiä.

Jatkuva 100Base-FX/TX-määritysten tiedonkulku

Kun 4-bittiset MAC-koodipalat on muutettu fyysisen kerroksen 5-bittisiksi paloiksi, ne on esitettävä optisina tai sähköisinä signaaleina verkkosolmut yhdistävässä kaapelissa. l00Base-FX- ja l00Base-TX-spesifikaatioissa käytetään tähän erilaisia ​​fyysisiä koodausmenetelmiä - NRZI ja MLT-3, vastaavasti (kuten FDDI-tekniikassa käytettäessä optista kuitua ja kierrettyä paria).

Fyysinen kerros 100Base-TX - kierretty pari DTP Cat 5 tai STP Type 1, kaksi paria

l00Base-TX-määritys käyttää UTP Category 5 -kaapelia tai STP Type 1 -kaapelia tiedonsiirtovälineenä. Suurin pituus kaapeli molemmissa tapauksissa - 100 m.

Tärkeimmät erot l00Base-FX-spesifikaatioon ovat MLT-3-menetelmän käyttö 4V/5V-koodin 5-bittisten osien signaalien lähettämiseen kierretyn parin kautta sekä automaattisen neuvottelutoiminnon olemassaolo portin valinnassa. toimintatila. Automaattinen neuvottelumalli mahdollistaa kahden fyysisesti yhdistetyn laitteen, jotka tukevat useita fyysisen kerroksen standardeja, jotka eroavat toisistaan ​​bittinopeuden ja kierrettyjen parien lukumäärän suhteen, valita edullisimman toimintatavan. Tyypillisesti automaattinen neuvottelu tapahtuu, kun liität verkkosovittimen, joka voi toimia nopeuksilla 10 ja 100 Mbit/s, keskittimeen tai kytkimeen.

Alla kuvattu automaattinen neuvottelumenettely on nykyään l00Base-T-teknologiastandardi. Aiemmin valmistajat käyttivät erilaisia ​​​​omistettuja järjestelmiä määrittääkseen automaattisesti yhteensopimattomien kommunikaatioporttien nopeuden. National Semiconductor ehdotti alun perin standardiksi hyväksyttyä automaattista neuvottelujärjestelmää nimellä NWay.

Tällä hetkellä on määritetty yhteensä 5 erilaista toimintatilaa, jotka voivat tukea l00Base-TX- tai 100Base-T4-laitteita kierretyillä pareilla;

• · l0Base-T - 2 paria luokkaa 3;
• l0Base-T full-duplex - 2 paria luokkaa 3;
• · l00Base-TX - 2 paria kategoriaa 5 (tai Type 1ASTP);
• · 100Base-T4 - 4 paria luokkaa 3;
• · 100Base-TX full-duplex - 2 paria kategoriaa 5 (tai Type 1A STP).

l0Base-T-moodilla on alhaisin prioriteetti neuvotteluprosessissa ja full-duplex 100Base-T4 -tilassa korkein. Neuvotteluprosessi tapahtuu, kun laite käynnistetään, ja laitteen ohjausmoduuli voi myös käynnistää sen milloin tahansa.

Automaattisen neuvotteluprosessin aloittanut laite lähettää kumppanilleen paketin erikoisimpulsseja Pikalinkin pulssipurske (FLP), joka sisältää 8-bittisen sanan, joka koodaa ehdotetun vuorovaikutustilan, alkaen solmun tukemasta korkeimmasta prioriteetista.

Jos vertaissolmu tukee automaattista neuvottelutoimintoa ja voi myös tukea ehdotettua tilaa, se vastaa FLP-pulssien purskeella, jossa se vahvistaa annetun tilan, ja tämä lopettaa neuvottelun. Jos kumppanisolmu voi tukea alemman prioriteetin tilaa, se ilmoittaa sen vastauksessa ja tämä tila valitaan toimivaksi. Siten valitaan aina korkeimman prioriteetin yhteinen solmutila.

Solmu, joka tukee vain l0Base-T-tekniikkaa, lähettää Manchesterin pulsseja 16 ms:n välein tarkistaakseen sen naapurisolmuun yhdistävän linjan eheyden. Tällainen solmu ei ymmärrä FLP-pyyntöä, jonka solmu, jossa on automaattinen neuvottelutoiminto, tekee sille, ja jatkaa pulssien lähettämistä. Solmu, joka vastaanottaa vain linjan eheyspulsseja vastauksena FLP-pyyntöön, ymmärtää, että sen kumppani voi toimia vain käyttämällä l0Base-T-standardia, ja asettaa tämän toimintatilan itselleen.

Fyysinen kerros 100Base-T4 - kierretty pari UTP Cat 3, neljä paria

100Base-T4-spesifikaatio on suunniteltu sallimaan nopean Ethernetin käyttää olemassa olevia luokan 3 kierrettyjä parijohdotuksia. Tämä määritys lisää kokonaissuorituskykyä kuljettamalla samanaikaisesti bittivirtoja kaikkien neljän kaapeliparin yli.

100Base-T4-spesifikaatio ilmestyi myöhemmin kuin muut Fast Ethernet -fyysisen kerroksen tekniset tiedot. Tämän tekniikan kehittäjät halusivat ensisijaisesti luoda fyysisiä määrityksiä, jotka ovat lähinnä l0Base-T:n ja l0Base-F:n vastaavia, jotka toimivat kahdella datalinjalla: kahdella parilla tai kahdella kuidulla. Kahden kierretyn parin työn toteuttamiseksi jouduin vaihtamaan laadukkaampaan kategorian 5 kaapeliin.

Samaan aikaan kilpailevan teknologian l00VG-AnyLAN kehittäjät luottivat alun perin työskentelyyn luokan 3 kierretyllä parikaapelilla; tärkein etu ei ollut niinkään hinta, vaan se, että se oli jo asennettu valtaosaan rakennuksista. Siksi l00Base-TX- ja l00Base-FX-spesifikaatioiden julkaisun jälkeen Fast Ethernet -tekniikan kehittäjät ottivat käyttöön oman versionsa fyysisestä kerroksesta kierretylle parikategorialle 3.

Tämä menetelmä käyttää 4V/5V-koodauksen sijaan 8V/6T-koodausta, jolla on kapeampi signaalispektri ja joka sopii 33 Mbit/s nopeudella luokan 3 kierretyn parikaapelin 16 MHz:n kaistalle (koodattaessa 4V/5V , signaalispektri ei sovi tälle kaistalle). Jokainen 8 bittiä MAC-tason informaatiota on koodattu 6 kolmiosaisella symbolilla, eli numeroilla, joilla on kolme tilaa. Jokaisen kolminumeroisen numeron kesto on 40 ns. Kuuden kolminumeroisen numeron ryhmä lähetetään sitten yhdelle kolmesta lähetyskierretystä parista itsenäisesti ja peräkkäin.

Neljättä paria käytetään aina kuunteluun kantoaallon taajuus törmäysten havaitsemista varten. Jokaisen kolmen lähetysparin tiedonsiirtonopeus on 33,3 Mbps, joten 100Base-T4-protokollan kokonaisnopeus on 100 Mbps. Samanaikaisesti käytetyn koodausmenetelmän ansiosta signaalin muutosnopeus kullakin parilla on vain 25 Mbaud, mikä mahdollistaa luokan 3 kierretyn parin käytön.

Kuvassa Kuva 3.23 esittää yhteyden 100Base-T4-verkkosovittimen MDI-portin ja keskittimen MDI-X-portin välillä (etuliite X tarkoittaa, että tässä liittimessä vastaanotin- ja lähetinliitännät vaihdetaan kaapelipareina verrattuna verkkosovittimeen liitin, joka helpottaa johtoparien liittämistä kaapeliin - ilman ristiä). Pari 1 -2 tarvitaan aina tiedon siirtämiseen MDI-portista MDI-X-porttiin, pari 3 -6 - vastaanottaa tietoja MDI-portin kautta MDI-X-portista ja parista 4 -5 Ja 7 -8 ovat kaksisuuntaisia ​​ja niitä käytetään sekä vastaanottoon että lähetykseen tarpeen mukaan.

Solmujen kytkentä 100Base-T4-spesifikaation mukaan

Nopea Ethernet

Fast Ethernet - IEEE 802.3 u -spesifikaatio, joka hyväksyttiin virallisesti 26. lokakuuta 1995, määrittelee linkkikerroksen protokollastandardin verkoille, jotka toimivat sekä kupari- että valokuitukaapeleilla nopeudella 100 Mb/s. Uusi spesifikaatio on IEEE 802.3 Ethernet -standardin seuraaja, ja se käyttää samaa kehysmuotoa, CSMA/CD-mediapääsymekanismia ja tähtitopologiaa. Kehitys on vaikuttanut useisiin fyysisen kerroksen kokoonpanoelementteihin, joiden kapasiteetti on lisääntynyt, mukaan lukien kaapelityypit, segmenttien pituudet ja keskittimien lukumäärä.

Nopea Ethernet-rakenne

Ymmärtääksesi paremmin Fast Ethernet -elementtien toimintaa ja vuorovaikutusta, siirrytään kuvaan 1.

Kuva 1. Fast Ethernet -järjestelmä

Loogisen linkin ohjaus (LLC) -alikerros

IEEE 802.3u -spesifikaatio jakaa linkkikerroksen toiminnot kahteen alikerrokseen: logical link control (LLC) ja media access layer (MAC), joita käsitellään alla. LLC, jonka toiminnot on määritelty IEEE 802.2 -standardissa, on itse asiassa yhdistetty korkeamman tason protokolliin (esimerkiksi IP tai IPX) ja tarjoaa erilaisia ​​viestintäpalveluita:

• Palvelu ilman yhteyden muodostusta ja vastaanottovahvistuksia. Yksinkertainen palvelu, joka ei tarjoa tietovirran ohjausta tai virheenhallintaa eikä takaa tietojen oikeaa toimitusta.
• Yhteyspohjainen palvelu. Täysin luotettava palvelu, joka takaa oikean tiedon toimituksen muodostamalla yhteyden vastaanottavaan järjestelmään ennen tiedonsiirron alkamista sekä käyttämällä virheenhallinta- ja tietovirran ohjausmekanismeja.
• Yhteydetön palvelu vastaanottovahvistuksella. Keskikokoinen palvelu, joka käyttää kuittausviestejä takaamaan toimitusvarmuuden, mutta ei muodosta yhteyttä ennen tietojen lähettämistä.

Lähettävässä järjestelmässä tiedot välitettiin protokollasta Verkkokerros, kapseloi ensin LLC-alikerros. Standardi kutsuu niitä Protocol Data Unit (PDU) -yksiköksi. Kun PDU välitetään alas MAC-alikerrokseen, jossa sitä taas ympäröi otsikko- ja post-informaatio, siitä lähtien sitä voidaan kutsua teknisesti kehykseksi. Ethernet-paketille tämä tarkoittaa, että 802.3-kehys sisältää kolmitavun LLC-otsikon verkkokerroksen tietojen lisäksi. Siten kunkin paketin suurin sallittu datapituus pienenee 1500 tavusta 1497 tavuun.

LLC-otsikko koostuu kolmesta kentästä:

Joissakin tapauksissa LLC-kehyksillä on vähäinen rooli verkon viestintäprosessissa. Esimerkiksi verkossa, joka käyttää TCP/IP-protokollaa yhdessä muiden protokollien kanssa, LLC:n ainoa tehtävä voi olla sallia 802.3-kehysten sisältää SNAP-otsikon, kuten Ethertypen, joka ilmaisee Network Layer -protokollan, johon kehys tulee lähettää. Tässä tapauksessa kaikki LLC PDU:t käyttävät numeroimatonta informaatiomuotoa. Muut korkean tason protokollat ​​vaativat kuitenkin edistyneempiä palveluita LLC:ltä. Esimerkiksi NetBIOS-istunnot ja useat NetWare-protokollat ​​käyttävät yhteyslähtöisiä LLC-palveluita laajemmin.

SNAP-otsikko

Vastaanottavan järjestelmän on määritettävä, minkä verkkokerroksen protokollan tulee vastaanottaa saapuvat tiedot. 802.3-paketit LLC PDU:issa käyttävät toista protokollaa Sub-VerkkoPääsyProtokolla (SNAP (Subnetwork Access Protocol).

SNAP-otsikko on 5 tavua pitkä ja sijaitsee välittömästi LLC-otsikon jälkeen 802.3-kehyksen tietokentässä, kuten kuvassa. Otsikko sisältää kaksi kenttää.

Organisaation koodi. Organisaation tai valmistajan tunnus on 3-tavuinen kenttä, joka saa saman arvon kuin lähettäjän MAC-osoitteen 3 ensimmäistä tavua 802.3-otsikossa.

Paikallinen koodi. Paikallinen koodi on 2-tavuinen kenttä, joka vastaa toiminnallisesti Ethernet II -otsikon Ethertype-kenttää.

Neuvottelun alikerros

Kuten aiemmin mainittiin, Fast Ethernet on kehittynyt standardi. AUI-liitännälle suunniteltu MAC on muunnettava Fast Ethernetissä käytettäväksi MII-rajapinnaksi, jota varten tämä alikerros on suunniteltu.

Media Access Control (MAC)

Jokaisella Fast Ethernet -verkon solmulla on mediapääsyn ohjain (MediaPääsyOhjain- MAC). MAC on avain Fast Ethernetissä ja sillä on kolme tarkoitusta:

Tärkein kolmesta MAC-tehtävästä on ensimmäinen. Kenelle tahansa verkkotekniikkaa, joka käyttää jaettua tietovälinettä, median pääsysäännöt, jotka määrittävät milloin solmu voi lähettää, ovat sen pääominaisuus. Useat IEEE-komiteat ovat mukana kehittämässä tietovälineen pääsyä koskevia sääntöjä. 802.3-komitea, jota usein kutsutaan Ethernet-komiteaksi, määrittelee LAN-standardit, jotka käyttävät ns. CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access törmäyksentunnistimella – monikäyttö, jossa on kantoaallontunnistus ja törmäysten havaitseminen).

CSMS/CD ovat median pääsysääntöjä sekä Ethernetille että Fast Ethernetille. Tällä alalla nämä kaksi tekniikkaa ovat täysin yhtenevät.

Koska kaikki Fast Ethernetin solmut jakavat saman median, ne voivat lähettää vain heidän vuoronsa. Tämä jono määräytyy CSMA/CD-sääntöjen mukaan.

CSMA/CD

Fast Ethernet MAC -ohjain kuuntelee kantoaaltoa ennen lähettämistä. Kantoaalto on olemassa vain, kun toinen solmu lähettää. PHY-kerros havaitsee kantoaallon läsnäolon ja luo viestin MAC:lle. Kantoaallon läsnäolo osoittaa, että väline on varattu ja kuuntelusolmun (tai solmujen) on annettava periksi lähettävälle.

MAC:n, jolla on lähetettävä kehys, on odotettava jonkin verran vähimmäisaikaa edellisen kehyksen päättymisen jälkeen ennen sen lähettämistä. Tämä aika on ns pakettien välinen aukko(IPG, interpacket gap) ja kestää 0,96 mikrosekuntia, eli kymmenesosan tavallisen Ethernet-paketin lähetysajasta nopeudella 10 Mbit/s (IPG on yksittäinen aikaväli, joka määritellään aina mikrosekunteina, ei bittiajassa ) Kuva 2.

Kuva 2. Pakettien välinen rako

Paketin 1 päätyttyä kaikkien LAN-solmujen on odotettava IPG-aikaa ennen kuin ne voivat lähettää. Pakettien 1 ja 2, 2 ja 3 välinen aikaväli kuvassa. 2 on IPG-aika. Paketin 3 lähettämisen jälkeen millään solmulla ei ole materiaalia käsiteltävänä, joten pakettien 3 ja 4 välinen aikaväli on pidempi kuin IPG.

Kaikkien verkkosolmujen on noudatettava näitä sääntöjä. Vaikka solmulla olisi useita kehyksiä lähetettävänä ja tämä solmu on ainoa, joka lähettää, sen on odotettava vähintään IPG-aika jokaisen paketin lähettämisen jälkeen.

Tämä on Fast Ethernet -mediakäyttösääntöjen CSMA-osa. Lyhyesti sanottuna monilla solmuilla on pääsy tietovälineeseen ja ne käyttävät kantoaaltoa valvoakseen sen käyttöastetta.

Varhaiset kokeelliset verkot käyttivät juuri näitä sääntöjä, ja tällaiset verkot toimivat erittäin hyvin. Pelkän CSMA:n käyttäminen aiheutti kuitenkin ongelman. Usein kaksi solmua, joilla oli lähetettävä paketti ja jotka odottivat IPG-aikaa, alkoivat lähettää samanaikaisesti, mikä johti tiedon korruptioon molemmilla puolilla. Tätä tilannetta kutsutaan törmäys(törmäys) tai konflikti.

Tämän esteen voittamiseksi varhaisissa protokollissa käytettiin melko yksinkertaista mekanismia. Paketit jaettiin kahteen luokkaan: komennot ja reaktiot. Jokainen solmun lähettämä komento vaati vastauksen. Jos vastausta ei saatu jonkin aikaa (kutsutaan aikakatkaisujaksoksi) komennon lähettämisen jälkeen, alkuperäinen komento annettiin uudelleen. Tämä voi tapahtua useita kertoja (aikakatkaisujen enimmäismäärä) ennen kuin lähettävä solmu tallensi virheen.

Tämä järjestelmä voisi toimia täydellisesti, mutta vain tiettyyn pisteeseen asti. Ristiriitojen esiintyminen johti suorituskyvyn jyrkkään laskuun (mitataan yleensä tavuina sekunnissa), koska solmut olivat usein toimettomina odottamassa vastauksia komentoihin, jotka eivät koskaan saavuttaneet määränpäähänsä. Verkon ruuhkautuminen ja solmujen määrän kasvu liittyvät suoraan ristiriitojen määrän lisääntymiseen ja sitä kautta verkon suorituskyvyn heikkenemiseen.

Varhaiset verkon suunnittelijat löysivät nopeasti ratkaisun tähän ongelmaan: jokaisen solmun on määritettävä, onko lähetetty paketti kadonnut havaitsemalla törmäys (sen sijaan, että odotettaisiin vastausta, jota ei koskaan tule). Tämä tarkoittaa, että törmäyksen vuoksi kadonneet paketit on lähetettävä välittömästi uudelleen ennen aikakatkaisun umpeutumista. Jos solmu lähetti paketin viimeisen bitin aiheuttamatta törmäystä, paketin lähetys onnistui.

Kantoaallontunnistusmenetelmä voidaan yhdistää hyvin törmäyksentunnistustoimintoon. Törmäyksiä esiintyy edelleen, mutta tämä ei vaikuta verkon suorituskykyyn, koska solmut pääsevät niistä nopeasti eroon. DIX-ryhmä, joka oli kehittänyt pääsysäännöt CSMA/CD-tietovälineelle Ethernetille, formalisoi ne yksinkertaisen algoritmin muodossa - kuva 3.

Kuva 3. CSMA/CD-toimintaalgoritmi

Fyysisen kerroksen laite (PHY)

Koska Fast Ethernet voi käyttää erilaisia ​​kaapelityyppejä, jokainen media vaatii ainutlaatuisen signaalin esikäsittelyn. Muunnoksia tarvitaan myös tehokkaaseen tiedonsiirtoon: jotta lähetettävä koodi saadaan kestämään häiriöitä, mahdollisia häviöitä tai sen yksittäisten elementtien (baud) vääristymiä, jotta varmistetaan lähetys- tai vastaanottopuolen kellogeneraattoreiden tehokas synkronointi.

Koodausalikerros (PCS)

Koodaa/dekoodaa MAC-kerrokselta tulevaa dataa käyttämällä algoritmeja tai .

Fyysisen yhteyden alatasot ja riippuvuus fyysisestä ympäristöstä (PMA ja PMD)

PMA- ja PMD-alikerrokset kommunikoivat PSC-alikerroksen ja MDI-liitännän välillä tarjoamalla generoinnin fyysisen koodausmenetelmän mukaisesti: tai.

Automaattinen neuvottelu alikerros (AUTONEG)

Auto-negotiation-alikerroksen avulla kaksi kommunikoivaa porttia voivat valita automaattisesti tehokkaimman toimintatilan: full-duplex tai half-duplex 10 tai 100 Mb/s. Fyysinen kerros

Fast Ethernet -standardi määrittelee kolme tyyppiä 100 Mbps Ethernet-signalointimediaa.

• 100Base-TX - kaksi kierrettyä johtoparia. Lähetys tapahtuu ANSI:n (American National Standards Institute - American National Standards Institute) kehittämän tiedonsiirron standardin mukaisesti kierretyssä fyysisessä välineessä. Kierretty datakaapeli voi olla suojattu tai suojaamaton. Käyttää 4V/5V datan koodausalgoritmia ja MLT-3 fyysistä koodausmenetelmää.
• 100Base-FX - kaksisydäminen kuituoptista kaapelia. Lähetys tapahtuu myös ANSI:n kehittämän Fiber Optic Communications Standardin mukaisesti. Käyttää 4V/5V datan koodausalgoritmia ja NRZI fyysistä koodausmenetelmää.

100Base-TX- ja 100Base-FX-määritykset tunnetaan myös nimellä 100Base-X

• 100Base-T4 on IEEE 802.3u -komitean kehittämä spesifikaatio. Tämän määrityksen mukaan tiedonsiirto tapahtuu neljällä kierretyllä puhelinkaapelilla, jota kutsutaan UTP-luokan 3 kaapeliksi. Se käyttää 8V/6T-datakoodausalgoritmia ja NRZI-fyysistä koodausmenetelmää.

Lisäksi Fast Ethernet -standardi sisältää suosituksia luokan 1 suojatun kierretyn parikaapelin käytöstä, joka on perinteisesti Token Ring -verkoissa käytetty standardikaapeli. Tuki ja opastus STP-kaapeloinnin käyttöön Fast Ethernet -verkossa tarjoaa polun Fast Ethernetiin asiakkaille, joilla on STP-kaapelointi.

Fast Ethernet -spesifikaatio sisältää myös automaattisen neuvottelumekanismin, jonka avulla isäntäportti voi määrittää itsensä automaattisesti 10 tai 100 Mbit/s tiedonsiirtonopeudeksi. Tämä mekanismi perustuu pakettien vaihtamiseen keskittimen tai kytkinportin kanssa.

100Base-TX-ympäristö

100Base-TX-lähetysväline käyttää kahta kierrettyä paria, joista toista käytetään tiedon lähettämiseen ja toista sen vastaanottamiseen. Koska ANSI TP - PMD -spesifikaatio sisältää sekä suojattuja että suojaamattomia kierrettyjä parikaapeleita, 100Base-TX-spesifikaatio sisältää tuen sekä suojaamattomille että suojatuille kierretyille parikaapeleille, tyypit 1 ja 7.

MDI (Medium Dependent Interface) -liitin

100Base-TX-linkkiliitäntä voi ympäristöstä riippuen olla toinen kahdesta tyypistä. Suojaamattomassa kierretyssä parikaapelissa MDI-liittimen on oltava kahdeksannapainen RJ 45 Category 5 -liitin. Tätä liitintä käytetään myös 10Base-T-verkoissa, mikä tarjoaa taaksepäin yhteensopivuuden olemassa olevien luokan 5 kaapeleiden kanssa. Suojatuissa kierretyissä parikaapeleissa MDI-liitin täytyy olla Käytä IBM Type 1 STP -liitintä, joka on suojattu DB9-liitin. Tätä liitintä käytetään yleensä Token Ring -verkoissa.

Luokan 5(e) UTP-kaapeli

UTP 100Base-TX -medialiitäntä käyttää kahta johtoparia. Ylikuulumisen ja mahdollisen signaalin vääristymisen minimoimiseksi jäljellä olevia neljää johtoa ei tule käyttää signaalien kuljettamiseen. Kunkin parin lähetys- ja vastaanottosignaalit ovat polarisoituja, jolloin yksi johto lähettää positiivisen (+) signaalin ja toinen johto negatiivisen (-) signaalin. Kaapelijohtojen värikoodit ja 100Base-TX-verkon liitinten nastanumerot on esitetty taulukossa. 1. Vaikka 100Base-TX PHY -kerros kehitettiin ANSI TP-PMD -standardin käyttöönoton jälkeen, RJ 45 -liittimen nastanumerot muutettiin vastaamaan 10Base-T-standardissa jo käytettyä johdotusta. ANSI TP-PMD -standardi käyttää tiedon vastaanottamiseen nastoja 7 ja 9, kun taas standardit 100Base-TX ja 10Base-T käyttävät tähän tarkoitukseen nastat 3 ja 6. Tämä asettelu mahdollistaa 100Base-TX-sovittimien käytön 10 Base-sovittimen sijaan - T ja liitä ne samoihin luokan 5 kaapeleihin vaihtamatta johtoja. RJ 45 -liittimessä käytetyt johdinparit on kytketty nastoihin 1, 2 ja 3, 6. Jotta johdot kytketään oikein, sinun tulee noudattaa niiden värimerkintöjä.

Taulukko 1. Liittimen nastojen määrityksetMDIkaapeliUTP100Base-TX

Solmut kommunikoivat keskenään kehyksiä vaihtamalla. Fast Ethernetissä kehys on verkon yli tapahtuvan viestinnän perusyksikkö - kaikki solmujen välillä siirretyt tiedot sijoitetaan yhden tai useamman kehyksen tietokenttään. Kehysten välittäminen solmusta toiseen on mahdollista vain, jos on tapa yksilöidä kaikki verkkosolmut. Siksi jokaisella lähiverkon solmulla on osoite, jota kutsutaan sen MAC-osoitteeksi. Tämä osoite on ainutlaatuinen: kahdella paikallisverkon solmulla ei voi olla samaa MAC-osoitetta. Lisäksi missään LAN-tekniikassa (ARCNetiä lukuun ottamatta) kahdella solmulla maailmassa ei voi olla samaa MAC-osoitetta. Jokainen kehys sisältää vähintään kolme päätietoa: vastaanottajan osoite, lähettäjän osoite ja tiedot. Joissakin kehyksissä on muita kenttiä, mutta vain kolme lueteltua ovat pakollisia. Kuvassa 4 on esitetty Fast Ethernet -kehysrakenne.

Kuva 4. RunkorakenneNopeastiEthernet

• vastaanottajan osoite- tiedot vastaanottavan solmun osoite ilmoitetaan;
• lähettäjän osoite- ilmoitetaan datan lähettäneen solmun osoite;
• pituus/tyyppi(L/T - pituus/tyyppi) - sisältää tiedot lähetetyn tiedon tyypistä;
• tarkistussumma kehys(PCS - Frame Check Sequence) - suunniteltu tarkistamaan vastaanottavan solmun vastaanottaman kehyksen oikeellisuus.

Kehyksen vähimmäiskoko on 64 oktettia tai 512 bittiä (termit oktetti Ja tavu - synonyymit). Suurin kehyksen koko on 1518 oktettia tai 12144 bittiä.

Kehysosoitus

Jokaisella Fast Ethernet -verkon solmulla on yksilöllinen numero, jota kutsutaan MAC-osoitteeksi tai isäntäosoitteeksi. Tämä numero koostuu 48 bitistä (6 tavua), se määritetään verkkoliittymälle laitteen valmistuksen aikana ja ohjelmoidaan alustusprosessin aikana. Siksi kaikkien lähiverkkojen verkkoliitännöillä, lukuun ottamatta ARCNetiä, joka käyttää verkonvalvojan määrittämiä 8-bittisiä osoitteita, on sisäänrakennettu yksilöllinen MAC-osoite, joka eroaa kaikista muista maan päällä olevista MAC-osoitteista ja jonka valmistaja on määrittänyt sopimus IEEE:n kanssa.

Verkkoliitäntöjen hallintaprosessin helpottamiseksi IEEE on ehdottanut 48-bittisen osoitekentän jakamista neljään osaan, kuten kuvassa 5. Osoitteen kaksi ensimmäistä bittiä (bitit 0 ja 1) ovat osoitetyyppilippuja. Lippujen arvo määrittää, kuinka osoiteosa (bitit 2 - 47) tulkitaan.

Kuva 5. MAC-osoitteen muoto

I/G-bittiä kutsutaan yksilön/ryhmän osoite -valintaruutu ja näyttää minkä tyyppinen osoite (yksilö tai ryhmä) on kyseessä. Unicast-osoite on määritetty vain yhdelle verkon rajapinnalle (tai solmulle). Osoitteet, joiden I/G-bitti on asetettu arvoon 0, ovat MAC-osoitteet tai solmuosoitteet. Jos I/O-bitiksi on asetettu 1, osoite kuuluu ryhmään ja sitä kutsutaan yleensä monipisteosoite(monilähetysosoite) tai toimiva osoite(toiminnallinen osoite). Ryhmäosoite voidaan määrittää yhdelle tai useammalle LAN-verkkoliitännälle. Monilähetysosoitteeseen lähetetyt kehykset vastaanottavat tai kopioivat kaikki LAN-verkkoliitännät, joissa se on. Multicast-osoitteet mahdollistavat kehyksen lähettämisen paikallisverkon solmujen osajoukolle. Jos I/O-bitti on asetettu arvoon 1, bittejä 46 - 0 käsitellään ryhmälähetysosoitteena eikä tavallisen osoitteen U/L-, OUI- ja OUA-kenttinä. U/L-bittiä kutsutaan yleinen/paikallinen ohjauslippu ja määrittää, kuinka osoite osoitettiin verkkoliitännälle. Jos sekä I/O- että U/L-bitit on asetettu arvoon 0, osoite on aiemmin kuvattu yksilöllinen 48-bittinen tunniste.

OUI (organisaation kannalta yksilöllinen tunniste - organisaation yksilöllinen tunniste). IEEE määrittää yhden tai useamman OUI:n kullekin verkkosovittimen ja liitännän valmistajalle. Jokainen valmistaja on vastuussa OUA:n oikeasta määrittämisestä (organisaation kannalta ainutlaatuinen osoite - organisaation ainutlaatuinen osoite), joka jokaisella hänen luomallaan laitteella täytyy olla.

Kun U/L-bitti on asetettu, osoitetta ohjataan paikallisesti. Tämä tarkoittaa, että verkkoliitännän valmistaja ei ole määrittänyt sitä. Mikä tahansa organisaatio voi luoda oman MAC-osoitteensa verkkorajapinnalle asettamalla U/L-bitin arvoksi 1 ja biteille 2–47 joksikin valituksi arvoksi. Verkkoliitäntä Vastaanotettuaan kehyksen dekoodaa ensin vastaanottajan osoitteen. Kun osoitteen I/O-bitti on asetettu, MAC-kerros vastaanottaa kehyksen vain, jos kohdeosoite on isännän ylläpitämässä luettelossa. Tämän tekniikan avulla yksi solmu voi lähettää kehyksen useille solmuille.

Siellä on erityinen monipisteosoite lähetysosoite. 48-bittisessä IEEE-lähetysosoitteessa kaikki bitit on asetettu arvoon 1. Jos kehys lähetetään kohdelähetysosoitteella, kaikki verkon solmut vastaanottavat ja käsittelevät sen.

Kentän pituus/tyyppi

L/P (Length/Type) -kenttää käytetään kahteen eri tarkoitukseen:

• kehyksen datakentän pituuden määrittämiseksi, pois lukien välilyönnit;
• ilmaisemaan tietokentän tietotyypin.

L/T-kentän arvo, joka on välillä 0 - 1500, on kehysdatakentän pituus; suurempi arvo ilmaisee protokollatyypin.

Yleisesti ottaen L/T-kenttä on IEEE:n Ethernet-standardoinnin historiallinen jäännös, joka aiheutti useita ongelmia ennen vuotta 1983 julkaistujen laitteiden yhteensopivuuden kanssa. Nyt Ethernet ja Fast Ethernet eivät koskaan käytä L/T-kenttiä. Määritetty kenttä toimii vain koordinoinnissa kehyksiä käsittelevän ohjelmiston kanssa (eli protokollien kanssa). Mutta ainoa todella vakiokäyttö L/T-kenttään on pituuskenttä - 802.3-spesifikaatiossa ei edes mainita sen mahdollista käyttöä tietotyyppikenttänä. Standardissa todetaan: "Kehykset, joiden pituuskentän arvo on suurempi kuin lausekkeessa 4.4.2 määritetty, voidaan jättää huomiotta, hylätä tai käyttää yksityisesti. Näiden kehysten käyttö ei kuulu tämän standardin soveltamisalaan."

Yhteenvetona sanotuista toteamme, että L/T-kenttä on ensisijainen mekanismi, jolla kehystyyppi. Fast Ethernet- ja Ethernet-kehykset, joissa pituus määritetään L/T-kentän arvolla (L/T-arvo 802.3, kehykset, joissa tietotyyppi on asetettu saman kentän arvolla (L/T-arvo > 1500) kutsutaan kehyksiksi Ethernet- II tai DIX.

Tietokenttä

Tietokentässä sisältää tietoja, jotka yksi solmu lähettää toiselle. Toisin kuin muut kentät, jotka tallentavat erittäin tarkkoja tietoja, tietokenttä voi sisältää melkein mitä tahansa tietoa, kunhan sen koko on vähintään 46 ja enintään 1500 tavua. Protokollat ​​määrittävät, kuinka tietokentän sisältö muotoillaan ja tulkitaan.

Jos on tarpeen lähettää alle 46 tavun pituista dataa, LLC-kerros lisää tavuja, joiden arvo on tuntematon, ns. merkityksettömiä tietoja(tyynyn tiedot). Tämän seurauksena kentän pituudesta tulee 46 tavua.

Jos kehys on tyyppiä 802.3, L/T-kenttä osoittaa kelvollisen datan määrän. Jos esimerkiksi lähetetään 12-tavuinen viesti, L/T-kenttä tallentaa arvon 12 ja tietokenttä sisältää 34 muuta ei-merkittävää tavua. Ei-merkittävien tavujen lisääminen käynnistää Fast Ethernet LLC -kerroksen, ja se toteutetaan yleensä laitteistossa.

MAC-tason palvelut eivät aseta L/T-kentän sisältöä - tämä määrittää ohjelmisto. Tämän kentän arvon asettamisen tekee lähes aina verkkoliitäntäohjain.

Kehyksen tarkistussumma

Kehyksen tarkistussumman (PCS - Frame Check Sequence) avulla voit varmistaa, että vastaanotetut kehykset eivät ole vaurioituneet. Kun muodostetaan lähetetty kehys MAC-tasolla, käytetään erityistä matemaattista kaavaa CRC(Cyclic Redundancy Check) on suunniteltu laskemaan 32-bittinen arvo. Tuloksena oleva arvo sijoitetaan kehyksen FCS-kenttään. CRC:n laskevan MAC-kerroksen elementin syöte on kehyksen kaikkien tavujen arvot. FCS-kenttä on Fast Ethernetin ensisijainen ja tärkein virheiden havaitsemis- ja korjausmekanismi. Alkaen vastaanottajan osoitteen ensimmäisestä tavusta ja päättyen tietokentän viimeiseen tavuun.

DSAP- ja SSAP-kenttien arvot

DSAP/SSAP-arvot			Kuvaus
			Indiv LLC Sublayer Mgt
			Group LLC Sublayer Mgt
			SNA-polun ohjaus
			Varattu (DOD IP)
			ISO CLNS IS 8473
			8B6T-koodausalgoritmi muuntaa kahdeksan bitin dataoktetin (8B) kuusibittiseksi kolmimerkiksi (6T). 6T-koodiryhmät on suunniteltu siirrettäväksi rinnakkain kolmen kierretyn kaapeliparin yli, joten kunkin kierretyn parin tehollinen tiedonsiirtonopeus on kolmasosa 100 Mbps:stä eli 33,33 Mbps. Kolmiosainen symbolinopeus kussakin kierretyssä parissa on 6/8 33,3 Mbps:stä, mikä vastaa 25 MHz:n kellotaajuutta. Tämä on taajuus, jolla MP-liitännän ajastin toimii. Toisin kuin binäärisignaaleilla, joilla on kaksi tasoa, kussakin parissa lähetetyillä kolmisignaaleilla voi olla kolme tasoa. Merkkien koodaustaulukko Lineaarinen koodi Symboli MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (monitasoinen lähetys) - on hieman samanlainen kuin NRZ-koodi, mutta toisin kuin jälkimmäinen, siinä on kolme signaalitasoa. Yksi vastaa siirtymää signaalitasolta toiselle, ja signaalitason muutos tapahtuu peräkkäin ottaen huomioon edellinen siirtymä. Lähetettäessä "nolla" signaali ei muutu. Tämä koodi, kuten NRZ, vaatii esikoodauksen. Materiaalista koottu: Laem Queen, Richard Russell "Fast Ethernet"; K. Zakler "Tietokoneverkot"; V.G. ja N.A. Olifer "Tietokoneverkot";

Fast Ethernet - IEEE 802.3u -spesifikaatio, joka hyväksyttiin virallisesti 26. lokakuuta 1995, määrittelee linkkikerroksen protokollastandardin verkoille, jotka toimivat sekä kupari- että kuituoptisilla kaapeleilla nopeudella 100 Mb/s. Uusi spesifikaatio on IEEE 802.3 Ethernet -standardin seuraaja, ja se käyttää samaa kehysmuotoa, CSMA/CD-mediapääsymekanismia ja tähtitopologiaa. Kehitys on vaikuttanut useisiin fyysisen kerroksen kokoonpanoelementteihin, joiden kapasiteetti on lisääntynyt, mukaan lukien kaapelityypit, segmenttien pituudet ja keskittimien lukumäärä.

Fyysinen kerros

Fast Ethernet -standardi määrittelee kolme tyyppiä 100 Mbps Ethernet-signalointimediaa.

· 100Base-TX - kaksi kierrettyä johtoparia. Lähetys tapahtuu ANSI:n (American National Standards Institute - American National Standards Institute) kehittämän tiedonsiirron standardin mukaisesti kierretyssä fyysisessä välineessä. Kierretty datakaapeli voi olla suojattu tai suojaamaton. Käyttää 4V/5V datan koodausalgoritmia ja MLT-3 fyysistä koodausmenetelmää.

· 100Base-FX - kaksiydintä, valokuitukaapeli. Lähetys tapahtuu myös ANSI:n kehittämän Fiber Optic Communications Standardin mukaisesti. Käyttää 4V/5V datan koodausalgoritmia ja NRZI fyysistä koodausmenetelmää.

· 100Base-T4 on IEEE 802.3u -komitean kehittämä spesifikaatio. Tämän määrityksen mukaan tiedonsiirto tapahtuu neljällä kierretyllä puhelinkaapelilla, jota kutsutaan UTP-luokan 3 kaapeliksi. Se käyttää 8V/6T-datakoodausalgoritmia ja NRZI-fyysistä koodausmenetelmää.

Monimuotoinen kaapeli

Kuiduissa optinen kaapeli Tämä tyyppi käyttää kuitua, jonka ytimen halkaisija on 50 tai 62,5 mikrometriä ja ulkokuoren paksuus 125 mikrometriä. Tätä kaapelia kutsutaan monimuotooptiseksi kaapeliksi, jossa on 50/125 (62,5/125) mikrometrin kuituja. Valosignaalin lähettämiseen monimuotokaapelin kautta käytetään LED-lähetin-vastaanotinta, jonka aallonpituus on 850 (820) nanometriä. Jos monimuotokaapeli yhdistää kaksi full-duplex-kytkinporttia, se voi olla jopa 2000 metriä pitkä.

Yksimuotoinen kaapeli

Yksimuotoisen kuitukaapelin sydämen halkaisija on 10 mikrometriä pienempi kuin monimuotokuitukaapelin, ja yksimuotokaapelin yli siirtoon käytetään laserlähetin-vastaanotinta, joka yhdessä varmistaa tehokkaan siirron pitkiä matkoja. Lähetetyn valosignaalin aallonpituus on lähellä ytimen halkaisijaa, joka on 1300 nanometriä. Tätä lukua kutsutaan nolladispersion aallonpituudeksi. Yksimuotoisessa kaapelissa dispersio ja signaalihäviö ovat hyvin pieniä, mikä mahdollistaa valosignaalien siirtämisen pidemmälle kuin monimuotokuidun tapauksessa.

38. Gigabit Ethernet -tekniikka, yleiset ominaisuudet, fyysisen ympäristön määrittely, peruskäsitteet.
3.7.1. Yleiset luonteenpiirteet standardi

Melko pian Fast Ethernet -tuotteiden markkinoille tulon jälkeen verkkointegraattorit ja ylläpitäjät tunsivat tiettyjä rajoituksia yritysverkkojen rakentamisessa. Monissa tapauksissa 100 Mbit:n kanavan kautta yhdistetyt palvelimet ylikuormittivat verkkorunkoja, jotka toimivat myös 100 Mbit/s nopeudella - FDDI- ja Fast Ethernet -runkoverkot. Tarvittiin nopeushierarkian seuraava taso. Vuonna 1995 vain ATM-kytkimet pystyivät tarjoamaan korkeamman nopeuden, ja koska tuolloin ei ollut käteviä tapoja siirtää tätä tekniikkaa paikallisiin verkkoihin (vaikka LAN Emulation - LANE -spesifikaatio otettiin käyttöön vuoden 1995 alussa, sen käytännön toteutus oli edessäpäin ) ottaa ne käyttöön Lähes kukaan ei uskaltanut luoda paikallista verkkoa. Lisäksi pankkiautomaattitekniikka oli erittäin kallista.

Siksi IEEE:n seuraava looginen askel oli, että 5 kuukautta Fast Ethernet -standardin lopullisen hyväksymisen jälkeen kesäkuussa 1995 IEEE High Speed ​​​​Technology Research Group -ryhmä määrättiin harkitsemaan mahdollisuutta kehittää Ethernet-standardi, jossa on vielä korkeampi laatu. bittinopeus.

Kesällä 1996 ilmoitettiin 802.3z-ryhmän perustamisesta Ethernetin kanssa mahdollisimman samanlaisen protokollan kehittämiseksi, mutta bittinopeudella 1000 Mbps. Fast Ethernetin tapaan Ethernetin kannattajat ottivat viestin suurella innolla vastaan.

Suurin syy innostukseen oli mahdollisuus verkkorunkojen saman sujuvasta siirrosta Gigabit Ethernetiin, aivan kuten ylikuormitetut Ethernet-segmentit, jotka sijaitsevat verkkohierarkian alemmilla tasoilla, siirrettiin Fast Ethernetiin. Lisäksi kokemus tiedonsiirrosta gigabitin nopeuksilla oli jo olemassa, sekä alueellisissa verkoissa (SDH-tekniikka) että paikallisissa verkoissa - Fibre Channel -tekniikka, jota käytetään pääasiassa nopeiden oheislaitteiden liittämiseen suuriin tietokoneisiin ja siirtää dataa kuituoptiikan kautta. kaapeli läheltä gigabittiä 8V/10V redundantin koodin kautta.

Standardin ensimmäinen versio tarkistettiin tammikuussa 1997, ja 802.3z-standardi lopulta hyväksyttiin 29. kesäkuuta 1998 IEEE 802.3 -komitean kokouksessa. Työ Gigabit Ethernetin toteuttamiseksi luokan 5 kierretyissä parikaapeleissa siirrettiin erityiselle 802.3ab-komitealle, joka on jo käsitellyt useita tämän standardin luonnosvaihtoehtoja, ja heinäkuusta 1998 lähtien projekti on muuttunut melko vakaaksi. 802.3ab-standardin lopullinen käyttöönotto odotetaan syyskuussa 1999.

Odotamatta standardin käyttöönottoa, jotkut yritykset julkaisivat ensimmäisen Gigabit Ethernet -laitteen kuituoptisella kaapelilla kesään 1997 mennessä.

Gigabit Ethernet -standardin kehittäjien pääideana on säilyttää mahdollisimman paljon klassisen Ethernet-tekniikan ideoita ja saavuttaa bittinopeus 1000 Mbit/s.

Koska uutta teknologiaa kehitettäessä on luonnollista odottaa teknisiä innovaatioita, jotka seuraavat yleistä verkkoteknologian kehitystrendiä, on tärkeää huomata, että Gigabit Ethernet on hitaampien vastineidensa tavoin protokollatasolla. ei tuki:

• palvelun laatu;
• ylimääräiset liitännät;
• solmujen ja laitteiden suorituskyvyn testaus (jälkimmäisessä tapauksessa, lukuun ottamatta porttien välisen tiedonsiirron testaamista, kuten tehdään Ethernet 10Base-T:lle ja 10Base-F:lle ja Fast Ethernetille).

Kaikkia näitä kolmea kiinteistöä pidetään erittäin lupaavina ja hyödyllisinä nykyaikaisissa verkoissa ja erityisesti lähitulevaisuuden verkoissa. Miksi Gigabit Ethernetin kirjoittajat hylkäävät ne?

Gigabit Ethernet -teknologian kehittäjien perusideana on, että on ja tulee olemaan monia verkkoja, joissa runkoverkon suuri nopeus ja kyky priorisoida paketteja kytkimissä ovat varsin riittävät varmistamaan kuljetuspalvelun laadun. kaikille verkon asiakkaille. Ja vain niissä harvoissa tapauksissa, joissa moottoritie on melko ruuhkainen ja palvelun laatuvaatimukset ovat erittäin tiukat, on käytettävä ATM-tekniikkaa, joka korkean teknisen monimutkaisuuden vuoksi todella takaa palvelun laadun kaikille tärkeimmille autotyypeille. liikennettä.

39. Verkkoteknologioissa käytetty rakennekaapelointijärjestelmä.
Strukturoitu kaapelointijärjestelmä (SCS) on joukko kytkentäelementtejä (kaapeleita, liittimiä, liittimiä, ristiinkytkentäpaneeleja ja -kaappeja) sekä niiden yhteiskäyttötekniikkaa, jonka avulla voidaan luoda säännöllisiä, helposti laajennettavia kytkentärakenteita Tietokoneverkot.

Strukturoitu kaapelointijärjestelmä on eräänlainen "rakentaja", jonka avulla verkon suunnittelija rakentaa tarvitsemansa konfiguraation vakioliittimillä yhdistetyistä vakiokaapeleista ja päälle kytketyistä tavanomaisista ristikytkentäpaneeleista. Tarvittaessa yhteyskokoonpanoa voidaan helposti muuttaa - lisätä tietokone, segmentoida, vaihtaa, poistaa tarpeettomat laitteet ja myös vaihtaa yhteyksiä tietokoneiden ja keskittimien välillä.

Strukturoitua kaapelointijärjestelmää rakennettaessa oletetaan, että jokaisella yrityksen työpaikalla on oltava pistorasiat puhelimen ja tietokoneen yhdistämistä varten, vaikka Tämä hetki tätä ei vaadita. Eli hyvä jäsennelty kaapelointijärjestelmä on rakennettu tarpeettomaksi. Tämä voi säästää rahaa tulevaisuudessa, koska muutoksia uusien laitteiden liitäntöihin voidaan tehdä kytkemällä takaisin jo asetetut kaapelit.

Tyypillinen hierarkinen rakenne strukturoitu kaapelointijärjestelmä sisältää:

• vaakasuuntaiset alajärjestelmät (kerroksen sisällä);
• pystysuorat osajärjestelmät (rakennuksen sisällä);
• kampuksen osajärjestelmä (yhdellä alueella, jossa on useita rakennuksia).

Vaakasuuntainen alajärjestelmä yhdistää lattiakaapin käyttäjien pistorasiaan. Tämän tyyppiset osajärjestelmät vastaavat rakennuksen kerroksia. Pystysuora alijärjestelmä yhdistää jokaisen kerroksen poikittaiskaapit rakennuksen keskeiseen laitehuoneeseen. Seuraava askel hierarkiassa on kampuksen osajärjestelmä, joka yhdistää useita rakennuksia koko kampuksen päälaitehuoneeseen. Tätä kaapelointijärjestelmän osaa kutsutaan yleensä rungoksi.

Strukturoidun kaapelointijärjestelmän käyttäminen satunnaisesti reititettyjen kaapelien sijaan tarjoaa yritykselle monia etuja.

· Monipuolisuus. Jäsennellystä kaapelointijärjestelmästä, jossa on harkittu organisaatio, voi tulla yksi ympäristö tietokonetietojen paikallista siirtoa varten. tietokoneverkko, paikallisen puhelinverkon järjestäminen, videotietojen välittäminen ja jopa signaalien lähettäminen paloturvallisuusantureista tai turvajärjestelmistä. Tämän avulla voit automatisoida monia yrityksen taloudellisten palveluiden ja elämän tukijärjestelmien ohjaus-, seuranta- ja hallintaprosesseja.

· Pidentynyt käyttöikä. Hyvin rakennetun kaapelointijärjestelmän vanhentuminen voi olla 10-15 vuotta.

· Vähennä uusien käyttäjien lisäämisestä ja heidän sijoittelunsa muuttamisesta aiheutuvia kustannuksia. Tiedetään, että kaapelijärjestelmän kustannukset ovat merkittävät, ja niitä ei määritetä pääasiassa kaapelin, vaan sen asennuskustannusten perusteella. Siksi on kannattavampaa suorittaa kertaluonteinen kaapelin asennustyö, ehkä suuremmalla pituusmarginaalilla, kuin suorittaa asennus useita kertoja, mikä lisää kaapelin pituutta. Tällä lähestymistavalla kaikki käyttäjän lisääminen tai siirtäminen rajoittuu tietokoneen liittämiseen olemassa olevaan pistorasiaan.

· Mahdollisuus helpon verkon laajentamiseen. Strukturoitu kaapelointijärjestelmä on modulaarinen ja siksi helppo laajentaa. Voit esimerkiksi lisätä uuden aliverkon runkoon ilman, että sillä on vaikutusta olemassa oleviin aliverkkoihin. Voit muuttaa tietyn aliverkon kaapelin tyyppiä muusta verkosta riippumatta. Strukturoitu kaapelointi on perusta verkon jakamiselle helposti hallittaviin loogisiin segmentteihin, koska se itse on jo jaettu fyysisiin segmentteihin.

· Tehokkaamman palvelun tarjoaminen. Strukturoitu kaapelointijärjestelmä tekee ylläpidosta ja vianetsinnästä helpompaa kuin väyläkaapelointijärjestelmä. Väyläpohjaisessa kaapelijärjestelmässä jonkin laitteen tai liitäntäelementin vikaantuminen johtaa koko verkon vaikeasti lokalisoitavaan vikaan. Strukturoiduissa kaapelointijärjestelmissä yhden segmentin vika ei vaikuta muihin, koska segmentit yhdistetään keskittimien avulla. Keskittimet diagnosoivat ja paikantavat viallisen alueen.

· Luotettavuus. Strukturoitu kaapelointijärjestelmä on lisännyt luotettavuutta, koska tällaisen järjestelmän valmistaja takaa yksittäisten komponenttien laadun lisäksi myös niiden yhteensopivuuden.

40. Keskittimet ja verkkosovittimet, periaatteet, käyttö, peruskäsitteet.
Keskittimet yhdessä verkkosovittimien sekä kaapelijärjestelmän kanssa edustavat vähimmäisvarusteita, joilla voit luoda paikallisverkon. Tällainen verkko edustaa yhteistä jaettua ympäristöä

Verkkokortti (NIC) yhdessä ajurin kanssa se toteuttaa avoimen järjestelmän mallin toisen, kanavatason lopullisessa verkkosolmussa - tietokoneessa. Tarkemmin sanottuna verkkokäyttöjärjestelmässä sovitin- ja ohjainpari suorittaa vain fyysisen ja MAC-kerroksen toiminnot, kun taas LLC-kerroksen toteuttaa yleensä moduuli. käyttöjärjestelmä, sama kaikille ohjaimille ja verkkosovittimille. Itse asiassa näin sen pitäisi olla IEEE 802 -protokollapinomallin mukaan.Esimerkiksi Windows NT:ssä LLC-taso on toteutettu NDIS-moduulissa, joka on yhteinen kaikille verkkosovittimen ajureille, riippumatta siitä mitä tekniikkaa ajuri tukee.

Verkkosovitin yhdessä ohjaimen kanssa suorittaa kaksi toimintoa: kehysten lähetyksen ja vastaanoton.

Asiakastietokoneiden sovittimissa merkittävä osa työstä siirtyy ajuriin, jolloin sovitin on yksinkertaisempi ja halvempi. Tämän lähestymistavan haittapuolena on tietokoneen keskusprosessorin suuri kuormitus rutiinityössä kehysten siirtämiseksi RAM-muisti tietokone verkkoon. Keskusprosessori pakotetaan tekemään tämä työ käyttäjän sovellustehtävien suorittamisen sijaan.

Verkkosovitin on määritettävä ennen asennusta tietokoneeseen. Kun määrität sovitinta, määrität yleensä sovittimen käyttämän IRQ-numeron, DMA-kanavanumeron (jos sovitin tukee DMA-tilaa) ja I/O-porttien perusosoitteet.

Melkein kaikissa nykyaikaiset tekniikat paikallisissa verkoissa määritellään laite, jolla on useita samanlaisia ​​nimiä - keskitin(keskitin), keskitin (keskitin), toistin (toistin). Tämän laitteen käyttöalueesta riippuen sen toimintojen koostumus ja muotoilu muuttuvat merkittävästi. Vain päätoiminto pysyy ennallaan - tämä kehyksen toistoa joko kaikissa porteissa (kuten Ethernet-standardissa on määritelty) tai vain joissakin porteissa asiaankuuluvan standardin määrittämän algoritmin mukaisesti.

Keskittimessä on yleensä useita portteja, joihin verkon päätesolmut - tietokoneet - on kytketty erillisillä fyysisillä kaapelisegmenteillä. Keskitin yhdistää yksittäiset verkon fyysiset segmentit yhdeksi jaetuksi välineeksi, johon pääsy tapahtuu jonkin tarkastellun paikallisen verkkoprotokollan mukaisesti - Ethernet, Token Ring jne. Koska jaettuun tietovälineeseen pääsyn logiikka riippuu merkittävästi tekniikasta, sitten kullekin tyypille teknologiat tuottavat omat keskittimet - Ethernet; Token Ring; FDDI ja 100VG-AnyLAN. Tietylle protokollalle käytetään joskus tälle laitteelle erittäin erikoistunutta nimeä, joka kuvastaa tarkemmin sen toimintoja tai jota käytetään perinteestä johtuen, esimerkiksi nimi MSAU on tyypillinen Token Ring -keskittäjille.

Jokainen keskitin suorittaa jonkin perustoiminnon, joka on määritelty sen tukeman tekniikan vastaavassa protokollassa. Vaikka tämä ominaisuus on määritelty yksityiskohtaisesti teknologiastandardissa, sen käyttöönoton yhteydessä eri valmistajien keskittimet voivat poiketa sellaisista yksityiskohdista kuin porttien määrä, tuki useille kaapelityypeille jne.

Päätoiminnon lisäksi napa voi suorittaa useita lisätoimintoja, joita joko ei ole määritelty standardissa ollenkaan tai jotka ovat valinnaisia. Token Ring -keskitin voi esimerkiksi poistaa virheellisesti toimivat portit käytöstä ja vaihtaa vararenkaaseen, vaikka tällaisia ​​ominaisuuksia ei ole kuvattu standardissa. Keskitin osoittautui käteväksi laitteeksi suorittaa lisätoimintoja, jotka helpottavat verkon ohjausta ja käyttöä.

41. Siltojen ja kytkimien käyttö, periaatteet, ominaisuudet, esimerkit, rajoitukset
Rakentaminen silloilla ja kytkimillä

verkko voidaan jakaa loogisiin segmentteihin käyttämällä kahdentyyppisiä laitteita - siltoja ja/tai kytkimiä (kytkentäkeskitin).

Silta ja kytkin ovat toiminnallisia kaksosia. Molemmat laitteet mainostavat kehyksiä samoihin algoritmeihin perustuen. Sillat ja kytkimet käyttävät kahdenlaisia ​​​​algoritmeja: algoritmeja läpinäkyvä silta, kuvattu IEEE 802.1D -standardissa tai algoritmissa lähdereitityssilta IBM-yhtiö Token Ring -verkkoja varten. Nämä standardit kehitettiin kauan ennen ensimmäistä vaihtoa, joten niissä käytetään termiä "silta". Ensimmäisen teollisen Ethernet-teknologian kytkimen mallin syntyessä se suoritti IEEE 802.ID -kehysten edistämiseksi samaa algoritmia, jota paikalliset ja paikalliset sillat olivat kehittäneet kymmenen vuoden ajan. maailmanlaajuiset verkot

Suurin ero kytkimen ja sillan välillä on se, että silta käsittelee kehyksiä peräkkäin, kun taas kytkin käsittelee kehyksiä rinnakkain. Tämä seikka johtuu siitä, että siltoja ilmestyi niinä päivinä, kun verkko oli jaettu pieneen määrään segmenttejä ja segmenttien välinen liikenne oli pientä (se oli 80-20% säännön alainen).

Nykyään sillat toimivat edelleen verkoissa, mutta vain melko hitaissa laaja-alaisissa linkeissä kahden etäisen paikallisverkon välillä. Tällaisia ​​siltoja kutsutaan etäsiltoiksi, ja niiden toiminta-algoritmi ei eroa 802.1D- tai Source Routing -standardista.

Läpinäkyvät sillat voivat sen lisäksi, että ne lähettävät kehyksiä samassa tekniikassa, muuntaa paikallisia verkkoprotokollia, esimerkiksi Ethernet Token Ringiksi, FDDI Ethernetiksi jne. Tämä läpinäkyvien siltojen ominaisuus on kuvattu IEEE 802.1H -standardissa.

Tulevaisuudessa kutsumme laitetta, joka edistää kehyksiä silta-algoritmilla ja toimii paikallisessa verkossa, nykyaikaisella termillä "kytkin". Kun seuraavassa osiossa kuvataan itse 802.1D- ja Source Routing -algoritmeja, kutsumme laitetta perinteisesti sillaksi, kuten näissä standardeissa itse asiassa kutsutaan.

42. Paikallisverkkojen kytkimet, protokollat, toimintatilat, esimerkit.
Jokaista kahdeksasta 10Base-T-portista palvelee yksi Ethernet-pakettiprosessori - EPP (Ethernet Packet Processor). Lisäksi kytkimessä on järjestelmämoduuli, joka koordinoi kaikkien EPP-prosessorien toimintaa. Järjestelmämoduuli ylläpitää kytkimen yleistä osoitetaulukkoa ja tarjoaa kytkimen hallinnan SNMP-protokollan kautta. Kehysten siirtämiseen porttien välillä käytetään puhelinkytkimien tai moniprosessoritietokoneiden kaltaista kytkinrakennetta, joka yhdistää useita prosessoreita useisiin muistimoduuleihin.

Kytkentämatriisi toimii piirikytkennän periaatteella. Kahdeksalle portille matriisi voi tarjota 8 samanaikaista sisäistä kanavaa, kun portit toimivat half-duplex-tilassa ja 16 full-duplex-tilassa, kun kunkin portin lähetin ja vastaanotin toimivat toisistaan ​​riippumatta.

Kun kehys saapuu mihin tahansa porttiin, EPP-prosessori puskuroi kehyksen ensimmäiset tavut lukeakseen kohdeosoitteen. Vastaanotettuaan kohdeosoitteen prosessori päättää välittömästi lähettää paketin odottamatta kehyksen jäljellä olevien tavujen saapumista.

Jos kehys on lähetettävä toiseen porttiin, prosessori pääsee kytkentämatriisiin ja yrittää muodostaa siihen polun, joka yhdistää sen portin porttiin, jonka kautta reitti kohdeosoitteeseen kulkee. Kytkentämatriisi voi tehdä tämän vain, jos kohdeosoitteen portti on sillä hetkellä vapaa, eli ei ole kytketty toiseen porttiin.Jos portti on varattu, matriisi kieltäytyy muodostamasta yhteyttä, kuten missä tahansa piirikytkentälaitteessa . Tällöin kehys puskuroidaan kokonaan tuloportin prosessorin toimesta, minkä jälkeen prosessori odottaa, että lähtöportti vapautuu ja kytkentämatriisi muodostaa halutun polun. Kun haluttu polku on muodostettu, puskuroidut tavut kehykset lähetetään sille, jotka lähtöportin prosessori vastaanottaa. Heti kun lähtöportin prosessori pääsee käsiksi siihen CSMA/CD-algoritmilla liitettyyn Ethernet-segmenttiin, kehystavuja aletaan välittömästi lähettää verkkoon. Kuvattua menetelmää kehyksen lähettämiseksi puskuroimatta sitä kokonaan kutsutaan "on-the-fly"- tai "cut-through"-kytkemiseksi. Suurin syy verkon suorituskyvyn lisääntymiseen kytkimen käytön aikana on rinnakkain useiden kehysten käsittely. Tämä vaikutus on havainnollistettu kuvassa. 4.26. Kuvassa on suorituskyvyn parantamisen kannalta ihanteellinen tilanne, kun neljä kahdeksasta portista lähettää dataa enintään 10 Mb/s nopeudella Ethernet-protokollalle ja ne välittävät nämä tiedot kytkimen neljälle muulle porttiin ilman ristiriitaa - data verkkosolmujen väliset virrat jaetaan siten, että jokaisella kehyksen vastaanottavalla portilla on oma lähtöporttinsa. Jos kytkin onnistuu prosessoimaan tuloliikennettä jopa tuloportteihin saapuvien kehysten enimmäisintensiteetillä, niin kytkimen kokonaissuorituskyky yllä olevassa esimerkissä on 4x10 = 40 Mbit/s, ja yleistettäessä esimerkkiä N portille - (N/2)xlO Mbit/s. He sanovat, että kytkin tarjoaa jokaiselle portteihinsa liitetylle asemalle tai segmentille dedikoidun protokollan kaistanleveyden.Tilanne verkossa ei tietenkään aina synny kuvan 2 mukaista tilannetta. 4.26. Jos kaksi asemaa, esimerkiksi portteihin kytketyt asemat 3 Ja 4, samanaikaisesti sinun on kirjoitettava tietoja samalle palvelimelle, joka on kytketty porttiin 8, silloin kytkin ei pysty allokoimaan 10 Mbit/s datavirtaa kullekin asemalle, koska portti 5 ei voi lähettää dataa 20 Mbit/s nopeudella. Asemakehykset odottavat tuloporttien sisäisissä jonoissa 3 Ja 4, kun portti on vapaa 8 lähettääksesi seuraavan kehyksen. Ilmeisesti hyvä päätös tällaista tietovirtojen jakamista varten olisi palvelimen yhdistäminen nopeampaan porttiin, esimerkiksi Fast Ethernetiin. Koska kytkimen tärkein etu, jonka ansiosta se on saavuttanut erittäin hyvät paikat paikallisissa verkoissa, on sen korkean suorituskyvyn, kytkimien kehittäjät yrittävät tuottaa ns ei estä kytkinmallit.

43. Algoritmi läpinäkyvän sillan toiminnalle.
Läpinäkyvät sillat ovat näkymättömiä päätesolmujen verkkosovittimille, koska ne rakentavat itsenäisesti erityisen osoitetaulukon, jonka perusteella ne voivat päättää, pitääkö saapuva kehys siirtää johonkin toiseen segmenttiin vai ei. Läpinäkyviä siltoja käyttävät verkkosovittimet toimivat täsmälleen samalla tavalla kuin silloinkin, kun ne eivät ole, eli ne eivät tee mitään lisätoimia varmistaakseen, että kehys kulkee sillan läpi. Läpinäkyvä siltausalgoritmi on riippumaton LAN-tekniikasta, johon silta on asennettu, joten Ethernetin läpinäkyvät sillat toimivat täsmälleen samalla tavalla kuin FDDI-läpinäkyvät sillat.

Läpinäkyvä silta rakentaa osoitetaulukkonsa tarkkailemalla passiivisesti portteihinsa liitetyillä segmenteillä kulkevaa liikennettä. Tässä tapauksessa silta ottaa huomioon siltaportteihin saapuvien tietokehysten lähteiden osoitteet. Kehyslähteen osoitteen perusteella silta päättelee, että tämä solmu kuuluu johonkin verkkosegmenttiin.

Tarkastellaan prosessia, jolla luodaan automaattisesti siltaosoitetaulukko ja käytetään sitä käyttämällä esimerkkiä yksinkertaisesta verkosta, joka on esitetty kuvassa. 4.18.

Riisi. 4.18. Läpinäkyvän sillan toimintaperiaate

Silta yhdistää kaksi loogista segmenttiä. Segmentti 1 koostuu tietokoneista, jotka on kytketty yhdellä koaksiaalikaapelilla sillan porttiin 1, ja segmentti 2 koostuu tietokoneista, jotka on kytketty toisella koaksiaalikaapelilla sillan porttiin 2.

Jokainen siltaportti toimii segmenttinsä päätesolmuna yhtä poikkeusta lukuun ottamatta - siltaportilla ei ole omaa MAC-osoitetta. Siltasatama toimii ns lukukelvoton (lupaava) pakettien sieppaustila, jolloin kaikki porttiin saapuvat paketit tallennetaan puskurimuistiin. Tätä moodia käyttämällä silta tarkkailee kaikkea siihen liitetyillä segmenteillä siirrettyä liikennettä ja tutkii sen läpi kulkevia paketteja verkon koostumuksen tutkimiseen. Koska kaikki paketit kirjoitetaan puskuriin, silta ei tarvitse porttiosoitetta.

SISÄÄN alkuperäinen kunto silta ei tiedä mitään siitä, mitkä tietokoneet, joilla on MAC-osoite, on kytketty kuhunkin sen portteihin. Siksi tässä tapauksessa silta yksinkertaisesti välittää minkä tahansa siepatun ja puskuroidun kehyksen kaikkiin portteihinsa paitsi siihen, josta kehys vastaanotettiin. Esimerkissämme sillalla on vain kaksi porttia, joten se lähettää kehyksiä portista 1 porttiin 2 ja päinvastoin. Kun silta on lähettämässä kehystä segmentistä segmenttiin, esimerkiksi segmentistä 1 segmenttiin 2, se yrittää uudelleen päästä segmenttiin 2 päätesolmuna pääsyalgoritmin sääntöjen mukaisesti, tässä esimerkissä CSMA/CD-algoritmi.

Samalla kun kehys lähetetään kaikkiin portteihin, silta tutkii kehyksen lähdeosoitteen ja -merkit uusi merkintä jäsenyydestään osoitetaulukossaan, jota kutsutaan myös suodatus- tai reititystaulukoksi.

Kun silta on käynyt läpi oppimisvaiheen, se voi toimia tehokkaammin. Vastaanottaessaan kehyksen, joka on suunnattu esimerkiksi tietokoneelta 1 tietokoneelle 3, se katsoo osoitetaulukon läpi, vastaavatko sen osoitteet kohdeosoitetta 3. Koska tällainen tietue on olemassa, silta suorittaa taulukkoanalyysin toisen vaiheen - tarkistaa onko samassa segmentissä tietokoneita, joilla on lähdeosoitteet (tässä tapauksessa tämä on osoite 1) ja kohdeosoite (osoite 3). Koska esimerkissämme ne ovat eri segmenteissä, silta suorittaa toiminnon edelleenlähetys kehys - lähettää kehyksen toiseen porttiin saatuaan aiemmin pääsyn toiseen segmenttiin.

Jos kohdeosoite on tuntematon, silta lähettää kehyksen kaikkiin portteihinsa paitsi kehyksen lähdeporttiin, kuten oppimisprosessin alkuvaiheessa.

44. Sillat lähdereitityksellä.
Lähde-reitityssiltoja käytetään yhdistämään Token Rings ja FDDI, vaikka läpinäkyviä siltoja voidaan käyttää myös samaan tarkoitukseen. Lähdereititys (SR) perustuu siihen, että lähettävä asema sijoittaa toiseen renkaaseen lähetettyyn kehykseen kaikki osoitetiedot välisilloista ja -renkaista, jotka kehyksen täytyy käydä läpi ennen kuin pääsee renkaaseen, johon asema on kytketty - vastaanottaja.

Tarkastellaan Source Routing -siltojen (jäljempänä SR-siltojen) toimintaperiaatteita käyttämällä kuvassa 2 esitetyn verkon esimerkkiä. 4.21. Verkko koostuu kolmesta renkaasta, jotka on yhdistetty kolmella sillalla. Reitin määrittämiseksi renkailla ja silloilla on tunnisteet. SR-sillat eivät rakenna osoitetaulukkoa, vaan kehyksiä siirrettäessä ne käyttävät tietokehyksen vastaavissa kentissä olevia tietoja.

Kuva. 4.21.Lähde Reititysillat

Vastaanottaessaan jokaista pakettia SR-sillan tarvitsee vain katsoa Token Ring- tai FDDI-kehyksen Routing Information Field (RIF) -kenttä nähdäkseen, sisältääkö se sen tunnisteen. Ja jos se on siellä ja sen mukana on tähän siltaan yhdistetyn renkaan tunniste, niin tässä tapauksessa silta kopioi saapuvan kehyksen määritettyyn renkaaseen. Muuten kehystä ei kopioida toiseen renkaaseen. Kummassakin tapauksessa kehyksen alkuperäinen kopio palautetaan alkuperäistä rengasta pitkin lähettävälle asemalle ja jos se on välitetty toiselle renkaalle, niin kehyksen tilan A (osoite tunnistettu) bitti ja C (kehys kopioitu) bitti. Kentät on asetettu arvoon 1 ilmoittamaan lähettävälle asemalle, että kohdeasema on vastaanottanut kehyksen (tässä tapauksessa se on lähetetty sillan kautta toiseen renkaaseen).

Koska kehyksessä olevaa reititystietoa ei aina tarvita, vaan vain kehysten siirtoon eri renkaisiin kytkettyjen asemien välillä, RIF-kentän olemassaolo kehyksessä ilmaistaan ​​asettamalla yksilön/ryhmäosoitteen (I/G) bitiksi 1 ( Tässä tapauksessa kohde ei käytä tätä bittiä, koska lähdeosoite on aina yksilöllinen).

RIF-kentässä on ohjausalikenttä, joka koostuu kolmesta osasta.

• Kehyksen tyyppi määrittää RIF-kentän tyypin. Reitin etsimiseen ja kehyksen lähettämiseen tunnettua reittiä pitkin käytetään erilaisia ​​RIF-kenttiä.
• Kehyksen enimmäispituuskenttä jota silta käyttää renkaiden yhdistämiseen, joilla on erilaiset MTU-arvot. Tämän kentän avulla silta ilmoittaa asemalle suurimman mahdollisen kehyksen pituuden (eli pienimmän MTU-arvon koko komposiittireitin ajan).
• RIF-kentän pituus on tarpeen, koska risteävien renkaiden ja siltojen tunnisteet määrittävien reittikuvainten lukumäärää ei tiedetä etukäteen.

Lähteen reititysalgoritmin käyttämiseksi käytetään kahta lisäkehystyyppiä - yhden reitin yleislähetyskehystä (SRBF) ja all-route broadcast frame (ARBF).

Järjestelmänvalvojan on määritettävä kaikki SR-sillat manuaalisesti välittämään ARBF-kehykset kaikissa porteissa paitsi kehyksen lähdeportissa, ja SRBF-kehyksissä jotkin siltaportit on estettävä silmukoiden estämiseksi verkossa.

Lähdereitityssiltojen edut ja haitat

45. Kytkimet: tekninen toteutus, toiminnot, niiden toimintaan vaikuttavat ominaisuudet.
Kytkimien teknisen toteutuksen ominaisuudet. Monet ensimmäisen sukupolven kytkimet olivat samanlaisia ​​kuin reitittimet, eli ne perustuivat keskusprosessori yleiskäyttöinen, liitetty liitäntäportteihin sisäisen nopean väylän kautta. Tällaisten kytkimien suurin haitta oli niiden alhainen nopeus. Universaali prosessori ei pystynyt selviytymään suuresta määrästä erikoistoimintoja kehysten lähettämiseksi liitäntämoduulien välillä. Prosessorisirujen lisäksi, jotta kytkimessä on onnistunut ei-estotoiminta, siinä on oltava myös nopea solmu kehysten siirtämiseksi porttiprosessorisirujen välillä. Tällä hetkellä kytkimet käyttävät yhtä kolmesta mallista perustana, jolle tällainen vaihtosolmu on rakennettu:

• kytkentä matriisi;
• jaettu monitulomuisti;
• yhteinen bussi.

Ethernet on nykyään yleisin paikallisverkkostandardi. Tällä hetkellä käytössä olevien verkkojen kokonaismäärä

Nopea Ethernet

Fast Ethernet -tekniikka on paljon samaa kuin perinteinen Ethernet-tekniikka, mutta on 10 kertaa nopeampi. Fast Ethernet tai 100BASE-T toimii 100 megabitin sekunnissa (Mbps) perinteisen Ethernetin 10 sijaan. 100BASE-T-tekniikka käyttää saman muotoisia ja pituisia kehyksiä kuin Ethernet, eikä se vaadi muutoksia työasemien ylemmän tason protokolliin, sovelluksiin tai verkkokäyttöjärjestelmiin. Voit reitittää ja vaihtaa paketteja 10 Mbps ja 100 Mbps verkkojen välillä ilman protokollan käännöstä ja siihen liittyviä viiveitä. Fast Ethernet -tekniikka käyttää CSMA/CD MAC -alikerrosprotokollaa median käytön mahdollistamiseen. Useimmat nykyaikaiset Ethernet-verkot on rakennettu tähtitopologiaan, jossa keskitin on verkon keskipiste ja kaapelit keskittimestä kulkevat jokaiseen tietokoneeseen. Samaa topologiaa käytetään Fast Ethernet -verkoissa, vaikka verkon halkaisija on hieman pienempi suuremman nopeuden vuoksi. Fast Ethernet käyttää suojaamatonta kierrettyä parikaapelia (UTP), joka on määritelty IEEE 802.3u -spesifikaatiossa 100BASE-T:lle. Standardi suosittelee luokan 5 kaapelin käyttöä, jossa on kaksi tai neljä johdinparia, jotka on suljettu muovisuojukseen. Luokan 5 kaapelit on sertifioitu 100 MHz kaistanleveydelle. 100BASE-TX käyttää toista paria tiedonsiirtoon ja toista törmäysten havaitsemiseen ja vastaanottoon.

Fast Ethernet -standardi määrittelee kolme muutosta toimimaan erityyppisten kaapeleiden kanssa: 100Base TX, 100Base T4 ja 100Base FX. Modifikaatiot 100Base TX ja 100Base T4 on suunniteltu kierretylle parille ja 100Base FX on suunniteltu optiselle kaapelille.

100Base TX -standardi vaatii kaksi suojattua tai suojaamatonta kierrettyä parikaapelia. Toista paria käytetään lähetykseen, toista vastaanottoon. Kaksi suurta kaapelointistandardia täyttävät nämä vaatimukset: luokan 5 suojaamaton kierretty pari (UTP-5) ja IBM Type 1 -suojattu kierretty pari.

100Base T4 -standardilla on vähemmän rajoittavat kaapelointivaatimukset, koska se käyttää kaikkia neljää paria kahdeksanjohtimista kaapelia: yksi pari lähetykseen, yksi vastaanottoon ja loput kaksi paria sekä lähetykseen että vastaanottoon. Tämän seurauksena 100Base T4 -standardissa sekä tiedon vastaanotto että lähetys voidaan suorittaa kolmen parin yli. 100Base T4 -verkkojen toteuttamiseen sopivat kaapelit, joissa on suojaamaton kierretty parikategoria 3-5 ja suojattu tyyppi 1.

Fast Ethernet- ja Ethernet-tekniikoiden jatkuvuuden ansiosta käyttösuositusten laatiminen on helppoa: Fast Ethernet on suositeltavaa käyttää niissä organisaatioissa, jotka ovat käyttäneet laajasti klassista Ethernetiä, mutta kokevat nykyään tarvetta lisätä kaistanleveyttä. Samalla säilytetään kaikki Ethernetistä kertynyt kokemus ja osittain verkkoinfrastruktuuri.

Klassisessa Ethernetissä verkon kuunteluaika määräytyy suurimman etäisyyden mukaan, jonka 512-bittinen kehys voi kulkea verkon yli ajassa, joka vastaa tämän kehyksen käsittelyaikaa työasemassa. Ethernet-verkossa tämä etäisyys on 2500 metriä. Fast Ethernet -verkossa sama 512-bittinen kehys kulkee vain 250 metriä siinä ajassa, joka tarvitaan sen käsittelyyn työasemalla.

Fast Ethernetin pääasiallinen työalue nykyään ovat työryhmä- ja osastoverkot. On suositeltavaa siirtyä Fast Ethernetiin asteittain ja jättää Ethernet siihen, missä se tekee työnsä hyvin. Yksi ilmeinen tapaus, jossa Ethernetiä ei pitäisi korvata Fast Ethernetillä, on vanhan verkon yhdistäminen henkilökohtaiset tietokoneet ISA-väylällä.

Gigabit Ethernet/

Tämä tekniikka käyttää samaa kehysmuotoa, samaa CSMA/CD-median käyttötapaa, samoja virtauksen ohjausmekanismeja ja samoja ohjausobjekteja, mutta Gigabit Ethernet eroaa enemmän Fast Ethernetistä kuin Fast Ethernet Ethernetistä. Erityisesti, jos Ethernetille oli ominaista useat tuetut siirtovälineet, mikä antoi aiheen sanoa, että se voisi toimia jopa piikkilangan yli, niin Gigabit Ethernetissä kuituoptisista kaapeleista tulee hallitseva siirtoväline (tämä ei tietenkään ole ainoa ero , mutta opimme tuntemaan loput yksityiskohtaisemmin alla). Lisäksi Gigabit Ethernet asettaa verrattoman monimutkaisempia teknisiä haasteita ja asettaa paljon korkeampia vaatimuksia johdotuksen laadulle. Toisin sanoen se on paljon vähemmän monipuolinen kuin edeltäjänsä.

GIGABITIN ETHERNET-STANDARDIT

IEEE 802.3z -työryhmän ensisijaiset ponnistelut keskittyvät fyysisten standardien määrittelemiseen Gigabit Ethernetille. Se perustui ANSI X3T11 Fibre Channel -standardiin tai tarkemmin sen kahteen alempaan alatasoon: FC-0 (liitäntä ja lähetysväline) ja FC-1 (koodaus ja dekoodaus). Mediasta riippuvainen Fibre Channel -spesifikaatio määrittää tällä hetkellä nopeudeksi 1,062 gigabodia sekunnissa. Gigabit Ethernetissä se nostettiin 1,25 Gigabaudiin sekunnissa. Kun otetaan huomioon 8B/10B-koodaus, tiedonsiirtonopeudeksi saadaan 1 Gbit/s.

TekniikkaEthernet

Ethernet on nykyään yleisin paikallisverkkostandardi.

Ethernet on verkkostandardi, joka perustuu kokeelliseen Ethernet-verkkoon, jonka Xerox kehitti ja otti käyttöön vuonna 1975.

Vuonna 1980 DEC, Intel ja Xerox kehittivät ja julkaisivat yhdessä Ethernet version II -standardin koaksiaalikaapelilla rakennetulle verkolle, josta tuli uusin versio patentoitu Ethernet-standardi. Siksi Ethernet-standardin omaa versiota kutsutaan Ethernet DIX -standardiksi tai Ethernet II:ksi, jonka pohjalta IEEE 802.3 -standardi kehitettiin.

Ethernet-standardin perusteella otettiin käyttöön lisästandardeja: vuonna 1995 Fast Ethernet (lisäys IEEE 802.3:een), vuonna 1998 Gigabit Ethernet (pääasiakirjan osa IEEE 802.3z), jotka eivät monella tapaa ole itsenäisiä standardeja.

Binääritiedon siirtämiseen kaapelin kautta Ethernet-tekniikan fyysisen kerroksen kaikille muunnelmille, jotka tarjoavat 10 Mbit/s suorituskyvyn, käytetään Manchesterin koodia (kuva 3.9).

Manchester-koodi käyttää potentiaalieroa, eli pulssin reunaa, koodaamaan ykkösiä ja nollia. Manchester-koodauksella jokainen mitta on jaettu kahteen osaan. Tiedot koodataan mahdollisilla pudotuksilla, jotka tapahtuvat jokaisen kellojakson keskellä. Yksikkö koodataan putoamalla matalalta signaalitasolta korkeaan (pulssin etureuna), ja nolla koodataan käänteisellä pudotuksella (jättöreuna).

Riisi. 3.9. Differentiaalinen Manchester-koodaus

Ethernet-standardi (mukaan lukien Fast Ethernet ja Gigabit Ethernet) käyttää samaa menetelmää tiedonsiirtovälineen erottamiseen - CSMA/CD-menetelmää.

Jokainen PC toimii Ethernetissä periaatteen "Kuuntele lähetyskanavaa ennen viestien lähettämistä; kuuntele kun lähetät; lopeta työskentely, jos häiriöitä ilmenee ja yritä uudelleen."

Tämä periaate voidaan tulkita (selittää) seuraavasti:

1. Kukaan ei saa lähettää viestejä, kun joku muu jo tekee niin (kuuntele ennen kuin lähetät).

2. Jos kaksi tai useampi lähettäjä alkaa lähettää viestejä suunnilleen samaan aikaan, ennemmin tai myöhemmin heidän viestinsä "törmäävät" toisiinsa viestintäkanavassa, jota kutsutaan törmäykseksi.

Törmäyksiä ei ole vaikea tunnistaa, koska ne tuottavat aina häiriösignaalin, joka ei muistuta kelvollista viestiä. Ethernet voi havaita häiriöt ja pakottaa lähettäjän keskeyttämään lähetyksen ja odottamaan hetken ennen kuin lähettää viestin uudelleen.

Syitä Ethernetin laajaan käyttöön ja suosioon (edut):

1. Halpa.

2. Hyvä käyttökokemus.

3. Jatkuva innovaatio.

4. Laaja varustevalikoima. Monet valmistajat tarjoavat Ethernet-pohjaisia ​​verkkolaitteita.

Ethernetin haitat:

1. Viestitörmäysten mahdollisuus (törmäykset, häiriöt).

2. Jos verkko on raskaasti kuormitettu, viestin lähetysaika on arvaamaton.

TekniikkaTokenRengas

Token Ring -verkoille, kuten Ethernet-verkoille, on tunnusomaista jaettu tiedonsiirtoväline, joka koostuu kaapelisegmenteistä, jotka yhdistävät kaikki verkkoasemat renkaaksi. Rengasta pidetään yhteisenä jaettuna resurssina, johon pääsy ei vaadi satunnaista algoritmia, kuten Ethernet-verkoissa, vaan determinististä, joka perustuu renkaan käyttöoikeuden siirtämiseen asemille tietyssä järjestyksessä. Tämä oikeus välitetään käyttämällä erityistä muotokehystä, jota kutsutaan tunnukseksi.

IBM kehitti Token Ring -teknologian vuonna 1984, ja se toimitettiin sitten standardiluonnoksena IEEE 802 -komitealle, joka sen perusteella hyväksyi 802.5-standardin vuonna 1985.

Jokainen PC toimii Token Ringissä periaatteen mukaisesti "Odota merkkiä, jos viesti on lähetettävä, liitä se tokeniin sen ohittaessa. Jos tunnus läpäisee, poista viesti siitä ja lähetä tunnus eteenpäin."

Token Ring -verkot toimivat kahdella bittinopeudella - 4 ja 16 Mbit/s. Eri nopeuksilla toimivien sekoitusasemien käyttö yhdessä renkaassa ei ole sallittua.

Token Ring -tekniikka on monimutkaisempi tekniikka kuin Ethernet. Sillä on vikasietoominaisuuksia. Token Ring -verkko määrittelee käytettävät verkon ohjausmenettelyt palautetta renkaan muotoinen rakenne - lähetetty kehys palaa aina lähettävälle asemalle.

Riisi. 3.10. TOKEN RING -tekniikan periaate

Joissakin tapauksissa havaitut virheet verkon toiminnassa poistetaan automaattisesti, esimerkiksi kadonnut token voidaan palauttaa. Muissa tapauksissa virheet vain kirjataan ja ne korjataan manuaalisesti huoltohenkilöstön toimesta.

Verkkoa valvomaan yksi asemista toimii ns. aktiivisena monitorina. Aktiivinen monitori valitaan soittoäänen alustuksen aikana asemaksi, jolla on suurin MAC-osoite. Jos aktiivinen monitori epäonnistuu, soittoäänen alustusmenettely toistetaan ja uusi aktiivinen näyttö valitaan. Token Ring -verkko voi sisältää jopa 260 solmua.

Token Ring -keskitin voi olla aktiivinen tai passiivinen. Passiivinen keskitin yksinkertaisesti yhdistää portit toisiinsa siten, että näihin portteihin yhdistetyt asemat muodostavat renkaan. Passiivinen MSAU ei suorita signaalin vahvistusta tai uudelleensynkronointia.

Aktiivinen keskitin suorittaa signaalin regenerointitoimintoja, ja siksi sitä kutsutaan joskus toistimeksi, kuten Ethernet-standardissa.

Yleensä Token Ring -verkossa on yhdistetty tähtirengaskokoonpano. Päätesolmut on kytketty MSAU:hen tähtitopologiassa, ja itse MSAU:t yhdistetään erityisten Ring In (RI) ja Ring Out (RO) -porttien kautta muodostamaan rungon fyysinen rengas.

Kaikkien kehässä olevien asemien tulee toimia samalla nopeudella, joko 4 Mbit/s tai 16 Mbit/s. Kaapeleita, jotka yhdistävät aseman keskittimeen, kutsutaan keilakaapeleiksi, ja keskittimiä yhdistäviä kaapeleita kutsutaan runkokaapeleiksi.

Token Ring -tekniikan avulla voit käyttää erityyppisiä kaapeleita pääteasemien ja keskittimien yhdistämiseen:

– STP Type 1 – suojattu kierretty pari (Shielded Twistedpair).
On sallittua yhdistää jopa 260 asemaa renkaaksi, jonka haarakaapelin pituus on enintään 100 metriä;

– UTP Type 3, UTP Type 6 – suojaamaton kierretty pari (suojaamaton kierretty pari). Asemien enimmäismäärä on vähennetty 72:een, ja haarakaapelin pituus on enintään 45 metriä;

- valokuitukaapeli.

Passiivisten MSAU:iden välinen etäisyys voi olla STP Type 1 -kaapelia käytettäessä 100 m ja UTP Type 3 -kaapelia käytettäessä 45 m. Aktiivisten MSAU:iden välinen enimmäisetäisyys kasvaa vastaavasti 730 metriin tai 365 metriin kaapelityypistä riippuen.

Token Ringin maksimi renkaan pituus on 4000 m. Token Ring -tekniikassa rajoitukset renkaan enimmäispituudelle ja asemien lukumäärälle eivät ole yhtä tiukkoja kuin Ethernet-tekniikassa. Tässä nämä rajoitukset liittyvät pääasiassa aikaan, joka kuluu merkin kääntämiseen renkaan ympäri.

Kaikki Token Ring -verkkosolmujen verkkosovittimien aikakatkaisuarvot ovat konfiguroitavissa, joten voit rakentaa Token Ring -verkon, jossa on enemmän asemia ja pidempi rengaspituus.

Token Ring -tekniikan edut:

· viestien taattu toimitus;

· suuri tiedonsiirtonopeus (jopa 160 % Ethernet).

Token Ring -tekniikan haitat:

· tarvitaan kalliita median käyttölaitteita;

· tekniikka on monimutkaisempaa toteuttaa;

· 2 kaapelia tarvitaan (luotettavuuden lisäämiseksi): yksi saapuva, ​​toinen lähtevä tietokoneesta keskittimeen;

· korkea hinta (160-200 % Ethernetistä).

TekniikkaFDDI

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) -tekniikka - kuituoptinen hajautettu dataliitäntä - on ensimmäinen paikallisverkkotekniikka, jossa tiedonsiirtoväline on kuituoptinen kaapeli. Tekniikka ilmestyi 80-luvun puolivälissä.

FDDI-tekniikka perustuu suurelta osin Token Ring -tekniikkaan, joka tukee token-passing -käyttötapaa.

FDDI-verkko on rakennettu kahden valokuiturenkaan pohjalle, jotka muodostavat pää- ja varatiedonsiirtopolun verkkosolmujen välillä. Kahden renkaan käyttö on ensisijainen tapa parantaa vikasietoisuutta FDDI-verkossa, ja solmut, jotka haluavat hyödyntää tätä lisääntynyttä luotettavuuspotentiaalia, on kytkettävä molempiin renkaisiin.

Normaalissa verkkotoimintatilassa tiedot kulkevat vain ensisijaisen renkaan kaikkien solmujen ja kaapeliosien läpi; tätä tilaa kutsutaan kauttakulkutilaksi - "päästä päähän" tai "siirto". Toissijaista rengasta ei käytetä tässä tilassa.

Jos tapahtuu jonkinlainen vika, jossa osa ensisijaisesta renkaasta ei voi lähettää tietoja (esimerkiksi katkennut kaapeli tai solmuvika), ensisijainen rengas yhdistetään toissijaiseen renkaaseen muodostaen jälleen yhden renkaan. Tätä verkon toimintatapaa kutsutaan Wrapiksi, eli renkaiden "taittamiseksi" tai "taittoksi". Tiivistystoiminto suoritetaan käyttämällä FDDI-keskittimiä ja/tai verkkosovittimia.

Riisi. 3.11. IVS kahdella syklisellä renkaalla hätätilassa

Tämän menettelyn yksinkertaistamiseksi ensisijaisen renkaan tiedot lähetetään aina yhteen suuntaan (kaavioissa tämä suunta on esitetty vastapäivään) ja toissijaisessa renkaassa se lähetetään aina vastakkaiseen suuntaan (näkyy myötäpäivään). Näin ollen, kun muodostuu kahden renkaan yhteinen rengas, asemien lähettimet pysyvät edelleen kytkettyinä naapuriasemien vastaanottimiin, mikä mahdollistaa tiedon oikean lähettämisen ja vastaanottamisen naapuriasemien toimesta.

FDDI-verkko voi täysin palauttaa toiminnallisuutensa, jos sen elementeissä ilmenee yksittäisiä vikoja. Kun vikoja on useita, verkko jakautuu useisiin yhdistämättömiin verkkoihin.

FDDI-verkoissa olevia renkaita pidetään yhteisenä jaettuna tiedonsiirtovälineenä, joten sille on määritelty erityinen pääsytapa. Tämä menetelmä on hyvin lähellä Token Ring -verkkojen pääsymenetelmää ja sitä kutsutaan myös Token Ring -menetelmäksi.

Pääsymenetelmän erot ovat, että merkkien säilytysaika FDDI-verkossa ei ole vakioarvo. Tämä aika riippuu renkaan kuormituksesta - pienellä kuormalla se kasvaa ja suurilla ylikuormituksilla se voi laskea nollaan. Nämä muutokset pääsymenetelmässä vaikuttavat vain asynkroniseen liikenteeseen, mikä ei ole kriittinen kehyslähetyksen pienille viiveille. Synkronisessa liikenteessä tunnuksen pitoaika on edelleen kiinteä arvo.

FDDI-tekniikka tukee tällä hetkellä seuraavia kaapelityyppejä:

- valokuitukaapeli;

– luokan 5 suojaamaton kierretty parikaapeli. Uusin standardi ilmestyi myöhemmin kuin optinen ja sen nimi on TP-PMD (Physical Media Dependent).

Kuituoptinen tekniikka tarjoaa tarvittavat välineet tiedon siirtämiseksi asemalta toiselle optisen kuidun kautta ja määrittelee:

62,5/125 µm:n monimuotokuitukaapelin käyttäminen pääasiallisena fyysisenä välineenä;

Vaatimukset optisen signaalin teholle ja verkkosolmujen väliselle maksimaaliselle vaimennukselle. Normaalissa monimuotokaapelissa nämä vaatimukset johtavat solmujen väliseen maksimietäisyyteen 2 km, ja yksimuotokaapelilla etäisyys kasvaa 10–40 km:iin kaapelin laadusta riippuen;

Vaatimukset optisille ohituskytkimille ja optisille lähetin-vastaanottimille;

Optisten liittimien MIC (Media Interface Connector) parametrit, niiden merkinnät;

Käytetään lähettämään valoa, jonka aallonpituus on 1,3 nm;

FDDI-renkaan enimmäispituus on 100 kilometriä, kaksoisliitettävien asemien enimmäismäärä kehässä on 500.

FDDI-teknologia on kehitetty käytettäväksi verkkojen kriittisillä alueilla - suurten verkkojen välisissä runkoyhteyksissä, kuten verkkojen rakentamisessa, sekä korkean suorituskyvyn palvelimien liittämiseen verkkoon. Siksi kehittäjillä oli tärkeimmät vaatimukset ( ihmisarvoa):

- varmistaa korkea tiedonsiirtonopeus,

- protokollatason vikasietoisuus;

- pitkiä etäisyyksiä verkkosolmujen ja suuren määrän kytkettyjen asemien välillä.

Kaikki nämä tavoitteet saavutettiin. Tämän seurauksena FDDI-tekniikka osoittautui korkealaatuiseksi, mutta erittäin kalliiksi ( virhe). Edes halvemman kierretyn parin vaihtoehdon ilmestyminen ei ole merkittävästi vähentänyt yksittäisen solmun liittämisen kustannuksia FDDI-verkkoon. Siksi käytäntö on osoittanut, että FDDI-tekniikan pääsovellusalueesta on tullut useista rakennuksista koostuvien verkkojen selkäranka sekä suuren kaupungin mittakaavassa olevat verkot, eli MAN-luokka.

TekniikkaNopeastiEthernet

Nopean ja samalla halvan teknologian tarve tehokkaiden työasemien liittämiseen verkkoon johti 90-luvun alussa aloiteryhmän perustamiseen, joka alkoi etsiä uutta Ethernetiä, samaa yksinkertaista ja tehokasta tekniikkaa, mutta joka toimii nopeus 100 Mbit/s.

Asiantuntijat jakautuivat kahteen leiriin, mikä johti lopulta kahden syksyllä 1995 käyttöön otetun standardin syntymiseen: 802.3-komitea hyväksyi Fast Ethernet -standardin, joka toistaa lähes täysin 10 Mbit/s Ethernet-teknologian.

Fast Ethernet -tekniikka on säilyttänyt CSMA/CD-pääsymenetelmän ennallaan, jättäen sille saman algoritmin ja samat ajoitusparametrit bittivälein (bittiväli itsessään on pienentynyt 10 kertaa). Kaikki erot Fast Ethernetin ja Ethernetin välillä näkyvät fyysisellä tasolla.

Fast Ethernet -standardi määrittelee kolme fyysisen kerroksen eritelmää:

- 100Base-TX 2 parille UTP-luokka 5 tai 2 parille STP Type 1 (4V/5V-koodausmenetelmä);

- l00Base-FX monimuotokuitukaapelille kahdella optisella kuidulla (4V/5V koodausmenetelmä);

- 100Base-T4, joka toimii 4 UTP-luokan 3 parilla, mutta käyttää vain kolmea paria samanaikaisesti lähetykseen ja loput yhteen törmäyksen havaitsemiseen (8B/6T-koodausmenetelmä).

l00Base-TX/FX-standardit voivat toimia kaksipuoleisessa tilassa.

Fast Ethernet -verkon suurin halkaisija on noin 200 m, tarkemmat arvot riippuvat fyysisen median spesifikaatiosta. Fast Ethernet -törmäysalueella sallitaan enintään yksi luokan I toistin (jolloin 4B/5B-koodit voidaan kääntää 8B/6T-koodeiksi ja päinvastoin) ja enintään kaksi luokan II toistinta (ei salli koodien kääntämistä).

Fast Ethernet -tekniikka käytettäessä kierrettyä paria mahdollistaa automaattisen neuvottelumenettelyn kautta kahden portin, joilla voidaan valita tehokkain toimintatila - nopeus 10 Mbit/s tai 100 Mbit/s sekä half-duplex tai full-duplex tila.

Gigabit Ethernet -tekniikka

Gigabit Ethernet -tekniikka lisää uuden 1000 Mbps askeleen Ethernet-perheen nopeushierarkiaan. Tässä vaiheessa voidaan rakentaa tehokkaasti suuria paikallisverkkoja, joissa verkon alempien tasojen tehokkaat palvelimet ja runkoverkot toimivat 100 Mbit/s nopeudella ja ne yhdistää Gigabit Ethernet -runkoverkko, joka tarjoaa riittävän suuren kaistanleveysreservin.

Gigabit Ethernet -teknologian kehittäjät ovat säilyttäneet suuren jatkuvuuden Ethernet- ja Fast Ethernet -tekniikoiden kanssa. Gigabit Ethernet käyttää samoja kehysmuotoja kuin aiemmat versiot Ethernet toimii full-duplex- ja half-duplex-tiloissa ja tukee samaa CSMA/CD-käyttötapaa jaetulla tietovälineellä pienin muutoksin.

Varmistaakseen hyväksyttävän verkon maksimihalkaisijan 200 m half-duplex-tilassa teknologian kehittäjät lisäsivät kehyksen vähimmäiskokoa 8 kertaa (64 tavusta 512 tavuun). On myös sallittua lähettää useita kehyksiä peräkkäin vapauttamatta mediaa 8096 tavun välein, jolloin kehyksiä ei tarvitse täyttää 512 tavuksi. Muut pääsytavan parametrit ja enimmäiskehyskoko säilyivät ennallaan.

Kesällä 1998 otettiin käyttöön 802.3z-standardi, joka määrittelee kolmen tyyppisen kaapelin käytön fyysisenä tietovälineenä:

- monimuotokuituoptiikka (etäisyys jopa 500 m),

- yksimuotoinen valokuitu (etäisyys jopa 5000 m),

- kaksoiskoaksiaali (twinax), jonka kautta dataa siirretään samanaikaisesti kahden suojatun kuparijohtimen yli jopa 25 metrin etäisyydeltä.

Gigabit Ethernetin muunnelman kehittämiseksi UTP-luokkaan 5 luotiin erityinen 802.3ab-ryhmä, joka on jo kehittänyt standardiluonnoksen yli 4 UTP-luokan 5 parin toiminnalle. Tämän standardin käyttöönottoa odotetaan lähitulevaisuudessa.

Helppo asentaa.

Tunnettu ja yleisin verkkotekniikka.

Edulliset verkkokortit.

Mahdollisuus toteuttaa erilaisilla kaapeli- ja kaapelointijärjestelmillä.

Ethernet-verkon haitat

Todellisen tiedonsiirtonopeuden lasku raskaasti kuormitetussa verkossa sen täydelliseen pysähtymiseen asti tiedonsiirtovälineen ristiriitojen vuoksi.

Vianetsintävaikeudet: kun kaapeli katkeaa, koko LAN-segmentti epäonnistuu, ja viallisen solmun tai verkon osan paikallistaminen on melko vaikeaa.

Fast Ethernetin lyhyet ominaisuudet.

Nopea Ethernet (Fast Ethernet) on 3Comin ehdottama nopea tekniikka Ethernet-verkon toteuttamiseen 100 Mbit/s tiedonsiirtonopeudella säilyttäen mahdollisimman suuressa määrin 10 Mbit Ethernetin (Ethernet-10) ominaisuudet ja toteutettu muodossa 802.3u-standardista (tarkemmin sanottuna lisäys standardiin 802.3 luvuissa 21-30). Pääsymenetelmä on sama kuin Ethernet-10:ssä - CSMA/CD-tason MAC, jonka avulla voit käyttää samoja ohjelmistoja ja hallintatyökaluja Ethernet-verkkoihin.

Kaikki erot Fast Ethernetin ja Ethernet-10:n välillä keskittyvät fyysiseen kerrokseen. Käytössä on 3 tyyppistä kaapelijärjestelmää:

monimuotokuitukaapeli (käytetään 2 kuitua);

Verkon rakenne- hierarkkinen puumainen, rakennettu keskittimille (kuten 10Base-T ja 10Base-F), koska koaksiaalikaapelia ei käytetä.

Verkon halkaisija Fast Ethernet on lyhennetty 200 metriin, mikä selittyy 10-kertaisella vähimmäispituuden kehyksen lähetysajan lyhentymisellä, mikä johtuu lähetysnopeuden 10-kertaisesta kasvusta Ethernet-10:een verrattuna. Fast Ethernet -teknologiaan perustuvia suuria verkkoja on kuitenkin mahdollista rakentaa halpojen ja nopeiden teknologioiden laajan saatavuuden sekä kytkinpohjaisten lähiverkkojen nopean kehityksen ansiosta. Kytkimiä käytettäessä Fast Ethernet -protokolla voi toimia full-duplex-tilassa, jossa verkon kokonaispituudelle ei ole rajoituksia, vaan rajoituksia vain naapurilaitteita yhdistävien fyysisten segmenttien pituudelle (sovitin - kytkin tai kytkin - vaihtaa).

IEEE 802.3u -standardi määrittelee kolme Fast Ethernet -fyysisen kerroksen eritelmää, jotka eivät ole yhteensopivia keskenään:

100Base-TX - tiedonsiirto kahden luokan 5 suojaamattoman parin kautta (2 paria UTP-luokkaa 5 tai STP-tyyppiä 1);

100Base-T4- tiedonsiirto neljällä suojaamattomalla luokkien 3, 4, 5 parilla (4 UTP-paria luokkia 3, 4 tai 5);

100Base-FX- tiedonsiirto monimuotokuitukaapelin kahden kuidun kautta.

Mikä on 10 Mbit/s Ethernet-verkon pienimmän (maksimi)pituisen kehyksen (johdanto-osan mukaan lukien) lähetysaika bittivälein?

? 84 / 1538

Mikä on PDV (PVV)?

PDV - aika, jonka aikana törmäyssignaali onnistuu etenemään kaukaisimmasta verkkosolmusta - kaksinkertainen läpimenoaika (Path Delay Value)

PVV - kehysten välisen aikavälin pienentäminen (polun vaihteluarvo)

Mikä on PDV:n (PVV) raja?

PDV - enintään 575 bitin välein

PVV - kun kehyssarja kulkee kaikkien toistimien läpi, ei saa olla enempää kuin 49 bittiä

Kuinka monta bittiväliä muodostaa riittävän turvamarginaalin PDV:lle? 4

Milloin on tarpeen laskea toistimien enimmäismäärä ja verkon enimmäispituus? Miksi emme voi vain soveltaa 5-4-3 tai 4-keskittimen sääntöjä?

Kun eri tyyppisiä lähetysvälineitä

Luettele fyysisistä eri segmenteistä koostuvan Ethernet-verkon oikean toiminnan perusedellytykset.

asemien lukumäärä enintään 1024

kaikkien oksien pituudet eivät ylitä standardia

PDV enintään 575

PVV - kun kehyssarja kulkee kaikkien toistimien läpi, ei saa olla enempää kuin 49 bittiä

Mitä segmenttipohjalla tarkoitetaan PDV:tä laskettaessa?

Toistinten aiheuttamat viiveet

Missä pahimman tapauksen kehystörmäys tapahtuu: oikealla, vasemmalla vai välissä?

Oikealla - vastaanottaminen

Milloin PDV-laskenta on suoritettava kahdesti? Miksi?

Jos segmenttien pituudet verkon etäreunoilla ovat erilaisia, koska niillä on erilaiset peruslatenssiarvot.

Token Ring LANin lyhyet ominaisuudet.

Token Ring (token ring) - verkkotekniikka, jossa asemat voivat lähettää dataa vain, kun he omistavat tokenin, joka kiertää jatkuvasti renkaan ympärillä.

Asemien enimmäismäärä yhdessä kehässä on 256.

Asemien välinen enimmäisetäisyys riippuu lähetysvälineen tyypistä (viestintälinja) ja on:

Jopa 8 rengasta (MSAU) voidaan yhdistää siltojen avulla.

Verkon enimmäispituus riippuu kokoonpanosta.

Token Ring -verkkotekniikan tarkoitus.

IBM ehdotti Token Ring -verkkoa vuonna 1985 (ensimmäinen versio ilmestyi vuonna 1980). Token Ringin tarkoituksena oli verkottaa kaikentyyppisiä yrityksen tuottamia tietokoneita (PC:istä keskustietokoneisiin).

Mikä kansainvälinen standardi määrittelee Token Ring -verkkotekniikan?

Token Ring on tällä hetkellä kansainvälinen IEEE 802.5 -standardi.

Kuinka paljon kaistanleveyttä Token Ring LAN tarjoaa?

Tästä tekniikasta on kaksi muunnelmaa, jotka tarjoavat tiedonsiirtonopeudet 4 ja 16 Mbit/s, vastaavasti.

Mikä on MSAU-monipääsylaite?

MSAU-keskitin on itsenäinen yksikkö, jossa on 8 liitintä tietokoneiden liittämiseen sovitinkaapeleilla ja kaksi ulompaa liitintä muihin keskittimiin yhdistämiseen runkokaapeleilla.

Useita MSAU:ita voidaan rakenteellisesti yhdistää ryhmäksi (klusteriksi), jonka sisällä tilaajat on kytketty renkaaseen, jolloin voit lisätä yhteen keskukseen kytkettyjen tilaajien määrää.

Jokainen sovitin kytkeytyy MSAU:hun käyttämällä kahta monisuuntaista tietoliikennelinjaa.

Piirrä rakenne ja kuvaile Token Ring LANin toimintaa yhden (usean) MSAU:n perusteella.

Yksi - katso yllä

Useita – (jatkuu)…Samat kaksi pääkaapelissa olevaa monisuuntaista tietoliikennelinjaa voivat yhdistää MSAU:t renkaaksi (kuva 3.3), toisin kuin yksisuuntainen pääkaapeli, kuten kuvassa 3.2.

Jokainen LAN-solmu vastaanottaa kehyksen naapurisolmulta, palauttaa signaalitasot nimellisille tasoille ja lähettää kehyksen seuraavalle solmulle.

Lähetetty kehys voi sisältää dataa tai olla merkki, joka on erikoispalvelun 3-tavuinen kehys. Tokenin omistavalla solmulla on oikeus lähettää tietoja.

Kun PC:n on lähetettävä kehys, sen sovitin odottaa tunnuksen saapumista ja muuntaa sen sitten kehykseksi, joka sisältää tiedot, jotka on luotu sopivan kerroksen protokollalla, ja lähettää sen verkkoon. Paketti välitetään verkon yli sovittimelta sovittimelle, kunnes se saavuttaa määränpään, joka asettaa siihen tietyt bitit varmistaakseen, että vastaanottaja on vastaanottanut kehyksen, ja välittää sen edelleen verkkoon. Paketti jatkaa liikkumista verkon läpi, kunnes se palaa lähettävälle solmulle, jossa lähetyksen oikeellisuus varmistetaan. Jos kehys lähetettiin kohteeseen ilman virheitä, solmu välittää tunnuksen seuraavalle solmulle. Siten kehystörmäykset ovat mahdottomia token-läpäisevässä lähiverkossa.

Mitä eroa on Token Ring LANin fyysisen topologian ja loogisen topologian välillä?

Token Ringin fyysinen topologia voidaan toteuttaa kahdella tavalla:

1) "tähti" (kuva 3.1);

Looginen topologia kaikissa menetelmissä on "rengas". Paketti välitetään solmusta solmuun renkaan ympärillä, kunnes se palaa solmuun, josta se on peräisin.

Piirrä mahdollisia vaihtoehtoja Token Ring LAN -rakenteet.

1) "tähti" (kuva 3.1);

2) "pidennetty rengas" (kuva 3.2).

Lyhyt kuvaus Token Ring LAN:n toiminnallisesta organisaatiosta. Katso nro 93

Aktiivisen monitorin käsite ja toiminnot Token Ring LANissa.

Kun Token Ring LAN alustetaan, yksi työasemista nimetään nimellä aktiivinen näyttö , jolle kehässä on lisätty ohjaustoimintoja:

tilapäinen ohjaus loogisessa renkaassa tunnuksen katoamiseen liittyvien tilanteiden tunnistamiseksi;

uuden tunnuksen generointi tunnuksen katoamisen havaitsemisen jälkeen;

diagnostisen henkilöstön muodostaminen tietyissä olosuhteissa.

Kun aktiivinen näyttö epäonnistuu, uusi aktiivinen näyttö määrätään monista muista tietokoneista.

Mitä merkkien lähetystapaa (menetelmää) käytetään Token Ring LANissa nopeudella 16 Mbit/s?

Verkon suorituskyvyn lisäämiseksi Token Ringissä nopeudella 16 Mbit/s ns varhainen tunnuksen välitystila (Early Token Release - ETR), jossa RS lähettää tokenin seuraavalle RS:lle välittömästi kehyksen lähettämisen jälkeen. Tässä tapauksessa seuraavalla RS:llä on mahdollisuus lähettää kehyksensä odottamatta alkuperäisen RS:n lähetyksen valmistumista.

Luettele Token Ring LAN -verkoissa käytetyt kehystyypit.

merkki; datakehys; valmistumisjärjestys.

Piirrä ja selitä Token Ring LAN:n merkkimuoto (tietokehys, päätesekvenssi).

Merkin muoto

KO - loppurajoitin - [J | K | 1 | J | K | 1 | PC | OO]

Tietokehyksen muoto

SPK - kehyksen aloitussekvenssi

MUTTA - alkurajoitin - [ J|K| 0 |J|K| 0 | 0 | 0 ]

UD - kulunvalvonta - [ P|P|P|T|M|R|R|R]

Iso-Britannia – henkilöstöhallinto

AN - kohdeosoite

AI - lähdeosoite

Data - tietokenttä

KS - tarkistussumma

PKK - kehyksen lopun merkki

KO - lopullinen rajoitin

SC - kehyksen tila

Lopetusjärjestyksen muoto

"Pääsynhallinta"-kentän rakenne Token Ring LAN -kehyksessä.

UD- kulunvalvonta(Access Control) - sillä on seuraava rakenne: [ P | P | P | T | M | R | R | R ] , jossa PPP - prioriteettibitit;

verkkosovittimella on kyky määrittää prioriteetteja tunnukselle ja datakehyksille kirjoittamalla prioriteettitaso prioriteettibittien kenttään numeroina 0 - 7 (7 on korkein prioriteetti); RS:llä on oikeus lähettää viesti vain, jos sen oma prioriteetti ei ole alempi kuin sen vastaanottaman tokenin prioriteetti; T- merkkibitti: 0 merkille ja 1 datakehykselle; M- monitoribitti: 1, jos aktiivinen monitori lähettää kehyksen ja 0 muuten; Kun aktiivinen monitori vastaanottaa kehyksen, jonka monitoribitti on yhtä kuin 1, se tarkoittaa, että sanoma tai valtuutus on ohittanut lähiverkon löytämättä kohdetta; RRR- varausbittejä käytetään yhdessä prioriteettibittien kanssa; PC voi varata verkon lisäkäytön asettamalla prioriteettiarvonsa varausbitteihin, jos sen prioriteetti on suurempi kuin varauskentän nykyinen arvo;

sen jälkeen, kun lähettävä solmu, vastaanotettuaan palautetun datakehyksen, generoi uuden tunnuksen, se asettaa prioriteettinsa yhtä suureksi kuin aiemmin vastaanotetun kehyksen varauskentän arvo; siten vuoromerkki siirretään solmulle, joka on asettanut korkeimman prioriteetin varauskentässä;

Token Ring LAN -tokenin "access control" -kentän prioriteettibittien (token bit, monitor bit, varausbitit) määrittäminen. Katso edellä

Mitä eroa on MAC-kerroskehysten ja LLC-kerroskehysten välillä?

Iso-Britannia- HR hallinta(Frame Control - FC) määrittää kehystyypin (MAC tai LLC) ja MAC-ohjauskoodin; yksitavuinen kenttä sisältää kaksi aluetta:

Missä FF- kehysmuoto (tyyppi): 00 - MAC-tyypin kehykselle; 01 - LLC-tason kehykselle; (arvot 10 ja 11 on varattu); 00 - käyttämättömät varabitit; CCCC- MAC-kehyskoodi (fyysinen ohjauskenttä), joka määrittää, minkä tyyppisiin (IEEE 802.5 -standardin määrittelemiin) MAC-tason ohjauskehyksiin se kuuluu;

Mikä tietokehyksen kenttä ilmaisee MAC-tyypin (LLC)? Rikoslaki-kentässä (katso yllä)

Tietokentän pituus Token Ring LAN -kehyksissä.

Tietokentän pituudelle ei ole erityistä rajoitusta, vaikka käytännössä se johtuu rajoituksista, jotka koskevat erillisen työaseman sallittua aikaa käyttää verkkoa ja on 4096 tavua ja voi nousta 18 kt:n verkkoon, jonka siirtonopeus on 16 Mbit/s.

Mitä lisätietoja LAN Token Ring -kehyksen pään erotin sisältää ja miksi?

KO on viimeinen rajoitin, joka sisältää ainutlaatuisen sähköpulssisarjan lisäksi kaksi muuta yhden bitin aluetta:

välikehyksen bitti (Intermediate Frame), arvot otetaan:

1, jos kehys on osa monipakettilähetystä,

0, jos kehys on viimeinen tai ainoa;

virhe havaittu bitti (Error-detected), joka on asetettu arvoon 0, kun kehys luodaan lähteessä, ja se voidaan muuttaa arvoon 1, jos verkkosolmujen läpi kulkeessa havaitaan virhe; tämän jälkeen kehys lähetetään uudelleen ilman virheenhallintaa seuraavissa solmuissa, kunnes se saavuttaa lähdesolmun, joka tässä tapauksessa yrittää lähettää kehyksen uudelleen;

Miten Token Ring -verkko toimii, jos "error detected bit" kehyksen pään erottimessa on asetettu arvoon "1"?

tämän jälkeen kehys lähetetään uudelleen ilman virheenhallintaa seuraavissa solmuissa, kunnes se saavuttaa lähdesolmun, joka tässä tapauksessa yrittää lähettää kehyksen uudelleen;

Token Ring LAN -datakehyksen "paketin tila" -kentän rakenne.

SK- (osavaltio) kehyksen tila(Frame Status - FS) - yksitavuinen kenttä, joka sisältää 4 varattua bittiä (R) ja kaksi sisäistä kenttää:

osoitteentunnistusbitti (indikaattori) (A);

bitti (osoitin) paketin kopioimisesta (C): [ A.C.R.R.A.C.R.R.]

Koska tarkistussumma ei kata SP-kenttää, tavun jokainen yksibittinen kenttä monistetaan tietojen luotettavuuden takaamiseksi.

Lähettävä solmu asettaa bitit nollaan A Ja KANSSA.

Vastaanottava solmu asettaa bitin kehyksen vastaanottamisen jälkeen A kohdassa 1.

Jos kehyksen vastaanottavan solmun puskuriin kopioinnin jälkeen kehyksessä ei havaita virheitä, bitti KANSSA on myös asetettu arvoon 1.

Siten merkki onnistuneesta kehyslähetyksestä on kehyksen paluu lähteeseen bitteineen: A=1 ja KANSSA=1.

A = 0 tarkoittaa, että kohdeasema ei ole enää verkossa tai tietokone on epäkunnossa (pois päältä).

A=1 Ja С=0 tarkoittaa, että kehyksen polulla lähteestä kohteeseen tapahtui virhe (virheentunnistusbitti loppuerottimessa asetetaan myös arvoon 1).

A = 1, C = 1 ja virheentunnistusbitti = 1 tarkoittaa, että kehyksen paluupolulla kohteesta lähteeseen tapahtui virhe sen jälkeen, kun kohdesolmu on vastaanottanut kehyksen onnistuneesti.

Mitä "osoitteentunnistusbitin" ("paketin kopiointibitti puskuriin") arvo, joka on yhtä suuri kuin 1 (0), osoittaa?- Katso edellä

Asemien enimmäismäärä yhdessä Token Ring LANissa on...?-256

Mikä on Token Ring LAN -verkon asemien välinen enimmäisetäisyys?

Asemien välinen enimmäisetäisyys riippuu lähetysvälineen tyypistä

(viestintälinjat) ja määrä on:

100 metriä - kierretylle parille (UTP-luokka 4);

150 metriä - kierretylle parille (IBM tyyppi 1);

3000 metriä - kuituoptiselle monimuotokaapelille.

Token Ringin edut ja haitat.

Token Ringin edut:

ristiriitojen puuttuminen tiedonsiirtovälineessä;

Kaikille verkon käyttäjille tarjotaan taattu pääsyaika;

Token Ring -verkko toimii hyvin myös suurilla kuormituksilla, jopa 100 % kuormituksella, toisin kuin Ethernet, jossa pääsyaika kasvaa merkittävästi jopa 30 % tai enemmän kuormituksella; tämä on erittäin tärkeää reaaliaikaisille verkoille;

suurempi sallittu siirrettävän tiedon koko yhdessä kehyksessä (jopa 18 KB) Ethernetiin verrattuna varmistaa verkon tehokkaamman toiminnan siirrettäessä suuria tietomääriä;

todellinen tiedonsiirtonopeus Token Ring -verkossa voi olla suurempi kuin tavallisessa Ethernetissä (todellinen nopeus riippuu käytettävien sovittimien laitteisto-ominaisuuksista ja verkkotietokoneiden nopeudesta).

Token Ringin haitat:

Token Ring -verkon korkeammat kustannukset Ethernetiin verrattuna, koska:

sovittimet ovat kalliimpia monimutkaisemman Token Ring -protokollan vuoksi;

lisäkustannukset MSAU-rikastimien ostamisesta;

pienempi Token Ring -verkon koko Ethernetiin verrattuna;

tarve valvoa merkin eheyttä.

Mitkä lähiverkot ovat vapaita konflikteista tiedonsiirtovälineessä (taattu pääsyaika tarjotaan kaikille verkon käyttäjille)?

LAN-verkossa tunnuspääsyllä

FDDI LANin lyhyet ominaisuudet.

Asemien enimmäismäärä kehässä on 500.

Verkon enimmäispituus on 100 km.

Lähetysväline - valokuitukaapeli (mahdollisesti kierretty pari).

Asemien välinen enimmäisetäisyys riippuu lähetysvälineen tyypistä ja on:

2 km - kuituoptiselle monimuotokaapelille.

50 (40?) km - yksimuotokuituoptiselle kaapelille;

100 m - kierretylle parille (UTP-luokka 5);

100 m - kierretylle parille (IBM tyyppi 1).

Pääsymenetelmä on token.

Tiedonsiirtonopeus - 100 Mbit/s (200 Mbit/s full-duplex-lähetystilassa).

Verkon kokonaispituuden rajoitus johtuu ajan rajoituksesta, joka kuluu signaalin kulkemiseen kokonaan renkaan ympäri, jotta varmistetaan suurin sallittu pääsyaika. Suurin tilaajien välinen etäisyys määräytyy kaapelissa olevien signaalien vaimennuksen perusteella.

Mitä lyhenne FDDI tarkoittaa?

FDDI (Fiber Distributed Data Interface - kuituoptinen tiedonjakeluliitäntä) - yksi ensimmäisistä nopeista LAN-tekniikoista.

FDDI-verkkotekniikan tarkoitus.

FDDI-standardi keskittyy suuriin tiedonsiirtonopeuksiin - 100 Mbit/s. Tämä standardi on suunniteltu mahdollisimman yhteensopivaksi IEEE 802.5 Token Ring -standardin kanssa. Pienet erot tästä standardista johtuvat tarpeesta tarjota suurempia tiedonsiirtonopeuksia pitkillä etäisyyksillä.

FDDI-tekniikka sisältää optisen kuidun käytön siirtovälineenä, joka tarjoaa:

korkea luotettavuus;

uudelleenkonfiguroinnin joustavuus;

korkea tiedonsiirtonopeus - 100 Mbit/s;

pitkät etäisyydet asemien välillä (monimuotokuidulle - 2 km; yksimuotokuidulle laserdiodeja käytettäessä - jopa 40 km; koko verkon enimmäispituus - 200 km).

Kuinka paljon kaistanleveyttä on käytettävissä FDDI LANissa?

Ethernet, joka koostuu segmenteistä erilaisia ​​tyyppejä, herää monia kysymyksiä, jotka liittyvät ensisijaisesti verkon suurimmaan sallittuun kokoon (halkaisijaan) ja erilaisten elementtien enimmäismäärään. Verkko toimii vain, jos etenemisviive siinä oleva signaali ei ylitä raja-arvoa. Tämä määräytyy valitun mukaan pörssin ohjausmenetelmä CSMA/CD, perustuu törmäyksen havaitsemiseen ja erottelukykyyn.

Ensinnäkin on huomattava, että monimutkaisten Ethernet-konfiguraatioiden saamiseksi yksittäisistä segmenteistä käytetään kahta päätyyppiä välilaitteita:

• Toistinkeskittimet (keskittimet) ovat joukko toistimia eivätkä erota loogisesti niihin kytkettyjä segmenttejä;
• Kytkimet välittävät tietoja segmenttien välillä, mutta eivät siirrä ristiriitoja segmentistä toiseen.

Monimutkaisempia kytkimiä käytettäessä yksittäisten segmenttien ristiriidat ratkaistaan ​​paikallisesti, itse segmenteissä, mutta niitä ei levitetä koko verkossa, kuten yksinkertaisemmissa toistinkeskittimissä. Tämä on olennaisen tärkeää Ethernet-verkkotopologian valinnassa, koska siinä käytetty CSMA/CD-pääsymenetelmä olettaa ristiriitojen olemassaolon ja niiden ratkaisemisen, ja verkon kokonaispituuden määrää tarkasti konfliktialueen koko, törmäysalue. Siten toistinkeskittimen käyttö ei jaa konfliktialuetta, kun taas kukin kytkentäkeskitin jakaa konfliktialueen osiin. Kytkintä käytettäessä suorituskyky on arvioitava jokaiselle verkkosegmentille erikseen ja toistinkeskittimiä käytettäessä - koko verkon osalta.

Käytännössä toistinkeskittimiä käytetään paljon useammin, koska ne ovat sekä yksinkertaisempia että halvempia. Siksi tulevaisuudessa puhumme juuri niistä.

Ethernet-kokoonpanon valinnassa ja arvioinnissa käytetään kahta päämallia.

Mallin 1 säännöt

Ensimmäinen malli muodostaa joukon sääntöjä, joita verkon suunnittelijan on noudatettava yhdistäessään yksittäisiä tietokoneita ja segmenttejä:

1. Segmenttiin kytketty toistin tai keskitin vähentää segmenttiin liitettyjen tilaajien enimmäismäärää yhdellä.
2. Kahden tilaajan välinen täydellinen polku saa sisältää enintään viisi segmenttiä, neljä keskitintä (toistinta) ja kaksi lähetin-vastaanotinta (MAU).
3. Jos tilaajien välinen polku koostuu viidestä segmentistä ja neljästä keskittimestä (toistimesta), segmenttien lukumäärä, joihin tilaajat on kytketty, ei saa ylittää kolmea, ja muiden segmenttien tulisi yksinkertaisesti yhdistää keskittimet (toistimet) toisiinsa. Tämä on jo mainittu "5-4-3-sääntö".
4. Jos tilaajien välinen polku koostuu neljästä segmentistä ja kolmesta keskittimestä (toistimesta), seuraavien ehtojen on täytyttävä:
   • 10BASE-FL-segmentin kuituoptisen kaapelin, joka yhdistää keskittimet (toistimet), enimmäispituus ei saa ylittää 1000 metriä;
   • 10BASE-FL-segmentin kuituoptisen kaapelin, joka yhdistää keskittimet (toistimet) tietokoneisiin, enimmäispituus ei saa ylittää 400 metriä;
   • Tietokoneet voivat muodostaa yhteyden kaikkiin segmentteihin.

Jos noudatat näitä sääntöjä, voit olla varma, että verkko toimii. Lisälaskelmia ei tässä tapauksessa tarvita. Uskotaan, että näiden sääntöjen noudattaminen takaa hyväksyttävän signaaliviiveen verkossa.

Paikallisverkkojen solmujen vuorovaikutusta organisoitaessa päärooli annetaan linkkikerroksen protokollalle. Jotta linkkikerros selviytyisi tästä tehtävästä, paikallisten verkkojen rakenteen on kuitenkin oltava varsin spesifinen, esimerkiksi suosituin linkkikerroksen protokolla - Ethernet - on suunniteltu kaikkien verkon solmujen rinnakkaiseen kytkemiseen yhteiseen väylään. ne - pala koaksiaalikaapelia. Samanlainen lähestymistapa on käyttää yksinkertaiset rakenteet kaapeliyhteydet paikallisverkon tietokoneiden välillä vastasi päätavoitetta, jonka ensimmäisten lähiverkkojen kehittäjät asettivat 70-luvun jälkipuoliskolla. Tavoitteena oli löytää yksinkertainen ja halpa ratkaisu useiden kymmenien samassa rakennuksessa olevien tietokoneiden liittämiseen tietokoneverkkoon.

Ethernet-teknologian kehittämisessä on luotu nopeita vaihtoehtoja: IEEE802.3u/Fast Ethernet ja IEEE802.3z/Gigabit Ethernet.

Nopea Ethernet-tekniikka on klassisen Ethernet-tekniikan evoluution mukainen kehitys. Sen tärkeimmät edut ovat:

1) verkkosegmenttien suorituskyvyn lisääminen 100 Mb/s asti;

2) Ethernetin hajasaantimenetelmän säilyttäminen;

3) tähtimuotoisen verkkotopologian ylläpitäminen ja perinteisten tiedonsiirtovälineiden - kierretty pari ja valokaapeli - tukeminen.

Nämä ominaisuudet mahdollistavat asteittaisen siirtymisen 10Base-T-verkoista - tämän päivän suosituimmasta Ethernet-versiosta - nopeisiin verkkoihin, jotka säilyttävät merkittävän jatkuvuuden tutun tekniikan kanssa: Fast Ethernet ei vaadi radikaalia henkilöstön uudelleenkoulutusta ja laitteiden vaihtamista kaikissa verkoissa solmut. Virallinen 100Base-T (802.3u) -standardi määritti kolme erilaista fyysisen kerroksen eritelmää (seitsemänkerroksisen OSI-mallin osalta) tukemaan seuraavan tyyppisiä kaapelijärjestelmiä:

1) 100Base-TX kahden parin kaapelille suojaamattomassa kierretyssä parissa UTP Category 5 tai suojatussa kierretyssä parissa STP Type 1;

2) 100Base-T4 neljän parin kaapelille suojaamattomassa kierretyssä parikaapelissa, kategoria 3, 4 tai 5;

3) 100Base-FX monimuotokuitukaapelille.

Gigabit Ethernet 1000Base-T, joka perustuu kierrettyyn pariin ja valokuitukaapeliin. Koska Gigabit Ethernet -tekniikka on yhteensopiva 10 Mbps ja 100 Mbps Ethernetin kanssa, on helppo siirtyä tätä tekniikkaa ilman suuria investointeja ohjelmistoihin, kaapelointiin ja henkilöstön koulutukseen.

Gigabit Ethernet -tekniikka on IEEE 802.3 Ethernetin laajennus, joka käyttää samaa pakettirakennetta, -muotoa ja -tukea CSMA/CD:lle, full duplexille, virtauksen ohjaukselle ja muille, samalla kun se tarjoaa teoreettisen kymmenkertaisen suorituskyvyn. CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection - Multiple Access with Carrier Sensing and Collision Detection) on tekniikka, joka mahdollistaa moninkertaisen pääsyn yhteiseen tiedonsiirtovälineeseen paikallisessa tietokoneverkossa törmäyksenhallinnan avulla. CSMA/CD viittaa hajautettuihin satunnaismenetelmiin. Sitä käytetään sekä tavallisissa Ethernet-tyyppisissä verkoissa että nopeissa verkoissa (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Kutsutaan myös verkkoprotokolla, joka käyttää CSMA/CD-mallia. CSMA/CD-protokolla toimii datalinkkikerroksessa OSI-mallissa.

Gigabit Ethernet - tarjoaa 1000 Mbit/s siirtonopeuden. Standardista on olemassa seuraavat muutokset:

1) 1000BASE-SX - käytetään valokuitukaapelia, jonka valosignaalin aallonpituus on 850 nm.

2) 1000BASE-LX - käytetään valokuitukaapelia, jonka valosignaalin aallonpituus on 1300 nm.

Vakioverkoista yleisin on Ethernet-verkko. Se ilmestyi vuonna 1972, ja vuonna 1985 siitä tuli kansainvälinen standardi. Sen hyväksyivät suurimmat kansainväliset standardointijärjestöt: komitea 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) ja ECMA (European Computer Manufacturers Association).

Standardin nimi on IEEE 802.3 (luetaan englanniksi nimellä "eight oh two dot three"). Se määrittelee moninkertaisen pääsyn monoväylätyyppiselle kanavalle törmäyksenilmaisulla ja lähetyksen ohjauksella, eli jo mainitulla CSMA/CD-pääsymenetelmällä.

Alkuperäisen IEEE 802.3 -standardin pääominaisuudet:

· topologia – väylä;

· siirtoväline – koaksiaalikaapeli;

· siirtonopeus – 10 Mbit/s;

· verkon enimmäispituus – 5 km;

· tilaajien enimmäismäärä – enintään 1024;

· verkkosegmentin pituus – jopa 500 m;

· tilaajien määrä yhdellä segmentillä - jopa 100;

· pääsytapa – CSMA/CD;

· kapeakaistainen lähetys, eli ilman modulaatiota (monokanava).

Tarkkaan ottaen IEEE 802.3- ja Ethernet-standardien välillä on pieniä eroja, mutta ne jätetään yleensä huomiotta.

Ethernet-verkko on tällä hetkellä maailman suosituin (yli 90 % markkinoista), ja oletettavasti se pysyy sellaisena myös tulevina vuosina. Tätä helpotti suuresti se, että alusta alkaen verkon ominaisuudet, parametrit ja protokollat ​​olivat avoimia, minkä seurauksena valtava määrä valmistajia ympäri maailmaa alkoi valmistaa Ethernet-laitteita, jotka olivat täysin yhteensopivia keskenään. .

Klassisessa Ethernet-verkossa käytettiin kahden tyyppistä 50 ohmin koaksiaalikaapelia (paksu ja ohut). Kuitenkin viime aikoina (90-luvun alusta lähtien) laajimmin käytetty Ethernet-versio on se, joka käyttää kierrettyjä pareja lähetysvälineenä. Standardi on määritelty myös valokaapeliverkoissa käytettäväksi. Alkuperäiseen IEEE 802.3 -standardiin on tehty lisäyksiä näiden muutosten huomioon ottamiseksi. Vuonna 1995 ilmestyi lisästandardi Ethernetin nopeammalle versiolle, joka toimii 100 Mbit/s nopeudella (ns. Fast Ethernet, IEEE 802.3u -standardi), käyttäen siirtovälineenä kierrettyä paria tai valokuitukaapelia. Vuonna 1997 ilmestyi myös versio, jonka nopeus on 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, IEEE 802.3z -standardi).

Vakioväylätopologian lisäksi käytetään yhä enemmän passiivista tähti- ja passiivipuutopologioita. Tämä tarkoittaa toistimien ja toistinkeskittimien käyttöä, jotka yhdistävät verkon eri osia (segmenttejä). Tämän seurauksena segmenteille voi muodostua puumainen rakenne erilaisia ​​tyyppejä(Kuva 7.1).

Segmentti (osa verkkoa) voi olla klassinen väylä tai yksi tilaaja. Väyläsegmenteissä käytetään koaksiaalikaapelia ja passiivisissa tähtipalkeissa (liitäntään keskittimeen yksittäisiä tietokoneita) – kierretty parikaapeli ja valokuitukaapeli. Päävaatimus tuloksena olevalle topologialle on, että se ei saa sisältää suljettuja polkuja (silmukoita). Itse asiassa käy ilmi, että kaikki tilaajat on kytketty fyysiseen väylään, koska signaali jokaisesta heistä etenee kaikkiin suuntiin kerralla eikä palaa takaisin (kuten renkaassa).

Koko verkon kaapelin maksimipituus (maksimi signaalipolku) voi teoriassa olla 6,5 ​​kilometriä, mutta käytännössä se ei ylitä 3,5 kilometriä.

Riisi. 7.1. Klassinen Ethernet-verkkotopologia.

Fast Ethernet -verkossa ei ole fyysistä väylätopologiaa, vaan käytetään vain passiivista tähteä tai passiivista puuta. Lisäksi Fast Ethernetillä on paljon tiukemmat vaatimukset verkon enimmäispituudelle. Loppujen lopuksi lähetysnopeuden 10-kertaisen kasvun ja pakettimuodon säilyttämisen myötä sen vähimmäispituus tulee kymmenen kertaa lyhyemmäksi. Siten kaksinkertaisen signaalin lähetysajan sallittu arvo verkon läpi pienenee 10 kertaa (5,12 μs vs. 51,2 μs Ethernetissä).

Normaalia Manchester-koodia käytetään tiedon siirtämiseen Ethernet-verkossa.

Ethernet-verkkoon pääsy tapahtuu satunnaisella CSMA/CD-menetelmällä, mikä varmistaa tilaajien tasa-arvon. Verkko käyttää vaihtelevan pituisia paketteja.

10 Mbit/s nopeudella toimivalle Ethernet-verkolle standardi määrittelee neljä päätyyppiä verkkosegmenttejä, jotka keskittyvät erilaisiin tiedonsiirtovälineisiin:

· 10BASE5 (paksu koaksiaalikaapeli);

· 10BASE2 (ohut koaksiaalikaapeli);

· 10BASE-T (kierretty pari);

· 10BASE-FL (kuituoptinen kaapeli).

Segmentin nimi sisältää kolme elementtiä: numero "10" tarkoittaa 10 Mbit/s siirtonopeutta, sana BASE tarkoittaa siirtoa perustaajuuskaistalla (eli moduloimatta suurtaajuista signaalia) ja viimeinen elementti on segmentin sallittu pituus: "5" - 500 metriä, "2" - 200 metriä (tarkemmin 185 metriä) tai viestintälinjan tyyppi: "T" - kierretty pari (englannin sanasta "twisted-pair") ), "F" - valokuitukaapeli (englannin sanasta "fiber optic").

Vastaavasti 100 Mbit/s (Fast Ethernet) nopeudella toimivalle Ethernet-verkolle standardi määrittelee kolmen tyyppisiä segmenttejä, jotka eroavat siirtovälineiden tyypeiltä:

· 100BASE-T4 (kierretty nelipari);

· 100BASE-TX (kierretty kaksoispari);

· 100BASE-FX (kuituoptinen kaapeli).

Tässä numero "100" tarkoittaa 100 Mbit/s siirtonopeutta, kirjain "T" tarkoittaa kierrettyä paria ja kirjain "F" tarkoittaa valokaapelia. Tyypit 100BASE-TX ja 100BASE-FX yhdistetään joskus nimellä 100BASE-X, ja 100BASE-T4 ja 100BASE-TX kutsutaan nimellä 100BASE-T.

Token-Ring-verkko

IBM ehdotti Token-Ring-verkkoa vuonna 1985 (ensimmäinen versio ilmestyi vuonna 1980). Sen oli tarkoitus verkottaa kaikentyyppisiä IBM:n valmistamia tietokoneita. Jo se tosiasia, että IBM, suurin tietokonelaitteiden valmistaja, tukee sitä, viittaa siihen, että siihen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Mutta yhtä tärkeää on, että Token-Ring on tällä hetkellä kansainvälinen standardi IEEE 802.5 (vaikka Token-Ringin ja IEEE 802.5:n välillä on pieniä eroja). Tämä asettaa tämän verkon samalle tilalle Ethernetin kanssa.

Token-Ring kehitettiin luotettavaksi vaihtoehdoksi Ethernetille. Ja vaikka Ethernet korvaa nyt kaikki muut verkot, Token-Ringiä ei voida pitää toivottoman vanhentuneena. Yli 10 miljoonaa tietokonetta ympäri maailmaa on yhdistetty tähän verkkoon.

Token-Ring -verkossa on rengastopologia, vaikka se näyttää ulkoisesti enemmän tähdeltä. Tämä johtuu siitä, että yksittäiset tilaajat (tietokoneet) eivät muodosta yhteyttä verkkoon suoraan, vaan erityisten keskittimien tai monikäyttölaitteiden (MSAU tai MAU - Multistation Access Unit) kautta. Fyysisesti verkko muodostaa tähtirengastopologian (kuva 7.3). Todellisuudessa tilaajat ovat edelleen yhdistyneet renkaaseen, eli jokainen heistä välittää tietoa yhdelle naapuritilaajalle ja vastaanottaa tietoa toiselta.

Riisi. 7.3. Token-Ring-verkon tähtirengastopologia.

IBM Token-Ring -verkon siirtoväline oli alun perin kierretty pari, sekä suojaamaton (UTP) että suojattu (STP), mutta sitten koaksiaalikaapelille ja FDDI-standardin valokuitukaapelille ilmestyi laitevaihtoehtoja.

Perus tekniset tiedot Token-Ring-verkon klassinen versio:

· IBM 8228 MAU -tyyppisten keskittimien enimmäismäärä – 12;

· tilaajien enimmäismäärä verkossa – 96;

· kaapelin enimmäispituus tilaajan ja keskittimen välillä on 45 metriä;

· kaapelin enimmäispituus napojen välillä on 45 metriä;

· kaikki keskittimet yhdistävän kaapelin enimmäispituus on 120 metriä;

· tiedonsiirtonopeus – 4 Mbit/s ja 16 Mbit/s.

Kaikki annetut ominaisuudet viittaavat tapaukseen, jossa käytetään suojaamatonta kierrettyä parikaapelia. Jos käytetään eri siirtovälinettä, verkon suorituskyky voi vaihdella. Esimerkiksi suojattua kierrettyä paria (STP) käytettäessä tilaajamäärä voidaan kasvattaa 260:een (96 sijasta), kaapelin pituutta 100 metriin (45 sijasta), keskittimien lukumäärää voidaan kasvattaa. 33, ja napoja yhdistävän renkaan kokonaispituus voi olla jopa 200 metriä . Valokuitukaapelin avulla voit kasvattaa kaapelin pituutta jopa kahteen kilometriin.

Tietojen siirtämiseksi Token-Ringiin käytetään kaksivaiheista koodia (tarkemmin sanottuna sen versiota, jossa on pakollinen siirtymä bittivälin keskellä). Kuten minkä tahansa tähtitopologian kohdalla, muita sähköisiä päätteitä tai ulkoisia maadoitustoimenpiteitä ei tarvita. Neuvottelu suoritetaan verkkosovittimien ja keskittimien laitteistolla.

Kaapeleiden kytkemiseen Token-Ring käyttää RJ-45-liittimiä (suojaamaton kierretty pari) sekä MIC- ja DB9P-liittimiä. Kaapelissa olevat johdot yhdistävät samannimiset liittimen koskettimet (eli käytetään ns. "suoraa" kaapeleita).

Token-Ring-verkko klassisessa versiossaan on Ethernet-verkkoa huonompi sekä sallitun koon että tilaajamäärän enimmäismäärän suhteen. Siirtonopeuden suhteen Token-Ring on tällä hetkellä saatavilla 100 Mbps (High Speed ​​​​Token-Ring, HSTR) ja 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring) versioina. Token-Ringiä tukevat yritykset (mukaan lukien IBM, Olicom, Madge) eivät aio hylätä verkkoaan, vaan pitävät sitä arvoinen kilpailija Ethernet.

Ethernet-laitteisiin verrattuna Token-Ring-laitteet ovat huomattavasti kalliimpia, koska niissä käytetään monimutkaisempaa keskuksen hallintatapaa, joten Token-Ring-verkko ei ole levinnyt niin laajalle.

Kuitenkin toisin kuin Ethernet, Token-Ring-verkko pystyy käsittelemään korkeaa kuormitusta (yli 30-40 %) paljon paremmin ja tarjoaa taatun käyttöajan. Tämä on tarpeen esimerkiksi teollisuusverkoissa, joissa viive reagoinnissa ulkoiseen tapahtumaan voi johtaa vakaviin onnettomuuksiin.

Token-Ring -verkossa käytetään klassista token access -menetelmää, eli renkaan ympärillä kiertää jatkuvasti token, johon tilaajat voivat liittää datapakettinsa (ks. kuva 4.15). Tämä tarkoittaa tämän verkon niin tärkeää etua kuin ristiriitojen puuttuminen, mutta siinä on myös haittoja, erityisesti tarve valvoa tunnuksen eheyttä ja verkon toiminnan riippuvuutta jokaisesta tilaajasta (jos toimintahäiriö, tilaaja on suljettava kehästä).

Paketin maksimiaika Token-Ringille on 10 ms. Kun tilaajia on enintään 260, koko soittojakso on 260 x 10 ms = 2,6 s. Tänä aikana kaikki 260 tilaajaa voivat lähettää pakettinsa (jos tietysti heillä on lähetettävää). Tänä aikana ilmainen token saavuttaa varmasti jokaisen tilaajan. Tämä sama aikaväli on Token-Ring-käyttöajan yläraja.

Arcnet verkko

Arcnet-verkko (tai ARCnet englanninkielisestä Attached Resource Computer Netistä, tietokoneverkko liitetyt resurssit) on yksi vanhimmista verkoista. Datapoint Corporation kehitti sen vuonna 1977. Tälle verkolle ei ole kansainvälisiä standardeja, vaikka sitä pidetään token access -menetelmän esi-isänä. Standardien puutteesta huolimatta Arcnet-verkko oli viime aikoihin asti (1980 - 1990) suosittu, jopa kilpaili vakavasti Ethernetin kanssa. Suuri joukko yrityksiä valmisti laitteita tämän tyyppisiin verkkoihin. Mutta nyt Arcnet-laitteiden tuotanto on käytännössä lopetettu.

Arcnet-verkon tärkeimpiä etuja Ethernetiin verrattuna ovat rajallinen pääsyaika, korkea tiedonsiirron luotettavuus, diagnoosin helppous ja sovittimien suhteellisen alhaiset kustannukset. Verkon merkittävimpiä haittoja ovat alhainen tiedonsiirtonopeus (2,5 Mbit/s), osoitejärjestelmä ja pakettimuoto.

Tietojen välittämiseen Arcnet-verkossa käytetään melko harvinaista koodia, jossa looginen vastaa kahta pulssia bittivälin aikana ja looginen nolla yhtä pulssia. Ilmeisesti tämä on itseajastettu koodi, joka vaatii jopa enemmän kaapelin kaistanleveyttä kuin jopa Manchester.

Siirtoväline verkossa on koaksiaalikaapeli, jonka ominaisimpedanssi on 93 ohmia, esimerkiksi merkki RG-62A/U. Kierretyllä parilla varustettuja vaihtoehtoja (suojattu ja suojaamaton) ei käytetä laajalti. Myös valokaapelivaihtoehtoja ehdotettiin, mutta ne eivät myöskään pelastaneet Arcnetia.

Topologiana Arcnet-verkko käyttää klassista väylää (Arcnet-BUS) sekä passiivista tähteä (Arcnet-STAR). Tähti käyttää keskittimiä (keskittimiä). On mahdollista yhdistää väylä- ja tähtisegmentit puutopologiaan käyttämällä keskittimiä (kuten Ethernetissä). Päärajoitus on, että topologiassa ei saa olla suljettuja polkuja (silmukoita). Toinen rajoitus: napaketjuun yhdistettyjen segmenttien lukumäärä ei saa ylittää kolmea.

Arcnet-verkon topologia on siis seuraava (kuva 7.15).

Riisi. 7.15. Arcnet-verkkotopologia on väylätyyppinen (B – sovittimet väylässä työskentelyyn, S – sovittimet tähtikäyttöön).

Arcnet-verkon tärkeimmät tekniset ominaisuudet ovat seuraavat.

· Lähetysväline – koaksiaalikaapeli, kierretty pari.

· Verkon enimmäispituus on 6 kilometriä.

· Kaapelin enimmäispituus tilaajalta passiiviseen keskittimeen on 30 metriä.

· Kaapelin enimmäispituus tilaajalta aktiiviseen keskittimeen on 600 metriä.

· Aktiivisen ja passiivisen keskittimen välinen kaapelin enimmäispituus on 30 metriä.

· Kaapelin enimmäispituus välillä aktiiviset keskittimet– 600 metriä.

· Verkon tilaajien enimmäismäärä on 255.

· Väyläsegmentin tilaajien enimmäismäärä on 8.

· Väylässä tilaajien välinen vähimmäisetäisyys on 1 metri.

· Linja-autosegmentin enimmäispituus on 300 metriä.

· Tiedonsiirtonopeus – 2,5 Mbit/s.

Monimutkaisia ​​topologioita luotaessa on varmistettava, että signaalin etenemisen viive verkossa tilaajien välillä ei ylitä 30 μs. Suurin signaalin vaimennus kaapelissa 5 MHz taajuudella ei saa ylittää 11 dB.

Arcnet-verkko käyttää token access -menetelmää (oikeuksien siirtomenetelmä), mutta se eroaa jonkin verran Token-Ring-verkosta. Tämä menetelmä on lähinnä IEEE 802.4 -standardin tarjoamaa menetelmää.

Aivan kuten Token-Ringissä, konfliktit eliminoituvat täysin Arcnetissä. Kuten mikä tahansa token-verkko, Arcnet kantaa kuorman hyvin ja takaa pitkät pääsyajat verkkoon (toisin kuin Ethernet). Markkerin kokonaisaika ohittaa kaikki tilaajat on 840 ms. Vastaavasti sama aikaväli määrittää verkon pääsyajan ylärajan.

Tokenin tuottaa erityinen tilaaja - verkko-ohjain. Tämä on tilaaja, jolla on pienin (nolla) osoite.

FDDI verkko

FDDI-verkko (englanniksi Fibre Distributed Data Interface, kuituoptinen hajautettu dataliitäntä) on yksi viimeisimmistä paikallisverkkostandardien kehityksestä. FDDI-standardia ehdotti American National Standards Institute ANSI (ANSI-spesifikaatio X3T9.5). Sitten otettiin käyttöön ISO 9314 -standardi ANSI-määritysten mukaisesti. Verkon standardoinnin taso on melko korkea.

Toisin kuin muut tavalliset paikallisverkot, FDDI-standardi keskittyi alun perin suuriin siirtonopeuksiin (100 Mbit/s) ja lupaavimman valokaapelin käyttöön. Siksi tässä tapauksessa kehittäjiä ei rajoita vanhojen standardien puitteet, jotka keskittyivät alhaiset nopeudet ja sähkökaapeli.

Optisen kuidun valinta siirtovälineeksi määritti seuraavat edut uusi verkko, kuten korkea melunsieto, tiedonsiirron maksimaalinen luottamuksellisuus ja tilaajien erinomainen galvaaninen eristys. Suuret siirtonopeudet, jotka on paljon helpommin saavutettavissa kuituoptisten kaapeleiden tapauksessa, mahdollistavat monien sellaisten tehtävien ratkaisemisen, jotka eivät ole mahdollisia hitaammilla verkoilla, esimerkiksi kuvien välittämisen reaaliajassa. Lisäksi kuitukaapeli ratkaisee helposti tiedonsiirron useiden kilometrien etäisyydellä ilman välitystä, mikä mahdollistaa suurien verkkojen rakentamisen, jotka kattavat jopa kokonaisia ​​kaupunkeja ja joilla on kaikki paikallisten verkkojen edut (erityisesti pieni virhe korko). Kaikki tämä määritti FDDI-verkon suosion, vaikka se ei ole vielä yhtä laajalle levinnyt kuin Ethernet ja Token-Ring.

FDDI-standardi perustui kansainvälisen standardin IEEE 802.5 (Token-Ring) tarjoamaan token access -menetelmään. Pienet erot tästä standardista johtuvat tarpeesta varmistaa nopea tiedonsiirto pitkiä matkoja. FDDI-verkkotopologia on rengas, sopivin topologia kuituoptiselle kaapelille. Verkossa on käytössä kaksi monisuuntaista valokuitukaapelia, joista toinen on yleensä varassa, mutta tämä ratkaisu mahdollistaa full-duplex-tiedonsiirron (samanaikaisesti kahteen suuntaan) kaksinkertaisella tehollisella nopeudella 200 Mbit/s (kummallakin kahdesta kanavasta, jotka toimivat nopeudella 100 Mbit/s). Käytetään myös tähtirengastopologiaa, jossa keskittimet sisältyvät renkaaseen (kuten Token-Ringissä).

FDDI-verkon tärkeimmät tekniset ominaisuudet.

· Verkkotilaajien enimmäismäärä on 1000.

· Verkkorenkaan enimmäispituus on 20 kilometriä.

· Verkkotilaajien välinen enimmäisetäisyys on 2 kilometriä.

· Lähetysväline – monimuotoinen valokuitukaapeli (mahdollisesti sähköisellä kierretyllä parilla).

· Käyttötapa – tunnus.

· Tiedonsiirtonopeus – 100 Mbit/s (200 Mbit/s duplex-lähetystilassa).

FDDI-standardilla on merkittäviä etuja kaikkiin aiemmin käsiteltyihin verkkoihin verrattuna. Esimerkiksi Fast Ethernet -verkko, jolla on sama 100 Mbps kaistanleveys, ei voi vastata FDDI:tä verkon kokorajoituksen suhteen. Lisäksi FDDI-tunnuspääsymenetelmä, toisin kuin CSMA/CD, tarjoaa taatun käyttöajan ja ristiriitojen puuttumisen millä tahansa kuormitustasolla.

20 km:n verkon kokonaispituuden rajoitus ei johdu kaapelin signaalien vaimenemisesta, vaan tarpeesta rajoittaa aikaa, joka kuluu signaalin kulkemiseen kokonaan kehää pitkin, jotta varmistetaan suurin sallittu pääsyaika. Mutta tilaajien välinen enimmäisetäisyys (2 km monimuotokaapelilla) määräytyy tarkasti kaapelin signaalien vaimennuksen perusteella (se ei saa ylittää 11 dB). On myös mahdollista käyttää yksimuotokaapelia, jolloin tilaajien välinen etäisyys voi olla 45 kilometriä ja renkaan kokonaispituus 200 kilometriä.

Siellä on myös FDDI-toteutus sähkökaapeli(CDDI – Copper Distributed Data Interface tai TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface). Tämä käyttää luokan 5 kaapelia RJ-45-liittimillä. Tilaajien välinen enimmäisetäisyys saa tässä tapauksessa olla enintään 100 metriä. Sähkökaapelin verkkolaitteiden hinta on useita kertoja pienempi. Mutta tällä verkon versiolla ei ole enää niin ilmeisiä etuja kilpailijoihin verrattuna kuin alkuperäisellä kuituoptisella FDDI:llä. FDDI:n sähköiset versiot ovat paljon vähemmän standardoituja kuin valokuituversiot, joten yhteensopivuutta eri valmistajien laitteiden välillä ei taata.

Tietojen lähettämiseen FDDI:ssä käytetään erityisesti tätä standardia varten kehitettyä 4B/5B-koodia.

Suuren verkon joustavuuden saavuttamiseksi FDDI-standardi mahdollistaa kahdentyyppisten tilaajien sisällyttämisen renkaaseen:

· Luokan A tilaajat (asemat) (dual-attachment subscribers, DAS – Dual-Attachment Stations) on kytketty sekä (sisäisiin että ulkoisiin) verkkorenkaisiin. Samalla toteutuu mahdollisuus vaihtoon jopa 200 Mbit/s nopeuksilla tai verkkokaapelin redundanssi (jos pääkaapeli on vaurioitunut, käytetään varakaapelia). Tämän luokan laitteita käytetään verkon kriittisimmissä osissa suorituskyvyn kannalta.

· Luokan B tilaajat (asemat) (single connection subscribers, SAS – Single-Attachment Stations) on kytketty vain yhteen (ulkoiseen) verkkorenkaaseen. Ne ovat yksinkertaisempia ja halvempia kuin A-luokan sovittimet, mutta niillä ei ole ominaisuuksia. Ne voidaan liittää verkkoon vain keskittimen tai ohituskytkimen kautta, joka sammuttaa ne hätätilanteessa.

Verkossa on itse tilaajien (tietokoneet, päätelaitteet jne.) lisäksi käytössä johdotuskeskittimet, joiden liittäminen mahdollistaa kaikkien liityntäpisteiden keräämisen yhteen paikkaan verkon toiminnan valvontaa, vikojen diagnosointia ja uudelleenkonfigurointia yksinkertaistaen. Käytettäessä erityyppisiä kaapeleita (esim. valokuitukaapeli ja kierretty pari), keskitin suorittaa myös sähköisten signaalien muuntamisen optisiksi signaaleiksi ja päinvastoin. Keskittimiä on myös kaksoisliitäntänä (DAC - Dual-Attachment Concentrator) ja yksiliitäntänä (SAC - Single-Attachment Concentrator).

Esimerkki FDDI-verkkokokoonpanosta on esitetty kuvassa. 8.1. Verkkolaitteiden yhdistämisen periaate on havainnollistettu kuvassa 8.2.

Riisi. 8.1. Esimerkki FDDI-verkkokokoonpanosta.

Toisin kuin IEEE 802.5 -standardin ehdottama pääsymenetelmä, FDDI käyttää niin kutsuttua usean tunnuksen passia. Jos Token-Ring -verkon tapauksessa tilaaja lähettää uuden (ilmaisen) tokenin vasta sen jälkeen, kun hänen pakettinsa on palautettu hänelle, niin FDDI:ssä tilaaja lähettää uuden tunnuksen välittömästi pakettilähetyksensä päättymisen jälkeen ( samalla tavalla kuin se tehdään ETR-menetelmällä Token-Ring-verkkorenkaassa).

Yhteenvetona on huomattava, että huolimatta FDDI:n ilmeisistä eduista tämä verkko ei ole yleistynyt, mikä johtuu pääasiassa sen laitteiden korkeista kustannuksista (useita satoja ja jopa tuhansia dollareita). FDDI:n pääsovellusalue on nyt perusverkot (Backbone), jotka yhdistävät useita verkkoja. FDDI:tä käytetään myös tehokkaiden työasemien tai palvelimien yhdistämiseen, jotka vaativat nopeaa tiedonsiirtoa. Fast Ethernetin odotetaan syrjäyttävän FDDI:n, mutta valokuitukaapelin edut, merkkien hallinta ja verkon ennätyskoko nostavat FDDI:n tällä hetkellä kilpailijoiden edelle. Ja tapauksissa, joissa laitteen hinta on kriittinen, ei-kriittisillä alueilla voidaan käyttää FDDI:n (TPDDI) kierrettyä pariversiota. Lisäksi FDDI-laitteiden kustannukset voivat laskea huomattavasti sen tuotantovolyymin kasvaessa.

100VG-AnyLAN verkko

100VG-AnyLAN-verkko on yksi viimeisimmistä nopeiden lähiverkkojen kehityksestä, joka on äskettäin tullut markkinoille. Se on kansainvälisen IEEE 802.12 -standardin mukainen, joten sen standardointitaso on melko korkea.

Sen tärkeimmät edut ovat suuri vaihtonopeus, suhteellisen alhaiset laitteistokustannukset (noin kaksi kertaa kalliimpia kuin suosituimman Ethernet 10BASE-T -verkon laitteet), keskitetty menetelmä vaihdon hallintaan ilman konflikteja sekä yhteensopivuus pakettitasolla. formaatteja Ethernet- ja Token-Ring-verkkojen kanssa.

100VG-AnyLAN-verkon nimessä numero 100 vastaa 100 Mbps:n nopeutta, kirjaimet VG tarkoittavat edullista suojaamatonta luokan 3 (Voice Grade) kierrettyä parikaapelia ja AnyLAN (mikä tahansa verkko) tarkoittaa, että verkko on yhteensopiva kahden yleisimmän verkon kanssa.

100VG-AnyLAN-verkon tärkeimmät tekniset ominaisuudet:

· Siirtonopeus – 100 Mbit/s.

· Topologia – tähti laajennettavissa (puu). Keskitinten (keskittimien) peräkkäisten tasojen lukumäärä on enintään 5.

· Pääsymenetelmä – keskitetty, konfliktiton (Demand Priority – prioriteettipyynnöllä).

· Lähetysvälineet ovat nelisuojattu kierretty parikaapeli (UTP Category 3, 4 tai 5 kaapeli), kaksoiskierretty pari (UTP Category 5 kaapeli), kaksoissuojattu kierretty pari (STP) ja valokuitukaapeli. Nykyään neliökierretyt parikaapelit ovat enimmäkseen yleisiä.

· Kaapelin enimmäispituus keskittimen ja tilaajan sekä keskittimien välillä on 100 metriä (UTP-kaapeliluokka 3), 200 metriä (UTP-kaapeliluokka 5 ja suojattu kaapeli), 2 kilometriä (valokuitukaapeli). Suurin mahdollinen verkon koko on 2 kilometriä (määräytyy hyväksyttävien viiveiden mukaan).

· Tilaajien enimmäismäärä on 1024, suositus - enintään 250.

Näin ollen 100VG-AnyLAN-verkon parametrit ovat melko lähellä Fast Ethernet -verkon parametreja. Fast Ethernetin tärkein etu on kuitenkin sen täydellinen yhteensopivuus yleisimmän Ethernet-verkon kanssa (100VG-AnyLAN-verkon tapauksessa tämä vaatii sillan). Samalla ei myöskään voida jättää huomiotta 100VG-AnyLANin keskitettyä ohjausta, joka eliminoi ristiriidat ja takaa maksimaalisen käyttöajan (jota ei ole Ethernet-verkossa).

Esimerkki 100VG-AnyLAN-verkkorakenteesta on esitetty kuvassa. 8.8

100VG-AnyLAN-verkko koostuu keskitetystä (pää-, juuri) Level 1 -keskittimestä, johon voidaan liittää sekä yksittäisiä tilaajia että Level 2 -keskittimiä, joihin puolestaan ​​voidaan liittää tilaajia ja Level 3 -keskittimiä jne. Tässä tapauksessa verkossa voi olla enintään viisi tällaista tasoa (alkuperäisessä versiossa niitä oli enintään kolme). Suurin koko verkko voi olla 1000 metriä suojaamattomalla kierretyllä parikaapelilla.

Riisi. 8.8 Verkkorakenne 100VG-AnyLAN.

Toisin kuin muiden verkkojen ei-älykkäät keskittimet (esim. Ethernet, Token-Ring, FDDI), 100VG-AnyLAN-verkkokeskittimet ovat älykkäitä ohjaimia, jotka ohjaavat pääsyä verkkoon. Tätä varten he seuraavat jatkuvasti kaikkiin portteihin saapuvia pyyntöjä. Keskittimet vastaanottavat saapuvat paketit ja lähettävät ne vain niille tilaajille, joille ne on osoitettu. He eivät kuitenkaan suorita mitään tietojenkäsittelyä, eli tässä tapauksessa tulos ei ole vieläkään aktiivinen, mutta ei passiivinen tähti. Keskittäjiä ei voida kutsua täysivaltaisiksi tilaajiksi.

Jokainen keskitin voidaan konfiguroida toimimaan Ethernet- tai Token-Ring-pakettimuotojen kanssa. Tässä tapauksessa koko verkon keskittimien on toimittava vain yhden muodon pakettien kanssa. Siltoja tarvitaan kommunikoimaan Ethernet- ja Token-Ring-verkkojen kanssa, mutta sillat ovat melko yksinkertaisia.

Hubeissa on yksi portti huipputaso(sen liittämiseksi ylemmän tason keskittimeen) ja useita alemman tason portteja (tilaajien yhdistämiseen). Tilaaja voi olla tietokone (työasema), palvelin, silta, reititin, kytkin. Alemman tason porttiin voidaan kytkeä myös toinen keskitin.

Jokainen keskitinportti voidaan asettaa johonkin kahdesta mahdollisesta toimintatilasta:

· Normaalitilassa porttiin kytketylle tilaajalle välitetään vain hänelle henkilökohtaisesti osoitettuja paketteja.

· Monitoritila sisältää kaikkien keskittimeen saapuvien pakettien välittämisen porttiin kytketylle tilaajalle. Tämän tilan avulla yksi tilaajista voi ohjata koko verkon toimintaa kokonaisuutena (suorittaa valvontatoiminnon).

100VG-AnyLAN-verkkoyhteysmenetelmä on tyypillinen tähtiverkoille.

Käytettäessä neliparikaapelia, jokainen neljästä kierretystä parikaapelista lähettää 30 Mbps:n nopeudella. Kokonaissiirtonopeus on 120 Mbit/s. 5B/6B-koodin käytöstä johtuen hyödyllistä tietoa lähetetään kuitenkin vain 100 Mbit/s nopeudella. Näin ollen kaapelin kaistanleveyden tulee olla vähintään 15 MHz. Luokan 3 kierretty parikaapeli (kaistanleveys 16 MHz) täyttää tämän vaatimuksen.

Näin ollen 100VG-AnyLAN-verkko tarjoaa edullisen ratkaisun siirtonopeuksien kasvattamiseen jopa 100 Mbps:iin. Se ei kuitenkaan ole täysin yhteensopiva minkään vakioverkon kanssa, joten sen tuleva kohtalo on ongelmallinen. Lisäksi, toisin kuin FDDI-verkossa, sillä ei ole tietueparametreja. Todennäköisesti 100VG-AnyLAN pysyy hyvämaineisten yritysten tuesta ja korkeasta standardointitasosta huolimatta vain esimerkkinä mielenkiintoisista teknisistä ratkaisuista.

Mitä tulee yleisimpään 100 Mbps Fast Ethernet -verkkoon, 100VG-AnyLAN tarjoaa kaksinkertaisen kategorian 5 UTP-kaapelin pituuden (jopa 200 metriin) sekä kiistattoman liikenteenhallintamenetelmän.