ВходСтандарты IEEE. Стандарты IEEE Принципы работы ieee включают в себя
Стандарты IEEE 802.X охватывают два нижних уровня модели OSI – физический и канальный. Это связано с тем, что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей. Старшие же уровни, начиная с сетевого, имеют общие черты как для ЛВС, так и для ГВС.
Специфика локальных сетей также нашла свое отражение в разделении канального уровня на два подуровня:
– логической передачи данных (Logical Link Control, LLC);
– управления доступом к среде (Media Access Control, MAC).
Уровень LLC, действующий над уровнем МАС, отвечает за установление канала связи и за безошибочную посылку и прием сообщений с данными, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем.
Уровень МАС обеспечивает совместный доступ к физическому уровню, определение границ кадров, распознавание адресов назначения кадров. Этот уровень обеспечивает совместное использование общей среды, предоставляя ее в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение той или иной станции сети. После того как доступ к среде получен, ею может пользоваться более высокий уровень – уровень LLC, организующий передачу логических единиц данных, кадров информации, с различным уровнем качества транспортных услуг. Через уровень LLC сетевой протокол запрашивает у канального уровня нужную ему транспортную операцию с нужным качеством. Стандарты IEEE 802 имеют достаточно четкую структуру, приведенную на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – Структура стандартов IEEE 802.X
Комитет 802 включает следующий ряд подкомитетов:
802.1 – Internetworking - объединение сетей;
802.2 – LLC – управление логической передачей данных;
802.3 – Ethernet с методом доступа CSMA/CD;
802.4 – Token Bus LAN – локальные сети с методом доступа Token Bus;
802.5 – локальные сети с методом доступа Token Ring;
802.6 – Metropolitan Area Network, MAN – сети мегаполисов;
802.7 – консультационная группа по широкополосной передаче;
802,8 – техническая консультационная группа по ВОС;
802.10 – Network Security – сетевая безопасность;
802.11 – Wireless Networks – беспроводные сети;
802.12 – Demand Priority Access LAN, l00VG-AnyLAN – локальные сети с методом доступа по требованию с приоритетами.
Уровень LLC предоставляет верхним уровням три типа процедур:
– LLC1 – сервис без установления соединения и без подтверждения;
– LLC2 – сервис с установлением соединения и подтверждением;
– LLC3 – сервис без установления соединения, но с подтверждением.
Сеть Ethernet впервые была сконструирована в 70-х гг. доктором Робертом Меткалфом (Robert Metcalfe) как часть проекта "офиса будущего". В то время это была сеть со скоростью работы 3 Мбит/с. В 1980 г. сеть Ethernet была стандартизована консорциумом фирм DECIntelXerox (DIX) как сеть со скоростью 10 Мбит/с, а в 1985 г. Она была стандартизована 802м комитетом IEEE. С тех пор новая технология Ethernet наследует признаки базовой структуры исходной схемы Ethernet, предусматривающей логическую шинную топологию и метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD). В различных типах Ethernet используются различные физические топологии (например, звездообразная или шинная) и различные типы кабелей (например, UTP, коаксиальный, оптоволоконный).
Имеется несколько различных типов Ethernet, которые описаны в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Некоторые типы сетей Ethernet и их описание
Token-Ring. Сети стандарта Token Ring используют разделяемую среду передачи данных, которая состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс. Алгоритм доступа основан на передаче станциями права на использование кольца в определенном порядке. Право на использование кольца передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером или токеном.
Сети Token Ring работают с двумя битовыми скоростями – 4 и 16 Мбит/с. Первая скорость определена в стандарте 802.5, а вторая развитие технологии Token Ring. Смешение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается. Сети Token Ring, работающие со скоростью 16 Мбит/с, имеют и усовершенствования в алгоритме доступа по сравнению со стандартом 4 Мбит/с.
Технология Token Ring является более сложной технологией, чем Ethernet. Она обладает свойствами отказоустойчивости. В сети Token Ring определены процедуры контроля работы сети, которые используют обратную связь кольцеобразной структуры – посланный кадр всегда возвращается в станцию – отправитель. В некоторых случаях обнаруженные ошибки в работе сети устраняются автоматически, например, может быть восстановлен потерянный маркер. В других случаях ошибки только фиксируются, а их устранение выполняется вручную обслуживающим персоналом.
Для контроля сети одна из станций выполняет роль так называемого активного монитора, который выбирается во время инициализации кольца как станция с максимальным значением МАС-адреса, Если активный монитор выходит из строя, процедура инициализации кольца повторяется и выбирается новый активный монитор. Чтобы сеть могла обнаружить отказ активного монитора, последний в работоспособном состоянии каждые 3с генерирует специальный кадр своего присутствия. Если этот кадр не появляется в сети более 7с, то остальные станции сети начинают процедуру выборов нового активного монитора.
Стандарт FDDI (оптоволоконный распределенный интерфейс данных) –ориентирован на высокую скорость передачи (100 Мбит/с) и на применение оптоволоконного кабеля. При этом имеет преимущества помехозащищенность, максимальная секретность передачи информации и прекрасная гальваническая развязка абонентов. Высокая скорость передачи позволяет решать задачи недоступные менее скоростным сетям (передачу изображений в реальном масштабе времени). Оптоволоконный кабель решает проблему передачи данных на расстояние нескольких километров без ретрансляции, что позволяет строить большие по размерам сети, охватывающие даже целые города и имеющие при этом низкий уровень ошибок. За основу стандарта FDDI был взят метод маркерного доступа. Кольцевая топология. В сети применяется два разнонаправленных оптоволоконных кабеля, один из которых обычно находится в резерве, однако такое решение позволяет использовать и полнодуплексную передачу информации (одновременно в двух направлениях) с удвоенной эффективной скоростью в 200 Мбит/с (при этом каждый из двух каналов работает на скорости 100 Мбит/с). Применяется и звездно-кольцевая топология с концентраторами, включенными в кольцо (как в Token-Ring).
Для создания надежного механизма передачи данных между двумя станциями необходимо определить протокол, который позволит принимать и передавать различные данные по каналам связи.
HDLC (High-Level Data Link Control) – протокол высокоуровнего управления каналом передачи данных. Основные принципы работы протокола HDLC: режим логического соединения, контроль искаженных и потерянных кадров с помощью метода скользящего окна, управление потоком кадров с помощью команд RNR (приемник не готов) и RR (приемник готов).
Сегодня протокол HDLC на выделенных каналах вытеснил протокол «точка-точка», Point-to-Point Protocol, PPP. Дело в том, что одна из основных функций протокола HDLC – это восстановление искаженных и утерянных кадров. Однако сегодня популярны цифровые каналы, которые и без внешних процедур восстановления кадров обладают высоким качеством (величина BER составляет10 -8 – 10 -9). Для работы по такому каналу восстановительные функции протокола HDLC не нужны. При передаче по аналоговым выделенным каналам современные модемы сами применяют протоколы семейства HDLC. Поэтому использование HDLC на уровне маршрутизатора или моста становится неоправданным.
Протокол PPP стал фактическим стандартом для глобальных линий связи при соединении удаленных клиентов с серверами и для образования соединений между маршрутизаторами в корпоративной сети. При разработке протокола PPP за основу был взят формат кадров HDLC и дополнен собственными полями. Поля протокола PPP вложены в поле данных кадра HDLC.
Основное отличие РРР от других протоколов канального уровня состоит в том, что он добивается согласованной работы различных устройств с помощью переговорной процедуры, во время которой передаются различные параметры, такие как качество линии, протокол аутентификации и инкапсулируемые протоколы сетевого уровня. Переговорная процедура происходит во время установления соединения.
Протокол РРР основан на четырех принципах: переговорное принятие параметров соединения, многопротокольная поддержка, расширяемость протокола, независимость от глобальных служб.
Одной из возможностей протокола РРР является использование нескольких физических линий для образования одного логического канала, так называемый транкинг каналов (общий логический канал может состоять из каналов разной физической природы. Например, один канал может быть образован в телефонной сети, а другой может являться виртуальным коммутируемым каналов сети Frame relay). Эту возможность реализует дополнительный протокол, который носит название MLPPP (Multi Link РРР).
Основная литература: 5.
Дополнительная литература: 12.
Контрольные вопросы:
1. Какие два подуровня канального уровня вы знаете?
2. Какие виды сетей Ethernet знаете?
3. Какая топология у сети Token Ring?
4. Назовите топологию сети FDDI?
5. В чем отличие протоколов HDLC и РРР?
В 1980 году в институте IEEE был организован комитет 802 по стандартизации локальных сетей, в результате работы которого было принято семейство стандартов IEEE 802-х, которые содержат рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей. Позже результаты работы этого комитета легли в основу комплекса международных стандартов ISO 8802-1...5. Эти стандарты были созданы на основе очень распространенных фирменных стандартов сетей Ethernet, ArcNet и Token Ring.
Помимо IEEE в работе по стандартизации протоколов локальных сетей принимали участие и другие организации. Так, для сетей, работающих на оптоволокне, американским институтом по стандартизации ANSI был разработан стандарт FDDI, обеспечивающий скорость передачи данных 100 Мб/с. Работы по стандартизации протоколов ведутся также ассоциацией ЕСМА, которой приняты стандарты ЕСМА-80, 81, 82 для локальной сети типа Ethernet и впоследствии стандарты ЕСМА-89,90 по методу передачи маркера.
Стандарты семейства IEEE 802.X охватывают только два нижних уровня семи-уровневой модели OSI - физический и канальный. Это связано с тем, что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей. Старшие же уровни, начиная с сетевого, в значительной степени имеют общие черты как для локальных, так и для глобальных сетей.
Специфика локальных сетей также нашла свое отражение в разделении канального уровня на два подуровня, которые часто называют также уровнями. Канальный уровень (Data Link Layer) делится в локальных сетях на два подуровня:
логической передачи данных (Logical Link Control, LLC);
управления доступом к среде (Media Access Control, MAC).
Уровень MAC появился из-за существования в локальных сетях разделяемой среды передачи данных. Именно этот уровень обеспечивает корректное совместное использование общей среды, предоставляя ее в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение той или иной станции сети. После того как доступ к среде получен, ею может пользоваться более высокий уровень - уровень LLC, организующий передачу логических единиц данных, кадров информации, с различным уровнем качества транспортных услуг. В современных локальных сетях получили распространение несколько протоколов уровня MAC, реализующих различные алгоритмы доступа к разделяемой среде. Эти протоколы полностью определяют специфику таких технологий, как Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, l00VG-AnyLAN.
Уровень LLC отвечает за передачу кадров данных между узлами с различной степенью надежности, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем. Именно через уровень LLC сетевой протокол запрашивает у канального уровня нужную ему транспортную операцию с нужным качеством. На уровне LLC существует несколько режимов работы, отличающихся наличием или отсутствием на этом уровне процедур восстановления кадров в случае их потери или искажения, то есть отличающихся качеством транспортных услуг этого уровня.
Протоколы уровней MAC и LLC взаимно независимы - каждый протокол уровня MAC может применяться с любым протоколом уровня LLC, и наоборот.
Стандарты IEEE 802 имеют достаточно четкую структуру, приведенную на рис. 62. Эта структура появилась в результате большой работы, проведенной комитетом 802 по выделению в разных фирменных технологиях общих подходов и общих функций, а также согласованию стилей их описания. В результате канальный уровень был разделен на два упомянутых подуровня. Описание каждой технологии разделено на две части: описание уровня MAC и описание физического уровня. Как видно из рисунка, практически у каждой технологии единственному протоколу уровня MAC соответствует несколько вариантов протоколов физического уровня (на рисунке в целях экономии места приведены только технологии Ethernet и Token Ring, но все сказанное справедливо также и для остальных технологий, таких как ArcNet, FDDI, l00VG-AnyLAN).
Рис. 62. Структура стандартов IEEE 802.X
Над канальным уровнем всех технологий изображен общий для них протокол LLC, поддерживающий несколько режимов работы, но независимый от выбора конкретной технологии. Стандарт LLC курирует подкомитет 802.2. Даже технологии, стандартизованные не в рамках комитета 802, ориентируются на использование протокола LLC, определенного стандартом 802.2, например протокол FDDI, стандартизованный ANSI.
Особняком стоят стандарты, разрабатываемые подкомитетом 802.1. Эти стандарты носят общий для всех технологий характер. В подкомитете 802.1 были разработаны общие определения локальных сетей и их свойств, определена связь трех уровней модели IEEE 802 с моделью OSI. Но наиболее практически важными являются стандарты 802.1, которые описывают взаимодействие между собой различных технологий, а также стандарты по построению более сложных сетей на основе базовых топологий. Эта группа стандартов носит общее название стандартов межсетевого взаимодействия (internetworking). Сюда входят такие важные стандарты, как стандарт 802. ID, описывающий логику работы моста/коммутатора, стандарт 802.1Н, определяющий работу транслирующего моста, который может без маршрутизатора объединять сети Ethernet и FDDI, Ethernet и Token Ring и т. п. Сегодня набор стандартов, разработанных подкомитетом 802.1, продолжает расти. Например, недавно он пополнился важным стандартом 802.1Q, определяющим способ построения виртуальных локальных сетей VLAN в сетях на основе коммутаторов.
Стандарты 802.3,802.4,802.5 и 802.12 описывают технологии локальных сетей, которые появились в результате улучшений фирменных технологий, легших в их основу. Так, основу стандарта 802.3 составила технология Ethernet, разработанная компаниями Digital, Intel и Xerox (или Ethernet DIX), стандарт 802.4 появился | как обобщение технологии ArcNet компании Datapoint Corporation, а стандарт 802.5 в основном соответствует технологии Token Ring компании IBM.
Исходные фирменные технологии и их модифицированные варианты - стандарты 802.х в ряде случаев долгие годы существовали параллельно. Например, технология ArcNet так до конца не была приведена в соответствие со стандартом 802.4 (теперь это делать поздно, так как где-то примерно с 1993 года производство оборудования ArcNet было свернуто). Расхождения между технологией Token Ring и стандартом 802.5 тоже периодически возникают, так как компания IBM регулярно вносит усовершенствования в свою технологию и комитет 802.5 отражает эти усовершенствования в стандарте с некоторым запозданием. Исключение составляет технология Ethernet. Последний фирменный стандарт Ethernet DIX был принят в 1980 году, и с тех пор никто больше не предпринимал попыток фирменного развития Ethernet. Все новшества в семействе технологий Ethernet вносятся только в результате принятия открытых стандартов комитетом 802.3.
Более поздние стандарты изначально разрабатывались не одной компанией, а группой заинтересованных компаний, а потом передавались в соответствующий подкомитет IEEE 802 для утверждения. Так произошло с технологиями Fast Ethernet, l00VG-AnyLAN, Gigabit Ethernet. Группа заинтересованных компаний образовывала сначала небольшое объединение, а затем по мере развития работ к нему присоединялись другие компании, так что процесс принятия стандарта носил открытый характер.
Сегодня комитет 802 включает следующий ряд подкомитетов, в который входят как уже упомянутые, так и некоторые другие:
802.1 - Internetworking - объединение сетей;
802.2 - Logical Link Control, LLC - управление логической передачей данных;
802.3 - Ethernet с методом доступа CSMA/CD;
802.4 - Token Bus LAN - локальные сети с методом доступа Token Bus;
802.5 - Token Ring LAN - локальные сети с методом доступа Token Ring;
802.6 - Metropolitan Area Network, MAN - сети мегаполисов;
802.7 - Broadband Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по широкополосной передаче;
802,8 - Fiber Optic Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по волоконно-оптическим сетям;
802.9 - Integrated Voice and data Networks - интегрированные сети передачи голоса и данных;
802.10 - Network Security - сетевая безопасность;
802.11 - Wireless Networks - беспроводные сети;
802.12 - Demand Priority Access LAN, l00VG-AnyLAN - локальные сети с методом доступа по требованию с приоритетами.
Технология Ethernet
Стандарт Ethernet был принят в 1980 году. Фирмы DEC, Intel и Xerox совместно разработали и опубликовали стандарт Ethernet. Число сетей, построенных на основе этой технологии, к настоящему моменту оценивается в 5 миллионов, а количество компьютеров, работающих в таких сетях, - в 50 миллионов.
Основной принцип, положенный в основу Ethernet, - случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных. В качестве такой среды может использоваться толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно или радиоволны (кстати, первой сетью, построенной на принципе случайного доступа к разделяемой среде, была именно радиосеть).
В стандарте Ethernet строго зафиксирована топология электрических связей. Компьютеры подключаются к разделяемой среде в соответствии с типовой структурой "общая шина". С помощью разделяемой во времени шины любые два компьютера (устройства) могут обмениваться данными. Управление доступом к линии связи осуществляется специальными контроллерами - сетевыми адаптерами Ethernet. Каждый компьютер, а более точно, каждый сетевой адаптер, имеет уникальный адрес.
В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 имеет модификации: 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-FL, l0Base-FB. Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов физического уровня технологии Ethernet, обеспечивающих пропускную способность 10 Мбит/с, используется манчестерский код.
Все виды стандартов Ethernet основаны на одинаковом методе разделения среды передачи данных - метод доступа CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) и обеспечивают скорость передачи по шине 10 Мбит/с. По-русски этот метод доступа называется МДКН/ОС (множественный доступ с контролем носителя и обнаружением столкновений).
Физические спецификации технологии Ethernet по стандарту IEE 802.3 на сегодняшний день включают следующие среды передачи данных:
10Base-5 -коаксиальный кабель диаметром 0,5 " («толстый» коаксиал). С волновым сопротивлением 50 Ом и максимальной длинной сегмента 500 м (без повторителей);
10Base-2 - коаксиальный кабель диаметром 0,25 " («тонкий» коаксиал). С волновым сопротивлением 50 Ом и максимальной длинной сегмента 185м (без повторителей);
10Base-T - кабель с неэкранированной витой парой (UTP – Unshielded Twisted Pair), образующий звездообразную топологию на основе концентратора, расстояние между концентратором и конечным узлом не более 100 м.
10Base-F - волоконно-оптический кабель с топологией аналогичной топологии стандарта 10Base-T.
Параметры спецификаций физического уровня стандарта Ethernet приведены в таблице **.
Таблица **
Параметры спецификаций физического уровня для стандарта Ethernet
|
Среда передачи данных |
Максимальная длина сегмента, м |
Максимальное расстояние между узлами сети (при использовании повторителей), м |
Максимальное число станций в сегменте |
Максимальное число повторителей между любыми станциями сети |
|
|
Толстый коаксиальный кабель RG-8 илиRG-11;AUI-кабель | |||||
|
Тонкий коаксиальный кабель RG-58A/UилиRG-58C/U | |||||
|
Неэкранированная витая пара категорий 3, 4, 5 | |||||
|
Многомодовый волоконно-оптический кабель |
Число 10 в указанных выше названиях обозначает битовую скорость передачи данных этих стандартов - 10 Мбит/с, а слово Base - метод передачи на одной базовой частоте 10 МГц (в отличие от методов, использующих несколько несущих частот, которые называются Broadband- широкополосными). Последний символ в названии стандарта физического уровня обозначает тип кабеля.
Протокол CSMA/CD, используемый в сетях Ethernet для разрешения конфликтов при получении доступа к среде передачи, налагает ряд ограничений на устройства и кабельную систему сетей.
В сегменте (домен коллизий) не может находиться более 1024 устройств (DTE).
Домен коллизий (collision domain) - это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Сеть Ethernet, построенная на повторителях, всегда образует один домен коллизий. Домен коллизий соответствует одной разделяемой среде. Мосты, коммутаторы и маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий.
В сетях на основе коаксиальных кабелей вводятся дополнительные ограничения на число станций и протяженность кабелей.
Суть метода множественного случайного доступа, реализованного в Ethernet состоит в следующем. Компьютер в сети Ethernet может передавать данные по сети, только если сеть свободна, то есть если никакой другой компьютер в данный момент не занимается обменом. Поэтому важной частью технологии Ethernet является процедура определения доступности среды.
После того как компьютер убедился, что сеть свободна, он начинает передачу, при этом "захватывает" среду. Время монопольного использования разделяемой среды одним узлом ограничивается временем передачи одного кадра. Кадр - это единица данных, которыми обмениваются компьютеры в сети Ethernet. Кадр имеет фиксированный формат и наряду с полем данных содержит различную служебную информацию, например адрес получателя и адрес отправителя.
Сеть Ethernet устроена так, что при попадании кадра в разделяемую среду передачи данных все сетевые адаптеры одновременно начинают принимать этот кадр. Все они анализируют адрес назначения, располагающийся в одном из начальных полей кадра, и, если этот адрес совпадает с их собственным адресом, кадр помещается во внутренний буфер сетевого адаптера. Таким образом компьютер-адресат получает предназначенные ему данные.
Иногда может возникать ситуация, когда одновременно две или более станции решают, что сеть свободна, и начинают передавать информацию. Такая ситуация, называемая коллизией, препятствует правильной передаче данных по сети. В стандарте Ethernet предусмотрен алгоритм обнаружения и корректной обработки коллизий. Вероятность возникновения коллизии зависит от интенсивности сетевого трафика.
После обнаружения коллизии сетевые адаптеры, которые пытались передать свои кадры, прекращают передачу и после паузы случайной длительности пытаются снова получить доступ к среде и передать тот кадр, который вызвал коллизию.
Для возникновения коллизии не обязательно, чтобы несколько станций начали передачу абсолютно одновременно, такая ситуация маловероятна. Гораздо вероятней, что коллизия возникает из-за того, что один узел начинает передачу раньше другого, но до второго узла сигналы первого просто не успевают дойти к тому времени, когда второй узел решает начать передачу своего кадра. То есть коллизии - это следствие распределенного характера сети.
В соответствии со спецификациями Ethernet станция должна узнавать о возникновении конфликта до завершения передачи пакета. Поскольку длина минимального пакета с преамбулой составляет 576 бит, на обнаружение конфликта в любом случае должно затрачиваться меньшее время.
Промежуток времени между окончанием одного пакета и началом следующего, равный 9,6 мкс (IPG - inter packet gap), позволяет ясно различать отдельные пакеты. При передаче пакетов через повторители этот промежуток может уменьшаться. Повторитель восстанавливает синхронизацию сигналов (retiming) для устранения искажений при передаче через сетевую среду. В общем случае при восстановлении длина пакетов увеличивается за счет включения в него дополнительных битов синхронизации. Увеличение длины пакета происходит за счет сокращения IPG.
При прохождении пакета через несколько повторителей IPG может сильно уменьшиться. При слишком малом зазоре между пакетами принявшее эти пакеты устройство DTE может не успеть обработать полученный пакет к моменту прихода следующего. Исходя из этого, ограничивается протяженность самого плохого пути в сегменте так, чтобы изменение длины пакета на этом пути не превышало 49 бит. Для преодоления перечисленных ограничений используется сегментация - деление сети на меньшие фрагменты, связанные с помощью мостов, маршрутизаторов или коммутаторов.
Общие ограничения для всех стандартов простого Ethernet следущие:
Номинальная пропускная способность, Мбит/с.........................................10
Максимальное число станций в сети........................................................1024
Максимальное расстояние между узлами в сети, м..............................2500 (в 10Base-FB 2750)
Максимальное число коаксиальных сегментов в сети...............................5
Для проверки соответствия сети требованиям стандарта ШЕЕ 802.3 необходимо начертить схему локальной сети, включив в нее все устройства с указанием длины и типа кабеля для каждого соединения, и убедиться в выполнении всех перечисленных ниже требований:
В сети нет пути между двумя устройствами, содержащего более 5 повторителей;
В сети не более 1024 станций (повторители не считаются);
Сеть содержит только компоненты, соответствующие стандарту IEEE 802.3, а хост-модули, концентраторы и трансиверы используют только кабели AUI, 10Base-T, FOIRL, 10Base-F, 10Base-5 или 10Base-2;
Оптические соединения имеют достаточно малое затухание, а число разъемов соответствует требованиям ШЕЕ 802.3j;
В сети отсутствуют соединения, превышающие предельно допустимую длину;
Ограничения для путей с 3 повторителями. Если самый длинный путь содержит 3 повторителя, должны выполняться следующие требования:
Между повторителями не должно быть оптических соединений длиной более 1000м;
Между повторителями и DTE не должно быть оптических соединений длиннее 400 м;
Не должно быть соединений 10Base-T длиной свыше 100 м.
Ограничения для путей с 4 повторителями. При четырех повторителях в самом длинном пути должны выполняться следующие требования:
Между повторителями не должно быть оптических соединений длиной более 500м;
Не должно быть соединении стандарта 10Base-T длиной свыше 100 м;
В сети не должно быть более 3 коаксиальных сегментов с максимальной длиной кабеля.
Ограничения для путей с 5 повторителями. Если в самом длинном пути находится 5 повторителей, вводятся следующие ограничения:
Должны использоваться только оптические (FOIRL, 10Base-F) соединения или 10Base-T;
Не должно быть медных или оптических соединений с конечными станциями длиной более 100 м;
Общая длина оптических соединений между повторителями не должна превышать 2500 м (2740 м для 10Base-FB);
Приведенные способы оценки просты, но недостаточно точны. Некоторые конфигурации, не соответствующие перечисленным требованиям, оказываются совместимыми с требованиями IEEE 802.3.
Для обеспечения соответствия требованиям ШЕЕ 802.3 в сети должны одновременно выполняться два условия:
Задержка детектирования коллизий: продолжительность пути между любыми двумя точками не должна превышать 575 бит;
Межпакетный интервал: изменение длины пакета не должно превышать 49 бит.
Создание сетей с большим числом станций возможно путем иерархического соединения концентраторов, образующего древовидную структуру. На рисунке 63 представлена такая структура, образующая общую область столкновений – один домен коллизий.
Рис. 63. Иерархическое соединение концентраторов Ethernet
В технологии Ethernet используются различные типы кадров. В таблице *** представлены четыре основных типа кадров Ethernet.
Таблица *** Форматы кадров простого Ethernet
Рассмотрим специфичные поля каждого типа кадра.
Ethernet II, разработанный первым для сетей Ethernet. Тип кадра Ethernet 802.3 создан фирмой Novell и является базовым для сетей с ОС NetWare. Ethernet 802.2, разработанный подкомитетом IEEE 802.3 в результате стандартизации сетей Ethernet, кадр содержит дополнительные поля.
Ethernet SNAP, является модернизацией кадра Ethernet 802.2.
Цифры в круглых скобках обозначают длины полей кадров в байтах
Р - преамбула - представляет собой семибайтовую последовательность единиц и нулей (101010....). Это поле предназначено для синхронизации приемной и передающей станций;
SFD (Start Frame Delimiter) - признак начала кадра (10101011);
DA (Destination Address), SA (Source Address) – адреса получателя и отправителя. Они представляют собой физические адреса сетевых адаптеров Ethernet и являются уникальными. Первые три байта адреса назначаются каждому производителю Ethenet- адаптеров (для адаптеров фирмы Intel это будет значение 00AA00h, а для адаптеров 3Com - 0020AFh), последние 3 байт определяются самим производителем. Для широковещательных кадров поле DA устанавливается в FFFFFFFFh ;
Length ~ длина передаваемого пакета;
Туре - поле определяет тип протокола сетевого уровня, пакет которого переносится этим кадром (8137h - для протокола IPX, 0800h - для протокола IP, 809Bh - для протокола AppleTalk и т. д.).
FCS (Frame Check Sequence) – контрольная сумма всех полей кадра (за исключением полей преамбулы, признака начала кадра и самой контрольной суммы). Если длина пакета передаваемых данных меньше минимальной величины, то адаптер Ethernet автоматически дополняет его до 46 байт. Этот процесс называется выравниванием (padding). Жесткие ограничения на минимальную длину пакета введены для обеспечения нормальной работы механизма обнаружения столкновений.
DSAP (Destination Service Access Point) - тип протокола сетевого уровня станции-получателя (Е0h - для IPX), SSAP (Source Service Access Point) - тип протокола сетевого уровня станции-отправителя,
Control - номер сегмента; используется при разбиении длинных IP-пакетов на более мелкие сегменты; для пакетов IPX это поле всегда содержит значение 03h (обмен ненумерованными дейтаграммами).
Поля OUI (Organizational Unit Identifier) и ID определяют тип протокола верхнего уровня SNAP Protocol ID.
Каждая станция начинает принимать кадр с преамбулы Р. Затем сравнивает значение адреса DA со своим адресом. Если адреса одинаковы или пришел широковещательный кадр, или задана специальная программа обработки, то кадр копируется в буфер станции. Если нет, то кадр игнорируется.
Идентификация типа кадра сетевым адаптером осуществляется по следующему алгоритму:
Если за полем SA следует значение старше 05DCh, то это кадр EthernetII,
Если за полем Length записан идентификатор FFFFh, то это кадр Ethernet 802.3,
Если за полем Length стоит идентификатор AAh, то это кадр Ethernet SNAP, иначе - это кадр Ethernet 802.2.
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) является профессиональной организацией (США), определяющей стандарты, связанные с сетями и другими аспектами электронных коммуникаций. Группа IEEE 802.X содержит описание сетевых спецификаций и содержит стандарты, рекомендации и информационные документы для сетей и телекоммуникаций.
Публикации IEEE являются результатом работы различных технических, исследовательских и рабочих групп.
Рекомендации IEEE связаны главным образом с 2 нижними уровнями модели OSI - физическим и канальным. Эти рекомендации делят канальный уровень на 2 подуровня нижний - MAC (управление доступом к среде) и верхний - LLC (управление логическим каналом).
Часть стандартов IEEE (802.1 - 802.11) была адаптирована ISO (8801-1 - 8802-11, соответственно), получив статус международных стандартов. В литературе, однако, гораздо чаще упоминаются исходные стандарты, а не международные (IEEE 802.3, а не ISO/IEC 8802-3).
Ниже приведено краткое описание стандартов IEEE 802.X:
802.1 - задает стандарты управления сетью на MAC-уровне, включая алгоритм Spanning Tree. Этот алгоритм используется для обеспечения единственности пути (отсутствия петель) в многосвязных сетях на основе мостов и коммутаторов с возможностью его замены альтернативным путем в случае выхода из строя. Документы также содержат спецификации сетевого управления и межсетевого взаимодействия.
802.2 - определяет функционирование подуровня LLC на канальном уровне модели OSI. LLC обеспечивает интерфейс между методами доступа к среде и сетевым уровнем. Прозрачные для вышележащих уровней функции LLC включают кадрирование, адресацию, контроль ошибок. Этот подуровень используется в спецификации 802.3 Ethernet, но не включен в спецификацию Ethernet II.
802.3 - описывает физический уровень и подуровень MAC для сетей с немодулированной передачей (baseband networks), использующих шинную топологию и метод доступа CSMA/CD. Этот стандарт был разработан совместно с компаниями Digital, Intel, Xerox и весьма близок к стандарту Ethernet. Однако стандарты Ethernet II и IEEE 802.3 не полностью идентичны и для обеспечения совместимости разнотипных узлов требуется применять специальные меры. 802.3 также включает технологии Fast Ethernet (100BaseTx, 100BaseFx, 100BaseFl).
802.5 - описывает физический уровень и подуровень MAC для сетей с кольцевой топологией и передачей маркеров. Этому стандарту соответствуют сети IBM Token Ring 4/16 Мбит/с.
802.8 - отчет TAG по оптическим сетям. Документ содержит обсуждение использования оптических кабелей в сетях 802.3 - 802.6, а также рекомендации по установке оптических кабельных систем.
802.9 - отчет рабочей группы по интеграции голоса и данных (IVD). Документ задает архитектуру и интерфейсы устройств для одновременной передачи данных и голоса по одной линии. Стандарт 802.9, принятый в 1993 году, совместим с ISDN и использует подуровень LLC, определенный в 802.2, а также поддерживает кабельные системы UTP (неэкранированные кабели из скрученных пар).
802.10 - в этом отчете рабочей группы по безопасности ЛВС рассмотрены вопросы обмена данными, шифрования, управления сетями и безопасности в сетевых архитектурах, совместимых с моделью OSI.
802.11 - имя рабочей группы, занимающейся спецификаций 100BaseVG Ethernet 100BaseVG. Комитет 802.3, в свою очередь, также предложил спецификации для Ethernet 100 Мбит/с
Отметим, что работа комитета 802.2 послужила базой для нескольких стандартов (802.3 - 802.6, 802.12). Отдельные комитеты (802.7 - 802.11) выполняют в основном информационные функции для комитетов, связанных с сетевыми архитектурами.
Отметим также, что разные комитеты 802.X задают разный порядок битов при передаче. Например, 802.3 (CSMA/CD) задает порядок LSB, при котором передается сначала наименее значимый бит (младший разряд), 802.5 (token ring) использует обратный порядок - MSB, как и ANSI X3T9.5 - комитет, отвечающий за архитектурные спецификации FDDI. Эти два варианта порядка передачи известны как "little-endian" (канонический) и "big-endian" (неканонический), соответственно. Эта разница в порядке передачи имеет существенное значение для мостов и маршрутизаторов, связывающих различные сети.
Сетевые протоколы.
Сетевой протокол есть формат описания передаваемых сообщений и правила, по которым происходит обмен информацией между двумя или несколькими системами.
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol - протокол управления передачей/протокол Internet) Известен также как стек протоколов Internet (Internet Protocol Suite). Данный стек протоколов используется в семействе сетей Internet и для объединения гетерогенных сетей.
IPX/SPX - Internet Packet eXchange/Sequenced Packet eXchange. IPX используется в качестве основного протокола в сетях Novell NetWare для обмена данными между узлами сети и приложениями, работающими на различных узлах. Протокол SPX содержит расширенный по сравнению с IPX набор команд, позволяющий обеспечить более широкие возможности на транспортном уровне. SPX обеспечивает гарантированную доставку пакетов.
NetBEUI - NetBIOS Extended User Interface. Транспортный протокол, используемый Microsoft LAN Manager, Windows for Workgroups, Windows NT и других сетевых ОС.
Сетевой адаптер (Network Interface Card, NIC) -это периферийное устройство компьютера, непосредственно взаимодействующее со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами. Это устройство решает задачи надежного обмена двоичными данными, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, по внешним линиям связи. Как и любой контроллер компьютера, сетевой адаптер работает под управлением драйвера операционной системы и распределение функций между сетевым адаптером и драйвером может изменяться от реализации к реализации.
Сетевой концентратор – В локальных сетях нашли применение топологии различных типов. Наряду с широко распространенной «шиной» применяются топологии «пассивная звезда» и «дерево». Все типы топологий могут использовать репитеры и пассивные концентраторы для объединения разных сегментов сети. Основное требование к данным топологиям - отсутствие петель (замкнутых контуров).
Если сети на базе спецификаций 10BASE-2 или 10BASE-5 имеют небольшие размеры, то вполне можно обойтись без концентраторов. Но концентраторы обязательно должны применяться для спецификации 10BASE-T, имеющей топологию «пассивная звезда».
Для подключения к сети удаленных групп могут быть использованы концентраторы с дополнительным волоконно-оптическим портом. Существуют три разновидности реализации такого порта:
вставляемый в гнездо расширения slide-in-микротрансивер,
вставляемый в гнездо разъема AUI навесной микротрансивер,
постоянный оптический порт.
Оптические концентраторы применяются в качестве центрального устройства распределенной сети с большим количеством отдельных удаленных рабочих станций и небольших рабочих групп. Порты такого концентратора выполняют функции усилителей и осуществляют полную регенерацию пакетов. Существуют концентраторы с фиксированным количеством подключаемых сегментов, но некоторые типы концентраторов имеют модульную конструкцию, что позволяет гибко подстраиваться к существующим условиям. Чаще всего концентраторы и репитеры представляют собой автономные блоки с отдельным питанием.
Для технологии Fast Ethernet определены два класса концентраторов:
1) Концентраторы первого класса преобразуют приходящие из сегментов сигналы в цифровую форму. И только после этого передают их во все другие сегменты. Это позволяет подключать к таким концентраторам сегменты, выполненные по разным спецификациям: 100BASE-TX, 100BASE-T4 или 100BASE-FX.
2) Концентраторы второго класса производят простое повторение сигналов без преобразования. К такому концентратору можно подключать сегменты только одного типа.
Трафик
Характеристики трафика
Можно выделить две характеристики трафика - единица данных и способ упаковки этих единиц. Единицей данных может быть: бит, байт, октет, сообщение, блок. Они упаковываются в файлы, пакеты, кадры, ячейки. Они могут также передаваться без упаковки.
Скорость измеряется в единицах данных за единицу времени. Например, пакеты в секунду, байты в секунду, транзакции в минуту и т. д. Скорость также определяет время, требуемое для передачи единицы данных по сети.
Реальный размер передаваемых по сети данных складывается из непосредственно данных и необходимого информационного обрамления, составляющего накладные расходы на передачу. Многие технологии устанавливают ограничения на минимальный и максимальный размеры пакета. Так, например, для технологии Х.25 максимальный размер пакета составляет 4096 байт, а в технологии Frame Relay максимальный размер кадра составляет 8096 байт.
Можно выделить четыре наиболее общие характеристики трафика:
«взрывообразность»,
терпимость к задержкам,
время ответа,
емкость и пропускная способность.
Эти характеристики с учетом маршрутизации, приоритетов, соединений и т. д. как раз и определяют характер работы приложений в сети.
«Взрывообразность» характеризует частоту посылки трафика пользователем. Чем чаще пользователь посылает свои данные в сеть, тем она больше. Пользователь, который посылает данные регулярно, в одном темпе, сводит показатель «взрывообразности» практически к нулю. Этот показатель можно определить отношением максимального (пикового) значения трафика к среднему. Например, если максимальный объем пересылаемых данных в часы пик составляет 100 Мбит/с, а средний объем - 10 кбит/с, показатель «взрывообразности» будет равен 10.
Терпимость к задержкам характеризует реакцию приложений на все виды задержек в сети. Например, приложения, обрабатывающие финансовые транзакции в реальном масштабе времени, не допускают задержек. Большие задержки могут привести к неправильной работе таких приложений.
Приложения сильно различаются по допустимому времени задержки. Есть приложения, работающие в реальном времени (видеоконференции) - там время задержки должно быть крайне малым. С другой стороны, встречаются приложения, терпимые к задержкам в несколько минут или даже часов (электронная почта и пересылка файлов). На рис. 2.3 показано, из чего составляется общее время реакции системы.
Рис. 2.3. Общее время ответа сети
Понятия емкости и пропускной способности сети связаны между собой, но, по сути, это не одно и то же. Емкость сети - это реальное количество ресурсов, доступных пользователю на определенном пути передачи данных. Пропускная способность сети определяется общим количеством данных, которые могут быть переданы в единицу времени. Емкость сети отличается от пропускной способности сети из-за наличия накладных расходов, которые зависят от способа использования сети. Таблица 2.1 содержит характеристики трафика для различных приложений.
Нет ни пользователей, ни разработчиков, которые не были бы озабочены оптимальностью создаваемой сетевой инфраструктуры. При этом главный вопрос:
будет ли работа сети удовлетворительной по истечении некоторого времени после ее внедрения?
Таблица 2.1.Характеристики трафика разных приложений
|
Приложение/ Характеристика |
Загружен-ность трафика |
Терпимость к задержкам |
Время ответа |
Пропускная способность, |
|
Электронная почта |
Регламентируется | |||
|
Передача файлов |
Регламентируется | |||
|
CAD/CAM-системы |
Близко к РВ | |||
|
Обработка транзакций |
Близко к РВ | |||
|
Связь локальных сетей |
Реальное время | |||
|
Доступ к серверу |
Реальное время | |||
|
Высококачественное аудио |
Реальное время |
Больше всего проблем возникает при попытке «собрать» множество одно-функциональных сетей в одну гибкую многосервисную сеть. Еще трудней получить такую сеть, которая бы смогла разрешить абсолютно все проблемы, хотя бы в обозримом будущем. Сетевые специалисты понимают, что бизнес-функции организации постоянно меняются. Организация совершенствует свою структуру, рабочие группы формируются и исчезают, производство перепрофилируется и т.д. В свою очередь, меняются и приложения, ориентированные на работу в сети. Пользовательские рабочие станции сейчас предоставляют услуги по обработке сообщений, видеоинформации, телефонии и т. д.
В этой связи, при создании сети с комбинированными функциями нужно гарантировать необходимый уровень сервиса для каждого приложения. В противном случае пользователи будут вынуждены отказаться от многосервисной сети в пользу старой специализированной сети. Как показывает текущее состояние сети Internet, обработка всего графика на равных правах приводит к серьезным проблемам, особенно при ограниченной пропускной способности. Некоторые приложения требуют быстрой реакции сети. Поэтому возникла необходимость гарантировать время реакции, пропускную способность сети и подобные параметры. Такая технология была разработана и получила название качество обслуживания (Quality of Service, QoS). Качество обслуживания использует распределение по категориям и назначение приоритетов графикам, что позволит гарантировать графику с большим приоритетом лучшие условия передачи через сетевую магистраль, вне зависимости от требований к пропускной способности графиков менее важных приложений. Технология качества обслуживания может применяться для определения стоимости услуг многосервисной сети. Качество обслуживания позволяет связать стоимость сетевых услуг с сетевой производительностью.
Однако возникает вопрос: какую именно технологию качества обслуживания должен выбрать сетевой специалист? Существует несколько вариантов: организация приоритетных очередей в маршрутизаторах, использование протокола RSVP, применение QoS ATM и т. д. Но следует отметить, что всегда можно отказаться от технологии качества обслуживания. Это можно сделать, например, введя «силовые» методы распределения полосы пропускания и не используя эти методы там, где не нужно. Для выбора конкретной технологии качества обслуживания необходимо провести анализ требований пользователей к качеству обслуживания и рассмотреть возможные альтернативы.
Трафик разных приложений
В последнее время все отчетливее прослеживается тенденция введения в приложения услуг телефонии, групповой работы над документами, обработки сообщений, видео и т. д. Эта тенденция определяет требования к сетевой магистрали, которая, комбинируя ЛВС-, MAN- и WAN-магистрали, должна иметь многосервисную основу и передавать любые типы трафика с требуемым качеством.
Можно условно разделить трафик на три категории, отличающиеся друг от друга требованиями к задержке при передаче:
D Трафик реального времени . К этой категории относятся трафик с аудио-и видеоинформацией, не допускающий задержки при передаче. Задержка обычно не превышает 0,1 с, включая время на обработку на конечной станции. Кроме того, задержка должна иметь небольшие колебания во времени (эффект «дрожания» должен быть сведен к нулю). Следует отметить, что при сжатии информации трафик данной категории становится очень чувствительным к ошибкам при передаче. При этом из-за требования малой задержки возникающие ошибки не могут быть исправлены с помощью повторной посылки;
U Трафик транзакций. Эта категория требует задержки до 1 с. Увеличение этого предельного значения заставляет пользователей прерывать свою работу и ждать ответа, потому что только после получения ответа они могут продолжить отправлять свои данные. Поэтому большие задержки приводят к уменьшению производительности труда. Кроме того, разброс в значениях задержки приводит к дискомфорту в работе. В некоторых случаях превышение допустимого времени задержки приведет к сбою рабочей сессии и пользовательским приложениям потребуется начать ее вновь;
О Трафик данных. Эта категория трафика может работать практически с любой задержкой, вплоть до нескольких секунд. Особенностью такого трафика является повышенная чувствительность к доступной пропускной способности, но не к задержкам. Увеличение пропускной способности влечет за собой уменьшение времени передачи. Приложения, передающие большие объемы данных, разработаны, в основном, так, что захватывают всю доступную полосу пропускания сети. Редкими исключениями являются приложения потокового видео. Для них важны и пропускная способность и минимизация времени задержки.
Внутри каждой рассмотренной категории графики классифицируются по присвоенным им приоритетам. Трафик, имеющий более высокий приоритет, получает предпочтение при обработке. Примером приоритетного трафика может быть транзакция с заказом.
Введение приоритетов неизбежно при недостаточности ресурсов сети. Приоритеты могут использоваться для выделения групп, прикладных программ и отдельных пользователей в группах.
Передача аудио- и видеоинформации чувствительна к изменению задержки или, иными словами, к дрожанию. Например, превышение допустимого порога дрожания может привести к достаточно ощутимым искажениям изображений, необходимости дублирования видеокадров и т. д. Передача звука также чувствительна к дрожанию, так как человеку трудно воспринимать неожиданные паузы в речи абонента.
Проведенные исследования показали, что в случае передачи низкокачественной аудиоинформации по сети, максимальная задержка сигнала должна находиться в пределах от 100 до 150 мс. В случае передачи изображений этот параметр не должен превышать 30 мс. Таблица 2.2 определяет диапазон приемлемых задержек при передаче аудиоинформации.
Таблица 2.2.Воздействие задержек на восприятие голосового сигнала
Кроме того, так как потоки аудио- и видеоинформации следуют через различные устройства, которые обрабатывают трафик с учетом эффекта дрожания на основе разных алгоритмов, может быть быстро потеряна синхронизация между изображением и голосом (как это бывает в плохих фильмах). С эффектом дрожания можно бороться, применяя буферную память на принимающей стороне. Но следует помнить, что объем буфера может достигать значительных размеров, а это приводит как к удорожанию аппаратуры, так и к обратному эффекту - увеличению задержки за счет накладных расходов при обработке информации в большом буфере.
Описание программы Net Cracker .
Программа Net Cracker Professional предназначена для моделирования компьютерных сетей всех типов, а также имитации процессов в созданных сетях. При имитации процессов в созданных проектах сетей программа позволяет выдавать отчеты по результатам имитации.
Методика построения проекта включает следующие шаги:
В окно проекта заносится сетевое оборудование, которое будет использоваться для построения сети. Если необходимо, то в рабочие станции и/или сервера добавляются сетевые адаптеры из списка. Возможно конфигурирование рабочих станций и серверов, которое выполняется при нажатии на них правой кнопкой мыши.
В режиме “Link devices” соединяются сетевое оборудование и компьютеры.
Для того, чтобы можно было задать трафик на серверы обязательно устанавливается соответствующее общее программное обеспечение (ПО) (в списке оборудования выбирается опция Network and Enterprise Software ).
Поддержка по умолчанию общим ПО типов трафика приведена в таблице 2.3.
Таблица 2.3. Поддержка трафика о умолчанию.
|
Общее ПО |
Поддерживаемый трафик |
|
File client-server |
|
|
Small office database server |
Data base client-server; SQL |
|
HTTP – server |
Если выбранное общее ПО не поддерживает конкретный тип трафика, то настройка осуществляется следующим образом:
кликнуть правой клавишей по серверу в окне проекта;
выбрать опцию Configuration в контекстном меню;
выделить в окне конфигурации установленное на сервер общее ПО и нажать клавишу Plug - in Setup ;
выбрать вкладку Traffic ;
установить необходимые флаги типов трафика;
нажать клавишу OK;
закрыть окно конфигурации.
В это же окне конфигурации, на вкладке Server можно задать параметры ответа сервера на поступающие запросы.
4. После выбора типа трафика необходимо задать сам трафик между компьютерами. Для этого на панели инструментов надо нажать кнопку “Set Traffic, затем поочередно щелкнуть левой кнопкой мыши станцию-клиента и сервер, с которым клиент будет обмениваться данными. Трафик можно также задать и между клиентами. Направление трафика определяется от первого щелчка ко второму. Изменять свойства трафика можно с помощью пункта меню “Global”=>” Data Flow”, в том числе добавлять и удалять сетевой трафик.
5. При выборе компьютера или сегмента сети необходимо в соответствии с вариантом задания указать типы отображаемой статистики. Для этого следует выбрать в выпадающем меню пункт “Statistics”, а в появившемся окне галочками отметить, в каком виде выводить статистику. Статистику можно выводить в виде диаграммы, числа, графика или голосом. Далее нажать OK.
6. В случае многоуровневого проекта, когда при построении сети один фрагмент сети верхнего уровня детально показывается на нижнем уровне (например, когда требуется показать связи между зданиями и показать строение сети внутри здания), следует выделить раскрываемый фрагмент, нажать на правую кнопку мыши, и в выпадающем меню выбрать пункт => Expand. После этого можно продолжать рисовать сеть на новом листе.
7. Процесс имитации запускается с помощью кнопки “Start”.
После окончания процесса имитации отчеты выводятся следующим образом: в меню выбирается пункт “Tools” => “Reports” => “Wizard” => “Statistical” => в зависимости от задания. Отчет можно также получить, не используя услуги мастера, а просто выбрав соответствующий пункт в подменю “Reports”. Полученный отчет можно распечатать или сохранить в виде файла.
Полученный рисунок сети можно вывести на печать, используя меню File=>Print.
Примечания:
Во всех вариантах длины кабелей берутся произвольно (длины не должны превышать допустимые стандартом значения).
Для сетей с топологией FDDI в базе данных нет устройств MSAU. Поэтому для этой топологии в базе следует выбрать “Generic LAN’s”=>FDDI (схематический рисунок FDDI).
Устройства типа сервера удаленного доступа можно найти в базе устройств Routers and Bridges => Access Server => открыть любого производителя => найти там подходящее устройство. После этого к нему можно подключить либо модемы, либо устройства DSU/CSU.
Построение многоуровневого (иерархического) проекта необходимо начинать с самого верхнего уровня (корня), раскрывая подуровни через контекстное меню (Expand) выделенного объекта текущего уровня.
Фоновое изображение карты местности (Map) выбирается при настройке: меню Sites => Site Setup =>Background.
Спецификации Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE802 определяют стандарты для физических компонентов сети. Эти компоненты – сетевая карта (Network Interface Card – NIC) и сетевой носитель (network media), которые относятся к физическому и канальному уровням модели OSI . Спецификации IEEE 802 определяют механизм доступа адаптера к каналу связи и механизм передачи данных. Стандарты IEEE802 подразделяют канальный уровень на подуровни:
Logical Link Control (LLC) – подуровень управления логической связью;
Media Access Control (MAC) – подуровень управления доступом к устройствам.
Спецификации IEEE 802 делятся на двенадцать стандартов:
Стандарт 802.1 (Internetworking – объединение сетей) задает механизмы управления сетью на MAC-уровне. В разделе 802.1 приводятся основные понятия и определения, общие характеристики и требования к локальным сетям, а также поведение маршрутизации на канальном уровне, где логические адреса должны быть преобразованы в их физические адреса и наоборот.
Стандарт 802.2 (Logical Link Control – управление логической связью) определяет функционирование подуровня LLC на канальном уровне модели OSI. LLC обеспечивает интерфейс между методами доступа к среде и сетевым уровнем.
Стандарт 802.3 (Ethernet Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – CSMA/CD LANs Ethernet – множественный доступ к сетям Ethernet с проверкой несущей и обнаружением конфликтов) описывает физический уровень и подуровень MAC для сетей, использующих шинную топологию и коллективный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением конфликтов. Прототипом этого метода является метод доступа стандарта Ethernet (10BaseT, 10Base2, 10Base5). Метод доступа CSMA/CD. 802.3 также включает технологии Fast Ethernet (100BaseTx, 100BaseFx).
Этот метод доступа используется в сетях с общей шиной (к которым относятся и радиосети, породившие этот метод). Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Простота схемы подключения – это один из факторов, определивших успех стандарта Ethernet. Кабель, к которому подключены все станции, работает в режиме коллективного доступа (multiply access – MA).
Метод доступа CSMA/CD определяет основные временные и логические соотношения, гарантирующие корректную работу всех станций в сети.
Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения. Затем кадр передается по кабелю. Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные и посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции-источника также включен в исходный кадр, поэтому станция-получатель знает, кому нужно послать ответ.
Стандарт 802.4 (Token Bus LAN – локальные сети Token Bus) определяет метод доступа к шине с передачей маркера, прототип – ArcNet.
При подключении устройств в ArcNet применяют топологию «шина» или «звезда». Адаптеры ArcNet поддерживают метод доступа Token Bus (маркерная шина) и обеспечивают производительность 2,5 Мбит/с. Этот метод предусматривает следующие правила:
Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);
В любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;
Кадр, передаваемый одной станцией, одновременно анализируется всеми остальными станциями сети.
В сетях ArcNet используется асинхронный метод передачи данных (в сетях Ethernet и Token Ring применяется синхронный метод), т. е. передача каждого байта в ArcNet выполняется посылкой ISU (Information Symbol Unit – единица передачи информации), состоящей из трех служебных старт/стоповых битов и восьми битов данных.
Стандарт 802.5 (Token Ring LAN – локальные сети Token Ring) описывает метод доступа к кольцу с передачей маркера, прототип – Token Ring.
Сети стандарта Token Ring, так же как и сети Ethernet, используют разделяемую среду передачи данных, которая состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему используется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциями права на использование кольца в определенном порядке. Право на использование кольца передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером, или токеном.
Стандарт 802.6 (Metropolitan Area Network – городские сети) описывает рекомендации для региональных сетей.
Стандарт 802.7 (Broadband Technical Advisory Group – техническая консультационная группа по широковещательной передаче) описывает рекомендации по широкополосным сетевым технологиям, носителям, интерфейсу и оборудованию.
Стандарт 802.8 (Fiber Technical Advisory Group – техническая консультационная группа по оптоволоконным сетям) содержит обсуждение использования оптических кабелей в сетях 802.3 – 802.6, а также рекомендации по оптоволоконным сетевым технологиям, носителям, интерфейсу и оборудованию, прототип – сеть FDDI (Fiber Distributed Data Interface).
Стандарт FDDI использует оптоволоконный кабель и доступ с применением маркера. Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Использование двух колец – это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI, и узлы, которые хотят им воспользоваться, должны быть подключены к обоим кольцам. Скорость сети до 100 Мб/с. Данная технология позволяет включать до 500 узлов на расстоянии 100 км.
Стандарт 802.9 (Integrated Voice and Data Network – интегрированные сети передачи голоса и данных) задает архитектуру и интерфейсы устройств одновременной передачи данных и голоса по одной линии, а также содержит рекомендации по гибридным сетям, в которых объединяют голосовой трафик и трафик данных в одной и той же сетевой среде.
В стандарте 802.10 (Network Security – сетевая безопасность) рассмотрены вопросы обмена данными, шифрования, управления сетями и безопасности в сетевых архитектурах, совместимых с моделью OSI.
Стандарт 802.11 (Wireless Network – беспроводные сети) описывает рекомендации по использованию беспроводных сетей.
Технология 100VG – это комбинация EthernetиToken-Ring со скоростью передачи 100 Мбит/c, работающая на неэкранированных витых парах. В проекте 100Base-VG усовершенствован метод доступа с учетом потребности мультимедийных приложений. В спецификации 100VGпредусматривается поддержка волоконно-оптических кабельных систем. Технология 100VGиспользует метод доступа – обработка запросов по приоритету (demand priority access). В этом случае узлам сети предоставляется право равного доступа. Концентратор опрашивает каждый порт и проверяет наличие запроса на передачу, а затем разрешает этот запрос в соответствии с приоритетом. Имеется два уровня приоритетов – высокий и низкий.