Grundläggande teknik för lokala datanät. Nätverksteknik

Lokala nätverksarkitekturer eller teknik kan delas upp i två generationer. Den första generationen inkluderar arkitekturer som ger låg och genomsnittlig informationsöverföringshastighet: Ethernet 10 Mbps), tokenring (16 Mbps) och ARC Net (2,5 Mbps).

För att överföra data använder dessa tekniker kablar med kopparbostad. Till den andra generationen av teknik innefattar moderna höghastighetsarkitekturer: FDDI (100 Mbit / s), ATM (155 Mbps) och uppgraderade versioner av de första generations arkitekturerna (Ethernet): Fast Ethernet (100 Mbps) och Gigabit Ethernet (1000 Mbps ). Avancerade alternativ för första generations arkitekturer är utformade för att använda kablar med kopparkärnor och på fiberoptiska datalinjer. Ny teknik (FDDI och ATM) är inriktade på att använda fiberoptiska dataöverföringsledningar och kan användas för att samtidigt sända information av olika typer (videobilder, röster och data). Nätverksteknik är en minsta uppsättning standardprotokoll och implementera sin programvara och hårdvara, tillräcklig för att bygga ett beräkningsnätverk. Nätverksteknik kallas grundläggande teknik. För närvarande finns det ett stort antal nätverk som har olika nivåer av standardisering, så välkänd teknik som Ethernet, Token-Ring, ArcNet, FDDI mottog utbredd.

Nätverksåtkomstmetoder

Eternet Det är metoden för flera åtkomst med att lyssna på bärare och upplösning av kollisioner (konflikter). Innan överföringen börjar, bestämmer varje arbetsstation om kanalen är fri eller upptagen. Om kanalen är fri, börjar stationen att sända data. Riktigt konflikter leder till en minskning av nätverkshastigheten endast i fallet när 80-100 stationer fungerar. Tillgångsmetod Arcnet. Denna åtkomstmetod var utbredd främst på grund av att ARCNET-utrustning är billigare än Ethernet- eller token -ringsutrustning. Arcnet används i lokala nätverk med en stjärna topologi. En av datorerna skapar en speciell markör (specialt meddelande), som konsekvent sänds från en dator till en annan. Om stationen måste överföra meddelandet, genererar det, efter att ha fått en markör, ett paket, kompletterat med avsändarens och destinationens adresser. När paketet kommer till destinationsstationen är meddelandet "avtäckt" från markören och passerar stationen. Tillgångsmetod Token ring.. Denna metod är utvecklad av IBM; Det beräknas av nätverkstopologinätet. Denna metod liknar ArcNet, eftersom den också använder en markör som sänds från en station till en annan. Till skillnad från ArcNet när du får tillgång till token-ringen är det möjligt att tilldela olika prioriteringar till olika arbetsstationer.

Grundläggande teknik LAN

Ethernet-tekniken är nu mest populär i världen. Det klassiska Ethernet-nätverket använder en vanlig koaxialkabel av två typer (tjock och tunn). Ethernet-versionen av Ethernet blir dock alltmer som ett medium av snodda par, eftersom installationen och underhållet av dem är mycket lättare. Topologies typ "däck" och typ "passiv stjärna" används. Standarden definierar fyra huvudtyper av överföringsmedia.

 10BASE5 (tjock koaxialkabel);

 10BASE2 (tunn koaxialkabel);

 10Base-T (twisted pair);

 10BASE-F (fiberoptisk kabel).

Snabb Ethernet - Höghastighetsvariation av Ethernet-nätverket, vilket ger en överföringshastighet på 100 Mbps. Fast Ethernet-nätverk Kompatibelt med nätverk som görs enligt Ethernet. Den huvudsakliga topologin i det snabba Ethernet-nätverket är en passiv stjärna.

Standarden definierar tre typer av överföringsmedia för snabb Ethernet:

 100Base-T4 (Quad Twisted Pair);

 100BASE-TX (dubbel twisted pair);

 100BASE-FX (fiberoptisk kabel).

Gigabit Ethernet - Höghastighetsvariation av Ethernet-nätverket, vilket ger 1000 Mbps överföringshastighet. Gigabit Ethernet-nätverksstandarden innehåller för närvarande följande typer av överföringsmedia:

 1000Base-SX är ett segment på en multimodefiberoptisk kabel med en ljus våglängd på 850 nm.

 1000Base-LX är ett segment på en multimode och enfiber-fiberoptisk kabel med en våglängd av en ljussignal på 1300 nm.

 1000Base-CX är ett segment på en elektrisk kabel (skärmad vridet par).

 1000Base-t-segment på den elektriska kabeln (quad-stable unshielded twisted pair).

På grund av det faktum att nätverken är kompatibla, enkelt och enkelt ansluta Ethernet-segmenten, Fast Ethernet och Gigabit Ethernet till ett enda nätverk.

Det tagna ringnätet erbjuds av IBM. Token-ringen var avsedd att kombinera alla typer av datorer som tillverkats av IBM (från Personal To Large). Takringsnätverket har en stjärna-ring-topologi. ArcNet-nätverket är ett av de äldsta nätverken. Som topologi använder ArcNet-nätverket "däck" och "passiv stjärna". ArcNet-nätverket har haft stor popularitet. Bland de viktigaste fördelarna med ArcNet-nätverket kan du ringa hög tillförlitlighet, låg kostnad för adaptrar och flexibilitet. De viktigaste nackdelarna med nätverket är den låga hastigheten på informationsöverföring (2,5 Mbps). FDDI (Fiber Distributed Data Interface) -standardiserad specifikation för höghastighets datanätverksarkitektur på fiberoptiska linjer. Överföringshastighet - 100 Mbps. De viktigaste tekniska egenskaperna hos FDDI-nätverket är följande:

 Det maximala antalet nätverksabonnenter är 1000.

 Maximal längd på nätverksringen - 20 km

 Det maximala avståndet mellan nätverksabonnenter är 2 km.

 Överföringsmiljö - Fiberoptisk kabel

 Tillträdesläge - Markör.

 Informationsöverföringshastighet är 100 Mbps.

Introduktion ................................................. ....................... ..3

1 Network Ethernet och Fast Ethernet .................................... 5

2 Nätverkstoken-ring ............................................. ................9

3 Ställ arcnet ............................................... ....................14

4 Nätverk FDDI ............................................... ....................................... 18

5 Nätverk 100VG-Anylan ............................................. .................................................. ............................................

6 Ultra-Speed \u200b\u200bNetworks ............................................. ....25

7 Trådlösa nätverk ............................................... ........31

Slutsats ................................................. ....................... 36

Lista över källor som används ........................... 39

Introduktion

Under den tid som har gått sedan utseendet på de första lokala nätverken har flera hundra celler utvecklats för en mängd olika nätverkstekniker, men få har fått märkbar distribution. Detta beror främst på den höga standardiseringen av principerna för organisationen av nätverk och med sina kända företag. Men standardnätverk har inte alltid rekordegenskaper, ger de mest optimala utbyteslägena. Men stora volymer av utsläpp av sin utrustning och därför ger dess låga kostnader dem stora fördelar. Det är också viktigt att mjukvaruproducenterna också är främst inriktade på de vanligaste nätverken. Därför väljer användaren att standardnätverk har en fullständig garanti för kompatibiliteten hos utrustning och program.

Syftet med kursarbetet är att överväga den befintliga tekniken för lokala nätverk av sina egenskaper och fördelar eller brister framför varandra.

Jag valde tekniken för lokala nätverk, för enligt min mening är detta ämne nu särskilt relevant när rörlighet, snabbhet och bekvämlighet uppskattas över hela världen, med den minsta tiden som möjligt.

För närvarande har en minskning av antalet typer av nätverk som används har blivit en trend. Faktum är att en ökning av överföringshastigheten i lokala nätverk upp till 100 och till och med upp till 1000 Mbps kräver användning av den mest avancerade tekniken, genomföra dyr vetenskaplig forskning. Naturligtvis har det bara råd med de största företagen som stöder sina standardnät och deras mer avancerade sorter. Dessutom har ett stort antal konsumenter redan etablerat några nätverk och vill inte helt ersätta nätverksutrustning samtidigt. I den närmaste framtiden är det knappast värt att förvänta sig att fundamentalt nya standarder kommer att antas.

Marknaden erbjuder standard lokala nätverk av alla möjliga topologier, så valet av användare har. Standardnätverk ger ett brett utbud av tillåtna nätverksstorlek, antal abonnenter och, inte mindre viktiga, priser på utrustning. Men valet är fortfarande inte lätt. Trots allt, i motsats till programvara, ersatt, vilket inte är svårt, tjänar utrustningen vanligtvis i många år, dess ersättning, inte bara avsevärda kostnader, till behovet av att driva kablar, men också till revisionen av systemet för datorverktyg av organisationen. I detta avseende kostar fel i valet av utrustning vanligtvis mycket mer än fel vid val av programvara.

1 Ethernet och Fast Ethernet

Den högsta fördelningen bland standardnäten fick ett Ethernet-nätverk. För första gången dök upp 1972 (utvecklaren var det välkända Xerox-företaget). Nätverket var ganska framgångsrikt, och som ett resultat av detta stödde sådana största företag som Dec och Intel. Deras ansträngningar 1985 blev Ethernet-nätverket en internationell standard, den antogs av de största internationella organisationerna om standarder: IEEE och Electeronic Engineers Committee (ECMA (European Computer Manufacturers Association).

Standarden heter IEEE 802.3 (på engelska läses som "åtta OH två dot tre"). Den definierar flera åtkomst till en bussyp monokanal med konfliktdetektering och överföringskontroll. Några andra nätverk uppfyller denna standard, eftersom nivån på detaljerna är låg. Som ett resultat av IEEE 802.3-standarden var både konstruktiva och elektriska egenskaper ofta inkompatibla. Men nyligen anses IEEE 802.3-standarden vara standard Ethernet-nätverket.

De viktigaste egenskaperna hos den ursprungliga standarden IEEE 802.3:

• topology - däck;
• överföringsmedium - koaxialkabel;
• Överföringshastighet - 10 Mbps;
• maximal nätverkslängd - 5 km;
• maximalt antal abonnenter - upp till 1024;
• nätverkssegmentlängd - upp till 500 m;
• antal abonnenter på ett segment - upp till 100;
• tillgångsmetod - CSMA / CD;
• Överföringen är smalband, det vill säga utan modulering (monokanal).

Strängt sett finns det mindre skillnader mellan IEEE 802.3 och Ethernet-standarder, men de brukar föredra att inte komma ihåg.

Ethernet-nätverket är nu mest populärt i världen (mer än 90% av marknaden), det påstås att det kommer att förbli de närmaste åren. Detta bidrog konsekvent till det faktum att egenskaperna, parametrarna, nätverksprotokoll upptäcktes från början, som ett resultat av vilket det stora antalet tillverkare runt om i världen började producera Ethernet-utrustning, helt kompatibel med varandra .

I det klassiska Ethernet-nätverket användes en 50-ohm koaxialkabel av två typer (tjock och tunn). Men nyligen (från början av 90-talet) mottog den högsta fördelningen Ethernet-versionen med twisted par som ett medium. Standarden är också definierad för applicering av fiberoptisk kabel. För att redogöra för dessa ändringar i den ursprungliga standarden IEEE 802.3 gjordes lämpliga tillägg. År 1995 uppträdde en extra standard på en snabbare version av Ethernet som arbetar vid 100 Mbit / s (den så kallade Fast Ethernet, IEEE 802.3U-standard), med en tvilling- eller fiberoptisk kabel som ett medium. År 1997 verkade versionen för hastigheten på 1000 Mbps (Gigabit Ethernet, IEEE 802.3z-standard).

Förutom den vanliga topologin används däcket alltmer topologier som passivt stjärna och passivt träd.

Klassisk Ethernet Topologi

Den maximala längden på nätverkskabeln som helhet (den maximala signalvägen) kan teoretiskt nå 6,5 kilometer, men praktiskt taget överstiger inte 3,5 kilometer.

Det snabba Ethernet-nätverket ger inte en däcks fysisk topologi, bara ett passivt stjärna eller passivt träd används. Dessutom har Fast Ethernet mycket strängare krav på nätverkets maximala längd. När allt kommer omkring, med en ökning av 10 gånger överföringshastigheten och bevarandet av förpackningsformatet blir dess minsta längd tio gånger kortare. Således reduceras 10 gånger det tillåtna värdet av den dubbla tiden för signalen över nätverket (5,12 μs mot 51,2 μs i Ethernet).

För informationsöverföring till Ethernet-nätverket använder en standard Manchester-kod.

Tillgång till Ethernet-nätverket utförs av slumpmässig CSMA / CD-metod som säkerställer abonnentens jämlikhet. Nätverket använder paket med variabel längd med en struktur.

För ett Ethernet-nätverk som arbetar med en hastighet på 10 Mbps definierar standarden de fyra huvudtyperna av nätverkssegment som är inriktade på olika informationsöverföringsmiljöer:

• 10BASE5 (tjock koaxialkabel);
• 10Base2 (tunn koaxialkabel);
• 10Base-T (twisted pair);
• 10Base-fl (fiberoptisk kabel).

Segmentets namn innehåller tre punkter: Figuren "10" betyder överföringshastigheten på 10 Mbps, ordbasen - överföring i huvudfrekvensbandet (det vill säga utan att modulera en högfrekvenssignal) och det sista elementet är Segmentets tillåtna längd: "5" - 500 meter, "2" - 200 meter (mer exakt, 185 meter) eller kommunikationstyp: "T" - Twisted pair (från engelska "twisted-pair"), "F" - Fiberoptisk kabel (från engelska "Fiber Optic").

På samma sätt för Ethernet-nätverket som arbetar med en hastighet på 100 Mbps (Fast Ethernet) definierar standarden tre typer av segment som skiljer sig åt i typen av överföringsmedium:

• 100Base-T4 (Quad Twisted Pair);
• 100Base-TX (dubbel twisted pair);
• 100Base-FX (fiberoptisk kabel).

Här betyder figuren "100" överföringshastigheten på 100 Mbit / s, bokstaven "T" är ett vridet par, bokstaven "F" - fiberoptisk kabel. Typer 100base-TX och 100Base-FX kombineras ibland under namnet 100Base-X och 100Base-T4 och 100Base-TX - under namnet 100base-t.

Utvecklingen av Ethernet-tekniken går längs vägen för att avvika allt från den ursprungliga standarden. Användningen av ny överföring och omkopplat media gör att du kan öka nätverkets storlek avsevärt. Avslaget till Manchester-koden (på Fast Ethernet och Gigabit Ethernet-nätverket) ger en ökning av dataöverföringshastigheten och minskar kraven på kabeln. Avslag från CSMA / CD-kontrollmetoden (med fullduplexbyte) gör det möjligt att dramatiskt förbättra effektiviteten i arbetet och ta bort begränsningar från nätverkslängden. Men alla nya nätverksvarianter kallas också ett Ethernet-nätverk.

2 Nätverkstoken-ring

Takringsnätet (Markerring) föreslogs av IBM 1985 (det första alternativet dök upp 1980). Det var tänkt att kombinera alla typer av datorer som tillverkats av IBM. Redan det faktum att det stöder IBM, den största tillverkaren av datorutrustning, indikerar att hon behöver ägna särskild uppmärksamhet. Men inte mindre viktigt är att token-ringen för närvarande är den internationella standarden IEEE 802.5 (även om det finns mindre skillnader mellan token-ring och IEEE 802.5). Detta sätter detta nätverk för en nivå efter status med Ethernet.

Tas-ringen utvecklades som ett tillförlitligt Ethernet-alternativ. Och även om Ethernet förskjuter alla andra nätverk, kan det inte vara hopplöst föråldrat. Mer än 10 miljoner datorer runt om i världen kombineras med det här nätverket.

IBM har gjort allt för den bredaste möjliga spridningen av sitt nätverk: Detaljerad dokumentation har släppts upp till adapterns kretsar. Som ett resultat startade många företag, till exempel 3som, Novell, Western Digital, Proteon och andra produktion av adaptrar. Förresten har NetBIOS-konceptet utvecklats speciellt för det här nätverket, liksom för ett annat IBM PC Netbios-nätverk. Om NetBIOS PC-nätverksnätverket har hållits i Netbios-inbyggda permanent minnesadapter har Netbios emuleringsprogrammet redan använts på token-ring-nätverket. Detta fick reagera mer flexibelt på utrustningsfunktionerna och upprätthålla kompatibiliteten med högre nivåprogram.

Vad är det - nätverksteknik? Varför behövs det? Vad används för? Svar på dessa, liksom ett antal andra problem och kommer att ges enligt denna artikel.

Flera viktiga parametrar

1. Dataöverföringshastighet. Denna egenskap beror på vilken mängd information (mätt i de flesta fall i bitar) kan överföras via nätverket under en viss tidsperiod.
2. Formatramar. Information som sänds via nätverket kombineras till informationspaket. De kallas ramar.
3. Signalkodningstyp. I det här fallet löses det, hur man krypterar information i elektriska impulser.
4. Överföringsmiljö. En sådan beteckning används för materialet som regel är det här en kabel för vilken flödet av informationsflöden utförs, vilket är efterföljande och visas på skärmarna.
5. Topology Network. Detta är en schematisk konstruktion av den design som informationen sänder. Används, som regel, däck, stjärna och ring.
6. Tillgångsmetod.

En uppsättning av alla dessa parametrar och definierar nätverksteknik än det är, vilka enheter som använder och egenskaper har. Som du kan gissa, det finns en bra uppsättning.

allmän information

Men vad är nätverkstekniken? När allt kommer omkring, definierade definitionen av detta koncept! Så, nätverksteknik är en samordnad uppsättning standardprotokoll och hårdvara och hårdvara, som implementeras i en mängd som är tillräcklig för att bygga ett lokalt datornätverk. Detta bestämmer hur åtkomst till dataöverföringsmediet kommer att erhållas. Alternativt kan du fortfarande möta namnet "Basic Technologies". Att överväga att alla inom ramen för artikeln inte är möjligt på grund av ett stort belopp, är det viktigt att uppmärksamma den mest populära: Ethernet, Token-Ring, ArcNet och FDDI. Vad tänker de?

Eternet

För tillfället är det den mest populära nätverkstekniken över hela världen. Om kabeln föreslår är sannolikheten att den används, nära ett hundra procent. Ethernet kan säkert krediteras den bästa nätverksinformationstekniken, som beror på låg kostnad, hög hastighet och kommunikationskvalitet. Den mest kända är IEEE802.3 / Ethernet-typen. Men på grundval av grunden utvecklades två mycket intressanta alternativ. Den första (IEEEE802.3U / FAST ETHERNET) gör att du kan tillhandahålla en överföringshastighet på 100 Mbps. Det här alternativet har tre modifieringar. De skiljer sig åt bland dem själva med materialet för kabeln, längden på det aktiva segmentet och den specifika ramen för överföringsområdet. Men oscillationer uppstår i stil med "plus-minus 100 Mbps". Ett annat alternativ är en IEEE802.3z / Gigabit Ethernet. Han har en sändningsförmåga att vara 1000 Mbps. Denna variation har fyra modifieringar.

Token-ring

Nätverksinformationsteknik av denna typ används för att skapa ett delat dataöverföringsmedium, som så småningom bildas som en kombination av alla noder i en ring. Denna teknik är byggd på Star-ring-topologin. Den första går som den viktigaste, och den andra är extra. För att komma åt nätverket tillämpas markeringsmetoden. Den maximala ringlängden kan vara 4 tusen meter, och antalet noder är 260 stycken. Dataöverföringshastigheten överstiger inte 16 Mbps.

Arcnet

Det här alternativet använder däck och passiv stjärna topologi. Samtidigt kan den byggas på en oskärmad vridad par och fiberoptisk kabel. ArcNet är en riktig äldre nätverksteknik. Längden på nätverket kan nå 6000 meter, och det maximala antalet abonnenter är 255. I det här fallet bör det noteras den främsta nackdelen med detta tillvägagångssätt - dess låga dataöverföringshastighet, vilket bara är 2,5 Mbps / sekund. Men den här nätverkstekniken används fortfarande allmänt. Detta beror på dess höga tillförlitlighet, lågprisadaptrar och flexibilitet. Nätverk och nätverksteknik som är byggda enligt andra principer kan ha högre hastighetsindikatorer, men exakt eftersom ARCNET ger hög datautmatning, det gör det möjligt för oss att inte slänga av det från kontona. En viktig fördel med detta alternativ är att åtkomstmetoden används genom överföringen av auktoritet.

Fdi

Nätverksdatorteknik för denna art är standardiserade höghastighets dataöverföringsarkitektspecifikationer med hjälp av fiberoptiska linjer. FDDI påverkade signifikant ArcNet och Token-ringen. Därför kan denna nätverksteknik betraktas som en förbättrad dataöverföringsmekanism baserad på tillgänglig utveckling. Ringen av det här nätverket kan nå hundra kilometer lång. Trots det stora avståndet är det maximala antalet abonnenter som kan ansluta till det bara 500 knop. Det bör noteras att FDDI anses vara mycket tillförlitlig på grund av närvaron av grundläggande och backup datatrutor. Lägger till hennes popularitet och möjligheten att snabbt överföra data - cirka 100 Mbps.

Teknisk aspekt

Har ansett att de representerar grunden för nätverksteknik, som används, låt oss nu uppmärksamma hur allt är ordnat. Inledningsvis bör det noteras att de tidigare diskuterade alternativen är uteslutande lokala medel för anslutning av elektronik och datorer. Men det finns globala nätverk. Alla i världen ca tvåhundra. Hur fungerar modern nätverksteknik? För att göra detta, låt oss överväga den nuvarande principen om konstruktion. Så det finns en dator som kombineras i ett nätverk. Villkorligt är de uppdelade i abonnent (grundläggande) och hjälp. Den första är engagerade i allt informativt och beräkningsarbete. Det beror på dem, vad kommer att vara nätverksresurserna. Auxiliary är engagerade i omvandling av information och dess överföring via kommunikationskanaler. På grund av det faktum att de måste hantera en betydande mängd data, skryter servrarna av hög effekt. Men den sista mottagaren av någon information är fortfarande den vanliga värddatorn, som oftast representeras av persondatorer. Nätverksinformationsteknik kan använda sådana servertyper:

1. Nätverk. Engagerad i överföringen av information.
2. Terminal. Tillhandahåller multiplayersystemets funktion.
3. Databaser. Engagerade i hantering av databasförfrågningar i multiplayer-system.

Kanalväxlingsnät

De är skapade tack vare den fysiska anslutningen av kunder vid den tidpunkt då meddelanden överförs. Vad ser det ut i praktiken? I sådana fall skapas en direkt anslutning för att skicka och få information från punkt A till punkten B. Den innehåller kanaler i en av set (som regel) Meddelandealternativ. Och den skapade anslutningen för framgångsrik överföring måste vara oförändrad under hela sessionen. Men i det här fallet manifesteras ganska starka brister. Så det är nödvändigt att förvänta sig anslutningar relativt långa. Detta åtföljs av en hög kostnad av dataöverföring och ett användningsförhållande med låg kanal. Därför är användningen av nätverksteknik av denna typ inte vanlig.

Växla nätverksmeddelanden

I det här fallet överförs all information i små portioner. Direktanslutning i sådana fall är inte etablerad. Datatransmission utförs enligt den första fria tillgängliga kanaler. Och så tills meddelandet överförs till adressaten. Servrarna är ständigt engagerade i receptionen, dess samling, verifiering och etablering av rutten. Och det efterföljande meddelandet sänds vidare. Av fördelarna är det nödvändigt att notera det låga överföringspriset. Men i det här fallet finns det fortfarande problem som låg hastighet och omöjligheten av genomförandet av dialogen mellan AUM i realtid.

Paketväxlingsnät

Detta är det mest perfekta och populära sättet att hittills. Utvecklingen av nätverksteknik ledde till att nu utbyte av information genomförs genom korta paket med information om den fasta strukturen. Vad tänker de? Paket är en del av meddelanden som uppfyller en specifik standard. Små deras längd gör att du kan förhindra nätverksblockering. Detta minskar kön i omkopplingsnoderna. En snabb anslutning utförs, en låg nivå av fel upprätthålls, och stora höjder uppnås när det gäller att öka nätverkets tillförlitlighet och effektivitet. Det bör noteras att det finns olika konfigurationer av detta tillvägagångssätt för konstruktionen. Så, om nätverket ger kommutering av meddelanden, paket och kanaler, kallas det integrerat, det vill säga det är möjligt att hålla den sönderdelning. En del av resurserna kan användas monopol. Så, vissa kanaler kan användas för att överföra direkta meddelanden. De är skapade vid tidpunkten för dataöverföring mellan olika nätverk. När en session med att skicka information slutar de, sönderdelas de till oberoende stamkanaler. Vid användning av batchteknik är det viktigt att konfigurera och förhandla ett stort antal kunder, kommunikationslinjer, servrar och ett antal andra enheter. Detta bidrar till att etablera regler som är kända som protokoll. De är en del av det använda nätverksoperativsystemet och implementeras på hårdvaru- och programmatiska nivåer.

Nätverksteknik Lokala nätverk

I lokala nätverk används som regel ett gemensamt dataöverföringsmedium (monokanal) och huvudrollen tilldelas protokollen av de fysiska och kanalnivåerna, eftersom dessa nivåer mest återspeglar de specifika nätverken.

Nätverksteknik är en konsekvent uppsättning standardprotokoll och implementera sin programvara och hårdvara, tillräckligt för att bygga ett datornät. Nätverksteknik kallas grundläggande teknik eller nätverksarkitekturer.

Nätverksarkitektur bestämmer topologi- och åtkomstmetoden till dataöverföringsmediet, kabelsystemet eller dataöverföringsmediet, nätverksramformat. Signalkodningstyp, överföringshastighet. I moderna datanätverk, teknik eller nätverksarkitekturer som: Ethernet, Token-Ring, Arcnet, fick FDDI utbredd.

IEEE802.3 / Ethernet Network Technologies

För närvarande är den här arkitekturen mest populär i världen. Popularitet ges av enkel, tillförlitlig och billig teknik. Det klassiska Ethernet-nätverket använder en vanlig koaxialkabel av två typer (tjock och tunn).

Ethernet-versionen av Ethernet blir dock alltmer som ett medium av snodda par, eftersom installationen och underhållet av dem är mycket lättare. I Ethernet-nätverk används typypen och den passiva stjärntypen och CSMA / CD-åtkomstmetoden.

IEEE802.3-standarden beroende på vilken typ av dataöverföringsmedium har modifieringar:

 10BASE5 (tjock koaxialkabel) - ger överföringshastigheten på 10 Mbps och längden på segmentet till 500m;

 10Base2 (tunn koaxialkabel) - ger överföringshastigheten på 10 Mbps och längden på segmentet upp till 200m;

 10Base-T (oskärmat twisted pair) - låter dig skapa ett nätverk av stjärna topologi. Avståndet från navet till ändnoden till 100m. Det totala antalet noder bör inte överstiga 1024;

 10Base-F (fiberoptisk kabel) - låter dig skapa ett nätverk av stjärntopologi. Avståndet från navet till slutnoden till 2000m.
Ethernet-tekniken har skapat höghastighetsalternativ: IEEE802.3U / Fast Ethernet och IEEE802.3z / Gigabit Ethernet. Den huvudsakliga topologin som används i nätverket Fast Ethernet och Gigabit Ethernet, passiv stjärna.

Network Technology Fast Ethernet tillhandahåller överföringshastighet på 100 Mbps och har tre modifieringar:

 100Base-T4 - Oskärmat vridet par (Quad Twisted Pair) används. Avstånd från navet till ändnoden till 100m;

 100Base-TX - Två snodda par används (oskärmade och skärmade). Avstånd från navet till ändnoden till 100m;

 100Base-FX-fiberoptisk kabel (två fibrer i kabeln). Avståndet från navet till ändnoden till 2000m; .

Gigabit Ethernet - ger 1000 Mbps överföringshastighet. Det finns följande ändringar av standarden:

 1000Base-SX - En fiberoptisk kabel med en 850 nm ljusvåglängd används.

 1000Base-LX - En fiberoptisk kabel med en ljussignalvåglängd på 1300 nm används.

 1000Base-CX - Ett skärmat vridat par används.

 1000Base-T - Ett quadst oskärmat twisted par används.
Fast Ethernet och Gigabit Ethernet-nätverk är kompatibla med nätverk som görs enligt Ethernet-standard, så enkelt och enkelt att ansluta Ethernet-segment, Fast Ethernet och Gigabit Ethernet till ett enda datornätverk.

Den enda nackdelen med detta nätverk är bristen på en garanti för tidpunkten för tillgången till miljön (och mekanismer som tillhandahåller prioriterad service), vilket gör att nätverket sänks för att lösa de tekniska uppgifterna i realtid. Vissa problem skapar ibland en gräns på det maximala datafältet, lika med ~ 1500 byte.

För olika hastighet använder Ethernet olika kodningssystem, men åtkomstalgoritmen och ramformatet förblir oförändrat, vilket garanterar mjukvarukompatibilitet.

Ethernet-ram har ett format som visas i fig.

Ethernet-nätverksramformat (siffror längst upp i figuren visar fältets storlek i byte)

Fält inledning Innehåller 7 byte av 0HAA och tjänar till att stabilisera och synkronisera mediet (alternerande CD1- och CD0-signaler när du fyller i CD0), följer fältet Sfd.Starta Frame Delimiter \u003d 0xab), som är avsedd att identifiera ramens start. Fält EFD. Avgränsgräns) Anger ramens ände. Checksum-fältet ( CRC -cyklisk redundanskontroll), såväl som ingress, SFD och EFD, bildas och övervakas på hårdvarunivån. I vissa protokolländringar används EFD-fältet inte. Användaren är tillgängliga fält som börjar med mottagaradresser och slutar fältet informationinklusive. Efter CRC är en interpaketpaus (IPG - Intpacket-gap ett interpasalt intervall) 9,6 μEK eller mer. Den maximala ramstorleken är lika med 1518 byte (ingressen, SFD och EFD-fälten ingår inte här. Gränssnittet leder igenom alla paket som följer det kabelsegment som det är anslutet, trots allt för att avgöra om det mottagna paketet är korrekt och till vilket det endast behandlas genom att det är helt. Korrektheten hos CRC-paketet, i längd och mångfald, en heltal byte görs efter kontroll av destinationsadressen.

När datorn är ansluten till nätverket direkt med strömbrytaren, är begränsningen av den minsta ramlängden teoretiskt borttagen. Men arbeta med kortare personal i det här fallet kommer endast att vara möjligt när du byter nätverksgränssnittet till icke-standard (och både på avsändaren och mottagaren)!

Om i ramfältet protokoll / typ Inspelad kod mindre än 1500, detta fält kännetecknar fältets längd. Annars är detta protokollkoden, vars paket är inkapslat i Ethernet-ramen.

Tillgång till Ethernet-kanalen är baserad på algoritmen CSMA / CD (Carrier Sense Flera åtkomst med kollisionsdetektering).I Ethernet kan vilken station som är ansluten till nätverket försöka starta paketöverföringen (ram) om det kabelsegment som det är anslutet är gratis. Huruvida segmentet är ledigt bestämmer gränssnittet frånvaron av en "bärare" för 9,6 μs. Eftersom den första delen av förpackningen når resten av nätverksstationerna kan det hända att en eller flera stationer kommer att försökas, särskilt eftersom förseningarna i repeaters och kablar kan uppnå tillräckligt stora värden. Sådana tillfällen av försök kallas konflikter. Kollisionen (kollision) känns igen av närvaron i signalkanalen, vars nivå motsvarar driften av två eller flera transceiver samtidigt. När en kollision detekteras avbryter stationen överföringen. Återupptagandet av ett försök kan göras efter slutartid (multipel av 51,2 MXKEG, men inte överstigande 52 ms), vars värden är ett pseudo-slumpmässigt värde och beräknas av varje station oberoende (t \u003d rand (0,2 min (N, 10)), där N - Innehållet i försöksräknaren och nummer 10 - backofflimit).

Vanligtvis, efter en kollision, är tiden uppdelad i ett antal diskreta domäner med en dubbelbussfördelningsperiod i segmentet (RTT). För det maximala möjliga RTT är den här tiden lika med 512 bitar. Efter den första kollisionen väntar varje station på 0 eller 2 tillfällig domän innan du gör ett annat försök. Efter en andra kollision kan var och en av stationerna vänta 0, 1, 2 eller 3 tillfällig domän, etc. Efter N-kollision ligger det slumpmässiga numret inom 0 - (2 n - 1). Efter 10 kollisioner upphör det maximala värdet av slumpmässigt utdrag att växa och förblir vid 1023.

Således, det längre kabelsegmentet, desto större är den genomsnittliga åtkomsttiden.

Efter exponering ökar stationen ett försöksräknare per enhet och startar en annan överföring. Gränsen Antal försök som standard är 16 om antalet försök är uttömda, avbryts anslutningen och motsvarande meddelande utfärdas. Den överförda långa ramen bidrar till "synkronisering" av början av överföringen av paket med flera stationer. När allt kommer omkring, under överföringen, med en märkbar sannolikhet, behovet av att sända i två eller flera stationer. Vid den tidpunkt då de upptäcker färdigställandet av paketet, kommer IPG-timern att inkluderas. Lyckligtvis kommer information om slutförandet av överföringen av paketet till segmentstationerna inte samtidigt. Men de förseningar som den är ansluten är också anledningen till att faktumet i början av överföringen av ett nytt paket med en av stationerna inte blir kända omedelbart. När de är engagerade i kollisionen av flera stationer, kan de meddela de återstående stationerna om det, sända signalen "Zator" (sylt är minst 32 bitar). Innehållet i dessa 32 bitar är inte reglerade. Ett sådant system gör mindre sannolikt återkollision. En källa till ett stort antal kollisioner (utöver informationsöverbelastningen) kan fungera som en beprövad total längd av det logiska kabelsegmentet, för stort antal repeaters, kabelbrytning, ingen terminator (50-OMO-kabelkorrigering) eller ett funktionsstörning av en av gränssnitten. Men kollisionen själva är inte något negativt - det här är en mekanism som reglerar tillgången till nätverksmiljön.

I Ethernet, i närvaro av synkronisering, är följande algoritmer möjliga:

MEN.

1. Om kanalen är fri, sänder terminalen ett förpackning med en sannolikhet för 1.
2. Om kanalen är upptagen väntar terminalen på sin frisättning, varefter överföringen är gjord.

B.

1. Om kanalen är fri, sänder terminalen paketet.
2. Om kanalen är upptagen bestämmer terminalen tiden för nästa överföringsförsök. Tiden för denna fördröjning kan ställas in i någon statistisk fördelning.

I.

1. Om kanalen är fri, sänder terminalen med sannolikheten för P-paketet och med sannolikheten för 1-P, försämrar den överföringen på t sekunder (till exempel till nästa gångdomän).
2. När repetitionsförsök under den fria kanalen ändras inte algoritmen.
3. Om kanalen är upptagen väntar terminalen på kanalen tills den är fri, varefter den verkar igen enligt algoritmen i punkt 1.

Algoritmen, och vid första anblicken verkar det attraktivt, men det lämnar möjligheten till kollisioner med sannolikhet på 100%. Algoritmer b och mer resistent mot detta problem.

Effektiviteten hos CSMA-algoritmen beror på hur snabbt sändande parten lär sig om kollisionen och avbryter överföringen, eftersom fortsättningen är meningslös - data är redan skadade. Denna tid beror på längden på nätverkssegmentet och förseningar i segmentets utrustning. Ett dubbelfördröjningsvärde bestämmer den minsta paketlängden som sänds till ett sådant nätverk. Om paketet är kortare kan det överföras så att sändningspartiet inte vet om dess skada på grund av kollisionen. För moderna lokala Ethernet-nätverk byggda på växlar och fullduplexanslutningar är detta problem irrelevant

För att förklara detta uttalande, överväga ärendet när en av stationerna (1) sänder förpackningen av fjärrdatorn i sig (2) i detta nätverkssegment. Tidpunkten för fördelningen av signalen till den här maskinen kommer att vara lika med T. Antag också att maskinen (2) kommer att försöka starta överföringen precis vid ankomsten av förpackningen från stationen (1). I det här fallet lär stationen (1) om kollisionen först efter tiden 2T efter överföringens början (signalutbredningstiden från (1) till (2) plus kollisionssignalfördelningen från (2) till (1) ). Man bör komma ihåg att kollisionsregistret är en analog process och sändningsstationen ska "lyssna" -signalen i kabeln under överföringsprocessen, jämföra läsresultatet med det faktum att det sänder. Det är viktigt att signalkodningsprogrammet tillåter kollisionsdetektering. Till exempel kommer summan av två signaler med en nivå av 0 att tillåta inte. Du kanske tror att överföringen av ett kort paket med förvrängning på grund av kollisionen är inte så stort problem, problemet kan lösa leverans och vidarebefordran.

Man bör bara överväga att upprepade gånger sändande i fallet med en kollision som är registrerad av gränssnittet utförs av själva gränssnittet och upprepade gånger sänds i fallet med leveranskontrollen genom svaret utförs av applikationsprocessen, vilket kräver resurserna hos den centrala processorn för arbetsstationen.

Dubbel omsättningstid och kollision erkännande

Tydligt erkännande av kollisioner med alla nätverksstationer är en förutsättning för korrekt drift av Ethernet-nätverket. Om någon sändningsstation inte känner igen kollisionen och bestämmer att dataramen för den är trogen, kommer den här datamammen att gå vilse. På grund av applix av signaler vid kollisionen, kommer raminformationen att snedvrida, och den kommer att kasseras av värdstationen (eventuellt på grund av kontrollsummans skillnad). Mest troliga, förvrängda uppgifter kommer att återbetalas av något toppnivåprotokoll, såsom transport eller tillämpade anslutningar. Men upprepade gånger sänder meddelandet protokoll på de övre nivåerna kommer att inträffa efter ett betydligt längre tidsintervall (ibland även efter några sekunder) jämfört med mikrosekundsintervaller som Ethernet-protokollet fungerar. Om konflikterna inte är säkert erkända av Ethernet-nätverksnoderna, leder detta till en märkbar minskning av det användbara bandbredden i det här nätverket.

För tillförlitligt erkännande av kollisioner bör följande förhållande utföras:

T min\u003e \u003d pdv,

var t min - överföringstiden för ramen för minsta längden, en PDV - den tid för vilken signalen från kollisionen har tid att sprida sig till den långsiktiga nätverksnoden. Sedan i värsta fall måste signalen gå två gånger mellan de nätverk som är mest avlägsna från varandra (en anmäld signal passerar i en riktning, och signalen är redan fördelad på baksidan), då kallas den här tiden dubbelrevolutioner Tid (Ban Delay Value, PDV).

När detta tillstånd är uppfyllt, bör sändningsstationen ha tid att upptäcka kollisionen som orsakade att ramen överfördes till sin ram, även innan den avslutar överföringen av denna ram.

Självklart beror utförandet av detta tillstånd å ena sidan, på längden på minsta ramen och nätverksbandbredden, och å andra sidan, på längden på nätverket i nätverket och hastigheten på signalutbredningen i Kabel (för olika typer av kabel, är denna hastighet något annorlunda).

Alla parametrar i Ethernet-protokollet väljs på ett sådant sätt att kollisionen alltid har blivit tydligt erkänd på med en normal drift av noderna i kollisionsnätet. När parametrarna väljs, beaktas också relationen ovan, med tanke på ramens minsta längd och det maximala avståndet mellan stationerna i nätverkssegmentet.

I Ethernet-standarden antas att den minsta längden på ramens datafält är 46 byte (som tillsammans med servicefält ger den lägsta längden på ramen 64 byte och med ingressen - 72 byte eller 576 bitar ). Härifrån kan det bestämmas av avståndet mellan stationerna.

Så i den 10 megabit Ethernet är överföringstiden för minsta längd 575 bitars intervaller, därför bör den dubbla svängtiden vara mindre än 57,5 \u200b\u200bμs. Det avstånd som signalen kan passera under denna tid beror på typen av kabel och för en tjock koaxialkabel är ungefär 13 280 m. Med tanke på att signalen under denna tid måste passera genom länken två gånger, bör avståndet mellan de två noderna inte Var mer än 6,635 m. I standarden är värdet på detta avstånd viktigt mindre, med hänsyn till andra strängare restriktioner.

En av dessa begränsningar är förknippad med den maximala tillåtna dämpningen av signalen. För att säkerställa den erforderliga signalkraften under sin passage mellan kabelsegmentets maximala längd är den maximala längden på det kontinuerliga segmentet av en tjock koaxialkabel, med hänsyn till dämpningen av den, vald 500 m. Det är uppenbart att Kabeln på 500 m kalkylfredsställande förhållanden kommer att utföras med en stor reserv för ramar av någon standardlängd, inklusive 72 byte (dubbel omsättning på 500 m kabel är endast 43,3 inbyggda intervaller). Därför kan ramens minsta längd installeras ännu mindre. Teknikutvecklare minskade emellertid inte den minsta längden på ramen, med tanke på de multi-segmentnät som är byggda av flera segment som är anslutna av repeaters.

Repears ökar kraften som sänds från segmentet till signalerna, som ett resultat, varvid dämpningen av signalerna reduceras och nätverket kan användas en mycket större längd bestående av flera segment. I koaxiala implementeringar har Ethernet-utvecklare begränsat det maximala antalet segment på nätverket fem, vilket i sin tur begränsar den totala nätverkslängden på 2500 meter. Även i ett sådant multi-partitionsnätverk utförs detekteringsvillkoren för kollisioner fortfarande med en stor reserv (jämförbar från den tillåtna dämpningen, ett avstånd på 2500 m med en maximal möjlig signal för att sprida signalen med ett avstånd på 6635 m). Men i verkligheten är tidsförlusten betydligt mindre, eftersom i flera segmentnätverk, gör de repeaters själva en extra fördröjning i flera tiotals bettintervaller. Naturligtvis gjordes också en liten tillförsel för att kompensera för avvikelser av kabelparametrar och repeaters.

Som ett resultat av redovisningen av alla dessa och några andra faktorer valdes förhållandet mellan minsta ram och det maximala möjliga avståndet mellan nätverksstationerna noggrant mellan nätverksstationerna, vilket säkerställer tillförlitligt erkännande av kollisioner. Detta avstånd kallas också den maximala nätverksdiametern.

Med ökande bildhastighet, som sker i nya standarder baserat på samma CSMA / CD-åtkomstmetod, såsom Fast Ethernet, reduceras det maximala avståndet mellan nätverksstationerna i proportion till ökning av överföringshastigheten. I den snabba Ethernet-standarden är det ca 210 m, och i Gigabit Ethernet-standarden skulle det vara begränsat till 25 meter, om standardutvecklarna inte vidtagit några åtgärder för att öka minsta paketstorlek.

Beräkning PDV.

För att förenkla beräkningarna används IEEE referensdata vanligen innehållande värdena för fördröjning av signaler i repeaters, sändare och olika fysiska miljöer. I fliken. 3.5 De \u200b\u200buppgifter som krävs för att beräkna PDV-värdet för alla fysiska Ethernet-nätverksnätverk ges. Bitintervallet indikeras som BT.

Tabell 3.5. Data för beräkning av PDV-värde

Utskottet 802.3 försökte förenkla beräkningen så mycket som möjligt, därför innehåller de data som visas i tabellen flera steg med signalpassage. Till exempel består de förseningar som infördes av repeatern av en fördröjning i ingångssändaren, fördröjningen av repetitionsblocket och fördröjningen av utgångssändaren. Ändå är alla dessa förseningar representerade av ett värde som kallas basen av segmentet. För att inte ha behövs två gånger för att vika de förseningar som införs av kabeln, ges tabellerna två gånger värden för förseningar för varje typ av kabel.

Tabellen använder sådana begrepp som det vänstra segmentet, rätt segment och mellanliggande segment. Låt oss förklara dessa villkor på det nätverk som visas i fig. 3,13. Det vänstra segmentet är det segment där signalvägen från sändarens utgång (utgång i fig 3.10) av den slutliga noden börjar. Till exempel är detta ett segment 1 . Därefter passerar signalen genom mellanliggande segment 2-5 och når mottagaren (ingång R x i figur 3.10) den mest avlägsna noden av det mest avlägsna segmentet 6, som kallas rätt. Det är här i värsta fall en kollision av ramar uppstår och konflikter uppstår, vilket är avsett i bordet.

Fikon. 3,13. Ett exempel på ett Ethernet-nätverk som består av segment av olika fysiska normer

Med varje segment är en konstant fördröjning associerad med en bas, som endast beror på typen av segment och på segmentets läge på signalbanan (vänster, mellanliggande eller höger). Basen av det högra segmentet där kollisionen uppstår, överstiger mycket mer basen av vänster och mellanliggande segment.

Dessutom är fördröjningen av signalutbredningen längs segmentkabeln associerad med varje segment, vilket beror på segmentets längd och beräknas genom att multiplicera signalutbredningstiden en med en kabelmätare (i bitintervaller) på längden av kabeln i meter.

Beräkningen är att beräkna de förseningar som introduceras genom varje segment av kabeln (signalfördröjningen i signalen per 1 m i tabellen multipliceras med längden av segmentet) och sedan summeringen av dessa förseningar med botten av vänster , mellanliggande och rätt segment. Det totala PDV-värdet får inte överstiga 575.

Eftersom de vänstra och högra segmenten har olika värden för basfördröjningen, då i fallet med olika typer av segment vid avlägsna delar av nätverket, är det nödvändigt att utföra beräkningar två gånger: när segmentet av en typ tas som vänster segment, och i det andra segmentet av en annan typ. Resultatet kan betraktas som det maximala värdet av PDV. I vårt exempel hör de extrema nätverkssegmenten en typ - standard 10Base-T, så det är inte nödvändigt dubbelberäkning, men om de var segment av olika slag, skulle det i det första fallet vara nödvändigt att ta som det vänstra segmentet mellan stationen och navet 1 och i det andra att överväga det vänstra segmentet mellan stationen och koncentratorn 5 .

Nätverket som visas i figuren i enlighet med regeln på 4 nav är inte korrekt - i nätverket mellan segmentnoderna 1 och 6. Det finns 5 nav, men inte alla segment är Lobase-FB-segment. Dessutom är den totala längden av nätverket 2800 m, som bryter mot regeln på 2500 m. Beräkna värdet av PDV för vårt exempel.

Vänster segment 1 / 15.3 (bas) + 100 * 0,113 \u003d 26,6.

Mellanliggande segment 2/ 33,5 + 1000 * 0,1 = 133,5.

Mellanliggande segment 3/ 24 + 500 * 0,1 = 74,0.

Mellanliggande segment 4/ 24 + 500 * 0,1 = 74,0.

Mellanliggande segment 5/ 24 + 600 * 0,1 = 84,0.

Rätt segment 6 /165 + 100 * 0,113 = 176,3.

Summan av alla komponenter ger värdet av PDV, lika med 568,4.

Eftersom PDV-värdet är mindre än det maximala tillåtna värdet på 575, passerar detta nätverk enligt tidskriteriet för signalens dubbla omsättning, trots att den totala längden är mer än 2500 m, och antalet repeaters är Mer än 4

Beräkning av PW.

För att känna igen konfigurationen av nätverket är det också nödvändigt att beräkna minskningen av intercadronintervallet med repeaters, det vill säga PW-värdet.

För att beräkna PW kan du också använda värdena för maximala värden för att minska intercadronintervallet när de passerar repeaters av olika fysikaliska miljöer som rekommenderas av IEEE och ges i tabell. 3,6.

Tabell 3.6. Minska intercadronintervallet av repeaters

I enlighet med dessa data beräknar PVV-värdet för vårt exempel.

Vänster segment 1 10BASE-T: Reduktion vid 10,5 bt.

Mellanliggande segment 2 10BASE-FL: 8.

Mellanliggande segment 3 10BASE-FB: 2.

Mellanliggande segment 4 10BASE-FB: 2.

Mellanliggande segment 5 10BASE-FB: 2.

Summan av dessa värden ger PW-värdet 24,5, vilket är mindre än gränsvärdet för 49 bita intervaller.

Som ett resultat överensstämmer nätverket som tillhandahålls i exemplet med Ethernet-standarder i alla parametrar i samband med segmentens längder och med antalet repeaters

Maximal Ethernet-nätverksprestanda

Antalet Ethernet-bearbetade bilder per sekund indikeras ofta av bro / switchar och routerproducenter som huvudkaraktäristiken för utförandet av dessa enheter. I sin tur är det intressant att känna till nätets maximala bandbredd för Ethernet-segmentet i ramar per sekund i det idealiska fallet, när det inte finns några kollisioner på nätverket och det finns inga ytterligare förseningar gjorda av broar och routrar. En sådan indikator hjälper till att utvärdera prestandakraven för kommunikationsenheter, eftersom varje port på enheten inte kan ta emot fler bilder per tidsenhet, vilket gör det möjligt att göra det lämpliga protokollet.

För kommunikationsutrustning är det mest allvarliga läget bearbetningen av ramar av minimal längd. Detta beror på det faktum att omkopplaren eller routerns bearbetning av varje rambrygga, bryts eller router, som bildar en ny ram (för en router), etc. Ett antal ramar av minimum Längd in i enheten per tidsenhet, naturligt mer än ramar enligt någon annan längd. En annan egenskap av utförandet av kommunikationsutrustning - bit per sekund - används mindre ofta, eftersom det inte anger vilka storlekar som har behandlat enheten, och på de maximala storleksramarna för att uppnå hög prestanda, mätt i bitar per sekund mycket enklare.

Använda parametrarna som visas i tabellen. 3.1, vi beräknar maximal prestanda för Ethernet-segmentet i sådana enheter som antalet överförda passager (paket) av minsta längden per sekund.

NOTERA När du anger nätverksbandbredden används termen ram och ett paket vanligtvis som synonymer. Följaktligen, ramarna per sekund, fps och paket per sekund, PPS och PPS.

För att beräkna det maximala antalet ramar av den minsta längden som passerar genom Ethernet-segmentet noterar vi att storleken på ramen för minsta längden tillsammans med ingressen är 72 byte eller 576 bitar (fig 3,5.) Därför är den tillbringade med 57,5 \u200b\u200bμs. Genom att lägga till ett intercadronintervall på 9,6 μs, erhåller vi att perioden av reserver av minsta längden är 67,1 μs. Härifrån är den maximala möjliga bandbredden för Ethernet-segmentet 14 880 ram / s.

Fikon. 3,5. Till beräkningen av bandbredden i Ethernet-protokollet

Naturligtvis minskar närvaron i segmentet av flera noder detta värde genom att förvänta sig tillgång till miljön, liksom på grund av kollisioner som leder till behovet av att överföra ramar.

De maximala längdramarna på Ethernet-tekniken har ett längd på 1500 byte, som tillsammans med serviceinformation ger 1518 byte och ingressen är 1526 byte eller 12 208 bitar. Den maximala möjliga bandbredden för Ethernet-segmentet för ramarna i den maximala längden är 813 ramar / s. Självklart, när man arbetar med stora ramar, är belastningen på broar, omkopplare och routrar ganska signifikant minskad.

Nu beräknar vi vilken maximal användbar bandbredd i bitar per sekund har Ethernet-segment när du använder ramarna i olika storlekar.

Under protokollets användbara bandbredd Det är underförstått som överföringshastigheten för användardata som överförs till fältet Ramdata. Denna bandbredd är alltid mindre än den nominella bithastigheten för Ethernet-protokollet på grund av flera faktorer:

· serviceinformationsram;

· intercadronintervaller (IPG);

· väntar på tillgång till miljön.

För ramar av minsta längd är användbar bandbredd lika med:

Med n \u003d 14880 * 46 * 8 \u003d 5,48 Mbps.

Det är mycket mindre än 10 Mbps, men det bör noteras att minimilängdsramarna används främst för att överföra kvitton, så att överföringen av filerna faktiskt inte har ett förhållande.

För ramar av max längd är användbar bandbredd lika med:

Med n \u003d 813 * 1500 * 8 \u003d 9,76 Mbps,

vilket ligger mycket nära protokollets nominella hastighet.

Återigen betonar vi att en sådan hastighet endast kan uppnås när två interaktiva noder i Ethernet-nätverket andra noder inte stör, vilket är extremt sällsynt,

Vid användning av ett medelstort ramverk med ett datafält i 512 byte, kommer nätverksbandbredden att vara 9,29 Mbps, vilket också är tillräckligt nära gränsvärdet på 10 Mbps.

UPPMÄRKSAMHET Förhållandet mellan den nuvarande nätverksbandbredden till sin maximala bandbredd kallas nätverksutnyttjande. Samtidigt, vid bestämning av den nuvarande bandbredden, beaktas överföringen av all information på nätverket, både användare och service. Koefficienten är en viktig indikator för tekniken för delade medier, eftersom det med en slumpmässig karaktär av åtkomstmetoden ofta talar om ett lågt användarnätets bandbredd (dvs hastigheten på den användardefinierade botten) - För mycket tid spenderar noderna på proceduren för att få tillgång och upprepade ramar av ramar efter kollisioner.

I avsaknad av kollisioner och tillgång till åtkomst beror nätverksutnyttjandegraden på storleken på ramdatafältet och har ett maximalt värde på 0,976 vid sändning av ramar med maximal längd. Självklart, i det verkliga Ethernet-nätverket, kan medelvärdet för nätverksutnyttjandet skilja sig avsevärt från detta värde. Mer komplexa fall av att bestämma nätverksbandbredden, med beaktande av förväntan om tillgång och testning av kollisioner, kommer att diskuteras nedan.

Ethernet-personalformat

Ethernet-teknikstandarden som beskrivs i IEEE 802.3-dokumentet ger en beskrivning av det enda MAC-nivåramformatet. Eftersom LCL-nivåramen, som beskrivs i IEEE 802.2, bör ses i MAC-nivåramen, som beskrivs i IEEE-dokumentet i Ethernet-standarderna, kan endast den enda kanalen på kanalnivåramen användas, vars huvud är a Kombination av Mac-rubriker och LLC sublevels.

Ändå använder Ethernet Networks ramar med 4 olika format (typer) i praktiken. Detta beror på en lång historia av utvecklingen av Ethernet-tekniken, som har en existensperiod före antagandet av IEEE 802-standarder, när LLC Sublayer inte stod ut ur det allmänna protokollet och därefter var LLC-rubriken inte applicerad.

År 1980, Consortium av tre företag digitala, Intel och Xerox år 1980 inlämnad till kommittén 802.3 Den märkta versionen av Ethernet-standarden (där den naturligtvis beskrivs ett visst format av ramen) som ett projekt av en internationell standard, men Den 802,3-kommittén antog en standard som kännetecknas av några detaljer från DIX-erbjudanden. Skillnader relaterade till ramformatet, som genererade förekomsten av två olika typer av ramar i Ethernet-nätverk.

Ett annat format på ramen verkade som ett resultat av Novells ansträngningar att påskynda arbetet med sin protokollstack i Ethernet-nätverk.

Slutligen var det fjärde formatet för ramen till följd av kommitténs verksamhet 802.2 för att få de tidigare ramformat till någon allmän standard.

Skillnader i personalformat kan leda till oförenlighet vid drift av utrustning och nätverksprogramvara, som är utformad för att fungera med endast en Ethernet-ramstandard. Men idag kan nästan alla nätverksadaptrar, nätverksadapterdrivrutiner, broar / switchar och routrar fungera med alla Ethernet-teknikformat som används i praktiken, och ramtypigenkänningen exekveras automatiskt.

Följande är en beskrivning av alla fyra typer av Ethernet-ramar (här under ramen förstås som hela uppsättningen fält som hör till kanalnivån, det vill säga MAC- och LLC-nivåerna). Samma typ av ram kan ha olika namn, så nedan för varje typ av ram, ges flera vanligaste namn:

· ram 802.3 / LLC (ram 802.3 / 802.2 eller ram Novell 802.2);

· ram RAW 802.3 (eller ram Novell 802.3);

· Ethernet DIX-ram (eller Ethernet II-ram);

· Ethernet Snap Frame.

Formaten för alla dessa fyra typer av Ethernet-ramar visas i fig. 3,6.

Slutsatser

· Ethernet är den vanligaste tekniken för lokala nätverk. I den breda känslan av Ethernet är detta en hel familj av teknik, inklusive olika märkesvaror och standardalternativ, varav den mest kända versionen av Ethernet Dix, 10 megabitvarianter av IEEE 802.3-standarden, liksom ny höghastighets snabb Ethernet och Gigabit Ethernet-teknik. Nästan alla typer av Ethernet-teknik använder samma metod för att separera dataöverföringsmediet - CSMA / CD-slumpmässig åtkomstmetod, som bestämmer utseendet av teknik som helhet.

· I den smala känslan av Ethernet - detta är en 10 megabit-teknik som beskrivs i IEEE 802.3-standarden.

· En viktig förekomst i Ethernet-nätverk är konflikten - en situation där två stationer samtidigt försöker överföra dataramen på den allmänna miljön. Förekomsten av kollisioner är en integrerad egenskap av Ethernet-nätverk, vilket är en följd av en accepterad slumpmässig åtkomstmetod. Möjligheten att tydligt erkännande av kollisioner beror på det rätta valet av nätverksparametrar, särskilt respekten för förhållandet mellan ramens minsta längd och den maximala möjliga diametern hos nätverket.

· På nätverkets prestationsegenskaper har nätverksutnyttjandefaktorn stor betydelse, vilket återspeglar dess belastning. Med värdena för denna koefficient på över 50% sjunker den användbara bandbredden för nätverket kraftigt: På grund av ökningen av intensiteten av kollisioner, samt en ökning av tiden för tillgång till miljö.

· Den maximala möjliga bandbredden för Ethernet-segmentet i ramar per sekund uppnås vid överföring av ramar med minimal längd och är 14,880 ram / s. Samtidigt är den användbara bandbredden i nätverket bara 5,48 Mbps, vilket bara är något överstigande hälften av den nominella bandbredden - 10 Mbps.

· Den maximala möjliga användbara bandbredden i Ethernet-nätverket är 9,75 Mbps, vilket motsvarar användningen av ramar med maximal längd i 1518 byte, som sänds över nätverket med en hastighet av 513 ramar / s.

· I avsaknad av kollisioner och tillgång till åtkomst användningskoefficient Nätverket beror på storleken på ramdatafältet och har ett maximalt värde på 0,96.

· Ethernet-tekniken stöder 4 olika typer av ramar som har ett vanligt noderformat. Det finns formella tecken med vilka nätverksadaptrar automatiskt känner igen ramtypen.

· Beroende på vilken typ av fysisk miljö definierar IEEE 802.3-standarden olika specifikationer: 10Base-5, 10Base-2, 10Base-t, foirl, 10Base-fl, 10Base-FB. För varje specifikation definieras typen av kabel, de maximala längderna på kabelns kontinuerliga segment, liksom reglerna för användning av repeaters för att öka nätverkets diameter: 5-4-3-regeln för koaxiala nätverksalternativ, och 4-navsregeln för vridet par och fiber.

· För ett "blandat" nätverk som består av fysiska segment av olika slag är det användbart att beräkna den totala längden av nätverket och det tillåtna antalet repeaters. IEEE 802.3-kommittén ger inledande data för sådana beräkningar, vilket indikerar förseningar som gjordes av repeterare av olika specifikationer för den fysiska miljön, nätverksadaptrar och kabelsegment.

Nätverksteknik IEEE802.5 / Token-ring

TKEN Ring Networks, liksom Ethernet-nätverk, kännetecknar en delad dataöverföringsmiljö, som i det här fallet består av kabelsegment som förbinder alla nätverksstationer i ringen. Ringen anses vara en generell delad resurs, och det kräver en oavsiktlig algoritm för tillgång till den, men en deterministisk, baserad på överföringen av rätten att använda ringarna i en viss ordning. Denna höger sänds med hjälp av en specialformatram som heter markör eller token (token).

TKEN Ring Networks Operate med två bitars priser - 4 och 16 Mbps. Blandningsstationer som arbetar med olika hastigheter i en ring är inte tillåten. TKEN Ringnätverk som arbetar med en hastighet av 16 Mbit / s har vissa förbättringar i åtkomstalgoritmen jämfört med 4 Mbps-standarden.

TKEN RING TECHNOLOGY är mer komplex teknik än Ethernet. Den har egenskaperna hos feltolerans. Token Ring-nätverket definierar nätverkskontrollprocedurer som använder återkopplingen av den ringformade strukturen - den skickade ramen returneras alltid till stationen - avsändaren. I vissa fall elimineras de detekterade felen i driften av nätverket automatiskt, till exempel kan en förlorad markör återställas. I andra fall är fel endast fasta, och deras eliminering utförs av manuellt av servicepersonal.

För att styra nätverket verkar en av stationerna på den så kallade den så kallade aktiv bildskärm. Den aktiva monitorn väljs under initialiseringen av ringen som en station med det maximala värdet på MAC-adressen, om den aktiva monitorn misslyckas, upprepas ringinitialiseringsförfarandet och en ny aktiv monitor väljs. För att nätverket ska kunna detektera ett aktivt övervakningsfel genererar det sista i arbetsförhållandet var tredje sekund en speciell ram för dess närvaro. Om den här ramen inte visas på nätverket i mer än 7 sekunder, börjar resten av nätverksstationerna för valet av den nya aktiva bildskärmen.

Ramformat token ring

Tokenring finns tre olika ramformat:

· Markör;

· Databas

· avbrottssekvens

Fysisk nivå Teckenring

IBM TKEN-ringstandarden som ursprungligen tillhandahålls för konstruktion av kommunikationslänkar med hjälp av nav, kallad MAU (multiti-station Access Unit), det vill säga flera åtkomstanordningar (bild 3.15). TKEN Ring Network kan innehålla upp till 260 noder.

Fikon. 3,15. Fysisk konfigurationstank Ring Network

TKEN-ringkoncentratorn kan vara aktiv eller passiv. Den passiva koncentratorn kopplar helt enkelt portarna interna anslutningar så att stationerna som ansluter till dessa portar bildar en ring. Varken förstärkning av signaler eller deras resynikations passiva MSAU inte uppfyller. En sådan anordning kan betraktas som ett enkelt tvärblock i ett undantag - MSAU säkerställer att porten är bypass när datorn som är ansluten till den här porten är avstängd. Denna funktion är nödvändig för att säkerställa anslutningen av ringen, oavsett tillståndet för de anslutna datorerna. Vanligtvis utförs portbypassen på grund av de reläprogram som matar på en likström från nätverksadaptern, och när nätverksadaptern är avstängd, är reläet normalt anslutet portinmatningen till dess utgång.

Den aktiva navet utför signalregenereringsfunktionerna och kallas därför ibland repeatern, som i Ethernet-standarden.

Frågan uppstår - om navet är en passiv enhet, hur är den högkvalitativa överföringen av signaler över långa avstånd, som uppstår när nätverket är påslagen till ett nätverk av flera datorer? Svaret är att signalförstärkarens roll i detta fall tar på varje nätverksadapter, och resinkroniseringsenhetens roll utförs av ringsignalens nätverksadapter. Varje TKEN-ringsnätadapter har en repetitionsenhet som kan regenerera och resynkronisera signaler, men den sista funktionen utför endast repetitionsenheten på den aktiva bildskärmen i ringen.

Resynkroniseringsenheten består av en 30-bitars buffert, som tar Manchester-signaler med lite förvrängd under vändningen runt ringen av bokningsintervallen. Med det maximala antalet stationer i ringen (260) kan variationen av batteriscirkulationsfördröjningen med ringen nå 3-bitarsintervaller. Den aktiva monitorn "sätter in" sin buffert i ringen och synkroniserar bitsignaler, vilket ger dem till utgången med önskad frekvens.

I det allmänna fallet har TKEN-ringnätet en kombinerad stellar-ringkonfiguration. Ändnoderna är anslutna till MSAU längs stjärntopologin, och MSAU själva kombineras genom speciell ring i (RI) och ring ut (RO) portar för bildning av en stammen fysisk ring.

Alla stationer i ringen ska fungera i en hastighet - antingen 4 Mbps eller 16 Mbps. Kablar som förbinder stationen med ett nav, kallad filial (lobe-kabel) och kablar som ansluter naven - stammen (stamkabel).

Med Tecken ringteknik kan du använda olika kabeltyper för anslutning av ändstationer och nav: STP typ I, UTP typ 3, UTP typ 6, såväl som en fiberoptisk kabel.

När du använder det skärmade vridna paret av STP-typ 1 från IBM-kabelsystemnomenklaturen i ringen, får det kombinera upp till 260 stationer i längden på grenkablarna upp till 100 meter, och vid användning av ett oskärmat vridet par, Maximalt antal stationer reduceras till 72 längst filkablarna upp till 45 meter.

Avståndet mellan den passiva MSAU kan nå 100 m när du använder STP-typen 1 och 45 m kabel när du använder UTP-typen 3. Kabel 3. Mellan aktiv MSAU ökar det maximala avståndet respektive upp till 730 m eller 365 m. , beroende på kabeltyp.

Den maximala längden på TKEN-ringringarna är 4000 m. Begränsningar av den maximala ringlängden och antalet stationer i ringen i token ringtekniken är inte så styva som i Ethernet-teknik. Här är dessa restriktioner i stor utsträckning förknippade med varumarkörens omsättning längs ringen (men inte bara - det finns andra överväganden som dikterar valet av begränsningar). Så, om ringen består av 260 stationer, då vid tidpunkten för att hålla markören vid 10 ms, kommer markören att återgå till den aktiva bildskärmen i värsta fall efter 2,6 s, och den här tiden är bara en time-out av markören omsättningstid. I princip kan alla värden för timeouts i nätverksadaptrarna i token-ringsnätverksadaptrarna konfigureras, så att du kan bygga ett TKEN-ringsnät med ett stort antal stationer och med en större ring.

Slutsatser

· TKEN RING-tekniken utvecklas främst av IBM och har också status för IEEE 802.5-standarden, vilket återspeglar de viktigaste förbättringarna till IBM-teknik.

· I TKEN-ringenät används en marköråtkomstmetod, vilket garanterar varje station för att få tillgång till den separerade ringen under markörens omsättningstid. På grund av den här egenskapen kallas denna metod ibland deterministisk.

· Tillgångsmetoden är baserad på prioriteringar: från 0 (lägre) till 7 (högre). Stationen i sig bestämmer prioriteten för den aktuella ramen och kan bara fånga ringen i fallet när det inte finns några mer prioriterade ramar i ringen.

· TKEN Ring Networks arbetar med två hastigheter: 4 och 16 Mbit / s och kan användas som ett fysiskt miljöskyddat vridat par, oskärmat vridet par, såväl som en fiberoptisk kabel. Det maximala antalet stationer i ringen - 260 och den maximala ringlängden är 4 km.

· TKEN RING-tekniken har element av feltolerans. På grund av återkopplingsringarna är en av stationerna en aktiv bildskärm - styr kontinuerligt närvaron av en markör, liksom omsättningen för markören och dataramarna. Om ringen är felaktigt, lanseras förfarandet för återinitiering, och om det inte hjälper, används beaconing-proceduren för att lokalisera en felaktig kabel eller defekt station.

· Den maximala storleken på datfältet på TKEN-ringen beror på ringens hastighet. För en hastighet av 4 Mbit / s är det cirka 5000 byte och med en hastighet av 16 Mbps - ca 16 kb. Minsta storleken på ramens datafält är inte definierad, det vill säga det kan vara 0.

· I TKEN-ringsnätet kombineras stationerna i ringen med nav som heter MSAU. MSAU-passiv koncentrator utför rollen som en tvärstång som förbinder utsignalen från den tidigare stationen i den efterföljande ingångsringen. Det maximala avståndet från stationen till MSAU är 100 m för STP och 45 m för UTP.

· Den aktiva monitorn utför i ringen också Repeaterns roll - den resynkroniserar signalerna som passerar längs ringen.

· Ringen kan konstrueras på grundval av den aktiva MSAU-koncentratorn, som i detta fall kallas repeatern.

· TKEN-ringnätet kan baseras på en multipelringar som är separerade av broar routing ramar på principen "från källan", för vilken det speciella fältet läggs till i TKEN-ringen med ringarna som passerar.

Nätverksteknik IEEE802.4 / ArcNet

Som topologi använder ArcNet-nätverket "däck" och "passiv stjärna". Stödjer avskärmad och oskärmad vridad par och fiberoptisk kabel. I ArcNet-nätverket används förfarandet för överföring av myndighet för att komma åt dataöverföringsmediet. ArcNet-nätverket är ett av de äldsta nätverken och har varit mycket populärt. Bland de viktigaste fördelarna med ArcNet-nätverket kan du ringa hög tillförlitlighet, låg kostnad för adaptrar och flexibilitet. De viktigaste nackdelarna med nätverket är den låga hastigheten på informationsöverföring (2,5 Mbps). Maximalt antal abonnenter - 255. Den maximala nätverkslängden är 6000 meter.

Nätverksteknik FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

Fdi-standardiserad specifikation för höghastighets datanätverksarkitektur på fiberoptiska linjer. Överföringshastighet - 100 Mbps. Denna teknik är i stor utsträckning baserad på Tecke-ringsarkitekturen och använder deterministisk marköråtkomst till dataöverföringsmediet. Den maximala längden på nätverksringarna är 100 km. Det maximala antalet nätverksabonnenter är 500. FDDI-nätverket är ett mycket mycket pålitligt nätverk som skapas baserat på två fiberoptiska ringar som bildar huvud- och backupdataöverföringsvägarna mellan noder.

Huvudsakliga egenskaper hos tekniken

FDDI-tekniken är i stor utsträckning baserad på token ringteknik, utvecklar och förbättrar sina huvudidéer. Utvecklarna av FDDI-tekniken satte sig som de mest prioriterade målen:

· Öka bithastigheten för dataöverföring upp till 100 Mbps;

· Öka feltoleransen hos nätverket på grund av standardprocedurer för att återställa det efter misslyckanden av olika slag - Skador på kabeln, felaktig drift av noden, navet, förekomsten av en hög störning på linjen etc.;

· maximalt använd effektivt den potentiella nätverksbandbredden för asynkron och synkron (fördröjningskänslig) trafik.

FDDI-nätverket är baserat på två glasfiberringar som bildar huvud- och backupdataöverföringsvägen mellan nätverksnoder. Förekomsten av två ringar är det viktigaste sättet att förbättra feltoleransen i FDDI-nätverket, och noder som vill utnyttja denna ökade tillförlitlighetspotential måste anslutas till båda ringarna.

I det normala nätverksläget passerar data genom alla noder och alla delar av kabelns endast primära (primära) ringar, det här läget kallas läget Thru - "genom" eller "transitering". Den sekundära ringen (sekundär) används inte i detta läge.

I händelse av en typ av fel, när en del av den primära ringen inte kan sända data (till exempel en kabelbrytning eller ett nodfel), kombineras den primära ringen med den sekundära (fig 3.16), återbildande a Enkelring. Detta nätverksläge heter Slå in, Det vill säga "koagulering" eller "vikning" ringar. Koagulationsoperationen utförs med hjälp av nav och / eller FDDI-nätverksadaptrar. För att förenkla detta förfarande överförs data på den primära ringen alltid i en riktning (på diagrammen är denna riktning avbildad moturs) och på den sekundära - i motsatsen (avbildad medurs). Därför, när den gemensamma ringen av två ringar bildas, är stationsändarna fortfarande anslutna till mottagarna av intilliggande stationer, vilket gör att du kan sända och ta emot information till närliggande stationer.

Fikon. 3,16. Omkonfigurering av FDDI-ringar vid vägran

I FDDI-standarder betalas mycket uppmärksamhet åt olika procedurer, vilket gör att du kan bestämma närvaron av ett nätverksfel och sedan producera den nödvändiga omkonfigurationen. FDDI-nätverket kan helt återställa sin prestanda i händelse av enskilda misslyckanden i dess element. Med flera misslyckanden sönderdelas nätverket i flera icke-relaterade nätverk. FDDI-tekniken kompletterar mekanismerna för att upptäcka token-ringsteknik-teknikmekanismerna för omkonfiguration av dataöverföringsbanor i ett nätverk baserat på närvaron av reservanslutningar som tillhandahålls av den andra ringen.

Ringar i FDDI-nätverk behandlas som en gemensam uppdelningsdatamiljö, så det definierar en särskild åtkomstmetod. Denna metod ligger mycket nära TKEN Ring Nätverksåtkomstmetoden och kallas också TKEN-ringringen.

Skillnaderna mellan åtkomstmetoden är att mottagningstiden för markören på FDDI-nätverket inte är ett permanent värde som i Teck-ringen. Den här tiden beror på laddningen av ringen - med en liten belastning ökar den, och med stora överbelastningar kan den minska till noll. Dessa förändringar i åtkomstmetoden gäller endast asynkron trafik som inte är kritisk för små ramöverföringsförseningar. För synkron trafik är markörens hålltid fortfarande ett fast värde. Mekanismen för personalprioriteringar, som liknar Teck-ringen som antogs i teknik, är frånvarande i FDDI-tekniken. Teknikutvecklare beslutade att uppdelningen av trafik på 8 nivåer av prioriteringar är överflödig och tillräckligt delad trafik i två klasser - asynkron och synkron, varav den sista är alltid servad, även när ringen överbelastas.

Annars är vidarebefordringsramar mellan MAC-ringstationerna helt förenlig med TKEN-ringteknik. FDDI-stationer använder Marker Early Release Algoritm, som TKEN Ring Network med en hastighet av 16 Mbps.

MAC-nivåadresser har ett standardformat för IEEE 802-teknik. FDDI-ramformatet är nära formatet på ramen som tagits ring, de viktigaste skillnaderna är i avsaknad av prioriterade områden. Tecken på adressigenkänning, ramkopiering och fel gör att du kan spara på token ring nätverksbehandlingsförfaranden i avsändarstationen, mellanstationer och en mottagningsstation.

I fig. 3.17 Denna korrespondens för strukturen i FDDI-tekniken för Seven-Level OSI-modellen. FDDI anger det fysiska skiktprotokollet och ett åtkomstkontrollsystem (MAC) hos kanalskiktet. Som i många andra lokala nätverkstekniker använder FDDI-tekniken LLC-datakontrollen av LLC-datakontrollsystemet som definieras i IEEE 802.2-standarden. Trots det faktum att FDDI-tekniken utvecklades och standardiserades av ANSI-institutet, och inte IEEE-kommittén passar den fullt ut i strukturen i 802 standarder.

Fikon. 3,17. FDDI Technology Protocol Structure

Ett distinkt inslag i FDDI-tekniken är stationshanteringsnivån - Stationshantering (SMT). Det är SMT-nivån som utför alla funktioner för hantering och övervakning av alla andra nivåer i FDDI-protokollstacken. Varje FDDI-nätverksnod deltar i ringarna. Därför utbyter alla noder SMT-speciella prover för att styra nätverket.

FDDI-nätverksfel tillhandahålls av protokoll och andra nivåer: Nätverksfel elimineras av fysiska nivåer av fysiska skäl, till exempel på grund av kabelbrottet och med hjälp av MAC-nivå-logiska nätverksfel, till exempel förlusten av den önskade interna Banan på marköröverföring och dataramar mellan koncentratorportarna.

Slutsatser

· FDDI-tekniken använde först en fiberoptisk kabel i lokala nätverk, såväl som drift med en hastighet på 100 Mbps.

· Det finns en betydande kontinuitet mellan Tecke Ring och FDDI-teknik: både ringtopologi och en marköråtkomstmetod karakteriseras.

· FDDI-tekniken är den mest fel toleranta tekniken för lokala nätverk. Med engångsfel i kabelsystemet eller stationen är nätverket, på grund av den "vikning" av dubbelringen till singeln, ganska effektiv.

· En Marker FDDI-åtkomstmetod fungerar annorlunda för synkrona och asynkrona ramar (ramtyp definierar station). För att sända en synkron ram kan stationen alltid fånga den kommande markören vid en bestämd tid. För att sända asynkron ram kan stationen endast fånga markören när markören utförde omsättning över ringen snabbt, vilket indikerar frånvaron av ringöverbelastning. En sådan åtkomstmetod föredrar först synkrona ramar, och för det andra reglerar laddningen av ringen, saktar ner överföringen av oregelbundna asynkrona ramar.

· Som en fysisk miljö använder FDDI-tekniken fiberoptiska kablar och UTP-kategori 5 (den här versionen av det fysiska skiktet kallas TP-PMD).

· Det maximala antalet dubbla anslutna stationer i ringen - 500, den maximala dubbla ringdiametern är 100 km. De maximala avstånden mellan intilliggande noder för multimodekabeln är 2 km, för twisted UPT-par av kategori 5-100 m, och för enfiber-fiber beror på dess kvalitet.

Datornät är uppdelade i tre huvudklasser:

1. Lokala datanätverk (LAN - Localareanetwork) är nätverk som kombinerar datorer som är geografiskt på ett ställe. Det lokala nätverket kombinerar datorer som är fysiskt nära varandra (i ett rum eller en byggnad).

2. Regionala datanätverk (Man - MetropolitanareNetwork) är nätverk som kombinerar flera lokala datanät som finns inom ett territorium (stad, regioner eller region, till exempel Fjärran Östern).

3. Globala datornät (WAN - WIDEARETWORK) är nätverk som kombinerar många lokala, regionala nätverk och

datorer av enskilda användare som ligger på något avstånd från varandra (internet, fido).

Följande standarder för att bygga lokala datanät används för närvarande:

Arcnet; (IEEE 802.4)

Tokenring; (802.5)

Ethernet. (802.3)

Tänk på var och en av dem Läs mer

TechnologyIeee 802.4 Arcnet (eller ArcNet, från engelska. Bifogade resursdatornätverk) - LAN-teknik, vars syfte liknar syftet med Ethernet- eller TKEN-ringen. Arcnet var den första tekniken för att skapa mikrodatornät och blev mycket populär på 1980-talet i institutionens automatisering. Designad för organisationen LAN i nätverkstopologin "Star".

Grunden för kommunikationsutrustning är:

växla (strömbrytare)

passiv / aktiv nav

Fördelen har sugbar utrustning, eftersom det låter dig bilda nätverksdomäner. Aktiva nav appliceras med ett stort borttagning av arbetsstationen (de återställer signalformen och förbättrar den). Passiv - med liten. Nätverket använder den tilldelbara principen om arbetsstation, det vill säga rätten att överföra den station som mottog den så kallade programvarumarkören från servern. Det är det deterministiska nätverkstrafiken implementeras.

Fördelar med tillvägagångssättet:

Anmärkningar: Meddelanden som sänds av arbetsstationer bildar en kö på servern. Om könunderhållstiden är signifikant (mer än 2 gånger) överstiger den maximala paketleveransperioden mellan de två mest avlägsna stationerna, antas att nätverksbandbredden nådde maxgränsen. I det här fallet är ytterligare nätverksförlängning omöjligt och installationen av den andra servern krävs.

Begränsa tekniska egenskaper:

Minsta avståndet mellan arbetsstationer som är anslutna till en kabel är 0,9 m.

Den maximala längden på nätverket längs den längsta vägen är 6 km.

Begränsningar är förknippade med hårdvaruhållning av informationsöverföring med ett stort antal pendlingselement.

Det maximala avståndet mellan den passiva koncentratorn och arbetsstationen är 30 m.

Det maximala avståndet mellan det aktiva och passiva navet är 30 m.

Mellan aktivt nav och aktivt nav - 600 m.

Fördelar:

Låg kostnad för nätverksutrustning och förmåga att skapa utökade nätverk.

Nackdelar:

Låg dataöverföringshastighet. Efter distributionen av Ethernet som teknik för att skapa ett LAN har ARCNET använts i inbyggda system.

Stödet av ARCNET-tekniken (särskilt fördelningen av specifikationer) är engagerad i den ideella organisationen Arcnet Trade Association (ATA).

Teknik - Arcnet arkitektur är representerad av två huvudtakologier: däck och stjärna. Som ett överföringsmedium används RG-62 koaxialkabeln med en 93 ohm vågmotstånd, en plugbaserade pluggar med en lämplig tätningsdiameter (skiljer sig från gafflarna 10base-2 (tunn Ethernet)).

Nätverksutrustning består av nätverksadaptrar och nav. Nätverksadaptrar kan vara för däcktopologi, för stjärna och universella. Nav kan vara aktiva och passiva. Passiva nav tillämpas för att skapa stjärnnät. Aktiva nav kan vara för däck, stjärna och blandad topologi. Hamnarna för däcktopologi är fysiskt inte kompatibla med portar för stjärna topologi, även om de har samma fysiska anslutning (BNC-uttag).

När det gäller däcktopologi är arbetsstationer och servrar anslutna till varandra med hjälp av T-kontakter (samma som i 10Base-2 (tunn "Ethernet)) ansluten till nätverksadaptrar och nav och ansluten koaxialkabel. Segmentets extrema punkter avslutas med spetsar med ett motstånd på 93 ohm. Antalet enheter på en buss är begränsat. Minsta avståndet mellan kontakterna är 0,9 meter och bör vara mer än denna storlek. För att underlätta skärningen kan etiketter appliceras på kabeln. Separata däck kan kombineras med däckhubbar.

Vid användning av Star Topology appliceras aktiva och passiva nav. Passivt nav är en resistiv som gör att du kan ansluta fyra kablar. Alla kablar i detta

fallet är anslutet enligt principen "Point-to-point", utan bildandet av däck. Mellan de två aktiva enheterna ska mer än två passiva nav inte anslutas. Minsta längd på vilken nätverkskapacitet som helst är 0,9 meter och bör vara en multipel av denna storlek. Det finns en begränsning av kabellängden mellan aktiva och passiva portar, mellan två passiva, mellan två aktiva.

Med blandad topologi används aktiva nav som stöder båda typerna av anslutning.

På nätverksadaptrar av arbetsstation och servrar med hjälp av hoppare eller doppomkopplare är en unik nätverksadress inställd på användningen av BIOS-förlängningschipet, vilket gör att du kan starta arbetsstationen (kan vara disusser), anslutningstyp (däck eller stellär topologi) , anslut den inbyggda terminatorn (de två sista punkterna är valfri). Begränsning av antalet arbetsstationer - 255 (om utsläpp av ett nätverksadressregister). Om två enheter har samma nätverksadress, förlorar både deras prestanda, men denna konflikt påverkar inte nätverkets funktion.

Med en busstopologi leder kabeln närmare eller terminator till nätverkets icke-arbetsförmåga för alla anordningar som är anslutna till segmentet, vilket innefattar denna kabel (det vill säga från terminatorn till terminatorn). Med en starry topologi leder uppdelningen av vilken kabel som helst till segmentets misslyckande, som är avstängt av den här kabeln från serverns fil.

ArcNet logisk arkitektur - ring med marköråtkomst. Eftersom en sådan arkitektur i princip inte tillåter konflikter, med ett relativt stort antal värdar (i praktiken testades 25-30 arbetsstationer). Prestationen av ArcNet-nätverket var högre än 10Base-2, med fyra gånger mindre i mediet (2,5 kontra 10 Mbps).

Teknologi 802.5 Token Ring - Lokal datorteknik (LAN) Ringar med "Marker Access" - ett lokalt nätverksprotokoll, som ligger på en kanalnivå (DLL) i OSI-modellen. Den använder en speciell tre-sitsig ram som kallas en markör som rör sig runt ringen. Ägandet av markören ger rätt till ägaren att överföra information om transportören. Ramarna i ringnätet med markörer flyttas till cykeln. I det lokala datornätet (LAN) -token-ringen är logiskt organiserade i en ringtopologi med data som sänds i följd från en ringstation till en annan med en styrmarkör som cirkulerar runt ringåtkomstkontrollen . Denna marköröverföringsmekanism delas av ArcNet, ett markördäck och FDDI, och har teoretiska fördelar över Stochastic CSMA / CD Ethernet.

Markörens överföringstokenring och IEEE 802.5 är de viktigaste exemplen på nätverk med markör. Nätverket med överföringen av markören flyttas längs nätverket ett litet datablock som kallas markör. Att äga denna markör garanterar rätten att överföra. Om noden som accepterar markören inte har information för att skicka, spolar den helt enkelt markören till nästa slutstation. Varje station kan hålla markören under en viss tid (som standard - 10 ms).

Denna teknik erbjuder ett alternativ för att lösa problemet med kollisioner, som uppstår när det lokala nätverket är verksamt. I Ethernet-teknik uppstår sådana konflikter samtidigt som man sänder information till flera arbetsstationer som ligger inom ett segment, det vill säga med en gemensam fysisk datakanal.

Om stationen som äger markören finns det information för överföring, det tar markören, det förändras i sin enda bit (som ett resultat av vilket markören blir till en "början av datablocket" -sekvensen) kompletterar den information som Han vill överföra och skickar den här informationen till nästa station-ringsnätverk. När informationsblocket cirkulerar över ringen finns det ingen markör i nätverket (om bara ringen inte ger en "tidig frisättning av markören" - Tidig tokenfrigöring), så andra stationer som vill överföra information som förväntas. Följaktligen kan i nätverks-ringen inte vara konflikter. Om den tidigare frisättningen av markören är anordnad, kan den nya markören släppas efter avslutad överföring av datablocket.

Informationsblocket cirkulerar över ringen tills den når den avsedda destinationsstationen, som kopierar informationen för vidare bearbetning. Informationsblocket fortsätter att cirkulera med ring; Det är slutligen borttaget efter att ha nått stationen, som fiskar det här blocket. Sändningsstationen kan kontrollera det returnerade blocket för att se till att det har visats och kopieras sedan av destinationsstationen.

Omfattningen av ansökan i motsats till CSMA / CD-nätverk (till exempel Ethernet) med markörsöverföring är deterministiska nätverk. Det innebär att du kan beräkna den maximala tiden, som passerar innan någon slutstation kan överföras. Den här funktionen, liksom vissa tillförlitlighetsegenskaper, gör nätverkstokenringen idealisk för applikationer där förseningen måste vara förutsägbar och nätverkets stabilitet är viktig. Exempel på sådana tillämpningar är miljön av automatiserade stationer på fabrikerna.

Den används som en billigare teknik, en fördelning överallt där det finns ansvariga applikationer för vilka inte så mycket fart som tillförlitlig leverans av information är viktig. För närvarande är Ethernet för tillförlitlighet inte sämre än Token Ring och betydligt högre i prestanda.

Ändringar Token RingsUply 2 Ändringar i överföringshastigheter: 4 Mbps och 16 Mbps. I token ring 16 Mbps används

en tidig liberationsteknik hos markören. Kärnan i denna teknik är att stationen, "Capturing" -markören, genereras av en fri markör i slutet av dataöverföring och lanserar den till nätverket. Försök att implementera 100 Mbps blev inte kronad med kommersiell framgång. För närvarande stöds inte TKEN Ring-tekniken.

802.3 Ethernet-teknik från engelska. Ether "eter") - Paketeteknik för dataöverföring huvudsakligen lokala datanät.

Ethernet-standarder definierar trådbundna anslutningar och elektriska signaler på fysisk nivå, ramformat och mediumåtkomstkontrollprotokoll - på kanalnivå för OSI-modellen. Ethernet beskrivs huvudsakligen av Group 802.3. Ethernet har blivit den vanligaste LAN-tekniken i mitten av 90-talet av förra seklet, vilket visar sådan föråldrad teknik som ArcNet, FDDI och TKEN-ringen.

Följande bör beaktas vid skapandet av ett lokalt nätverk:

* Skapa ett lokalt nätverk och installationsutrustning för att komma åt Internet;

* Valet av utrustning bör baseras på de specifikationer som kan uppfylla kraven för dataöverföringshastigheten.

* Utrustningen måste vara säker, skyddad mot elektrisk stöt

* Varje arbetsstation har en nätverkskabel för att ansluta till nätverket;

* Möjlig Wi-Fi i hela kontot;

* Arbetsplatsen bör uppfylla kraven i standarder för att placera utrustning i utbildningsinstitutioner.

* Kostnaden för att skapa ett lokalt nätverk bör vara ekonomiskt motiverat.

* Lokal nätverksäkerhet.