Маркерный метод доступа к разделяемой среде

В сетях с маркерным методом доступа (Token Ring, FDDI, сети близкие к стандарту 802.4, ArcNet, сети произ­водственного назначения MAP) право на доступ к среде передается циклически от узла к узлу по логич. кольцу.

Каждая станция связана со своей предшеств. (NAUN) и послед. станциями и обмен. данными только с ними. По кольцу циркулирует кадр спец. формата и назначения — маркер. Станция, кот. имеет данные для передачи, изымает маркер из кольца, что дает ей право доступа к физ. среде. Все станции кольца ретранслируют кадр побитно, как повторители. Если кадр проходит через станцию назначения, то копи­рует кадр в свой вн. буфер и вставляет в кадр признак подтвержд. приема. Станция-отправитель изымает этот кадр из кольца и передает в сеть новый маркер. (Token Ring 4 Мбит/с, стандарт 802.5)

Время владения разделяемой средой ограничивается временем удержания маркера (token holding time), после которого станция прекращает ПД и передает маркер далее по кольцу. Обычно =10 мс, а макс. размер кадра в станд. 802.5 не определен. Для сетей 4 Мбит/с он =4 Кбайт, а для сетей 16 Мбит/с — 16 Кбайт. При скор. 4 Мбит/с за 10 мс м. передать 5000 байт, а при 16 Мбит/с — 20 000 байт.

В сетях Token Ring 16 Мбит/с исп. также алгоритм раннего освобождения маркера (Early Token Release). Станция передает маркер доступа след. станции сразу же после окончания ПД последнего бита кадра, не дожида­ясь возвращения по кольцу этого кадра с битом подтверждения приема. => пропуск. способн. кольца испол. эффективнее, т.к. по кольцу одновременно продвигаются кадры нескольких станций.

Для различных видов сообщений существуют приоритеты: от 0 (низший) до 7 (высший). Маркер также имеет уровень приоритета. Станция м. захватить маркер только если приоритет ее кадра >= приоритету маркера. Иначе станция передает маркер сле­д. станции.

За наличие в сети маркера отвечает активный монитор (АМ). Если АМ не получает маркер в теч. длит. времени (2,6 с), то он порождает новый маркер.

Метод доступу з запитом пріоритету

Метод доступу з запитом пріоритету(Demand Priority Protocol (DPP)) стандарт ІЕЕЕ-802.12. Реалізовано в мережі 100VG Anylan. Топологія розгалуженого дерева. Центр кож. зірки – комутатор, що має вх. та вих. порти. До вих. портів приєднані пристрої нижн. рівнів дерева (вузли). Вхід. порт приєднано до комутатора вищого рівня, який періодично опитує свої вих. порти про наявність інформації для ПД. Запит на ПД від вузла, має рівень пріо­ритету. Нормал. пріоритет використ. для пд файлів, а високий – відеоінформ., мовлення тощо. Якщо приєднаний до комутатора пристрій має кадр макс. пріоритету, він передає його комутатору, який аналізує адресну інформацію і передає кадр інш. вузлу або комутатору вищого рівня.

Перевага методу доступу з запитом пріоритету: немає колізій, можна переда­вати різні типи даних (файлів, відео, аудіо), висока ефективн. використ. смуги пере­пускання за високих навантажень (95%).

4.Локальна мережа Ethernet.

Ethernet — это самый распространенный стандарт локаль­ных сетей.

Стандарт IEEE 802.3 имеет модификации — 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-FL, l0Base-FB.

Fast Ethernet - 802.3u

Gigabit Ethernet - 802.3z

Используется манчестерский код или более эффективные избыточные логи­ческие коды.

Все виды стандартов Ethernet исп. метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнару­жением коллизий (CSMA/CD).

Коллизия — ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде, характерны для сетей Ethernet.

Характеристика производительности сети – загруженность.

Макс. пропускная способность сегмента - при передаче кадров мин. длины: 14 880 кадр/с. При этом полезная пропускная способность сети = 5,48 Мбит/с (номинал — 10 Мбит/с).

Макс. полезная пропускная способность сети Ethernet со­ставляет 9,75 Мбит/с, для кадров макс. длины в 1518 байт, скорость 513 кадр/с.

4 типа кадров, кот. имеют об­щий формат адресов узлов.

Физические спецификации включают среды передачи данных.

10Base-5— коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, «толстый» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом, диаметр центрального медного провода 2,17 мм и внешний диаметр ≈10 мм. Кабели марок RG-8 и RG-1l. На концах терминаторы 50 Ом. Макс. длина сег­мента — 500 м (без повторителей). Станция подключ. через приемо-передатчик (трансивер), кот. подключен к сет. адаптеру кабелем AUI длиной до 50 м, состоящим из 4 витых пар через разъем DB-15. Подключать <= 100 трансиверов через <= 2.5 м. Правило применения повторителей 5-4-3: 5 сегментов, 4 повторителя, 3 нагруженных сегмента.

«+»: хорошая защищенность кабеля от внеш. воздействий;

сравнительно большое расстояние между узлами;

возможность перемещения ПК в пределах длины кабе­ля AUI.

«-»: высокая стоимость кабеля;

сложность прокладки кабеля из-за большой жесткости;

потребность в спец. инструменте для заделки кабеля;

останов работы сети при повреждении кабеля или плохом соединении;

заранее предусмотреть подводку кабеля ко всем местам установки ПК.

10Base-2— коаксиальный ка­бель с d провода 0,89 мм и внешним d≈5 мм, «тон­кий» коаксиал. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Кабели марок RG-58/U, RG-58A/U, RG-58C/U. Максимальная дли­на сегмента — 185 м (без повторителей), на концах терминаторы. Дешевле, но хуже помехозащищенно­стью, мех. прочность и узкая полосой пропускания. Станции подключ. через высокочастотного (BNC) Т-коннектора. Мак­с. станций в 1 сегменте — 30. Мин. расстояние между станциями — 1м. Пра­вило 5-4-3. => макс. длина 5 * 185 = 925 м.

10Base-T — неэкранированная витая пара (UTP) 3 категории. 802.3i. Звездообразная топологию на основе концентрато­ра. Расстояние между концентратором и конечным узлом — не более 100 м. Скорость передачи данных 10 Мбит/с. «Правило 4 хабов» - макс. число повторителей между любыми 2 узлами сети. Кол-во станций <=1024. Макс. длина сети 2500 м. «+»: сегменты кабелей => легче найти неисправный сегмент. Активный хаб => контроль работы узлов, изоляция неисправных.

10Base-F — волоконно-оптический кабель, многомодовое О-волокно, с полосой пропускания 500-800 МГц при длине кабеля 1 км. Топология аналогична топологии стандарта 10Base-T.

FOIRL (расстояние до 1000 м), 802.3, между повторителями до 1 км при об­щей длине сети <= 2500 м. Макс. повторителей между лю­быми узлами сети — 4.

10Base-FL (расстояние до 2000 м), макс. между узлом и концентратором 2000 м. Макс. по­вторителей = 4, макс. длина сети - 2500 м.

10Base-FB (рас­стояние до 2000 м). для соединения повторителей. Между узлами до 5 повторителей при макс. длине сегмента 2000 м и макс. длине сети 2740 м.

Домен коллизий (collision domain) — это часть сети, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия воз­никла. Сеть на повторителях => 1 домен коллизий. Мосты, ком­мутаторы и маршрутизаторы => несколько доменов кол­лизий.

Fast Ethernet:

q 802.3 стандарт Fast Ethernet, почти полностью повторяющий технологию Ethernet 10 Мбит/с.

q Метод доступа CSMA/CD, битовый интервал уменьшился в 10 раз. Все отли­чия Fast Ethernet от Ethernet проявляются на физическом уровне.

q 3 спецификации физ. уров­ня: 100Base-TX для 2 UTP кат5 или 2 пары STP Туре1 (ме­тод кодирования 4В/5В), 100Base-FX для многомодового волоконно-оптиче­ского кабеля с 2 опт. волокнами (метод кодирования 4В/5 В) и 100Base-T4 на 4 UTP кат3, но использую­щую одновременно только 3 пары для пд, а 1 — для обна­руж. коллизий (метод кодирования 8В/6Т).

q Стандарты 100Base-TX/FX могут работать в полнодуплексном режиме.

q Макс. диаметр сети Fast Ethernet = 200 м. В домене кол­лизий Fast Ethernet допускается не более одного повторителя класса I (по­зволяющего транслировать коды 4В/5В в коды 8В/6Т и обратно) и не более двух повторителей класса II (не позволяющих выполнять трансляцию кодов).

q На витой паре за счет проце­дуры автопереговоров можно двум портам выбирать наиболее эффективный режим работы — скорость 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, а также полудуплексный или полнодуплексный режим.

Gigabit Ethernet:

q 1000 Мбит/с => крупные лок. сети, в кот. мощные серверы и магист­рали нижних уровней сети работают на скорости 100 Мбит/с, а магистраль - Gigabit Ethernet.

q Те же форматы кадров, работает в дуплексном и полудуплексном режимах, метод доступа CSMA/CD.

q Для макс. диаметра сети в 200 м в п/­дупл. увеличили мин. размер кадра с 64 до 512 байт. Разрешается пд не­сколько кадров подряд на интервале 8096 байт, тогда кадры не обязательно дополнять до 512 байт.

q Стандарт 802.3z – исп. 3 типа кабеля: многомодового оптоволоконного (расстояние до 500 м), одномодового оптоволоконного (расстоя­ние до 5000 м) и двойного коаксиального (twinax), по кот. данные пд по 2 мед. экран. проводникам на расстояние до 25 м.

q 802.3ab - Gigabit Ethernet на UTP категории 5. Од­новременная ПД по 4 UTP, скорость в 250 Мбит/с обеспечивает метод кодирования РАМ-5, дуп­лексный режим за счет встречной одновременной ПД по каждой паре с выделением принимаемого сигнала из общего с помощью сигнальных процессоров DSP.

5.Локальні мережі TOKEN RING, FDDI, FIBER CHANNEL

Лок. мережа Token Ring (TR) - це мережа кільцевої топології з ретрансляцією та маркерним методом доступу. Стандарт ІЕЕЕ-802.5. 2 варіанти мережі - зі швидк. ПД 4 та 16 Мбіт/с. Розробляють на 1000 Мбіт/с. IBM.

Кільце. Окремі станції приєднані через свої мережеві адаптери NIC (Network Interface Card). Для передавання даних використовують 4проводову лінію (одне кільце резервне).

У TR маркерний метод доступу для мереж з ретрансляцією. Маркер – 3-байт кадр, що циркулює кільцем. Станція, яка одержала маркер, усуває його з мережі і передає свій інформаційний кадр, який робить повне коло мережею та повертається до станції, що його передавала. Ця станція усуває інформаційний кадр з мережі і передає маркер.

Є 3 типи адрес:

• індивідуальна — унікальна для кожної станції мережі;

• групова. Одна або кілька станцій об'єднані в групу. Їх адресують циркулярними пові­домленнями для всіх членів групи;

• функційна - станції, які виконують конкретні функції, деякі мають фіксовані адреси (сервер звітів про конфігурації, монітор помилок кільця, сервер параметрів кільця).

3 типи кадрів: кадр маркера; кадр даних; кадр послідовності аварійного завершення.

Кадр даних може бути керівним МАС-кадром або інформаційним LLC-кадром. Має змінну довжину та м. містити протокол. блок даних протоколу вищого рівня. Його структура:

SD, AC, ED аналогічні полями кадру маркера.

FC- поле керування кадром, визначає тип кадру (LLC або МАС) та ідентифікує МАС-кадр.

Поле маршрутної інформації містить інформацію про маршрут передавання кадру, якщо цей кадр адресовано станції в іншому кільці. Це поле має змінну довжину (від 2 до 18 байт). Його опрацьовують мости та маршрутизатори.

FS - поле статусу кадру. Воно складається з таких бітів: А - біти розпізнавання адреси, С- біти копіювання кадру.

Кож. зі станцій TR м. виконувати визначені функції:

§ Пасивний монітор(Standby Monitor (SM)) - Крім ПД, стежить за наявністю в кільці активного монітора.

§ Активний монітор(Active Monitor (AM)) є головним менеджером кільця. Підтримує головний тактовий генератор мережі, перевіряє цілісність кільця та правильність передавання кадрів, у випадку збою запускає процедуру очищення кільця.

§ Сервер звітів про конфігурації(Configuration Report Server (CRS)). Збирає статистичну інформацію і надсилає її на консоль LAN Manager, що управляє. CRS може змінювати та задавати параметри окремих робочих станцій і від'єднувати станції з кільця.

§ Сервер параметрів кільця(Ring Parameter Server (RPS)). Повідомляє новим станціям параметри (номер логічного кільця, номер версії ПЗ, значення таймера нерегулярних помилок), періодично передає на консоль LAN Manager зібрану інформацію про стан RPS та кільця.

§ Сервер помилок кільця(Ring Error Monitor (REM)) збирає інформацію про помилки. Як звичайно, для REM виділяють окремий комп'ютер, який аналізує регулярні та нерегулярні помилки.

§ Сервер моста(Local Bridge Server (LBS)). Якщо кілька кілець сполучені між собою мостом, то LBS виконує моніторинг даних, які передають через міст. Статистичні дані переда­ють на консоль LAN Manager. LBS використовують і для збирання маршрутної інформації.

Опрацювання помилок.Нерегулярні та регулярніпо­милки. Нерегулярна - це нестійка помилка, яка тимчасово порушує роботу кільця. Кожна станція має лічильник нерегулярних помилок, який фіксує кількість помилок за деякий період. Стан­ція періодично подає для REM кадр Report Soft Error з повідомленням про частоту нерегу­лярних помилок і занулює значення лічильників помилок.

TR 2е місце за використанням. Складніша технічно і алгоритмами та процедурами функціювання, адаптери Token Ring у три-п'ять разів дорожчі, ніж адаптери Ethernet. Але Token Ring ефек­тивніше працює в разі великих навантажень (Ethernet використовує до 30-40% від номінальної перепускної здатності, a Token Ring - 90%).

Стандарт локальних мереж FDDI(Fiber Distributed Data Interface) - перспек­тивні рішення, їх підтримують головні виробники комп. техніки. Подвійне волоконно-оптичне кільце (2ге кільце резервне). Швид. ПД = 100 Мбіт/с. Кожне кільце FDDI має довжину до 200 км. Вузли не м. пере­бувати на відстані понад 2.5 км. Макс. кількість станцій мережі - 1000. Мережі стандарту FDDI - перехідні між ЛМ та міськими мережами стандарту DQDB.

Головне середовище передавання FDDI — волоконно-оптичні кабелі. Водночас є розробки цієї мережі для роботи з мідним дротом — SDDI та CDDI. SDDI підтримує ПД екранованою скрученою парою (STP). Максимальна відстань передавання — 100м. CDDI передбачає використання як екранованої, так і неекранованої скрученої пари .

FDDI схоже на Token Ring, однак має відмінності, зумовлені потребою збільшити швидкість передавання:

· У мережі FDDI використано схему кодування 4В5В, яка кодує 4-бітові комбінації даних у 5-бітові комбінації світлових імпульсів так, що для ПД зі швид. 100 Мбіт/с реалізована швидкість ПД сигналів 125 Мбод.

· Маркер передається відразу після передавання кадру станції, без очікування на повернення кадру кільцем.

· FDDI не використовує полів пріори­тету та механізму резервування Token Ring.

· Кожна станція класифікована як асин­хронна (що не ставить жорстких вимог до часу доступу) і синхронна (яка ставить такі вимоги).

Структура маркера мережі FDDI показана на рис. 15.9.

• SD (Start Delimiter) - заголовок.

• AC (Access Control) - поле керування.

• ED (End Delimiter) — кінцівка.

АС: Р-біти пріоритету. Біти R резервні. Біт Т=1, якщо кадр є кадром маркера. Біт М є бітом монітора. Активний монітор надає цьому біту значення 1 для уникнення безкінечн. циркуляції маркера.

ED: J, K, I — біт-ознака проміжного кадру, Е — біта виявлення помилки.

FS - поле статусу кадру. Воно складається з таких бітів: А - біти розпізнавання адреси, С- біти копіювання кадру.

Мережу FDDI найчастіше використовують для побудови магістральних мереж. Робочі станції, як звичайно, приєднані до портів концентраторів FDDI. Від'єднання будь-якої станції не спричинює зупинки в роботі мережі.

FIBER CHANNEL

Поиск по сайту: