- •С.П. Воробьёв Локальные сети эвм в асу Учебное пособие
- •Предисловие
- •Часть 1. Архитектура традиционных лвс
- •Глава 1.1. Введение. Развитие лвс
- •Глава 1.2. Лвс Ethernet
- •Ethernet - магистраль. 10Base-5
- •Ethernet на витой паре. 10base-t.
- •Модификации csma/cd
- •Структура кадра типа Ethernet_802.2
- •Структура кадра типа Ethrnet_snap.
- •Репитеры Ethernet.
- •Сетевые адаптеры Ethernet
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 1.3. Лвс arcnet
- •Маркерный метод доступа
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 1.4. Лвс token-ring
- •Структура удс-кадра
- •Приоритетно-маркерный метод доступа ieee 802.5
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 1.5. Альтернативные методы доступа Виртуальный жетон
- •Тактируемый метод доступа
- •Вопросы для самопроверки
- •Часть 2. Высокоскоростные лвс и современные технологии
- •Глава 2.1. Технология fast ethernet
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.2. Структурированные кабельные
- •Системы (скс)
- •Выбор типов кабеля
- •Ограничения на длины шнуров и кабелей скс
- •Проектирование скс
- •Оптоволоконные кабели
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.3. Сеть fddi
- •Структура уровней стандарта fddi (рис.2.10)
- •Формат кадра и маркера (рис. 2.12)
- •Маркерно-временной метод доступа
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.4 стандарт 100vg-AnyLan
- •Метод доступа простых детерминированных запросов с различным приоритетом (Demand Priority).
- •Процедура кругового опроса на примере следующей топологии, представленной на рис.2.15.
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.5. SWitch-технология
- •Техническая реализация коммутаторов
- •Аспекты полнодуплексной работы коммутатора
- •Основные характеристики коммутатора:
- •Дополнительные возможности коммутаторов
- •Примеры построения сети на основе коммутаторов
- •Алгоритм Spanning Tree (sta)
- •Формат пакета bpdu
- •Агрегирование транковых соединений (рис. 2.32)
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.6. Gigabit и 10Gigabit Ethernet
- •Стандарт 10 Gigabit Ethernet
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.7. Характеристика линий связи
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.8. Беспроводные лвс (wlan)
- •Построение сетей с использованием радиоканалов
- •Классы (типы) беспроводных сетей (рис. 2.47)
- •Произвольная структура сети показана на рис. 2.48.
- •Фиксированная структура сети приведена на рис. 2.49.
- •Рекомендации по размещению узлов доступа
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.9. Can-сети
- •Метод доступа csma/ba
- •Формат кадра сети can
- •Сети profibus (fieldbus)
- •Протоколы прикладного уровня (hlp-протоколы)
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.10. Протокол Fibre Channel
- •Вопросы для самопроверки
- •Часть 3. Протоколы среднего уровня.
- •Глава 3.1. Стек протоколов tcp/ip
- •История и перспективы стека tcp/ip
- •Структура стека tcp/ip.
- •Адресация в ip-сетях
- •Основные классы ip-адресов (рис. 3.3)
- •Протокол межсетевого взаимодействия ip
- •Формат пакета ip (рис. 3.4)
- •Протокол надежной доставки сообщений tcp
- •Формат сообщений tcp (рис. 3.5)
- •Развитие стека tcp/ip: протокол iPv.6
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 3.2. Протоколы novell
- •Протокол ipx
- •Протокол spx
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 3.3. Сеть apple talk
- •Часть 4. Протоколы прикладного уровня
- •Глава 4.1. Сетевые операционные системы
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 4.2. San & nas
- •Глава 4.3. Управление локальными сетями
- •Рекомендуемая литература
- •Оглавление
- •Локальные сети эвм в асу
- •346428, Г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.
Вопросы для самопроверки
-
Что позволяет применение метода доступа «виртуальный жетон»?
-
Дайте определение тайм-аута.
-
Опишите основное содержание тактируемого метода доступа.
-
Для какой топологии эффективен тактируемый метод доступа?
-
Чем может определяться количество контейнеров сети?
Часть 2. Высокоскоростные лвс и современные технологии
Глава 2.1. Технология fast ethernet
Протокол 100Base-T поддерживается консорциумом Fast Ethernet Alliance (FEA), объединяющем около 65% производителей сетевых адаптеров и концентраторов сетей Ethernet (3Com, ET&T, Cabletron, DEC, GrandJunction, IBM, Intel, Kalpana, LANNET, National Semiconductor, NCR, Microelectronics, Novell, SMC, Racal-Datacom, Sun Microsystems).
Члены консорциума представили проект спецификации своего стандарта 100Base-T на рассмотрение в комитет 802.3.
Разработчики Fast Ethernet 100Base-T, учитывая широкое распространение во всем мире сетей Ethernet и особенно их реализацию на витой паре (10Base-T), стремились сохранить неизменными как можно больше принципов их построения.
В сети 100Base-T одновременно могут передаваться пакеты со скоростью как 10 Мбит/с, так и 100 Мбит/с. Как правило не требуется и переустановки кабельной системе на витой паре.
В результате - возможность плавного перехода от сети 10Base-T к сети 100Base-T без смены кабельной системы и коннекторов и даже при сохранении первое время части старых (10 Мбит/c) сетевых адаптеров. При разработке уровня Fast Ethernet MAC комитет IEEE уменьшил битовое время (длительность передачи одного бита) в 10 раз, тем самым увеличив скорость передачи пакетов. Формат пакета, его длина, контроль ошибок и другая управляющая информация остались идентичными 10Base-T (рис. 2.1).
Рис. 2.1.
Протокол управления доступом к среде (Medium Access Control - MAC) в сети 100Base-T неизменен относительно сетей Ethernet 802.3 - CSMA/CD. Стандарт для новой технологии, которая была завершена в июне 1995г. принят комитетом 802.3 IEEE.
Сеть 100Base-T поддерживает следующие варианты физической среды передачи информации:
100Base-TX - две неэкранированных витых пары 5-й категории (UTP Cattegory 5) или две витых пары экранированного кабеля (STP). Длина кабеля до 100м. Используемый метод модуляции в кабеле аналогичен стандарту ANSI TP-PMO - самосинхронизирующийся код 4В/5В (4 бита данных передается 5 битами сигнала). В качестве оконечных разъемов используются коннекторы RJ-45, сертифицированные на 5-й категории.
100Base-TX может поддерживать дуплексный режим обмена, т.е. при наличии одновременно данных на передачу на обоих концах кабеля, они могут передаваться одновременно. В этом случае скорость обмена составляет фактически 200 Мбит/с.
Проводка на основе стандарта 100Base-TX базируется на спецификации, зависящей от физической среды передачи, которая разработана и одобрена комитетом Х3Т9.5 ANSI. В соответствии с этим стандартом используется микросхема, разработанная для FDDI и CDDI. Поскольку данная микросхема достаточно широко распространена, все первые продукты для FastEthernet поддерживали соединения на основе 100Base-TX.
100Base-T4 - четыре витых пары неэкранированного кабеля категорий 3,4 или 5. Длина кабеля - до 100м. метод модуляции сигнала 8В/6Т ( 8 бит преобразуются в группы из трех бит и передаются по различным парам ). Разъемы - стандартные коннекторы RJ - 45. Дуплексный режим не поддерживается.
100Base-T4 представляет собой новую технологию обработки сигнала, разработанную Альянсом по продвижению FastEthernet ( Fast Ethernet Alliance - FEA ) с целью удовлетворения потребности пользователей, уже имеющих проводку на основе витой пары категории 3.
100Base-FX - два многомодовых оптических волокна 62.5/125 мкм. Длина сегмента кабеля до 2 км. Модуляция сигнала - 4В/5В. Используются разъемы MIC, ST и SC. Поддерживается дуплексный режим. Идеальное средство для прокладки сетей на большие расстояния.
Важно отметить, что системы на базе 100Base-TX, 100Base-T4 и 100Base-FX могут быть использованы совместно и иметь между собой соединения через концентратор.
100Base-T - имеет независимый от среды передачи интерфейс (MII - Media Independent Interface). Он представляет собой 40-контактный разъем и играет ту же роль, что и AUI-интерфейс в сетях Ethernet 802.3, а именно, позволяет использовать внешний трансивер, для подключения к каждому конкретному виду кабеля и тем самым повышает гибкость использования оборудования. Сеть 100Base-T построена в топологии “звезда”. В качестве центрального устройства могут использоваться многопортовые повторители (Repeater), мосты (Bridge), маршрутизаторы (Router) или переключатели (Switch).
Для упрощенного перехода от 10 Мбит/с к 100 Мбит/с стандарт 100Base-T включает в себя средство автоматического определения скорости передачи, реализованное как часть функции автоматической установки переговоров. Обычно станция оповещает о своих возможностях, посылая импульсы теста целостности сети, называемые импульсами быстрой связи (Fast Link Pulse - FLP), которые генерируются автоматически при включении питания. Если принимающим устройством является hub, способный воспринимать только стандарт 10Base-T, импульсы FLP будут игнорироваться и сегмент будет работать со скоростью 10 Мбит/с. Однако, если hub в состоянии поддерживать 100Base-T операции, то он обнаружит импульсы FLP и будет использовать алгоритм установки автоматических переговоров и данные из пакета FLP для определения максимально возможной скорости передачи для сегмента, возвращая импульсы FLP адаптеру. Тем самым адаптер и hub переводятся в режим работы 100Base-T.
При этом все необходимые переключения осуществляются автоматически без ручного или программного вмешательства. Хотя, если это необходимо, администратор сети с помощью управляющего ПО может заставить сегмент работать со скоростью 10 Мбит/с принудительно.
Основные достоинства Fast Ethernet:
-
высокая производительность;
-
технология основана на общепринятом стандарте, который поддерживают ведущие производители сетевого оборудования;
-
эффективная по стоимости миграция с максимальным использованием имеющегося оборудования, кабельной инфраструктуры, систем управления сетью и с использованием накопленных знаний и опыта персонала.
При использовании технологии 100Base-T ставится оправданным размещение прикладных приложений на сервере. В этом случае скорость доступа к приложениям сравнима, а порой и превосходит скорость доступа к приложениям, расположенным на локальном диске. Кроме этого значительно упрощается администрирование такой системы, т.к. обновление и расширение версий происходит централизованно на сервере.
Процесс миграции прост и экономичен во многих отношениях:
-
спецификации для среды передачи данных в 100Base-T позволяют работать с общепринятой кабельной проводкой, включая неэкранированную витую пару категорий 3,4,5, экранированную витую пару, оптоволоконные соединения;
-
администраторы сети могут положиться на уже знакомые средства и процедуры анализа сети, а это значит, что потребуются минимальные затраты на переобучение персонала;
-
сети Fast Ethernet могут управляться с помощью существующего программного обеспечения на базе протокола SNMP;
-
прикладное и сетевое ПО функционирует в сети 100Base-T без изменений. Это важно, т.к. внедрение новых технологий часто сдерживается именно из-за необходимого внесения возможных корректировок в используемое ПО;
-
двухскоростные самонастраивающиеся 10/100 Мбит/с адаптеры могут работать со скоростями 10 или 100 Мбит/с при существующей кабельной проводке, обеспечивая плавный переход на Fast Ethrnet;
-
технология 100Base-T поддерживается более чем 75 производителями и поставщиками. => на рынке широкого спектра совместимого между собой оборудования.
Fast Ethernet сохраняет критический 100м. максимум длины для кабельной проводки на основе неэкранированной витой пары. Однако в результате масштабирования MAC-интерфейса топологические правила несколько отличаются от 10Base-T (рис. 2.2.).
Рис.2.2.
Спецификации 100Base-T выделяют два класса репитеров: класс 1 и класс 2. К каждому порту на мосте, маршрутизаторе или коммутаторе можно подключить один репитер Класса 1 или два репитера Класса2.
При двух репитерах Класса2 максимальный диаметр составляет 205м = 100м +5м +100м.
При одном репитере Класса2 диаметр может достигать при использовании оптоволоконного соединения
309м = 100м UTP +209м оптоволокна.
При одном репитере Класса 1 диаметр может достигать при использовании оптоволоконного соединения
261м = 100м UTP +161м оптоволокна.
Для соединений типа MAC-MAC (например, коммутатор с коммутатором) с использованием полудуплексного соединения на базе стандарта 100Base-FX достигается до 412м.