32)Оценка производительности сети. Максимальная производительность сети Ethernet Форматы кадров технологии Ethernet

Стандарт на технологию Ethernet, описанный в документе 802.3, дает описание единственного формата кадра МАС-уровня. Так как в кадр МАС-уровня должен вкладываться кадр уровня LLC, описанный в документе 802.2, то по стандартам IEEE в сети Ethernet может использоваться только единственный вариант кадра канального уровня, образованный комбинацией заголовков МАС и LLC подуровней. Тем не менее, на практике в сетях Ethernet на канальном уровне используются заголовки 4-х типов. Это связано с длительной историей развития технологии Ethernet до принятия стандартов IEEE 802, когда подуровень LLC не выделялся из общего протокола и, соответственно, заголовок LLC не применялся. Затем, после принятия стандартов IEEE и появления двух несовместимых форматов кадров канального уровня, была сделана попытка приведения этих форматов к некоторому общему знаменателю, что привело еще к одному варианту кадра.

Существуют 4 формата кадров Ethernet

Различия в форматах кадров могут иногда приводить к несовместимости аппаратуры, рассчитанной на работу только с одним стандартом, хотя большинство сетевых адаптеров, мостов и маршрутизаторов умеет работать со всеми используемыми на практике форматами кадров технологии Ethernet.

Ниже приводится описание всех четырех модификаций заголовков кадров Ethernet (причем под заголовком кадра понимается весь набор полей, которые относятся к канальному уровню):1)Кадр 802.3/LLC (или кадр Novell 802.2) 2)Кадр Raw 802.3 (или кадр Novell 802.3) 3)Кадр Ethernet DIX (или кадр Ethernet II) 4)Кадр Ethernet SNAP

Заголовок кадра 802.3/LLC является результатом объединения полей заголовков кадров, определенных в стандартах 802.3 и 802.2.

33)Стандарты сети Ethernet

Стандарт 802.3 определяет восемь полей заголовка:Поле преамбулы состоит из семи байтов синхронизирующих данных. Каждый байт содержит одну и ту же последовательность битов - 10101010. При манчестерском кодировании эта комбинация представляется в физической среде периодическим волновым сигналом. Преамбула используется для того, чтобы дать время и возможность схемам приемопередатчиков (transceiver) прийти в устойчивый синхронизм с принимаемыми тактовыми сигналами.Начальный ограничитель кадра состоит из одного байта с набором битов 10101011. Появление этой комбинации является указанием на предстоящий прием кадра Адрес получателя - может быть длиной 2 или 6 байтов (MAC-адрес получателя). Первый бит адреса получателя - это признак того, является адрес индивидуальным или групповым: если 0, то адрес указывает на определенную станцию, если 1, то это групповой адрес нескольких (возможно всех) станций сети. При широковещательной адресации все биты поля адреса устанавливаются в 1. Общепринятым является использование 6-байтовых адресов.Адрес отправителя - 2-х или 6-ти байтовое поле, содержащее адрес станции отправителя. Первый бит - всегда имеет значение 0.Двухбайтовое поле длины определяет длину поля данных в кадре.Поле данных может содержать от 0 до 1500 байт. Но если длина поля меньше 46 байт, то используется следующее поле - поле заполнения, чтобы дополнить кадр до минимально допустимой длины.Поле заполнения состоит из такого количества байтов заполнителей, которое обеспечивает определенную минимальную длину поля данных (46 байт). Это обеспечивает корректную работу механизма обнаружения коллизий. Если длина поля данных достаточна, то поле заполнения в кадре не появляется.Поле контрольной суммы - 4 байта, содержащие значение, которое вычисляется по определенному алгоритму (полиному CRC-32). После получения кадра рабочая станция выполняет собственное вычисление контрольной суммы для этого кадра, сравнивает полученное значение со значением поля контрольной суммы и, таким образом, определяет, не искажен ли полученный кадр.Кадр 802.3 является кадром MAС-подуровня, в соответствии со стандартом 802.2 в его поле данных вкладывается кадр подуровня LLC с удаленными флагами начала и конца кадра. Формат кадра LLC был описан выше.Результирующий кадр 802.3/LLC изображен в левой части рисунка 4. Так как кадр LLC имеет заголовок длиной 3 байта, то максимальный размер поля данных уменьшается до 1497 байт.

Кадр стандарта Ethernet DIX, называемый также кадром Ethernet II, похож на кадр Raw 802.3 тем, что он также не использует заголовки подуровня LLC, но отличается тем, что на месте поля длины в нем определено поле типа протокола (поле Type). Это поле предназначено для тех же целей, что и поля DSAP и SSAP кадра LLC - для указания типа протокола верхнего уровня, вложившего свой пакет в поле данных этого кадра. Для кодирования типа протокола используются значения, превышающие значение максимальной длины поля данных, равное 1500, поэтому кадры Ethernet II и 802.3 легко различимы.

Еще одним популярным форматом кадра является кадр Ethernet SNAP (SNAP - SubNetwork Access Protocol, протокол доступа к подсетям). Кадр Ethernet SNAP определен в стандарте 802.2H и представляет собой расширение кадра 802.3 путем введения дополнительного поля идентификатора организации, которое может использоваться для ограничения доступа к сети компьютеров других организаций.

В таблице приведены данные о том, какие типы кадров Ethernet обычно поддерживают реализации популярных протоколов сетевого уровня. Маркерный метод доступа и технология Tokin ring

IBM 1984. 802.5 стандарт. Скорость 4мб\с. 1989 — доработан, скорость до 16мб\с. 90Ые — токен ринг High Speed — до 100мб\с. Используется кабель STP1 с расстоянием до 100 метров, топология — кольцо\звезда. Если использовать пассивные повторители — до 100м, иначе до 730м. Максимальная длина кольца — 4км. Позже стали использовать кабель UTP(3-5). В этой технологии используется маркерный метод доступа и кольцевая топология. Классический вариант сети имеет следующие характеристики:максимальное кол-во концентраторов — 12максимальное кол-во абонентов — 96максимальная длина кабеля между абонентами — 45 метровмаксимальная скорость — 4\16Мбит\с.(разьемы — JR-45)

Лучше держит высокие уровни нагрузки (в отличии от Ethernet). Также обеспечивает гарантированное время доступа (важно в сетях производственного назначения). Предельное время передачи пакета — 10мс. Максимальное кол-во абонентов вообще — 260. Время обслуживания — до 2,6с.

34)Особенности маркерного доступа. В сети постоянно циркулирует от станции к станции специальный кадр — маркер. Получив его, станция его анализирует и при отсутствии данных при передаче передает маркер следующей станции. Если данные для передачи есть, то эти данные подсоединяются к маркеру и идут дальше. Для контроля целостности маркера в сети, а также для генерации маркера при её включении, организуется узел который отвечает за создание маркера (активный монитор). Его аппаратура ничем не отличается от других абонентов, но ПО отличается. Программные средства следят за временными отношениями в сети и формирует при необходимости новый маркер. Активный монитор выполняет следующие функции:1)запускает маркер в кольцо в начале работы или при его исчезновении2)регулярно (раз в 7с) сообщает о своем присутствии специальным пакетом AMP3)удаляет из кольца пакет, если он не был удален пославшим его абонентом4)следит за допустимым временем передачи пакета5)(выбирается при инициализации сети)

Абонент ставший активным монитором, включает в сеть свой буфер (сдвиговый регистр), который гарантирует что маркер будет умещаться в кольце даже при его минимальной длине. Размер буфера зависит от скорости. Каждый абонент постоянно следит за тем, чтобы активный монитор выполнял свои обязанности, если активный монитор сломался, то включается специальный механизм, посредством которого все другие узлы принимают решение о назначении нового активного монитора. Для этого абонент, обнаруживший аварию, подает управляющий пакет с запросом маркера со своим MAC адресом. Каждый следующий абонент сравнивает адрес со своим, если собственный больше — ставит свой и передает дальше. Активным становится тот, у кого MAC больше.

Каждый абонент должен выполнять функции:1)выявление ошибок передачи2)контроль конфигурации сети3)контроль многочисленных временных соотношений.Маркер токен ринг — управляющей пакет из 3 байтов. 1 — SD начальный разделитель, 2 — управление доступом, 3 — конечный разделитель ED. Разделители — сигналы специального вида. SD – JK0JK000, ED – JK1JK11E. JK – биты специального вида, бит E – обнаружение ошибки. Байт управления доступом AC — 8 бит. Первые 3 — биты приоритета, потом бит маркера, бит монитора, и 3 резервирования. Биты приоритета позволяют давать своим пакетам приоритет от 0 до 7. Абонент может присоединить к маркеру свой пакет, когда его приоритет >= приоритету маркера. Бит маркера определяет присоединен ли пакет данных к маркеру (1 — без, 0 - с). Бит монитора (1 — маркер передан активным монитором). Биты резервирования позволяют абонентам занять очередь на обслуживание. Если приоритет абонента > поля резервирования, то он может перезаписать приоритет.

Пакет имеет следующие поля:

1)начальный разделитель 1 байт2)управление доступом 1 байт3)управление пакетом 1 байт4)адрес назначения 6 байт5)адрес источника 6 байт6)данные 0..4096 байт7)контрольная сумма 4 байта8)конечный разделитель 1 байт9)статус кадра 1 байт

В сети токен ринг может передаваться специальный управляющий пакет для прерывания передачи. Может быть послан в любой момент и в любом месте потока данных. Состоит только из разделителей. В более быстрой версии (16 и 100 мбит) применяется метод раннего формирования маркера ETR. Позволяет избежать непроизводительного использования сети в то время, пока пакет данных не вернется по кольцу к своему отправителю. Заключается в том, что сразу после передачи своего пакета, присоединенного к маркеру, любой абонент выдает в сеть новый свободный маркер. Другие абоненты могут начать передачу сразу после окончания пакета предыдущего абонента. т. е. может быть несколько маркеров одновременно, но свободен только 1. Эффективно в больших сетях. В сети предусмотрено использование мостов и коммутаторов, которые применяются для разделения большого кольца на несколько кольцевых сегментов, имеющие возможность обмена пакетов между собой. Позволяет снизить нагрузку на каждый сегмент.

Стандарт FDDI.

Волоконно-оптический интерфейс передачи данных. С помощью кольцевой топологии, длина до 200км. Разработан в 70ые институтом питания ANSI. Скорость 100мбит\с.