Каждый концентратор имеет один "восходящий" (up-link) порт и N "нисходящих" (down-link) портов. Восходящий порт работает как порт узла, но он зарезервирован для присоединения в качестве узла к концентратору более высокого уровня. Нисходящие порты служат для присоединения узлов, в том числе и концентраторов нижнего уровня. Каждый порт концентратора может быть сконфигурирован для работы в нормальном режиме или в режиме монитора. Порт, сконфигурированный для работы в нормальном режиме, передает только те кадры, которые предназначены узлу, подключенному к данному порту. Порт, сконфигурированный для работы в режиме монитора, передает все кадры, обрабатываемые концентратором. Такой порт может использоваться для подключения анализатора протоколов.

Узел представляет собой компьютер или коммуникационное устройство технологии 100VG-AnyLAN – мост, коммутатор, маршрутизатор или концентратор. Концентраторы, подключаемые как узлы, называются концентраторами 2-го и 3-го уровней. Всего разрешается образовывать до трех уровней иерархии концентраторов.

Связь, соединяющая концентратор и узел, может быть образована либо четырьмя парами UTP (4-UTP) категорий 3, 4 или 5, либо двумя парами UTP категории 5, либо двумя парами STP типа 1, либо двумя парами многомодового оптоволоконного кабеля. Варианты кабельной системы могут использоваться любые, но далее будет рассмотрен вариант 4-UTP, который был разработан первым и получил наибольшее распространение.

В табл. 5.7 приводятся результаты сравнения технологии

100VG-AnyLAN с технологиями 10Base-T и 100Base-T.

Стек протоколов технологии 100VG-AnyLAN. Структура стека протоколов технологии 100VG-AnyLAN (рис. 5.4) согласуется с архитектурными моделями OSI/ISO и IEEE, в которых канальный уровень разделен на подуровни.

Рис. 5.4. Структура стека протоколов технологии 100VG-AnyLAN

Как видно из рисунка, стек протоколов технологии 100VG-AnyLAN состоит из подуровней управления логическим линком (LLC), управления доступом к среде (MAC), подуровня, не зависящего от физической среды (PMI) и подуровня, зависящего от физической среды (PMD).

Передача кадров в сети 100VG-AnyLAN. Рассмотрим этапы передачи кадров в сети с концентратором 100VG-AnyLAN. Предположим, что рабочая станция посылает в сеть один пакет с низким приоритетом. На рис. 5.5 показана последовательность событий.

Рис. 5.5. Этапы передачи кадра в сети 100VG-AnyLAN

Поток данных в сети 100VG-AnyLAN начинается, когда программное обеспечение подуровня LLC на узле-источнике (рабочая станция РСт 1) сообщает на подуровень MAC о том, что существует кадр с данными, который необходимо отправить по сети. После принятия кадра подуровень MAC добавляет к нему адрес источника и дополняет поле данных, если сеть поддерживает формат кадров 802.3 и поле данных кадра LLC оказалось меньше 46 байт.

На первом этапе источник посылает на концентратор запрос с низким приоритетом (NPR) на передачу по сети обычного кадра (сигнал 1 по каналу 2 и сигнал 2 по каналу 3).

Во время процедуры циклического просмотра сети концентратор выбирает узел-источник и прекращает рассылку управляющих сигналов “бездействие“ (Idle) по каналам 0 и 1 в его порт, освобождая линк для того, чтобы позволить узлу передать кадр по всем четырем каналам.

После этого (этап 2) концентратор с помощью сообщения о поступлении кадра (INC) извещает все потенциальные узлы назначения (рабочие станции РСт 2 и РСт 3) в сегменте сети о том, что для них может предназначаться кадр (сигнал 1 по каналу 0 и сигнал 2 по каналу 1), а узелисточник извещает о приеме запроса (сообщение ACK).

Потенциальные узлы назначения прекращают передачу управляющих сигналов по каналам 2 и 3, очищая линк для того, чтобы позволить узлу получить кадр по всем четырём каналам.

Тем временем узел-источник обнаруживает, что линк свободен, и передаёт пакет с подуровня MAC на подуровень PMI для подготовки к пересылке по сети.

Подуровень PMI разделяет данные между 4 каналами, шифрует 5-битные квинтеты данных и перекодирует их в 6-битные символы (5В6В). Поле преамбулы, а также начальный и конечный ограничители кадра добавляются для каждого канала.

Подуровень PMD начинает посылать пакет на концентратор, используя NRZ кодирование (этап 3).

Как только концентратор получил пакет, он декодирует его адрес назначения (этап 4).

Затем пакет направляется к узлу (узлам) с совпадающими адресами назначения (этап 5). В это же самое время концентратор прекращает рассылку сигнала INC и начинает посылать Idle (сигнал 1 по каналам 0 и 1) для других узлов. Все остальные узлы возобновляют посылку запросов или сигнала Idle на концентратор (этап 6).

Пример реализации корпоративной сети по технологии

100VG-AnyLAN. В качестве примера рассмотрим вариант организации корпоративной сети, принадлежащей факультету университета. Факультет включает в себя семь кафедр, два НИИ при кафедрах, консультационные и

103

сертификационные центры, центры переподготовки специалистов и ряд сервисных служб. Все подразделения факультета размещены в одном четырёхэтажном здании общей площадью около 4500 м2 при максимальном удалении помещений одного этажа порядка 200 м. Архитектура сети факультета показана на рис. 5.6.

Сеть факультета объединила уже существующие ЛВС подразделений, выполненные с использованием технологий 10Base-2 и 10Base-T, и является составной частью общей сети университета, которая выполнена на основе двух колец FDDI. Расширяемость сети достигается за счёт применения оборудования компании Hewlett Packard, в частности – концентраторов с архитектурой Advanced Stack (AS), которые обеспечивают связь с любой кабельной средой: тонкими и толстыми коаксиальными кабелями (разъёмы BNC и AUI), витой парой, оптоволоконным кабелем.

Центральным устройством сети является корневой концентратор

HP Advanced Satck 100 VG Hub, имеющий 15 портов 100VG, один модульный порт (BNC, AUI) и один порт RS232 для подключения консоли управления концентратором. Корневой концентратор имеет выход на магистраль FDDI общеуниверситетской сети через маршрутизатор модели HP650. Последний кроме функции связи обеспечивает фильтрацию пакетов и реализует ряд функций по защите информации.

Управление работой сети производится с помощью сервера HP LCH II на базе двух процессоров Pentium II-300 с оперативной памятью 128 Мбайт и объёмом дисковой подсистемы 113 Гбайт с уровнями 1, 2, 3, 5 системы RAID. На этом сервере реализована и система удаленного доступа к глобальным сетям через модемы.

Рис. 5.6. Архитектура корпоративной сети факультета на базе

HP Advanced Stack 100VG

Сервер и корневой концентратор размещены на III этаже здания в помещениях административных служб деканата факультета. На этом же этаже размещен ряд подразделений деканата, ПК которых объединены в четыре ЛВС с помощью концентраторов HP AS 100VG Hub. Каждая из этих сетей управляется серверами HP LH II. Серверы III этажа подключены к концентраторам второго уровня HP Advanced Stack 100VG, который, в свою очередь, связан с корневым концентратором неэкранированной витой парой категории 5.

На II и IV этажах размещены кафедры факультета, учебные классы кафедр, научные лаборатории, НИИ и их научные отделы. Все перечисленные подразделения имеют свои ЛВС, выполненные на базе технологии 10Base-2 или 10Base-T. Все сети построены по архитектуре “клиент-сервер” на однопроцессорных серверах типа HP LH II с ресурсом внешней памяти 5-10 Гбайт. Каждая из ЛВС кафедр и НИИ подключена к своему концентратору второго уровня HP Advanced Stack 100VG. Такой подход обеспечивает высокую надёжность функционирования отдельных сетей, защиту информации и упрощает систему управления сетевыми ресурсами и их учёта.

Немногочисленные ПК служб I этажа подключены к концентратору Compex TP1016 и коаксиальному кабелю, проложенному от порта BNC корневого концентратора.

В предложенном варианте сети факультета заложены значительные резервы развития как по количеству подключаемых узлов, так и по вычислительным мощностям управляющих средств.

105

Реальными поставщиками оборудования в области АТМ являются

CISCO, Fore Systems, IBM и Bay Networks. Бесспорным лидером производства адаптеров для массовых аппаратных платформ является фирма Fore Systems. Производимые ею адаптеры поддерживают оптоволоконный кабель, имеют буферную память для приёма и передачи и предназначены для работы в серверах и высокопроизводительных рабочих станциях. Другие производители выпускают адаптеры АТМ для конкретных рабочих станций, ориентированных на самую высокую производительность системных шин. Фирма CISCO выпускает весь диапазон коммутаторов нового поколения для рабочих групп и магистралей корпоративных сетей. Оборудование семейства CISCO Light Stream предназначено для сетей уровня рабочей группы и корпоративных сетей и реализует многофункциональный доступ к сетям поставщиков коммуникационных услуг. Коммутаторы LS 1010 этого семейства применяются в корпоративных сетях с высокоскоростной магистралью и обеспечивает пропускную способность 5 Гбит/с, а также масштабируемость и устойчивость. Кроме того, LS 1010 может использоваться в сетях рабочих групп, что обеспечивается набором портов различных технологий. Такой коммутатор снабжен средствами поддержки протоколов межсетевого взаимодействия, конфигурирования и мониторинга сети, а также локализации неисправностей. Управляющий доступ осуществляется через порты АТМ, Ethernet или RS232. С помощью LS 1010 реализуется широкий спектр средств защиты магистралей. Модернизация коммутатора может производиться путём замены функциональной платы на месте эксплуатации. ПО CiscoView для LS 1010 на базе графического пользовательского интерфейса управления обеспечивает выдачу информации о состоянии и конфигурации устройства, статистику, а другие элементы ПО позволяют управлять трафиком в сети и разрабатывать сетевые приложения, в том числе и мультимедийные.

Обеспечение минимальной задержки при настройке вызова и установлении соединения может быть достигнуто с помощью специально разработанного многопротокольного маршрутизатора CISCO 7500.

На рис. 5.7 представлен вариант реализации двух корпоративных сетей АТМ, объединённых высокоскоростной магистралью на оптоволоконном кабеле, выполненный на сетевом оборудовании фирмы CISCO (использованы коммутаторы LS 1010 и маршрутизаторы CISCO 7500 и Catalyst 3000).

Рис. 5.7. Функциональная схема сети АТМ

Формат ячейки. Ячейка имеет длину 53 байта и состоит из двух основных полей:

–поля заголовка длиной 5 байт;

–поля данных длиной 48 байт.

В табл. 5.8. представлены форматы заголовка ячеек для двух интерфейсов.

Поле управления потоком GFC (Generic Flow Control) применяется для регулирования приоритетов при заявках от нескольких рабочих станций с целью предотвращения перегрузки. Для определения маршрута при коммутации ячеек введены поле группового идентификатора виртуального пути VPI (Virtual Path Identifier) длиной 1 байт и поле идентификатора элемента в группе VCI (Virtual Channel Identifier – идентификатор виртуального канала) длиной 2 байта.

Для идентификации типа сообщения (служебная информация или данные пользователя) отведено трёхбитное поле PTI (Payload Type Identifier).

Бит CLP (Cell Loss Priority) используется механизмом защиты от перегрузки и по существу определяет степень важности передаваемой в ячейке информации.

Байт HEC (Header error Control) предназначен для избыточного кода контроля и коррекции ошибок в заголовке.

В заголовке интерфейса межсетевого взаимодействия NNI отсутствует поле GFC и, соответственно, шире поле логического идентификатора.

Разработчики АТМ анонсировали два фундаментальных преимущества, благодаря которым технология будет доминировать на

108