Какую топологию имеет односегментная сеть ethernet построенная на основе концентратора
1. Какую топологию имеет односегментная сеть Ethernet, построенная на основе концентратора
Физическая топология – звезда, логическая топология – общая шина.
1. Какую топологию имеет односегментная сеть 100VG-AnyLAN, построенная на основе концентратора
Звезда.
1. Какую топологию имеет односегментная сеть Ethernet, построенная на основе коаксиального кабеля
Общая шина.
2. Если всекоммуникационные устройства в приведенном ниже фрагменте сети (рис. ) являются концентраторами (коммутаторами, маршрутизаторами), то на каких портах появится кадр, если его отправил компьютер А компьютеру D
В каждом из перечисленных случаев кадр появится на всех портах всех устройств сети.
3. Из приведенной ниже последовательности названий стандартных стеков коммуникационных протоколов выделите названия, которыеотносятся к одному и тому же стеку: TCP/IP, Microsoft, IPX/SPX, Novell, Internet, DoD, NetBIOS/SMB, DECnet.
Стек TCP/IP, Internet или DoD. Стек Microsoft или NetBIOS/SMB. Стек IPX/SPX или Novel.
4. Выберите названия протоколов, которые относятся к стеку OSI:
SMB, TCP, IP, SAP, SPX, NetBIOS, RIP, IPX, FTAM, FTP, SNMP, OSPF, X.400, Ethernet
Ethernet, FTAM, X.400
А так же Token Ring, FDDI, X.25, ISDN,VTP, X.500
4. Выберите названия протоколов, которые относятся к стеку TCP/IP:
SMB, TCP, IP, SAP, SPX, NetBIOS, RIP, IPX, FTAM, FTP, SNMP, OSPF, X.400, Ethernet
Ethernet, TCP, IP, FTP, SNMP, RIP, OSPF
А так же Token Ring, FDDI, SLIP, PPP, X.25, ISDN, telnet, SMTP, WWW, TFTP, ICMP, X.25, TR, Frame Relay
5. Как известно, имеются 4 стандарта на формат кадров Ethernet. Выберите из ниже приведенногосписка названия для 802.3. Учтите, что некоторые стандарты имеют несколько названий: • Novell 802.2;• Ethernet II;• 802.3/802.2;• Novell 802.3;• Raw 802.3;• Ethernet DIX;• 802.3/LLC;• Ethernet SNAP
Novell 802.2, 802.3/LLC и 802.3/802.2
5. Как известно, имеются 4 стандарта на формат кадров Ethernet. Выберите из ниже приведенного списка названия для Raw 802.3. Учтите, что некоторые стандарты имеютнесколько названий: • Novell 802.2;• Ethernet II;• 802.3/802.2;• Novell 802.3;• Raw 802.3;• Ethernet DIX;• 802.3/LLC;• Ethernet SNAP
Novell 802.3 и Raw 802.3
6. Если один вариант технологии Ethernet имеет более высокую скорость передачи данных, чем другой (например, Fast Ethernet и Ethernet), то какая из них поддерживает большую максимальную длину сети? Привести конкретные значения.
Технология,работающая на меньшей скорости, поддерживает большую максимальную длину сети. Например, Ethernet скорость 10Мбит/С, длина 2500м и Fast Ethernet скорость 100Мбит/С, диаметр сети 200м.
7. Какая технология имеет большую скорость передачи? Привести конкретные значения. Ethernet, построенная на основе концентратора, или Ethernet, построенная на основе коаксиального кабеля.
Для Ethernet 10Мбит/С в любомслучае.
7. Какая технология имеет большую скорость передачи? Привести конкретные значения.100VG-AnyLAN, построенная на основе концентратора, или Ethernet, построенная на основе концентратора.
100VG-AnyLAN скорость 100Мбит/С, у Ethernet 10Мбит/С. Значит скорость 100VG-AnyLAN больше.
7. Какая технология имеет большую скорость передачи? Привести конкретные значения. Ethernet, построенная на основекоаксиального кабеля, или Token Ring.
Ethernet 10Мбит/С, т.к. Token Ring имеет две скорости передачи 4Мбит/С и 16Мбит/С, то всё зависит от алгоритма используемого в Token Ring.
7. Какая технология имеет большую скорость передачи? Привести конкретные значения. Ethernet, построенная на основе коаксиального кабеля, или Token Ring с алгоритмом раннего освобождения маркера.
Ethernet 10Мбит/С и Token Ring с алгоритмомраннего освобождения маркера 16Мбит/С. Значит скорость Token Ring больше.
8. Если бы вам пришлось выбирать, какую из технологий — Ethernet или Token Ring — использовать в сети вашего предприятия, какое решение вы бы приня¬ли? Какие соображения привели бы в качестве обоснования этого решения?
Главным требованием предъявляемым к сетям, является.
Чтобы читать весь документ, зарегистрируйся.
Связанные рефераты
Локальные сети
. Компьютерные сети 2.1 Локальные сети 2.1.1 Определение.
23 Стр. 262 Просмотры
Локальная сеть
. Понятие локальной сети и ее преимущества Сеть – это.
5 Стр. 234 Просмотры
Локальная сеть
. Цель курсовой работы – разработать проект локальной сети с топологией.
15 Стр. 189 Просмотры
ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ
. На тему: «Работа в локальных компьютерных сетях».
Локальная сеть
. КУРСОВАЯ РАБОТА Тема: "Разработка проекта локальной вычислительно сети для.
Стандарт 10BASE2 определяет сегмент Ethernet на основе тонкого коаксиального кабеля с топологией шина длиной до 185 метров (то есть около 200 метров, на это указывает цифра 2 в названии сегмента). Данный тип сегмента появился позже, чем сегмент 10BASE5 , как более удобная и дешевая альтернатива классическому варианту Ethernet .
Тонкий коаксиальный кабель отличается от толстого вдвое меньшим диаметром (около 5 мм), значительно большей гибкостью, удобством монтажа, стоимостью (примерно в три раза дешевле толстого). Не удивительно, что сети на его основе получили гораздо большее распространение. Тонкий кабель , как и толстый, имеет волновое сопротивление 50 Ом и требует такого же 50-омного оконечного согласования. Если толстый кабель обязательно должен быть надежно закреплен, например, на стене или на полу помещения, то тонкий кабель вполне может быть проложен навесным монтажом, что позволяет довольно просто перемещать компьютеры в пределах помещения.
Самым большим недостатком тонкого кабеля является меньшая допустимая длина сегмента (до 185 метров). Иногда производители сетевых адаптеров указывают допустимую длину сегмента 200 или даже 300 метров. В последнем случае может оказаться, что такие сетевые адаптеры не способны связываться с адаптерами других изготовителей, так как используют нестандартные уровни сигналов. Наиболее распространенный тип тонкого коаксиального кабеля – это RG-58 A/U. Его электрические параметры (затухание, помехозащищенность) хуже, чем у толстого кабеля, что и определяет меньшую допустимую длину сегмента.
Аппаратура для работы с тонким кабелем (рис. 11.5) гораздо проще,чем в случае толстого кабеля. Помимо сетевых адаптеров требуются только кабели соответствующей длины, разъемы, Т-коннекторы (тройники) и терминаторы (один с заземлением).
Между каждой парой абонентов прокладывается отдельный кусок кабеля с двумя байонетными разъемами типа BNC на концах. Минимальная длина куска кабеля (минимальное расстояние между абонентами) -0,5 метра. Общее количество абонентов на одном сегменте не должно превышать 30.
Допускается, хотя и не рекомендуется соединение кусков кабеля между собой с помощью BNC I-коннекторов ( Barrel-коннекторов ). Разъемы на кабель могут припаиваться, но чаще устанавливаются с помощью специального обжимного инструмента, причем надо следить, чтобы обжимной инструмент соответствовал марке выбранного разъема.
На плате адаптера должен находиться BNC - разъем , к которому присоединяется BNC T-коннектор , связывающий плату с двумя кусками кабеля (рис. 11.6). Гальваническую развязку осуществляет сам адаптер , напряжение пробоя изоляции составляет 100—150 вольт, что значительно меньше,чем в случае толстого кабеля. Металлический корпус BNC -разъема гальванически развязан с корпусом компьютера. Соединять их нельзя.
Если в структуре сетевого адаптера предусмотрено переключение режимов (тумблерами или перемычками) " Ethernet – Cheapernet" , надо переключить адаптер в режим "Cheapernet" (это распространенное название сегмента 10BASE2 вообще и тонкого коаксиального кабеля в частности).
В принципе допускается включить между разъемом адаптера и BNC T-коннектором отрезок кабеля и расположить весь соединительный узел (Т-коннектор и два BNC разъема) подальше от адаптера и компьютера.Но стандарт определяет, что длина такого вставленного отрезка кабеля не должна превышать 4 см. Вряд ли кабель такой небольшой длины что-нибудь даст, поэтому лучше все-таки выполнять соединение именно так, как показано на рис. 11.6.
Пример соединения компьютеров в сеть с помощью тонкого кабеля показан на рис. 11.7. Здесь, как и в случае толстого кабеля ( 10BASE5 ), реализуется стандартная топология шина . На концах кабеля (на разъемы крайних адаптеров) включаются 50-омные терминаторы , один (и только один) из которых необходимо заземлить.
Следует отметить, что разъемы отечественного производства типа СР-50 подходят для соединения с импортными разъемами BNC . Однако совсем небольшое отличие в размерах этих разъемов приводит к тому, что их соединение требует значительных физических усилий, опасных для целости адаптера, так что лучше все-таки придерживаться одного типа разъемов.
При необходимости увеличения длины сети можно использовать репитеры (рис. 11.8) Если вся сеть выполняется на тонком кабеле, то, согласно стандарту, количество сегментов не должно превышать пяти (таким образом, общая длина сети составит 925 метров, потребуется четыре репитера). Как и в случае 10BASE5 , необходимо соблюдать правило "5-4-3", то есть только на трех сегментах могут располагаться компьютеры. К одному сегменту может подключаться до 30 абонентов, включая и репитеры.
Минимальный набор оборудования для односегментной сети на тонком кабеле должен включать в себя следующие элементы:
- сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компьютеров);
- отрезки кабеля с BNC -разъемами на обоих концах, общая длина которых достаточна для объединения всех компьютеров;
- BNC Т-коннекторы (по числу сетевых адаптеров);
- один BNC терминатор без заземления;
- один BNC терминатор с заземлением.
Если сеть создается из нескольких сегментов с использованием репитеров и концентраторов, то надо учитывать, что некоторые концентраторы имеют встроенные 50-омные терминаторы (иногда – отключаемые), что упрощает проблемы согласования. Если же таких встроенных терминаторов нет, то надо использовать внешние терминаторы на каждом конце сегмента,и тогда перечисленная аппаратура будет требоваться для каждого сегмента.
В принципе, реализация какого-то сегмента сети на базе отрезков кабелей разного типа (толстого и тонкого) возможна. В этом случае для расчета допустимой длины сегмента кабеля рекомендуется пользоваться следующим соотношением:
где Lтн и Lтл – соответственно длина тонкого и толстого кабеля. Но лучше все-таки использовать точный расчет работоспособности сети, который описан в главе 10.
До недавнего времени аппаратура 10BASE2 была самой популярной. Кабели, разъемы, адаптеры для нее выпускались наибольшим количеством производителей, что приводило к регулярному снижению цен. Но сейчас ее все больше вытесняет 10BASE-T , порой совершенно неоправданно, ведь для небольших сетей Ethernet сегмент 10BASE2 обычно представляет собой более дешевое и удобное решение. Правда, 10BASE2 не имеет таких возможностей модернизации, как 10BASE-T .
Ответ: Клиент-эхо устройство, пользователь или программное обеспечение, которое использует ресурсы другого устройства, либо пользователя, либо программного обеспечения.
Сервер- это устройство, пользователь, либо программное обеспечение, который предоставляет свои ресурсы другим пользователям, в пользование.
5. Назовите главные недостатки полносвязной архитектуры, а также архитектур типа общая шина, звезда, кольцо? Ответ: Полносвязная топология- оказывает громоздким и неэффективным.
Общая шина - Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть.
Звезда - К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора.
6. Какую топологию имеет односегментная сеть Ethernet, построенная на основе концентратора: общая шина или звезда? Ответ: Физическая топология-звезда, логическая топология- общая шина.
Определите функциональное назначение основных типов коммуникационного оборудования - повторителей, концентраторов, мостов, коммутаторов, маршрутизаторов.
Ответ: Простейшее из коммуникационных устройств — повторитель (repeator) — используятся для физического соединения различных сегментов кабеля локальной сети с целью увеличения общей длины сети. Повторитель передает сигналы, приходящие из одного сегмента сети, в другие ее сегменты. Повторитель позволяет преодолеть ограничения на длину линий связи за счет улучшения качества передаваемого сигнала — восстановления мощности и амплитуды, улучшения фронтов и т. п.
Мост делит разделяемую среду передачи сети на части, передавая информацию из одного сегмента в другой только в том случае ,если передача действительно необходима, то есть если адрес компьютера назначение принадлежит другой подсети. Коммутатор по принципу обработки кадров ничем не[отличается от моста. Основное его отличие от моста состоит в том, что он является своего рода коммуникационным мультипроцессором.
Маршрутизаторы более надежно и более эффективно, чем мосты, изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга. Маршрутизаторы образуют логические сегменты посредством явной адресации.
8. В чем отличие логической структуризации сети от физической?
Ответ: Заметим, что конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации логических связей между узлами сети. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети и образуются путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования. Физич. Структцризация сети (не) решает проблему перераспределения передачи трафика методом различных физич. сегментов сети.
9. Если все коммуникационные устройства в приведенном ниже фрагменте сети (рис.1) являются концентраторами, то на каких портах появится кадр, если его отправил компьютер А компьютеру В? Компьютеру С? Компьютеру D? Ответ: В каждом из перечисленных случаев кадр появится на всех портах всех устройств сети.
Если в предыдущем упражнении изменить условия и считать, что не все коммуникационные устройства являются коммутаторами , то на каких портах появится кадр, посланный компьютером А компьютеру В? Компьютеру С? Компьютеру D?
Ответ: Кадр, посланный компьютеру В, появится на портах 5,6. Кадр посланный компьютеру С, появится на портах 5,7,12,13. Кадр посланный компьютеру D, появится на портах 1,3,5,7,8,11,12,15,16,17.
11. Что такое «открытая система»?
12. Поясните разницу в употреблении терминов «протокол» и «интерфейс» применительно к многоуровневой модели взаимодействия устройств в сети.
Ответ: Интерфейс определяет набор сервисов, предоставляемый данным уровнем соседнему уровню. В сущности, протокол и интерфейс выражают одно и то же понятие, но традиционно в сетях ними закрепили разные области действия: протоколы определяют правила взаимодействия модулей одного уровня в разных уздах, а интерфейсы — модулей соседних уровней вводном узле.
13. Что стандартизирует модель OSI?
Ответ: Модель OSI стандартизирует количество, функции и названия уровней системных средств взаимодействия.
При каких типах ошибок в сети Ethernet концентратор обычно отключает порт?
Ответ: Реакция концентратора зависит от его производителя, чаще всего порт отключается при слишком длительной передаче (jabber)u слишком интенсивных коллизиях. Все концентраторы отключают порт при отсутствии ответных импульсов link test.
26. Как величина MTU влияет на работу сети? Ответ:
27. Какие проблемы несут слишком длинные кадры? Ответ:
28. В чем состоит неэффективность коротких кадров?
Kaк коэффициент использования влияет на производительность Ethernet?
Ответ: С увеличением коэффициента использования производительность сети экспоненциально падает.
30. Если Один вариант технологии Ethernet имеет более высокую скорость передачи данных, чем другой (например, Fast Ethernet и Ethernet), то какая из них поддерживает большую максимальную длину сети? Ответ: Технология, работающая на меньшей скорости, поддерживает большую максимальную длину сети.
31. Из каких соображений выбрана максимальная длина физического сегмента в стандартах Ethernet? Ответ: Из соображений приемлемого затухания сигнала.
32. Проверьте корректность конфигурации сети Fast Ethernet, приведенной на рисунке 2? Ответ: Расчет времени двойного оборота должен показать корректность сети.
Укажите максимально допустимые значения MTU для: Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM.
Ответ:Token Ring-для 4Мбит/с=5000 байт, для 16 Мбит/с=16кбайт. FDDI-после данных нулевой длины. ATM-53 байт.
34. Опишите алгоритм доступа к среде технологии Token Ring.
Ответ: В сетях Token Ring исп-ся маркерный метод доступа, который гарантирует кажд. Станции получ. Доступа к раздел. Кольцу в течение времени оборота маркера. Из-за этого св-ва этот метод показывают детерминированным. Метод доступа основан на приорит-х от 0 до 7.
Из каких соображений выбирается максимальное время оборота маркера по кольцу?
Ответ: Это время является произведением времени удержания маркера и максимального количества станций в кольце.
36. Если бы вам пришлось выбирать какую из технологий - Ethernet или Token Ring - использовать в сети вашего предприятия, какое решение вы бы приняли? Какие соображения привели бы в качестве обоснования этого решения? Ответ: Технология Token Ring является более сложной технологией, чем Ethernet. Она обладает свойствами отказоустойчивости. В сети Token Ring определены процедуры контроля работы сети, которые используют обратную связь кольцеобразной структуры — посланный кадр всегда возвращается в станцию-отправитель. В некоторых случаях обнаруженные ошибки в работе сети устраняются автоматически, например может быть восстановлен потерянный маркер. В других случаях ошибки только фиксируются, а их устранение выполняется вручную обслуживающим персоналом.
Что общего в работе концентратора l00VG-AnyLan и обычного моста?
Ответ: Использование таблицы соответствия МАС-адресов узлов сети портам устройства.
Поясните значения терминов «клиент» и «сервер»?
Ответ: Клиент-эхо устройство, пользователь или программное обеспечение, которое использует ресурсы другого устройства, либо пользователя, либо программного обеспечения.
Сервер- это устройство, пользователь, либо программное обеспечение, который предоставляет свои ресурсы другим пользователям, в пользование.
5. Назовите главные недостатки полносвязной архитектуры, а также архитектур типа общая шина, звезда, кольцо? Ответ: Полносвязная топология- оказывает громоздким и неэффективным.
Общая шина - Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть.
Звезда - К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора.
6. Какую топологию имеет односегментная сеть Ethernet, построенная на основе концентратора: общая шина или звезда? Ответ: Физическая топология-звезда, логическая топология- общая шина.
или нескольких базовых. Поэтому в технологиях должны быть предусмотрены способы объединить эти сети. Инструментальные средства, предназначенные для этих целей, называются устройствами подключения [ 61 ] .
В этом разделе мы обсуждаем пять видов устройств: ретрансляторы, концентраторы, мосты, маршрутизаторы и коммутаторы. Ретрансляторы и концентраторы работают на первом уровне набора протоколов TCP/IP. (Это сопоставимо с физическим уровнем модели OSI.) Мосты работают на первых двух уровнях. Маршрутизаторы работают на первых трех уровнях. Мы имеем два типа коммутаторов: первый тип — усложненный мост и второй — усложненный маршрутизатор. рис. 6.6показывает уровни, на которых работает каждое устройство.
Ретрансляторы
Для увеличения длины общей сети, состоящей из различных сегментов кабеля, используются ретрансляторы. Ретранслятор является устройством 1-го уровня и работает только на физическом уровне. Сигналы, которые переносят информацию в пределах сети, могут пройти фиксированное расстояние до того момента, когда затухание создаст угрозу целостности данных. Ретранслятор получает сигнал, и прежде чем он становится слишком слабым или искаженным, восстанавливает первоначальный вид бита. Затем он передает регенерированный сигнал. Ретранслятор может увеличить физическую длину сети, как показано на рис. 6.7.
Он принимает сигналы из одного сегмента кабеля и побитно синхронно повторяет их на другом сегменте кабеля, увеличивая мощность и улучшая форму импульсов. Применение ретранслятора вносит дополнительную задержку и ухудшает распознавание коллизии, поэтому их количество в сети Ethernet не должно превышать 4, при этом максимальная длина одного сегмента должна быть не более 500 метров, а диаметр всей сети — не более 2500 метров. Заметим, что сеть, образованную с помощью ретрансляторов, все еще считают одной локальной сетью, но часть сети, разделенную ретрансляторами, называют сегментом. Ретранслятор действует как узел с двумя интерфейсами, но работает только на физическом уровне.
Когда он получает пакет от любого из интерфейсов, он восстанавливает и передает его вперед к другому интерфейсу. Ретранслятор передает вперед каждый пакет, но не имеет никаких возможностей для выделения и перенаправления информации.
Концентраторы
Соединение узлов между собой осуществляется через центральное устройство — концентратор ( рис. 6.8), и это значительно устраняет недостатки предыдущих стандартов. Хотя в общем смысле термин "концентратор" может применить к любому устройству подключения, в данном случае он имеет специальное значение. Концентратор — фактически многовходовой ретранслятор. Он обычно используется, чтобы создать соединение между станциями в физической звездной топологии.
Концентратор (Hub) является устройством 1-го уровня и осуществляет функции повторителя на всех отрезках витых пар между концентратором и узлом, за исключением того порта, с которого поступает сигнал. Каждый порт имеет приемник (R) и передатчик (T). Кроме того, концентратор сам обнаруживает коллизию и посылает jam -последовательность на все свои выходы. Типовая емкость концентратора — от 8 до 72 портов. Концентраторы могут также использоваться, чтобы размножать уровни иерархии, как показано на рис.6.9.
Концентраторы можно соединять друг с другом с помощью тех же портов, которые используются для подключения узлов. Стандарт разрешает соединять концентраторы только в древовидные структуры, любые петли между портами концентратора запрещены. Для надежного распознавания коллизии между двумя любыми узлами должно быть не больше 4 концентраторов, при этом максимальная длина между концентраторами должна быть не более 100 метров, а диаметр всей сети — не более 500метров.
Заметим, что сеть, построенная на основе концентраторов, рассматривается как одна единственная локальная сеть. Эта сеть представляется логической топологией типа "шина" (если станция передает пакет, он будет получен каждой другой станцией без переадресации). Иерархическое использование концентраторов устраняет ограничение длины 10BASE-T (100 метров). Построение локальных сетей большой емкости только с помощью концентраторов приводит к возрастанию числа коллизий и снижению пропускной способности сети. Поэтому концентраторы используются для построения небольших фрагментов сетей, которые затем объединяются с помощью мостов и коммутаторов.
Мосты
Мост (Bridge) является устройством 2-го уровня, он также соединяет два сегмента сети ( рис. 6.10), но, в отличие от повторителя, снабжен определенной логикой. Порт моста записывает все кадры, поступающие от узлов одного сегмента, в буферную память данных. Как устройство физического уровня, он восстанавливает сигнал, который получает. Как устройство уровня звена передачи данных, мост может проверить физический адрес (источник и пункт назначения), содержащиеся в пакете. Заметим, что мост, подобно ретранслятору, не имеет никакого физического адреса. Он действует только как фильтр, но не как исходный передатчик к конечному пункту назначения. В исходном состоянии, когда состав сети неизвестен, мост ретранслирует буферизированные кадры, поступающие с одного порта, на другой порт по алгоритму CSMA/CD. Мосты "прозрачны" и распознаваемы; они могут быть легко установлены между двумя сегментами локальной сети (принцип "plug and play" — "включай и работай" 1 Принцип, используемый в настоящее время для многих компонентов, когда программное обеспечение распознает вновь подключаемое оборудование и само включает его в работу или дает простые указания для подключения человеку ). Таблица моста первоначально пуста, но как только мост получает и передает вперед пакет, он создает в своей таблице вход с исходным адресом и интерфейсом прибытия. С тех пор мост знает, от кого поступает каждый пакет, к какому пункту назначения, от какого интерфейса. Мост также делает запись информации о пункте назначения, используя информацию, содержащуюся в пакете. Мы делаем нечто подобное, когда отвечаем по почте (или электронной почте).
По истечении некоторого времени мост составит следующую таблицу таблица 6.1 рис. 6.11).
Он по свой таблице определяет, что нужно ретранслировать кадр из буфера порта 1 в порт 2. Если же мост получает кадр от узла 2, направленный к узлу Х, то он по своей таблице определяет, что узлы находятся в одном сегменте, и стирает кадр в буферной памяти порта 1. Записи в таблице, произведенные мостом, являются динамическими. По истечении определенного времени, если мост не принял ни одного кадра от какого-то узла, такая запись стирается. Процедура ограниченного хранения записанных данных называется кэшированием и предохраняет таблицу от переполнения при удалении узла из сети или при перемещении узла из одного сегмента в другой. Записи, внесенные в таблицу администратором, называются статическими и не имеют срока жизни, они дают возможность администратору при необходимости принудительно подправлять работу моста.
Коммутатор (Switch)
Термин "коммутатор" может означать две различных вещи. Мы должны уточнять информацию об уровне, на котором устройство работает. Мы можем иметь коммутатор уровня два или коммутатор уровня три. Кратко обсудим каждый.
Коммутатор уровня два Коммутатор уровня два — мост со многими интерфейсами, который позволяет лучше (более быстро) распределять информацию. Мост с несколькими интерфейсами может подключить несколько сегментов LAN вместе. Мост со многими интерфейсами может распределить информацию каждой станции к каждой станции на одном и том же сегменте. Далее мы используем термин "мост" для коммутатора уровня 2.
Коммутатор уровня три Коммутатор уровня три — маршрутизатор. Коммутатор уровня три может получить, обработать и послать пакет намного быстрее, чем традиционный маршрутизатор, даже при том, что функциональные возможности у них одни и те же. Мы используем термин "маршрутизатор" для коммутатора уровня три.
Коммутатор (Switch) использует топологию типа "звезда", является устройством 2-го уровня и функционально представляет собой многопортовый мост, к каждому порту которого может быть подключен отдельный хост, концентратор, сервер или маршрутизатор ( рис. 6.12). Каждый порт коммутатора оснащен процессором обработки пакетов (Пр.), который может работать как в полудуплексном, так и в дуплексном режиме. При подключении к порту коммутатора отдельного узла (компьютера или маршрутизатора) порт коммутатора устанавливается в дуплексный режим, а в узел ставится сетевая карта с подавлением коллизий. За счет этого узел и коммутатор имеют возможность одновременной передачи и приема пакетов. При подключении к порту коммутатора концентратора порт коммутатора устанавливается в полудуплексный режим.
Для коммутации кадров между портами используется коммутационная матрица (Мх). Аналогично мосту каждый порт ведет адресную таблицу МАС-адресов, подключенных к нему устройств и сообщает о ней центральному процессору (ЦПР). После приема начальных бит кадра входной процессор анализирует адрес назначения и пытается установить соединение через коммутационную матрицу, не дожидаясь прихода, оставшихся бит кадра. Для этого он обращается к ЦПР с заявкой на установление пути в коммутационной матрице. ЦПР имеет адресную таблицу и может осуществить запрашиваемое соединение, если порт назначения свободен, т.е. не соединен с другим портом. Если же порт занят, то ЦПР в соединении отказывает, и кадр продолжает буферизироваться процессором входного порта до освобождения выходного порта. После того как требуемый путь в коммутационной матрице установлен, по нему направляются кадры в выходной порт, где они повторно буферизируются на случай разной скорости коммутируемых портов. Процессор выходного порта по значению контрольной суммы (FCS) опционально может проверить целостность принятого кадра и начинает передавать по сегменту Ethernet принятый кадр. Из-за наличия множества портов коммутатор обладает существенно более высокой производительностью за счет параллельной обработки кадров. Если потоки данных между портами распределяются, не конфликтуя между собой, т.е. соединения вида "входной порт — выходной порт" образуют независимые пары, то коммутатор емкостью N портов может одновременно обслуживать N/2 полудуплексных соединений или N дуплексных соединений.
Ethernet – технология ЛВС, разработанная совместно фирмами DEC, Intel и Xerox (DIX) и опубликованная в 1980 году в виде стандарта Ethernet II для сети с пропускной способностью 10 Мбит/с, построенной на основе коаксиального кабеля.
На основе стандарта Ethernet II был разработан стандарт IEEE 802.3, который имеет следующие отличия:
· канальный уровень разбит на два подуровня: MAC и LLC;
· внесены некоторые изменения в формат кадра при тех же минимальных и максимальных размерах кадров.
В зависимости от физической среды передачи данных IEEE 802.3 предусматривает различные варианты реализации ЛВС на физическом уровне:
· 10Base-5 – толстый коаксиальный кабель;
· 10Base-2 – тонкий коаксиальный кабель;
· 10Base-T – витая пара;
В 1995 году был принят стандарт Fast Ethernet с пропускной способностью среды передачи 100 Мбит/с, который представлен в виде дополнительного раздела 802.3u к стандарту IEEE 802.3.
В 1998 году принят стандарт Gigabit Ethernet, описанный в разделе 802.3z для ЛВС с пропускной способностью 1 Гбит/с.
В 2002 году утверждена спецификация IEEE 802.3ае для ЛВС с пропускной способностью 10 Гбит/с (10 Gigabit Ethernet), предусматривающая использование волоконно-оптических кабелей.
В июне 2010 года принят стандарт IEEE P802.3ba для ЛВС с пропускными способностями 40 Гбит/с и 100 Гбит/с: 40 Gigabit Ethernet (40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (100GbE).
Перечисленные варианты ЛВС Ethernet и годы появления соответствующих стандартов сведены в табл.3.1.
В стандарте IEEE 802.3 определен метод доступа, используемый в сетях Ethernet (в том числе Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) – CSMA/CD – множественный доступ с контролем несущей и проверкой столкновений. Компьютеры в ЛВС Ethernet подключаются к разделяемой среде в соответствии с топологией «общая шина», которая обеспечивает обмен данными между двумя любыми компьютерами сети. Управление доступом к общей среде передачи реализуется средствами сетевого адаптера. Каждый сетевой адаптер, имеет уникальный адрес.
Часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию, независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла, называется доменом коллизий (collision domain).
Стандарт IEEE 802.3 определяет ограничения, налагаемые на размер ЛВС Ethernet:
· максимальное число станций в сети – 1024;
· максимальная протяженность сети – 3-4 км;
· максимальная длина сегмента сети (расстояние между крайними станциями), зависящая от типа передающей среды:
_ 500 метров – для толстого коаксиального кабеля;
_ 185 метров – для тонкого коаксиального кабеля;
_ 100 метров – для витой пары;
_ 2000 метров – для оптоволоконного кабеля.
Основными топологиями ЛВС Ethernet являются:
· "общая шина", в которой в качестве среды передачи данных используется коаксиальный кабель;
· "звезда", в которой центральным узлом является концентратор, а в качестве среды передачи данных используется витая пара или оптоволоконный кабель.
Физический уровень ЛВС Ethernet
Кабельная система сети Ethernet является коммуникационной средой, по которой перемещаются кадры данных. Стандарт физического уровня содержит описание (спецификации) кабелей различных типов, пригодных для реализации сетей с методом доступа CSMA/CD.
Основополосная (прямая, немодулированная) передача (baseband) – метод передачи данных, при котором цифровой сигнал направляется непосредственно в среду передачи без модуляции несущей, при этом вся полоса пропускания используется для передачи только одного цифрового сигнала. Этот метод удобен для передачи данных по каналам с широкой полосой пропускания на небольшие расстояния и характеризуется простотой и дешевизной реализации, в связи с чем широко используется в ЛВС.
Широкополосная передача (broadband) – метод передачи данных, основанный на частотном FDM, временном TDM или волновом WDM уплотнении и создании нескольких частотных или временных каналов, по которым независимо друг от друга могут передаваться несколько потоков данных.
Для всех вариантов физического уровня технологии Ethernet, обеспечивающих пропускную способность 10 Мбит/с, используется манчестерское кодирование.
Спецификация 10Base-5
10Base-5 – стандарт физического уровня, являющийся частью стандарта IEEE 802.3 и описывающий работу сети Ethernet на толстом коаксиальном кабеле (thick Ethernet), используемом в качестве основной магистрали.
Трансивер представляет собой электрическое устройство, осуществляющее физическую передачу и приём данных. Расстояние между соседними трансиверами должно быть кратно 2,5 м для исключения влияния стоячих волн в кабеле на качество передачи сигнала. На концах магистрального кабеля располагаются терминаторы, поглощающие распространяющийся в кабеле информационный сигнал и препятствующие возникновению отражённого сигнала, искажающего полезный сигнал.
Несмотря на громоздкость и трудности при разводке, такая кабельная система позволяет строить достаточно протяженные сети.
Таким образом, основные ограничения для одного сегмента ЛВС Ethernet в соответствии со спецификацией 10Base-5 имеют вид:
· максимальная длина сегмента (расстояние между крайними узлами) – 500 м;
· минимальное расстояние между трансиверами – 2,5 м;
· максимальное число узлов (трансиверов) на сегменте – 100;
· максимальная длина трансиверного кабеля – 50 м.
Стандарт 10Base-5 допускает построение многосегментных сетей с использованием повторителей. Максимальное количество сегментов в сети, допускаемое стандартом, равно 5. Это ограничение обусловлено тем, что повторители только усиливают сигналы, не восстанавливая их форму, что при большом количестве сегментов в сети может привести к появлению значительного процента ошибок.
При построении многосегментной сети необходимо учитывать следующие ограничения:
· сеть может состоять из 5 сегментов, соединенных через повторители;
· в трёх сегментах можно подключать к кабелю до 100 узлов; два других сегмента используются только для увеличения общей протяженности сети;
· повторитель рассматривается как специальный узел, подключенный к сети, поэтому в центральном сегменте с двумя повторителями допускается иметь только 98 станций.
Правило построения многосегментной сети с такими ограничениями получило название «5-4-3», означающее 5 сегментов соединяются с помощью 4-х повторителей, причём нагруженными являются только 3 сегмента.
Таким образом, одна сеть Ethernet 10Base-5:
· может содержать не более 296 узлов (рабочих станций);
· иметь диаметр (максимальную длину кабеля) – не более 2,5 км.
Спецификация 10Base-2
10Base-2 – стандарт физического уровня, утвержденный комитетом IEEE 802.3, описывающий работу сети Ethernet на тонком коаксиальном кабеле (thin Ethernet – тонкий Ethernet, иначе ещё называемый Cheapernet – дешевый Ethernet).
Согласно этой спецификации недопустимо использование отводов к рабочим станциям. Станции подключаются непосредственно к основной магистрали через Т-образные BNC-разъемы. Таким образом, тонкий коаксиальный кабель проходит через сетевые адаптеры всех станций. В остальном, принципы и правила построения одно- и многосегментных ЛВС на тонком и толстом коаксиальном кабеле аналогичны.
Отличие – только в ограничениях на размер сети и количество станций.
Основные ограничения для ЛВС Ethernet в соответствии со спецификацией 10Base-2 имеют вид:
· максимальная длина сегмента (расстояние между крайними узлами) – 185 м;
· максимальное число узлов на сегменте – 30;
· минимальное расстояние между узлами – 1 м;
· многосегментная сеть строится по правилу «5-4-3»: максимально 5 сегментов, 4 повторителя, причём нагруженными являются 3 сегмента;
· в каждом из трёх (средний и два крайних) сегментов можно подключать к кабелю до 30 узлов;
· два других сегмента используются только для увеличения общей протяженности сети, к ним нельзя подсоединять станции;
· повторитель рассматривается как специальный узел, подключенный к сети, поэтому в сети с двумя повторителями допускается иметь только 28 станций.
Таким образом, одна сеть Ethernet 10Base-2:
_ может содержать не более 86 узлов;
_ иметь диаметр (максимальную длину кабеля) – не более 925 м.
Спецификация 10Base-Т
Спецификация 10Base-T, добавленная к стандарту 802.3 в конце 1991 года, описывает сеть Ethernet с топологией типа "звезда" и кабельной системой на основе неэкранированной витой пары. Согласно спецификации 10Base-T сегментом сети является кабель, соединяющий рабочую станцию и концентратор. Это означает, что к каждому сегменту может быть подключено лишь два устройства: станция и концентратор, а количество сегментов равно количеству подключённых к концентратору станций.
При построении многосегментной сети Ethernet 10Base-T используется правило «4-х хабов», которое гласит, что между любыми двумя станциями в сети должно быть не более 4-х концентраторов (хабов).
Основные ограничения для ЛВС Ethernet в соответствии со спецификацией 10Base-Т имеют вид:
· максимальная длина кабеля (между концентратором и рабочей станцией или между двумя концентраторами) – 100 м (рис.3.17);
· число концентраторов между любыми станциями – не более 4;
· максимальный диаметр сети – 500 м (рис.3.18);
· максимальное количество станций в сети – 1024.
Отметим, что максимальное количество станций в ЛВС Ethernet, равное1024, может быть достигнуто только для спецификации 10Base-Т за счёт применения 32-х портовых концентраторов (рис.3.19). В то же время для сетей, построенных на коаксиальном кабеле (10Base-5 и 10Base-2), это значение не достижимо.
Благодаря меньшей стоимости кабельной системы и возможности построения сетей с максимально допустимым количеством станций, сети 10Base-Т получили доминирующее положение на рынке и практически полностью вытеснили сети, построенные на коаксиальном кабеле.
Спецификация 10Base-F
10Base-F – совокупность стандартов физического уровня, описывающих работу сети Ethernet на волоконно-оптическом кабеле с пропускной способностью 10 Мбит/с. В качестве среды передачи данных в оптоволоконной сети Ethernet используется многомодовый волоконно-оптический кабель (ВОК).
Структурная организация сети аналогична стандарту 10Base-T: сетевые адаптеры рабочих станций соединяются с многопортовым повторителем (концентратором) с помощью ВОК и образуют физическую топологию «звезда».
10Base-F включают в себя следующие стандарты.
1. Стандарт FOIRL(Fiber Optic Inter-Repeater Link):
· длина оптоволоконного кабеля между повторителями – до 1 км;
· максимальное число повторителей – 4;
· максимальный диаметр сети – 2500 м.
2. Стандарт 10Base-FL(Fiber Link)– улучшенный вариант стандарта FOIRL, заключающийся в увеличении мощности передатчиков, за счёт чего максимальное расстояние между узлом и повторителем может достигать 2000 м, при этом:
· максимальное число повторителей – 4;
· максимальный диаметр сети – 2500 м.
3. Стандарт 10Base-FB(Fiber Backbone) предназначен только для объединения повторителей в магистраль, при этом:
· между узлами сети можно установить до 5 повторителей стандарта 10Base-FB;
· максимальная длина одного сегмента – 2000 м;
· максимальный диаметр сети – 2740 м.
В отличие от ранее рассмотренных сетей, повторители, используемые в ЛВС Ethernet 10Base-FB, при отсутствии кадров для передачи обмениваются специальными последовательностями сигналов, что позволяет постоянно поддерживать синхронизацию в сети. Поэтому ЛВС, построенную по стандарту 10Base-FB, называют «синхронный Ethernet». Благодаря меньшим задержкам при передаче данных из одного сегмента в другой, количество повторителей увеличено до 5.
33. Канальный уровень ЛВС Ethernet. Кадр Ethernet II (Ethernet DIX). Кадр Raw 8023 (IEEE 8023/Novell). Кадр 8023/LLC (кадр 8023/8022). Кадр Ethernet SNAP. Алгоритм определения типа кадра. Протокол CSMA/CD.
Стандарт ЛВС Ethernet канального уровня IEEE 802.3 описывает формат используемых в сети кадров и метод доступа к среде передачи данных CSMA/CD.
В процессе эволюции сетей Ethernet появились 4 типа кадров:
· Ethernet II или Ethernet DIX, предложенный фирмами DEC, Intel и Xerox (DIX);
· Raw 802.3 или 802.3/Novell, появившийся в результате усилий компании Novell по созданию своего стека протоколов в сетях Ethernet;
· 802.3/LLC или 802.3/802.2, появившийся как результат разделения функций канального уровня на подуровни MAC и LLC;
· Ethernet SNAP, появление которого было вызвано необходимостью приведения предыдущих форматов кадров к общему стандарту.
Читайте также: