Максимальное количество абонентов в сети ethernet
Наибольшее распространение среди стандартных сетей получила сеть Ethernet. Впервые она появилась в 1972 году (разработчиком выступила известная фирма Xerox). Сеть оказалась довольно удачной, и вследствие этого ее в 1980 году поддержали такие крупнейшие компании, как DEC и Intel (объединение этих компаний назвали DIX по первым буквам их названий). Их стараниями в 1985 году сеть Ethernet стала международным стандартом, ее приняли крупнейшие международные организации по стандартам: комитет 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) и ECMA (European Computer Manufacturers Association).
Стандарт получил название IEEE 802.3 (по-английски читается как «eight oh two dot three»). Он определяет два режима работы:
- полудуплексный (half duplex), в котором используется множественный доступ к моноканалу типа шина с обнаружением конфликтов и контролем передачи – метод доступа CSMA/CD – в любой момент времени абонент сети может выполнять либо прием, либо передачу данных, но не обе эти задачи
- полнодуплексный (full duplex) - в любой момент времени абонент сети может одновременно выполнять прием и передачу данных.
Этому стандарту удовлетворяли и некоторые другие сети, так как уровень его детализации невысок. В результате сети стандарта IEEE 802.3 нередко были несовместимы между собой как по конструктивным, так и по электрическим характеристикам. Однако в последнее время стандарт IEEE 802.3 считается стандартом именно сети Ethernet.
- топология – шина
- среда передачи – коаксиальный кабель
- скорость передачи – 10 Мбит/с
- максимальная длина сети – 5 км
- максимальное количество абонентов – до 1024
- длина сегмента сети – до 500 м
- количество абонентов на одном сегменте – до 100
- метод доступа – CSMA/CD
Строго говоря, между стандартами IEEE 802.3 и Ethernet существуют незначительные отличия, но о них обычно предпочитают не вспоминать.
Сеть Ethernet сейчас наиболее популярна в мире (более 90% рынка), предположительно таковой она и останется в ближайшие годы. Этому в немалой степени способствовало то, что с самого начала характеристики, параметры, протоколы сети были открыты, в результате чего огромное число производителей во всем мире стали выпускать аппаратуру Ethernet, полностью совместимую между собой.
Следует отметить, что сеть Ethernet не отличается ни рекордными характеристиками, ни оптимальными алгоритмами, она уступает по ряду параметров другим стандартным сетям. Но благодаря мощной поддержке, высочайшему уровню стандартизации, огромным объемам выпуска технических средств, Ethernet выгодно выделяется среди других стандартных сетей, и поэтому любую другую сетевую технологию принято сравнивать именно с Ethernet.
Для сети Ethernet, работающей на скорости 10 Мбит/с, стандарт определяет четыре основных типа сегментов сети, ориентированных на различные среды передачи информации:
- 10BASE5 (толстый коаксиальный кабель);
- 10BASE2 (тонкий коаксиальный кабель);
- 10BASE-T (витая пара);
- 10BASE-FL (оптоволоконный кабель).
Наименование сегмента включает в себя три элемента: цифра «10» означает скорость передачи 10 Мбит/с, слово BASE – передачу в основной полосе частот (то есть без модуляции высокочастотного сигнала), а последний элемент – допустимую длину сегмента: «5» – 500 метров, «2» – 200 метров (точнее, 185 метров) или тип линии связи: «Т» – витая пара (от английского «twisted-pair»), «F» – оптоволоконный кабель (от английского «fiber optic»).
В сети используются пакеты переменной длины. Минимальная длина кадра составляет 64 байта, максимальная равна 1518 байтам. Предусмотрена индивидуальная, групповая и широковещательная адресация.
Помимо стандартной топологии шина применяется топология типа пассивная звезда, при этом предполагается использование репитеров и репитерных концентраторов, соединяющих между собой различные части (сегменты) сети. В качестве сегмента (части сети) может выступать классическая шина или единичный абонент. Для шинных сегментов используется коаксиальный кабель, а для лучей пассивной звезды (для присоединения к концентратору одиночных компьютеров) – витая пара и оптоволоконный кабель. Главное требование к полученной в результате топологии – чтобы в ней не было замкнутых путей (петель). Фактически получается, что все абоненты соединены в физическую шину, так как сигнал от каждого из них распространяется сразу во все стороны и не возвращается назад (как в кольце).
В классической сети Ethernet применялся 50-омный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий). Однако в последнее время (с начала 90-х годов) наибольшее распространение получила версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витые пары. Определен также стандарт для применения в сети оптоволоконного кабеля. Для учета этих изменений в изначальный стандарт IEEE 802.3 были сделаны соответствующие добавления.
В 1995 году появился дополнительный стандарт на более быструю версию Ethernet, работающую на скорости 100 Мбит/с (так называемый Fast Ethernet, стандарт IEEE 802.3u), использующую в качестве среды передачи витую пару или оптоволоконный кабель. В 1997 году появилась и версия на скорость 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet, стандарты IEEE 802.3z и 802.3ab), а в 2002 году появилась версия на скорость 10 Гбит/с (10G Ethernet, стандарты IEEE 802.3ae и 802.3an).
Развитие технологии Ethernet идет по пути все большего отхода от первоначального стандарта. Применение новых сред передачи и коммутаторов позволяет существенно увеличить размер сети. Отказ от старого способа кодирования (в сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) обеспечивает увеличение скорости передачи данных и снижение требований к кабелю. Отказ от метода управления CSMA/CD (при полнодуплексном режиме обмена) дает возможность резко повысить эффективность работы и снять ограничения с длины сети. Тем не менее, все новые разновидности сети также называются сетью Ethernet.
За время, прошедшее с момента появления первых локальных сетей, было разработано большое количество разных сетевых технологий, однако заметное распространение получили немногие [1] . Это связано с высоким уровнем стандартизации принципов организации сетей и их поддержкой известными компаниями.
Сети Ethernet и Fast Ethernet
Самое широкое распространение среди стандартных сетей получила сеть Ethernet. Она появилась в 1972 году (разработана фирмой Xerox). Сеть оказалась довольно удачной, и вследствие этого ее в 1980 году поддержали такие крупнейшие IT-компании, как Intel и DEC. В 1985 году сеть Ethernet стала международным стандартом, ее приняли крупнейшие международные организации по стандартам: комитет 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) и ECMA (European Computer Manufacturers Association).
Стандарт получил обозначение IEEE 802.3 («eight oh two dot three»). Он регламентирует множественный доступ к моноканалу типа шина с обнаружением конфликтов и контролем передачи (метод доступа CSMA/CD. Основные характеристики первоначального стандарта IEEE 802.3:
- среда передачи данных – коаксиальный кабель;
- скорость передачи – 10 Мбит/с;
- максимальная длина сети – 5 км;
- максимальное количество абонентов – до 1024;
- максимальная длина сегмента сети – до 500 м;
- количество абонентов на одном сегменте – не более 100;
- метод доступа – CSMA/CD.
Сеть Ethernet сейчас популярна в мире, предположительно таковой она и останется в ближайшие годы. Этому в немалой степени способствовует то, что с самого начала все характеристики, параметры, протоколы сети были открыты и в результате большое число производителей во всем мире стали выпускать оборудование Ethernet, полностью совместимую между собой.
В классической сети Ethernet применялся коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий) с сопративлением 50 ом. Однако в настоящее время наибольшее распространение получила версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витую пару. Регламентирован и стандарт для применения в этой сети оптоволоконного кабеля. Для учета этих изменений в изначальный стандарт IEEE802.3 были сделаны соответствующие добавления. В 1995 году появился дополнительный стандарт на более быструю версию Ethernet, работающую на скорости 100 Мбит/с - Fast Ethernet (IEEE 802.3u), использующую в качестве среды передачи витую пару или оптоволоконный кабель. В 1997 году появилась версия Ethernet на скорость 1000 Мбит/с - Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z).
Помимо стандартной топологии шины применяются топологии типа пассивное дерево и пассивная звезда. При этом предполагается использование репитерных концентраторов которые соединяют между собой различные сетевые сегменты. В результате может сформироваться древовидная структура сети на сегментах разных типов.
Для передачи информации в сети Ethernet применяется стандартный манчестерский код. Доступ к сети Ethernet осуществляется по случайному методу CSMA/CD, обеспечивающему равноправие абонентов. Для сети Ethernet, работающей на скорости 10 Мбит/с, стандарт регламентирует четыре основных типа сегментов сети, ориентированных на различные среды передачи данных:
-10BASE5 (толстый коаксиальный кабель);
-10BASE2 (тонкий коаксиальный кабель);
-10BASE-FL (оптоволоконный кабель);
-10BASE-T (витая пара).
Обозначение сегмента включает в себя три элемента: число «10» означает скорость передачи 10 Мбит/с, слово BASE – передачу в основной полосе частот (без модуляции высокочастотного сигнала), а последний элемент – допустимую длину сегмента: «5» – 500 метров, «2» – 200 метров или тип линии связи: «Т» – витая пара (англ. «twisted-pair»), «F» – оптоволоконный кабель (англ. «fiber optic»).
Для сети Ethernet, работающей на скорости 100 Мбит/с (Fast Ethernet) стандарт определяет три (отсутствует коаксиальный) типа сегментов, отличающихся средой передачи данных:
-100BASE-FX (оптоволоконный кабель);
-100BASE-T4 (счетверенная витая пара);
-100BASE-TX (сдвоенная витая пара).
Число «100» означает скорость передачи 100 Мбит/с, буква «Т» – витую пару, буква «F» – оптоволоконный кабель.
Развитие технологии Ethernet идет по пути все большего отхода от первоначально принятого стандарта. Применение новых сред передачи данных и коммутаторов позволяет существенно увеличить протяженность сети. Отказ от манчестерского кода (в сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) обеспечивает снижение требований к кабелю и увеличение скорости передачи данных. Отказ от метода управления CSMA/CD дает возможность резко повысить эффективность работы и уменьшить количество ошибок при сетевом обмене. Тем не менее, все эти новые разновидности сети также называются сетью Ethernet.
Сеть Token-Ring
Сеть Token-Ring (маркерное кольцо) была разработана компанией IBM в 1985 году (первый вариант был реализован в 1980 году). Она использовалась для сетевого взаимодействия всех типов компьютеров, выпускаемых IBM. Token-Ring является в настоящее время международным стандартом IEEE 802.5 (хотя между IEEE 802.5 и Token-Ring есть некоторые отличия). Разрабатывалась эта сеть как надежная альтернатива Ethernet. И хотя сейчас Ethernet постепенно вытесняет все остальные сети, Token-Ring нельзя считать устаревшей. Десятки миллионов компьютеров по всему миру объединены с помощью этой сети.
Компания IBM сделала все для максимально широкого распространения своей сети: была выпущена подробная документация вплоть до принципиальных схем адаптеров, проведена широакая рекламная компания. В результате многие компании, например, 3СOM, Novell, Western Digital и другие приступили к производству адаптеров для сетей IBM. Сеть Token-Ring имеет топологию кольцо, хотя внешне она больше напоминает звезду. Это связано с тем, что отдельные абоненты (компьютеры) присоединяются к сети не напрямую, а через специальные устройства доступа (MSAU или MAU – Multistation Access Unit) или концентраторы. Физически такая сеть образует звездно-кольцевую топологию. Основные технические характеристики классического варианта сети Token-Ring:
-максимальное количество концентраторов типа IBM 8228 MAU – 12;
-максимальная длина сегмента – 45 метров;
-скорость передачи данных – 4 Мбит/с и 16 Мбит/с;
-максимальное количество абонентов в сети – 96.
Все приведенные выше характеристики относятся к случаю использования неэкранированной витой пары. Если применяется другая физическая среда передачи данных, характеристики сети могут отличаться. Например, использование оптоволоконного кабеля позволяет увеличивать длину сети до двух километров.
Для передачи информации в Token-Ring используется бифазный код. Как и в любой звездообразной топологии, никаких дополнительных мер по электрическому согласованию и внешнему заземлению не требуется. Согласование выполняется аппаратными средствами концентраторов и сетевых адаптеров.
Для подключения кабелей в Token-Ring используются разъемы MIC и DB9P, а также RJ-45 (для витой пары без экрана).
Сеть Token-Ring в классическом варианте уступает сети Ethernet как по максимальному количеству абонентов, так и по допустимому размеру. В зависимости от скорости передачи в настоящее время имеются версии Token-Ring на скорость 100 Мбит/с (High SpeedToken-Ring, HSTR) и на 1000 Мбит/с (Gigabit Token-Ring). Компании, поддерживающие Token-Ring (среди которых IBM, Olicom, Madge), не намерены отказываться от своей сети, рассматривая ее как достойную альтернативу Ethernet.
Аппаратура Token-Ring по сравнению с аппаратурой Ethernet существенно дороже, что связано с использованием более сложного метода управления обменом, поэтому сеть Token-Ring менее распространена.
Однако в отличие от Ethernet сеть Token-Ring значительно лучше выдерживает повышенный уровень нагрузки (более 30-40%) и что очень существенно - обеспечивает гарантированное время доступа. Это необходимо в сетях производственного и научного назначения, в которых недопустима задержка реакции на внешнее событие.
В сети Token-Ring используется классический маркерный метод доступа. В этом случае по кольцу непрерывно перемещается маркер, к которому абоненты могут присоединять свои пакеты данных предназначенные для передачи. Следствием является такое важное достоинство данной сети, как отсутствие конфликтов. Ей присущи и недостатки, в частности зависимость функционирования сети от каждого абонента и необходимость контроля целостности маркера.
Сеть Arcnet
Сеть Arcnet (или ARCnet от английского Attached Resource Computer Net, компьютерная сеть соединенных ресурсов) - это хронологически одна из самых старых сетей. Она была разработана компанией Datapoint Corporation в 1977 году. Международные стандарты на эту сеть отсутствуют, хотя именно она считается основателем маркерного метода доступа. Несмотря на отсутствие стандартов, сеть Arcnet в 1980-1990 г.г. пользовалась популярностью и серьезно конкурировала с Ethernet.
Большое количество компаний (Datapoint, Standard Microsystems, Xircom и др.) производили аппаратуру для сети Arcnet. Но сейчас производство этой аппаратуры практически прекращено.
Среди основных достоинств сети Arcnet по сравнению с Ethernet можно назвать меньшую величину времени доступа, простоту диагностики, высокую надежность связи, а также сравнительно низкую стоимость оборудования. К наиболее существенным недостаткам сети относятся низкая скорость передачи информации (2,5 Мбит/с), особенности системы формирования пакетов и адресации.
В качестве топологии сеть Arcnet использует классическую шину (Arcnet-BUS) или пассивную звезду (Arcnet-STAR). В звезде применяются концентраторы (хабы). С помощью концентраторов шинных и звездных сегментов возможно объединение в древовидную топологию (как и в Ethernet). Основные технические характеристики сети Arcnet:
-Среда передачи – коаксиальный кабель, витая пара.
-Максимальное количество абонентов в сети – 255.
-Максимальная длина шинного сегмента – 300 метров.
-Скорость передачи данных – 2,5 Мбит/с.
-Максимальная длина сети – 6 километров.
В сети Arcnet используется маркерный метод доступа, однако он несколько отличается от аналогичного в сети Token-Ring.
[1] Кондратенко С., Новиков Ю. Основы локальных сетей [Электронный ресурс]
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.
Рассматриваемые сегменты сети ПСЭ Мирный, учитывая проектируемую топологию, будут включаться в существующие узлы IP MPLS гигабитными интерфейсами. Т.е. полоса пропускания шины, в которую включены коммутаторы узлов доступа, составляет 1 Гбит/с.
Требования к ширине канала следующие [С.Оленин - Адаптация сети оператора для развертывания IPTV-решения - Журнал «СONNECT», февраль, 2009]:
● обычная трансляция ТВ-программ, закодированных кодеком MPEG-4 в хорошем качестве – 2 Мбит/с
● Video on Demand в формате MPEG-4 для нормального просмотра фильма – примерно 2 Мбит/с;
● активный интернет-серфинг, сетевые игры и скачивание файлов из сети – 2 Мбит/с;
● телефония (особенно с использованием ПО типа Skype или Yahoo!Meesstnger с подключенной web-камерой) от 256 кбит/с до 1 Мбит/с.
Итого: 2+2+2+1=7 Мбит/с из которых 4,5 Мбит/с должны выделяться по требованию, но в то же время жестко резервироваться на весь период занятия.
Требования к сегментам сети: высокая пропускная способность, минимальные задержки по времени, изменение задержки по времени, минимальное количество ошибок, минимальное количество потерянных пакетов.
Сегмент ПСЭ Мирный
№/№ п.п. | Наименование населенного пункта в котором размещен узел доступа | Тип Линии (ВОЛС/ медь) | Монтиро-ванная емкость DSLam | Задейство-ванная емкость DSLam | Монтиро-ванная емкость ЭАТС | Задейство-ванная емкость ЭАТС |
1 | Мирный | ВОЛС | 920 | 902 | 2000 | 1975 |
Максимальная глубина проникновения ШПД составит не более 70%. Что с учетом монтированной емкости ЭАТС:
1975·0,7=1382 клиента ШПД.
Однако в их число входят и будущие клиенты Triple Play , число которых, учитывая специфику поселковых поселений с протяженными абонентскими шлейфами, входящих в зону 1-1,5 км от узла доступа не может превышать 20% . 1382-1382·0,2 = 1106 клиентов ШПД
При коэффициенте одновременности, равном 0,5 [Л ХХ Н.Лихачев “Мультисервисные сети и технология IPTV”. Журнал «СONNECT», март, 2007] и безлимитном тарифе в 400 кбит/с, эти клиенты займут полосу:
1106·0,5·0,4= 221,2 Мбит/с.
Тогда для клиентов Triple Play остается полоса:
При выделении на 1 клиента Triple Play 8 Мбит/с определяем максимальное количество для данного участка:
760,8/8=95,1 Т.е. 95 клиентов.
На практике это количество за счет перераспределения скорости в сети может быть больше. Также оценка произведена, в случае если все клиенты Triple Play воспользуются VoD одновременно, что маловероятно и c учетом Multicast, мы имеем некоторый запас, который необходим для будущей трансляции, по мере повышения популярности, HDTV-контента.
Медиаконвертеры серии NFG (Network Fast/Gigabit) предназначены для сопряжения сегментов сети 1000Base-TX на основе медной витой пары и 1000Base-SX/LX (FX) на основе волоконно-оптических кабелей. Конвертеры можно использовать как отдельно стоящее устройство (настольный прибор), так и устанавливать в 19"- универсальное шасси. В зависимости от рабочей длины волны и мощности передатчика конвертеры имеют несколько модификаций для различных рабочих дистанций. Используются оптические приемо-передатчики известных и проверенных фирм производителей.
Таблица 1.1 Справочные данные для медиаконверторов поколения NFG.
Модели с индексом W (WDM - Wave Division Multiplexing) работают по одному оптическому волокну. Модель WAx работает в паре с WBx, стоящей на другом конце линии.
· совместим со стандартами IEEE 802.3ab 1000Base-TX, IEEE802.3z 1000Base-SX/LX Gigabit Ethernet
· автоопределение дуплексного режима и типа кабеля (Auto-MDIX) для TX порта
· способы установки: автономно (Desktop) или в 19" шасси
· IEEE 802.1q VLAN pass-through
· светодиодные индикаторы состояния: PWR, LNK/ACT
· два внутренних DIP переключателя на плате:
· SW1 - Автоопределение или ручная установка Full Duplex
· SW2 - Режим LLR для порта FX: on/ off
· размеры: 120 x 88 x 25 мм
· питание: внешний адаптер AC/DC 9V 1A
· потребляемая мощность: 6.0 Вт макс; Температура: 0 - 40 C
· поддержка режима передачи длинных фреймов VLAN (виртуальная локальная компьютерная сеть)
· контроль целостности медной и оптической линии:
поддержка режимов LLCF (Link Loss Carry Forward) и LLR (Link Loss Return) для порта FX
· LLCF (Link Loss Carry Forward) – обнаружение потери связи (по умолчанию всегда включен)
Медиаконвертер способен передать информацию о потере соединения на оптическом или медном порту на UTP порт своего напарника для ее обнаружения и протоколирования. То есть разрыв соединения передается на второй порт и LINK гаснет на порту коммутатора.
Выбор оборудования осуществлялся на основе необходимости соответствия модернизируемой сети, разработанным критериям оценки качества (скорость передачи данных), однородности структуры сети и минимизации затрат.
Услуги Triple Play как и любые услуги реального времени предъявляют особые требования к архитектуре и топологии широкополосной сети. Все узлы сети должны быть объединены в кольцо и/или соединены двумя каналами. Специфические особенности охвата Зеленодольского района ВОЛС и узлами IP MPLS позволяют с минимальными затратами выполнить это условие.
План размещения оборудования в телекоммуникационном контейнере.
Телекоммуникационный контейнер устанавливается в микрорайоне «Мирный» емкостью 2000 номеров на базе существующего оборудования ОПТС-5 типа С&СО8 производства Huawei Technologies (Китай).
Назначение объекта- обеспечение телефонной связью и расширение видов предоставляемых услуг связи населению в микрорайоне «Мирный» г.Зеленодольск.
Изготовление и установка блок- контейнеров выполнено фирмой ООО «Блик-М» г. Казань РТ. Проектируемые абонентские платы устанавливаются в стативы SM №00, 01.
Размещение проектируемого оборудования предусматривается в блок- контейнере размером 7,2х3,6м. Помещение соответствует требованиям «Инструкция по проектированию. Проводные средства связи и почтовая связь. Производственные здания» и «Городские и сельские телефонные сети», а также требованиям, предъявляемым к помещениям для размещения коммутационного оборудования фирмы «Siemens AG» .
Организация связи на участке ОПТС-5-ПСЭ « Мирный» по 16 первичным цифровым трактам предусматривается по существующим волоконно-оптическим кабелям с использованием оборудования синхронно- цифровой иерархии типа МСО4 уровня STM-1 по топологии «кольцо».
В связи со строительством транспортного «кольца» по существующим волоконно-оптическим кабелям предусматривается замена существующего оборудования типа «Транспорт 32х30» на участке ОПТС-5—АТС3 на мультиплексор МС04-SDH-ADM.
Абонентам ПСЭ « Мирный» при строительстве присваивается нумерация 60000-60999, 67000 - 67999 из выделенного ресурса нумерации для Зеленодольского района республики Татарстан.
Порядок набора при выходе на экстренные и информационно-справочные службы местных сетей для проектируемых абонентов сохраняется существующий для ТфОП г.Зеленодольска: для двухзначных- ох, трехзначных- охх. Выход на экстренные спецслужбы в г.Зеленодольске организован по абонентским линиям ОПТС-5. Нагрузка к ним учтена в общем пучке соединительных линий.
Порядок набора по автоматической междугородной и международной телефонной связи для проектируемых абонентов:
Для звонков на зоновую связь:
При звонках в страны Ближнего ( страны СНГ и Балтии) и Дальнего Зарубежья;
Реализация функций СОРМ обеспечивается оборудованием и программным обеспечением ОПТС-5. Выделение отдельных соединительных линий для СОРМ не требуется.
Система учёта продолжительности разговоров на ПСЭ «Мирный» предусмотрена на базе аппаратно-программных средств ОПТС-5 и входит в комплект поставки оборудования. Все данные по установленным соединениям абонентов записываются на жёсткий диск и по локальной сети «Ethernet» передаются на рабочее место оператора расчётов для последующей обработки существующей биллинговой системы и выдачи абонентам расчётных счетов.
Для включения первичных цифровых трактов используются проектируемые плинты типа 8х3, устанавливаемые в проектируемые 19” стойку.
По категории надёжности электроснабжения проектируемое оборудование ПСЭ относится к потребителям первой категории, и имеет два независимых источника электроснабжения.
Для обеспечения бесперебойности электроснабжения электроприёмников первой категории надёжности, при нарушении электроснабжения на время переключения с одного источника питания на другой используются аккумуляторные батареи с ёмкостью, обеспечивающей электроснабжение не менее 8 часов.
В качестве резервного источника электропитания ПСЭ запроектирована двухгруппная аккумуляторная батарея DJM 12100 100А ч. каждая.
Рабочее напряжение ПСЭ составляет 48В постоянного тока (плюс заземлён).
Электропитание ПСЭ осуществляется от статива электропитания PS48100,входящий в состав оборудования.
Электропитание переменного тока 380В/220В на стативе PS48100 осуществляется от существующего ВРУ, автомат1.
ПСЭ должна быть оборудована защитным заземлением, величина сопротивления которого не должна превышать 4Ом и двумя измерительными, величина сопротивления которых не должна превышать 100 Ом каждое. Также предусмотрено устройство защитного заземления от проектируемого щитка заземления ЩЗ-П2.
Для создания температурно-влажностного режима в помещениях блок- контейнеров предусмотрены кондиционеры, масляные радиаторы. Блок - контейнеры оборудованы охранной и пожарной сигнализацией.
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение.
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас.
Наибольшее распространение среди стандартных сетей получила сеть Ethernet. Впервые она появилась в 1972 году (разработчиком выступила известная фирма Xerox). Сеть оказалась довольно удачной, и вследствие этого ее в 1980 году поддержали такие крупнейшие компании, как DEC и Intel (объединение этих компаний назвали DIX по первым буквам их названий). Их стараниями в 1985 году сеть Ethernet стала международным стандартом, ее приняли крупнейшие международные организации по стандартам: комитет 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) и ECMA (European Computer Manufacturers Association). Стандарт получил название IEEE 802.3 (по-английски читается как «eight oh two dot three»). Он определяет два режима работы:
• полудуплексный (half duplex), в котором используется множественный доступ к моноканалу типа шина с обнаружением конфликтов и контролем передачи – метод доступа CSMA/CD – в любой момент времени абонент сети может выполнять либо прием, либо передачу данных, но не обе эти задачи
• полнодуплексный (full duplex) - в любой момент времени абонент сети может одновременно выполнять прием и передачу данных.
Этому стандарту удовлетворяли и некоторые другие сети, так как уровень его детализации невысок. В результате сети стандарта IEEE 802.3 нередко были несовместимы между собой как по конструктивным, так и по электрическим характеристикам. Однако в последнее время стандарт IEEE 802.3 считается стандартом именно сети Ethernet.
Основные характеристики первоначального стандарта IEEE 802.3:
• среда передачи – коаксиальный кабель
• скорость передачи – 10 Мбит/с
• максимальная длина сети – 5 км
• максимальное количество абонентов – до 1024
• длина сегмента сети – до 500 м
• количество абонентов на одном сегменте – до 100
• метод доступа – CSMA/CD
Строго говоря, между стандартами IEEE 802.3 и Ethernet существуют незначительные отличия, но о них обычно предпочитают не вспоминать.
Сеть Ethernet сейчас наиболее популярна в мире (более 90% рынка), предположительно таковой она и останется в ближайшие годы. Этому в немалой степени способствовало то, что с самого начала характеристики, параметры, протоколы сети были открыты, в результате чего огромное число производителей во всем мире стали выпускать аппаратуру Ethernet, полностью совместимую между собой.
Следует отметить, что сеть Ethernet не отличается ни рекордными характеристиками, ни оптимальными алгоритмами, она уступает по ряду параметров другим стандартным сетям. Но благодаря мощной поддержке, высочайшему уровню стандартизации, огромным объемам выпуска технических средств, Ethernet выгодно выделяется среди других стандартных сетей, и поэтому любую другую сетевую технологию принято сравнивать именно с Ethernet.
Для сети Ethernet, работающей на скорости 10 Мбит/с, стандарт определяет четыре основных типа сегментов сети, ориентированных на различные среды передачи информации:
• 10BASE5 (толстый коаксиальный кабель);
• 10BASE2 (тонкий коаксиальный кабель);
• 10BASE-T (витая пара);
• 10BASE-FL (оптоволоконный кабель).
Наименование сегмента включает в себя три элемента: цифра «10» означает скорость передачи 10 Мбит/с, слово BASE – передачу в основной полосе частот (то есть без модуляции высокочастотного сигнала), а последний элемент – допустимую длину сегмента: «5» – 500 метров, «2» – 200 метров (точнее, 185 метров) или тип линии связи: «Т» – витая пара (от английского «twisted-pair»), «F» – оптоволоконный кабель (от английского «fiber optic»).
В сети используются пакеты переменной длины. Минимальная длина кадра составляет 64 байта, максимальная равна 1518 байтам. Предусмотрена индивидуальная, групповая и широковещательная адресация.
Помимо стандартной топологии шина применяется топология типа пассивная звезда, при этом предполагается использование репитеров и репитерных концентраторов, соединяющих между собой различные части (сегменты) сети. В качестве сегмента (части сети) может выступать классическая шина или единичный абонент. Для шинных сегментов используется коаксиальный кабель, а для лучей пассивной звезды (для присоединения к концентратору одиночных компьютеров) – витая пара и оптоволоконный кабель. Главное требование к полученной в результате топологии – чтобы в ней не было замкнутых путей (петель). Фактически получается, что все абоненты соединены в физическую шину, так как сигнал от каждого из них распространяется сразу во все стороны и не возвращается назад (как в кольце).
В классической сети Ethernet применялся 50-омный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий). Однако в последнее время (с начала 90-х годов) наибольшее распространение получила версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витые пары. Определен также стандарт для применения в сети оптоволоконного кабеля. Для учета этих изменений в изначальный стандарт IEEE 802.3 были сделаны соответствующие добавления.
В 1995 году появился дополнительный стандарт на более быструю версию Ethernet, работающую на скорости 100 Мбит/с (так называемый Fast Ethernet, стандарт IEEE 802.3u), использующую в качестве среды передачи витую пару или оптоволоконный кабель. В 1997 году появилась и версия на скорость 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet, стандарты IEEE 802.3z и 802.3ab), а в 2002 году появилась версия на скорость 10 Гбит/с (10G Ethernet, стандарты IEEE 802.3ae и 802.3an).
Fast Ethernet
В сети Fast Ethernet не предусмотрена физическая топология шина, используется только пассивная звезда или пассивное дерево. К тому же в Fast Ethernet гораздо более жесткие требования к предельной длине сети. Ведь при увеличении в 10 раз скорости передачи и сохранении формата пакета его минимальная длина становится в десять раз короче. Таким образом в 10 раз уменьшается допустимая величина двойного времени прохождения сигнала по сети (5,12 мкс против 51,2 мкс в Ethernet).
Точно так же для сети Ethernet, работающей на скорости 100 Мбит/с (Fast Ethernet) стандарт определяет три типа сегментов, отличающихся типами среды передачи:
• 100BASE-T4 (счетверенная витая пара);
• 100BASE-TX (сдвоенная витая пара);
• 100BASE-FX (оптоволоконный кабель).
Здесь цифра «100» означает скорость передачи 100 Мбит/с, буква «Т» – витую пару, буква «F» – оптоволоконный кабель. Типы 100BASE-TX и 100BASE-FX иногда объединяют под именем 100BASE-X, а 100BASE-T4 и 100BASE-TX – под именем 100BASE-T.
Основные характеристики сетей Token-Ring.
Сеть Token-Ring (маркерное кольцо) была предложена компанией IBM в 1985 году (первый вариант появился в 1980 году). Она предназначалась для объединения в сеть всех типов компьютеров, выпускаемых IBM. Token-Ring является в настоящее время международным стандартом IEEE 802.5 (хотя между Token-Ring и IEEE 802.5 есть незначительные отличия).
Разрабатывалась Token-Ring как надежная альтернатива Ethernet, но сейчас Ethernet вытеснил все остальные сети, и Token-Ring можно считать безнадежно устаревшей. Уже в 1999 году большинством производителей оборудования было прекращено производство новых устройств для сетей Token-Ring
Сеть Token-Ring имеет топологию кольцо, хотя внешне она больше напоминает звезду. Это связано с тем, что отдельные абоненты (компьютеры) присоединяются к сети не напрямую, а через специальные концентраторы или многостанционные устройства доступа (MSAU или MAU – Multistation Access Unit). Физически сеть образует звездно-кольцевую топологию. В действительности же абоненты объединяются все-таки в кольцо, то есть каждый из них передает информацию одному соседнему абоненту, а принимает информацию от другого.
Концентратор (MAU) при этом позволяет централизовать задание конфигурации, отключение неисправных абонентов, контроль работы сети и т.д. Никакой обработки информации он не производит.
Для каждого абонента в составе концентратора применяется специальный блок подключения к магистрали (TCU – Trunk Coupling Unit), который обеспечивает автоматическое включение абонента в кольцо, если он подключен к концентратору и исправен. Если абонент отключается от концентратора или же он неисправен, то блок TCU автоматически восстанавливает целостность кольца без участия данного абонента. Срабатывает TCU по сигналу постоянного тока (так называемый «фантомный» ток), который приходит от абонента, желающего включиться в кольцо. Абонент может также отключиться от кольца и провести процедуру самотестирования. «Фантомный» ток никак не влияет на информационный сигнал, так как сигнал в кольце не имеет постоянной составляющей.
Существуют как пассивные, так и активные концентраторы MAU. Активный концентратор восстанавливает сигнал, приходящий от абонента (то есть работает, как концентратор Ethernet). Пассивный концентратор не выполняет восстановление сигнала, только перекоммутирует линии связи.
Концентратор в сети может быть единственным, в этом случае в кольцо замыкаются только абоненты, подключенные к нему. Внешне такая топология выглядит, как звезда. Если же нужно подключить к сети большое число абонентов, несколько концентраторов соединяют магистральными кабелями и образуют звездно-кольцевую топологию.
Как уже отмечалось, кольцевая топология очень чувствительна к обрывам кабеля кольца. Для повышения живучести сети, в Token-Ring предусмотрен режим так называемого сворачивания кольца, что позволяет обойти место обрыва.
В нормальном режиме концентраторы соединены в кольцо двумя параллельными кабелями, но передача информации производится при этом только по одному из них.
В случае одиночного повреждения (обрыва) кабеля сеть осуществляет передачу по обоим кабелям, обходя тем самым поврежденный участок. При этом даже сохраняется порядок обхода абонентов, подключенных к концентраторам, но увеличивается суммарная длина кольца.
В случае множественных повреждений кабеля сеть распадается на несколько частей (сегментов), не связанных между собой, но сохраняющих полную работоспособность. Максимальная часть сети остается при этом связанной, как и прежде. Конечно, это уже не спасает сеть в целом, но позволяет при правильном распределении абонентов по концентраторам сохранять значительную часть функций поврежденной сети.
Несколько концентраторов может конструктивно объединяться в группу, кластер (cluster), внутри которого абоненты также соединены в кольцо. Применение кластеров позволяет увеличивать количество абонентов, подключенных к одному центру.
В качестве среды передачи в сети IBM Token-Ring сначала применялась витая пара, как неэкранированная (UTP), так и экранированная (STP), но затем появились варианты аппаратуры для коаксиального кабеля, а также для оптоволоконного кабеля в стандарте FDDI.
Основные технические характеристики классического варианта сети TokenRing:
• максимальное количество концентраторов типа IBM 8228 MAU – 12;
• максимальное количество абонентов в сети – 96;
• максимальная длина кабеля между абонентом и концентратором – 45 метров;
• максимальная длина кабеля между концентраторами – 45 метров;
• максимальная длина кабеля, соединяющего все концентраторы – 120 метров;
• скорость передачи данных – 4 Мбит/с и 16 Мбит/с.
Все приведенные характеристики относятся к случаю использования неэкранированной витой пары. Если применяется другая среда передачи, характеристики сети могут отличаться. Например, при использовании экранированной витой пары (STP) количество абонентов может быть увеличено до 260 (вместо 96), длина кабеля – до 100 метров (вместо 45), количество концентраторов – до 33, а полная длина кольца, соединяющего концентраторы – до 200 метров. Оптоволоконный кабель позволяет увеличивать длину кабеля до двух километров.
Больший допустимый размер передаваемых данных в одном пакете по сравнению с сетью Ethernet сильно позволяет увеличить производительность сети: теоретически для скоростей передачи 16 Мбит/с и 100 Мбит/с длина поля данных может достигать даже 18 Кбайт, что принципиально при передаче больших объемов данных. Но даже при скорости 4 Мбит/с благодаря маркерному методу доступа сеть Token-Ring часто обеспечивает большую фактическую скорость передачи, чем сеть Ethernet (10 Мбит/с). Особенно заметно преимущество Token-Ring при больших нагрузках (свыше 30—40%), так как в этом случае метод CSMA/CD требует много времени на разрешение повторных конфликтов.
Сеть Token-Ring в классическом варианте уступает сети Ethernet как по допустимому размеру, так и по максимальному количеству абонентов. Также по сравнению с аппаратурой Ethernet аппаратура Token-Ring заметно дороже, так как используется более сложный метод управления обменом. По скорости передачи – хотя и имеются версии Token-Ring на скорость 100 Мбит/с (High Speed Token-Ring, HSTR) и на 1000 Мбит/с (Gigabit Token-Ring), однако еще в 1999 году все производители оборудования, изначально поддержавшие эту инициативу, отказались от нее.
В сети Token-Ring используется классический маркерный метод доступа, то есть по кольцу постоянно циркулирует маркер, к которому абоненты могут присоединять свои пакеты данных. Отсюда следует такое важное достоинство данной сети, как отсутствие конфликтов, но есть и недостатки, в частности необходимость контроля целостности маркера и зависимость функционирования сети от каждого абонента (в случае неисправности абонент обязательно должен быть исключен из кольца).
Каждый абонент сети (его сетевой адаптер) должен выполнять следующие функции:
• выявление ошибок передачи;
• контроль конфигурации сети (восстановление сети при выходе из строя того абонента, который предшествует ему в кольце);
• контроль многочисленных временных соотношений, принятых в сети.
Большое количество функций, конечно, усложняет и удорожает аппаратуру сетевого адаптера.
Для контроля целостности маркера в сети используется один из абонентов (так называемый активный монитор). При этом его аппаратура ничем не отличается от остальных, но его программные средства следят за временными соотношениями в сети и формируют в случае необходимости новый маркер.
Активный монитор выполняет следующие функции:
• запускает в кольцо маркер в начале работы и при его исчезновении;
• регулярно (раз в 7 с) сообщает о своем присутствии специальным управляющим пакетом (AMP – Active Monitor Present);
• удаляет из кольца пакет, который не был удален пославшим его абонентом;
• следит за допустимым временем передачи пакета.
Активный монитор выбирается при инициализации сети, им может быть любой компьютер сети, но, как правило, становится первый включенный в сеть абонент. Абонент, желающий передавать пакет, ждет прихода свободного маркера и захватывает его. Захваченный маркер превращается в обрамление информационного пакета. Затем абонент передает информационный пакет в кольцо и ждет его возвращения. После этого он освобождает маркер и снова посылает его в сеть.
В сети Token-Ring предусмотрено также использование мостов и коммутаторов. Они применяются для разделения большого кольца на несколько кольцевых сегментов, имеющих возможность обмена пакетами между собой. Это позволяет снизить нагрузку на каждый сегмент и увеличить долю времени, предоставляемую каждому абоненту.
В результате можно сформировать распределенное кольцо, то есть объединение нескольких кольцевых сегментов одним большим магистральным кольцом или же звездно-кольцевую структуру с центральным коммутатором, к которому подключены кольцевые сегменты
Пример оформления методической разработки: Методическая разработка - разновидность учебно-методического издания в помощь.
Основные признаки растений: В современном мире насчитывают более 550 тыс. видов растений. Они составляют около.
Поиск по сайту
Читайте также: