Kohalike arvutivõrkude ehitamise tehnoloogiad muutuvad üsna kiiresti, kohandudes tarbijate vajadustega. Nüüd ei taha keegi tundide kaupa oodata, kuni tema lemmikfilm alla laaditakse või rohkete fotodega esitlus üle kantakse. Kaasaegsed võrgud võimaldavad tõsta arvutite ja muude seadmetega ühenduste kvaliteeti nii, et enamiku materjalide allalaadimise kiirus tarbijale näib olevat sama, mis kõvakettalt.

Kohalike võrkude põhitehnoloogiad

Kohalike võrkude ehitamise põhitehnoloogiad, mida nimetatakse ka arhitektuurideks, võib jagada kahte põlvkonda. Esimene põlvkond pakub madalat ja keskmist andmeedastuskiirust, teine ​​- kõrget.

Esimese põlvkonna tehnoloogiad hõlmavad neid, mis töötavad vasesüdamikuga kaabli abil:

• ARC-võrk (kiirus kuni 2,5 Mbit/s);
• Ethernet (kuni 10 Mbit/s);
• Token Ring (kuni 16 Mbit/s).

Teise põlvkonna arhitektuurid põhinevad peamiselt fiiberoptilistel liinidel ja mõned variandid on ehitatud kvaliteetse vaskkaabli abil. Need sisaldavad:

• FDDI (kuni 100 Mbit/s);
• ATM (kuni 155 Mbit/s);
• Kiire Ethernet (kuni 100 Mbit/s);
• Gigabit Ethernet (kuni 1000 Mbit/s).

Kohalike võrkude ehitamise tehnoloogiad

Võrgutehnoloogia hõlmab standardsete protokollide miinimumkomplekti ning nende toetamiseks vajaliku tarkvara ja riistvara kasutamist. Protokolle on palju erinevaid, kuid populaarseimad on need, mis arendatakse Etherneti, FDDI, Token-Ringi, Arcneti baasil.

Kõige populaarsem on Etherneti tehnoloogia ja selle moodsamad variandid. Selle ehitamiseks kasutatakse õhukest ja paksu koaksiaalkaablit ning keerdpaari, mida on lihtsam paigaldada ja hooldada.

Tehnoloogia kohtvõrgu seadistamiseks

Tänapäeval on levinuim tehnoloogia Etherneti arhitektuur, selle kiired variandid Fast Ethernet ja Gigabit Ethernet on hõlpsasti kombineeritavad omavahel ja sellega ühtseks võrguks, mis lihtsustab skaleerimistoiminguid. Andmeedastuskiirus sellises võrgus sõltub kaabli tüübist. Valikud ulatuvad õhukesest koaksiaalkaablist kuni mitmemoodilise fiiberoptilise kaablini, mille valgussignaali kiirus on kuni 1300 nm.

• Võrgud, nagu Arcnet, on aegunud ja pakuvad väikest kiirust (2,5 Mbit/s). Kuid neid võib endiselt leida paljudes ettevõtetes, kuna nende järele oli varem suur nõudlus. See on väga töökindel võrk, millel on odavad adapterid ja konfiguratsiooni paindlikkus. Tavaliselt on siini või passiivse tähe topoloogia.
• Rõngatüüpi Token-Ring võrk ise ulatub samuti LAN-i ajalukku, kuid sellest on vaja teada, sest sellest sai FDDI standardi uue põlvkonna tokenvõrgu alus ja prototüüp.
• Token-juurdepääsumeetodiga FDDI (Fiber Distributed Data Interface) võrgud kasutavad fiiberoptilist kaablit. See on kiire arhitektuur, mis toetab kuni 1000 abonenti. Sel juhul ei tohi rõnga maksimaalne pikkus olla üle 20 kilomeetri ja abonentide vaheline kaugus ei tohiks olla suurem kui 2 km. Need omadused muudavad selle sobivaks väikese arvu töökohtadega keskmiste ja väikeste ettevõtete varustamiseks.

Kohaliku võrgu tehnoloogia arendajad

Enamik kohalike võrkude ehitamise tehnoloogiaid tuli Venemaale välismaalt.

• Arcneti standardi töötas välja Datapoint insener John Murphy juhtimisel ja seda tutvustati avalikkusele 1977. aastal.
• Ameerika ettevõte Xerox võttis Etherneti standardi kasutusele 1975. aastal, võrgu teise põlvkonna arendasid DEC, Intel ja Xerox, mistõttu sai see tuntuks kui Ethernet DIX. Selle alusel töötati välja protokoll IEEE 802.3, mida nüüd kasutatakse muuhulgas traadita võrkude ehitamiseks.
• Token-Ringi standardi lõi IBM spetsiaalselt enda toodetavate arvutite jaoks. Kuid kuna turul on palju erinevate kaubamärkide seadmeid, pole see laialdast arendust saanud.
• FDDI standard ilmus 1980. aastate keskel ja sai aluseks teise põlvkonna võrkude ehitamisel, kuigi see põhineb Token-Ring tehnoloogial, mis kasutab teabe edastamiseks arvutist arvutisse tokenit. Standardi töötas välja ANSI ja see toetas kohe andmeedastuskiirust 100 Mbps kahe kiudoptilise kaabli kaudu.

Lugege meie teisi artikleid:

LAN-i projekteerimisel on põhiroll OSI mudeli füüsilise ja andmeside kihi protokollidel. Andmeside kiht on jagatud kaheks alamkihiks:

· loogiline andmeedastus (Logical Link Control – LLC) – korraldab erineva usaldusväärsusega andmekaadrite edastamist;

· võrgu juurdepääsu kontroll (Media Access Control – MAC) – tagab ühise andmeedastuskandja õige kasutamise.

1980. aasta veebruaris korraldas IEEE (elektri- ja elektroonikainseneride instituut) LAN-i standardimise komitee 802 (sellest ka nimes number 802). Vastu võetud IEEE 802.X standardite perekond : 802,1 – 802,12. Standardid 802.3, 802.4, 802.5, 802.12 kuuluvad otse OSI andmesidekihi MAC alamkihti. Ülejäänud tegelevad üldiste võrguprobleemidega.

Etherneti tehnoloogia– kõige levinum kohtvõrgu tehnoloogia. Ilmus 1972. aastal (arendatud Xeroxi poolt). 1980. aastal toetasid seda DEC ja Intel (ühing kandis selle esimeste tähtede järgi nime DIX). Seda ei eristanud rekordilised omadused ja optimaalsed algoritmid, kuid tänu võimsale toele, kõrgeimale standardimistasemele ja tehniliste seadmete tohututele tootmismahtudele tõrjus see välja kõik muud tehnoloogiad.

Tehnoloogiaperekond sisaldab patenteeritud ja standardseid valikuid:

· Etherneti DIX standard (DEC, Intel, Xerox);

· IEEE 802.3 standardi 10-megabitised variandid;

· kiired tehnoloogiad Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet.

Kõik Etherneti standardid kasutavad juhusliku juurdepääsu meetod CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Meetodit kasutatakse ühise siini loogilise topoloogiaga võrkudes. Kaadri edastamiseks peab jaam tagama, et jagatud meedium oleks vaba (kandesagedus puudub). Kui meedium on vaba, hakkab sõlm kaadrit edastama (kinnitab meediumi). Meediumi eksklusiivse kasutamise aeg sõlme poolt on piiratud ühe kaadri edastamise ajaga.

Kui kaader siseneb jagatud meediumisse, hakkavad kõik jaamad seda korraga vastu võtma ja sihtkoha aadressi analüüsima. Jaam, olles saanud oma aadressi teada, kirjutab sisu võrguadapteri sisepuhvrisse, töötleb vastuvõetud andmeid ja saadab mööda kaablit vastusekaadri.

Kokkupõrge – olukord, kus kaks või enam jaama otsustavad samaaegselt, et meedium on selge ja alustavad oma kaadrite edastamist. Kaadrite sisu põrkab kokku ja info moondub. Kui avastatakse kokkupõrge, lõpetavad jaamad edastamise ja pärast juhuslikku pausi püüavad meediumile uuesti juurde pääseda.

Etherneti võrgu jaoks, mis töötab kiirusega 10 Mbit/s, määratles standard neli peamist teabeedastuskandja tüüpi:

· 10 BASE-5 (paks koaksiaalkaabel);

· 10 BASE-2 (õhuke koaksiaalkaabel);

· 10 BASE-T (keerdpaar);

· 10 BASE-FL (kiudoptiline kaabel).

Arv “10” tähendab edastuskiirust 10 Mbit/s, sõna “BASE” tähendab edastamist põhisagedusalas (kõrgsagedussignaali modulatsioonita), viimane element tähendab lubatud segmendi pikkust või sideliiki. rida. 10 Base-2 võrk on näidatud joonisel.

Keerdpaaril põhinev Etherneti võrk on arenenud alates 1990. aastast ja on tänapäeval kõige levinum. Signaali edastamine toimub kahe keerdpaari kaudu, millest igaüks edastab ainult ühes suunas (üks paar saadab, teine ​​võtab vastu). Iga võrguabonent on ühendatud kahekordseid keerdpaare sisaldava kaabli abil jaoturiga. Jaotur segab abonentide signaale, et pakkuda CSMA/CD juurdepääsumeetodit.

Adapteri ja jaoturi vaheline kaabli pikkus ei tohiks ületada 100 m (100 m pikkusel võimaldab keerdpaar andmeedastust kiirusega 10 Mbit/s, kui kasutada “Manchesteri” koodi). Kaablid ühendatakse 8-kontaktiliste RJ-45 pistikutega (kasutatakse nelja kontakti). Saate ühendada kaks arvutit võrku ilma jaoturita, kasutades spetsiaalset ristkaablit, mis ühendab ühe RJ-45 pistiku edastuskontaktid teise RJ-45 pistiku vastuvõtukontaktidega ja vastupidi.

Kontsentraator (jaotur) kordab signaale kõigis selle portidega ühendatud keerdpaaride osades. Moodustub loogiline ühissiin. Jaoturid ühendavad üksteisega samu porte. Standard määratleb "4 sõlmpunkti reegel": maksimaalne jaoturite arv kahe võrgujaama vahel on 4 (võrgu maksimaalne läbimõõt on 500 m).

Kiudoptilise kaabli Etherneti võrk koosneb samadest elementidest, mis 10 Base-T võrk (võrguadapterid, multipordi repiiterid, kaablilõigud). Kasutatakse kahte optilist kiudu – üks ühendab adapteri väljundi repiiteri sisendiga ja teine ​​ühendab adapteri sisendi repiiteri väljundiga:

· FOIRL standard (Fiber Optic Inter-Repeater Link) tagab side pikkuse repiiterite vahel kuni 1000 m võrgu kogupikkusega kuni 2500 m.

· Standard 10 Base-FL – FOIRL-i standardi täiustamine. Saatja võimsust on suurendatud. Maksimaalne kaugus sõlme ja jaoturi vahel on 2000 m, võrgu maksimaalne pikkus 2500 m.

Kiire Etherneti tehnoloogia(1995) - osa IEEE 802.3 (IEEE 802.3u) standardist. Etherneti kiirem versioon, mis kasutab sama CSMA/CD juurdepääsumeetodit, kuid töötab kiirusel 100 Mbps. Säilitatakse Etherneti klassikalises versioonis vastu võetud kaadrivorming. Erinevused on ainult füüsilisel tasandil (erinev kodeerimismeetod, üleliigne 4V/5V kood). Füüsilist siini topoloogiat ei pakuta.

Automaatne andmeedastuskiiruse tuvastamise mehhanism võimaldab Fast Etherneti võrguadapteritel automaatselt lülituda kiiruselt 10 Mbps kiirusele 100 Mbps ja vastupidi.

Edastusmeediumi suurem läbilaskevõime on järsult vähendanud võrgu koormust ja vähendanud kokkupõrgete tõenäosust.

Standard määratleb järgmised Fast Etherneti spetsifikatsioonid:

· 100 Base-FX – edastamine toimub kahe fiiberoptilise kaabli kaudu kiirusega 100 Mbit/s;

· 100 Base-T4 – ülekanne toimub kiirusega 100 Mbit/s üle nelja elektrijuhtme keerdpaari (3. kategooria kaabel) – vahepealne kompromissvariant, mida laialt ei kasutata;

· 100 Base-TX – edastamine toimub kiirusega 100 Mbit/s kahe elektrijuhtme keerdpaari kaudu (5. kategooria kaabel).

Valik 100 Base-FX defineerib edastusmeediumiks mitmemoodilise optilise kaabli ja 850 nm laine, mis tagab side kahe kommutaatori või ruuteri pordi vahel kuni 2000 m kaugusel Ühemoodilist optilist kaablit ei kirjeldata standardis, vaid turul leiate seda tüüpi kaablil töötavad Fast Etherneti seadmed (ühe kaablilõigu maksimaalne pikkus on kuni mitukümmend kilomeetrit).

Kiudoptilise kaabli kasutamine võimaldab sel juhul ka oluliselt suurendada võrgu pikkust, samuti vabaneda elektrilistest häiretest ja suurendada edastatava teabe salastatust. Arvuti ja jaoturi vahelise kaabli maksimaalne pikkus võib olla kuni 400 m ning see piirang on määratud ajastusega. Vastavalt standardile tuleks kasutada mitmemoodilist fiiberoptilist kaablit.

Valik 100 Base-TX arvutite ühendamise skeemi järgi ei erine see 10 Base-T-st. Kaabli pikkus ei tohi samuti ületada 100 m, kuid kaabel peab olema kvaliteetsem. Kui 10 Base-T puhul piirab maksimaalset kaabli pikkust 100 m ainult kaabli kvaliteet ja seda saab parema kaabli kasutamisega suurendada, siis 100 Base-TX puhul piirab maksimaalset pikkust kaabli ajastus. vahetust ja seda ei saa suurendada.

Kiire Gigabit Etherneti tehnoloogia(1998). Pärast Fast Etherneti tulekut tundsid võrguintegraatorid ja administraatorid ettevõtete võrkude ehitamisel piiranguid. 100-megabitise kanali kaudu ühendatud serverid koormasid võrgu kiirteid üle, töötades samuti kiirusega 100 Mbit/s. Tekkis vajadus järgmise taseme kiiruse järele. 1996. aasta suvel teatati Ethernetile võimalikult sarnase, kuid 1000 Mbit/s bitikiirusega protokolli arendamise algusest. IEEE 802.3 ab probleemirühm õnnestus ja Gigabit Etherneti 5. kategooria keerdpaarversioon võeti vastu.

Tehnoloogia võimaldab ehitada suuri kohalikke võrke, milles võimsad serverid ja madalama taseme võrgu magistraalid töötavad kiirusega 100 Mbit/s ning neid ühendab Gigabit Etherneti magistraal.

Järjepidevus on säilitatud Ethernetist Fast Etherneti tehnoloogiateni. Sama CSMA/CD juurdepääsumeetodit toetatakse minimaalsete muudatustega, samad kaadrivormingud. Töötamine täisdupleks- ja pooldupleksrežiimis .

Gigabit Etherneti võrgusegmentide nomenklatuur sisaldab järgmisi tüüpe:

· 1000 BASE-SX – segment mitmemoodilise fiiberoptilise kaabli valgussignaali lainepikkusega 850 nm (kuni 500 m);

· 1000 BASE-LX – segment mitmemoodilisel (kuni 500 m) ja ühemoodilisel (kuni mitukümmend km) fiiberoptilisel kaablil lainepikkusega 1300 nm;

· 1000 BASE-CХ – ametlikult tagastati koaksiaalkaabel toetatud andmeedastuskandjate nimekirja, kuid praktikas kasutatakse seda võimalust maksimaalse segmendi pikkusega 25 m harva;

· 1000 BASE-T – segment 5. ja 6. kategooria varjestamata neljarattalisel keerdpaaril (pikkus kuni 100 m); andmeid edastatakse paralleelselt üle kõigi 4 paari kiirusega 250 Mbit/s igaüks; edastamine dupleksrežiimis.

Gigabit Ethernet toetab automaatset läbirääkimisprotseduuri. Ühelt andmeedastusmeediumilt teisele ülemineku hõlbustamiseks on portidel vahetatavad transiiverid, nn GBIC moodulid (Gigabit Interface Converter – gigabit interface converter). Neid kasutades saab sama Gigabit Etherneti porti töötada mis tahes standardse andmekandjaga, selleks peate ostma ja installima kaabli jaoks sobiva GBIC-mooduli.

10G Etherneti standard– Etherneti tehnoloogia kiireim versioon. Esimene Etherneti standard, mis ei tööta jagatud andmekandjal isegi teoreetiliselt. See on esimene Etherneti standard, mis sisaldab laivõrgu (SDH) standarditega ühilduvaid füüsilise kihi spetsifikatsioone.

10G Etherneti standard sisaldab suurt hulka füüsilise kihi spetsifikatsioone. Esimene spetsifikatsioonide rühm, mis oli mõeldud optiliste kiudude kasutamiseks, võeti vastu 2002. aastal. Pärast seda töö jätkus ja 2006. aastal võeti vastu spetsifikatsioon, mis kirjeldab 10G Etherneti tööd keerdpaaril.

10G Etherneti standardis on kolm füüsiliste liideste rühma:

· 10G Base-T – vastu võetud 2006. aastal, võimaldab kasutada 6. või 6.a kategooria keerdpaarkaableid (esimesel juhul ei tohi kaabli maksimaalne pikkus ületada 55 m, teisel juhul – 100 m);

· 10G Base-R – töötab optilise kaabliga, sisaldab 10G Base-RS, 10G Base-RL, 10G Base-RE spetsifikatsioone;

· 10G Base-W – töötab optilise kaabliga, sisaldab spetsifikatsioone 10G Base-WS, 10G Base-WL, 10G Base-WE.

Esimesed kaks rühma viitavad 10G Etherneti valikule kohalikud võrgud , viimane läheb valikule ülemaailmsed võrgud .

LAN-versioonid kasutavad standardseid Etherneti kaadreid ja pakuvad andmeedastuskiirust 10 Gbps. 10G Etherneti WAN-i versioonid on mõeldud esmaste SDH-võrkude jaoks ning toetavad SDH võrguliidesega ühilduvaid andmeedastuskiirusi ja andmevorminguid. WAN-i spetsifikatsioonide efektiivne andmeedastuskiirus on alla 10 Gbps (9,58464 Gbps), kuna osa ribalaiusest kulub SDH-kaadri päistele. Seetõttu saavad selle grupi liidesed suhelda ainult omavahel (ühendus 10G Base-R ja 10G Base-W vahel pole võimalik).

Igas rühmas 10G Base-W ja 10G Base-R, mis töötavad optiline kaabel , Spetsifikatsioone võib olla kolm: S, L ja E (olenevalt kasutatavast lainevahemikust: 850, 1310 või 1550 nm). Seega on olemas liidesed 10G Base-WS, 10G Base-WL, 10G Base-WE, aga ka 10G Base-RS, l0G Base-RL ja l0G Base-RE. Igaüks neist edastab teavet vastava vahemiku ühe laine abil.

Tehnilised andmed S mõeldud kuni 300 m pikkusele mitmerežiimilisele optilisele kaablile, olenevalt kaabli kvaliteedist. Tehnilised andmed L on mõeldud ühemoodilise kaabli jaoks ja võimaldavad sõltuvalt selle kvaliteedist kuni 25 km vahemaid. Tehnilised andmed E pakkuda andmeedastust kuni 40 km kaugusele. See võimaldab teil luua mitte ainult kohalikke, vaid ka globaalseid võrke.

10G Etherneti standard on arenev tehnoloogia, seega võib oodata uusi spetsifikatsioone. Praegu käib töö kahe uue Etherneti standardi kallal: 40G ja 100G, mis peaksid leidma rakendust suurte võrkude magistraalidel.

Token Ring tehnoloogia (802.5) IBM on välja töötanud alates 1984. aastast. Ühine andmeedastusmeedium koosneb kaablisegmentidest; ühendades kõik võrgujaamad rõngaks. Kasutatakse juurdepääsuks deterministlik algoritm , tuginedes sõrmuse kasutamise õiguse üleandmisele jaamadele.

Marker (märk)– ringi ümber ringlev eriformaadiga raam. Kui edastatavaid andmeid pole, tagab jaam nende edasiliikumise. Jaam, millel on edastamiseks andmeid, eemaldab rõngast märgi ja väljastab rõngale andmeraami. Edastatud andmed läbivad rõnga alati ühes suunas. Raam on varustatud sihtkoha aadressi ja lähteaadressiga. Kõik helinajaamad edastavad kaadri biti haaval kordajatena.

Kui kaader läbib sihtjaama, kopeerib see kaadri oma sisepuhvrisse ja lisab kaadrisse kinnitusmärgi. Saatejaam, olles saanud kaadri tagasi koos vastuvõtu kinnitusega, eemaldab selle kaadri ringist ja edastab võrku uue märgi.

Seda juurdepääsualgoritmi kasutatakse Token Ring võrkudes, mille töökiirus on 4 Mbit/s. Algoritmi kasutavad 16 Mbps Token Ring võrgud varajane markeri vabastamine . Jaam edastab märgi järgmisele jaamale kohe pärast kaadri viimase biti edastamist, ootamata kaadri naasmist mööda ringi koos kinnitusbitiga.

Üldiselt on Token Ringi võrgul kombineeritud täherõnga konfiguratsioon. Üksikud arvutid liituvad võrguga spetsiaalse kaudu jaoturid või mitme juurdepääsuga seadmed (MSAU või MAU – Multistation Access Unit) tähetopoloogias.

Kaabli ühendamiseks jaoturiga kasutatakse spetsiaalseid pistikuid, mis tagavad, et rõngas on alati suletud ka abonendi lahtiühendamisel. Kontsentraatorit saab olla ainult üks, selle abonendid on rõngasse suletud.

Mitu jaoturit saab struktuurselt ühendada klastriks, mille sees on ka abonendid ühendatud ühte rõngasse.

Token-Ringi võrgu (varjestamata keerdpaar) peamised omadused:

· maksimaalne MAU kontsentraatorite arv – 12;

· maksimaalne abonentide arv võrgus – 96;

· Maksim. kaabli pikkus abonendi ja jaoturi vahel – 45 m;

· maksimaalne kaabli pikkus jaoturite vahel on 45 m;

· Maksim. kõiki jaotureid ühendava kaabli pikkus - 120 m;

· andmeedastuskiirused – 4 Mbit/s ja 16 Mbit/s.

Token Ring tehnoloogial on tõrketaluvuse elemendid . Üks jaamadest (aktiivne monitor) jälgib pidevalt markeri olemasolu, samuti markeri ja andmekaadrite pöörlemisaega. Kui rõngas ei tööta korralikult, käivitatakse selle taaskäivitamise protseduur.

FDDI tehnoloogia(Fiber hajutatud andmeliides – Fiber Optic Distributed Data Interface) oli esimene, kes kasutas fiiberoptilist kaablit kohalikes võrkudes ja töötas kiirusega 100 Mbit/s. Seda iseloomustab rõnga topoloogia ja lubade juurdepääsu meetod.

Võrk on ehitatud baasil kaks sõrmust . Tavarežiimis sekundaarset rõngast ei kasutata. Kaabli katkemise või sõlme rikke korral ühendatakse primaarrõngas sekundaarse ( Mähi- voltimine). Mitme rikke korral jaguneb võrk mitmeks ühendamata võrguks.

Põhiline eeliseid FDDI võrgud:

· kõrge mürakindlus;

· teabe edastamise maksimaalne konfidentsiaalsus

· suur edastuskiirus;

· andmeedastus mitme kilomeetri kaugusel ilma releedeta.

Põhiline spetsifikatsioonid FDDI võrgud:

· maksimaalne võrguabonentide arv – 1000;

· võrgurõnga maksimaalne pikkus ~ 20 km;

· maksimaalne võrguabonentide vaheline kaugus – 2 km;

· edastusmeedium – mitmemoodiline fiiberoptiline kaabel;

· juurdepääsumeetod – token (IEEE 802.5);

· edastuskiirus – 100 Mbit/s (dupleksrežiimis 200 Mbit/s).

Kasutatakse jaoturitega täherõnga topoloogiat. Standard näeb ette kahte tüüpi abonente.

A-klassi tellijadühendage mõlema rõngaga. Seadmeid kasutatakse võrgu kõige kriitilisemates osades. B-klassi tellijad ühendage ainult võrgu välimise rõngaga. Need on lihtsamad ja odavamad kui A-klassi arvutid.

FDDI võrk pole seadmete kõrge hinna tõttu laialt levinud. Kasutusala: põhivõrgud, mis ühendavad mitu võrku, ühendades võimsaid servereid, mis nõuavad kiiret vahetust.

7. Juhtmevabad kohtvõrgud

WiFi– lühend, mis tähistab seadmeid traadita kohtvõrkude loomiseks WLAN (Wireless Local Area Network). Wireless Fidelity lühend, mis sarnaneb heliturul kasutatava terminiga Hi-Fi (High Fidelity). WLAN-tehnoloogiad põhinevad võrgusõlmede vahelise raadioside põhimõttel (signaali jaotatakse kõrgsageduslike elektromagnetlainete abil).

Traadita kohtvõrgud on mõnel juhul eelistatavam lahendus võrreldes juhtmega võrguga ja mõnikord ka ainuvõimalik. Näited populaarsetest WLAN-i rakendustest:

· korraldus "rändav" juurdepääs lennujaamades ja raudteejaamades;

· Looming ajutised kohalikud võrgud (konverentside ajal);

· rakendamine Elamutes internetiühendus ja korterid;

· säte mobiilne juurdepääs mitmes ruumis või hooned, mis on oluline näiteks haiglate jaoks.

Traadita võrkude eelised tulevad paljude ebastabiilse ja ettearvamatu traadita keskkonnaga seotud väljakutsete hinnaga. Sekkumine kodumasinad, telekommunikatsioonisüsteemid, atmosfäärihäired, signaali peegeldused tekitavad raskusi usaldusväärse vahetamise eest.

Raadiosignaali levimist hoone sees mõjutavad paljud tegurid. Samuti põhjustab signaali intensiivsuse ebaühtlane jaotus katvuse ebakindlus traadita kohtvõrk.

Sellega seoses kasutavad WLAN-id keerulisi kodeerimismeetodeid, mis aitavad vähendada häirete mõju soovitud signaalile; lisaks kasutatakse traadita võrkudes laialdaselt edasisuunas veaparanduse (FEC) meetodeid ja protokolle koos kadunud kaadrite uuesti edastamisega.

1990. aastal moodustas IEEE 802 komitee traadita kohtvõrgu 802.11 standardite töörühma. Esimene 802.11 standard (1997) määratletud kolm ülekandemeetodit füüsilisel tasandil:

· infrapuna edastusmeetod (ebapopulaarne väikese ribalaiuse tõttu ja päikesevalguse tõttu võib signaale moonutada);

· kaks lähiraadioside meetodit (raadiovahemikes 2,4 GHz ja 915 MHz);

Standardid töötavad USA-s, Euroopas ja Jaapanis tunnustatud sagedustel sagedused litsentseerimata raadiooperatsioonide jaoks . Madala võimsusega signaal võimaldab teil vähendada saatjatevaheliste konfliktide arvu. Sagedusel 2,4 GHz töötavate võrkude jaoks on määratletud juurdepääsukiirused 1 ja 2 Mbit/s. Uut tehnoloogiat, mis laenab suuresti Ethernetilt, nimetatakse raadio Ethernetiks.

802.11 standard määratleb kaks seadmete komponenti:

· traadita jaam (võrguraadioadapteriga arvuti või mittearvutikliendid – standardit toetavad mobiiltelefonid);

· pääsupunkt (AP - Access Point), toimides sillana traadita ja juhtmega võrkude vahel.

Pöörduspunkt sisaldab transiiverit, võrguliidest ja tarkvara. Toimib nagu tugijaam , mis võimaldab traadita jaamadel juhtmega võrku juurde pääseda. Pöörduspunktis teisendatakse vastuvõetud sõnumid tavalise võrgu jaoks arusaadavasse vormingusse. Mida rohkem pääsupunkte, seda laiem on WLAN-i leviala ja seda suurem on kasutajate arv. Üks pöörduspunkt toetab 10-20 klienti (mitte kaugemal kui 100 m).

Võrgu traadita osa laiendamiseks võite kasutada mitut pääsupunkti või installida laienduspunkt (Extension Point) – traadita repiiter traadita klientide ja pääsupunkti vahel.

Võrgu raadioadapter– traadita võrguadapter, mis võimaldab arvutitel ja muudel seadmetel pääsupunktidega suhelda. See on PCMCIA kaart või USB kaudu ühendatud välisseade.

Lisaseadmed:

· liidesemuundurid (Wireless PCMCIA/PCI ja PCMCIA/ISA) – mõeldud võrguraadioadapteri paigaldamiseks statsionaarsetesse personaalarvutitesse;

· raadiosillad, lüüsid, juhtmevabad prindiserverid, raadioruuterid.

802.11 standard määratleb kaks töörežiimi:

· infrastruktuur (infrastruktuurirežiim);

· eriline (ad hoc režiim).

Infrastruktuuri režiimis WLAN koosneb ühest või mitmest juhtmega võrgu infrastruktuuriga ühendatud pääsupunktist ja juhtmevabade lõppjaamade komplektist. Seda konfiguratsiooni nimetatakse põhiteenuste komplekt (BSS – Basic Service Set). Extended Service Set (ESS – Extended Service Set) – kahe või enama BSS-i komplekt, mis moodustavad eraldi alamvõrgu.

Erirežiim(peer-to-peer mode) või sõltumatu põhiteenuste komplekt (IBSS – Independent Basic Service Set) – 802.11 traadita jaamade komplekt, mis suhtlevad üksteisega otse ilma pääsupunkti kasutamata ja juhtmega võrkudega ühendust loomata.

802.11 tehnoloogia ei saa kasutada CSMA/CD meetodit:

· probleem peidetud jaam – kõik jaamad ei kuule üksteist ja edastust ühes kärje osas ei pruugi jaam teises osas tajuda;

Enamik raadiosüsteeme on pooldupleks st nad ei saa samaaegselt sama sagedusega signaale saata ja vastu võtta.

Protokoll 802.11 kasutab CSMA/CA meetod (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) – mitme juurdepääsu meetod, mis võimaldab kuulata kandelainet ja vältida kokkupõrkeid. See on võrguprotokoll, milles:

· kasutatakse kandelaine kuulamisahelat;

· tuvastades, et kanal on vaba, saadab saatmist alustav jaam hoiatussignaali (ummikusignaal);

· pärast pikka ootamist, kuni kõik jaamad võivad saata hoiatavat ummistussignaali, alustab jaam kaadri edastamist;

· Kui hoiatussignaale saadavad samaaegselt mitmed jaamad, kordavad nad seda protseduuri juhuslikult valitud ajaintervalli järel.

CSMA/CA erineb CSMA/CD-st selle poolest, et kokkupõrked ei ole andmepaketid, vaid ainult ummistussignaalid. Sellest ka nimi “Collision Avoidance” – kokkupõrgete (täpsemalt andmepakettide) vältimine. Hoiatussignaalide saatmine piirab kanali mahtu, seega kasutatakse CSMA/CA-d madalatel kiirustel töötavates võrkudes (juhtmevaba).

IEEE 802.11b spetsifikatsioon. Väike kiirus ei vastanud nõuetele ja 1999. aasta septembris ilmus IEEE 802.11 b versioon, mis on mõeldud edastamiseks kiirusega kuni 11 Mbit/s. Võrgud töötavad litsentseerimata sagedusspekter 2,4 GHz (2,4 GHz kuni 2,4835 GHz). Sõltuvalt häirete tasemest ning saatja ja vastuvõtja vahelisest kaugusest võib edastuskiirus automaatselt muutuda. Praktikas on kiirus peaaegu alati 11 Mbit/s.

Puudused:

· 2,4 GHz vahemikku võivad hõivata muud seadmed - kodumasinad (mikrolaineahjud, juhtmeta telefonid), meditsiini- ja teadustehnika, Bluetooth-peakomplektid. Probleemi raskendab see, et 802.11b on loodud ulatuma avatud aladel kuni 300 meetrini.

· Wired Equivalent Privacy (WEP) kaitsesüsteem on näidanud koodi 40-bitise võtmega dekrüpteerimise haavatavust ja lihtsust. Võrgud võimaldavad kõrgel asuval ründajal väikese suundantenni abil ühenduse luua isegi miili kaugusel. Pakutakse välja 128-bitise võtmega krüpteerimisalgoritm – Advanced Encryption Standard (AES), mis eeldab riist- ja tarkvara uuendamist või Temporal Key Integrity Protocol (TKIP) uuendamist.

· Madal maksimaalne andmeedastuskiirus, ulatudes 11 Mbit/s ulatusega umbes 100 m siseruumides. Seda saab vastu võtta ainult tugeva signaaliga tingimusel, et igal ajal edastab andmeid ainult üks segmendi seade. Ülekoormus, konfiguratsioon ja turvanõuded võivad jõudlust vähendada kuni tüüpilise väärtuseni 5 Mbit/s . Sellest piisab veebibrauserite jaoks, kuid mitte paljude rakenduste jaoks, näiteks video voogesituse jaoks.

IEEE 802.11a spetsifikatsioon. Traadita võrgu spetsifikatsioon 5 GHz sagedusalale (5,725–5,850 GHz) maksimaalse läbilaskevõimega 54 Mbps. See sagedusvahemik ei ole nii mürarikas kui 2,4 GHz. Kuid 802.11a seadmed ei saa töötada 802.11b pääsupunktiga ja vastupidi.

IEEE 802.11g spetsifikatsioon. Võeti vastu 2003. aasta keskel. Standard näeb ette sagedusala 2,4 GHz kasutamise. Annab edastuskiiruseks 54 Mbit/s. Peamine eelis 802.11a ees on täielik tagasiühilduvus 802.11b seadmetega. Puuduseks on see, et sagedusala 2,4 GHz on mürarikas.

IEEE 802.11n spetsifikatsioon. kinnitatud 11. septembril 2009. Pakub kuni neli korda suuremat andmeedastuskiirust kui 802.11g seadmed (maksimaalne kiirus 54 Mbps), kui seda kasutatakse koos teiste 802.11n seadmetega. Teoreetiliselt on see võimeline andma andmeedastuskiirust kuni 600 Mbit/s. Seadmed töötavad sagedusalas 2,4–2,5 või 5,0 GHz.

Lisaks saavad 802.11n seadmed töötada kolmes režiimis:

· päritud (Pärand), mis toetab 802.11b/g ja 802.11a seadmeid;

· segatud (Mixed), mis toetab 802.11b/g, 802.11a ja 802.11n seadmeid;

· "puhas" – 802.11n (just selles režiimis saate suuremat kiirust ja suuremat andmeedastusulatust ära kasutada).

Office'i traadita kohtvõrkude tüübid

Tere pärastlõunast sõbrad! Mul on hea meel tervitada teid meie arvutioskuse ajaveebis. Eelmises artiklis tõstatasime suure ja kommentaaride põhjal otsustades meie lugejate jaoks väga olulise teema -.

Selles artiklis teen ettepaneku jätkata võrgu planeerimise esimeste etappide käsitlemist. Täpsustuseks räägime kohaliku võrgu tehnoloogiatest ja sobiva võrguarhitektuuri valikust.

Märgime kohe, et vestlus käsitleb ainult kohalike võrkude põhitehnoloogiaid, mis on tänapäeval kõige levinumad:

• Ethernet (keerdpaar);
• Wi-Fi;
• HomePlugAV.

Ethernet on kõige populaarsem võrgutehnoloogia

• 1. Ethernet– vanim kohalikes võrkudes enimlevinud tehnoloogiatest. Tänapäeval on enamik võrguadaptereid varustatud liidestega, mis toetavad kiirust 100 ja 1000 Mbit/s (1 Gbit/s).

Hinna ja kvaliteedi suhte osas on see tehnoloogia "ülejäänud ees". Küll aga on vaja kaabel vastavalt planeeritud arvutite paigutusele ümber korteri vedada. On veel üks “AGA”: võrgukaabel tuleb elektrikaablitest, televiisori- ja telefonijuhtmetest eemale asetada. Et mitte segada andmeedastusteed.

Kodusteks vajadusteks, eeldusel, et kaabli paigaldamisega probleeme ei teki, tundub see variant mulle parim. See tehnoloogia on täiesti piisav nii andmeedastuseks kui ka võrgu kaudu edastatavate filmide vaatamiseks.

• 2. Wi-Fi tehnoloogia– Viimasel ajal on see väga hoogu kogunud seoses mobiilsete seadmete ja vidinate erinevate wi-fi-tehnoloogiate kättesaadavuse suurenemisega. Erinevalt Ethernetist pole kaableid vaja. Pange tähele ka seda, et kaabelvõrgud sobivad rohkem lauaarvutitele. Ja kui ühendate mis tahes mobiilse arvuti kaabliga, lakkab see olemast mobiilne.

Selle võrgutehnoloogia kasutamine nõuab võrgu loomiseks veidi teistsuguseid seadmeid, mida käsitleme järgmises artiklis.

Kui me räägime Wi-Fi andmeedastuskiirustest, siis kõik sõltub traadita side protokolli toetatud versioonist (standardi 802.11 variatsioon):

11 Mbit/s (802.11b) – pärandseadmete standard;

54 Mbit/s (802.11g) on ​​tänapäeval levinuim standard, mida toetab enamik mobiilseadmetes olevaid võrgukaarte;

600 Mbit/s (802.11n) – homse tehnoloogia. Seda standardit toetavad Wi-Fi-ruuterid on aga juba kaubanduslikult saadaval.

• 3. HomePlugAV- see on paljulubav tulevikutehnoloogia, nagu mulle tundub, mis ei nõua kaablite vedamist ja homeplugav juhtmevaba ühenduse tehnoloogiat, vaid kasutab andmeedastuseks koduseid elektrijuhtmeid. Andmeedastuskandjaks on korteris olev elektrivõrk.

Väga mugav, kuid siiski kallis. Populaarsust kogub see nutikodu võrgu “Smart Home” arendamise ja laiema levikuga. Olen valmistunud HomePlugAV-tehnoloogia kohta.

Koduvõrgu arhitektuuri valimine

Arvestades põhitehnoloogiaid, tundub mulle, et loogiline jätk oleks koduvõrgu arhitektuuri valik. Muuhulgas mõjutab arhitektuuri valikut pakutav Interneti-juurdepääsu tehnoloogia ja võrku ühendatud seadmete arv.

• 1. Kui teil on Etherneti-põhine kaabelvõrk, peate võrgu üles ehitama skeemi "Star" järgi. See on siis, kui kõik võrgus olevad arvutid on lihtsalt ühendatud ühe lüliti või ruuteriga, millel on ühine Interneti-ühendus.

Reeglina sõltub ruuteri tüüp (LAN või ADSL) sellest, millise tehnoloogiaga internet korterisse tuuakse. Kui see on sama keerdpaarkaabel, mida kasutatakse meie koduvõrgus, siis sobib tavaline LAN-ruuter. Kui korterisse antakse internet telefoniliini kaudu, siis asendame ruuteri lihtsalt ADSL-modemiga, mis annab meile võimaluse luua ka sisemine (korteri) Etherneti võrk.

Järgmistes artiklites vaatleme, kuidas arvutid selle tehnoloogia abil võrku ühendada, ja räägime ka kahe arvuti Etherneti võrgu kaudu ühendamise funktsioonidest.

• 2. Kui olete valinud traadita Wi-Fi võrgu, on kaks võimalust.

“arvuti-arvuti” valik – kahe või enama traadita adapteriga varustatud arvuti ühendamine ühte võrku (kõige sobivam väikese Interneti-ühenduseta võrgu loomisel);
valik "pöörduspunktiga" on kõige levinum ja seda kasutatakse koduvõrgu loomiseks "sisend" Interneti-ühendusega Etherneti või ADSL-tehnoloogia abil.
Sellise võrgustiku ehitamine praktikas on kiirem ja lihtsam. Siiski on piiranguid: tuleb arvestada, et mõned majapidamises kasutatavad elektroonikaseadmed (nt külmkapid ja mikrolaineahjud), aga ka muud pääsupunktid (näiteks naabrid) tekitavad edastuskanalitesse häireid, mis vähendab andmevahetuse kiirust. traadita võrgu kaudu.

• 3. Hübriidvõrk– see valik sobib neile, kellel on näiteks ADSL-modemi kaudu Interneti-juurdepääs ja nende sisevõrgus on nii mobiilsed arvutid, nagu sülearvuti, kui ka statsionaarsed arvutid. Kaalusin kõige keerulisemat varianti, kombineerides kolme erinevat tehnoloogiat: ADSL, Wi-Fi ja Ethernet.

Tähelepanu! Minult küsitakse sageli traadita võrkude ohtude kohta.

Seda valdkonda vähe tundva inimesena ütlen, et elektromagnetkiirgusel (EMR) on traadita võrkudes potentsiaalselt inimestele kahjulik mõju. EMR-i mõju tugevus inimesele sõltub järgmistest teguritest: kiirguse intensiivsusest ja kiirguse sagedusest. Mida suurem on kiirguse sagedus, seda suurem on kahjulik mõju inimorganismile. Sama kehtib intensiivsuse (või kokkupuute kestuse) kohta.

Seda, kas 802.11g või 802.11n standardeid toetav WiFi-võrk on meile kahjulik, ei oska veel keegi kindlalt öelda.

1. Paigutage traadita pääsupunktid ja traadita telefoni baasid mitteeluruumidesse;
2. Lülitage välja elektroonilised seadmed, mida te öösel ei kasuta.

Niisiis, sõbrad, oleme uurinud, kuidas valida kohaliku võrgu tehnoloogiat ja selle põhjal otsustada võrgu arhitektuuri üle. Järgmistes artiklites räägime võrgu ja selle üksikute komponentide seadistamisest.

SISSEJUHATUS…………………………………………………………………………………..3

1 ETHERNETI JA KIIRED ETHERNETI VÕRGUD…………………………………5

2 TOKEN-RING VÕRK………………………………………………………….9

3 ARCNETI VÕRK…………………………………………………………….14

4 FDDI VÕRK…………………………………………………………………………………18

5 100VG-AnyLAN-VÕRK………………………………………………………………….23

6 ÜLIKIIRET VÕRKU…………………………………………………………….25

7 juhtmevaba võrku………………………………………………………….31

KOKKUVÕTE……………………………………………………………….36

KASUTATUD ALLIKATE LOETELU…………………………39

SISSEJUHATUS

Alates esimeste kohalike võrkude tulekust on välja töötatud mitusada erinevat võrgutehnoloogiat, kuid märgatavalt laialt levinud on vaid vähesed. Selle põhjuseks on ennekõike võrgustamise põhimõtete kõrge standardiseeritus ja nende toetamine tuntud ettevõtete poolt. Kuid standardvõrkudel ei ole alati rekordilisi omadusi ja need pakuvad kõige optimaalsemaid vahetusrežiime. Kuid nende seadmete suured tootmismahud ja sellest tulenevalt madalad kulud annavad neile tohutuid eeliseid. Samuti on oluline, et ka tarkvaratootjad keskenduksid eelkõige enamlevinud võrkudele. Seetõttu on standardvõrke valival kasutajal seadmete ja programmide ühilduvuse täielik garantii.

Selle kursusetöö eesmärk on käsitleda olemasolevaid kohtvõrgu tehnoloogiaid, nende omadusi ja eeliseid või puudusi üksteise ees.

Valisin lokaalsete võrgutehnoloogiate teema, sest minu arvates on see teema eriti aktuaalne just praegu, mil üle maailma väärtustatakse mobiilsust, kiirust ja mugavust võimalikult vähese ajakuluga.

Praegu on trendiks muutunud kasutatavate võrkude arvu vähendamine. Fakt on see, et edastuskiiruse suurendamine kohalikes võrkudes 100 ja isegi 1000 Mbit/s-ni nõuab kõige arenenumate tehnoloogiate kasutamist ja kulukaid teadusuuringuid. Loomulikult saavad seda endale lubada ainult suurimad ettevõtted, kes toetavad oma standardvõrke ja nende arenenumaid sorte. Lisaks on suur hulk tarbijaid juba mingisuguse võrgu paigaldanud ega soovi võrguseadmeid kohe ja täielikult välja vahetada. On ebatõenäoline, et lähitulevikus võetakse vastu põhimõtteliselt uusi standardeid.

Turg pakub standardseid kohalikke võrke kõigi võimalike topoloogiatega, nii et kasutajatel on valida. Standardvõrgud pakuvad laias valikus vastuvõetavaid võrgu suurusi, abonentide arvu ja kõige lõpuks seadmete hindu. Kuid valiku tegemine pole ikkagi lihtne. Tõepoolest, erinevalt tarkvarast, mida pole keeruline asendada, kestab riistvara tavaliselt palju aastaid, selle asendamine toob kaasa mitte ainult märkimisväärsed kulud ja kaablite ümberpaigutamise, vaid ka organisatsiooni arvutisüsteemi ülevaatamise. Sellega seoses on vead seadmete valikul tavaliselt palju kallimad kui vead tarkvara valikul.

1 ETHERNET JA KIIRED ETHERNETI VÕRGUD

Standardvõrkude seas on kõige levinum Etherneti võrk. See ilmus esmakordselt 1972. aastal (töötanud kuulus firma Xerox). Võrk osutus üsna edukaks ja selle tulemusena toetasid seda 1980. aastal sellised suurettevõtted nagu DEC ja Intel). Nende jõupingutuste tulemusena sai Etherneti võrk 1985. aastal rahvusvaheliseks standardiks; selle võtsid vastu suurimad rahvusvahelised standardiorganisatsioonid: IEEE Committee 802 (Elektri- ja elektroonikainseneride Instituut) ja ECMA (Euroopa Arvutitootjate Liit).

Standardi nimi on IEEE 802.3 (inglise keeles "eight oh two dot three"). See määratleb mitmekordse juurdepääsu monosiin-tüüpi kanalile koos kokkupõrke tuvastamise ja edastuse juhtimisega. Mõned teised võrgud vastasid ka sellele standardile, kuna selle detailsuse tase on madal. Seetõttu ei sobinud IEEE 802.3 võrgud sageli üksteisega nii disaini kui ka elektriliste omaduste poolest. Kuid viimasel ajal on IEEE 802.3 standardit peetud Etherneti võrgu standardiks.

Algse IEEE 802.3 standardi peamised omadused:

• topoloogia – siin;
• edastusmeedium – koaksiaalkaabel;
• edastuskiirus – 10 Mbit/s;
• võrgu maksimaalne pikkus – 5 km;
• maksimaalne liitujate arv – kuni 1024;
• võrgusegmendi pikkus – kuni 500 m;
• abonentide arv ühes segmendis - kuni 100;
• juurdepääsumeetod – CSMA/CD;
• Kitsasribaline ülekanne, see tähendab ilma modulatsioonita (monokanal).

Rangelt võttes on IEEE 802.3 ja Etherneti standardite vahel väikesed erinevused, kuid neid tavaliselt eiratakse.

Etherneti võrk on praegu maailmas populaarseim (üle 90% turust) ja eeldatavasti jääb see selleks ka lähiaastatel. Seda hõlbustas oluliselt asjaolu, et algusest peale olid võrgu omadused, parameetrid ja protokollid avatud, mille tulemusena hakkas tohutu hulk tootjaid üle maailma tootma üksteisega täielikult ühilduvaid Etherneti seadmeid. .

Klassikalises Etherneti võrgus kasutati kahte tüüpi (paks ja õhuke) 50-oomist koaksiaalkaablit. Kuid viimasel ajal (alates 90ndate algusest) on Etherneti kõige laialdasemalt kasutatav versioon see, mis kasutab edastusmeediumina keerdpaare. Samuti on määratletud standard kasutamiseks fiiberoptilistes kaablivõrkudes. Nende muudatuste kohandamiseks on esialgsesse IEEE 802.3 standardisse tehtud täiendusi. 1995. aastal ilmus lisastandard Etherneti kiiremale versioonile, mis töötab kiirusega 100 Mbit/s (nn Fast Ethernet, IEEE 802.3u standard), kasutades edastuskandjana keerdpaari või fiiberoptilist kaablit. 1997. aastal ilmus ka versioon kiirusega 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, IEEE 802.3z standard).

Lisaks standardse siini topoloogiale kasutatakse üha enam passiivset tähte ja passiivset puu topoloogiat.

Klassikaline Etherneti võrgu topoloogia

Kogu võrgu maksimaalne kaabli pikkus (maksimaalne signaalitee) võib teoreetiliselt ulatuda 6,5 ​​kilomeetrini, kuid praktiliselt ei ületa 3,5 kilomeetrit.

Kiirel Etherneti võrgul puudub füüsiline siini topoloogia, kasutatakse ainult passiivset tähte või passiivset puud. Lisaks on Fast Ethernetil palju rangemad nõuded võrgu maksimaalsele pikkusele. Lõppude lõpuks muutub edastuskiiruse 10-kordse suurenemise ja paketivormingu säilimise korral selle minimaalne pikkus kümme korda lühemaks. Seega väheneb võrgu kaudu kahekordse signaali edastusaja lubatud väärtus 10 korda (5,12 μs versus 51,2 μs Ethernetis).

Standardset Manchesteri koodi kasutatakse teabe edastamiseks Etherneti võrgus.

Juurdepääs Etherneti võrgule toimub juhusliku CSMA/CD meetodil, tagades abonentide võrdsuse. Võrk kasutab muutuva pikkusega ja struktuuriga pakette.

Kiirusega 10 Mbit/s töötava Etherneti võrgu jaoks määratleb standard neli peamist tüüpi võrgusegmente, mis on keskendunud erinevatele teabeedastuskandjatele:

• 10BASE5 (paks koaksiaalkaabel);
• 10BASE2 (õhuke koaksiaalkaabel);
• 10BASE-T (keerdpaar);
• 10BASE-FL (kiudoptiline kaabel).

Segmendi nimi sisaldab kolme elementi: number “10” tähendab edastuskiirust 10 Mbit/s, sõna BASE tähendab edastamist põhisagedusalas (st kõrgsageduslikku signaali moduleerimata) ja viimane. element on segmendi lubatud pikkus: “5” – 500 meetrit, “2” – 200 meetrit (täpsemalt 185 meetrit) või sideliini tüüp: “T” – keerdpaar (inglise keelest “twisted-pair” ), “F” – fiiberoptiline kaabel (inglise keelest “fiber optic”).

Samamoodi määrab standard Etherneti võrgu jaoks, mis töötab kiirusega 100 Mbit/s (Fast Ethernet), kolme tüüpi segmente, mis erinevad edastusmeediumi tüüpide poolest:

• 100BASE-T4 (neli keerdpaar);
• 100BASE-TX (kahekordne keerdpaar);
• 100BASE-FX (kiudoptiline kaabel).

Siin tähendab number “100” edastuskiirust 100 Mbit/s, täht “T” keerdpaari ja täht “F” kiudoptilist kaablit. Tüüpe 100BASE-TX ja 100BASE-FX kombineeritakse mõnikord 100BASE-X nime all ning 100BASE-T4 ja 100BASE-TX nimetatakse 100BASE-T-ks.

Etherneti tehnoloogia areng kaugeneb algsest standardist üha enam. Uute edastusmeediumite ja kommutaatorite kasutamine võimaldab oluliselt suurendada võrgu suurust. Manchesteri koodi kaotamine (Fast Etherneti ja Gigabit Etherneti võrkudes) suurendab andmeedastuskiirust ja vähendab kaablivajadust. CSMA/CD juhtimismeetodist keeldumine (täisdupleksvahetusrežiimiga) võimaldab järsult suurendada tööefektiivsust ja eemaldada võrgu pikkuse piirangud. Kuid kõiki uusi võrgutüüpe nimetatakse ka Etherneti võrguks.

2 TOKEN-RING VÕRK

Token-Ring võrgu pakkus välja IBM 1985. aastal (esimene versioon ilmus 1980. aastal). See oli mõeldud igat tüüpi IBMi toodetud arvutite võrku ühendamiseks. Ainuüksi asjaolu, et seda toetab suurim arvutiseadmete tootja IBM, viitab sellele, et sellele tuleb pöörata erilist tähelepanu. Kuid sama oluline on see, et Token-Ring on praegu rahvusvaheline standard IEEE 802.5 (kuigi Token-Ringi ja IEEE 802.5 vahel on väikesed erinevused). See asetab selle võrgu Ethernetiga samale olekutasemele.

Token-Ring töötati välja Etherneti usaldusväärse alternatiivina. Ja kuigi Ethernet asendab nüüd kõiki teisi võrke, ei saa Token-Ringi pidada lootusetult aegunuks. Selle võrgu kaudu on ühendatud üle 10 miljoni arvuti üle maailma.

IBM on teinud kõik, et tagada oma võrgu võimalikult lai levik: avaldati üksikasjalik dokumentatsioon kuni adapterite skeemideni välja. Selle tulemusena hakkasid paljud ettevõtted, näiteks 3COM, Novell, Western Digital, Proteon ja teised, adaptereid tootma. Muide, NetBIOS-i kontseptsioon töötati välja spetsiaalselt selle võrgu jaoks, aga ka teise võrgu jaoks, IBM PC Networki jaoks. Kui varem loodud arvutivõrgus olid NetBIOS-i programmid salvestatud adapteri sisseehitatud kirjutuskaitstud mällu, siis Token-Ring võrgus kasutati juba NetBIOS-i emuleerivat programmi. See võimaldas paindlikumalt reageerida riistvara funktsioonidele ja säilitada ühilduvus kõrgema taseme programmidega.

Kohalike võrkude võrgutehnoloogiad

Kohalikes võrkudes kasutatakse reeglina jagatud andmeedastuskandjat (mono-channel) ja põhirolli mängivad füüsilise ja andmesidekihi protokollid, kuna need tasemed peegeldavad kõige paremini kohalike võrkude eripära.

Võrgutehnoloogia on kokkulepitud standardprotokollide ning neid rakendava tarkvara ja riistvara kogum, millest piisab arvutivõrgu loomiseks. Võrgutehnoloogiaid nimetatakse põhitehnoloogiateks või võrguarhitektuurideks.

Võrguarhitektuur määrab andmeedastuskandjale, kaabelsüsteemile või andmeedastuskandjale juurdepääsu topoloogia ja meetodi, võrgukaadrite vormingu, signaali kodeerimise tüübi ja edastuskiiruse. Kaasaegsetes arvutivõrkudes on laialt levinud sellised tehnoloogiad või võrguarhitektuurid nagu: Ethernet, Token-Ring, ArcNet, FDDI.

Võrgutehnoloogiad IEEE802.3/Ethernet

Praegu on see arhitektuur maailmas kõige populaarsem. Populaarsuse tagavad lihtsad, töökindlad ja odavad tehnoloogiad. Klassikaline Etherneti võrk kasutab kahte tüüpi standardset koaksiaalkaablit (paks ja õhuke).

Kuid Etherneti versioon, mis kasutab edastuskandjana keerdpaare, on muutunud üha laiemaks, kuna nende paigaldamine ja hooldus on palju lihtsamad. Etherneti võrgud kasutavad siini ja passiivse tähe topoloogiat ning juurdepääsumeetodiks on CSMA/CD.

IEEE802.3 standardil on olenevalt andmeedastuskandja tüübist muudatused:

 10BASE5 (paks koaksiaalkaabel) - annab andmeedastuskiiruseks 10 Mbit/s ja segmendi pikkuseks kuni 500 m;

 10BASE2 (õhuke koaksiaalkaabel) - annab andmeedastuskiiruseks 10 Mbit/s ja segmendi pikkuseks kuni 200 m;;

 10BASE-T (varjestamata keerdpaar) – võimaldab luua võrku kasutades tähttopoloogiat. Kaugus rummust lõppsõlmeni on kuni 100m. Sõlmede koguarv ei tohiks ületada 1024;

 10BASE-F (fiiberoptiline kaabel) – võimaldab luua võrku kasutades tähttopoloogiat. Kaugus rummust lõppsõlmeni on kuni 2000m.
Etherneti tehnoloogia arendamisel on loodud kiired valikud: IEEE802.3u/Fast Ethernet ja IEEE802.3z/Gigabit Ethernet. Peamine Fast Etherneti ja Gigabit Etherneti võrkudes kasutatav topoloogia on passiivne täht.

Kiire Etherneti võrgutehnoloogia tagab edastuskiiruse 100 Mbit/s ja sellel on kolm modifikatsiooni:

 100BASE-T4 – kasutab varjestamata keerdpaari (quad twisted pair). Kaugus rummust lõppsõlmeni on kuni 100m;

 100BASE-TX – kasutab kahte keerdpaari (varjestamata ja varjestatud). Kaugus rummust lõppsõlmeni on kuni 100m;

 100BASE-FX - kasutab fiiberoptilist kaablit (kaks kiudu kaablis). Kaugus rummust lõppsõlmeni on kuni 2000m; .

Gigabit Ethernet – pakub edastuskiirust 1000 Mbit/s. Standardis on järgmised muudatused:

 1000BASE-SX - kasutab fiiberoptilist kaablit valgussignaali lainepikkusega 850 nm.

 1000BASE-LX - kasutab fiiberoptilist kaablit valgussignaali lainepikkusega 1300 nm.

 1000BASE-CX – kasutab varjestatud keerdpaarkaablit.

 1000BASE-T – kasutab nelja varjestamata keerdpaarkaablit.
Fast Etherneti ja Gigabit Etherneti võrgud ühilduvad Etherneti standardil põhinevate võrkudega, mistõttu on Etherneti, Fast Etherneti ja Gigabit Etherneti segmentide ühendamine ühte arvutivõrku lihtne ja lihtne.

Selle võrgu ainsaks puuduseks on meediumile juurdepääsuaja (ja prioriteetset teenust pakkuvate mehhanismide) garantii puudumine, mis muudab võrgu reaalajas tehnoloogiliste probleemide lahendamiseks vähetõotavaks. Teatud probleeme tekitab mõnikord maksimaalse andmevälja piirang, mis võrdub ~1500 baiti.

Erinevate Etherneti kiiruste jaoks kasutatakse erinevaid kodeerimisskeeme, kuid juurdepääsualgoritm ja kaadrivorming jäävad muutumatuks, mis tagab tarkvara ühilduvuse.

Etherneti raami vorming on näidatud joonisel fig.

Etherneti kaadrivorming (numbrid joonise ülaosas näitavad välja suurust baitides)

Väli preambula sisaldab 7 baiti 0xAA ja selle eesmärk on stabiliseerida ja sünkroniseerida keskkonda (vahelduvad signaalid CD1 ja CD0 lõpliku CD0-ga), millele järgneb väli SFD(alguskaadri eraldaja = 0xab), mis on mõeldud kaadri alguse tuvastamiseks. Väli EFD(lõpu raami eraldaja) määrab kaadri lõpu. Kontrollsumma väli ( CRC- tsükliline liiasuskontroll), samuti preambula, SFD ja EFD, genereeritakse ja juhitakse riistvara tasemel. Mõned protokolli muudatused ei kasuta efd välja. Kasutajale saadaolevad väljad algavad adressaatide aadressid ja lõpetades põlluga teavet, kaasa arvatud. Pärast crc-d on 9,6 μsek või rohkem pikkune pakettidevaheline lünk (IPG – interpacket gap). Maksimaalne kaadri suurus on 1518 baiti (preambula, SFD ja EFD väljad ei ole kaasatud). Liides skannib kõiki pakette, mis liiguvad mööda seda kaablisegmenti, millega see on ühendatud, sest ainult terviklikult vastu võttes on võimalik kindlaks teha, kas vastuvõetud pakett on õige ja kellele see on adresseeritud. Paketi õigsus vastavalt CRC-le, pikkus ja baitide täisarvu kordsus tehakse pärast sihtaadressi kontrollimist.

Kui arvuti on lülitiga otse võrku ühendatud, siis teoreetiliselt eemaldatakse kaadri minimaalse pikkuse piirang. Kuid lühemate kaadritega töötamine on sel juhul võimalik ainult võrguliidese asendamisega mittestandardse vastu (nii saatja kui ka saaja jaoks)!

Kui raami väljal protokoll/tüüp Kui kood on väiksem kui 1500, siis see väli iseloomustab kaadri pikkust. Vastasel juhul on see protokolli kood, mille pakett on kapseldatud Etherneti raami.

Juurdepääs Etherneti kanalile põhineb algoritmil CSMA/CD (kandja tunnetab mitut juurdepääsu kokkupõrketuvastusega).Ethernetis võib iga võrku ühendatud jaam proovida alustada paketi (kaadri) edastamist, kui kaablisegment, millega see on ühendatud, on vaba. Liides määrab, kas segment on vaba, kuna puudub kandja 9,6 μsek. Kuna paketi esimene bitt ei jõua korraga ülejäänud võrgujaamadeni, võib juhtuda, et kaks või enam jaama üritavad edastada, seda enam, et repiiterite ja kaablite viivitused võivad ulatuda üsna suurte väärtusteni. Selliseid katsete matše nimetatakse kokkupõrgeteks. Kokkupõrge tunneb ära signaali olemasolust kanalis, mille tase vastab kahe või enama transiiveri samaaegsele tööle. Kui avastatakse kokkupõrge, katkestab jaam edastuse. Katset saab jätkata pärast viivitust (kordaja 51,2 μs, kuid mitte üle 52 ms), mille väärtus on pseudojuhuslik muutuja ja arvutatakse iga jaama poolt iseseisvalt (t= RAND(0,2 min(n,10) )), kus n - katseloenduri sisu ja number 10 on backofflimit).

Tavaliselt jagatakse aeg pärast kokkupõrget mitmeks diskreetseks domeeniks, mille pikkus võrdub kahekordse paketi levimisajaga segmendis (RTT). Maksimaalse võimaliku RTT jaoks on see aeg 512 biti tsüklit. Pärast esimest kokkupõrget ootab iga jaam 0 või 2 ajadomeeni enne uuesti proovimist. Pärast teist kokkupõrget saab iga jaam oodata 0, 1, 2 või 3 ajadomeeni jne. Pärast n-ndat kokkupõrget jääb juhuslik arv vahemikku 0 - (2 n - 1). Pärast 10 kokkupõrget peatub maksimaalne juhuslik säriaeg pikenedes ja jääb 1023 juurde.

Seega, mida pikem on kaablisegment, seda pikem on keskmine juurdepääsuaeg.

Pärast ootamist suurendab jaam katseloendurit ühe võrra ja alustab järgmist edastust. Vaikimisi on korduskatsete limiit 16; kui korduskatsete arv on täis, ühendus katkeb ja kuvatakse vastav teade. Edastatud pikk kaader aitab "sünkroonida" mitme jaama pakettide edastamise algust. Tõepoolest, saateaja jooksul võib märgatava tõenäosusega tekkida vajadus edastada kahes või enamas jaamas. Kui nad tuvastavad paketi lõpetamise, aktiveeritakse IPG taimerid. Õnneks ei jõua info pakettedastuse lõpetamise kohta segmendi jaamadesse korraga. Kuid sellega kaasnevad viivitused tähendavad ka seda, et asjaolu, et üks jaamadest on alustanud uue paketi edastamist, ei ole kohe teada. Kui kokkupõrkesse on sattunud mitu jaama, saavad nad sellest teistele jaamadele teada anda, saates ummistussignaali (ummistus – vähemalt 32 bitti). Nende 32 biti sisu ei ole reguleeritud. Selline paigutus muudab korduva kokkupõrke tõenäosuse vähem tõenäoliseks. Suure hulga kokkupõrgete allikaks (lisaks teabe ülekoormusele) võib olla loogilise kaabli segmendi ülemäärane kogupikkus, liiga palju repiitereid, kaabli katkestus, terminaatori puudumine (50-oomine kaabliots) või rike. ühest liidesest. Kuid kokkupõrked iseenesest ei ole midagi negatiivset – need on mehhanism, mis reguleerib juurdepääsu võrgukeskkonnale.

Ethernetis on sünkroonimisega võimalikud järgmised algoritmid:

A.

1. Kui kanal on vaba, saadab terminal paketi tõenäosusega 1.
2. Kui kanal on hõivatud, ootab terminal, kuni see vabaneb, ja siis edastab.

B.

1. Kui kanal on vaba, edastab terminal paketi.
2. Kui kanal on hõivatud, määrab terminal järgmise edastuskatse aja. Selle viivituse aja saab täpsustada mõne statistilise jaotusega.

IN.

1. Kui kanal on vaba, edastab terminal paketi tõenäosusega p ja tõenäosusega 1-p lükkab edastamise t sekundit edasi (näiteks järgmisse ajadomeeni).
2. Kui katset korratakse vaba kanaliga, siis algoritm ei muutu.
3. Kui kanal on hõivatud, ootab terminal, kuni kanal on vaba, misjärel tegutseb uuesti vastavalt punktis 1 toodud algoritmile.

Algoritm A tundub esmapilgul atraktiivne, kuid sisaldab 100% tõenäosusega kokkupõrgete võimalust. Algoritmid B ja C on selle probleemi vastu tugevamad.

CSMA algoritmi efektiivsus sõltub sellest, kui kiiresti edastav pool kokkupõrke faktist teada saab ja edastamise katkestab, sest jätkamine on mõttetu – andmed on juba kahjustatud. See aeg sõltub võrgusegmendi pikkusest ja segmendi seadmete viivitustest. Kahekordne viivitusväärtus määrab sellises võrgus edastatava paketi minimaalse pikkuse. Kui pakett on lühem, saab selle edastada ilma, et saatja teaks, et kokkupõrge seda kahjustas. Kaasaegsete Etherneti kohalike võrkude puhul, mis on ehitatud lülititele ja täisdupleksühendustele, pole see probleem asjakohane

Selle väite selgitamiseks mõelge juhtumile, kui üks jaamadest (1) edastab paketi antud võrgusegmendi kõige kaugemasse arvutisse (2). Olgu signaali levimisaeg selle masinani võrdne T-ga. Oletame ka, et masin (2) üritab hakata saatma just hetkel, kui pakett saabub jaamast (1). Sel juhul saab jaam (1) teada kokkupõrkest alles 2T pärast edastuse algust (signaali levimisaeg vahemikus (1) kuni (2) pluss kokkupõrkesignaali levimisaeg vahemikust (2) kuni (1)). Arvestada tuleb sellega, et kokkupõrke registreerimine on analoogprotsess ning saatejaam peab edastusprotsessi ajal kaablis olevat signaali “kuulama”, võrreldes lugemistulemust edastatavaga. On oluline, et signaali kodeerimisskeem võimaldaks kokkupõrkeid tuvastada. Näiteks kahe 0-tasemega signaali summa ei võimalda seda teha. Võib arvata, et kokkupõrke tõttu korruptsiooniga lühikese paketi edastamine pole nii suur asi; kohaletoimetamise juhtimine ja uuesti edastamine võivad probleemi lahendada.

Arvestada tuleks ainult sellega, et liidese poolt registreeritud kokkupõrke korral teostab taasedastuse liides ise ja vastuse edastamise kontrolli korral taasedastuse teostab rakendusprotsess, mis nõuab tööjaama keskseadme ressursse. protsessor.

Topeltpöörlemisaeg ja kokkupõrke tuvastamine

Kokkupõrgete selge äratundmine kõigi võrgujaamade poolt on Etherneti võrgu korrektse toimimise vajalik tingimus. Kui mõni saatejaam kokkupõrget ära ei tunne ja otsustab, et edastas andmekaadri õigesti, läheb see andmekaader kaotsi. Signaalide kattumise tõttu kokkupõrke ajal on kaadri teave moonutatud ja vastuvõtujaam lükkab selle tagasi (võimalik, et kontrollsumma mittevastavuse tõttu). Tõenäoliselt edastatakse rikutud teave uuesti mõne ülemise kihi protokolli, näiteks ühendusele orienteeritud transpordi- või rakendusprotokolli abil. Kuid sõnumi uuesti edastamine kõrgema taseme protokollidega toimub pärast Etherneti protokolli töötavate mikrosekundite intervallidega võrreldes palju pikemat ajavahemikku (mõnikord isegi mitme sekundi pärast). Seega, kui Etherneti võrgusõlmed kokkupõrkeid usaldusväärselt ei tuvasta, põhjustab see selle võrgu kasuliku läbilaskevõime märgatava vähenemise.

Kokkupõrke usaldusväärseks tuvastamiseks peab olema täidetud järgmine seos:

T min >=PDV,

kus T min on minimaalse pikkusega kaadri edastusaeg ja PDV on aeg, mille jooksul kokkupõrkesignaal suudab levida võrgu kaugeimasse sõlme. Kuna halvimal juhul peab signaal liikuma kaks korda üksteisest kõige kaugemal asuvate võrgu jaamade vahel (ühes suunas läbib moonutusteta signaal ja tagasiteel levib juba kokkupõrke tagajärjel moonutatud signaal), siis see aeg on helistas topeltpöörde aeg (Path Delay Value, PDV).

Kui see tingimus on täidetud, peab saatejaam suutma tuvastada tema edastatud kaadri põhjustatud kokkupõrke juba enne selle kaadri edastamise lõpetamist.

Ilmselgelt sõltub selle tingimuse täitmine ühelt poolt minimaalse kaadri pikkusest ja võrgu läbilaskevõimest, teisalt aga võrgukaablisüsteemi pikkusest ja signaali levimise kiirusest kaablis (see kiirus on erinevat tüüpi kaablite puhul veidi erinev).

Kõik Etherneti protokolli parameetrid on valitud selliselt, et võrgusõlmede normaalse töö ajal on kokkupõrked alati selgelt äratuntavad. Parameetrite valimisel võeti loomulikult arvesse ülaltoodud seost, mis ühendas võrgusegmendis minimaalse kaadri pikkuse ja maksimaalse kauguse jaamade vahel.

Etherneti standard eeldab, et kaadri andmevälja minimaalne pikkus on 46 baiti (mis koos teenindusväljadega annab minimaalseks kaadri pikkuseks 64 baiti ja koos preambuliga 72 baiti või 576 bitti). Siit saab määrata jaamadevahelise kauguse piirangu.

Seega on 10 Mbit Etherneti puhul minimaalne kaadri pikkuse edastusaeg 575 biti intervalliga, seega peaks kahekordne pöördeaeg olema alla 57,5 ​​μs. Kaugus, mille signaal selle aja jooksul võib läbida, sõltub kaabli tüübist ja paksu koaksiaalkaabli puhul on see ligikaudu 13 280 m. Arvestades, et selle aja jooksul peab signaal liikuma mööda sideliini kaks korda, ei tohiks kahe sõlme vahekaugus olla olema üle 6635 m Standardis on selle vahemaa väärtus valitud oluliselt väiksemaks, võttes arvesse muid rangemaid piiranguid.

Üks neist piirangutest on seotud maksimaalse lubatud signaali sumbumisega. Nõutava signaalivõimsuse tagamiseks kaablilõigu kõige kaugemate jaamade vahel, valiti jämeda koaksiaalkaabli pideva segmendi maksimaalseks pikkuseks, võttes arvesse selle tekitatavat sumbumist, 500 m. Ilmselgelt 500 m kaabli puhul on kokkupõrketuvastuse tingimused täidetud suure varuga mis tahes standardpikkusega kaadrite puhul, sealhulgas 72 baiti (kahekordne pöördeaeg piki 500 m kaablit on ainult 43,3 biti intervallidega). Seetõttu võiks raami minimaalse pikkuse veelgi lühemaks seada. Tehnoloogiaarendajad aga minimaalset kaadri pikkust ei vähendanud, pidades silmas mitmesegmendilisi võrke, mis on ehitatud mitmest repiiteritega ühendatud segmendist.

Repiiterid suurendavad segmendist segmendisse edastatavate signaalide võimsust, mille tulemusena väheneb signaali sumbumine ja saab kasutada palju pikemat võrku, mis koosneb mitmest segmendist. Koaksiaal-Etherneti rakendustes on disainerid piiranud võrgu segmentide maksimaalset arvu viiele, mis omakorda piirab võrgu kogupikkust 2500 meetrini. Isegi sellises mitmesegmendilises võrgus on kokkupõrke tuvastamise tingimus siiski täidetud suure varuga (võrrelgem lubatud sumbumise tingimusest saadud kaugust 2500 m maksimaalse võimaliku kaugusega 6635 m arvutatud signaali levimisaja järgi eespool). Tegelikkuses on aga ajavaru oluliselt väiksem, kuna mitmesegmendilistes võrkudes toovad repiiterid ise signaali levimisse mitmekümne bitiintervalli täiendava viivituse. Loomulikult tehti väike varu ka kaabli ja repiiteri parameetrite kõrvalekallete kompenseerimiseks.

Kõigi nende ja veel mõnede tegurite arvessevõtmise tulemusena valiti hoolikalt kaadri minimaalse pikkuse ja võrgujaamade maksimaalse võimaliku kauguse suhe, mis tagab usaldusväärse kokkupõrketuvastuse. Seda kaugust nimetatakse ka võrgu maksimaalseks läbimõõduks.

Kaadri edastuskiiruse kasvades, mis esineb uutes standardites, mis põhinevad samal CSMA/CD juurdepääsumeetodil, näiteks Fast Ethernet, väheneb võrgujaamade vaheline maksimaalne kaugus võrdeliselt edastuskiiruse suurenemisega. Fast Etherneti standardis on see umbes 210 m ja Gigabit Etherneti standardis oleks see piiratud 25 meetriga, kui standardi arendajad poleks võtnud mingeid meetmeid paketi minimaalse suuruse suurendamiseks.

PDV arvutamine

Arvutuste lihtsustamiseks kasutatakse IEEE võrdlusandmeid tavaliselt repiiterite, transiiverite ja erinevate füüsiliste andmekandjate levimisviivituse väärtuste saamiseks. Tabelis Tabelis 3.5 on esitatud andmed, mis on vajalikud PDV väärtuse arvutamiseks kõigi füüsiliste Etherneti võrgustandardite jaoks. Bitiintervall on tähistatud bt.

Tabel 3.5.Andmed PDV väärtuse arvutamiseks

802.3 komitee püüdis arvutusi nii palju kui võimalik lihtsustada, nii et tabelis esitatud andmed hõlmavad signaali levimise mitut etappi. Näiteks repiiteri sisestatud viivitused koosnevad sisendtransiiveri viivitusest, repiiteri viivitusest ja väljundtransiiveri viivitusest. Kuid tabelis on kõik need viivitused esindatud ühe väärtusega, mida nimetatakse segmendibaasiks. Et vältida vajadust lisada kaabli poolt tekitatud viiteid kaks korda, on tabelis toodud iga kaablitüübi jaoks kahekordsed viivitusväärtused.

Tabelis kasutatakse ka selliseid mõisteid nagu vasak segment, parem segment ja vahepealne segment. Selgitame neid termineid kasutades joonisel fig 1 näidatud võrgu näidet. 3.13. Vasakpoolne segment on segment, milles signaali tee algab lõppsõlme saatja väljundist (väljund T x joonisel 3.10). Näites on see segment 1 . Seejärel läbib signaal vahepealseid segmente 2-5 ja jõuab kõige kaugema segmendi 6 kõige kaugema sõlme vastuvõtjani (sisend R x joonisel 3.10), mida nimetatakse õigeks. Just siin põrkuvad halvimal juhul kaadrid kokku ja toimub kokkupõrge, mis on tabelis välja toodud.

Riis. 3.13.Erinevate füüsiliste standardite segmentidest koosneva Etherneti võrgu näide

Igal segmendil on konstantne viivitus, mida nimetatakse baasiks, mis sõltub ainult segmendi tüübist ja segmendi asukohast signaaliteel (vasak, keskmine või parem). Parempoolse segmendi alus, milles kokkupõrge toimub, on palju suurem kui vasaku ja vahepealse segmendi alus.

Lisaks on iga segment seotud signaali levimise viivitusega piki segmendi kaablit, mis sõltub segmendi pikkusest ja arvutatakse signaali levimisaja korrutamisel piki ühe meetri kaablit (bitiintervallides) kaabli pikkusega meetrites.

Arvutamine seisneb iga kaablilõigu tekitatud viivituste arvutamises (tabelis antud signaali viivitus 1 m kaabli kohta korrutatakse segmendi pikkusega) ja seejärel nende viivituste summeerimine vasaku, keskmise ja parema lõigu alustega. segmendid. PDV koguväärtus ei tohiks ületada 575.

Kuna vasaku ja parema segmendi baaslatentsusväärtused on erinevad, tuleb võrgu kaugemates servades asuvate erinevat tüüpi segmentide puhul arvutusi teha kaks korda: üks kord võetakse vasakpoolseks segmendiks üht tüüpi segment ja teine. aega võttes teist tüüpi segmenti. Tulemust võib pidada maksimaalseks PDV väärtuseks. Meie näites kuuluvad äärmuslikud võrgusegmendid samasse tüüpi - 10Base-T standardisse, seega topeltarvestust pole vaja, kuid kui need oleksid erinevat tüüpi segmendid, siis esimesel juhul oleks vaja võtta segment vahel. jaam ja sõlmpunkt vasakpoolsena 1 ja teises jätke jaama ja jaoturi vaheline segment 5 .

Joonisel näidatud võrk vastavalt 4 jaoturi reeglile ei ole õige - segmendisõlmede vahelises võrgus 1 ja 6 seal on 5 jaoturit, kuigi kõik segmendid pole lOBase-FB segmendid. Lisaks on võrgu kogupikkus 2800 m, mis rikub 2500 m reeglit Arvutame oma näite jaoks PDV väärtuse.

Vasak segment 1 / 15,3 (baas) + 100 * 0,113= 26,6.

Vahepealne segment 2/ 33,5 + 1000 * 0,1 = 133,5.

Vahepealne segment 3/ 24 + 500 * 0,1 = 74,0.

Vahepealne segment 4/ 24 + 500 * 0,1 = 74,0.

Vahepealne segment 5/ 24 + 600 * 0,1 = 84,0.

Parem segment 6 /165 + 100 * 0,113 = 176,3.

Kõikide komponentide summa annab PDV väärtuseks 568,4.

Kuna PDV väärtus on väiksem kui maksimaalne lubatud väärtus 575, läbib see võrk kahekordse signaali ümberlülitusaja kriteeriumi hoolimata asjaolust, et selle kogupikkus on üle 2500 m ja repiiterite arv on üle 4

PW arvutamine

Võrgu konfiguratsiooni õigeks tunnistamiseks on vaja arvutada ka kaadritevahelise intervalli vähenemine repiiterite võrra, st PW väärtus.

PW arvutamiseks võite kasutada ka erinevate füüsiliste keskkondade repiiterite läbimisel kaadritevahelise intervalli vähendamise maksimumväärtusi, mida soovitab IEEE ja mis on toodud tabelis. 3.6.

Tabel 3.6.Kaadritevahelise intervalli vähendamine kordajate abil

Nende andmete kohaselt arvutame meie näite jaoks PVV väärtuse.

Vasak segment 1 10Base-T: 10,5 bt vähendamine.

Vahepealne segment 2 10Base-FL: 8.

Vahepealne segment 3 10Base-FB: 2.

Vahepealne segment 4 10Base-FB: 2.

Vahepealne segment 5 10Base-FB: 2.

Nende väärtuste summa annab PW väärtuseks 24,5, mis on väiksem kui 49-bitise intervalli piir.

Selle tulemusena vastab näites näidatud võrk Etherneti standarditele kõigis parameetrites, mis on seotud nii segmendi pikkuse kui ka repiiterite arvuga

Maksimaalne Etherneti jõudlus

Silla/lüliti ja ruuteri tootjad määravad sageli nende seadmete peamise jõudlusnäitaja sekundis töödeldavate Etherneti kaadrite arvu. Omakorda on huvitav teada Etherneti segmendi neto maksimaalset läbilaskevõimet kaadrites sekundis ideaaljuhul, kui võrgus pole kokkupõrkeid ning sildade ja ruuterite tekitatud lisaviivitusi. See indikaator aitab hinnata sideseadmete jõudlusnõudeid, kuna iga seadme port ei saa ajaühikus vastu võtta rohkem kaadreid, kui vastav protokoll lubab.

Sideseadmete jaoks on kõige keerulisem režiim minimaalse pikkusega kaadrite töötlemine. Seda seletatakse asjaoluga, et sild, lüliti või ruuter kulutab iga kaadri töötlemisele ligikaudu sama aja, mis on seotud pakettide edastamise tabeli vaatamise, uue kaadri moodustamisega (ruuteri jaoks) jne. Ja kaadrite arv minimaalselt pikkus, mis jõuab seadmesse ajaühikus, loomulikult rohkem kui mis tahes muu pikkusega kaadrid. Sideseadmete teist jõudlust - bitti sekundis - kasutatakse harvemini, kuna see ei näita, millise suurusega kaadreid seade töötles, ja maksimaalsete kaadritega on palju lihtsam saavutada kõrget jõudlust, mõõdetuna bittides sekundis. suurus.

Kasutades tabelis toodud parameetreid. 3.1, arvutame Etherneti segmendi maksimaalse jõudluse ühikutes, nagu edastatud minimaalse pikkusega kaadrite (pakettide) arv sekundis.

MÄRGEVõrguvõimsusele viidates kasutatakse termineid kaader ja pakett tavaliselt vaheldumisi. Vastavalt sellele on jõudluse mõõtmise ühikud kaadrid-sekundis, kaadrid sekundis ja paketid-sekundis, pps sarnased.

Etherneti segmendist mööduvate minimaalse pikkusega kaadrite maksimaalse arvu arvutamiseks tuleb arvestada, et minimaalse pikkusega kaadri suurus koos preambuliga on 72 baiti või 576 bitti (joonis 3.5.), seega kulub selle edastamiseks 57,5 ​​μs. Lisades kaadritevahelise intervalli 9,6 μs, saame, et minimaalse pikkusega kaadrite kordusperiood on 67,1 μs. Seega on Etherneti segmendi maksimaalne võimalik läbilaskevõime 14 880 kaadrit sekundis.

Riis. 3.5.Etherneti protokolli läbilaskevõime arvutamise suunas

Loomulikult vähendab mitme sõlme olemasolu segmendis seda väärtust nii meediumile juurdepääsu ootamise kui ka kokkupõrgete tõttu, mille tõttu on vaja kaadreid uuesti edastada.

Etherneti tehnoloogia maksimaalse pikkusega kaadrite välja pikkus on 1500 baiti, mis koos teenuseinfoga annab 1518 baiti ja koos preambuliga 1526 baiti ehk 12 208 bitti. Etherneti segmendi maksimaalne võimalik läbilaskevõime maksimaalse pikkusega kaadrite jaoks on 813 kaadrit sekundis. Ilmselgelt väheneb suurte raamidega töötades sildade, lülitite ja ruuterite koormus üsna märgatavalt.

Nüüd arvutame välja maksimaalse kasuliku läbilaskevõime bittides sekundis, mis Etherneti segmentidel on erineva suurusega kaadrite kasutamisel.

Under kasulik protokolli ribalaius Termin "kaadri andmevälja" edastab kasutajaandmete edastuskiirust. See läbilaskevõime on alati väiksem kui Etherneti protokolli nominaalne bitikiirus mitme teguri tõttu:

· raamiteenuse teave;

· kaadritevahelised intervallid (IPG);

· ootab juurdepääsu keskkonda.

Minimaalse pikkusega kaadrite puhul on kasulik läbilaskevõime:

S P = 14880 * 46 * 8 = 5,48 Mbit/s.

See on küll palju alla 10 Mbit/s, kuid tuleb arvestada, et minimaalse pikkusega kaadreid kasutatakse peamiselt kviitungite edastamiseks, seega pole sellel kiirusel mingit pistmist tegelike failiandmete edastamisega.

Maksimaalse pikkusega kaadrite puhul on kasutatav läbilaskevõime:

S P = 813 * 1500 * 8 = 9,76 Mbit/s,

mis on väga lähedane protokolli nimikiirusele.

Rõhutame veel kord, et sellist kiirust on võimalik saavutada ainult juhul, kui Etherneti võrgu kahte interakteeruvat sõlme ei sega teised sõlmed, mis on äärmiselt haruldane.

Kasutades keskmise suurusega 512-baidise andmeväljaga kaadreid, saab võrgu läbilaskevõimeks 9,29 Mbps, mis on samuti üsna lähedal maksimaalsele 10 Mbps-le.

TÄHELEPANUNimetatakse praeguse võrgu läbilaskevõime ja selle maksimaalse läbilaskevõime suhet võrgu kasutustegur. Sel juhul võetakse praeguse läbilaskevõime määramisel arvesse mis tahes teabe edastamist võrgu kaudu, nii kasutaja kui ka teenuse kohta. Koefitsient on jagatud meediumitehnoloogiate jaoks oluline näitaja, kuna juurdepääsumeetodi juhuslikkuse tõttu näitab kasutuskoefitsiendi kõrge väärtus sageli madalat kasulikku võrgu läbilaskevõimet (st kasutajaandmete edastamise kiirust) - sõlmed kulutavad liiga palju aega juurdepääsu saamiseks ja kaadrite uuesti edastamiseks pärast kokkupõrget.

Kokkupõrgete ja juurdepääsuootuste puudumisel sõltub võrgu kasutustegur kaadri andmevälja suurusest ja maksimaalse pikkusega kaadrite edastamisel on selle maksimaalne väärtus 0,976. Ilmselt võib tegelikus Etherneti võrgus keskmine võrgukasutus sellest väärtusest oluliselt erineda. Allpool käsitletakse võrgu läbilaskevõime määramise keerukamaid juhtumeid, võttes arvesse juurdepääsu ootamist ja kokkupõrgete käsitlemist.

Etherneti raami vormingud

Standardis IEEE 802.3 kirjeldatud Etherneti tehnoloogiastandard kirjeldab ühe MAC-kihi kaadrivormingut. Kuna MAC-kihi kaader peab IEEE standardite kohaselt sisaldama IEEE 802.2 dokumendis kirjeldatud LLC-kihi kaadrit, saab Etherneti võrgus kasutada ainult ühte lingikihi kaadri versiooni, mille päis on kombinatsioon MAC ja LLC alamkihi päised.

Kuid praktikas kasutavad Etherneti võrgud andmesidetasandil 4 erinevat vormingut (tüüpi) kaadreid. Selle põhjuseks on pikk Etherneti tehnoloogia arendamise ajalugu, mis ulatub tagasi IEEE 802 standardite vastuvõtmise eelsesse perioodi, mil LLC alamkihti ei eraldatud üldprotokollist ja vastavalt LLC päist ei kasutatud.

Kolmest ettevõttest Digital, Intel ja Xerox koosnev konsortsium esitas 1980. aastal 802.3 komiteele oma patenteeritud Etherneti standardi versiooni (mis muidugi kirjeldas kindlat kaadrivormingut) kui rahvusvahelise standardi kavandi, kuid 802.3 komitee võttis vastu standardi, mis erines mõne detaili poolest DIX pakkumistest. Erinevused puudutasid ka kaadrivormingut, mis andis aluse kahe erineva kaadritüübi olemasolule Etherneti võrkudes.

Teine kaadrivorming tekkis Novelli jõupingutuste tulemusena Etherneti protokollivirnu kiirendamiseks.

Lõpuks oli neljas kaadrivorming 802.2 komitee jõupingutuste tulemus viia varasemad kaadrivormingud mõnele ühisele standardile.

Erinevused kaadrivormingutes võivad põhjustada kokkusobimatust riist- ja võrgutarkvara töös, mis on loodud töötama ainult ühe Etherneti kaadri standardiga. Kuid tänapäeval saavad peaaegu kõik võrguadapterid, võrguadapteri draiverid, sillad/lülitid ja ruuterid töötada kõigi praktikas kasutatavate Etherneti tehnoloogia kaadrivormingutega ning kaadritüübi tuvastamine toimub automaatselt.

Allpool on kõigi nelja tüüpi Etherneti kaadrite kirjeldus (siin viitab kaader kogu andmelingikihiga seotud väljade komplektile, st MAC- ja LLC-kihi väljadele). Samal raamitüübil võivad olla erinevad nimed, nii et allpool on iga kaadritüübi jaoks mitu kõige levinumat nime.

· 802.3/LLC raam (802.3/802.2 kaader või Novell 802.2 raam);

· Raw 802.3 kaader (või Novell 802.3 kaader);

· Etherneti DIX raam (või Ethernet II raam);

· Etherneti SNAP-raam.

Kõigi nende nelja tüüpi Etherneti kaadrite vormingud on näidatud joonisel fig. 3.6.

järeldused

· Ethernet on tänapäeval kõige levinum kohaliku võrgu tehnoloogia. Laiemas mõttes on Ethernet terve tehnoloogiate perekond, mis sisaldab erinevaid patenteeritud ja standardseid variante, millest kuulsaimad on patenteeritud DIX Etherneti variant, IEEE 802.3 standardi 10 Mbit variandid, aga ka uus kiire. Kiire Etherneti ja Gigabit Etherneti tehnoloogiad. Peaaegu igat tüüpi Etherneti tehnoloogiad kasutavad andmeedastusmeediumi eraldamiseks sama meetodit – CSMA/CD suvapöördusmeetodit, mis määrab tehnoloogia kui terviku välimuse.

· Kitsas tähenduses on Ethernet IEEE 802.3 standardis kirjeldatud 10-megabitine tehnoloogia.

· Oluliseks nähtuseks Etherneti võrkudes on kokkupõrge – olukord, kus kaks jaama üritavad samaaegselt edastada andmekaadrit üle ühise meediumi. Kokkupõrgete esinemine on Etherneti võrkude omane omadus, mis tuleneb kasutatavast juhuslikust juurdepääsumeetodist. Võimalus selgelt ära tunda kokkupõrkeid on tingitud võrguparameetrite õigest valikust, eelkõige minimaalse kaadri pikkuse ja võrgu maksimaalse võimaliku läbimõõdu suhte järgimisest.

· Võrgu jõudlusnäitajaid mõjutab suuresti võrgu kasutustegur, mis peegeldab selle ülekoormust. Kui see koefitsient on üle 50%, langeb kasulik võrgu läbilaskevõime järsult: nii kokkupõrgete intensiivsuse suurenemise kui ka meediumile juurdepääsu ooteaja pikenemise tõttu.

· Etherneti segmendi maksimaalne võimalik läbilaskevõime kaadrites sekundis saavutatakse minimaalse pikkusega kaadrite edastamisel ja on 14 880 kaadrit/s. Seejuures on kasulik võrgu läbilaskevõime vaid 5,48 Mbit/s, mis on vaid veidi üle poole nominaalsest läbilaskevõimest - 10 Mbit/s.

· Etherneti võrgu maksimaalne kasutatav läbilaskevõime on 9,75 Mbps, mis vastab maksimaalsele kaadri pikkusele 1518 baiti, mis edastatakse üle võrgu 513 kaadrit/s.

· Kokkupõrgete puudumisel ja juurdepääs ootab kasutusmäär võrk sõltub kaadri andmevälja suurusest ja selle maksimaalne väärtus on 0,96.

· Etherneti tehnoloogia toetab 4 erinevat kaadritüüpi, millel on ühine hostiaadressi vorming. On formaalsed omadused, mille järgi võrguadapterid tuvastavad automaatselt kaadri tüübi.

· Olenevalt füüsilise andmekandja tüübist määratleb IEEE 802.3 standard erinevad spetsifikatsioonid: 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, FOIRL, 10Base-FL, 10Base-FB. Iga spetsifikatsiooni jaoks määratakse kaabli tüüp, pidevate kaabliosade maksimaalsed pikkused, samuti võrgu läbimõõdu suurendamiseks repiiterite kasutamise reeglid: koaksiaalvõrgu valikute reegel "5-4-3" ja "4" -jaotur” reegel keerdpaar- ja fiiberoptika jaoks.

· Erinevat tüüpi füüsilistest segmentidest koosneva "segavõrgu" jaoks on kasulik arvutada võrgu kogupikkus ja repiiterite lubatud arv. IEEE 802.3 komitee pakub nende arvutuste jaoks sisendandmeid, mis näitavad erinevate füüsiliste andmekandjate spetsifikatsioonide, võrguadapterite ja kaablisegmentide repiiterite tekitatud viivitusi.

Võrgutehnoloogiad IEEE802.5/Token-Ring

Token Ring võrke, nagu ka Etherneti võrke, iseloomustab jagatud andmeedastusmeedium, mis antud juhul koosneb kaablisegmentidest, mis ühendavad kõik võrgujaamad rõngaks. Rõngast peetakse ühiseks jagatud ressursiks ja sellele ligipääs ei nõua juhuslikku algoritmi, nagu Etherneti võrkudes, vaid deterministlikku, mis põhineb rõnga kasutusõiguse üleandmisel jaamadele kindlas järjekorras. See õigus antakse edasi spetsiaalse formaadi raami abil, mida nimetatakse marker või märk.

Token Ring võrgud töötavad kahe bitikiirusega – 4 ja 16 Mbit/s. Ühes ringis erineva kiirusega segamisjaamad ei ole lubatud. Token Ring võrkudes, mis töötavad kiirusega 16 Mbps, on 4 Mbps standardiga võrreldes mõned täiustused juurdepääsualgoritmis.

Token Ring tehnoloogia on keerulisem tehnoloogia kui Ethernet. Sellel on tõrketaluvuse omadused. Token Ringi võrk määratleb võrgu toimimise juhtimisprotseduurid, mis kasutavad rõngakujulise struktuuri tagasisidet – saadetud kaader naaseb alati saatvasse jaama. Mõnel juhul kõrvaldatakse võrgu töös tuvastatud vead automaatselt, näiteks saab kaotatud märgi taastada. Muudel juhtudel vead ainult fikseeritakse ja nende kõrvaldamine toimub hoolduspersonali poolt käsitsi.

Võrgu juhtimiseks toimib üks jaamadest nn aktiivne monitor. Aktiivne monitor valitakse helina initsialiseerimisel maksimaalse MAC-aadressi väärtusega jaamaks.Kui aktiivne monitor ebaõnnestub, korratakse helina lähtestamise protseduuri ja valitakse uus aktiivne monitor. Selleks, et võrk tuvastaks aktiivse monitori rikke, genereerib viimane tööolekus iga 3 sekundi järel selle olemasolu kohta spetsiaalse kaadri. Kui see kaader ei ilmu võrku rohkem kui 7 sekundi jooksul, alustavad võrgu ülejäänud jaamad uue aktiivse monitori valimise protseduuri.

Token Ringi raami vormingud

Token Ringis on kolm erinevat kaadrivormingut:

· marker;

· andmeraam;

· katkestada jada

Token Ringi tehnoloogia füüsiline kiht

IBM Token Ringi standard nägi algselt ette ühenduste loomist võrgus, kasutades jaoturid nimega MAU (Multistation Access Unit) või MSAU (Multi-Station Access Unit), st mitme juurdepääsuga seadmeid (joonis 3.15). Token Ringi võrk võib sisaldada kuni 260 sõlme.

Riis. 3.15.Token Ringi võrgu füüsiline konfiguratsioon

Token Ringi jaotur võib olla aktiivne või passiivne. Passiivne jaotur lihtsalt ühendab pordid omavahel nii, et nende portidega ühendatud jaamad moodustavad rõnga. Passiivne MSAU ei teosta signaali võimendamist ega uuesti sünkroniseerimist. Sellist seadet võib ühe erandiga pidada lihtsaks ristmooduliks – MSAU tagab pordi möödaviigu, kui selle pordiga ühendatud arvuti on välja lülitatud. See funktsioon on vajalik heliühenduse tagamiseks sõltumata ühendatud arvutite olekust. Tavaliselt toimub pordi möödaviimine releeahelate abil, mis saavad toite vahelduvvooluadapteri alalisvoolust, ja kui vahelduvvooluadapter on välja lülitatud, ühendavad tavaliselt suletud releekontaktid pordi sisendi selle väljundiga.

Aktiivne jaotur täidab signaali taastamise funktsioone ja seetõttu nimetatakse seda mõnikord repiiteriks, nagu Etherneti standardis.

Tekib küsimus - kui jaotur on passiivne seade, siis kuidas on tagatud kvaliteetne signaalide edastamine pikkadel vahemaadel, mis tekib mitmesaja arvuti ühendamisel võrku? Vastus on, et sel juhul võtab iga võrguadapter signaali võimendi rolli ja resünkroniseerimisüksuse rolli täidab aktiivse helinamonitori võrguadapter. Igal Token Ringi võrguadapteril on repiiter, mis suudab signaale taastada ja uuesti sünkroonida, kuid viimast funktsiooni täidab ringis ainult aktiivne monitori repiiter.

Resünkroniseerimisseade koosneb 30-bitisest puhvrist, mis võtab Manchesteri signaale vastu edasi-tagasi reisi ajal veidi moonutatud intervallidega. Ringis olevate jaamade maksimaalse arvu (260) korral võib bittide ringlemise viivitus ringi ümber ulatuda 3-bitiste intervallideni. Aktiivne monitor "sisestab" oma puhvri rõngasse ja sünkroniseerib bitisignaalid, väljastades need vajaliku sagedusega.

Üldiselt on Token Ringi võrgul kombineeritud täherõnga konfiguratsioon. Lõppsõlmed on ühendatud MSAU-ga tähe topoloogias ja MSAU-d ise kombineeritakse spetsiaalsete Ring In (RI) ja Ring Out (RO) portide kaudu, et moodustada selgroog füüsiline ring.

Kõik ringis olevad jaamad peavad töötama sama kiirusega – kas 4 Mbit/s või 16 Mbit/s. Jaama jaoturiga ühendavaid kaableid nimetatakse lobe kaabliteks ja jaotureid ühendavaid kaableid magistraalkaabliteks.

Token Ring tehnoloogia võimaldab lõppjaamade ja jaoturite ühendamiseks kasutada erinevat tüüpi kaableid: STP Type I, UTP Type 3, UTP Type 6, samuti fiiberoptilist kaablit.

Varjestatud keerdpaar STP Type 1 kasutamisel IBM-i kaablisüsteemide valikust saab kuni 260 jaama ühendada kuni 100-meetrise kaabli pikkusega rõngaks ning varjestamata keerdpaari kasutamisel väheneb maksimaalne jaamade arv. kuni 72-ni kuni 45 meetri pikkuse kaabli pikkusega.

Passiivsete MSAU-de vaheline kaugus võib ulatuda 100 m-ni STP Type 1 kaabli kasutamisel ja 45 m-ni UTP Type 3 kaabli kasutamisel.Aktiivsete MSAU-de vaheline kaugus suureneb sõltuvalt kaabli tüübist vastavalt 730 m või 365 m-ni.

Token Ringi maksimaalne rõnga pikkus on 4000 m. Token Ringi tehnoloogia puhul ei ole piirangud maksimaalsele rõnga pikkusele ja jaamade arvule nii ranged kui Etherneti tehnoloogias. Siin on need piirangud suuresti seotud ajaga, mil marker ringi ümber keerab (aga mitte ainult – on ka teisi kaalutlusi, mis määravad piirangute valiku). Seega, kui rõngas koosneb 260 jaamast, siis 10 ms markeri hoidmise ajaga naaseb marker halvimal juhul 2,6 s pärast aktiivsele monitorile ja see aeg on täpselt markeri pöörlemise kontrolli timeout. Põhimõtteliselt on kõik Token Ringi võrgusõlmede võrguadapterite ajalõpu väärtused konfigureeritavad, seega on võimalik ehitada Token Ringi võrk, millel on rohkem jaamu ja pikem ring.

järeldused

· Token Ringi tehnoloogia on välja töötanud peamiselt IBM ja sellel on ka IEEE 802.5 staatus, mis kajastab IBM-i tehnoloogia kõige olulisemaid täiustusi.

· Token Ringi võrgud kasutavad token-juurdepääsu meetodit, mis tagab, et iga jaam pääseb ühiskasutuses olevale rõngale juurdepääsu märgi pöörlemisaja jooksul. Selle omaduse tõttu nimetatakse seda meetodit mõnikord deterministlikuks.

· Juurdepääsumeetod põhineb prioriteetidel: 0 (madalaim) kuni 7 (kõrgeim). Jaam ise määrab praeguse kaadri prioriteedi ja saab rõnga jäädvustada ainult siis, kui ringis pole kõrgema prioriteediga kaadreid.

· Token Ring võrgud töötavad kahel kiirusel: 4 ja 16 Mbps ning võivad kasutada füüsilise kandjana varjestatud keerdpaari, varjestamata keerdpaari ja fiiberoptilist kaablit. Ringis on maksimaalne jaamade arv 260 ja ringi maksimaalne pikkus 4 km.

· Token Ringi tehnoloogial on tõrketaluvuse elemente. Tänu rõnga tagasisidele jälgib üks jaamadest - aktiivne monitor - pidevalt markeri olemasolu, samuti markeri ja andmekaadrite pöörlemisaega. Kui rõngas ei tööta korralikult, käivitatakse selle taaskäivitamise protseduur ja kui see ei aita, kasutatakse kaabli vigase osa või vigase jaama lokaliseerimiseks majakaprotseduuri.

· Token Ringi kaadri maksimaalne andmevälja suurus sõltub helina kiirusest. Kiirusel 4 Mbit/s on see umbes 5000 baiti ja kiirusel 16 Mbit/s umbes 16 KB. Kaadri andmevälja minimaalne suurus ei ole määratletud, see tähendab, et see võib olla võrdne 0-ga.

· Token Ringi võrgus ühendatakse jaamad rõngaks, kasutades jaoturid, mida nimetatakse MSAU-deks. MSAU passiivne jaotur toimib ristpaneelina, mis ühendab rõngas eelmise jaama väljundi järgmise sisendiga. Maksimaalne kaugus jaama ja MSAU vahel on STP puhul 100 m ja UTP puhul 45 m.

· Aktiivne monitor toimib ka rõngas repiiterina – see sünkroniseerib uuesti rõngast läbivaid signaale.

· Rõnga saab ehitada aktiivse MSAU jaoturi baasil, mida antud juhul nimetatakse repiiteriks.

· Token Ringi võrku saab ehitada mitme sillaga eraldatud rõnga alusel, mis suunavad kaadreid “allikast” põhimõttel, mille jaoks lisatakse Token Ringi raamile spetsiaalne väli rõngaste marsruudiga.

Võrgutehnoloogiad IEEE802.4/ArcNet

ArcNeti võrk kasutab topoloogiana "bussi" ja "passiivset tähte". Toetab varjestatud ja varjestamata keerdpaar- ja fiiberoptilist kaablit. ArcNeti võrk kasutab meediale juurdepääsuks delegeerimismeetodit. ArcNeti võrk on üks vanimaid võrke ja on olnud väga populaarne. ArcNeti võrgu peamiste eeliste hulgas on kõrge töökindlus, madalad adapterite hinnad ja paindlikkus. Võrgu peamiseks puuduseks on väike infoedastuskiirus (2,5 Mbit/s). Maksimaalne liitujate arv on 255. Võrgu maksimaalne pikkus on 6000 meetrit.

Võrgutehnoloogia FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

FDDI-standardiseeritud spetsifikatsioon võrguarhitektuuri jaoks kiireks andmeedastuseks kiudoptiliste liinide kaudu. Edastuskiirus – 100 Mbit/s. See tehnoloogia põhineb suures osas Token-Ring arhitektuuril ja kasutab deterministlikku luba juurdepääsu andmeedastusmeediumile. Võrgurõnga maksimaalne pikkus on 100 km. Maksimaalne võrguabonentide arv on 500. FDDI võrk on väga suure töökindlusega võrk, mis on loodud kahe fiiberoptilise rõnga baasil, mis moodustavad sõlmedevahelise põhi- ja varuandmeedastustee.

Tehnoloogia peamised omadused

FDDI tehnoloogia põhineb suures osas Token Ring tehnoloogial, arendades ja täiustades selle põhiideid. FDDI tehnoloogia arendajad seadsid endale järgmised eesmärgid oma kõrgeimaks prioriteediks:

· suurendada andmeedastuse bitikiirust 100 Mbit/s-ni;

· suurendada võrgu tõrketaluvust standardsete protseduuride abil selle taastamiseks pärast erinevat tüüpi rikkeid - kaablikahjustused, sõlme, jaoturi ebaõige töö, liinil esinevad suured häired jne;

· kasutage maksimaalselt ära potentsiaalset võrgu ribalaiust nii asünkroonse kui ka sünkroonse (latentsustundliku) liikluse jaoks.

FDDI võrk on üles ehitatud kahe fiiberoptilise rõnga baasil, mis moodustavad põhi- ja varuandmeedastustee võrgusõlmede vahel. Kahe rõnga omamine on peamine viis FDDI-võrgu tõrketaluvuse suurendamiseks ja sõlmed, mis soovivad seda suurenenud töökindluse potentsiaali ära kasutada, peavad olema ühendatud mõlema rõngaga.

Tavalises võrgu töörežiimis läbivad andmed ainult esmase ringi kõiki sõlme ja kõiki kaabliosi; seda režiimi nimetatakse Läbi- "otsast lõpuni" või "transiit". Sekundaarset rõngast selles režiimis ei kasutata.

Teatud tüüpi tõrke korral, kus osa primaarsest rõngast ei saa andmeid edastada (näiteks kaabli katki või sõlme rike), ühendatakse primaarrõngas sekundaarse rõngaga (joonis 3.16), moodustades taas ühe rõnga. Seda võrgu töörežiimi nimetatakse mähis, see tähendab rõngaste "kokkuklapitamist" või "voltimist". Ahendamine toimub FDDI-jaoturite ja/või võrguadapterite abil. Selle protseduuri lihtsustamiseks edastatakse andmed esmase rõnga kohta alati ühes suunas (diagrammidel on see suund näidatud vastupäeva) ja sekundaarse rõnga kohta vastupidises suunas (näidatud päripäeva). Seetõttu jäävad kahe rõnga ühise rõnga moodustumisel jaamade saatjad siiski ühendatuks naaberjaamade vastuvõtjatega, mis võimaldab infot õigesti edastada ja naaberjaamadel vastu võtta.

Riis. 3.16.FDDI-rõngaste ümberkonfigureerimine rikke korral

FDDI standardid panevad suurt rõhku erinevatele protseduuridele, mis võimaldavad kindlaks teha, kas võrgus on rike ja seejärel teha vajalikud ümberseaditused. FDDI-võrk suudab selle elementide üksikute rikete korral oma funktsionaalsuse täielikult taastada. Mitme rikke korral jaguneb võrk mitmeks ühendamata võrguks. FDDI-tehnoloogia täiendab Token Ringi tehnoloogia rikete tuvastamise mehhanisme võrgu andmeedastustee ümberkonfigureerimise mehhanismidega, mis põhinevad teise ringi pakutavate üleliigsete linkide olemasolul.

FDDI võrkude helinaid peetakse ühiseks jagatud andmeedastusmeediumiks, seega on selle jaoks määratletud spetsiaalne juurdepääsumeetod. See meetod on väga lähedane Token Ring võrkude juurdepääsumeetodile ja seda nimetatakse ka token ring meetodiks.

Juurdepääsumeetodi erinevused seisnevad selles, et žetoonide hoidmise aeg FDDI võrgus ei ole konstantne väärtus, nagu Token Ring võrgus. See aeg sõltub rõnga koormusest - väikese koormuse korral see suureneb ja suurte ülekoormuste korral võib see langeda nullini. Need muudatused juurdepääsumeetodis mõjutavad ainult asünkroonset liiklust, mis ei ole kaadriedastuse väikeste viivituste korral kriitiline. Sünkroonse liikluse puhul on märgi hoidmise aeg endiselt fikseeritud väärtus. FDDI-tehnoloogias puudub kaadri prioriteedimehhanism, mis on sarnane Token Ringi tehnoloogias kasutusele võetud mehhanismiga. Tehnoloogiaarendajad otsustasid, et liikluse jagamine 8 prioriteeditasemeks on üleliigne ja piisab liikluse jagamisest kahte klassi – asünkroonseks ja sünkroonseks, millest viimast teenindatakse alati, isegi kui ring on ülekoormatud.

Vastasel juhul on kaadrite edastamine helinajaamade vahel MAC tasemel täielikult kooskõlas Token Ringi tehnoloogiaga. FDDI-jaamad kasutavad varajast lubade vabastamise algoritmi, mis on sarnane Token Ringi võrkudele kiirusega 16 Mbps.

MAC-taseme aadressid on IEEE 802 tehnoloogiate jaoks standardvormingus. FDDI kaadrivorming on lähedane Token Ringi kaadrivormingule; peamised erinevused on prioriteetsete väljade puudumine. Aadressituvastuse märgid, kaadri kopeerimine ja vead võimaldavad teil säilitada Token Ringi võrkudes saadaolevad kaadrite töötlemise protseduurid saatejaama, vahejaamade ja vastuvõtva jaama poolt.

Joonisel fig. Joonis 3.17 näitab FDDI tehnoloogia protokollistruktuuri vastavust seitsmekihilisele OSI mudelile. FDDI määratleb andmesidekihi füüsilise kihi protokolli ja meedia juurdepääsu alamkihi (MAC) protokolli. Nagu paljud teised kohtvõrgutehnoloogiad, kasutab FDDI-tehnoloogia IEEE 802.2 standardis määratletud LLC andmesidekanali juhtimise alamkihi protokolli. Seega, kuigi FDDI tehnoloogia töötas välja ja standardiseeris ANSI, mitte IEEE, sobib see täielikult standardi 802 raamistikku.

Riis. 3.17.FDDI tehnoloogia protokollide struktuur

FDDI-tehnoloogia eripäraks on jaama juhtimistase - Jaamahaldus (SMT). See on SMT kiht, mis täidab kõiki FDDI protokollivirna kõigi teiste kihtide haldamise ja jälgimise funktsioone. Iga FDDI võrgu sõlm osaleb ringi haldamises. Seetõttu vahetavad kõik sõlmed võrgu haldamiseks spetsiaalseid SMT kaadreid.

FDDI võrkude tõrketaluvuse tagavad teiste kihtide protokollid: füüsilise kihi abil kõrvaldatakse füüsilistel põhjustel, näiteks kaabli purunemise tõttu tekkinud võrgurikked ja MAC kihi abil loogiline võrk. tõrked on välistatud, näiteks vajaliku sisemise tee kadumine märgi ja andmekaadrite edastamiseks jaoturi portide vahel.

järeldused

· FDDI tehnoloogia oli esimene, mis kasutas kohtvõrkudes fiiberoptilist kaablit ja töötas kiirusel 100 Mbps.

· Token Ringi ja FDDI tehnoloogiate vahel on märkimisväärne järjepidevus: mõlemat iseloomustavad ring topoloogia ja token juurdepääsu meetod.

· FDDI tehnoloogia on kõige tõrketaluvam kohtvõrgu tehnoloogia. Kaablisüsteemi või jaama üksikute rikete korral jääb võrk topeltrõnga üheks kokkuvoldimise tõttu täielikult tööle.

· FDDI märgi juurdepääsumeetod töötab sünkroonsete ja asünkroonsete kaadrite puhul erinevalt (kaadri tüübi määrab jaam). Sünkroonse kaadri edastamiseks saab jaam alati fikseeritud aja jooksul fikseerida sissetuleva märgi. Asünkroonse kaadri edastamiseks saab jaam märgi lüüa ainult siis, kui märk on piisavalt kiiresti ringi ümber tiirutanud, mis näitab, et ring ei ole ummistunud. See juurdepääsumeetod eelistab esiteks sünkroonseid kaadreid ja teiseks reguleerib helina koormust, aeglustades mittekiireloomuliste asünkroonsete kaadrite edastamist.

· FDDI-tehnoloogia kasutab füüsilise kandjana fiiberoptilisi kaableid ja 5. kategooria UTP-d (seda füüsilise kihi valikut nimetatakse TP-PMD-ks).

· Maksimaalne topeltühendusjaamade arv rõngas on 500, topeltrõnga maksimaalne läbimõõt on 100 km. Maksimaalsed kaugused külgnevate sõlmede vahel mitmemoodilise kaabli puhul on 2 km, keerdpaari UPT kategooria puhul 5-100 m ja ühemoodilise optilise kiu puhul sõltuvad selle kvaliteedist