Perkembangan pesat rangkaian tempatan, yang kini telah diwujudkan lagi dalam standard 10 Gigabit Ethernet dan teknologi untuk membina rangkaian wayarles IEEE 802.11b/a, semakin menarik perhatian. Teknologi Ethernet kini telah menjadi standard de facto untuk rangkaian kabel. Dan walaupun dalam bentuk klasik Teknologi Ethernet telah lama tidak dilihat; idea-idea yang pada asalnya ditetapkan dalam protokol IEEE 802.3 menerima kesinambungan logiknya dalam kedua-dua teknologi Fast Ethernet dan Gigabit Ethernet. Demi keadilan sejarah, kami perhatikan bahawa teknologi seperti Token Ring, ARCNET, 100VG-AnyLAN, FDDI dan Apple Talk juga patut diberi perhatian. Nah. Mari kita memulihkan keadilan sejarah dan mengingati teknologi zaman dahulu.

Saya fikir tidak perlu bercakap tentang kemajuan pesat dalam industri semikonduktor yang diperhatikan dalam dekad yang lalu. Peralatan rangkaian mengalami nasib yang sama seperti keseluruhan industri: pertumbuhan seperti runtuhan salji dalam pengeluaran, kelajuan tinggi dan harga minimum. Pada tahun 1995, yang dianggap sebagai titik perubahan dalam sejarah Internet, kira-kira 50 juta port Ethernet baharu telah dijual. Permulaan yang baik untuk penguasaan pasaran, yang menjadi memberangsangkan dalam tempoh lima tahun akan datang.

Tahap harga ini tidak tersedia untuk peralatan telekomunikasi khusus. Kerumitan peranti tidak memainkan peranan khas dalam kes ini - ia lebih kepada persoalan kuantiti. Sekarang ini nampaknya agak semula jadi, tetapi sepuluh tahun yang lalu penguasaan Ethernet tanpa syarat adalah jauh dari jelas (contohnya, dalam rangkaian perindustrian masih tiada pemimpin yang jelas).

Walau bagaimanapun, hanya jika dibandingkan dengan kaedah membina rangkaian yang lain, seseorang boleh mengenal pasti kelebihan (atau keburukan) pemimpin masa kini.

Kaedah asas untuk mengakses medium kepada medium penghantaran

Prinsip fizikal mengikut mana peralatan beroperasi tidak terlalu rumit. Mengikut kaedah mendapatkan akses kepada medium penghantaran, mereka boleh dibahagikan kepada dua kelas: deterministik dan bukan deterministik.

Dengan kaedah capaian deterministik, medium penghantaran diedarkan antara nod menggunakan mekanisme kawalan khas yang menjamin penghantaran data nod dalam tempoh masa tertentu.

Kaedah capaian deterministik yang paling biasa (tetapi jauh daripada satu-satunya) ialah kaedah pengundian dan kaedah pemindahan hak. Kaedah pengundian tidak banyak digunakan dalam rangkaian tempatan, tetapi digunakan secara meluas dalam industri untuk mengawal proses teknologi.

Kaedah pemindahan hak, sebaliknya, adalah mudah untuk memindahkan data antara komputer. Prinsip operasi adalah untuk menghantar mesej perkhidmatan - token - melalui rangkaian dengan topologi logik cincin.

Menerima token memberikan peranti hak untuk mengakses sumber yang dikongsi. Pilihan stesen kerja dalam kes ini ia terhad kepada dua pilihan sahaja. Walau apa pun, ia mesti menghantar token ke peranti seterusnya dalam barisan. Selain itu, ini boleh dilakukan selepas penghantaran data kepada penerima (jika ada) atau serta-merta (jika tiada maklumat yang perlu dihantar). Semasa laluan data, penanda tiada dalam rangkaian, stesen lain tidak mempunyai keupayaan penghantaran, dan perlanggaran adalah mustahil pada dasarnya. Untuk pemprosesan kesilapan yang mungkin, akibatnya penanda mungkin hilang, terdapat mekanisme untuk penjanaan semulanya.

Kaedah capaian rawak dipanggil bukan deterministik. Mereka menyediakan persaingan antara semua nod rangkaian untuk hak untuk menghantar. Percubaan penghantaran serentak oleh beberapa nod adalah mungkin, mengakibatkan perlanggaran.

Kaedah yang paling biasa bagi jenis ini ialah CSMA/CD (pengesanan berbilang capaian/perlanggaran pembawa). Sebelum menghantar data, peranti mendengar rangkaian untuk memastikan tiada orang lain menggunakannya. Jika medium penghantaran sedang digunakan oleh seseorang pada masa ini, penyesuai menangguhkan penghantaran, tetapi jika tidak, ia mula menghantar data.

Dalam kes apabila dua penyesuai, setelah mengesan talian bebas, mula menghantar secara serentak, perlanggaran berlaku. Apabila ia dikesan, kedua-dua penghantaran terganggu dan peranti mengulangi penghantaran selepas beberapa masa sewenang-wenangnya (sudah tentu, selepas mula-mula "mendengar" saluran sekali lagi untuk melihat sama ada ia sibuk). Untuk menerima maklumat, peranti mesti menerima semua paket pada rangkaian untuk menentukan sama ada ia adalah destinasi.

Daripada sejarah Ethernet

Jika kami mula melihat LAN dengan mana-mana teknologi lain, kami akan kehilangan kepentingan sebenar yang ada pada Ethernet pada masa ini dalam bidang ini. Sama ada dengan kehendak keadaan semasa atau akibatnya kelebihan teknikal, tetapi hari ini ia tidak mempunyai persaingan, menduduki kira-kira 95% daripada pasaran.

Hari lahir Ethernet ialah 22 Mei 1973. Pada hari inilah Robert Metcalfe dan David Boggs menerbitkan penerangan tentang rangkaian eksperimen yang telah mereka bina di Pusat Penyelidikan Xerox. Ia berdasarkan kabel sepaksi tebal dan menyediakan kadar pemindahan data 2.94 Mbit/s. Teknologi baharu itu dinamakan Ethernet (rangkaian atas-udara), sebagai penghormatan kepada rangkaian radio ALOHA University of Hawaii, yang menggunakan mekanisme yang sama untuk membahagikan medium penghantaran (udara radio).

Menjelang akhir tahun 70-an, Ethernet mempunyai asas teori yang kukuh. Dan pada Februari 1980, Xerox, bersama DEC dan Intel, membentangkan pembangunan IEEE, yang tiga tahun kemudian telah diluluskan sebagai standard 802.3.

Kaedah bukan deterministik Ethernet untuk mendapatkan akses kepada medium penghantaran data ialah capaian berbilang pembawa deria dengan pengesanan perlanggaran (CSMA/CD). Ringkasnya, peranti berkongsi medium penghantaran secara huru-hara, secara rawak. Dalam kes ini, algoritma boleh membawa kepada jauh daripada resolusi yang sama persaingan antara stesen untuk akses kepada medium. Ini, seterusnya, boleh menyebabkan kelewatan akses yang lama, terutamanya dalam keadaan sesak. DALAM kes yang melampau kelajuan penghantaran mungkin turun kepada sifar.

Kerana pendekatan yang tidak teratur ini untuk masa yang lama Ia (dan masih) dipercayai bahawa Ethernet tidak menyediakan penghantaran data berkualiti tinggi. Ia telah diramalkan bahawa ia akan digantikan dahulu oleh Token Ring, kemudian oleh ATM, tetapi pada hakikatnya semuanya berlaku sebaliknya.

Mengapa Ethernet masih menguasai pasaran dijelaskan oleh perubahan besar, yang mana ia tertakluk semasa kewujudannya selama 20 tahun. "Gigabit" dalam dupleks penuh itu, yang kini kita lihat dalam rangkaian peringkat permulaan, mempunyai sedikit persamaan dengan pengasas keluarga 10Base 5. Pada masa yang sama, selepas pengenalan 10Base-T, keserasian dikekalkan pada tahap yang sama. interaksi peranti dan pada tahap infrastruktur kabel.

Pembangunan daripada mudah kepada kompleks, pertumbuhan bersama-sama dengan keperluan pengguna - ini adalah kunci kepada kejayaan luar biasa teknologi. Nilailah sendiri:

• Mac 1981 - 3Com memperkenalkan transceiver Ethernet;
• September 1982 - penyesuai rangkaian pertama untuk komputer peribadi dicipta;
• 1983 - spesifikasi IEEE 802.3 muncul, topologi bas rangkaian 10Base 5 (Ethernet tebal) dan 10Base 2 (Ethernet nipis) telah ditakrifkan. Kelajuan pemindahan - 10 Mbit/s. Jarak maksimum antara titik satu segmen ditetapkan pada 2.5 km;
• 1985 - Versi kedua spesifikasi IEEE 802.3 (Ethernet II) dikeluarkan, di mana perubahan kecil dibuat pada struktur pengepala paket. Pengenalan tegar peranti Ethernet (alamat MAC) telah dibentuk. Telah dicipta senarai alamat, di mana mana-mana pengeluar boleh mendaftarkan julat unik (pada masa ini harganya hanya $1,250);
• September 1990 - IEEE meluluskan teknologi 10Base-T (pasangan berpintal) dengan topologi bintang fizikal dan hab. Topologi logik CSMA/CD tidak berubah. Piawaian ini berdasarkan perkembangan oleh SynOptics Communications di bawah nama umum LattisNet;
• 1990 - Kalpana (kemudian ia dibeli dengan cepat bersama suis CPW16 yang dibangunkan oleh Cisco gergasi masa depan) menawarkan teknologi pensuisan berdasarkan keengganan untuk menggunakan talian komunikasi dikongsi antara semua nod segmen;
• 1992 - permulaan penggunaan suis (swich). Menggunakan maklumat alamat yang terkandung dalam paket (alamat MAC), suis mengatur saluran maya bebas antara pasangan nod. Beralih dengan berkesan mengubah model Ethernet bukan deterministik (dengan persaingan lebar jalur) kepada sistem dengan penghantaran alamat data;
• 1993 - Spesifikasi IEEE 802.3x, dupleks penuh dan kawalan sambungan untuk 10Base-T muncul, spesifikasi IEEE 802.1p menambah pengalamatan multicast dan sistem keutamaan 8 peringkat. Fast Ethernet dicadangkan;
• Fast Ethernet, standard IEEE 802.3u (100Base-T), telah diperkenalkan pada Jun 1995.

Mengenai ini sejarah pendek kita boleh selesaikan: Ethernet telah mengambil bentuk yang agak moden, tetapi perkembangan teknologi, tentu saja, tidak berhenti - kita akan bercakap tentang ini sedikit kemudian.

ARCNET yang tidak sepatutnya dilupakan

ttached Resource Computing Network (ARCNET) ialah seni bina rangkaian yang dibangunkan oleh Datapoint pada pertengahan 70-an. ARCNET belum diterima pakai sebagai standard IEEE, tetapi sebahagiannya mematuhi IEEE 802.4 sebagai rangkaian lulus token (cincin logik). Paket data boleh terdiri daripada sebarang saiz antara 1 hingga 507 bait.

Daripada semua rangkaian tempatan, ARCNET mempunyai keupayaan topologi yang paling luas. Cincin, bas biasa, bintang, pokok boleh digunakan dalam rangkaian yang sama. Di samping itu, segmen yang sangat panjang (sehingga beberapa kilometer) boleh digunakan. Kemungkinan luas yang sama digunakan untuk medium penghantaran - kedua-dua kabel sepaksi dan gentian optik, serta pasangan terpintal, adalah sesuai.

Piawaian murah ini telah dihalang daripada menguasai pasaran dengan kelajuan rendah - hanya 2.5 Mbit/s. Apabila Datapoint membangunkan ARCNET PLUS dengan kelajuan pemindahan sehingga 20 Mbit/s pada awal 1990-an, masa telah pun berlalu. Fast Ethernet tidak meninggalkan ARCNET sedikit pun peluang untuk digunakan secara meluas.

Namun begitu, memihak kepada potensi besar (tetapi tidak pernah menyedari) teknologi ini, kita boleh mengatakan bahawa dalam sesetengah industri (biasanya sistem kawalan proses) rangkaian ini masih wujud. Akses deterministik, keupayaan autokonfigurasi dan rundingan kadar pertukaran dalam julat dari 120 Kbit/s hingga 10 Mbit/s dalam keadaan pengeluaran sebenar yang sukar menjadikan ARCNET tidak boleh digantikan.

Di samping itu, ARCNET menyediakan keupayaan yang diperlukan untuk sistem kawalan untuk menentukan dengan tepat masa maksimum akses kepada mana-mana peranti pada rangkaian di bawah sebarang beban menggunakan formula mudah: T = (TDP + TOBSNb)SND, dengan TDP dan TOB, masing-masing, masa penghantaran paket data dan satu bait, bergantung pada kadar penghantaran yang dipilih, Nb ialah bilangan bait data, ND ialah bilangan peranti pada rangkaian.

Token Ring ialah contoh klasik hantaran token

oken Ring adalah satu lagi teknologi yang bermula sejak tahun 70-an. Perkembangan gergasi biru ini - IBM, yang merupakan asas kepada piawaian IEEE 802.5, mempunyai peluang yang lebih besar untuk berjaya daripada banyak rangkaian tempatan yang lain. Token Ring ialah rangkaian lulus token klasik. Topologi logik (dan fizikal dalam versi pertama rangkaian) ialah cincin. Pengubahsuaian yang lebih moden dibina pada kabel pasangan terpiuh dalam topologi bintang, dan dengan beberapa tempahan adalah serasi dengan Ethernet.

Kelajuan penghantaran asal yang diterangkan dalam IEEE 802.5 ialah 4 Mbit/s, tetapi pelaksanaan yang lebih terkini sebanyak 16 Mbit/s wujud. Oleh kerana kaedahnya (deterministik) yang lebih diperkemas untuk mengakses medium, Token Ring sering dipromosikan pada peringkat awalnya sebagai pengganti unggul untuk Ethernet.

Walaupun wujudnya skim akses keutamaan (yang diperuntukkan kepada setiap stesen secara individu), ia tidak mungkin untuk menyediakan kadar bit malar (Kadar Bit Malar, CBR) atas sebab yang sangat mudah: aplikasi yang boleh memanfaatkan skim ini telah tidak wujud ketika itu. Dan pada masa kini tidak banyak lagi daripada mereka.

Memandangkan keadaan ini, hanya mungkin untuk menjamin bahawa prestasi untuk semua stesen dalam rangkaian akan menurun sebanyak sama-sama. Tetapi ini tidak mencukupi untuk memenangi pertandingan, dan kini hampir mustahil untuk mencari rangkaian Token Ring yang benar-benar berfungsi.

FDDI - rangkaian tempatan pertama pada gentian optik

Teknologi Antara Muka Data Teragih Serat (FDDI) telah dibangunkan pada tahun 1980 oleh jawatankuasa ANSI. Ia merupakan rangkaian komputer pertama yang digunakan sahaja kabel gentian optik. Sebab yang mendorong pengeluar untuk mencipta FDDI adalah kelajuan yang tidak mencukupi (tidak lebih daripada 10 Mbit/s) dan kebolehpercayaan (kekurangan skim redundansi) rangkaian tempatan pada masa itu. Di samping itu, ini adalah percubaan pertama (dan tidak begitu berjaya) untuk membawa rangkaian data ke tahap "pengangkutan", bersaing dengan SDH.

Piawaian FDDI menentukan penghantaran data melalui cincin berkembar kabel gentian optik pada kelajuan 100 Mbit/s, yang membolehkan untuk dipercayai (berlebihan) dan saluran pantas. Jaraknya agak ketara - sehingga 100 km di sekeliling perimeter. Secara logiknya, operasi rangkaian adalah berdasarkan pemindahan token.

Selain itu, skim keutamaan lalu lintas yang dibangunkan telah disediakan. Pada mulanya, stesen kerja dibahagikan kepada dua jenis: segerak (mempunyai lebar jalur malar) dan tak segerak. Yang terakhir, seterusnya, mengedarkan medium penghantaran menggunakan sistem keutamaan lapan peringkat.

Ketidakserasian dengan rangkaian SDH tidak membenarkan FDDI menduduki mana-mana niche penting dalam bidang rangkaian pengangkutan. Hari ini teknologi ini boleh dikatakan telah digantikan oleh ATM. Dan kos yang tinggi menyebabkan FDDI tiada peluang dalam perjuangan dengan Ethernet untuk niche tempatan. Percubaan untuk beralih kepada kabel tembaga yang lebih murah juga tidak membantu standard. Teknologi CDDI, berdasarkan prinsip FDDI, tetapi menggunakan kabel pasangan terpiuh sebagai medium penghantaran, tidak popular dan hanya disimpan dalam buku teks.

Dibangunkan oleh AT&T dan HP - 100VG-AnyLAN

teknologi itu, seperti FDDI, boleh diklasifikasikan sebagai generasi kedua rangkaian tempatan. Ia dicipta pada awal 90-an melalui usaha bersama AT&T dan HP sebagai alternatif kepada teknologi Fast Ethernet. Pada musim panas 1995, hampir serentak dengan pesaingnya, ia menerima status standard IEEE 802.12. 100VG-AnyLAN mempunyai peluang yang baik untuk menang kerana kepelbagaian, penentuan dan keserasian yang lebih baik daripada Ethernet dengan rangkaian kabel sedia ada (kategori pasangan terpintal 3).

Skim Pengekodan Kuartet, menggunakan kod berlebihan 5V/6V, memungkinkan untuk menggunakan kabel pasangan terpiuh kategori 3 4 pasang, yang ketika itu hampir lebih biasa daripada kategori 5 moden. Tempoh peralihan, sebenarnya, tidak menjejaskan Rusia, di mana, disebabkan oleh permulaan pembinaan sistem komunikasi kemudian, rangkaian diletakkan di mana-mana menggunakan kategori ke-5.

Selain menggunakan pendawaian lama, setiap hab 100VG-AnyLAN boleh dikonfigurasikan untuk menyokong bingkai 802.3 (Ethernet) atau bingkai 802.5 (Token Ring). Kaedah akses media Keutamaan Permintaan mentakrifkan sistem keutamaan dua peringkat yang mudah - tinggi untuk aplikasi multimedia dan rendah untuk semua yang lain.

Saya mesti katakan, ini adalah tawaran yang serius untuk berjaya. Kecewa dengan kos yang tinggi, disebabkan kerumitan yang lebih besar dan, sebahagian besarnya, teknologi ditutup kepada replikasi pengeluar pihak ketiga. Ditambah lagi dengan kekurangan aplikasi sebenar Token Ring yang sudah biasa yang mengambil kesempatan daripada sistem keutamaan. Hasilnya, 100Base-T berjaya merampas kepimpinan dalam industri secara kekal dan pasti.

Idea teknikal yang inovatif tidak lama kemudian ditemui aplikasi, pertama dalam 100Base-T2 (IEEE 802.3у), dan kemudian dalam "gigabit" Ethernet 1000Base-T.

Apple Talk, Local Talk

Apple Talk ialah susunan protokol yang dicadangkan oleh Apple pada awal 80-an. Pada mulanya, protokol Apple Talk digunakan untuk berfungsi dengan peralatan rangkaian, secara kolektif dipanggil Local Talk (penyesuai terbina dalam komputer Apple).

Topologi rangkaian dibina sebagai bas biasa atau "pokok", panjang maksimumnya ialah 300 m, kelajuan penghantaran ialah 230.4 Kbps. Medium penghantaran adalah pasangan terpiuh terlindung. Segmen Bual Tempatan boleh menyambung sehingga 32 nod.

Lebar jalur yang rendah dengan cepat memerlukan pembangunan penyesuai untuk persekitaran rangkaian lebar jalur yang lebih tinggi: Ether Talk, Token Talk dan FDDI Talk untuk rangkaian Ethernet, Token Ring dan FDDI, masing-masing. Oleh itu, Apple Talk telah mencapai tahap kesejagatan di peringkat pautan dan boleh menyesuaikan diri dengan mana-mana pelaksanaan fizikal rangkaian.

Seperti kebanyakan produk Apple yang lain, rangkaian ini hidup dalam dunia "Apple" dan hampir tiada pertindihan dengan PC.

UltraNet - rangkaian untuk superkomputer

Satu lagi jenis rangkaian yang hampir tidak diketahui di Rusia ialah UltraNet. Ia digunakan secara aktif untuk bekerja dengan sistem pengkomputeran kelas superkomputer dan kerangka utama, tetapi kini sedang aktif digantikan oleh Gigabit Ethernet.

UltraNet menggunakan topologi bintang dan mampu menyediakan kelajuan pertukaran maklumat antara peranti sehingga 1 Gbit/s. Rangkaian ini dicirikan oleh pelaksanaan fizikal yang sangat kompleks dan harga yang sangat tinggi, setanding dengan superkomputer. Untuk mengawal UltraNet, komputer PC digunakan, yang disambungkan ke hab pusat. Selain itu, rangkaian mungkin termasuk jambatan dan penghala untuk menyambung ke rangkaian yang dibina menggunakan teknologi Ethernet atau Token Ring.

Kabel sepaksi dan gentian optik boleh digunakan sebagai media penghantaran (untuk jarak sehingga 30 km).

Rangkaian industri dan khusus

Perlu diingatkan bahawa rangkaian data digunakan bukan sahaja untuk komunikasi antara komputer atau untuk telefon. Terdapat juga niche yang agak besar industri dan peranti khusus. Sebagai contoh, teknologi CANBUS agak popular, dicipta untuk menggantikan abah-abah pendawaian yang tebal dan mahal dalam kereta dengan satu bas biasa. Rangkaian ini tidak mempunyai banyak pilihan sambungan fizikal, panjang segmen adalah terhad, dan kelajuan penghantaran rendah (sehingga 1 Mbit/s). Walau bagaimanapun, CANBUS ialah gabungan kejayaan penunjuk kualiti dan pelaksanaan harga rendah yang diperlukan untuk automasi kecil dan sederhana. Sistem serupa juga termasuk ModBus, PROFIBUS, FieldBus.

Hari ini, minat pembangun pengawal CAN secara beransur-ansur beralih ke arah automasi rumah.

ATM sebagai teknologi penghantaran data universal

Bukan sia-sia penerangan tentang standard ATM diletakkan di hujung artikel. Ini mungkin salah satu percubaan terakhir, tetapi tidak berjaya untuk memberikan pertempuran kepada Ethernet di medannya. Teknologi-teknologi ini adalah sangat bertentangan antara satu sama lain dari segi sejarah penciptaan, perjalanan pelaksanaan dan ideologi. Jika Ethernet meningkat "dari bawah ke atas, dari khusus kepada umum", meningkatkan kelajuan dan kualiti, mengikut keperluan pengguna, maka ATM dibangunkan dengan cara yang berbeza.

Pada pertengahan 1980-an, American National Standards Institute (ANSI) dan International Consultative Committee on Telephony and Telegraphy (CCITT) mula membangunkan standard ATM (Asynchronous Transfer Mode) sebagai satu set cadangan untuk B-ISDN (Broadband Integrated) rangkaian. Rangkaian Digital Perkhidmatan). Hanya pada tahun 1991, usaha sains akademik memuncak dengan penciptaan Forum ATM, yang masih menentukan perkembangan teknologi. Projek besar pertama yang dibuat menggunakan teknologi ini pada tahun 1994 adalah tulang belakang rangkaian NSFNET yang terkenal, yang sebelum ini menggunakan saluran T3.

Intipati ATM adalah sangat mudah: anda perlu mencampurkan semua jenis lalu lintas (suara, video, data), memampatkannya dan menghantarnya melalui satu saluran komunikasi. Seperti yang dinyatakan di atas, ini dicapai bukan melalui sebarang kejayaan teknikal, tetapi melalui pelbagai kompromi. Dalam beberapa cara ini adalah serupa dengan cara kita menyelesaikan persamaan pembezaan. Data berterusan dibahagikan kepada selang yang cukup kecil untuk melaksanakan operasi pensuisan.

Sememangnya, pendekatan ini sangat merumitkan bukan satu tugas yang mudah pemaju dan pengeluar peralatan sebenar dan tarikh akhir pelaksanaan yang tertangguh tidak boleh diterima untuk pasaran.

Saiz bahagian minimum data (sel - dalam terminologi ATM) dipengaruhi oleh beberapa faktor. Di satu pihak, meningkatkan saiz mengurangkan keperluan kelajuan suis pemproses sel dan meningkatkan kecekapan penggunaan saluran. Sebaliknya, lebih kecil sel, lebih cepat penghantaran adalah mungkin.

Sesungguhnya, semasa satu sel sedang dihantar, yang kedua (walaupun keutamaan tertinggi) sedang menunggu. Matematik yang kuat, mekanisme baris gilir dan keutamaan boleh sedikit melancarkan kesannya, tetapi tidak menghapuskan puncanya. Selepas banyak percubaan, pada tahun 1989 saiz sel ditentukan sebagai 53 bait (5 bait perkhidmatan dan 48 bait data). Ia adalah jelas bahawa untuk kelajuan yang berbeza saiz ini mungkin berbeza-beza. Jika untuk kelajuan dari 25 hingga 155 Mbit/s saiz 53 bait adalah sesuai, maka untuk gigabit 500 bait tidak akan menjadi lebih teruk, dan untuk 10 gigabit 5000 bait juga sesuai. Tetapi dalam kes ini masalah keserasian menjadi tidak dapat diselesaikan. Alasannya sama sekali tidak bersifat akademik - ia adalah had pada kelajuan pensuisan yang menetapkan had teknikal untuk meningkatkan kelajuan ATM melebihi 622 Mbit dan meningkatkan kos secara mendadak pada kelajuan yang lebih rendah.

Kompromi kedua ATM ialah teknologi berorientasikan sambungan. Sebelum sesi penghantaran, saluran maya penghantar-penerima ditubuhkan pada lapisan pautan, yang tidak boleh digunakan oleh stesen lain, manakala dalam teknologi pemultipleksan statistik tradisional tiada sambungan diwujudkan, dan paket dengan alamat yang ditentukan. Untuk melakukan ini, nombor port dan pengecam sambungan, yang terdapat dalam pengepala setiap sel, dimasukkan ke dalam jadual pensuisan. Selepas itu, suis memproses sel masuk berdasarkan ID sambungan dalam pengepalanya. Berdasarkan mekanisme ini, adalah mungkin untuk mengawal selia bagi setiap sambungan daya pengeluaran, kelewatan dan kehilangan data maksimum - iaitu, untuk memastikan kualiti perkhidmatan tertentu.

Semua sifat ini serta keserasian yang baik dengan hierarki SDH membolehkan ATM menjadi standard dengan cepat rangkaian tulang belakang penghantaran data. Tetapi dengan pelaksanaan sepenuhnya semua keupayaan teknologi, masalah besar timbul. Seperti yang telah berlaku lebih daripada sekali, rangkaian tempatan dan aplikasi pelanggan tidak menyokong fungsi ATM, dan tanpa ini, teknologi berkuasa dengan potensi besar ternyata hanya penukaran yang tidak perlu antara dunia IP (pada asasnya Ethernet) dan SDH. Ini adalah situasi yang sangat malang yang cuba diperbetulkan oleh komuniti ATM. Malangnya, terdapat beberapa kesilapan strategik. Walaupun semua kelebihan gentian optik berbanding kabel tembaga, kos tinggi kad antara muka dan port suis menjadikan ATM 155 Mbps sangat mahal untuk digunakan dalam segmen pasaran ini.

Dalam percubaan untuk menentukan penyelesaian berkelajuan rendah untuk sistem desktop, Forum ATM terlibat dalam perdebatan yang merosakkan mengenai kelajuan dan jenis sambungan yang harus disasarkan. Pengilang dibahagikan kepada dua kem: penyokong kabel tembaga dengan kelajuan 25.6 Mbit/s dan penyokong kabel optik dengan kelajuan 51.82 Mbit/s. Selepas beberapa konflik berprofil tinggi (kelajuan yang dipilih pada mulanya ialah 51.82 Mbit/s), Forum ATM mengisytiharkan 25 Mbit/s sebagai standard. Tetapi masa yang berharga telah hilang selama-lamanya. Dalam pasaran teknologi, kami tidak perlu bertemu dengan Ethernet "klasik" dengan medium penghantaran yang dikongsi, tetapi dengan Fast Ethernet dan bertukar 10Base-T (dengan harapan kemunculan suis 100Base-T tidak lama lagi). Harga tinggi, bilangan pengeluar kecil, memerlukan perkhidmatan yang lebih berkelayakan, masalah dengan pemandu, dsb. hanya memburukkan keadaan. Harapan untuk penembusan ke dalam segmen rangkaian korporat runtuh, dan kedudukan pertengahan ATM yang agak lemah telah disatukan untuk beberapa waktu. Ini adalah kedudukannya dalam industri hari ini.

ComputerPress 10"2002

Dalam rangkaian tempatan, peranan utama dalam mengatur interaksi nod adalah kepunyaan protokol lapisan pautan, yang tertumpu pada topologi LCS yang sangat spesifik. Oleh itu, protokol paling popular tahap ini - Ethernet - direka untuk topologi "bas biasa", apabila semua nod rangkaian disambungkan selari dengan bas biasa untuk mereka, dan protokol Token Ring direka untuk topologi "bintang". . Dalam kes ini, mereka memohon struktur ringkas sambungan kabel antara PC rangkaian, dan untuk memudahkan serta mengurangkan kos penyelesaian perkakasan dan perisian, perkongsian kabel oleh semua PC dalam mod perkongsian masa telah dilaksanakan. Penyelesaian mudah sedemikian, ciri-ciri pembangun LCS pertama pada separuh kedua 70-an abad kedua puluh, bersama-sama dengan yang positif, juga mempunyai akibat negatif, yang utamanya adalah batasan prestasi dan kebolehpercayaan.

Oleh kerana dalam LCS dengan topologi paling mudah (bas biasa, gelang, bintang) hanya terdapat satu laluan untuk menghantar maklumat - saluran mono, prestasi Rangkaian dihadkan oleh kapasiti laluan itu, dan kebolehpercayaan rangkaian dihadkan oleh kebolehpercayaan laluan. Oleh itu, apabila skop rangkaian tempatan berkembang dan berkembang dengan bantuan peranti komunikasi khas (jambatan, suis, penghala), sekatan ini ditarik balik secara beransur-ansur. Konfigurasi asas LKS (bas, gelang) telah bertukar menjadi pautan asas dari mana struktur rangkaian tempatan yang lebih kompleks terbentuk, dengan laluan selari dan sandaran antara nod.

Walau bagaimanapun, dalam struktur asas rangkaian tempatan, protokol Ethernet dan Token Ring yang sama terus beroperasi. Penyepaduan struktur (segmen) ini ke dalam rangkaian tempatan yang biasa dan lebih kompleks dijalankan menggunakan peralatan tambahan, dan interaksi PC dalam rangkaian sedemikian dijalankan menggunakan protokol lain.

Dalam pembangunan rangkaian tempatan, sebagai tambahan kepada yang dinyatakan, trend lain telah muncul:

• penolakan perkongsian media penghantaran data dan peralihan untuk digunakan suis aktif, yang mana rangkaian PC disambungkan oleh talian komunikasi individu;
• kemunculan mod operasi baharu dalam LCS apabila menggunakan suis - dupleks penuh (walaupun dalam struktur asas Rangkaian tempatan PC beroperasi dalam mod separuh dupleks, kerana penyesuai rangkaian stesen pada setiap saat sama ada menghantar datanya atau menerima yang lain, tetapi tidak melakukan ini pada masa yang sama). Hari ini, setiap teknologi LCS disesuaikan untuk beroperasi dalam kedua-dua separuh dupleks dan mod dupleks penuh. Penyeragaman protokol LCS telah dijalankan oleh Jawatankuasa 802, yang dianjurkan pada tahun 1980 di Institut IEEE. Piawaian keluarga IEEE 802.X merangkumi hanya dua lapisan bawah model OSI - fizikal dan pautan. Tahap inilah yang mencerminkan spesifik rangkaian tempatan; peringkat kanan, bermula dengan tahap rangkaian, mempunyai ciri umum untuk rangkaian mana-mana kelas.

Pada rangkaian tempatan lapisan pautan dibahagikan kepada dua subperingkat:

• pemindahan data logik ( LLC - Kawalan Pautan Logik);
• kawalan capaian media ( MAC - Kawalan Akses Media).

Protokol sublapisan MAC dan LLC saling berdikari, iaitu setiap protokol sublapisan MAC boleh berfungsi dengan mana-mana protokol sublapisan LLC, dan begitu juga sebaliknya.

Sublapisan MAC menyediakan perkongsian medium penghantaran biasa, dan sublapisan MAC LLC menganjurkan pemindahan kakitangan dengan tahap kualiti perkhidmatan pengangkutan yang berbeza. LCS moden menggunakan beberapa protokol sublapisan MAC yang melaksanakan algoritma berbeza untuk mengakses persekitaran yang dikongsi bersama dan mentakrifkan spesifikasi teknologi Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

Protokol LLC. Bagi LKS, protokol ini memastikan kualiti perkhidmatan pengangkutan yang diperlukan. Ia menduduki kedudukan antara protokol rangkaian dan protokol sublapisan MAC. Mengikut protokol LLC bingkai dihantar sama ada melalui kaedah datagram atau menggunakan prosedur yang mewujudkan sambungan antara stesen rangkaian berinteraksi dan memulihkan bingkai dengan menghantar semula jika ia mengandungi herotan.

Teknologi Ethernet (standard 802.3). Ini ialah piawai rangkaian tempatan yang paling biasa. Kebanyakan LCS kini beroperasi menggunakan protokol ini. Terdapat beberapa varian dan pengubahsuaian teknologi Ethernet, yang membentuk seluruh keluarga teknologi. Daripada jumlah ini, yang paling terkenal ialah versi 10 megabit standard IEEE 802.3, serta teknologi berkelajuan tinggi baharu Fast Ethernet dan Gigabit Ethernet. Semua pilihan dan pengubahsuaian ini berbeza dalam jenis fizikal media penghantaran data.

Semua jenis standard Ethernet menggunakan kaedah yang sama untuk mengakses medium penghantaran - kaedah akses rawak CSMA/CD. Ia digunakan secara eksklusif dalam rangkaian dengan bas logik biasa, yang beroperasi dalam mod akses berbilang dan digunakan untuk memindahkan data antara mana-mana dua nod rangkaian. Kaedah capaian ini bersifat probabilistik: kebarangkalian untuk mendapatkan medium penghantaran yang anda gunakan bergantung pada kesesakan rangkaian. Apabila rangkaian dimuatkan dengan banyak, keamatan perlanggaran meningkat dan daya pemprosesan bergunanya menurun dengan mendadak.

Jalur Lebar Rangkaian Boleh Digunakan- Ini kelajuan penghantaran data pengguna yang dibawa oleh medan data bingkai. Ia sentiasa kurang daripada kadar bit nominal Protokol Ethernet disebabkan oleh maklumat overhed bingkai, selang antara bingkai dan menunggu akses kepada medium. Pekali penggunaan rangkaian jika tiada perlanggaran dan akses menunggu mempunyai nilai maksimum 0.96.

Teknologi Ethernet menyokong 4 jenis yang berbeza bingkai yang mempunyai format alamat yang sama. Pengecaman jenis bingkai dijalankan secara automatik.

Semua piawaian Ethernet mempunyai ciri dan batasan berikut:

• daya tampung nominal - 10 Mbit/s;
• bilangan maksimum PC dalam rangkaian ialah 1024;
• jarak maksimum antara nod dalam rangkaian ialah 2500 m;
• bilangan maksimum segmen rangkaian sepaksi ialah 5;
• panjang segmen maksimum - dari 100 m (untuk 10Base -T) hingga 2000 m (untuk 10Base -F);
• bilangan maksimum pengulang antara mana-mana stesen rangkaian ialah 4.

Teknologi Token Ring (standard 802.5). Dikongsi digunakan di sini medium penghantaran, yang terdiri daripada segmen kabel yang menyambungkan semua rangkaian PC ke dalam gelang. Akses deterministik digunakan pada gelang (sumber kongsi biasa), berdasarkan pemindahan hak untuk menggunakan gelang ke stesen dalam susunan tertentu. Hak ini disampaikan melalui penanda. Kaedah capaian token menjamin setiap akses PC kepada gelang dalam masa putaran token. Sistem pemilikan penanda keutamaan digunakan - daripada 0 (keutamaan terendah) hingga 7 (tertinggi). Keutamaan untuk bingkai semasa ditentukan oleh stesen itu sendiri, yang boleh merampas cincin jika tiada bingkai keutamaan yang lebih tinggi di dalamnya.

Dalam rangkaian Token Ring sebagai fizikal media penghantaran data Pasangan terpiuh terlindung dan tidak terlindung serta kabel gentian optik digunakan. Rangkaian beroperasi pada dua kadar bit - 4 dan 16 Mbit/s, dan dalam satu gelang semua PC mesti beroperasi pada kelajuan yang sama. Panjang maksimum gelang ialah 4 km, dan bilangan maksimum PC dalam gelang ialah 260. Sekatan pada panjang maksimum gelang adalah berkaitan dengan masa penanda membelok gelang. Jika terdapat 260 stesen dalam gelang dan masa penanda dipegang oleh setiap stesen ialah 10 ms, maka penanda, selepas melengkapkan putaran penuh, akan kembali ke monitor aktif dalam 2.6 s. Apabila menghantar mesej yang panjang, dibahagikan, sebagai contoh, kepada 50 bingkai, mesej ini akan diterima oleh penerima dalam kes terbaik (apabila hanya PC penghantar aktif) selepas 260 s, yang tidak selalu diterima oleh pengguna.

Saiz bingkai maksimum dalam standard 802.5 tidak ditentukan. Ia biasanya diambil sebagai 4 KB untuk rangkaian 4 Mbit/s dan 16 KB untuk rangkaian 16 Mbit/s.

Rangkaian 16 Mbit/s juga menggunakan algoritma capaian cincin yang lebih cekap. Ini ialah algoritma keluaran token awal (ETR): stesen menghantar token akses ke stesen seterusnya sejurus selepas bit terakhir bingkainya telah menyelesaikan penghantaran, tanpa menunggu bingkai dan token yang diduduki kembali mengelilingi gelanggang. Dalam kes ini, bingkai dari beberapa stesen akan dihantar serentak di sepanjang cincin, yang meningkatkan kecekapan penggunaan kapasiti cincin dengan ketara. Sudah tentu, dalam kes ini, pada bila-bila masa, hanya RS yang pada masa itu memiliki token akses boleh menjana bingkai ke dalam gelang, dan stesen lain hanya akan menyampaikan bingkai orang lain.

Teknologi Token Ring (teknologi rangkaian ini dibangunkan pada tahun 1984 oleh IBM) adalah jauh lebih kompleks daripada teknologi Ethernet. Ia mengandungi keupayaan toleransi kesalahan: disebabkan maklum balas berdering, salah satu stesen (monitor aktif) sentiasa memantau kehadiran token, masa pemulihan token dan bingkai data, ralat yang dikesan dalam rangkaian dihapuskan secara automatik, contohnya, a token yang hilang boleh dipulihkan. Jika monitor aktif gagal, monitor aktif baru dipilih dan prosedur pemula deringan diulang.

Piawaian Token Ring pada mulanya disediakan untuk membina sambungan dalam rangkaian menggunakan hab yang dipanggil MAU, iaitu peranti capaian berbilang. Hab boleh menjadi pasif (menghubungkan port sambungan dalaman supaya PC yang disambungkan ke port ini membentuk gelang, dan juga menyediakan pintasan port jika komputer yang disambungkan ke port ini dimatikan) atau aktif (melaksanakan fungsi penjanaan semula isyarat dan oleh itu kadangkala dipanggil pengulang).

Rangkaian Token Ring dicirikan oleh topologi cincin bintang: PC disambungkan ke hab menggunakan topologi bintang, dan hab itu sendiri digabungkan melalui port Ring In (RI) dan Ring Out (RO) khas untuk membentuk tulang belakang cincin fizikal. Rangkaian Token Ring boleh dibina berdasarkan beberapa gelang, dipisahkan oleh jambatan, rangka penghalaan kepada penerima (setiap bingkai dilengkapi dengan medan dengan laluan gelang).

Baru-baru ini, teknologi Token Ring, melalui usaha IBM, menerima perkembangan baharu: versi baharu teknologi ini telah dicadangkan ( HSTR), menyokong kadar bit 100 dan 155 Mbit/s. Pada masa yang sama, ciri utama teknologi Token Ring 16 Mbit/s dipelihara.

teknologi FDDI. Ini adalah teknologi LCS pertama yang menggunakan kabel gentian optik untuk menghantar data. Ia muncul pada tahun 1988 dan nama rasminya ialah antara muka data teragih gentian optik ( Antara Muka Data Teragih Gentian, FDDI). Pada masa ini, sebagai tambahan kepada kabel gentian optik, kabel pasangan terpiuh tidak terlindung digunakan sebagai medium fizikal.

Teknologi FDDI direka untuk digunakan pada sambungan tulang belakang antara rangkaian, untuk menyambung pelayan berprestasi tinggi ke rangkaian, dalam rangkaian korporat dan metropolitan. Oleh itu, ia memberikan yang tinggi kelajuan penghantaran data (100 Mbit/s), toleransi kesalahan pada tahap protokol dan jarak jauh antara nod rangkaian. Semua ini menjejaskan kos penyambungan ke rangkaian: teknologi ini ternyata terlalu mahal untuk menyambungkan komputer pelanggan.

Terdapat kesinambungan yang ketara antara Token Ring dan FDDI. Idea utama teknologi Token Ring telah diterima pakai dan menerima penambahbaikan dan pembangunan dalam teknologi

Teknologi untuk membina rangkaian komputer tempatan berubah dengan agak cepat, menyesuaikan diri dengan keperluan pengguna. Kini tiada siapa yang mahu menunggu berjam-jam semasa filem kegemaran mereka dimuat turun atau persembahan dipindahkan jumlah yang besar gambar-gambar. Rangkaian moden membolehkan anda meningkatkan kualiti sambungan dengan komputer dan peranti lain supaya kelajuan memuat turun kebanyakan bahan kepada pengguna kelihatan sama seperti dari cakera keras.

Teknologi asas rangkaian tempatan

Teknologi asas untuk membina rangkaian tempatan, juga dipanggil seni bina, boleh dibahagikan kepada dua generasi. Generasi pertama menyediakan kadar pemindahan data rendah dan sederhana, yang kedua - tinggi.

Generasi pertama teknologi termasuk teknologi yang beroperasi menggunakan kabel dengan teras tembaga:

• ARC net (kelajuan sehingga 2.5 Mbit/s);
• Ethernet (sehingga 10 Mbit/s);
• Cincin Token (sehingga 16 Mbit/s).

Seni bina generasi kedua adalah berdasarkan terutamanya pada talian gentian optik, dan beberapa varian dibina menggunakan kabel tembaga berkualiti tinggi. Ini termasuk:

• FDDI (sehingga 100 Mbit/s);
• ATM (sehingga 155 Mbit/s);
• Ethernet Pantas (sehingga 100 Mbit/s);
• Gigabit Ethernet (sehingga 1000 Mbit/s).

Teknologi untuk membina rangkaian tempatan

Teknologi rangkaian membayangkan penggunaan set minimum protokol standard dan perisian serta perkakasan yang diperlukan untuk menyokongnya. Terdapat banyak protokol yang berbeza, tetapi yang paling popular adalah yang dibangunkan berdasarkan Ethernet, FDDI, Token-Ring, Arcnet.

Yang paling popular ialah teknologi Ethernet dan variannya yang lebih moden. Untuk membinanya, kabel sepaksi nipis dan tebal digunakan, serta pasangan berpintal, yang lebih mudah dipasang dan diselenggara.

Teknologi untuk menyediakan rangkaian kawasan setempat

Teknologi yang paling biasa hari ini ialah Seni bina Ethernet, pilihan Fast Ethernet dan Gigabit Ethernet berkelajuan tinggi mudah digabungkan antara satu sama lain dan dengannya menjadi satu rangkaian, yang memudahkan tugas penskalaan. Kelajuan pemindahan data dalam rangkaian sedemikian bergantung pada jenis kabel. Pilihan terdiri daripada kabel sepaksi nipis kepada kabel gentian optik berbilang mod pada kelajuan isyarat cahaya sehingga 1300 nm.

• Rangkaian seperti Arcnet sudah lapuk dan memberikan kelajuan rendah (2.5 Mbit/s). Tetapi mereka masih boleh didapati di beberapa perusahaan, kerana mereka pernah mendapat permintaan yang tinggi. Ini sangat rangkaian yang boleh dipercayai dengan penyesuai kos rendah dan fleksibiliti dalam konfigurasi. Biasanya mempunyai topologi bas atau bintang pasif.
• Rangkaian Token-Ring jenis cincin itu sendiri juga kembali ke dalam sejarah LAN, tetapi anda perlu tahu mengenainya, kerana ia menjadi asas dan prototaip rangkaian token generasi baharu standard FDDI.
• Rangkaian FDDI (Antara Muka Data Teragih Gentian) dengan kaedah capaian token menggunakan kabel gentian optik. Ia adalah seni bina berkelajuan tinggi yang boleh menyokong sehingga 1000 pelanggan. Dalam kes ini, panjang maksimum cincin tidak boleh lebih daripada 20 kilometer, dan jarak antara pelanggan hendaklah tidak lebih daripada 2 km. Ciri-ciri ini menjadikannya sesuai untuk melengkapkan perusahaan sederhana dan kecil dengan bilangan pekerjaan yang kecil.

Pembangun teknologi rangkaian tempatan

Kebanyakan teknologi untuk membina rangkaian tempatan datang ke Rusia dari luar negara.

• Piawaian Arcnet telah dibangunkan oleh Datapoint di bawah arahan jurutera John Murphy, dan telah diperkenalkan kepada orang ramai pada tahun 1977.
• Piawaian Ethernet telah diperkenalkan oleh syarikat Amerika Xerox pada tahun 1975; rangkaian generasi kedua dibangunkan oleh DEC, Intel dan Xerox, itulah sebabnya ia dikenali sebagai Ethernet DIX. Pada asasnya, protokol IEEE 802.3 telah dibangunkan, yang kini digunakan, antara lain, untuk membina rangkaian wayarles.
• Piawaian Token-Ring telah dicipta oleh IBM khusus untuk komputer yang dihasilkannya. Tetapi kerana terdapat banyak peranti di pasaran jenama yang berbeza, maka ia tidak mendapat perkembangan yang meluas.
• Piawaian FDDI muncul pada pertengahan 1980-an dan menjadi asas untuk membina rangkaian generasi kedua, walaupun ia berdasarkan teknologi Token-Ring, yang menggunakan token maklumat untuk memindahkannya dari komputer ke komputer. Piawaian ini dibangunkan oleh ANSI dan segera menyokong kadar pemindahan data 100 Mbps melalui kabel gentian optik dwi.

Baca artikel kami yang lain:

Untuk memahami bagaimana ia berfungsi rangkaian tempatan, adalah perlu untuk memahami konsep seperti teknologi rangkaian.

Teknologi rangkaian terdiri daripada dua komponen: protokol rangkaian dan perkakasan yang menjadikan protokol ini berfungsi. Protokol pula, adalah satu set "peraturan" dengan bantuan komputer di rangkaian boleh berhubung antara satu sama lain dan bertukar maklumat. Dengan bantuan teknologi rangkaian kami mempunyai Internet, terdapat sambungan setempat antara komputer di rumah anda. Lagi teknologi rangkaian dipanggil asas, tetapi juga mempunyai nama lain yang indah - seni bina rangkaian.

Seni bina rangkaian mentakrifkan beberapa parameter rangkaian, yang anda perlukan sedikit idea untuk memahami struktur rangkaian tempatan:

1) Kelajuan pemindahan data. Menentukan berapa banyak maklumat, biasanya diukur dalam bit, boleh dihantar melalui rangkaian dalam masa tertentu.

2) Format bingkai rangkaian. Maklumat yang dihantar melalui rangkaian wujud dalam bentuk yang dipanggil "bingkai" - paket maklumat. Rangka rangkaian dalam teknologi rangkaian yang berbeza mempunyai format yang berbeza bagi paket maklumat yang dihantar.

3) Jenis pengekodan isyarat. Menentukan bagaimana, menggunakan impuls elektrik, maklumat dikodkan dalam rangkaian.

4)Medium penghantaran. Ini ialah bahan (biasanya kabel) yang melaluinya aliran maklumat - bahan yang sama yang akhirnya dipaparkan pada skrin monitor kami.

5) Topologi rangkaian. Ini ialah gambar rajah rangkaian di mana terdapat "tepi", iaitu kabel, dan "bucu" - komputer yang mana kabel ini terbentang. Tiga jenis utama reka bentuk rangkaian adalah biasa: cincin, bas dan bintang.

6)Kaedah capaian kepada medium penghantaran data. Tiga kaedah untuk mengakses medium rangkaian digunakan: kaedah deterministik, kaedah capaian rawak dan penghantaran keutamaan. Yang paling biasa ialah kaedah deterministik, di mana, menggunakan algoritma khas, masa penggunaan medium penghantaran dibahagikan di antara semua komputer yang terletak di medium. Dalam kaedah capaian rangkaian rawak, komputer bersaing untuk mengakses rangkaian. Kaedah ini mempunyai beberapa kelemahan. Salah satu kelemahan ini ialah kehilangan sebahagian daripada maklumat yang dihantar akibat perlanggaran paket maklumat dalam rangkaian. Akses keutamaan menyediakan, dengan itu, jumlah maklumat yang paling banyak kepada stesen keutamaan yang telah ditetapkan.

Set parameter ini menentukanteknologi rangkaian.

Teknologi rangkaian kini meluas IEEE802.3/Ethernet. Ia telah menjadi meluas terima kasih kepada teknologi yang mudah dan murah. Ia juga popular kerana fakta bahawa perkhidmatan rangkaian sedemikian lebih mudah. Topologi rangkaian Ethernet biasanya dibina dalam bentuk "bintang" atau "bas". Media penghantaran dalam rangkaian sedemikian menggunakan kedua-dua nipis dan tebal kabel sepaksi, dan pasangan terpiuh dan kabel gentian optik. Panjang rangkaian Ethernet biasanya berkisar antara 100 hingga 2000 meter. Kelajuan pemindahan data dalam rangkaian sedemikian biasanya kira-kira 10 Mbit/s. Rangkaian Ethernet biasanya menggunakan kaedah capaian CSMA/CD, yang merujuk kepada kaedah capaian rangkaian rawak terdesentralisasi.

Terdapat juga pilihan rangkaian berkelajuan tinggi Ethernet: IEEE802.3u/Fast Ethernet dan IEEE802.3z/Gigabit Ethernet, menyediakan kadar pemindahan data sehingga 100 Mbit/s dan sehingga 1000 Mbit/s, masing-masing. Dalam rangkaian ini, medium penghantaran adalah terutamanya gentian optik, atau pasangan terpiuh terlindung.

Terdapat juga teknologi rangkaian yang kurang biasa, tetapi masih digunakan secara meluas.

Teknologi rangkaian IEEE802.5/Token-Ring dicirikan oleh fakta bahawa semua bucu atau nod (komputer) dalam rangkaian sedemikian disatukan dalam gelang, menggunakan kaedah token untuk mengakses rangkaian, menyokong pasangan terpiuh terlindung dan tidak terlindung, dan gentian optik sebagai medium penghantaran. Kelajuan dalam rangkaian Token-Ring adalah sehingga 16 Mbit/s. Bilangan maksimum nod dalam cincin sedemikian ialah 260, dan panjang keseluruhan rangkaian boleh mencapai 4000 meter.

Baca bahan berikut mengenai topik:

Rangkaian tempatan IEEE802.4/ArcNet istimewa kerana ia menggunakan kaedah capaian menggunakan pemindahan kuasa untuk memindahkan data. Rangkaian ini adalah antara yang tertua dan sebelum ini popular di dunia. Populariti ini disebabkan oleh kebolehpercayaan dan kos rangkaian yang rendah. Pada masa kini, teknologi rangkaian sedemikian kurang biasa, kerana kelajuan dalam rangkaian sedemikian agak rendah - kira-kira 2.5 Mbit/s. Seperti kebanyakan rangkaian lain, ia menggunakan pasangan terpiuh terlindung dan tidak terlindung serta kabel gentian optik sebagai medium penghantaran, yang boleh membentuk rangkaian sehingga 6000 meter panjang dan merangkumi sehingga 255 pelanggan.

Seni bina rangkaian FDDI (Antara Muka Data Teragih Gentian), berdasarkan IEEE802.4/ArcNet dan sangat popular kerana kebolehpercayaannya yang tinggi. Teknologi rangkaian ini termasuk dua gelang gentian optik, panjang sehingga 100 km. Ini juga memastikan kelajuan pemindahan data yang tinggi pada rangkaian - kira-kira 100 Mbit/s. Tujuan mencipta dua gelang gentian optik ialah salah satu gelang membawa laluan dengan data berlebihan. Ini mengurangkan peluang kehilangan maklumat yang dihantar. Rangkaian sedemikian boleh mempunyai sehingga 500 pelanggan, yang juga merupakan kelebihan berbanding teknologi rangkaian lain.

Teknologi rangkaian rangkaian tempatan

Dalam rangkaian tempatan, sebagai peraturan, medium penghantaran data yang dikongsi (mono-saluran) digunakan dan peranan utama dimainkan oleh protokol lapisan fizikal dan pautan data, memandangkan tahap ini paling baik mencerminkan spesifik rangkaian tempatan.

Teknologi rangkaian ialah set protokol dan perisian dan perkakasan standard yang dipersetujui yang melaksanakannya, mencukupi untuk membina rangkaian komputer. Teknologi rangkaian dipanggil teknologi teras atau seni bina rangkaian.

Seni bina rangkaian menentukan topologi dan kaedah capaian kepada medium penghantaran data, sistem kabel atau medium penghantaran data, format bingkai rangkaian, jenis pengekodan isyarat, dan kelajuan penghantaran. Dalam rangkaian komputer moden, teknologi atau seni bina rangkaian seperti: Ethernet, Token-Ring, ArcNet, FDDI telah meluas.

Teknologi rangkaian IEEE802.3/Ethernet

Pada masa ini, seni bina ini adalah yang paling popular di dunia. Populariti dipastikan oleh teknologi yang mudah, boleh dipercayai dan murah. Rangkaian Ethernet klasik menggunakan dua jenis kabel sepaksi standard (tebal dan nipis).

Walau bagaimanapun, versi Ethernet yang menggunakan pasangan terpiuh sebagai medium penghantaran telah menjadi semakin meluas, kerana pemasangan dan penyelenggaraannya lebih mudah. Rangkaian Ethernet menggunakan topologi bas dan bintang pasif, dan kaedah capaian ialah CSMA/CD.

Piawaian IEEE802.3, bergantung pada jenis medium penghantaran data, mempunyai pengubahsuaian:

 10BASE5 (kabel sepaksi tebal) - menyediakan kadar pemindahan data 10 Mbit/s dan panjang segmen sehingga 500 m;

 10BASE2 (kabel sepaksi nipis) - menyediakan kadar pemindahan data 10 Mbit/s dan panjang segmen sehingga 200 m;;

 10BASE-T (unshielded twisted pair) - membolehkan anda mencipta rangkaian menggunakan topologi bintang. Jarak dari hab ke nod akhir adalah sehingga 100m. Jumlah bilangan nod tidak boleh melebihi 1024;

 10BASE-F (kabel gentian optik) - membolehkan anda membuat rangkaian menggunakan topologi bintang. Jarak dari hab ke nod hujung adalah sehingga 2000m.
Dalam pembangunan teknologi Ethernet, pilihan berkelajuan tinggi telah dicipta: IEEE802.3u/Fast Ethernet dan IEEE802.3z/Gigabit Ethernet. Topologi utama yang digunakan dalam rangkaian Fast Ethernet dan Gigabit Ethernet ialah bintang pasif.

Teknologi rangkaian Fast Ethernet menyediakan kelajuan penghantaran 100 Mbit/s dan mempunyai tiga pengubahsuaian:

 100BASE-T4 - menggunakan pasangan berpintal tanpa pelindung (quad twisted pair). Jarak dari hab ke nod akhir adalah sehingga 100m;

 100BASE-TX - menggunakan dua pasangan terpiuh (unshielded dan shielded). Jarak dari hab ke nod akhir adalah sehingga 100m;

 100BASE-FX - menggunakan kabel gentian optik (dua gentian dalam kabel). Jarak dari hab ke nod akhir adalah sehingga 2000m; .

Gigabit Ethernet – menyediakan kelajuan pemindahan 1000 Mbit/s. Pengubahsuaian standard berikut wujud:

 1000BASE-SX - menggunakan kabel gentian optik dengan panjang gelombang isyarat cahaya 850 nm.

 1000BASE-LX - menggunakan kabel gentian optik dengan panjang gelombang isyarat cahaya 1300 nm.

 1000BASE-CX – menggunakan kabel pasangan terpiuh terlindung.

 1000BASE-T – menggunakan kabel pasangan terpiuh quad unshielded.
Rangkaian pantas Ethernet dan Gigabit Ethernet serasi dengan rangkaian berdasarkan standard Ethernet, jadi mudah dan ringkas untuk menyambungkan segmen Ethernet, Fast Ethernet dan Gigabit Ethernet ke dalam satu rangkaian komputer.

Satu-satunya kelemahan rangkaian ini ialah kekurangan jaminan masa akses kepada medium (dan mekanisme yang menyediakan perkhidmatan keutamaan), yang menjadikan rangkaian tidak menjanjikan untuk menyelesaikan masalah teknologi masa nyata. Masalah tertentu kadangkala dicipta oleh pengehadan pada medan data maksimum, bersamaan dengan ~1500 bait.

Skim pengekodan yang berbeza digunakan untuk kelajuan Ethernet yang berbeza, tetapi algoritma akses dan format bingkai kekal tidak berubah, yang menjamin keserasian perisian.

Bingkai Ethernet mempunyai format yang ditunjukkan dalam Rajah.

Format Bingkai Ethernet (nombor di bahagian atas rajah menunjukkan saiz medan dalam bait)

Padang mukadimah mengandungi 7 bait 0xAA dan berfungsi untuk menstabilkan dan menyegerakkan persekitaran (selang seli CD1 dan CD0 dengan CD0 akhir), diikuti dengan medan SFD(mula pembatas bingkai = 0xab), yang bertujuan untuk mengesan permulaan bingkai. Padang EFD(pembatas bingkai akhir) menentukan hujung bingkai. Padang checksum (CRC- semakan redundansi kitaran), serta mukadimah, SFD dan EFD, dijana dan dikawal pada tahap perkakasan. Beberapa pengubahsuaian protokol tidak menggunakan medan efd. Medan yang tersedia untuk pengguna bermula dari alamat penerima dan berakhir dengan padang maklumat, inklusif. Selepas crc terdapat jurang antara paket (IPG - jurang antara paket) sepanjang 9.6 μsec atau lebih. Saiz bingkai maksimum ialah 1518 bait (mukadimah, medan SFD dan EFD tidak disertakan). Antara muka melihat semua paket yang bergerak di sepanjang segmen kabel yang mana ia disambungkan untuk menentukan sama ada pakej yang diterima dan kepada siapa ia ditujukan, seseorang hanya boleh menerimanya secara keseluruhan. Ketepatan paket mengikut CRC, panjang dan berbilang bilangan integer bait dibuat selepas menyemak alamat destinasi.

Apabila komputer disambungkan ke rangkaian terus menggunakan suis, sekatan pada panjang bingkai minimum secara teorinya dialih keluar. Tetapi bekerja dengan bingkai yang lebih pendek dalam kes ini akan menjadi mungkin hanya dengan menggantikan antara muka rangkaian dengan yang tidak standard (kedua-duanya untuk pengirim dan penerima)!

Jika dalam medan bingkai protokol/jenis Jika kod kurang daripada 1500, maka medan ini mencirikan panjang bingkai. Jika tidak, ia adalah kod protokol yang paketnya dikapsulkan dalam bingkai Ethernet.

Akses kepada saluran Ethernet adalah berdasarkan algoritma CSMA/CD (akses berbilang pembawa dengan pengesanan perlanggaran).Dalam Ethernet, mana-mana stesen yang disambungkan ke rangkaian boleh cuba untuk mula menghantar paket (bingkai) jika segmen kabel yang disambungkan adalah percuma. Antara muka menentukan sama ada segmen itu bebas dengan ketiadaan "pembawa" selama 9.6 μsec. Oleh kerana bit pertama paket tidak sampai ke seluruh stesen rangkaian secara serentak, mungkin berlaku bahawa dua atau lebih stesen cuba menghantar, terutamanya kerana kelewatan dalam pengulang dan kabel boleh mencapai nilai yang agak besar. Perlawanan percubaan sedemikian dipanggil perlanggaran. Perlanggaran diiktiraf dengan kehadiran isyarat dalam saluran, tahap yang sepadan dengan operasi dua atau lebih transceiver secara serentak. Apabila perlanggaran dikesan, stesen mengganggu penghantaran. Percubaan boleh disambung semula selepas kelewatan (gandaan 51.2 μs, tetapi tidak melebihi 52 ms), yang nilainya ialah pembolehubah rawak pseudo dan dikira secara bebas oleh setiap stesen (t= RAND(0.2 min(n,10) )), di mana n - kandungan kaunter percubaan, dan nombor 10 adalah backofflimit).

Biasanya, selepas perlanggaran, masa dibahagikan kepada beberapa domain diskret dengan panjang sama dengan dua kali masa penyebaran paket dalam segmen (RTT). Untuk RTT maksimum yang mungkin, kali ini ialah kitaran 512 bit. Selepas perlanggaran pertama, setiap stesen menunggu 0 atau 2 domain masa sebelum mencuba lagi. Selepas perlanggaran kedua, setiap stesen boleh menunggu 0, 1, 2 atau 3 domain masa, dsb. Selepas perlanggaran ke-n, nombor rawak terletak dalam julat 0 - (2 n - 1). Selepas 10 perlanggaran, kelajuan pengatup rawak maksimum berhenti meningkat dan kekal pada 1023.

Oleh itu, lebih panjang segmen kabel, lebih lama masa capaian purata.

Selepas menunggu, stesen menambah satu kaunter percubaan dan memulakan penghantaran seterusnya. Had cuba semula lalai ialah 16; jika bilangan percubaan semula dicapai, sambungan ditamatkan dan mesej yang sepadan dipaparkan. Bingkai panjang yang dihantar membantu "menyegerakkan" permulaan penghantaran paket oleh beberapa stesen. Sesungguhnya, semasa masa penghantaran, dengan kebarangkalian yang ketara, keperluan untuk penghantaran di dua atau lebih stesen mungkin timbul. Sebaik sahaja mereka mengesan penyiapan paket, pemasa IPG akan didayakan. Nasib baik, maklumat mengenai penyiapan penghantaran paket tidak sampai ke stesen segmen pada masa yang sama. Tetapi kelewatan ini juga bermakna fakta bahawa salah satu stesen telah mula menghantar paket baru tidak diketahui dengan segera. Jika beberapa stesen terlibat dalam perlanggaran, mereka boleh memberitahu stesen lain dengan menghantar isyarat jem (jam - sekurang-kurangnya 32 bit). Kandungan 32 bit ini tidak dikawal. Susunan ini mengurangkan kemungkinan perlanggaran berulang. Punca sejumlah besar perlanggaran (sebagai tambahan kepada lebihan maklumat) boleh menjadi jumlah panjang terlarang bagi segmen kabel logik, juga nombor besar pengulang, pemutus kabel, kekurangan terminator (penamatan kabel 50-ohm) atau pincang fungsi salah satu antara muka. Tetapi perlanggaran itu sendiri bukanlah sesuatu yang negatif - ia adalah mekanisme yang mengawal akses kepada persekitaran rangkaian.

Dalam Ethernet, jika penyegerakan tersedia, algoritma berikut:

A.

1. Jika saluran itu bebas, terminal menghantar satu paket dengan kebarangkalian 1.
2. Jika saluran sibuk, terminal menunggu untuk menjadi percuma dan kemudian menghantar.

B.

1. Jika saluran adalah percuma, terminal menghantar paket.
2. Jika saluran sibuk, terminal menentukan masa percubaan penghantaran seterusnya. Masa kelewatan ini boleh ditentukan oleh beberapa taburan statistik.

DALAM.

1. Jika saluran itu bebas, terminal menghantar paket dengan kebarangkalian p, dan dengan kebarangkalian 1-p ia menangguhkan penghantaran selama t saat (contohnya, ke domain masa berikutnya).
2. Apabila mencuba lagi saluran percuma algoritma tidak berubah.
3. Jika saluran sibuk, terminal menunggu sehingga saluran itu bebas, selepas itu ia bertindak semula mengikut algoritma di titik 1.

Algoritma A kelihatan menarik pada pandangan pertama, tetapi ia mengandungi kemungkinan perlanggaran dengan kebarangkalian 100%. Algoritma B dan C lebih teguh terhadap masalah ini.

Keberkesanan algoritma CSMA bergantung pada seberapa cepat pihak pemancar mengetahui fakta perlanggaran dan mengganggu penghantaran, kerana kesinambungan adalah sia-sia - data sudah rosak. Masa ini bergantung pada panjang segmen rangkaian dan kelewatan dalam peralatan segmen. Dua kali nilai kelewatan menentukan panjang minimum paket yang dihantar dalam rangkaian sedemikian. Jika paket lebih pendek, ia boleh dihantar tanpa pihak yang menghantar mengetahui ia rosak akibat perlanggaran. Untuk rangkaian tempatan Ethernet moden, dibina pada suis dan sambungan dupleks penuh, masalah ini tidak relevan

Untuk menjelaskan kenyataan ini, pertimbangkan kes apabila salah satu stesen (1) menghantar paket ke komputer paling jauh (2) dalam segmen rangkaian tertentu. Biarkan masa perambatan isyarat ke mesin ini sama dengan T. Mari kita andaikan juga bahawa mesin (2) cuba mula menghantar tepat pada saat paket tiba dari stesen (1). Dalam kes ini, stesen (1) mengetahui tentang perlanggaran hanya 2T selepas permulaan penghantaran (masa perambatan isyarat dari (1) hingga (2) ditambah masa perambatan isyarat perlanggaran dari (2) hingga (1)). Perlu diambil kira bahawa pendaftaran perlanggaran adalah proses analog dan stesen pemancar mesti "mendengar" isyarat dalam kabel semasa proses penghantaran, membandingkan hasil bacaan dengan apa yang dipancarkannya. Adalah penting bahawa skema pengekodan isyarat membenarkan pengesanan perlanggaran. Sebagai contoh, jumlah dua isyarat dengan tahap 0 tidak akan membenarkan ini dilakukan. Anda mungkin berfikir bahawa menghantar paket pendek dengan rasuah akibat perlanggaran bukanlah masalah besar; kawalan penghantaran dan penghantaran semula boleh menyelesaikan masalah.

Ia hanya perlu diambil kira bahawa penghantaran semula sekiranya berlaku perlanggaran yang didaftarkan oleh antara muka dijalankan oleh antara muka itu sendiri, dan penghantaran semula dalam kes kawalan penghantaran respons dilakukan oleh proses aplikasi, yang memerlukan sumber pemproses pusat stesen kerja.

Masa putaran dua kali dan pengesanan perlanggaran

Pengiktirafan jelas perlanggaran oleh semua stesen rangkaian adalah syarat yang perlu operasi yang betul Rangkaian Ethernet. Jika mana-mana stesen pemancar tidak mengenali perlanggaran dan memutuskan bahawa ia menghantar bingkai data dengan betul, maka bingkai data ini akan hilang. Disebabkan pertindihan isyarat semasa perlanggaran, maklumat bingkai akan diherotkan, dan ia akan ditolak oleh stesen penerima (mungkin disebabkan ketidakpadanan checksum). Kemungkinan besar, maklumat yang rosak akan dihantar semula oleh beberapa protokol lapisan atas, seperti pengangkutan berorientasikan sambungan atau protokol aplikasi. Tetapi penghantaran semula mesej oleh protokol peringkat atas akan berlaku selepas selang masa yang lebih lama (kadangkala walaupun selepas beberapa saat) berbanding dengan selang mikrosaat yang dikendalikan oleh protokol Ethernet. Oleh itu, jika perlanggaran tidak diiktiraf dengan pasti oleh nod rangkaian Ethernet, ini akan membawa kepada penurunan ketara dalam daya pemprosesan berguna rangkaian ini.

Untuk pengesanan perlanggaran yang boleh dipercayai, perhubungan berikut mesti dipenuhi:

T min >=PDV,

di mana T min ialah masa penghantaran bingkai dengan panjang minimum, dan PDV ialah masa di mana isyarat perlanggaran berjaya merambat ke nod terjauh dalam rangkaian. Oleh kerana dalam kes yang paling teruk isyarat mesti bergerak dua kali antara yang paling banyak kawan yang jauh antara satu sama lain oleh stesen rangkaian (isyarat yang tidak diherotkan melalui satu arah, dan dalam perjalanan pulang isyarat yang telah diherotkan oleh perlanggaran merambat), maka kali ini dipanggil masa revolusi berganda (Nilai Lengah Laluan, PDV).

Jika syarat ini dipenuhi, stesen pemancar mesti dapat mengesan perlanggaran yang disebabkan oleh bingkai yang dihantar walaupun sebelum ia selesai menghantar bingkai ini.

Jelas sekali, pemenuhan syarat ini bergantung, di satu pihak, pada panjangnya bingkai minimum dan kapasiti rangkaian, dan sebaliknya, pada panjang sistem kabel rangkaian dan kelajuan perambatan isyarat dalam kabel (kelajuan ini berbeza sedikit untuk jenis kabel yang berbeza).

Semua parameter protokol Ethernet dipilih sedemikian rupa sehingga semasa operasi normal nod rangkaian, perlanggaran sentiasa dikenali dengan jelas. Apabila memilih parameter, sudah tentu, hubungan di atas diambil kira, menghubungkan panjang bingkai minimum dan jarak maksimum antara stesen dalam segmen rangkaian.

Piawaian Ethernet mengandaikan bahawa panjang minimum medan data bingkai ialah 46 bait (yang, bersama-sama dengan medan perkhidmatan, memberikan panjang bingkai minimum 64 bait, dan bersama-sama dengan mukadimah - 72 bait atau 576 bit). Dari sini had jarak antara stesen boleh ditentukan.

Jadi, dalam 10 Mbit Ethernet, masa penghantaran panjang bingkai minimum ialah selang 575 bit, oleh itu, masa pusingan berganda hendaklah kurang daripada 57.5 μs. Jarak yang boleh dilalui isyarat pada masa ini bergantung kepada jenis kabel dan untuk kabel sepaksi yang tebal adalah lebih kurang 13,280 m. Memandangkan pada masa ini isyarat mesti bergerak di sepanjang talian komunikasi dua kali, jarak antara dua nod tidak sepatutnya lebih daripada 6,635 m Dalam piawaian, nilai jarak ini dipilih untuk menjadi lebih kecil dengan ketara, dengan mengambil kira sekatan lain yang lebih ketat.

Salah satu sekatan ini berkaitan dengan pengecilan isyarat maksimum yang dibenarkan. Untuk menyediakan kuasa yang diperlukan isyarat apabila ia melalui antara stesen yang paling jauh bagi segmen kabel, panjang maksimum segmen berterusan kabel sepaksi tebal, dengan mengambil kira pengecilan yang diperkenalkannya, dipilih sebagai 500 m. Jelas sekali, pada kabel 500 m, syarat untuk pengecaman perlanggaran akan dipenuhi dengan margin yang besar untuk bingkai mana-mana panjang standard, termasuk 72 bait (masa revolusi berganda sepanjang kabel 500 m hanya selang 43.3 bit). Oleh itu, panjang bingkai minimum boleh ditetapkan dengan lebih pendek. Walau bagaimanapun, pembangun teknologi tidak mengurangkan panjang bingkai minimum, dengan mengingati rangkaian berbilang segmen yang dibina daripada beberapa segmen yang disambungkan oleh pengulang.

Pengulang meningkatkan kuasa isyarat yang dihantar dari segmen ke segmen, akibatnya, pengecilan isyarat dikurangkan dan rangkaian yang lebih panjang boleh digunakan, yang terdiri daripada beberapa segmen. Dalam pelaksanaan Ethernet sepaksi, pereka bentuk telah mengehadkan bilangan maksimum segmen dalam rangkaian kepada lima, yang seterusnya mengehadkan jumlah panjang rangkaian kepada 2500 meter. Walaupun dalam rangkaian berbilang segmen sedemikian, keadaan pengesanan perlanggaran masih dipenuhi dengan margin yang besar (mari kita bandingkan jarak 2500 m yang diperoleh daripada keadaan pengecilan yang dibenarkan dengan jarak maksimum yang mungkin 6635 m dari segi masa perambatan isyarat yang dikira. atas). Walau bagaimanapun, pada hakikatnya, margin masa adalah kurang ketara, kerana dalam rangkaian berbilang segmen pengulang sendiri memperkenalkan kelewatan tambahan beberapa puluh selang bit ke dalam perambatan isyarat. Sememangnya, margin kecil juga dibuat untuk mengimbangi penyelewengan dalam parameter kabel dan pengulang.

Hasil daripada mengambil kira semua ini dan beberapa faktor lain, nisbah antara panjang bingkai minimum dan jarak maksimum yang mungkin antara stesen rangkaian telah dipilih dengan teliti, yang memastikan pengecaman perlanggaran yang boleh dipercayai. Jarak ini juga dipanggil diameter rangkaian maksimum.

Apabila kadar penghantaran bingkai meningkat, yang berlaku dalam piawaian baharu berdasarkan kaedah capaian CSMA/CD yang sama, seperti Fast Ethernet, jarak maksimum antara stesen rangkaian berkurangan mengikut kadar peningkatan dalam kadar penghantaran. Dalam standard Fast Ethernet ia adalah kira-kira 210 m, dan dalam standard Gigabit Ethernet ia akan dihadkan kepada 25 meter jika pembangun standard tidak mengambil beberapa langkah untuk meningkatkan saiz paket minimum.

pengiraan PDV

Untuk memudahkan pengiraan, data rujukan IEEE biasanya digunakan untuk memberikan nilai kelewatan perambatan untuk pengulang, transceiver dan pelbagai media fizikal. Dalam jadual Jadual 3.5 menyediakan data yang diperlukan untuk mengira nilai PDV untuk semua standard rangkaian Ethernet fizikal. Selang bit ditetapkan bt.

Jadual 3.5.Data untuk mengira nilai PDV

Jawatankuasa 802.3 cuba memudahkan pengiraan sebanyak mungkin, jadi data yang dibentangkan dalam jadual termasuk beberapa peringkat perambatan isyarat. Sebagai contoh, kelewatan yang diperkenalkan oleh pengulang terdiri daripada kelewatan transceiver input, kelewatan pengulang, dan kelewatan transceiver output. Walau bagaimanapun, dalam jadual semua kelewatan ini diwakili oleh satu nilai yang dipanggil asas segmen. Untuk mengelakkan keperluan untuk menambah kelewatan yang diperkenalkan oleh kabel dua kali, jadual memberikan dua kali ganda nilai kelewatan untuk setiap jenis kabel.

Jadual juga menggunakan konsep seperti segmen kiri, segmen kanan dan segmen pertengahan. Mari kita terangkan istilah ini menggunakan contoh rangkaian yang ditunjukkan dalam Rajah. 3.13. Segmen kiri ialah segmen di mana laluan isyarat bermula daripada output pemancar (output T x dalam Rajah 3.10) nod akhir. Dalam contoh, ini adalah segmen 1 . Isyarat kemudiannya melalui segmen perantaraan 2-5 dan mencapai penerima (input R x dalam Rajah 3.10) nod paling jauh dari segmen paling jauh 6, yang dipanggil nod yang betul. Di sinilah, dalam kes yang paling teruk, bingkai berlanggar dan perlanggaran berlaku, iaitu apa yang tersirat dalam jadual.

nasi. 3.13.Contoh rangkaian Ethernet yang terdiri daripada segmen piawaian fizikal yang berbeza

Setiap segmen mempunyai kelewatan berterusan yang berkaitan, dipanggil pangkalan, yang bergantung hanya pada jenis segmen dan pada kedudukan segmen dalam laluan isyarat (kiri, pertengahan atau kanan). Pangkal segmen kanan di mana perlanggaran berlaku adalah lebih besar daripada pangkal segmen kiri dan pertengahan.

Di samping itu, setiap segmen dikaitkan dengan kelewatan perambatan isyarat sepanjang kabel segmen, yang bergantung pada panjang segmen dan dikira dengan mendarab masa perambatan isyarat sepanjang satu meter kabel (dalam selang bit) dengan panjang kabel dalam meter.

Pengiraan terdiri daripada mengira kelewatan yang diperkenalkan oleh setiap segmen kabel (kelewatan isyarat setiap 1 m kabel yang diberikan dalam jadual didarab dengan panjang segmen), dan kemudian menjumlahkan kelewatan ini dengan tapak kiri, perantaraan dan kanan. segmen. Jumlah nilai PDV tidak boleh melebihi 575.

Memandangkan segmen kiri dan kanan mempunyai nilai kependaman asas yang berbeza, dalam kes jenis segmen yang berbeza di pinggir jauh rangkaian, adalah perlu untuk melakukan pengiraan dua kali: sekali mengambil segmen satu jenis sebagai segmen kiri, dan satu saat. masa mengambil segmen jenis lain. Hasilnya boleh dianggap sebagai nilai PDV maksimum. Dalam contoh kami, segmen rangkaian ekstrem tergolong dalam jenis yang sama - piawaian 10Base-T, jadi pengiraan dua kali ganda tidak diperlukan, tetapi jika ia adalah segmen daripada jenis yang berbeza, maka dalam kes pertama adalah perlu untuk mengambil segmen antara stesen dan hab sebagai yang kiri 1 , dan dalam yang kedua, pertimbangkan segmen antara stesen dan hab yang akan ditinggalkan 5 .

Rangkaian yang ditunjukkan dalam rajah mengikut peraturan 4 hab tidak betul - dalam rangkaian antara nod segmen 1 dan 6 terdapat 5 hab, walaupun bukan semua segmen adalah segmen lOBase-FB. Di samping itu, jumlah panjang rangkaian ialah 2800 m, yang melanggar peraturan 2500 m. Mari kita hitung nilai PDV untuk contoh kita.

Segmen kiri 1 / 15.3 (asas) + 100 * 0.113= 26.6.

Segmen pertengahan 2/ 33,5 + 1000 * 0,1 = 133,5.

Segmen pertengahan 3/ 24 + 500 * 0,1 = 74,0.

Segmen pertengahan 4/ 24 + 500 * 0,1 = 74,0.

Segmen pertengahan 5/ 24 + 600 * 0,1 = 84,0.

Segmen yang betul 6 /165 + 100 * 0,113 = 176,3.

Jumlah semua komponen memberikan nilai PDV sebanyak 568.4.

Oleh kerana nilai PDV adalah kurang daripada nilai maksimum yang dibenarkan iaitu 575, rangkaian ini melepasi kriteria masa pemulihan isyarat berganda walaupun pada hakikatnya jumlah panjangnya melebihi 2500 m dan bilangan pengulang adalah lebih daripada 4

pengiraan PW

Untuk mengenali konfigurasi rangkaian sebagai betul, ia juga perlu untuk mengira pengurangan dalam selang antara bingkai oleh pengulang, iaitu nilai PW.

Untuk mengira PW, anda juga boleh menggunakan nilai nilai maksimum untuk mengurangkan selang antara bingkai apabila melalui pengulang pelbagai persekitaran fizikal, disyorkan oleh IEEE dan diberikan dalam Jadual. 3.6.

Jadual 3.6.Mengurangkan selang antara bingkai oleh pengulang

Selaras dengan data ini, kami akan mengira nilai PVV untuk contoh kami.

Segmen kiri 1 10Base-T: Pengurangan 10.5 bt.

Segmen pertengahan 2 10Asas-FL: 8.

Segmen pertengahan 3 10Asas-FB: 2.

Segmen pertengahan 4 10Asas-FB: 2.

Segmen pertengahan 5 10Asas-FB: 2.

Jumlah nilai ini memberikan nilai PW sebanyak 24.5, iaitu kurang daripada had selang 49-bit.

Akibatnya, rangkaian yang ditunjukkan dalam contoh mematuhi piawaian Ethernet dalam semua parameter yang berkaitan dengan kedua-dua panjang segmen dan bilangan pengulang

Prestasi Ethernet Maksimum

Bilangan bingkai Ethernet yang diproses sesaat sering ditentukan oleh pengilang jambatan/suis dan penghala sebagai ciri prestasi utama peranti ini. Sebaliknya, adalah menarik untuk mengetahui daya pemprosesan maksimum bersih segmen Ethernet dalam bingkai sesaat dalam kes yang ideal apabila tiada perlanggaran dalam rangkaian dan tiada kelewatan tambahan yang diperkenalkan oleh jambatan dan penghala. Penunjuk ini membantu menilai keperluan prestasi peranti komunikasi, kerana setiap port peranti tidak boleh menerima lebih banyak bingkai setiap unit masa daripada yang dibenarkan oleh protokol yang sepadan.

Untuk peralatan komunikasi, mod yang paling sukar ialah memproses bingkai dengan panjang minimum. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa jambatan, suis atau penghala menghabiskan lebih kurang masa yang sama memproses setiap bingkai, dikaitkan dengan melihat jadual pemajuan paket, membentuk bingkai baharu (untuk penghala), dsb. Dan bilangan bingkai minimum panjang tiba pada peranti setiap unit masa, secara semula jadi lebih daripada bingkai mana-mana panjang lain. Satu lagi ciri prestasi peralatan komunikasi - bit sesaat - digunakan kurang kerap, kerana ia tidak menunjukkan saiz bingkai yang sedang diproses oleh peranti, dan lebih mudah untuk mencapai prestasi tinggi, diukur dalam bit sesaat, dengan bingkai maksimum. saiz.

Menggunakan parameter yang diberikan dalam jadual. 3.1, kami mengira prestasi maksimum segmen Ethernet dalam unit seperti bilangan bingkai (paket) yang dihantar dengan panjang minimum sesaat.

CATATANApabila merujuk kepada kapasiti rangkaian, istilah bingkai dan paket biasanya digunakan secara bergantian. Sehubungan itu, unit pengukuran prestasi bingkai-sesaat, fps dan paket-sesaat, pps adalah serupa.

Untuk mengira bilangan maksimum bingkai dengan panjang minimum yang melepasi segmen Ethernet, ambil perhatian bahawa saiz bingkai dengan panjang minimum bersama mukadimah ialah 72 bait atau 576 bit (Rajah 3.5.), jadi penghantarannya mengambil masa 57.5 μs. Dengan menambah selang antara bingkai 9.6 μs, kami memperoleh bahawa tempoh pengulangan bingkai dengan panjang minimum ialah 67.1 μs. Oleh itu, daya pemprosesan maksimum yang mungkin bagi segmen Ethernet ialah 14,880 fps.

nasi. 3.5.Ke arah mengira daya pemprosesan protokol Ethernet

Sememangnya, kehadiran beberapa nod dalam segmen mengurangkan nilai ini kerana menunggu akses kepada medium, serta disebabkan oleh perlanggaran yang membawa kepada keperluan untuk menghantar semula bingkai.

Bingkai panjang maksimum teknologi Ethernet mempunyai panjang medan 1500 bait, yang bersama-sama dengan maklumat perkhidmatan memberikan 1518 bait, dan dengan mukadimah ia berjumlah 1526 bait atau 12,208 bit. Daya pemprosesan maksimum yang mungkin bagi segmen Ethernet untuk bingkai panjang maksimum ialah 813 fps. Jelas sekali, apabila bekerja dengan bingkai besar, beban pada jambatan, suis dan penghala agak berkurangan.

Sekarang mari kita hitung daya pemprosesan maksimum berguna dalam bit sesaat yang dimiliki oleh segmen Ethernet apabila menggunakan bingkai dengan saiz yang berbeza.

Di bawah lebar jalur protokol yang berguna merujuk kepada kadar penghantaran data pengguna yang dibawa oleh medan data bingkai. Daya pemprosesan ini sentiasa kurang daripada kadar bit nominal protokol Ethernet disebabkan beberapa faktor:

· maklumat perkhidmatan bingkai;

· selang antara bingkai (IPG);

· menunggu akses kepada alam sekitar.

Untuk bingkai dengan panjang minimum, daya pemprosesan yang berguna ialah:

S P =14880 * 46 *8 = 5.48 Mbit/s.

Ini adalah kurang daripada 10 Mbit/s, tetapi perlu diambil kira bahawa bingkai dengan panjang minimum digunakan terutamanya untuk menghantar resit, jadi kelajuan ini tidak ada kaitan dengan pemindahan data fail sebenar.

Untuk bingkai dengan panjang maksimum, daya tampung yang boleh digunakan ialah:

S P = 813 * 1500 * 8 = 9.76 Mbit/s,

yang sangat hampir dengan kelajuan nominal protokol.

Kami menekankan sekali lagi bahawa kelajuan sedemikian boleh dicapai hanya dalam kes apabila dua nod yang berinteraksi pada rangkaian Ethernet tidak diganggu oleh nod lain, yang sangat jarang berlaku,

Menggunakan bingkai bersaiz sederhana dengan medan data 512 bait, daya pemprosesan rangkaian akan menjadi 9.29 Mbps, yang juga agak hampir dengan daya pemprosesan maksimum 10 Mbps.

PERHATIANNisbah daya tampung rangkaian semasa kepada daya tampung maksimumnya dipanggil faktor penggunaan rangkaian. Dalam kes ini, apabila menentukan daya pengeluaran semasa, penghantaran sebarang maklumat melalui rangkaian, kedua-dua pengguna dan perkhidmatan, diambil kira. Pekali adalah penunjuk penting untuk teknologi media kongsi, kerana dengan sifat rawak kaedah capaian, nilai pekali penggunaan yang tinggi sering menunjukkan daya tampung rangkaian berguna yang rendah (iaitu, kadar penghantaran data pengguna) - nod berbelanja juga banyak masa mengenai prosedur untuk mendapatkan akses dan menghantar semula bingkai selepas perlanggaran.

Sekiranya tiada perlanggaran dan akses menunggu, faktor penggunaan rangkaian bergantung pada saiz medan data bingkai dan mempunyai nilai maksimum 0.976 apabila menghantar bingkai panjang maksimum. Jelas sekali bahawa dalam rangkaian sebenar Penggunaan rangkaian purata Ethernet boleh berbeza dengan ketara daripada nilai ini. Kes yang lebih kompleks dalam menentukan kapasiti rangkaian, dengan mengambil kira akses menunggu dan mengendalikan perlanggaran, akan dibincangkan di bawah.

Format Bingkai Ethernet

Piawaian teknologi Ethernet, yang diterangkan dalam IEEE 802.3, menerangkan format bingkai tunggal Tahap MAC. Memandangkan bingkai lapisan MAC mesti mengandungi bingkai lapisan LLC, yang diterangkan dalam dokumen IEEE 802.2, mengikut piawaian IEEE, hanya satu versi bingkai lapisan pautan boleh digunakan dalam rangkaian Ethernet, yang pengepalanya adalah gabungan Pengepala sublapisan MAC dan LLC.

Walau bagaimanapun, dalam amalan, rangkaian Ethernet menggunakan bingkai 4 format (jenis) berbeza pada peringkat pautan data. Ini disebabkan oleh sejarah panjang pembangunan teknologi Ethernet, sejak zaman sebelum penggunaan piawaian IEEE 802, apabila sublapisan LLC tidak dibezakan daripada protokol biasa dan sewajarnya, pengepala LLC tidak terpakai.

Konsortium tiga firma Digital, Intel dan Xerox pada tahun 1980 menyerahkan kepada jawatankuasa 802.3 versi proprietari standard Ethernet mereka (yang, sudah tentu, menggambarkan format bingkai tertentu) sebagai draf piawaian antarabangsa, tetapi jawatankuasa 802.3 menggunakan piawaian yang berbeza dalam beberapa butiran daripada tawaran DIX. Perbezaannya juga melibatkan format bingkai, yang menimbulkan kewujudan dua jenis bingkai yang berbeza dalam rangkaian Ethernet.

Satu lagi format bingkai muncul hasil daripada usaha Novell untuk mempercepatkan susunan protokol Ethernetnya.

Akhirnya, format bingkai keempat adalah hasil daripada usaha jawatankuasa 802.2 untuk membawa format bingkai sebelumnya kepada beberapa standard biasa.

Perbezaan dalam format bingkai boleh mengakibatkan ketidakserasian antara peralatan dan rangkaian perisian, direka untuk berfungsi dengan hanya satu standard bingkai Ethernet. Walau bagaimanapun, hari ini hampir semua penyesuai rangkaian, pemacu penyesuai rangkaian, jambatan/suis dan penghala boleh berfungsi dengan semua format bingkai teknologi Ethernet yang digunakan dalam amalan, dan pengecaman jenis bingkai dilakukan secara automatik.

Di bawah ialah perihalan keempat-empat jenis bingkai Ethernet (di sini, bingkai merujuk kepada keseluruhan set medan yang berkaitan dengan lapisan pautan data, iaitu medan lapisan MAC dan LLC). Jenis bingkai yang sama boleh mempunyai nama yang berbeza, jadi di bawah untuk setiap jenis bingkai ialah beberapa nama yang paling biasa:

· Bingkai 802.3/LLC (bingkai 802.3/802.2 atau bingkai Novell 802.2);

· Bingkai 802.3 mentah (atau bingkai Novell 802.3);

· Bingkai Ethernet DIX (atau bingkai Ethernet II);

· Bingkai SNAP Ethernet.

Format semua empat jenis bingkai Ethernet ini ditunjukkan dalam Rajah. 3.6.

kesimpulan

· Ethernet ialah teknologi rangkaian tempatan yang paling biasa hari ini. DALAM dalam erti kata yang luas Ethernet ialah keluarga teknologi yang merangkumi pelbagai variasi proprietari dan standard, yang paling terkenal ialah varian DIX Ethernet proprietari, varian 10-Mbit standard IEEE 802.3, dan teknologi Fast Ethernet dan Gigabit Ethernet berkelajuan tinggi baharu. Hampir semua jenis teknologi Ethernet menggunakan kaedah yang sama untuk memisahkan medium penghantaran data - kaedah capaian rawak CSMA/CD, yang mentakrifkan penampilan teknologi secara keseluruhan.

· DALAM dalam erti kata yang sempit Ethernet ialah teknologi 10 megabit yang diterangkan dalam piawaian IEEE 802.3.

· Fenomena penting dalam rangkaian Ethernet ialah perlanggaran - keadaan apabila dua stesen secara serentak cuba menghantar bingkai data melalui medium biasa. Kehadiran perlanggaran adalah sifat yang melekat pada rangkaian Ethernet, hasil daripada kaedah capaian rawak yang diterima pakai. Keupayaan untuk mengenali perlanggaran dengan jelas adalah disebabkan oleh pilihan parameter rangkaian yang betul, khususnya, pematuhan dengan nisbah antara panjang bingkai minimum dan diameter rangkaian maksimum yang mungkin.

· Ciri prestasi rangkaian banyak dipengaruhi oleh faktor penggunaan rangkaian, yang mencerminkan kesesakannya. Apabila pekali ini melebihi 50%, daya pemprosesan rangkaian yang berguna menurun dengan mendadak: disebabkan oleh peningkatan dalam keamatan perlanggaran, serta peningkatan dalam masa menunggu untuk akses kepada medium.

· Daya pemprosesan maksimum yang mungkin bagi segmen Ethernet dalam bingkai sesaat dicapai apabila menghantar bingkai dengan panjang minimum dan ialah 14,880 bingkai/s. Pada masa yang sama, daya tampung rangkaian yang berguna hanya 5.48 Mbit/s, iaitu hanya lebih sedikit daripada separuh daya tampung nominal - 10 Mbit/s.

· Daya pemprosesan maksimum yang boleh digunakan bagi rangkaian Ethernet ialah 9.75 Mbps, yang sepadan dengan panjang bingkai maksimum 1518 bait yang dihantar melalui rangkaian pada 513 fps.

· Sekiranya tiada perlanggaran dan akses menunggu kadar penggunaan rangkaian bergantung pada saiz medan data bingkai dan mempunyai nilai maksimum 0.96.

· Teknologi Ethernet menyokong 4 jenis bingkai berbeza yang berkongsi format alamat hos biasa. Terdapat ciri formal di mana penyesuai rangkaian secara automatik mengenali jenis bingkai.

· Bergantung pada jenis medium fizikal, piawaian IEEE 802.3 mentakrifkan pelbagai spesifikasi: 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, FOIRL, 10Base-FL, 10Base-FB. Untuk setiap spesifikasi, jenis kabel, panjang maksimum bahagian kabel berterusan ditentukan, serta peraturan untuk menggunakan pengulang untuk meningkatkan diameter rangkaian: peraturan "5-4-3" untuk pilihan rangkaian sepaksi, dan "4 -hub” peraturan untuk pasangan terpintal dan gentian optik.

· Untuk rangkaian "campuran" yang terdiri daripada pelbagai jenis segmen fizikal, adalah berguna untuk mengira jumlah panjang rangkaian dan bilangan pengulang yang dibenarkan. Jawatankuasa IEEE 802.3 menyediakan data input untuk pengiraan ini yang menunjukkan kelewatan yang diperkenalkan oleh pengulang pelbagai spesifikasi media fizikal, penyesuai rangkaian dan segmen kabel.

Teknologi rangkaian IEEE802.5/Token-Ring

Rangkaian Token Ring, seperti rangkaian Ethernet, dicirikan oleh medium penghantaran data yang dikongsi, yang dalam kes ini terdiri daripada segmen kabel yang menghubungkan semua stesen rangkaian ke dalam gelang. Cincin itu dianggap sebagai sumber yang dikongsi bersama, dan akses kepadanya tidak memerlukan algoritma rawak, seperti dalam rangkaian Ethernet, tetapi satu deterministik, berdasarkan pemindahan hak untuk menggunakan cincin ke stesen dalam susunan tertentu. Hak ini disampaikan menggunakan bingkai format khas yang dipanggil penanda atau token.

Rangkaian Token Ring beroperasi pada dua kadar bit - 4 dan 16 Mbit/s. Stesen pembancuh yang beroperasi pada kelajuan berbeza dalam satu gelang tidak dibenarkan. Rangkaian Token Ring yang beroperasi pada 16 Mbps mempunyai beberapa peningkatan dalam algoritma capaian berbanding standard 4 Mbps.

Teknologi Token Ring ialah teknologi yang lebih kompleks daripada Ethernet. Ia mempunyai sifat toleransi kesalahan. Rangkaian Token Ring mentakrifkan prosedur kawalan operasi rangkaian yang menggunakan maklum balas struktur berbentuk cincin - bingkai yang dihantar sentiasa kembali ke stesen penghantar. Dalam sesetengah kes, ralat yang dikesan dalam operasi rangkaian dihapuskan secara automatik, sebagai contoh, token yang hilang boleh dipulihkan. Dalam kes lain, ralat hanya direkodkan, dan penghapusan mereka dilakukan secara manual oleh kakitangan penyelenggaraan.

Untuk mengawal rangkaian, salah satu stesen bertindak sebagai apa yang dipanggil monitor aktif. Monitor aktif dipilih semasa permulaan deringan sebagai stesen dengan nilai alamat MAC maksimum, Jika monitor aktif gagal, prosedur pemula deringan diulang dan monitor aktif baharu dipilih. Untuk membolehkan rangkaian mengesan kegagalan monitor aktif, yang terakhir masuk dalam keadaan bekerja Setiap 3 saat ia menghasilkan bingkai khas kehadirannya. Jika bingkai ini tidak muncul pada rangkaian selama lebih daripada 7 saat, maka stesen yang tinggal pada rangkaian memulakan prosedur untuk memilih monitor aktif baharu.

Format Bingkai Token Ring

Terdapat tiga format bingkai yang berbeza dalam Token Ring:

· penanda;

· bingkai data;

· urutan gangguan

Lapisan fizikal teknologi Token Ring

Piawaian Cincin Token IBM pada mulanya disediakan untuk pembinaan sambungan dalam rangkaian menggunakan hab yang dipanggil MAU (Unit Akses Berbilang Stesen) atau MSAU (Unit Akses Berbilang Stesen), iaitu peranti capaian berbilang (Rajah 3.15). Rangkaian Token Ring boleh merangkumi sehingga 260 nod.

nasi. 3.15.Konfigurasi fizikal rangkaian Token Ring

Hab Token Ring boleh menjadi aktif atau pasif. Hab pasif hanya menyambungkan port supaya stesen yang disambungkan ke port tersebut membentuk gelang. MSAU pasif tidak melakukan penguatan isyarat atau penyegerakan semula. Peranti sedemikian boleh dianggap sebagai unit silang mudah dengan satu pengecualian - MSAU menyediakan pintasan port apabila komputer yang disambungkan ke port ini dimatikan. Fungsi ini diperlukan untuk memastikan sambungan dering tanpa mengira keadaan komputer yang disambungkan. Biasanya, pintasan port dilakukan menggunakan litar geganti yang dikuasakan oleh kuasa DC daripada penyesuai AC, dan apabila penyesuai AC dimatikan, kenalan geganti yang biasanya tertutup menyambungkan input port kepada outputnya.

Hab aktif melaksanakan fungsi penjanaan semula isyarat dan oleh itu kadangkala dipanggil pengulang, seperti dalam standard Ethernet.

Persoalannya timbul - jika hab adalah peranti pasif, maka bagaimana penghantaran isyarat berkualiti tinggi dalam jarak jauh, yang berlaku apabila beberapa ratus komputer disambungkan ke rangkaian, dipastikan? Jawapannya ialah dalam kes ini setiap penyesuai rangkaian mengambil peranan sebagai penguat isyarat, dan peranan unit penyegerakan semula dilakukan oleh penyesuai rangkaian monitor gelang aktif. Setiap penyesuai rangkaian Token Ring mempunyai unit pengulang yang boleh menjana semula dan menyegerakkan semula isyarat, tetapi hanya unit pengulang monitor aktif yang melaksanakan fungsi terakhir dalam gelang.

Unit penyegerakan semula terdiri daripada penimbal 30-bit yang menerima isyarat Manchester dengan selang sedikit herot semasa perjalanan pergi dan balik. Dengan bilangan maksimum stesen dalam gelang (260), variasi dalam kelewatan peredaran bit di sekeliling gelang boleh mencapai selang 3-bit. Monitor aktif "memasukkan" penimbalnya ke dalam gelang dan menyegerakkan isyarat bit, mengeluarkannya pada frekuensi yang diperlukan.

Secara umum, rangkaian Token Ring mempunyai konfigurasi cincin bintang gabungan. Nod tamat disambungkan ke MSAU menggunakan topologi bintang, dan MSAU sendiri digabungkan melalui port Ring In (RI) dan Ring Out (RO) khas untuk membentuk cincin fizikal tulang belakang.

Semua stesen dalam gelang mesti beroperasi pada kelajuan yang sama - sama ada 4 Mbit/s atau 16 Mbit/s. Kabel yang menyambungkan stesen ke hab dipanggil kabel lobus, dan kabel yang menyambungkan hab dipanggil kabel batang.

Teknologi Token Ring membolehkan anda menggunakan pelbagai jenis kabel untuk menyambungkan stesen akhir dan hab: STP Jenis I, UTP Jenis 3, UTP Jenis 6, serta kabel gentian optik.

Apabila menggunakan pasangan terpiuh terlindung STP Jenis 1 daripada julat sistem kabel IBM, sehingga 260 stesen boleh digabungkan menjadi gelang dengan panjang kabel jatuh sehingga 100 meter, dan apabila menggunakan pasangan terpiuh tanpa pelindung, bilangan maksimum stesen dikurangkan hingga 72 dengan panjang kabel jatuh sehingga 45 meter.

Jarak antara MSAU pasif boleh mencapai 100 m apabila menggunakan kabel STP Jenis 1 dan 45 m apabila menggunakan kabel UTP Jenis 3. Di antara MSAU aktif, jarak maksimum meningkat masing-masing kepada 730 m atau 365 m bergantung pada jenis kabel.

Panjang gelang maksimum bagi Gelang Token ialah 4000 m. Sekatan pada panjang gelang maksimum dan bilangan stesen dalam gelang dalam teknologi Gelang Token tidak seketat dalam teknologi Ethernet. Di sini, sekatan ini sebahagian besarnya berkaitan dengan masa penanda berputar di sekeliling cincin (tetapi bukan sahaja - terdapat pertimbangan lain yang menentukan pilihan sekatan). Jadi, jika gelang terdiri daripada 260 stesen, maka dengan penanda masa penahanan 10 ms, penanda akan kembali ke monitor aktif dalam kes paling teruk selepas 2.6 s, dan kali ini betul-betul tamat masa kawalan putaran penanda. Pada dasarnya, semua nilai tamat masa dalam penyesuai rangkaian nod rangkaian Token Ring boleh dikonfigurasikan, jadi adalah mungkin untuk membina rangkaian Token Ring dengan lebih banyak stesen dan panjang gelang yang lebih panjang.

kesimpulan

· Teknologi Token Ring dibangunkan terutamanya oleh IBM dan juga mempunyai status IEEE 802.5, yang mencerminkan penambahbaikan paling penting yang dibuat kepada teknologi IBM.

· Rangkaian Token Ring menggunakan kaedah akses token, yang menjamin bahawa setiap stesen boleh mengakses ring kongsi dalam masa putaran token. Kerana sifat ini, kaedah ini kadang-kadang dipanggil deterministik.

· Kaedah capaian adalah berdasarkan keutamaan: 0 (paling rendah) hingga 7 (paling tinggi). Stesen itu sendiri menentukan keutamaan bingkai semasa dan boleh menangkap gelang hanya jika tiada bingkai keutamaan yang lebih tinggi dalam gelang.

· Rangkaian Token Ring beroperasi pada dua kelajuan: 4 dan 16 Mbps dan boleh menggunakan pasangan terpiuh terlindung, pasangan terpiuh tanpa pelindung dan kabel gentian optik sebagai media fizikal. Bilangan maksimum stesen dalam gelanggang ialah 260, dan panjang maksimum gelang ialah 4 km.

· Teknologi Token Ring mempunyai unsur toleransi kesalahan. Disebabkan oleh maklum balas cincin, salah satu stesen - monitor aktif - sentiasa memantau kehadiran penanda, serta masa putaran penanda dan bingkai data. Jika gelang tidak berfungsi dengan betul, prosedur untuk pemulaan semulanya dilancarkan, dan jika ini tidak membantu, maka prosedur penyalaan digunakan untuk menyetempatkan bahagian kabel yang rosak atau stesen yang rosak.

· Saiz medan data maksimum bagi bingkai Token Ring bergantung pada kelajuan cincin. Untuk kelajuan 4 Mbit/s ia adalah kira-kira 5000 bait, dan pada kelajuan 16 Mbit/s ia adalah kira-kira 16 KB. Saiz minimum medan data bingkai tidak ditentukan, iaitu, ia boleh sama dengan 0.

· Dalam rangkaian Token Ring, stesen disambungkan ke dalam gelang menggunakan hab yang dipanggil MSAU. Hab pasif MSAU bertindak sebagai panel silang yang menghubungkan output stesen sebelumnya dalam gelang ke input yang seterusnya. Jarak maksimum dari stesen ke MSAU ialah 100 m untuk STP dan 45 m untuk UTP.

· Monitor aktif juga bertindak sebagai pengulang dalam gelang - ia menyegerakkan semula isyarat yang melalui gelang.

· Cincin boleh dibina berdasarkan hab MSAU aktif, yang dalam kes ini dipanggil pengulang.

· Rangkaian Token Ring boleh dibina berdasarkan beberapa gelang yang dipisahkan oleh jambatan yang menghalakan bingkai berdasarkan prinsip "daripada sumber", yang mana medan khas dengan laluan gelang itu ditambahkan pada bingkai Gelang Token.

Teknologi rangkaian IEEE802.4/ArcNet

Rangkaian ArcNet menggunakan "bas" dan "bintang pasif" sebagai topologinya. Menyokong pasangan terpiuh terlindung dan tidak terlindung dan kabel gentian optik. Rangkaian ArcNet menggunakan kaedah delegasi untuk mengakses media. Rangkaian ArcNet adalah salah satu rangkaian tertua dan telah sangat popular. Antara kelebihan utama rangkaian ArcNet ialah kebolehpercayaan yang tinggi, kos penyesuai yang rendah dan fleksibiliti. Kelemahan utama rangkaian adalah kelajuan rendah pemindahan maklumat (2.5 Mbit/s). Bilangan maksimum pelanggan ialah 255. Panjang rangkaian maksimum ialah 6000 meter.

Teknologi rangkaian FDDI (Antara Muka Data Teragih Gentian)

FDDI–spesifikasi standard untuk seni bina rangkaian penghantaran data berkelajuan tinggi melalui talian gentian optik. Kelajuan pemindahan – 100 Mbit/s. Teknologi ini sebahagian besarnya berdasarkan seni bina Token-Ring dan menggunakan akses token deterministik kepada medium penghantaran data. Panjang maksimum gelang rangkaian ialah 100 km. Bilangan maksimum pelanggan rangkaian ialah 500. Rangkaian FDDI ialah rangkaian yang sangat dipercayai, yang dicipta berdasarkan dua gelang gentian optik yang membentuk laluan penghantaran data utama dan sandaran antara nod.

Ciri-ciri utama teknologi

Teknologi FDDI sebahagian besarnya berasaskan teknologi Token Ring, membangun dan menambah baik idea asasnya. Pembangun teknologi FDDI menetapkan matlamat berikut sebagai keutamaan tertinggi mereka:

· meningkatkan kadar bit pemindahan data kepada 100 Mbit/s;

· meningkatkan toleransi kerosakan rangkaian melalui prosedur standard untuk memulihkannya selepas pelbagai jenis kegagalan - kerosakan kabel, operasi yang tidak betul nod, hab, tahap gangguan yang tinggi pada talian, dsb.;

· manfaatkan sepenuhnya lebar jalur rangkaian yang berpotensi untuk trafik tak segerak dan segerak (sensitif kependaman).

Rangkaian FDDI dibina berdasarkan dua gelang gentian optik, yang membentuk laluan penghantaran data utama dan sandaran antara nod rangkaian. Mempunyai dua gelang ialah cara utama untuk meningkatkan toleransi kesalahan dalam rangkaian FDDI, dan nod yang ingin memanfaatkan potensi kebolehpercayaan yang meningkat ini mesti disambungkan kepada kedua-dua gelang.

DALAM mod biasa operasi rangkaian, data melalui semua nod dan semua bahagian kabel bagi gelang Utama sahaja, mod ini dipanggil Melalui- "hujung ke hujung" atau "transit". Cincin Sekunder tidak digunakan dalam mod ini.

Sekiranya berlaku beberapa jenis kegagalan di mana sebahagian daripada gelang primer tidak dapat menghantar data (contohnya, kabel putus atau kegagalan nod), gelang primer digabungkan dengan gelang sekunder (Rajah 3.16), sekali lagi membentuk gelang tunggal. Mod operasi rangkaian ini dipanggil Bungkus, iaitu "lipatan" atau "lipatan" cincin. Operasi runtuh dilakukan menggunakan hab FDDI dan/atau penyesuai rangkaian. Untuk memudahkan prosedur ini, data pada cincin primer sentiasa dihantar dalam satu arah (dalam gambar rajah arah ini ditunjukkan lawan jam), dan pada cincin sekunder dalam arah yang bertentangan (ditunjukkan mengikut arah jam). Oleh itu, apabila gelang biasa dua cincin terbentuk, pemancar stesen masih kekal disambungkan kepada penerima stesen jiran, yang membolehkan maklumat dihantar dan diterima dengan betul oleh stesen jiran.

nasi. 3.16.Konfigurasi semula cincin FDDI apabila gagal

Piawaian FDDI memberi banyak penekanan pada pelbagai prosedur yang membolehkan anda menentukan sama ada terdapat kerosakan dalam rangkaian dan kemudian membuat konfigurasi semula yang diperlukan. Rangkaian FDDI boleh memulihkan sepenuhnya fungsinya sekiranya berlaku kegagalan tunggal elemennya. Apabila terdapat berbilang kegagalan, rangkaian berpecah kepada beberapa rangkaian yang tidak bersambung. Teknologi FDDI melengkapkan mekanisme pengesanan kegagalan teknologi Token Ring dengan mekanisme untuk mengkonfigurasi semula laluan data dalam rangkaian berdasarkan kehadiran sambungan rizab disediakan oleh cincin kedua.

Cincin dalam rangkaian FDDI dianggap sebagai medium penghantaran data yang dikongsi bersama, jadi kaedah capaian khas ditentukan untuknya. Kaedah ini sangat hampir dengan kaedah capaian rangkaian Token Ring dan juga dipanggil kaedah token ring.

Perbezaan dalam kaedah capaian ialah masa pegangan token dalam rangkaian FDDI bukanlah nilai tetap, seperti dalam rangkaian Token Ring. Kali ini bergantung pada beban pada cincin - dengan beban kecil ia meningkat, dan dengan beban yang besar ia boleh berkurangan kepada sifar. Perubahan dalam kaedah capaian ini hanya menjejaskan trafik tak segerak, yang tidak penting kepada kelewatan kecil dalam penghantaran bingkai. Untuk trafik segerak, masa penahanan token masih merupakan nilai tetap. Mekanisme keutamaan bingkai yang serupa dengan yang diterima pakai dalam teknologi Token Ring tiada dalam teknologi FDDI. Pembangun teknologi memutuskan bahawa membahagikan trafik kepada 8 tahap keutamaan adalah berlebihan dan sudah cukup untuk membahagikan trafik kepada dua kelas - tak segerak dan segerak, yang terakhir sentiasa diservis, walaupun gelang terlampau beban.

Jika tidak, pemajuan bingkai antara stesen cincin pada tahap MAC mematuhi sepenuhnya teknologi Token Ring. Stesen FDDI menggunakan algoritma keluaran token awal, serupa dengan rangkaian Token Ring dengan kelajuan 16 Mbps.

Alamat tahap MAC adalah dalam format standard untuk teknologi IEEE 802. Format bingkai FDDI hampir dengan format bingkai Token Ring; perbezaan utama ialah ketiadaan medan keutamaan. Tanda-tanda pengecaman alamat, penyalinan bingkai dan ralat membolehkan anda mengekalkan prosedur pemprosesan bingkai yang tersedia dalam rangkaian Token Ring oleh stesen penghantar, stesen perantaraan dan stesen penerima.

Dalam Rajah. Rajah 3.17 menunjukkan korespondensi struktur protokol teknologi FDDI dengan model OSI tujuh lapisan. FDDI mentakrifkan protokol tahap fizikal dan protokol sublapisan akses media (MAC) lapisan pautan data. Seperti kebanyakan teknologi rangkaian kawasan tempatan yang lain, teknologi FDDI menggunakan protokol sublapisan kawalan pautan data LLC yang ditakrifkan dalam piawaian IEEE 802.2. Oleh itu, walaupun teknologi FDDI dibangunkan dan diseragamkan oleh ANSI dan bukan oleh IEEE, ia sesuai sepenuhnya dalam rangka kerja piawaian 802.

nasi. 3.17.Struktur protokol teknologi FDDI

Ciri tersendiri teknologi FDDI ialah tahap kawalan stesen - Pengurusan Stesen (SMT). Ia adalah lapisan SMT yang melaksanakan semua fungsi mengurus dan memantau semua lapisan lain timbunan protokol FDDI. Setiap nod dalam rangkaian FDDI mengambil bahagian dalam menguruskan cincin. Oleh itu, semua nod bertukar bingkai SMT khas untuk mengurus rangkaian.

toleransi kesalahan rangkaian FDDI disediakan oleh protokol lapisan lain: dengan bantuan lapisan fizikal, kegagalan rangkaian atas sebab fizikal, contohnya, disebabkan kabel yang rosak, dihapuskan, dan dengan bantuan lapisan MAC, kegagalan rangkaian logik dihapuskan, untuk contoh, kehilangan laluan dalaman yang diperlukan untuk menghantar token dan bingkai data antara port hab.

kesimpulan

· Teknologi FDDI adalah yang pertama menggunakan kabel gentian optik dalam rangkaian kawasan tempatan dan beroperasi pada 100 Mbps.

· Terdapat kesinambungan yang ketara antara teknologi Token Ring dan FDDI: kedua-duanya dicirikan oleh topologi cincin dan kaedah capaian token.

· Teknologi FDDI ialah teknologi rangkaian tempatan yang paling tahan terhadap kerosakan. Sekiranya berlaku kegagalan tunggal sistem kabel atau stesen, rangkaian, disebabkan oleh "lipatan" gelang berganda menjadi satu, kekal beroperasi sepenuhnya.

· Kaedah capaian token FDDI beroperasi secara berbeza untuk bingkai segerak dan tak segerak (jenis bingkai ditentukan oleh stesen). Untuk menghantar bingkai segerak, stesen sentiasa boleh menangkap token masuk untuk masa yang ditetapkan. Untuk menghantar bingkai tak segerak, stesen boleh menangkap token hanya jika token telah melengkapkan putaran di sekeliling gelang dengan cukup cepat, yang menunjukkan bahawa tiada kesesakan gelang. Kaedah capaian ini, pertama, memberi keutamaan kepada bingkai segerak, dan kedua, mengawal beban gelang, memperlahankan penghantaran bingkai tak segerak yang tidak mendesak.

· Teknologi FDDI menggunakan kabel gentian optik sebagai medium fizikal dan kategori UTP 5 (pilihan lapisan fizikal ini dipanggil TP-PMD).

· Bilangan maksimum stesen sambungan dwi dalam gelang ialah 500, diameter maksimum gelang berganda ialah 100 km. Jarak maksimum antara nod bersebelahan untuk kabel berbilang mod ialah 2 km, untuk pasangan terpiuh kategori UPT 5-100 m, dan untuk gentian optik mod tunggal bergantung pada kualitinya