Глава 5: локални мрежи
Тази глава описва Ethernet технология - най-често техниката на съвременните локални мрежи.
Класификация и характеристики на локални мрежи
Локални мрежи (LAN, LAN) - е разпределена изчислителна система, която интегрира компютрите, които са в рамките на една или повече сгради. Възлите на локалната мрежа обикновено са в диапазона от 3 км.
Локални мрежи са класифицирани главно на протоколи 1 и 2 от слоевете OSI, тоест използва мрежово оборудване технология: Ethernet, Token Ring, FDDI, AppleTalk.
Мащабът и йерархията на строителство се отличават:
1. а) мрежа Работни групи (5-20 станции);
2. б) отдели мрежа (20-100 растения);
3. в) мрежа от предприятия (корпоративни мрежи).
Последното често имат подробна структура на мрежовите услуги и география понякога надхвърля локални мрежи, за да образуват мрежа колежа, мрежата с отдалечен достъп, както и друга мрежа мащабира до частни WAN мрежи предприятието. Броят на пунктовете, в корпоративни мрежи варира в широки граници, от 20 до десетки хиляди компютри.
Една от главните характеристики на локални мрежи, както и други видове компютърни мрежи са си капацитет, диапазони са дадени в Таблица 8 по-горе.
Ethernet технология база. Физическа и логическа топология
За да разберем принципите на Ethernet, общи познания за принципите на работа на компютърни мрежи и мрежови разделяне проблем се дължи на нивата, посочени по-горе.
Ethernet в превод от английски означава "Ethereal мрежа." Предшественикът на тази технология е била на радиокомуникационна система за разпространение на Хавайските архипелаг станции, наречени ALOHA. Въз основа на принципите, установени в компанията ALOHA, Xerox има изградена кабелна мрежа с пропускателна способност от 2,94 Mbit / и връзка до максимум от 100 компютри. Проектът е бил толкова успешен, че Xerox, заедно с декември и Intel това беше разработена спецификация Ethernet 10 Mbit / сек. По-късно това стана основа на спецификацията IEEE 802.3 международен стандарт.
В момента, Ethernet термин, използван, за да опише всички локални мрежи, използващи метода на колективен достъп до комуникация на данни с идентифицирането на откриване на носител и сблъсък. Преди описанието на този метод, ще се въведе понятието за логическа топология на мрежата.
Физическата топологията на мрежата - това е истинската връзка на нейните възли и връзки. Физическата топология може да бъде различна от логиката. Нека обясним разликата.
Първият Ethernet мрежа изградена въз основа на коаксиален кабел и да имат физическа топология "гума" (фиг. 10б). Съвременните местните Ethernet и Fast Ethernet мрежи са базирани на усукана двойка и хъбове (ключове) на физическата топология "звезда" (фиг. 10, буква в), и "дърво" (фиг. 10 г). Имаше също съвместим с Ethernet мрежи в коаксиален такива смесени мрежи са изградени от комбиниран топология (фиг. 10 д).
Логическа топология - схема за връзка, свързана с начина на достъп до преносната среда. От кога в Ethernet технология, всички компютри в локалната мрежа да имат възможност да едновременен достъп до преносната среда, логическата топология е "автобус". Въпреки промяната във физическия топология Fast Ethernet, това не променя начина на достъп до околната среда, следователно, логическата топология, също няма да се промени.
За по-добро разбиране на смисъла на логическата топология на характерен пример за технологията на Token Ring. Тук напротив, тя използва логическа топология "пръстен", при която мрежовите станции имат строго алтернативен достъп до преносната среда, независимо от физическата топология на мрежата, която може да бъде пръстен (фиг. 10, г) и гумата (Фиг. 10b ).
метод множествен достъп с определяне на откриване на носител и сблъсък
В Ethernet мрежи на всички компютри имат възможност едновременно да получава данни от всеки компютър, започва излъчване на обща шина. Кабелът, който е свързан с всички компютри, работещи в режим на споделена достъп. В момент, за да предава данни към обща шина може да има само един компютър в мрежата. В този случай, всички компютри в мрежата имат равни права за достъп до средата. За да се осигури компютри за достъп до обща шина, като се използва метод за множествен достъп с идентифицирането на откриване на носител и сблъсък (CSMA / CD). Ние се опише този метод.
Първата част на този метод описва принципа на публичния достъп до преносната среда.
Когато една станция А иска да изпрати Б станция Ethernet рамка, той първо се опитва да определи, че няма друга станция в този момент не предава нищо. стандартната индикация за свободен линия Ethernet е "тих", т.е. V. напрежение 0 В Fast Ethernet стандартната функция на свободно състояние на околната среда не е липсата на сигнали на автобуса, и прехвърлянето на това Idle-специален знак. Ако работната станция открива сигнал с носеща честота, то е знак на автобуса на заетостта и предаване на данни се забави, което означава, че станцията преминава в режим на готовност.
Ако кабелът е безплатно, станцията започва предаване веднага. Чрез прехвърляне рамка е пълна, всички възли са длъжни да направите пауза, наречени по-кадър разстояние (Интер Packet Gap, IPG). Тази пауза е необходимо за привеждане на мрежови адаптери в първоначалното състояние и да гарантира равни права на всички гари относно предаването на данни, а именно да се предотврати монополно улавяне една обща автогара. В края на мрежата на пауза станция се определят на околната среда като свободен и може да започне отново да прехвърлите.
Продължителността на интервала кадрова за 10 мегабита Ethernet е 9,6 микросекунди, а за 100 Mbit Fast Ethernet - 10 пъти по-малко, т.е. 0.96 MS. Кадрова разстояние е равно на времето, необходимо за предаване на 12 байта или 96 бита. Ако се определи времето единица слот изисква за предаване на един бит - малко гама (БТ), интервал между конструкция е 96 БТ. Този метод на определяне на интервали от време не зависи от скоростта на данните и често се използва в стандарта Ethernet.
Във втората част на метода е описан метод за разрешаване на конфликти, възникващи в споделена среда, отново свидетелства. Ако две станции започват да се предават едновременно, тогава е налице конфликт (катастрофа). Всички домакини трябва да имат възможност да се признае, възниква колизия. Ясното признаване на конфликти всички станции в мрежата е от съществено значение за правилното функциониране на една Ethernet мрежа. Ако някоя от предавателната станция не признава конфликта и да реши, че рамката на данните се предават и да е вярно, тогава рамката ще бъдат загубени. Заради застъпването на сигнали, когато информация сблъсък рамка ще бъде изкривен, и тя ще бъде изхвърлен от получаващата станция, поради различни контролна.
Изкривена информация ще бъде препредадено от протокол от по-високо ниво, като транспорт или приложение работи с установяването на връзката. Но горните слоеве на препредаване на комуникационен протокол се появят чрез значително по-дълъг период от време в сравнение с интервали микросекунда, която оперира на Ethernet протокола. Ето защо, ако конфликтът няма да бъде надеждно призната от възлите на Ethernet мрежови, това ще доведе до значително намаляване на полезния трафик на мрежата.
С цел да бъде в състояние да открива сблъсък, всяка станция се вслушва в мрежата по време и след прехвърлянето на рамката. Откриване на сблъсък на базата на сравнение станция изпраща сигнал и записания сигнал. Ако засеченият сигнал е различна от предаването, станцията определя тази ситуация като конфликт.
Нека първата станция, мислейки, че автобусът е свободен, започва предаване на кадър. До най-отдалечените от второто си място, тази рамка е не е мигновен, но след определен период от време, т. Ако малко преди Втората станция също така реши, че автобусът е безплатна и започва да предава своята рамка, а след това има конфликт. Изкривена информация се връща до началната станция и през времето т. Ето защо, на сблъсъка се открива от първа станция във време 2 тона след началото на предаването, той рамка.
Тази характеристика - резолюцията на време конфликти (двойно завой) - е от голямо значение за ефективността на протокола, по-специално до голяма степен, тъй като определя лимит на максималния диаметър на Ethernet мрежа и броя на концентратори в пътя на сигнала.
Засичане на сблъсъци трябва да се появят преди края на предаването рамка. Това се получава проста сажди балансовата между времето, необходимо за предаване на минимална дължина рамка Tmin и разпространение на сигнала забавяне в мрежата:
Tmin ≥ две т, където т - времето за разпространение на сигнала Ethernet мрежа. (1)
След конфликтите на гарата, тя е била открита, паузи, след което още един опит за предаване на кадър. пауза # 916; т след сблъсъка е произволно избрано от следното правило:
1. # 932; - забавяне интервал равен на 512 БТ, че при скорост от 100 Mbit / и ще бъде 5.12 микросекунди.
2. L - произволно цяло число, избрано от интервала [0; N²].
3. N - брой на предаване повторен опит на даден кадър.
След първия опит паузата може или да отсъства или да бъде един или два забавяне интервал. След втория опит да пробие може или да отсъства или е равна на един, два, три или четири интервали изчакване и т.н. След 10 минути опит интервал, който е избран от пауза не се увеличава. По този начин, след като се опитва десето предаване на кадрите случаен пауза може да отнеме стойности от 0 до 1 024 * 512 524 288 BT = BT. това съответства на периода от време от 0 до 52,4 мс и 5.24 мс съответно за Ethernet и Fast Ethernet.
Предавателят се общо 16 поредни опита за предаване на рамката. След 16 конфликтите контролер отказва по-нататъшни опити за предаване на кадър и информира компютъра. Всички по-нататъшни действия за подобряване на ситуацията трябва да се извършват протоколи от високо ниво.
Този алгоритъм позволява да се решават конфликти, когато противоречива станция малко, както и ликвидирани-мент на разумен срок, когато броят на станциите, които се опитват да се предават по едно и също време.