М.Гук - Аппаратные средства IBM PC, энциклопедия, страница 280

21.2. Архитектура стандарта Г1Ьге Спаппе! Интерфейс ГС описывается многоуровневым набором протоколов: в ГС-0 — спецификации среды передачи, сигналов, приемников и передатчиков. + РС-1 — кодирование символов с обнаружением ошибок (8В/10В), управление каналом. + РС-2 — разбиение информационных блоков верхнеуровневых протоколов на последовательности (зеппепсе) н кадры (Егаше), определение формата кадра, управление последовательностями и обменами, управление потоком, классы сервиса, подключение/отключение (1о81п/1ойоп1), топологии, сегментация и обратная сборка блоков данных.

ь ГС-3 — уровень-прослойка, позволяющий включать дополнительные функции. При необходимости здесь могут выполняться сжатие и шифрование данных, аутентификация и прочие специфические функции (на усмотрение разработчиков). Пока что уровень только определяет варианты использования множества портов для одного узла: ° угг(р1п8 — использование связки портов для умножения пропускной способности; ° Нипг ятоир — возможность группе портов отвечать на псевдонимы адреса, снижает шанс получения ответа занятости порта узла; ° Ми(г(савг — групповая передача, доставка одной передачи множеству портов назначения.

+ ГС-4 — отображение протоколов верхних уровней (1)Е.Р шарр1пй) в обмены по РС: БС81, 1Р, Н1РР1 (Н18Ь РегЕогшапсе Рага!1е! 1псегЕасе), АТМ-ААЕ5, 1028 Глава 2! . Интерфейс Г!Ьге СЬаппе! 1Р1-3 (1пгеП!йепс РеПрЬега! 1псег1асе) — интерфейс для дисковых и ленточных устройств, БВССБ (Гйпй!е Вуте Сопппапг! Сог!е Яесз) и др. «Лицо» Г!Ьге СЬаппе1 для вышестоящих протоколов в основном определяют его уровни ГС-О...ГС-2, описанные в спецификации ГС-РН, а затем в ГС-ГЯ.

Спецификации Г!Ьге СЬаппе! существуют в виде набора большого числа документов, часть из которых оформлена как стандарты АХИ!. Основополагающим является документ РС-РН (Г!Ьге СЬаппе1 — РЬугйса1 апг) 5!8па1шй 1птег(асе, АХ51 Х3.230-1994), в котором определены уровни ГС-О, ГС-1 и ГС-2. Дополнительные возможности этих уровней определены в ГСРН-2 (АХ51 Х3.297-1997). В новом виде эти спецификации определены в документе РС-Р5 (Г!Ьге СЬаппе1 — Ггаш!п8 апд 5!8па!шй, 2003 г.), ведется работа над новым документом ГС-Г5-2. Документ РС-Аб (Г!Ъге СЬаппе! — АгЬ!1га1еб 1.оор, АХБ! Х3.272-1996) определяет поведение устройства в кольцевой топологии (арбитражном кольце). Этот вариант топологии появился уже после публикации ГС-РН, поэтому и стал отдельным стандартом.

Его развитие — стандарт ГС-А1.-2 (1999 г.) и проект ГС-А1.-3. 21.3. Среда и скорости передачи Интерфейс ГС допускает многообразие скоростей и сред передачи. Полной скоростью (1пП зреег!) считается 1,0625 Гбит/с, что при кодировании 8В/10В и с учетом накладных расходов на заголовки и обрамление кадров дает скорость передачи данных 100 Мбайт/с. Помимо полной определен ряд более низких скоростей — Аа1/зреег(, г7иаггет зрееа и е!8йгй зрееа (50, 25 и 12,5 Мбайт/с, или 531, 266 и 133 Мбит/с соответственно), а также двойная и четырехкратная скорости — аоиЫе зрееа' и г7иаг1гир1е зреег1 (200 и 400 Мбайт/с, или 2,126 и 4,252 Гбит/с).

Для любой среды передачи чем ниже скорость, тем больше достижимая дальность. В чисто кольцевой топологии (без концентраторов) применяются одиночные кабели (один коаксиальный, пара проводов или одно волокно); в остальных топологиях требуется дуплексный кабель (два коаксиальных, две пары или два волокна). Каждый дуплексный кабель является перекрестным: он соединяет выход передатчика Тх (на одном конце) и вход приемника Вх (на другом конце). В электрическом интерфейсе используются сигналы с уровнем ЕСЕ или РЕС1. (ЭСЛ или псевдо-ЭСЛ), наиболее распространен разъем 1)В-9. Интерфейс позволяет использовать различные типы кабелей: коаксиальный (75 Ом), твинаксиальный и экранированную витую пару.

Электрический интерфейс применяется для скоростей до 200 Мбайт/с (на 200 — только коаксиальный). Максимальное расстояние для полной скорости — 60 м (толстый телевизионный кабель). Оптический интерфейс используется для любых скоростей; в качестве передатчиков применяют светодиоды, коротковолновые и длинноволновые лазеры. Наиболее распространен разъем ЯС-дуплекс, встречаются и более современные 1029 21.4. Адресация и подключение узлов малогабаритные разъемы. Для полной скорости применение одномодового волокна обеспечивает дальность до 10 км, многомодового волокна 50/125 мкм— до 500 м, а 62/125 мкм — 175 м. Для работы с коротковолновыми лазерами в ГС-0 определен механизм безопасности открытого волокна (Орел Г1Ьге Сопсго1 зузсеш, ОГС); передатчик порта, не получающего сигнал от партнера, вместо нормального сигнала посылает короткие импульсы (безопасной мощности). Этот механизм реализуется не во всех портах.

Ассоциация ГСА (Г(Ьге СЬаппе1 Аззос1абоп) приняла спецификацию интерфейсного адаптера М1А (Мейа 1пГег(асе Ас1ар1ег), обеспечивающего подключение оптоволокна к электрическому порту. В этом адаптере оптический трансивер питается от напряжения +5 В, подаваемого через запасной контакт разъема ПВмй 21.4. Адресация и подключение узлов В ГС используется трехбайтный идентификатор узла, динамически назначаемый при конфигурировании. Этот идентификатор фигурирует в качестве адреса источника (5 10) и получателя кадра (О 1О). Адрес узла назначает фабрика процедурой подключения Разг1с Еоб(п: в случае двухточечного соединения эта процедура не проходит, и узлы выбирают себе пару произвольных (разных) адресов.

Для кольца физический адрес Я1 РЯ (младший байт идентификатора) назначается автоматически во время инициализации кольца (см. далее). Два старших байта адреса назначаются фабрикой, а если кольцо с фабрикой не связано, они нулевые. Для глобально уникальной идентификации в ГС требуются 64-битные идентификаторы имени (Мзяе 1сел11йегз).

Эти идентификаторы используются в отображении верхнеуровневых протоколов, но в кадрах как средства маршрутизации не фигурируют. Прежде чем начать обмены с другими узлами, узел должен пройти процедуру подключения (1ля1п). В ГС определено две процедуры подключения: к фабрике (РаЬг1с (.оя1л) и к узлу (Я( РогГ 7.орп). Подключения действуют до последующей инициализации или до явного отключения по протоколу Я7 Рогг7ояоип Попытку подключения к фабрике (Рабпс (офл) должны выполнять все порты, за исключением частных портов кольца (рпчаге Г).-рогг). В случае наличия фабрики процедура подключения дает информацию о параметрах фабрики, включая классы сервиса и кредит для межбуферного управления потоком, а также назначает (или подтверждает) идентификатор узла. Здесь же устанавливается значение тайм-аута для процедур обработки ошибок, определяемое максимальным временем оборота по фабрике (порядка единиц секунд).

В случае отсутствия фабрики на подключение может ответить Х-порт, что будет признаком двухточечной топологии. До начала обменов с портом узла необходимо к нему подключиться, выполнив процедуру Ф Рог~ Еой(п. Процедура подключения дает информацию о параметрах узла, включая классы сервиса и кредит для сквозного управления потоком. В случае двухточечной топологии при этом устанавливается и межбуферный кредит. 1ОЗО Глава 21. Интерфейс Еюге СПаппе! 21.5.

Арбитражное кольцо — ЕС-А~. Арбитражное кольцо (РС-А1.) — распространенный вариант использования интерфейса РС, не требующий дорогостоящей коммутационной фабрики. В кольцо может объединяться большое число узлов, размер кольца ограничен временем оборота сигнала по кольцу (тайм-аут кольца — 15 мс). При задержке передачи в каждом узле в 6 слов и расстоянии между узлами кольца 10 км в кольцо может собираться до 134 узлов. Активными участниками (источниками н получателями кадров) в кольце может быть не более 126 узлов; если узлов больше, часть окажется в безучастном режиме (попрагг1с(раг1пй тоде) — они будут только транслировать битовый поток. Все узлы кольца собираются в замкнутую цепочку и транслируют приходящие кадры дальше по кольцу. Синхронизация передатчика каждого узла автономна, а для компенсации расхождения частот синхронизации используются межкадровые слова-заполнители, часть из которых может периодически отбрасываться или вводиться дополнительно при трансляции.

Кольцо ЕС-АЕ может быть построено на звездообразной и древовидной физической топологии, более удобной в обращении (см. рис. 21.1, в). Для этого применяются концентраторы (хабы). Простейший концентратор содержит набор связанных в кольцо портов (приемопередатчиков). При этом порт включает в кольцо подключенное устройство, лишь получив от него сигнал (примитив сброса). Порт, на который со внешнего разъема не поступает сигнал, замыкается коммутатором порта. Таким образом обеспечивается обход отказавших (отключенных) узлов, Более сложные концентраторы обеспечивают дистанционное управление портами н сообщают их состояние.

Без концентраторов кольцо становится уязвимым — при отказе одной линии или устройства все кольцо оказывается неработоспособным. До начала нормальной работы кольцо должно быть проинициализировано — каждому узлу назначен физический адрес ЯО РА. Этот адрес становится младшим байтом адресных идентификаторов (О 10 и 51 1О). Арбитраж и открытие соединений В РС-АЬ право доступа разыгрывается арбитражем, а не передачей маркера (как в РЕг1)1 и Токеп Мпя). Узел запрашивает право доступа (передачи), посылая в кольцо примитив АВВх, где х — его физический адрес в кольце (АгЬ(- сгагег( 1оор РЬугйса1 АИгезз, АЕ РА).