Галкин В.А., Григорьев Ю.А. - Телекоммуникации и сети (1053870), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Только 3 сегмента из 5 могут быть нагруженными, т. е. такими,к которым подключаются конечные станции. Правило применения повторителей в сети Ethernet называется «правило 5-4-3»: 5 сегментов, 4 повторителя,3 нагруженных сегмента.1843.2. Технологии локальных сетейКонцентратор 1(Hub)lOBase-FBКонцентратор 3lOBase-TwslКонцентратор 4IwsWSРис. 3.6. Иерархическое соединение концентраторов EthernetДля обеспечения синхронизации станций при реализации процедур доступаCSMA/CD и надежного распознавания станциями коллизий в стандартеlOBase-T определено максимально число концентраторов между любыми двумястанциями сети - 4. Это правило носит название «правило 4 хабов» и оно заменяет «правило 5-4-3», применяемое к сетям lOBase-5 и lOBase-2. Очевидно,что если между любыми двумя узлами сети не должно быть больше 4 повторителей, то максимальный диаметр сети lOBase-T составляет 5 х 100 = 500 м.На рис.
3.6 представлена такая структура, образующая общую область столкновений - один домен коллизий.При создании сети lOBase-T с большим числом станций концентраторыможно соединять друг с другом иерархическим способом, образуя древовидную структуру.В табл. 3.2. представлены четьфе основные типы кадров Ethernet.Рассмотрим специфичные поля каждого типа кадра.Ethernet //, разработанный первым для сетей Ethernet, дополнительно содержит поле Туре - оно определяет тип протокола сетевого уровня, пакет которого переносится этим кадром (8137h - для протокола IPX, 0800h - для протокола IP, 809Bh - для протокола AppleTalk и т.
д.). Все идентификаторы имеютзначения старше 05DCh.Ethernet 802,3. Этот тип кадра создан фирмой Novell, является базовымдля сетей с ОС NetWare. Дополнительно содержит поле Length - длина передаваемого пакета. Поскольку в таком кадре отсутствует поле с типом протокола, то он может быть использован только для переноса IPX. Заголовок пакета IPX следует непосредственно за полем длины, поэтому первое поле пакета(поле Checksmn) содержит значение FFFFh.Ethernet 802.2, разработанный подкомитетом ШЕЕ 802.3 в результате стандартизации сетей Ethernet, кадр содержит дополнительные поля:Length - длина передаваемого пакета;1853.
Принципы построения локальных сетей ЭВМТаблица 3.2. Форматы кадров простого EthernetEthernet IIEthernet 802.3Ethernet 802.2Ethernet SNAPР(7)*SFD(l)DA (6)SA (6)Type (2)ПакетP(7)SFD{\)DA (6)SA(6)Length (2)DSAP(1)(46-1500)Пакет(46 -1500)FCS 4FCS 4P(1\SFD{\)DA (6)SA{6)Length (2)DSAP{\)SSAP(1)Control (1)ПакетFCS 4Pg),SFD(l)DA (6), SA (6)Length (2)DSAP(l)SSAPil)Control (1)OUI(3),ID(2)Пакет1FCS 4\* Цифры в круглых скобках обозначают длины полей кадров в байтах; Р - преамбула представляет собой семибайтовую последовательность единиц и нулей (101010....). Это полепредназначено для синхронизации приемной и передающей станций; SFD (Start Frame Delimiter)- признак начала кадра (10101011); DA (Destination Address), SA (Source Address) - адресаполучателя и отправителя.
Они представляют собой физические адреса сетевыхадаптеровEthernetи являются уникальными. Первые три байта ^1феса назначаются каждому производителю Ethemetадаптеров (дляадатп^еровфирмы Intel это будет значение OOAAOOh, а для адаптеров 3Com 0020AFh), последние 3 байт определяются самим производителем. Для широковещательныхкадров поле DA устанавливается в FFFFFFFFh; FCS (Frame Check Sequence) - контрольнаясумма всех полей кадра (за исключением полей преамбулы, признака начала кадра и самой контрольной суммы). Если длина пакета передаваемых данных меньше минимальной величины, тоадаптер Ethernet автоматически дополняет его до 46 байт.
Этот процесс назьшается вьфавниванием (padding). Жесткие ограничения на минимальную длину пакета введены для обеспечениянормальной работы механизма обнаружения столкновений.DSAP (Destination Service Access Point) - тип протокола сетевого уровнястанции-получателя (EOh - для IPX),SSAP (Source Service Access Point) - тип протокола сетевого уровня станции-отправителя,Control - номер сегмента; используется при разбиении длинных IP-пакетовна более мелкие сегменты; для пакетов IPX это поле всегда содержит значение 03h (обмен ненумерованными дейтаграммами).Ethernet SNAP, являющийся модернизацией кадра Ethernet 802.2, содержитеще два поля: OUI (Organizational Unit Identifier) иГО,которые определяют типпротокола верхнего уровня SNAP Protocol ID.Каждая станция начинает принимать кадр с преамбулы Р.
Затем сравнивает значение адреса DA со своим адресом. Если адреса одинаковы или пришелшироковещательный кадр, или задана специальная программа обработки, токадр копируется в буфер станции. Если нет, то кадр игнорируется.1863.2. Технологии локальных сетейИдентификация типа кадра сетевым адаптером осуществляется по следующему алгоритму:• если за полем SA следует значение старше 05DCh, то это кадр Ethernet II,• если за полем Length записан идентификатор FFFFh, то это кадр Ethernet 802.3,• если за полем Length стоит идентификатор AAh, то это кадр Ethernet SNAP,иначе - это кадр Ethernet 802.2.Технология Fast EthernetТехнология Fast Ethernet является эволющюнным развитием классическойтехнологии Ethernet.
Ее основными достоинствами являются:• увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мбит/с;• сохранение метода случайного доступа Ethernet;• сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционныхсред передачи данных - витой пары и оптоволоконного кабеля.Указанные свойства позволяют осуществлять постепенный переход от сетей lOBase-T - наиболее популярного на сегодняшний день варианта Ethernet к скоростным сетям, сохраняющим значительную преемственность с хорошознакомой технологией. Fast Ethernet не требует коренного переобучения персонала и замены оборудования во всех узлах сети.Спещ1фикация Fast Ethernet (802.3w), не является самостоятельньп^ стандартом, а представляет собой дополнение к существующему стандарту 802.3в виде глав с 21 по 30.
Отличия Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены нафизическом уровне (рис. 3.7).Более сложная структура физического уровня технологии Fast Ethernet вызвана тем, что в ней используется три варианта кабельных систем:оптоволокно- 100Base-FX;2-парная витая пара категории 5 - 100Base-TX;4-парная витая пара категории 3 - 100Base-T4.По сравнеьшю с вариантами физической реализащш Ethernet, здесь отличиякаждого варианта от других глубже - меняется и количество проводников, иметоды кодирования.
А так как физические варианты Fast Ethernet создавались одновременно, а не эволющюнно, как для сетей Ethernet, то имелась возможность детально определить неизменяемые от варианта к варианту подуровни физического уровня и остальные подуровни, спещ1фические для каждоговарианта.Подуровни LLC и MAC в стандарте Fast Ethernet не претерпели изменений.Напомним кратко их фушащи.Подуровень LLC (Logical Link Control) обеспечивает интерфейс протоколаEthernet с протоколами вьппележащих уровней, например, с IP или IPX.
КадрLLC (Ethernet 802.2 без полей Р, SFD, FCS по табл. 3.2), вкладывается в кадрMAC, что позволяет за счет полей DSAP и SSAP идентифицировать адрессервисов назначения и источника соответственно. Например, при вложении вкадр LLC пакета IPX, значения как DSAP, так и SSAP должны быть равны ЕО.Поле управления кадра LLC позволяет реализовать процедуры обмена данными трех типов.1873.
Принципы построения локальных сетей ЭВМ802.3i lOBase-T802.3U 100Base-TПодуровень LLC(802.2)Подуровень LLC(802.2)Подуровень доступак qэeдe MACПодуровень доступак среде MACСогласование(reconciliation)Интерфейс AUI^Интерфейс МППодуровень кодирования PC(Physical Coding)Подуровень физическогоприсоединения РМА(Physical Medium Attachment)Подуровень зависимостифизической среды (PhysicalMedium Dependent)Подуровень физическогоприсоединения РМА(Physical Medium Attachment)Подуровень автопереговорово скорости передачи(Auto-Negotiation)Разъем(Medium Dependent biterface)Разъем(Medium Dependent Interface)Рис. 3.7. Отличия стека протоколов 1 OOBase-T от стекапротоколов ЮВазе-ТПроцедура 1-го типа определяет обмен данными без предварительного установления соедине1шя и повторной передачи кадров в случае обнаруженияошибочной ситуации, т. е.
является процедурой дейтаграммного типа. Именноэтот тип процедуры и используется во всех практических реализациях Ethernet.Поле управления для этого типа процедур цмеет значение 03, что определяетвсе кадры как ненумерованные.Процедура 2-го типа определяет режим обмена с установлением соединений, нумерацией кадров, управлением потоком кадров и повторной передачейопшбочных кадров. В этом режиме протокол LLC аналогичен протоколу HDLC.В локальных сетях Ethernet такой режим используется редко.Процедура 3-го типа определяет режим передачи данных без установлениясоединения, но с получением подтверждения о доставке информационного кадраадресату. Только после этого может быть отправлен следующий информационный кадр.Существует расширение формата кадра LLC, называемое SNAP (SubnetworkAccess Protocol). В случае применения расширения SNAP в поля DSAP и SSAP1883.2.
Технологии локальных сетейзаписывается значение АА, тип кадра по-прежнему равен 03, а для обозначения типа протокола, вложенного в поле данных, используются следующие 4байт, причем байты идентификатора организации (OUI) всегда равны 00 (заисключением протокола Apple Talk), а последний байт (ГО) содержит идентификатор типа протокола (например, 0800 для IP).Заголовки LLC или LLC/SNAP используют мосты и коммутаторы для трансляции протоколов канального уровня по стандарту ШЕЕ 802.2Н.Подуровень управления доступом к среде MAC (Media Access Control) ответственен за формирование кадра Ethernet, получение доступа к разделяемой среде передачи данных и отправку с помощью физического уровня кадрапо физической среде узлу назначения.Разделяемая среда Ethernet, независимо от ее физической реализации (коаксиальный кабель, витая пара или оптоволокно с повторителями), всегда находится в одном из трех состояний: свободна, занята, коллизия.
Состояние занятости соответствует нормальной передаче кадра одним из узлов сети.Состояние коллизии возникает при одновременной передаче кадров более, чемодним узлом сети.МАС-подуровень каждого узла сети получает от физического уровня информацию о состоянии разделяемой среды. Если она свободна и у МАС-подуровня имеется кадр для передачи, то он передает его через физический уровень в сеть. Физический уровень одновременно с побитной передачей кадраследит за состоянием среды. Если за время передачи кадра коллизия не возникла, то кадр считается переданным. Если же за это время коллизия былазафиксирована, то передача кадра прекращается, и в сеть вьщается специальная последовательность из 32 бит (так назьюаемая уат-последовательностьили сигнал «затора»), которая должна помочь однозначно распознать коллизиювсеми узлами сети.После фиксации коллизии МАС-подуровень делает случайную паузу, а затем вновь пытается передать данный кадр.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
