Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 1. Системы передачи данных (1130069), страница 47
Текст из файла (страница 47)
В телефонных сетях ис',::,-, пользуются два разных способа коммутации: коммутация каналов н':' 208 8 000 х 783 х 8 = 50,112 Мбит/с. Нетрудно увидеть, что такая органи-",-1. зация работы канала предполагает плотную его загрузку со стороны:.'; абонентов (сравните с организацией работы каналов по 1ЕЕЕ 802).
Мультиплексирование множественных потоков данных, называе-'.:,". мых в системе 80г 1ЕТ притоками, показано на рис. 58. Мультиплек-::.'; сирование происходит побайтно. Например, когда три притока ЯТЯ-1:;:-.',."ь каждый из которых имеет скорость 51,84 Мбит/с, объединяются в;:;.". один приток 8Т8-3 со скоростью 155,52 Мбит/с, мультиплексор онат,! чала берет 1-й байт 1-го притока, затем 1-й байт 2-го притока, затеи':. 1-й байт З-го, и только после этого он переходит к 2-м байтам эх:-';с притоков. Кадр ВТ8-3 содержит 270 х 9 = 2430 байт и занимает'-;:=' 125 мкс. Таким образом, на этом уровне битовая скорость составляет '1.
155,52 Мбит/с. В табл. 5.3 приведены основные данные об иерархии мультиплек-'„",:.'. сирования в стандартах 801ч1ЕТ и ЯРН из !401. Из табл. 5.3 видно, что скорость в АТМ составляет 155 Мбит/с,':. следовательно, 501ч1ЕТ и 8РН совместимы с АТМ на ранних этапш';-; мультиплексирования. коммутация пакетов, которые уже рассматривали в подразд, 2.1.2.
Рассмотрим сначала работу коммутаторов в случае коммутации ка- налов. Коммутаторы прямые и каскадные Латевпвадьвоа Ак)уадьвоа $3 х м 4 Бз 4 2 3 4 2 3 4 5 6 7 5 6 7 Выход Выход Рис. 5,9. Схемы прямых коммутаторов с потенциальным (а) и актуальным (б) соединениями 209 Самым простым видом является прямой коммутатор типа и х п, т.
е. коммутатор, имеющий п входных и и выходных линий (рис. 5.9), в точках пересечения которых установлены полупроводниковые переключатели, обеспечивающие замыкание соответствующих линий. Основной недостаток коммутаторов этого типа — квадратичный рост их сложности при увеличении числа линий и, т.е. сложность коммутатора определяется числом точек пересечения (соединения) этих линий. Даже с учетом того, что для дуплексных линий и при отсутствии самосоединений для работы требуется только половина соединений (выше или ниже главной диагонали), то все равно необхолимо иметь порядка п(п — 1)/2 переключателей. При п = 1 000 на кристалле можно поместить такое количество переключателей, но при этом у него должно быть 2 000 ножек, что обеспечить очень не просто. Поэтому такие прямолинейные решения схем коммутаторов возможны лишь для небольших организаций.
На рис. 5.10 показаны схемы каскадных коммутаторов. Идея построения таких коммутаторов заключается в разделении прямого коммутатора на части и соединении этих частей между собой промежуточными дополнительными коммутаторами. ':!1 м пересечений ~ пересечений и — пересечений и ы пересечений п 3 пересечении 'т.' Хеходон дсеыходон б Мвходов Фвыходов а Рис. 5.10.
Схемы каскадных коммутаторов: а — при йс = 16, п = 4, lс = 2; б — при Ж = 16, п = 4, й = 3 Рассмотрим для примера трехслойный каскадный коммутатор.:::": В первом слое такого коммутатора ЛГ входных линий разбивают на"'; группы по и линий в каждой группе. Каждую из Л7л групп обслужи-;;:,', вает прямой коммутатор н н к. Во втором слое 1с прямых коммутато-';:;, ров обеспечивают соединение Л1й(н входных линий с Х~)п выход-', ными линиями.
Третий слой состоит из Лг~п прямых коммутаторов,.:;,:- каждый из которых соединяет 1с линий с л линиями. Подсчитаем сложность такого каскадного коммутатора. Число-'-';:,, точек пересечения в первом каскаде определяется по формуле 210 Второй каскад содержит 1с(Л"(л)~ точек пересечения, а третий ка-.':1',;- скад по сложности такой же, как и первый. Таким образом, число ,';' точек пересечения в данном коммутаторе составляет 2)с%+ ЦЛ~/н)1.,,'!' Следовательно, при Лг= 1000„л = 50 и й = 10 для работы потребуется ~.
всего 24 000 точек пересечения, а не 499 500, как при использовании!"; прямого коммутатора. Недостатком каскадных коммутаторов является блокировка ком-:,''.'. мутаторов второго слоя, т.е. в схеме на рис. 5.10, а второй слой может, ',,~' коммутировать одновременно только восемь звонков. Девятый звоноК:- будет заблокирован. В схеме коммутатора на рис. 5.10, б уже 12 входов':;.",';, во втором слое, но он и дороже. В 1953 г. Клос показал, что при 1с = 2л — 1 блокировок в каскадных ", коммутаторах не будет 162]. Коммутаторы с разделением времени На рис.
5.11 показана схема коммутатора с разделением времени. Пусть имеется и линий, которые необходимо коммутировать. Зги линии сканируют последовательно одна за другой в течение опрелеленного временного слота, Образуется кадр из и ячеек по 1с бит в каждой. Например, в стандарте Е1 каждая ячейка содержит 8 бит, кадр — 32 ячейки, а всего за секунду проходит 8 000 кадров. Затем кадр попадает в коммутатор ячеек„который переставляет ячейки в соответствии с таблицей коммутации, Обработка кадра происходит следующим образом.
Входной кадр записывается в память в том порядке, в каком ячейки считывались с линий. Затем ячейки считываются из памяти в порядке, задаваемом таблицей коммутации. Ясна, что таблица коммутации — это вектор перестановок, а скорость коммутации ограничена скоростью считывания из памяти. Например, если временной слог составляет 125 мкс, и требуется обработать кадр из и ячеек, а время считывания из памяти Т, мкс, то 2лТ= 125 мкс или и = 125у(2Т).
Если скорость работы памяти!00 нс, то можно обработать не более б25 линий. Итак, мы закончили рассмотрение организации и функционирования телефонных сетей и поняли, что телефонная сеть как СПД предоставляе~ возможность создания физического канала для перелачи данных, поверх которого можно использовать разные протоколы канального уровня, и в этой СПД действует единая система адресации, где адрес абонента — его телефонный номер. Коммутатор ячеек о входящих рис.
5.11, Коммутатор с разлелением времени 211 5.2. Системы Е00! 5.2. 1. Основы технологии ЯЮ! К середине 1980-х гг, у исследовательских центров США возникла -8 потребность в высокоскоростных надежных и территориально про-:,-::...:, тяженных локальных сетях для объединения суперкомпьютерных'!у ~ центров. При этом основной задачей являлось обеспечение возмож-,';е ., ности передачи больших объемов данных между узлами сети, которгяе: —.'-,~р '.1 находятся на достаточном удалении друг от друга.
Сушествовавшие .,",. .' на тот момент стандарты локальных сетей семейства 1ЕЕЕ 802 не э);" обеспечивали требуемого качества сервиса и технических характери- ',:~;. стик, поэтому институт А)Ч 81 занялся разработкой нового стандарта,, ". который получил впоследствии наименование ХЗТ9.5, или ГВР1:." 1БЬег Р1з)г)Ьпгег) Вайа 1пгег1асе). Этот стандарт предполагает исполь5.".,,: зование оптоволоконных линий связи, скорость передачи не ниже:.,",,' 100 Мбит(с и распространение действия сетей на расстояния большие,:.'~",' чем в уже рассмотренных стандартах 1ЕЕЕ 802. Основы технологии ГРВ! рассмотрим в соответствии с !33). Эта техх''"': нология является высокопроизводительным развитием технологии То)геп".'!,' Вцх !40), позволяющей работать со скоростями не ниже 100 Мбит/с-.': на расстоянии ло 200 км и объединяющей до 1000 рабочих стан-,':,'; ций. Разработчики технологии ГРР! ставили перед собой в качестве'".!;: наиболее приоритетных следующие цели; ° повысить скорость передачи данных до 100 Мбит/с; г) ° повысить отказоустойчивость СПД за счет стандартных проне-.":";! дур восстановления после отказов различного рода — повреждения "„" кабеля, некорректной работы узла, концентратора, возникновения.::~г высокого уровня помех на линии и т.
ид 'зй ° максимально эффективно использовать потенциальную про-:",' пускную способность СПД как для асинхронного, так и для син-'. х хронного графиков. СПД ЕРР! строится на основе двух оптоволоконных колец, по1;.'~ одному из которых трафик направлен по часовой стрелке, а по дру-:::::;:;;: ! '1 ::-::;4 Рис. 5.12. Реконфигурация двух колец (и) е одно (б) 212 гому — против часовой стрелки. При этом в случае выхода из строя одного из колец его график может быть запущен через второе кольцо. Если оба кольца окажутся поврежденными в одном и том же месте, то они могут быть объединены в одно кольцо, как показано на рис. 5.12. Такая реконфигурация производится силами концентраторов и 1или) сетевых адаптеров ГРР1.
Использование двух колец — это основной способ повышения отказоустойчивости ГРР1, и чтобы им воспользоваться, узел должен быть подключен к обоим кольцам. В нормальном режиме работы СПД данные проходят через все узлы. и все участки кабеля первичного (Ггппагу) кольца, поэтому этот режим называется Т1зги — сквозным или транзитным. Вторичное кольцо (Яесопдагу) в этом режиме не используется. При образовании общего кольца из двух колец передатчики станций по-прежнему остаются подключенными к приемникам соседних станций, что позволяет правильно передавать и принимать информацию соседним станциям, В стандартах ГРР1 отводится много внимания различным процедурам, которые позволяют определить наличие отказа, а затем произвести необходимую реконфигурацию. СПД ГРР1 может полностью восстанавливать свою работоспособность в случае единичных отказов ес элементов.
При множественных отказах СПД распадается на несколько не связанных СПД. Кольца в СПД ГРР1 рассматриваются как общая разделяемая среда передачи данных, поэтому для нее определен специальный метод доступа. Этот метод очень близок к методу доступа в сетях То)геп %пд и также называется методом кольца с маркером.
Станция может начать передачу своих собственных кадров данных только в том случае, если она получила от предыдущей станции специальный кадр — маркер доступа. После этого она может передавать свои кадры в течение времени, называемого временем удержания маркера (То)геп Но1б)па Типе — ТНТ).
После истечения значения ТНТ станция обязана завершить передачу своего очередного кадра и передать маркер доступа следующей станции. Если же в момент получения маркера у станции нет кадров для передачи, то она немедленно передает маркер следующей станции. У каждой станции имеется предшествующий сосед (црз1геагп пс)аЬЬог) и последующий сосед (доуупзГгеат пе)йЬЬог), определяемые ее физическими связями и направлением передачи информации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
