Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Это слишком сложно и занимает слишком большую долю пропускной способности. Вместо манчестерскогокодирования применяется схема, называющаяся 8В/10В. Как нетрудно догадаться по названию, каждый байт, состоящий из 8 бит, кодируется для передачипо волокну десятью битами. Поскольку возможны 1024 результирующих кодовых слова для каждого входящего байта, данный метод дает некоторую свободувыбора кодовых слов. При этом принимаются в расчет следующие правила:• ни одно кодовое слово не должно иметь более четырех одинаковых битовподряд;• н и в одном кодовом слове не должно быть более шести нулей или шестиединиц.338Глава 4. Подуровень управления доступом к средеПочему именно такие правила? Во-первых, они обеспечивают достаточноеколичество изменений состояния в потоке данных, необходимое для того, чтобыприемник оставался синхронизированным с передатчиком.
Во-вторых, количество нулей и единиц стараются примерно выровнять. К тому же многие входящие байты имеют два возможных кодовых слова, ассоциированных с ними.Когда кодирующее устройство имеет возможность выбора кодовых слов, оно, вероятно, выберет из них то, которое сравняет число нулей и единиц.Ссбалансированному количеству нулей и единиц потому придается такоезначение, что необходимо держать постоянную составляющую сигнала на какможно более низком уровне. Тогда она сможет пройти через преобразователибез изменений.
Люди, занимающиеся computer science, не в восторге от того, чтопреобразовательные устройства диктуют те или иные правила кодирования сигналов, но жизнь есть жизнь.Гигабитный Ethernet, построенный на 1000Base-T, использует иную схемукодирования, поскольку изменять состояние сигнала в течение 1 не для медногокабеля затруднительно. Здесь применяются 4 витые пары категории 5, что даетвозможность параллельно передавать 4 символа. Каждый символ кодируется одним из пяти уровней напряжения. Таким образом, один сигнал может означать00, 01, 10 или 11. Есть еще специальное, служебное значение напряжения.
На одну витую пару приходится 2 бита данных, соответственно, за один временнойинтервал система передает 8 бит по 4 витым парам. Тактовая частота равна125 МГц, что позволяет работать со скоростью 1 Гбит/с. Пятый уровень напряжения был добавлен для специальных целей — кадрирования и управления.1 Гбит/с — это довольно много.
Например, если приемник отвлечется на какоето дело в течение 1 мс и при этом забудет/не успеет освободить буфер, это означает, что он «проспит» примерно 1953 кадра. Может быть и другая ситуация:один компьютер выдает данные по гигабитной сети, а другой принимает их поклассическому Ethernet. Вероятно, первый быстро завалит данными второго.В первую очередь переполнится буфер обмена. Исходя из этого было приняторешение о внедрении в систему контроля потока (так было и в быстром Ethernet, хотя эти системы довольно сильно различаются).Для реализации контроля потока одна из сторон посылает служебный кадр,сообщающий о том, что второй стороне необходимо приостановиться на некоторое время.
Служебные кадры — это, на самом деле, обычные кадры Ethernet, вполе Туре которых записано 0x8808. Первые два байта поля данных — командные, а последующие, по необходимости, содержат параметры команды. Для контроля потока используются кадры типа PAUSE, причем в качестве параметрауказывается продолжительность паузы в единицах времени передачи минимального кадра. Для гигабитного Ethernet такая единица равна 512 не, а паузы могутдлиться до 33,6 мс.Гигабитный Ethernet был стандартизован, и комитет 802 заскучал.
Тогда IEEEпредложил ему начать работу над 10-гигабитным Ethernet. Начались долгие попытки найти в английском алфавите какую-нибудь букву после z. Когда сталоочевидно, что такой буквы нет в природе, от старого подхода решено было отказаться и перейти к двухбуквенным индексам. Так в 2002 году появился стандарт802.3ае. Судя по всему, появление 100-гигабитного Ethernet уже тоже не за горами.Сеть Ethernet339Стандарт IEEE 802.2: протокол LLCТеперь, пожалуй, нужно вернуться назад и сравнить то, что мы изучили в этойглаве, с материалом предыдущей главы. Из главы 3 мы узнали, как между двумямашинами по ненадежной линии с помощью различных протоколов передачиданных могла быть установлена надежная связь. Эти протоколы обеспечивализащиту от ошибок (с помощью подтверждений) и управление потоком (при помощи протокола скользящего окна).В этой главе, напротив, о надежной связи не было сказано ни слова.
Единственное, что предлагает набор стандартов 802, — это дейтаграммный сервис. В некоторых случаях этого оказывается вполне достаточно. Например, при передачеIP-пакетов не требуется и даже не ожидается никакой гарантии. IP-пакет может быть просто помещен в информационное поле кадра стандарта 802 и посланв нужном направлении. Если он потеряется, ничего не поделаешь.Тем не менее, существуют системы, в которых требуется протокол передачиданных, обеспечивающий защиту от ошибок и управление потоком. КомитетIEEE разработал такой протокол, способный работать поверх Ethernet и другихпротоколов стандарта 802.
Этот протокол, получивший название LLC (LogicalLink Control — управление логическим соединением), скрывает различия междуразличными типами сетей 802.x, предоставляя сетевому уровню единый формати интерфейс. Формат, интерфейс и протокол основаны на протоколе HDLC, который мы уже рассматривали в главе 3. Подуровень LLC образует верхнюю половину уровня передачи данных, а подуровень MAC — нижнюю, как показано нарис. 4.21.Сетевой уровеньУровеньпередачи -<данныхLLCMACtФизический уровеньаПакетLLC |ПакетMAC | LLC |Пакет[ MACСетьбРис.
4 . 2 1 . Расположение подуровня LLC (а); форматы протокола (б)кОбычно подуровень LLC используется следующим образом. Сетевой уровеньпередает пакет для LLC с помощью примитивов доступа к подуровню. ЗатемLLC добавляет к нему свой заголовок, содержащий порядковый номер и номерподтверждения. Затем получившаяся в результате структура помещается в полеДанных кадра 802.x, который передается по каналу.
На приемной станции происходит обратный процесс.Подуровень LLC предоставляет три следующих варианта сервисов: ненадежный дейтаграммный сервис, дейтаграммный сервис с подтверждениями и надеж-340Глава 4. Подуровень управления доступом к среденый ориентированный на соединение сервис. В заголовке LLC имеются три поля: целевая точка доступа, исходная точка доступа и контрольное поле. Точкидоступа определяют, с какого процесса пришел кадр и какому процессу его нужно доставить. Это аналог поля Туре кадра DIX. Контрольное поле содержит порядковые номера и номера подтверждений, что также очень сильно напоминаетстиль HDLC (см.
рис. 3.17), однако форматы все-таки немного различаются. Этиполя используются в основном тогда, когда требуется надежное соединение науровне передачи данных. В данном случае протоколы идентичны обсуждавшимся в главе 3. Для передачи через Интернет IP-пакетов подтверждения на уровнеLLC не требуются.Ретроспектива EthernetEthernet существует вот уже 20 лет, и никаких серьезных конкурентов за это время не появилось. Похоже, и в ближайшее время не появятся.
Очень немногиемикропроцессорные архитектуры, операционные системы и языки программирования могут похвастаться таким долгим и уверенным лидерством. Вероятно,Ethernet чем-то очень выгодно отличается от всех остальных систем. Чем же?Возможно, основной причиной столько длительного успеха является простотаи гибкость системы. Простота в данном случае означает, прежде всего, надежность, невысокую цену и легкость обслуживания. С тех пор, как на смену ответвителям типа «зуб вампира» пришли BNC-коннекторы, чисто технические поломки стали чрезвычайно редки. Человек так устроен, что он с трудом можетотказаться от чего-либо, что хорошо работает, в пользу чего-то другого.
Нужнопринять во внимание и тот факт, что огромное количество кое-как собраннойкомпьютерной аппаратуры работает не слишком надежно. Именно по этой причине так называемые апгрейды часто дают результат, прямо противоположныйожидаемому. Бывает так, что системы после них работают не лучше, а даже хуже.Вторая причина популярности Ethernet — это низкая цена. В самом деле, тонкий Ethernet и витая пара — это сравнительно недорогие среды передачи информации. Сетевые карты тоже весьма дешевы. Единственное, что требует каких-тосущественных затрат, — это концентраторы и коммутаторы. Но к тому времени,когда эти устройства появились, сети Ethernet уже прочно вошли в жизнь многих предприятий и организаций.Сети Ethernet не доставляют большой головной боли системным администраторам — они обслуживаются без особых проблем.
Не нужно устанавливать никакое программное обеспечение (кроме драйверов), и нет никаких конфигурационных таблиц (в которых так просто ошибиться). Новые узлы добавляютсяочень просто.Еще одно достоинство Ethernet заключается в хорошем взаимодействии сTCP/IP — доминирующим протоколом сети Интернет. IP — это протокол безустановления соединения, поэтому он без проблем внедряется в локальных сетях Ethernet, которые также используют протоколы без соединения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
