1 (1131253), страница 31

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 31)

Другая возможность – отрезать заголовки МАС-подуровня и на их место вставить заголовки соответствующего канального уровня. Новый МАС-заголовок будет сгенерирован на стороне моста-получателя. Здесь трудности возникают при работе с полем контрольной суммы. Либо надо ее каждый раз перевычислять, либо мы потеряем возможность контролировать ошибки при передаче.

Билет № 34.

Протоколы для высокоскоростных локальных сетей.

Рассмотрим стандарты для построения высокоскоростных сетей, появившиеся в 90-е годы. Эти стандарты предполагают использование оптоволоконных линий связи, скорость не ниже 100 Мбит/сек. и действуют на большие расстояния, чем рассмотренные до сих пор стандарты IEEE 802.

Основы технологии FDDI.

Технология FDDI является высокопроизводительным развитием технологии Token Ring, позволяющей работать на скоростях не ниже 100 Мбит/сек., расстоянии до 200 км и до 1000 рабочих станций. Разработчики технологии FDDI ставили перед собой в качестве наиболее приоритетных следующие цели:

• Повысить скорость передачи данных до 100 Мбит/сек.

• Повысить отказоустойчивость сети за счет стандартных процедур восстановления после отказов различного рода - повреждения кабеля, некорректной работы узла, концентратора, возникновения высокого уровня помех на линии и т.п.

• Максимально эффективно использовать потенциальную пропускную способность сети как для асинхронного, так и для синхронного трафиков.

Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец. По одному трафик направлен по часовой стрелке, по другому – против. В случае выхода из строя одного из колец его трафик 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 рисунке 4-41. Такая реконфигурация сети происходит силами концентраторов и/или сетевых адаптеров FDDI.

Использование двух колец - это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI, и узлы, которые хотят им воспользоваться, должны быть подключены к обоим кольцам. В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и все участки кабеля первичного (Primary) кольца, поэтому этот режим назван режимом Thru - «сквозным» или «транзитным». Вторичное кольцо (Secondary) 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 соседними станциями.

В стандартах FDDI отводится много внимания различным процедурам, которые позволяют определить наличие отказа в сети, а затем произвести необходимую реконфигурацию. Сеть FDDI может полностью восстанавливать свою работоспособность в случае единичных отказов ее элементов. При множественных отказах сеть распадается на несколько не связанных сетей.

Рисунок 4-40. Кольцо FDDI в качестве магистрали для ЛВС и абонентских машин

Кольца в сетях FDDI рассматриваются как общая, разделяемая среда передачи данных, поэтому для нее определен специальный метод доступа. Этот метод очень близок к методу доступа сетей Token Ring 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, - Token Holding Time (THT). После истечения времени THT 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 по сети, то она немедленно передает маркер следующей станции. Как и в ранее рассмотренных способах доступа с маркером, в сети FDDI у каждой станции есть предшествующий сосед (upstream neighbor) и последующий сосед (downstream neighbor), определяемые ее физическими связями и направлением передачи информации.

Каждая станция в сети постоянно принимает передаваемые ей предшествующим соседом кадры и анализирует их адрес назначения. Если адрес назначения не совпадает с ее собственным, то она транслирует кадр своему последующему соседу.

В передаваемом в сеть кадре станция назначения отмечает три признака: распознавания адреса, копирования кадра и отсутствия или наличия в нем ошибок. Станция, являющаяся источником кадра для сети, проверяет признаки кадра, дошел ли он до станции назначения, и не был ли при этом поврежден. Процесс восстановления информационных кадров не входит в обязанности протокола FDDI, этим должны заниматься протоколы более высоких уровней.

На рисунке 4-42 приведена структура протоколов технологии FDDI в сравнении с семиуровневой моделью OSI. FDDI определяет протокол физического уровня и протокол подуровня доступа к среде (MAC) канального уровня. Как и многие другие технологии локальных сетей, технология FDDI использует протокол 802.2 подуровня управления каналом данных (LLC), определенный в стандартах IEEE 802.2 и ISO 8802.2. В FDDI используется первый тип процедур LLC, при котором узлы работают в дейтаграммном режиме - без установления соединений и без восстановления потерянных или поврежденных кадров.

Рисунок 4-42. Структура протоколов технологии FDDI

Физический уровень разделен на два подуровня: независимый от среды подуровень PHY (Physical) и зависящий от среды подуровень PMD (Physical Media Dependent). Работу всех уровней контролирует протокол управления станцией SMT (Station Management). Здесь видна аналогия с организацией физического уровня в СПД АТМ.

Уровень PMD обеспечивает необходимые средства для передачи данных от одной станции к другой по оптоволокну. В его спецификации определяются:

Уровень PHY выполняет кодирование и декодирование данных, циркулирующих между MAC-уровнем и уровнем PMD, а также обеспечивает тактирование информационных сигналов. В его спецификации определяются:

Уровень MAC ответственен за управление доступом к сети, а также за прием и обработку кадров данных. В нем определены следующие параметры:

Уровень SMT выполняет все функции по управлению и мониторингу всех остальных уровней стека протоколов FDDI. В управлении кольцом принимает участие каждый узел сети FDDI. Поэтому все узлы обмениваются специальными кадрами SMT для управления сетью. В спецификации SMT определено следующее:

• Алгоритмы обнаружения ошибок и восстановления после сбоев

• Правила мониторинга работы кольца и станций

• Управление кольцом

• Процедуры инициализации кольца

Отказоустойчивость сетей FDDI обеспечивается за счет того, что уровень SMT управляет другими уровнями: с помощью уровня PHY устраняются отказы сети по физическим причинам, например, из-за обрыва кабеля, а с помощью уровня MAC - логические отказы сети, например, потеря нужного внутреннего пути передачи маркера и кадров данных между портами концентратора.

Все станции в сети FDDI делятся на несколько типов по следующим признакам:

• конечные станции или концентраторы

• по способу присоединения к первичному и вторичному кольцам

• по количеству MAC-узлов и, соответственно, MAC-адресов у одной станции

Как и в стандарте IEEE 802.5, для того чтобы иметь возможность передавать собственные данные в кольцо (а не просто ретранслировать данные соседних станций), станция должна иметь в своем составе хотя бы один MAC-узел, который имеет свой уникальный MAC-адрес. Станции могут не иметь ни одного MAC-узла, и, значит, участвовать только в ретрансляции чужих кадров. Но обычно все станции сети FDDI, даже концентраторы, имеют хотя бы один MAC. Концентраторы используют MAC-узел для захвата и генерации служебных кадров, например, кадров инициализации кольца, кадров поиска неисправности в кольце и т.п.

Стандарт FDDI не вводит собственное определение подуровня LLC, а использует его сервисы, описанные в документе IEEE 802.2 LLC. Подуровень МАС выполняет в технологии FDDI следующие функции:

• Поддерживает сервисы для подуровня LLC.

• Формирует кадр определенного формата.

• Управляет процедурой передачи маркера.

• Управляет доступом станции к среде.

• Адресует станции в сети.

• Копирует кадры, предназначенные для данной станции в буфер и уведомляет подуровень LLC и блок управления станцией SMT о прибытии кадра.

• Генерирует контрольную сумму кадра с помощью CRC-кода и проверяет ее у всех кадров, циркулирующих по кольцу.

• Удаляет из кольца все кадры, которые сгенерировала данная станция.

• Управляет таймерами, которые контролируют логическую работу кольца - таймером удержания маркера, таймером оборота маркера и т.д.

• Ведет ряд счетчиков событий, что помогает обнаружить и локализовать неисправности.

• Определяет механизмы, используемые кольцом для реакции на ошибочные ситуации - повреждение кадра, потерю кадра, потерю маркера и т.д.

В каждом блоке МАС параллельно работают два процесса: процесс передачи символов - MAC Transmit - и процесс приема символов - MAC Receive. За счет этого МАС может одновременно передавать символы одного кадра и принимать символы другого кадра.

По сети FDDI информация передается в форме двух блоков данных: кадра и маркера. Формат кадра FDDI представлен на рисунке 4-44.

Рисунок 4-44. Формат кадра FDDI

Рассмотрим назначение полей кадра:

• Преамбула (PA). Любой кадр должен предваряться преамбулой, состоящей как минимум из 16 символов Idle (I). Эта последовательность предназначена для синхронизации приемника и передатчика кадра.

• Начальный ограничитель (Starting Delimiter, SD). Состоит из пары символов JK, которые позволяют однозначно определить границы для остальных символов кадра.

• Поле управления (Frame Control, FC). Идентифицирует тип кадра и детали работы с ним. Имеет 8-битовый формат и передается с помощью двух символов. Состоит из подполей, обозначаемых как CLFFZZZZ, которые имеют следующее назначение:

  • С говорит о том, какой тип трафика переносит кадр - синхронный (значение 1) или асинхронный (значение 0).

  • L определяет длину адреса кадра, который может состоять из 2-х байт или из 6-ти байт.

  • FF - тип кадра, может иметь значение 01 для обозначения кадра LLC (пользовательские данные) или 00 для обозначения служебного кадра MAC-уровня. Служебными кадрами МАС-уровня являются кадры трех типов - кадры процедуры инициализации кольца Claim Frame, кадры процедуры сигнализации о логической неисправности Beacon Frame и кадры процедуры управления кольцом SMT Frame.

  • ZZZZ детализирует тип кадра.

• Адрес назначения (Destination Address, DA). Идентифицирует станцию (уникальный адрес) или группу станций (групповой адрес), которым предназначен кадр. Может состоять из двух или шести байт.

• Адрес источника (Source Address, SA). Идентифицирует станцию, сгенерировавшую данный кадр. Поле должно быть той же длины, что и поле адреса назначения.

• Информация (INFO). Содержит информацию, относящуюся к операции, указанной в поле управления. Поле может иметь длину от 0 до 4478 байт (от 0 до 8956 символов). Стандарт FDDI допускает размещение в этом поле маршрутной информации алгоритма Source Routing, определенной в стандарте 802.5. При этом в два старших бита поля адреса источника SA помещается комбинация 102 - групповой адрес, комбинация, не имеющая отношения к адресу источника, а обозначающая присутствие маршрутной информации в поле данных.

• Контрольная последовательность (Frame Check Sequence, FCS). Содержит 32-битную последовательность, вычисленную по стандартному методу CRC-32, принятому и для других протоколов IEEE 802. Контрольная последовательность охватывает поля FC, DA, SA, INFO и FCS.

• Конечный ограничитель (Ending Delimiter, ED). Содержит единственный символ Terminate (T), обозначающий границу кадра. За ним располагаются признаки статуса кадра.

• Статус кадра (Frame Status, FS). Первые три признака в поле статуса являются индикаторами ошибки (Error, E), распознавания адреса (Address recognized, A) и копирования кадра (Frame Copied, C). Каждый из этих индикаторов кодируется одним символом, причем нулевое состояние индикатора обозначается символом Reset (R), а единичное - Set (S). Стандарт позволяет производителям оборудования добавлять свои индикаторы после трех обязательных.

С помощью операций МАС-уровня станции получают доступ к кольцу и передают свои кадры данных. Цикл передачи кадра от одной станции к другой состоит из нескольких этапов: захвата маркера станцией, которой необходимо передать кадр, передачей одного или нескольких кадров данных, освобождением маркера передающей станцией, ретрансляцией кадра промежуточными станциями, распознаванием и копированием кадра станцией-получателем и удалением кадра из сети станцией-отправителем. Рассмотрим эти операции.

Захват маркера. Если станция имеет право захватить маркер, то после ретрансляции на выходной порт символов PA и SD маркера она удаляет из кольца символ FC, по которому она распознала маркер, а также конечный ограничитель ED. Затем она передает вслед за уже переданным символом SD символы своего кадра. Таким образом, как и прежде, она формирует новый кадр из маркера, который она захватила.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)