8. Сетевые технологии (1245066), страница 3
Текст из файла (страница 3)
8. Структура сети Ethernet 10Base-5 / 10Base-2.Варианты: Максимальный – 5.4.3 / 5.4.3; Средний - 3.2.2 / 3.2.2; Минимальный - 1 сегмент (без повторителей).Максимальная длина сети 5005=2500 / 1855=925 м. Максимальное число конечных узлов 993=297 / 293=87Стандарт 10Base-2 (рис.
8) - шина с “тонким коаксиальным кабелем” (Thin Ethernet), диаметр 0,25// 5мм; в качестве СПД - коаксиальный кабель (RG-58) с волновым сопротивлением 50 Ом. Подключение узлов(например, компьютеров) к кабелю осуществляется с помощью BNC Т-коннектора.СА содержит буферную память, порты ввода-вывода, систему прерываний и иногда имеет канал прямогодоступа к памяти.Максимальная длина сегмента 185 м (без повторителей), сегмент должен иметь на концах согласующиетерминаторы 50 Ом.
Тонкий кабель дешевле толстого, но за дешевизну приходится расплачиваться качеством(хуже помехозащищенность, хуже механическая прочность и уже полоса пропускания).Узлы подключаются к кабелю с помощью BNC T-коннектора, который представляет собой тройник, одинотвод которого соединяется с СА, а 2 других – с двумя концами разрыва кабеля. Максимальное число узлов, подключенных к одному сегменту, - 30. Минимальное расстояние между узлами – 1 м.Этот стандарт предусматривает использование повторителей по тому же “правилу 5-4-3”.
В этом случаесеть будет иметь максимальную длину в 1855=925 м.Наиболее просто решается проблема построения сети, т.к. для соединения компьютеров требуется толькосетевой адаптер (СА), Т-коннекторы и терминаторы 50 Ом. Однако это кабельное соединение сильнее подвержено авариям и сбоям: кабель более восприимчив к помехам, чем “толстый” кабель, имеется большое количествомеханических соединений (каждый Т-коннектор дает 3 механических соединения, 2 из которых имеют жизненноважное значение для всей сети), пользователи имеют доступ к разъемам и могут нарушить целостность канала.Общий недостаток стандартов 10Base-5 и 10Base-2 - отсутствие оперативной информации о состояниимоноканала.
Повреждение кабеля обнаруживается сразу же (сеть перестает работать), но для поиска отказавшего отрезка кабеля необходим специальный прибор.7Стандарт 10Base-Т (рис.9) – с топологией “звезда” на основе концентратора (хаба/hubs); СПД - 2 неэкранированные витые пары (ВП).Тип подключения терминальных узлов к концентратору - «точка-точка» с двумя ВП (для передачи данных от компьютера к концентратору (выход Тх СА) и для передачи данных от концентратора к узлу (вход Rх СА).На рис. 9 приведен пример 3-портового концентратора, который принимает сигналы от одного из конечных узлов и синхронно передает их на все свои остальные порты, кроме того, с которого поступили сигналы.Концентратор реализует функции повторителя сигналов на всех отрезках ВП, подключенных к его портам, так что образуется единая СПД – логический моноканал (логическая общая шина).
Стандарт определяет скорость передачи данных 10 Мбит/с и максимальное расстояние отрезка ВП между двумя непосредственно связанными узлами не более 100 м. Это расстояние определяется приемопередатчиком витой пары – на длине 100 м онапозволяет передавать данные со скоростью 10 Мбит/с при использовании манчестерского кода.Концентраторы 10Base-Т можно соединять друг с другом с помощью тех же портов, которые предназначены для подключения конечных узлов.Для обеспечения синхронизации узлов при реализации процедур МДКН/ОК и надежного распознаванияузлами конфликтов в стандарте определено максимальное число концентраторов между любыми двумя узлами,а именно 4.
Это правило носит название “правила 4-х повторителей” (хабов) и заменяет “правило 5-4-3”, применяемое к сетям на основе КК. При создании сети 10Base-Т с большим числом узлов концентраторы можно соединять друг с другом иерархическим способом, образуя древовидную структуру (рис. 8.10).Концентратор для сети стандарта 10Base-TПорт концентратораRTRTРазъемRJ-45…R2 витых пары категории 3Соединение типа “точка - точка”T……TX RXTX RXУзел 1Узел 2Сетевой адаптер…TX RXУзел NЛогический эквивалент - общая шинаРабочая станция/узел, их число 1024Рис. 9. Сеть стандарта 10Base-Т: Tx – выход передатчика; Rx – вход приемникаТопология: Физическая – звезда; Логическая – общая шина.Можно создать 2-уровневую иерархию концентраторов, расположив на нижнем уровне достаточное количество концентраторов с общим количеством портов 1024 (рис. 11).Конечные узлы нужно подключить к портам концентраторов нижнего уровня.
Правило 4-х хабов приэтом выполняется – между любыми конечными узлами 3 концентратора.Концентратор 1 (hub)10Base-FB10Base-FL10Base-TКонцентратор 2Концентратор 3КОМП10Base-TКОМПАКОМПВКОМПС10Base-TКонцентратор 4КОМП.....КОМПРис. 10. Иерархия соединения концентраторов Ethernet: КОМП – компьютер;Сети на основе стандарта 10Base-Т обладают по сравнению с Ethernet на КК преимуществами, обусловленными разделением общего физического кабеля на отдельные сегменты, подключенные к концентратору.
Ихотя логически эти отрезки по-прежнему образуют общую разделяемую среду, такое физическое разделение поз8воляет контролировать их состояние и отключать в случае обрыва, короткого замыкания или неисправности САна индивидуальной основе.КорневойКонцентратор 1КОМП.....концентраторКонцентратор 2КОМПКОМП..........Концентратор 22КОМП.....КОМПКОМПРис. 11.
Схема с максимальным числом узлов – 1024: обеспечивается N концентраторами(например: 64 по 16 узлов, 32 по 32 узла); КОМП – компьютерВ стандарте 10Base-Т определена процедура тестирования физической работоспособности двух отрезковвитой пары, соединяющих приемопередатчик конечного узла и порт повторителя.Стандарт 10Base-F - шина на оптоволоконной основе (Fiber Optic). В качестве основного типа кабелярекомендуется достаточно дешевое многомодовое оптическое волокно, обладающее широкой полосой пропускания.
Допустимо и более дорогое одномодовое волокно с полосой пропускания в несколько ГГц, но при этомнужно применять специальный тип трансивера.Методы управления доступом к среде передачи данных (СПД)Одна из основных целей создания сети – совместное использование ресурсов узлов. Разделяемым ресурсом во многих сетях является также и СПД, так как запросы на обмены у узлов появляются асинхронно. Поэтомунеобходимы четкие правила доступа к ней (рис. 12).Рис. 12. Классификация методов доступа к СПДМетоды доступаЦентрализованныеДетерминированныйМетоды опросаДецентрализованныеСлучайный доступМетоды уплотненияМетодыопроса/выбораЧастотногоМаркерныйметодВременногоМножественный доступМножественный доступс контролем несущейМножественный доступ с контролемнесущей и обнаружением конфликтаМДКН/ОК (CSMA/CD)Методы доступа зависят от выбранной топологии сети, а каждая топология обычно использует определенные СПД.
Наиболее широкое применение и развитие получили децентрализованные методы доступа,например: - модель с передачей маркера;- модель множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (МДКН/ОК илиCSMA/CD – Carrier Sense Multiple Acces/Collision Detection), она основана на контроле несущей в линии передачи, например, в Ethernet.Для совместной работы сетей с CSMA/CD и сетей с передачей маркера необходим межсетевой шлюз.Метод передачи маркера - основан на передаче полномочий передающему узлу с помощью специального информационного объекта, называемого маркером.
Под полномочиями понимается право инициироватьопределенные действия, динамически предоставляемые объекту.Маркер, т.е. право на доступ к шине, передается в цикле от узла к узлу. Каждому участнику сети доступно "справедливое" разделение шинных ресурсов в соответствии с их запросами. Принцип передачи маркера используется в системах, где реакция на события, возникающие в распределенной системе, должна проявляться заопределенное время.9Метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов/коллизий(МДКН/ОК) - основан на контроле несущей в линии передачи данных и устранении конфликтов, возникающихиз-за попыток одновременного начала передачи несколькими узлами. Метод является широковещательным.Рассмотрим метод МДКН/ОК применительно к технологии EthernetМножественный доступ – означает, что любой узел может передавать данные.Контроль несущей – имеется возможность определить, занят канал или нет.Конфликтом называется ситуация, при которой 2 или более узла «одновременно» пытаются захватить линию.Обнаружение конфликта – передающий узел может определить, перебивает ли его какой-нибудь узел.Все узлы равноправны по доступу к сети.
Если линия свободна, то в ней отсутствуют электрические колебания, что легко распознается любым узлом и он может захватывать линию. Любой другой узел, желающийначать передачу в некоторый момент времени, если обнаруживает электрические колебания в линии, то откладывает передачу.При работе сети каждый узел анализирует адресную часть передаваемых по сети кадров с целью обнаружения и приема кадров, предназначенных для него. Таким образом, узлы могут передавать данные по сети, только если сеть свободна, т.е. если никакой другой узел в данный момент не занимается обменом – в этом суть процедуры управления доступом к СПД.Компьютеры в сети обмениваются единицами данных, называемыми кадрами (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
