Лекции (989962), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Если сеть занята, концентратор ставит полученный запрос вочередь. В очередь ставятся именно не сами кадры данных, а лишь запросы на их передачу. Запросы удовлетворяются в соответствии с порядком их поступления и с учетом приоритетов. У концентратора 100VGAnyLan отсутствует внутренний буфера для хранения кадров, поэтому в каждый момент времени концентратор может принимать и передавать только один кадр данных – тот, до запроса на передачу которогодошла очередь (с учетом приоритетов).В концентраторах 100VG-AnyLan поддерживаются кадры Ethernet и Token Ring (именно этообстоятельство дало добавку Any LAN в названии технологии).
Каждый концентратор и сетевой адаптер100VG-AnyLAN должен быть настроен либо на работу с кадрами Ethernet, либо с кадрами Token Ring,причем одновременно циркуляция обоих типов кадров не допускается. Другой особенностью является то,что кадры передаются не всем компьютерам сети, а только компьютеру назначения, что улучшает безопасность сети, т.к. кадры труднее перехватить при помощи анализаторов протоколов (снифферов).Несмотря на много хороших технических решений, технология 100VG-AnyLAN не нашла большогоколичества сторонников и значительно уступает по популярности технологии Fast Ethernet.1.4. Протокол GigabitEthernetПротокол Gigabit Ethernet обеспечивает скорость передачи данных 1000 Мбит/с на всех основных типахкабельных систем: неэкранированная витая пара 5-ой категории, многомодовое и одномодовое оптоволокно(стандарты 1000Base-SX и 1000Base-LX), твинаксиальный кабель (коаксиальный кабель с двумяпроводниками, каждый из которых помещен в экранирующую оплетку).Протокол Gigabit Ethernet сохраняет максимально возможную преемственность с протоколамиEthernet и Fast Ethernet:- сохраняются все форматы кадров Ethernet- сохраняется метод доступа к разделяемой среде CSMA/CD.
Поддерживается также полнодуплексныйрежим работы, когда данные передаются и принимаются одновременно (для отделения принимаемогосигнала от передаваемого сигнала, приемник вычитает из результирующего сигнала известный емусобственный сигнал).- минимальный размер кадра увеличен (без учета преамбулы) с 64 до 512 байт. Для сокращения накладных расходов при использовании слишком длинных кадров для передачи небольших пакетов данныхразработчики разрешили конечным узлам передавать несколько кадров подряд, без передачи средыдругим станциям в режиме Burst Mode (монопольный пакетный режим).
Если станции нужно передатьнесколько небольших пакетов данных, то она может не дополнять каждый кадр до размера в 512 байт(минимальный размер кадра), а передавать их подряд. Станция может передать подряд несколькокадров с общей длиной не более 65 536 бит или 8192 байт. Предел 8192 байт называется BurstLength.Если станция начала передавать кадр и предел BurstLength был достигнут в середине кадра, то кадрразрешается передать до конца.1.5.
Протокол Token Ring (High Speed Token Ring)Использование протокола Token Ring позволяет карте работать на скоростях 4 и 16 Мбит/с, а протоколаHigh Speed Token Ring – на скоростях 100 и 155 Мбит/с. Компания IBM является основным разработчикомпротокола Token Ring, производя около 60 % сетевых адаптеров этой технологии.Сеть Token Ring представляет собой кольцо: каждый компьютер соединен кабелем только с предыдущим и последующим компьютером в кольце.
Физически это реализуется при помощи специальныхконцентраторов (см. рис. ), которые обеспечивают целостность кольца даже при выключении или отказеодного из компьютеров, за счет обхода порта выключенного компьютера.Принцип доступа к разделяемой среде – доступ с передачей маркера (token).
Компьютер можетначать передавать данные в сеть, только если получит от предыдущего компьютера в кольце "маркер" –специальный короткий пакет, свидетельствующий о том, что сеть свободна. Если компьютеру нечегопередавать в сеть, то он передает маркер следующему компьютеру в кольце. Если компьютеру есть чтопередавать, то он уничтожает маркер и передает свой пакет в сеть. Пакет по битам ретранслируется покольцу от компьютера к компьютеру, адресат получает пакет, устанавливает в пакете биты, подтверждающие, что пакет достиг адресата и передает пакет дальше по кольцу.
Наконец, пакет возвращается котправителю, который уничтожает его и передает в сеть новый маркер. Компьютер может и не передавать всеть новый маркер, а продолжить передавать кадры данных до тех пор, пока не истечет время удержанияСоставитель: Ляхевич А.Г., 2000 - 2002 годмаркера (token holding time). После истечения времени удержания маркера компьютер обязан прекратитьпередачу собственных данных (текущий кадр разрешается завершить) и передать маркер далее по кольцу.Обычно время удержания маркера по умолчанию равно 10 мс.В процессе работы сети, из-за сбоев, возможна потеря маркера.
За наличие в сети маркера, причемединственной его копии, отвечает один из компьютеров - активный монитор. Если активный монитор неполучает маркер в течение длительного времени (например 2,6 с), то он порождает новый маркер. Активныймонитор выбирается во время инициализации кольца, как станция с максимальным значением МАС-адресасетевой карты. Если активный монитор выходит из строя, процедура инициализации кольца повторяется ивыбирается новый активный монитор. Чтобы сеть могла обнаружить отказ активного монитора, последний вработоспособном состоянии каждые 3 секунды генерирует специальный кадр своего присутствия.
Если этоткадр не появляется в сети более 7 секунд, то остальные станции сети начинают процедуру выборов новогоактивного монитора.рис. Логическая структура сети Token RingРис. Физическая структура сети Token RingОписанный выше алгоритм доступа используется в сетях со скоростью 4 Мбит/с. В сетяхсо скорость 16 Мбит/с алгоритмы доступа более сложные: используется алгоритм доступа к кольцу, называемый алгоритмом раннего освобождения маркера (Early Token Release). Компьютерпередает маркер доступа следующей станции сразу же после окончания передачи последнего битакадра, не дожидаясь возвращения по кольцу этого кадра с битом подтверждения приема. В этомслучае пропускная способность кольца используется более эффективно, так как по кольцуодновременно продвигаются кадры нескольких компьютеров.
Тем не менее, свои кадры в каждыймомент времени может генерировать только один компьютер — тот, который в данный моментвладеет маркером доступа. Остальные компьютеры в это время только повторяют чужие кадры,так что принцип разделения кольца во времени сохраняется, ускоряется только процедура передачи владения кольцом.Составитель: Ляхевич А.Г., 2000 - 2002 годПередаваемым кадрам, протокол верхнего уровня (например прикладного) может такженазначить различные приоритеты: от 0 (низший) до 7 (высший). Маркер также всегда имеет некоторый уровень текущего приоритета и уровень резервного приоритета. При инициализации кольцаосновной и резервный приоритеты устанавливаются в ноль.
Компьютер имеет право захватитьпереданный ему маркер только в том случае, если приоритет кадра, который он хочет передать,выше (или равен) текущему приоритету маркера. В противном случае компьютер обязан передатьмаркер следующему по кольцу компьютеру. Однако, даже если компьютер не захватил маркер, онможет записать в поле резервного приоритета значение приоритета своего кадра (при условии, чтопредыдущие компьютеры не записали в это поле более высокий приоритет). При следующемобороте маркера резервный приоритет станет текущим и компьютер получит возможностьзахватить маркер.Хотя механизм приоритетов в технологии Token Ring имеется, но он начинает работать только втом случае, когда приложение или прикладной протокол решают его использовать.
Иначе все станции будутиметь равные права доступа к кольцу, что в основном и происходит на практике, так как большая частьприложений этим механизмом не пользуется.Развитием протокола Token Ring стал протокол High-Speed Token Ring, который поддерживает скорости в 100 и 155 Мбит/с, сохраняя основные особенности технологии Token Ring 16Мбит/с.1.6. Протокол FDDIПротокол FDDI (Fiber Distributed Data Interface) используется в оптоволоконных сетях и работает на скорости 100 Мбит/с.
Исторически, когда скорости других протоколов ограничивались 10-16 Мбит/с, FDDIиспользовался на магистральных оптоволоконных сетях передачи данных.Технология FDDI во многом основывается на технологии Token Ring, развивая и совершенствуя ееосновные идеи. Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной ирезервный пути передачи данных между узлами сети. Наличие двух колец необходимо для повышенияотказоустойчивости сети FDDI, и компьютеры, которые хотят воспользоваться этой повышеннойнадежностью могут (хотя это и не требуется) быть подключены к обоим кольцам.В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и все участки кабеля толькопервичного (Primary) кольца.
Этот режим назван режимом Thru — «сквозным» или «транзитным». Вторичное кольцо (Secondary) в этом режиме не используется. В случае какого-либо отказа, когда часть первичногокольца не может передавать данные (например, обрыв кабеля или отказ компьютера), первичное кольцообъединяется со вторичным (см. рис. ), вновь образуя единое кольцо. Этот режим работы сети называетсяWrap, то есть «свертывание» или «сворачивание» колец. Операция свертывания производится средствамиконцентраторов и/или сетевых карт FDDI. Для упрощения этой процедуры, данные по первичному кольцувсегда передаются в одном направлении, а по вторичному — в обратном (см. рис. ). Поэтому при образовании общего кольца из двух колец, направление передачи данных по кольцам остается верным.
Сеть FDDIможет полностью восстанавливать свою работоспособность в случае единичных отказов ее элементов. Примножественных отказах сеть распадается на несколько не связанных сетей.рис. Восстановление работоспособности сети FDDI при обрыве кольца.Метод доступа к разделяемой среде в сети FDDI аналогичен методу доступа в сети Token Ring. Отличиязаключаются в том, что время удержания маркера в сети FDDI не является постоянной величиной, как вСоставитель: Ляхевич А.Г., 2000 - 2002 годсети Token Ring, а зависит от загрузки кольца — при небольшой загрузке оно увеличивается, а при большихперегрузках может уменьшаться до нуля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
