Базовые технологии локальных сетей

 

Глава 1. Общие принципы построения вычислительных сетей

Глава 2. Основы передачи дискретных данных

Глава 3. Базовые технологии локальных сетей

3.1. Протоколы и стандарты локальных сетей

3.1.1. Общая характеристика протоколов локальных сетей

3.1.2. Структура стандартов IEEE 802.X

Выводы

  • При организации взаимодействия узлов в локальных сетях основная роль отводится классическим технологиям Ethernet, Token Ring, FDDI, разработанным более 15 лет назад и основанным на использовании разделяемых сред.

  • Разделяемые среды поддерживаются не только классическими технологиями локальных сетей Ethernet, Token Ring, FDDI, но и новыми - Fast Ethernet, l00VG-AnyLAN, Gigabit Ethernet.

  • Современной тенденцией является частичный или полный отказ от разделяемых сред: соединение узлов индивидуальными связями (например, в технологии АТМ), широкое использование коммутируемых связей и микросегментации. Еще одна важная тенденция - появление полнодуплексного режима работы практически для всех технологий локальных сетей.

  • Комитет IEEE 802.X разрабатывает стандарты, которые содержат рекомендации для проектирования нижних уровней локальных сетей - физического и канального. Специфика локальных сетей нашла свое отражение в разделении канального уровня на два подуровня - LLC и MAC.

  • Стандарты подкомитета 802.1 носят общий для всех технологий характер и постоянно пополняются. Наряду с определением локальных сетей и их свойств, стандартами межсетевого взаимодействия, описанием логики работы моста/коммутатора к результатам работы комитета относится и стандартизация сравнительно новой технологии виртуальных локальных сетей VLAN.

  • Подкомитет 802.2 разработал и поддерживает стандарт LLC. Стандарты 802.3, 802.4,802.5 описывают технологии локальных сетей, которые появились в результате улучшений фирменных технологий, легших в их основу, соответственно Ethernet, ArcNet, Token Ring.

  • Более поздние стандарты изначально разрабатывались не одной компанией, а группой заинтересованных компаний, а потом передавались в соответствующий подкомитет IEEE 802 для утверждения.

3.2. Протокол LLC уровня управления логическим каналом (802.2)

3.2.1. Три типа процедур уровня LLC

3.2.2. Структура кадров LLC. Процедура с восстановлением кадров LLC2

Выводы

  • Протокол LLC обеспечивает для технологий локальных сетей нужное качество транспортной службы, передавая свои кадры либо дейтаграммным способом, либо с помощью процедур с установлением соединения и восстановлением кадров.

  • LLC предоставляет верхним уровням три типа процедур: процедуру без установления соединения и без подтверждения; процедуру с установлением соединения и подтверждением; процедуру без установления соединения, но с подтверждением.

  • Логический канал протокола LLC2 является дуплексным, так что данные могут передаваться в обоих направлениях.

  • Протокол LLC в режиме с установлением соединения использует алгоритм скользящего окна.

  • Протокол LLC с помощью управляющих кадров имеет возможность регулировать поток данных, поступающих от узлов сети. Это особенно важно для коммутируемых сетей, в которых нет разделяемой среды, автоматически тормозящей работу передатчика при высокой загрузке сети.

3.3. Технология Ethernet (802.3)

3.3.1. Метод доступа CSMA/CD

3.3.2. Максимальная производительность сети Ethernet

3.3.3. Форматы кадров технологии Ethernet

3.3.4. Спецификации физической среды Ethernet

3.3.5. Методика расчета конфигурации сети Ethernet Выводы

 

3.4. Технология Token Ring (802.5)

3.4.1. Основные характеристики технологии

3.4.2. Маркерный метод доступа к разделяемой среде

3.4.3. Форматы кадров Token Ring

3.4.4. Физический уровень технологии Token Ring Выводы

3.5. Технология FDDI

3.5.1. Основные характеристики технологии

3.5.2. Особенности метода доступа FDDI

3.5.3. Отказоустойчивость технологии FDDI

3.5.4. Физический уровень технологии FDDI

3.5.5. Сравнение FDDI с технологиями Ethernet и Token Ring

3.6. Fast Ethernet и 100VG - AnyLAN как развитие технологии Ethernet

3.6.1. Физический уровень технологии Fast Ethernet

3.6.2. Правила построения сегментов Fast Ethernet при использовании повторителей

3.6.3. Особенности технологии 100VG-AnyLAN

Выводы

  • Потребности в высокоскоростной и в то же время недорогой технологии для подключения к сети мощных рабочих станций привели в начале 90-х годов к созданию инициативной группы, которая занялась поисками нового Ethernet - такой же простой и эффективной технологии, но работающей на скорости 100 Мбит/с.

  • Специалисты разбились на два лагеря, что в конце концов привело к появлению двух стандартов, принятых осенью 1995 года: комитет 802.3 утвердил стандарт Fast Ethernet, почти полностью повторяющий технологию Ethernet 10 Мбит/с, а специально созданный комитет 802.12 утвердил стандарт технологии l00VG-AnyLAN, которая сохраняла формат кадра Ethernet, но существенно изменяла метод доступа.

  • Технология Fast Ethernet сохранила в неприкосновенности метод доступа CSMA/CD, оставив в нем тот же алгоритм и те же временные параметры в битовых интервалах (сам битовый интервал уменьшился в 10 раз). Все отличия Fast Ethernet от Ethernet проявляются на физическом уровне.

  • В стандарте Fast Ethernet определены три спецификации физического уровня: 100Base-TX для 2-х пар UTP категории 5 или 2-х пар STP Type 1 (метод кодирования 4В/5В), l00Base-FX для многомодового волоконно-оптического кабеля с двумя оптическими волокнами (метод кодирования 4В/5В) и 100Base-T4, работающую на 4-х парах UTP категории 3, но использующую одновременно только три пары для передачи, а оставшуюся - для обнаружения коллизии (метод кодирования 8В/6Т).

  • Стандарты l00Base-TX/FX могут работать в полнодуплексном режиме.

  • Максимальный диаметр сети Fast Ethernet равен приблизительно 200 м, а более точные значения зависят от спецификации физической среды. В домене коллизий Fast Ethernet допускается не более одного повторителя класса I (позволяющего транслировать коды 4В/5В в коды 8В/6Т и обратно) и не более двух повторителей класса II (не позволяющих выполнять трансляцию кодов).

  • Технология Fast Ethernet при работе на витой паре позволяет за счет процедуры автопереговоров двум портам выбирать наиболее эффективный режим работы - скорость 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, а также полудуплексный или полнодуплексный режим.

  • В технологии l00VG-AnyLAN арбитром, решающим вопрос о предоставлении станциям доступа к разделяемой среде, является концентратор, поддерживающий метод Demand Priority - приоритетные требования. Метод Demand Priority оперирует с двумя уровнями приоритетов, выставляемыми станциями, причем приоритет станции, долго не получающей обслуживания, повышается динамически.

  • Концентраторы VG могут объединяться в иерархию, причем порядок доступа к среде не зависит от того, к концентратору какого уровня подключена станция, а зависит только от приоритета кадра и времени подачи заявки на обслуживание.

  • Технология l00VG-AnyLAN поддерживает кабель UTP категории 3, причем для обеспечения скорости 100 Мбит/с передает данные одновременно по 4-м парам. Имеется также физический стандарт для кабеля UTP категории 5, кабеля STP Type 1 и волоконно-оптического кабеля.

3.7. Высокоскоростная технология Gigabit Ethernet

3.7.1. Общая характеристика стандарта

3.7.2. Средства обеспечения диаметра сети в 200 м на разделяемой среде

3.7.3. Спецификации физической среды стандарта 802.3z

3.7.4. Gigabit Ethernet на витой паре категории 5

Вопросы и упражнения

Глава 4. Построение локальных сетей по стандартам физического и канального уровней

Глава 5. Сетевой уровень как средство построения больших сетей

Глава 6. Глобальные сети

Глава 7. Средства анализа и управления сетями

Заключение