Структура стандарта IEEE-802x

В 1980 году в институте IEEE был организован комитет 802 по стандартизации локальных сетей, в результате работы которого было принято семейство стандартов IEEE 802-х, которые содержат рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей. Позже результаты работы этого комитета легли в основу комплекса международных стандартов ISO 8802-1...5. Эти стандарты были созданы на основе очень распространенных фирменных стандартов сетей Ethernet, ArcNet и Token Ring.

Стандарты семейства IEEE 802.X охватывают только два нижних уровня семи-уровневой модели OSI - физический и канальный. Это связано с тем, что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей. Старшие же уровни, начиная с сетевого, в значительной степени имеют общие черты как для локальных, так и для глобальных сетей.

Специфика локальных сетей также нашла свое отражение в разделении канального уровня на два подуровня, которые часто называют также уровнями. Канальный уровень (Data Link Layer) делится в локальных сетях на два подуровня:

· логической передачи данных (Logical Link Control, LLC);

· управления доступом к среде (Media Access Control, MAC).

Сегодня комитет 802 включает следующий ряд подкомитетов, в который входят как уже упомянутые, так и некоторые другие:

· 802.1 - Internetworking - объединение сетей;

· 802.2 - Logical Link Control, LLC - управление логической передачей данных;

· 802.3 - Ethernet с методом доступа CSMA/CD;

· 802.4 - Token Bus LAN - локальные сети с методом доступа Token Bus;

· 802.5 - Token Ring LAN - локальные сети с методом доступа Token Ring;

· 802.6 - Metropolitan Area Network, MAN - сети мегаполисов;

· 802.7 - техническая консультационная группа по широкополосной передаче;

· 802,8 - техническая консультационная группа по волоконно-оптическим сетям;

· 802.9 - интегрированные сети передачи голоса и данных;

· 802.10 - сетевая безопасность;

· 802.11 - беспроводные сети;

· 802.12 - локальные сети с методом доступа по требованию с приоритетами.

 

Важнейшим направлением стандартизации в области вычислительных сетей является стандартизация коммуникационных протоколов. В настоящее время в сетях используется большое количество стеков коммуникационных протоколов. Наиболее популярными являются стеки: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet, SNA и OSI. Все эти стеки, кроме SNA на нижних уровнях - физическом и канальном, - используют одни и те же хорошо стандартизованные протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI и некоторые другие, которые позволяют использовать во всех сетях одну и ту же аппаратуру. Зато на верхних уровнях все стеки работают по своим собственным протоколам.

Сравнение логической передачи данных (Logical Link Control, LLC) и управления доступом к среде (MediaAccessControl, MAC).

Уровень MAC появился из-за существования в локальных сетях разделяемой среды передачи данных. Именно этот уровень обеспечивает корректное совместное использование общей среды, предоставляя ее в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение той или иной станции сети. После того как доступ к среде получен, ею может пользоваться более высокий уровень - уровень LLC, организующий передачу логических единиц данных, кадров информации, с различным уровнем качества транспортных услуг. В современных локальных сетях получили распространение несколько протоколов уровня MAC, реализующих различные алгоритмы доступа к разделяемой среде. Эти протоколы полностью определяют специфику таких технологий, как Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, l00VG-AnyLAN.

Уровень LLC отвечает за передачу кадров данных между узлами с различной степенью надежности, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем. Именно через уровень LLC сетевой протокол запрашивает у канального уровня нужную ему транспортную операцию с нужным качеством. На уровне LLC существует несколько режимов работы, отличающихся наличием или отсутствием на этом уровне процедур восстановления кадров в случае их потери или искажения, то есть отличающихся качеством транспортных услуг этого уровня.

Протоколы уровней MAC и LLC взаимно независимы - каждый протокол уровня MAC может применяться с любым протоколом уровня LLC, и наоборот.

Локальная сеть Arc net

Arcnet – простая, недорогая, надежная, гибкая локальная сеть. Она используется в топологии Шина или Звезда. Метод управления доступом станции передающей среде является маркерная шина. Этот метод предусматривает следующие правила:

1. Один из компьютеров создает маркер, который последовательно передается от одного компьютера к другому;

2. Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные только получив маркер;

3. В любой момент времени только одна станция сети обладает таким правом;

4. Данные, передаваемые одной станцией доступны всем станциям сети;

5. Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна дождаться маркер и добавить к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения, сообщение будет откреплено от маркера и передано станции.

Существует 5 типов пакетов:

1. ITT – приглашение к передаче – эта посылка передает управление от одного узла сети к другому. Станция, принявшая этот пакет, получает право на передачу данных;

2. FBE – это запрос о готовности к приему данных;

3. Пакет данных;

4. ACK – подтверждение приема – подтверждение готовности приема данных без ошибок;

5. NAK – не готовность к приему или пакет принят с ошибкой.

Аппаратура Arcnet.

Максимальная длина кабеля, который идет к активному концентратору, составляет 300 метров. Минимальное расстояние между узлами – 0,9 метра. Максимальная длина по самому длинному маршруту – 6000 метров. Максимальное расстояние между рабочей станцией и пассивным концентратором – 30 метров. Максимальное расстояние между двумя активными концентраторами – 600 метров.

Достоинства сети:

1. Низкая стоимость сетевого оборудования;

2. Большая длина сети – до 6000 метров.

Однако, скорость составляет 2,4 мегабит в секунду.

Локальная сеть Token ring.

В качестве передающей среды применяется экранированная витая пара или оптоволокно. Скорость передачи – от 4 до 16 мегабит в секунду. В качестве метода управления доступа управлений к станциям используется метод маркерного кольца, который рассчитан на кольцевую топологию.

Основные положения этого метода:

1. Компьютеры, подключенные сети, используют топологию Звезда или Кольцо;

2. Все устройства, подключенные к сети могут передавать данные только получив разрешение на передачу. Маркер передается по кольцу, минуя каждую рабочую станцию в сети. Рабочая станция, располагающая информацией, может добавить к маркеру кадр данных. В противном случае, просто передается маркер к следующей станции;

3. В любой момент времени таким правом обладает только одна станция сети.

В этой архитектуре используются 3 вида пакетов:

1. Пакет управление или данные, с помощью которого выполняется передача данных или управления рабочей станции;

2. Маркер (token) – станция может начать передачу данных только после получения такого пакета;

3. Пакет сброса – посылка такого пакета вызывает прекращение любых передач.

Аппаратура Token Ring.

Максимальное количество концентраторов – 12 штук. Минимальное количество рабочих станций в сети – 96. Максимальная длина между двумя концентраторами – 45 метров. Максимальная длина кабеля, соединяющая все концентраторы в сети – 120 метров. Все компьютеры должны быть расположены на одном или двух этажах здания. Недостатком является более высокая стоимость оборудования, что снижает использование этой сети.

Локальная сеть Ethernet.

Локальная сеть использует топологию Шина. Все устройства, подключенные к сети, равноправны, то есть любая станция в любой момент времени может начать передачу данных. Данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети. Данные, предназначенные для одной станции принимается ей и игнорируется остальными. Перед началом передачи рабочая станция определяет: свободен канал или занят. Ethernet не исключает возможность одновременно передачи сообщения нескольким станциям.

Аппаратура Ethernet.

Максимальная длина сегмента – 500 метров при использовании толстого коаксиального кабеля. Максимальное количество сегментов – 5 штук. Максимальная длина сети – 2500 метров. Максимальное количество станций, подключенных к одному сегменту – 100. Минимальное расстояние между точками подключения рабочих станций – 2,5 метра. Скорость передачи данных до 100 мегабит в секунду.