Основные характеристики технологии Ethernet.

Основные характеристики технологии Ethernet.

 

Сети стандарта Token Ring, также как и сети Ethernet, используют разделяемую среду передачи данных, которая состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему используется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциями права на использование кольца в определенном порядке. Право на использование кольца передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером или токеном.

 

Стандарт Token Ring был принят комитетом 802.5 в 1985 году. В это же время компания IBM приняла стандарт Token Ring в качестве своей основной сетевой технологии. В настоящее время именно компания IBM является основным законодателем моды технологии Token Ring, производя около 60% сетевых адаптеров этой технологии.

 

Сети Token Ring работают с двумя битовыми скоростями - 4 Мб/с и 16 Мб/с. Первая скорость определена в стандарте 802.5, а вторая является новым стандартом де-факто, появившимся в результате развития технологии Token Ring. Смешение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается.

 

Сети Token Ring, работающие со скоростью 16 Мб/с, имеют и некоторые усовершенствования в алгоритме доступа по сравнению со стандартом 4 Мб/с.

 

Маркерный метод доступа к разделяемой среде

 

В сетях с маркерным методом доступа право на доступ к среде передается циклически от станции к станции по логическому кольцу. Кольцо образуется отрезками кабеля, соединяющими соседние станции. Таким образом, каждая станция связана со своей предшествующей и последующей станцией и может непосредственно обмениваться данными только с ними. Для обеспечения доступа станций к физической среде по кольцу циркулирует кадр специального формата и назначения - маркер (токен).

 

Получив маркер, станция анализирует его, при необходимости модифицирует и при отсутствии у нее данных для передачи обеспечивает его продвижение к следующей станции. Станция, которая имеет данные для передачи, при получении маркера изымает его из кольца, что дает ей право доступа к физической среде и передачи своих данных. Затем эта станция выдает в кольцо кадр данных установленного формата последовательно по битам. Переданные данные проходят по кольцу всегда в одном направлении от одной станции к другой.

 

При поступлении кадра данных к одной или нескольким станциям, эти станции копируют для себя этот кадр и вставляют в этот кадр подтверждение приема. Станция, выдавшая кадр данных в кольцо, при обратном его получении с подтверждением приема изымает этот кадр из кольца и выдает новый маркер для обеспечения возможности другим станциям сети передавать данные.

 

На рисунке 12 описанный алгоритм доступа к среде иллюстрируется временной диаграммой. Здесь показана передача пакета А в кольце, состоящем из 6 станций, от станции 1 к станции 3.

 

Время удержания одной станцией маркера ограничивается тайм-аутом удержания маркера, после истечение которого станция обязана передать маркер далее по кольцу.

 

В сетях Token Ring 16 Мб/с используется также несколько другой алгоритм доступа к кольцу, называемый алгоритмом раннего освобождения маркера (Early Token Release). В соответствии с ним станция передает маркер доступа следующей станции сразу же после окончания передачи последнего бита кадра, не дожидаясь возвращения по кольцу этого кадра с битом подтверждения приема. В этом случае пропускная способность кольца используется более эффективно и приближается к 80 % от номинальной.

 

Для различных видов сообщений передаваемым данным могут назначаться различные приоритеты.

 

Каждая станция имеет механизмы обнаружения и устранения неисправностей сети, возникающих в результате ошибок передачи или переходных явлений (например, при подключении и отключении станции).

 

Не все станции в кольце равны. Одна из станций обозначается как активный монитор, что означает дополнительную ответственность по управлению кольцом. Активный монитор осуществляет управление тайм-аутом в кольце, порождает новые маркеры (если необходимо), чтобы сохранить рабочее состояние, и генерирует диагностические кадры при определенных обстоятельствах. Активный монитор выбирается, когда кольцо инициализируется, и в этом качестве может выступить любая станция сети. Если монитор отказал по какой-либо причине, существует механизм, с помощью которого другие станции (резервные мониторы) могут договориться, какая из них будет новым активным монитором.

 

Функции сетевого уровня

 

Сети, входящие в состав объединенной сети, могут строиться на основе различных сетевых технологий. Каждая сетевая технология вполне достаточна для организации обмена информацией в рамках одной подсети, но не позволяет осуществлять взаимодействие компьютеров данной подсети с компьютерами подсетей, основанных на других технологиях. Это объясняется возможной несовместимостью протоколов и способов адресации, определенных различными технологиями. Поэтому для обеспечения функционирования объединенных сетей требуются средства, представляющие собой "надстройку" над канальным уровнем, позволяющую абстрагироваться от конкретных решений, заложенных в сетевых технологиях. В качестве такой надстройки выступают средства сетевого уровня модели OSI.

 

Очевидно, что устройства этого уровня, предназначенные для объединения сетей, должны быть устроены гораздо сложнее, чем устройства канального уровня. Во-вторых, эти устройства должны обеспечивать целенаправленную передачу данных между абонентами через подсети составной сети (то есть определять путь прохождения данных), чтобы не вызывать перегрузку составной сети. Процесс определения пути прохождения данных через подсети составной сети называется маршрутизацией, а устройства, объединяющие сети и решающие перечисленные задачи, получили название маршрутизаторов.

 

Типы адресов стека TCP/IP

 

В стеке TCP/IP используются три типа адресов: локальные (называемые также аппаратными), IP-адреса и символьные доменные имена.

 

В терминологии TCP/IP под локальным адресом понимается такой тип адреса, который используется средствами базовой технологии для доставки данных в пределах подсети, являющейся элементом составной интерсети. В разных подсетях допустимы разные сетевые технологии, разные стеки протоколов, поэтому при создании стека TCP/IP предполагалось наличие разных типов локальных адресов. Если подсетью интерсети является локальная сеть, то локальный адрес - это МАС - адрес. МАС - адрес назначается сетевым адаптерам и сетевым интерфейсам маршрутизаторов. МАС - адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными, так как управляются централизованно. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС - адрес имеет формат 6 байт, например 11-AO-17-3D-BC-01. Однако протокол IP может работать и над протоколами более высокого уровня, например над протоколом IPX или Х.25. В этом случае локальными адресами для протокола IP соответственно будут адреса IPX и Х.25. Следует учесть, что компьютер в локальной сети может иметь несколько локальных адресов даже при одном сетевом адаптере. Некоторые сетевые устройства не имеют локальных адресов. Например, к таким устройствам относятся глобальные порты маршрутизаторов, предназначенные для соединений типа «точка-точка».

 

IP-адреса представляют собой основной тип адресов, на основании которых сетевой уровень передает пакеты между сетями. Эти адреса состоят из 4 байт, например 109.26.17.100. IP-адрес назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Internet Network Information Center, InterNIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно поставщики услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений InterNIC, а затем распределяют их между своими абонентами. Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Маршрутизатор по определению входит сразу в несколько сетей. Поэтому каждый порт маршрутизатора имеет собственный IP-адрес. Конечный узел также может входить в несколько IP-сетей. В этом случае компьютер должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом, IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

 

Символьные доменные имена. Символьные имена в IP-сетях называются доменными и строятся по иерархическому признаку. Составляющие полного символьного имени в IP-сетях разделяются точкой и перечисляются в следующем порядке: сначала простое имя конечного узла, затем имя группы узлов (например, имя организации), затем имя более крупной группы (поддомена) и так до имени домена самого высокого уровня (например, домена объединяющего организации по географическому принципу: RU - Россия, UK - Великобритания, SU - США), Примеров доменного имени может служить имя base2.sales.zil.ru. Между доменным именем и IP-адресом узла нет никакого алгоритмического соответствия, поэтому необходимо использовать какие-то дополнительные таблицы или службы, чтобы узел сети однозначно определялся как по доменному имени, так и по IP-адресу. В сетях TCP/IP используется специальная распределенная служба Domain Name System (DNS), которая устанавливает это соответствие на основании создаваемых администраторами сети таблиц соответствия. Поэтому доменные имена называют также DNS-именами.

 

Классы IP адресов

 

IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел, представляющих значения каждого байта в десятичной форме и разделенных точками, например, 128.10.2.30 - традиционная десятичная форма представления адреса, а 10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.

 

Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая - к номеру узла, определяется значениями первых бит адреса. Значения этих бит являются также признаками того, к какому классу относится тот или иной IP-адрес.

 

На рис. 5.9 показана структура IP-адреса разных классов.

 

 

 

Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей, о чем будет сказано ниже.) Сетей класса А немного, зато количество узлов в них может достигать 224, то есть 16 777 216 узлов.

 

Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В. В сетях класса В под номер сети и под номер узла отводится по 16 бит, то есть по 2 байта. Таким образом, сеть класса В является сетью средних размеров с максимальным числом узлов 216, что составляет 65 536 узлов.

 

Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С. В этом случае под номер сети отводится 24 бита, а под номер узла - 8 бит. Сети этого класса наиболее распространены, число узлов в них ограничено 28, то есть 256 узлами.

 

Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес - multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.

 

Если адрес начинается с последовательности 11110, то это значит, что данный адрес относится к классу Е, Адреса этого класса зарезервированы для будущих применений.

 

В табл. 5.4 приведены диапазоны номеров сетей и максимальное число узлов, соответствующих каждому классу сетей.

 

Таблица 5.4. Характеристики адресов разного класса

16. Плезионхронные сети

 

Опыт разработки и внедрения в производство и эксплуатацию цифровых систем передачи, накопленный в процессе создания цифровых сетей, показал, что постоянно растущие объёмы передаваемой информации, расширение номенклатуры услуг и ряд других факторов ставят задачи непрерывного увеличения пропускной способности и обеспечения совместной работы в рамках сети ряда ЦСП с различными скоростями передачи. Для местных, внутризоновых, магистральных сетей, сетей доступа, ТфОП и корпоративных сетей различного назначения требуются ЦСП с пропускной способностью, лежащей в пределах от нескольких каналов ТЧ или ПДИ до нескольких сотен, а зачастую и тысяч каналов. Кроме того, надо учитывать, что на указанных сетях работают ЦСП, не связанные единой системой синхронизации, оборудованные различными сервисными подсистемами и имеющие генераторное оборудование, допускающее определённый разброс номиналов тактовых частот. Все указанные факторы усложняют задачу организации объединения и разделения цифровых потоков. Система, объединяющая такие ЦСП, получила название плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ или PDH), то есть иерархии, использующей метод асинхронного объединения и разделения сигналов ЦСП, имеющих типовые номиналы скоростей передачи, но не охваченных единой системой синхронизации.

 

В настоящее время в мире существует три разновидности PDH: европейская, американская и японская. Далее в данном разделе будет рассматриваться европейский вариант иерархии ЦСП, принятый в Российской Федерации.

 

Плезиохронная иерархия ЦСП, стандартизованная в России, странах Европы и ряде других государств, базируется на первичной цифровой системе передачи ИКМ-30, а также на ЦЭАТС, формирующих потоки Е1 для уплотнения соединительных линий. Пропускная способность ЦСП каждой последующей ступени иерархии возрастает в 4 раза по сравнению с предыдущей ступенью. Основные технические характеристики и обозначения систем передачи PDH даны в табл.1.

 

Характерной особенностью ВСС РФ является широкое использование так называемых субпервичных ЦСП, то есть ЦСП, не входящих в стандартизованные МСЭ-Т иерархии. Как правило, субпервичные ЦСП имеют пропускную способность ниже, чем у первичных, и используются, в основном, на сетях сельской и пригородной связи, а также на корпоративных сетях, не требующих высокой пропускной способности.

В качестве носителей информации в упомянутых выше ЦСП используются металлические кабели различных типов, волоконно-оптические кабели, радиорелейные и спутниковые системы, каналы фиксированного и мобильного радиодоступа.

 

Синхронные сети

Виртуальные контейнеры VC-1,2,3 уровней 1, 2, 3, также как и контейнеры С-1,2,3, разбиваются на виртуальные контейнеры подуровней пт, т.е. VC-nm, а именно:

 

- VC-1 разбивается на VC-11 и VC-12;

 

- VC-2 разбивается на VC-21 и VC-22;

 

- VC-3 разбивается на VC-31 и VC-32.

 

Поля PL и РОН формата виртуального контейнера как логического элемента имеют вид:

 

- PL - поле различного (в зависимости от типа виртуального контейнера) размера, формат которого имеет двумерную структуру по типу фрейма вида 9хл? (9 строк, m столбцов); это поле формируется либо из контейнеров соответствующего уровня (например, для виртуальных контейнеров VC-1,2 оно формируется из контейнеров С-1,2 соответственно), либо из других соответствующих элементов структуры мультиплексирования SDH (см. ниже);

 

Цифровые сети SDH и их характеристики

 

Насыщенное формирование новых компьютеризованных разработок в 70-е г содействовало стремительному подъёму цифровой техники, какая возбуждала формирование цифровых методик передачи аудио и информации, что в конечном итоге содействовала возникновению так же методик локальных путей: ADLnet, Ethernet, Token Ring и FDDI, но и новых быстрых технологий тотальных узлов: PDH, SONET, DVJ, ISDN, NNT и ATM.

 

Ежели описывание технологий местных сетей на родном языке возникло довольно стремительно, беря во внимание их обширное увеличение и организацию изучения на разных степенях, то описание последовательности новых разработок универсальных узлов появилось сравнительно недавно, в первую очередь в научных изданиях. В целом, за исключением организации асинхронной передачи ATM, оно отставало от начавшегося размашистого внедрения данных методик, например таковых, как синхронная числовая иерархия SDH (ДВЖ).

 

Потребность вразработке SDH среди специалистов в области коммуникаций обусловлен тем, что эта технология пришла на смену импульсионной-шифровой форсировки РСМ (ИКМ) и асинхронной нумерационной иерархичности VJD (БМЖ) и начала напряжённо укореняться в итоге массовой установки нынешних американских числовых АМС, позволяющих оперировать скоростями 3 Мбит/с, и возникновения в районах локальных кругов KDD.

 

В этой ситуации значительное торможение хода нашей технологии коммуникации от новейших основных методик отразилось и на изданиях. Эти технологии действительно не являлись до этого момента (начало 1995 года) описаны в нашей печати за исключением парыизданий, и маленьких специальных разделов зачастую обзорного либо маркетингового типа, описывающих определённые реализации пользовательских путей (ведомственное публикование, как и отчеты ЦНИИС, к несчастью, не в состоянии, будучи недоступными для широкого круга, заместить книжно-глянцевые издания).

 

В РФ конструкторы при исследовании новой методики располагают лишь оригинальными материалами западных концернов, полученными вместе с оборудованием, и, с 1990-1995 годов, учились этим технологиям на Западе. Прочим ресурсом являлось большое количество оригинального материала, заключающегося в поучениях и стандартах по данным методикам (и в начале по разработке DVJ). Основные ГОСТы, которые оговариваются в перечне литературы, только небольшая часть того, что есть и возможно использовано. Беря во внимание хотя и припоздавшийся, но транслит этих моделей на русский язык, осуществляемый русским группой МИЛ, состояние можно было бы определять тяжелым, но нормальным.

 

Все же, беря во внимание рост обособленных, местных и всеобъемлющих компьютерных сетей и большим применением путей SDH в качестве нагрузочных сетей, связывающих топические узлы передачи сигналов, эта методика заинтересовала обширную громадное количество специалистов по местным компьютерным сетям (от менеджеров путей до создателей). Данный порыв возрастает еще и в связи с бурным изменением технологии ASD, какая становится посредствующим звеном между местными компьютерными сетями и сплошными грузовыми VBJ узлами. С другой точки зрения уже нынче имеются в наличии ATM нумераторы с устройствами, совместимыми с разными сетями SetNet (по большей части распространенной методикой ЛВС в РФ), с иной точки зрения ATM ток больше всего подходит для его транспортировки в путях VBJ, и наличие разработанных стандартов инкапсуляции данных почти для всех типовых уровней PDH и SDH иерархий.

 

М І Н І С ТЕ Р С Т В О О С В І Т И І Н А У К И,

М О Л О Д І Т А С П О Р Т У У К Р А Ї Н И

 

ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

 

 

КАФЕДРА ЗАХИСТУ ІНФОРМАЦІЇ

Рубіжний контроль №4

з дисципліни

«Комп’ютерні мережі»

 

Розробив

Ст. гр. РП-810 Бойко О.А.

Керівник Щекотіхін О. В.

2012 р.

 

Основные характеристики технологии Ethernet.

 

Сети стандарта Token Ring, также как и сети Ethernet, используют разделяемую среду передачи данных, которая состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему используется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциями права на использование кольца в определенном порядке. Право на использование кольца передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером или токеном.

 

Стандарт Token Ring был принят комитетом 802.5 в 1985 году. В это же время компания IBM приняла стандарт Token Ring в качестве своей основной сетевой технологии. В настоящее время именно компания IBM является основным законодателем моды технологии Token Ring, производя около 60% сетевых адаптеров этой технологии.

 

Сети Token Ring работают с двумя битовыми скоростями - 4 Мб/с и 16 Мб/с. Первая скорость определена в стандарте 802.5, а вторая является новым стандартом де-факто, появившимся в результате развития технологии Token Ring. Смешение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается.

 

Сети Token Ring, работающие со скоростью 16 Мб/с, имеют и некоторые усовершенствования в алгоритме доступа по сравнению со стандартом 4 Мб/с.