Сетевая технология Ethernet: физический и канальный уровни. Метод доступа csma/cd. Обработка коллизий. Топологии. Адресация. Формат кадров.

CSMA/CD реализуется сетевым адаптером аппаратно или микропрограммно, он используется в лс с логической общей шиной, включая радио сети. Сетевой адаптер прослушивает разделяемую среду, признаком ее незанятости является отсутствие несущей, т.е. основной гармоники сигнала. Частота несущей 5-10 МГц, при манчестерском кодировании, если среда не занята, сетевой адаптер передает кадр, который распространяется в обе стороны, после окончания передачи кадра все узлы выдерживают технологическую паузу. Если 2 и более станции передают кадр, возникает коллизия. Приемник обнаруживает коллизию по длине кадра меньше 64Б, а передатчик по несовпадению передаваемых и наблюдаемых сигналов. После этого сетевой адаптер прерывает передачу и усиливает коллизию, посылая jam-последовательность в 32 бита для оповещения других станций, затем сетевой адаптер делает случайную паузу. После 16 неудачных попыток кадр отбрасывается.

Формат кадра: сетевые адаптеры и их драйверы, мосты, коммутаторы, и маршрутизаторы работают со всеми форматами кадров. а) кадр 802.3/LLC: преамбула(необходима для синхронизации приемника и передатчика), SFD (начальный ограничитель кадра), DA (адрес назначения индивидуальный, широковещательный, групповой), SA (адрес источника), L(длина поля данных в байтах), FCS(контрольные разряды CRC). б) кадр Raw802.3/Novell 802.3 такой же как и предыдущий, но без вложенного LLC кадра. в) Ethernet DIX(II) = (б), но вместо поля L, поле Т (тип протокола верхнего уровня, вложившего свой пакет в поле данных кадра). г) Ethernet SWAP – расширение кадра (а), введением заголовка SWAP, который вложен в протокол LLC.

Топологии: шина, звезда с активным центром, двухстороннее соединение пары узлов без хаба, дерево.

Скорость – 10 Мб/с, мах диаметр сети 2500м, мах число станций в сети 1024

Стандарты Ethernet 10 Мб/с.

10Base-5

Толстый коксиал, диаметр 0,5, топология – шина, сегмент кабеля ограничивают терминаторы (заглушки), поглощающие сигналы и препятствующие возникновению отраженных сигналов, трансиверы – с их помощью станции подключаются к кабелю, функции трансивера – приемо-передача данных, определение коллизий по уровню постоянной составляющей, гальваническая развязка, контроль болтливости (если из-за неисправности повышается мах время передачи кадра, то трансивер отсоединяет кабель от передатчика). Повторитель побитно синхронно повторяет сигналы с одного сегмент в другой, улучшая их форму и мощность и синхронизируя их.

Правило «5-4-3» - мах конфигурация стандарта: 5- мах число сегментов, 4- мах число повторителей, 3- мах число нагруженных сегментов. Мах диаметр сети 2500м, мах число узлов 297.

10Base-2

Тонкий коксиал, BNST коннектор – это тройник, одна точка которого соединяется с СА, 2 других с точками разрыва.

Правило «5-4-3»

Мах диаметр сети – 925м, мах число уровней – 87

Общий недостаток отсутствие оперативной информации о состоянии моноканала. Повреждение кабеля обнаруживается по неработоспособности сети, а поиск – кабельным тестером.

10Base-T

Топология – звезда с активным центром

Мах длина сегмента 100м, определяется полосой пропускания UTP позволяющей передавать данные в манчестерском коде со скоростью 10 Мб/с на 100м мах. Hub выполняет функции повторителя сигналов на всех отрезках подключенных к его портам, обнаруживает коллизию.

Правило 4 хабов. Мах число хабов между любыми двумя станциями равно 4. можно соединять в древовидную структуру. Петли, замкнутые контуры запрещены.

Мах диаметр сети 500м, мах число узлов 1024 достигается в двухуровневом соединении хабов.

10Base-F

Структура, топология как предыдущий.

Стандарты: FOIRL- мах длина сегмента 1000м мах диаметр сети 2500м, 10Base-FL- мах длина сегмента 2000м мах диаметр сети 2500м, 10Base-FB только для соединения «5 хабов», мах длина сегментов 2000м, мах диаметр сети 2740м.

Стандарты Ethernet 100 Мб/с.

100Base-FХ. между 100Base-FХ и 100Base-ТХ много общего, поэтому их называют 100Base-FХ/ТХ. Jk и Т определяют кадр от символов Idle, которые всегда передаются при отсутствии кадров на линии.

100Base-Т4. был разработан для использования имеющейся проводки UTPcat3. Из 4 пар 3 передающих 1 для прослушивания несущего от ответного узла. Кадр передается по 3 линиям по каждой со скоростью 33,3Мб/с. Это позволяет сузить полосу пропускания канала до 16 МГц.

100Base-SX. Мах длина сегмента 300м, автопереговоры 10/100Мбит/с

Сетевая технология Token Ring. Метод доступа. Физическая среда. Топологии. Преимущества и недостатки по сравнению с Ethernet.

Кольцевая логическая топология, детерминированный метод доступа (метод маркера): время удержания маркера 10мс, после этого передача кадров прекращается, и маркер передается дальше по кольцу, за единственный маркер в сети отвечает активный монитор. Он выбирается во время инициализации кольца, как станция с мах мас-адресом. Активный монитор контролирует сеть и если он выходит из строя, то выбирается новый активный монитор.

Топологии: звезда, кольцо.

Максимальная длина кольца 4 км, мах число станций 260

Сетевые технологии FDDI и CDDI. Физическая среда. Топология. Скорость передачи. Сравнение с другими технологиями.

Является развитием TR, 100 Мб/с по двойному оптоволоконному кольцу. Физическая топология кольцевая или смешанная, получаемая подключением звездообразных или древовидных сетей в главную сеть через концентратор.

Мах длина сети 2000км, по 100км на 1 кольцо, мах число станций до 500 с двойным кольцом, до 100 с одинарным. Назначение технологии: высокоскоростные магистрали кампусов и городских сетей.

Физическая и логическая структуризация сети.

Физическая снимает ограничение на длину сети и количество ее узлов, используются повторители и коммутаторы, которые работают с единой разделяемой средой. Повторитель – физическое соединение 2 сегментов кабеля лс для увеличения длины сети, побитно и синхронно повторяет сигналы из одного сегмента сети в другой, улучшает качество передаваемого сигнала. Концентратор – многопортовый повторитель, выполняет все функции повторителя, имеет несколько физ портов и соединяет несколько сегментов, повторяет сигналы с одного из своих портов на все другие порты, повышает надежность сети, автоматически отключая свой порт от некорректно работающего порта.

Логическая состоит в разбиении сети на подсети, чтобы трафик комп-ов каждой подсети не выходил за пределы этой подсети, увеличивает производительность и безопасность сети. Разделяемая среда делится на части коммутационным оборудованием: мост (работает с аппаратными адресами, где нет номера сети, изолирует трафик одной подсети от трафика другой, имеет 2 порта, не работает в сети с замкнутыми контурами), коммутатор (мост, который обрабатывает кадры в параллельном режиме), маршрутизатор (работает с сетевыми адресами, локализует трафик подсети, выбирает оптимальный маршрут, связывает в единую сеть подсети построенные на разных сетевых технологиях), шлюз (основная задача объединить сети с разными типами программного обеспечения, локализация трафика – побочный эффект).