- •С.П. Воробьёв Локальные сети эвм в асу Учебное пособие
- •Предисловие
- •Часть 1. Архитектура традиционных лвс
- •Глава 1.1. Введение. Развитие лвс
- •Глава 1.2. Лвс Ethernet
- •Ethernet - магистраль. 10Base-5
- •Ethernet на витой паре. 10base-t.
- •Модификации csma/cd
- •Структура кадра типа Ethernet_802.2
- •Структура кадра типа Ethrnet_snap.
- •Репитеры Ethernet.
- •Сетевые адаптеры Ethernet
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 1.3. Лвс arcnet
- •Маркерный метод доступа
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 1.4. Лвс token-ring
- •Структура удс-кадра
- •Приоритетно-маркерный метод доступа ieee 802.5
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 1.5. Альтернативные методы доступа Виртуальный жетон
- •Тактируемый метод доступа
- •Вопросы для самопроверки
- •Часть 2. Высокоскоростные лвс и современные технологии
- •Глава 2.1. Технология fast ethernet
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.2. Структурированные кабельные
- •Системы (скс)
- •Выбор типов кабеля
- •Ограничения на длины шнуров и кабелей скс
- •Проектирование скс
- •Оптоволоконные кабели
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.3. Сеть fddi
- •Структура уровней стандарта fddi (рис.2.10)
- •Формат кадра и маркера (рис. 2.12)
- •Маркерно-временной метод доступа
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.4 стандарт 100vg-AnyLan
- •Метод доступа простых детерминированных запросов с различным приоритетом (Demand Priority).
- •Процедура кругового опроса на примере следующей топологии, представленной на рис.2.15.
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.5. SWitch-технология
- •Техническая реализация коммутаторов
- •Аспекты полнодуплексной работы коммутатора
- •Основные характеристики коммутатора:
- •Дополнительные возможности коммутаторов
- •Примеры построения сети на основе коммутаторов
- •Алгоритм Spanning Tree (sta)
- •Формат пакета bpdu
- •Агрегирование транковых соединений (рис. 2.32)
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.6. Gigabit и 10Gigabit Ethernet
- •Стандарт 10 Gigabit Ethernet
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.7. Характеристика линий связи
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.8. Беспроводные лвс (wlan)
- •Построение сетей с использованием радиоканалов
- •Классы (типы) беспроводных сетей (рис. 2.47)
- •Произвольная структура сети показана на рис. 2.48.
- •Фиксированная структура сети приведена на рис. 2.49.
- •Рекомендации по размещению узлов доступа
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.9. Can-сети
- •Метод доступа csma/ba
- •Формат кадра сети can
- •Сети profibus (fieldbus)
- •Протоколы прикладного уровня (hlp-протоколы)
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 2.10. Протокол Fibre Channel
- •Вопросы для самопроверки
- •Часть 3. Протоколы среднего уровня.
- •Глава 3.1. Стек протоколов tcp/ip
- •История и перспективы стека tcp/ip
- •Структура стека tcp/ip.
- •Адресация в ip-сетях
- •Основные классы ip-адресов (рис. 3.3)
- •Протокол межсетевого взаимодействия ip
- •Формат пакета ip (рис. 3.4)
- •Протокол надежной доставки сообщений tcp
- •Формат сообщений tcp (рис. 3.5)
- •Развитие стека tcp/ip: протокол iPv.6
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 3.2. Протоколы novell
- •Протокол ipx
- •Протокол spx
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 3.3. Сеть apple talk
- •Часть 4. Протоколы прикладного уровня
- •Глава 4.1. Сетевые операционные системы
- •Вопросы для самопроверки
- •Глава 4.2. San & nas
- •Глава 4.3. Управление локальными сетями
- •Рекомендуемая литература
- •Оглавление
- •Локальные сети эвм в асу
- •346428, Г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.
2
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Южно-Российский государственный технический университет
(Новочеркасский политехнический институт)
_____________________________________________________
С.П. Воробьёв Локальные сети эвм в асу Учебное пособие
Новочеркасск 2007
УДК 681.3(075.6)
Рецензенты: начальник кафедры “Автоматизированные системы управления войсками и связи” НВВКУС, к.т.н., полковник Ренсков А.А
доцент кафедры “Программное обеспечение вычислительной техники” ЮРГТУ(НПИ), к.т.н. Гринченков Д.В
Воробьёв С.П.
В Локальные сети ЭВМ в АСУ : Учеб. Пособие / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т.- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005. - 183с.
ISBN
В пособии рассмотрены эволюция и основные архитектурные решения по технологиям локальных вычислительных сетей ЭВМ, базовые механизмы и стандарты как традиционных, так и современных высокоскоростных ЛВС. Предназначено для студентов специальностей 220200, 071900 и 351400 всех форм обучения.
УДК 681.3
ISBN |
Южно-Российский государственный технический университет, 2007 Воробьёв С.П. 2007 |
-
Предисловие
Внедрение информационных технологий во все сферы жизни человека привело к коренной смене традиционных подходов, используемых в образовании, науке и производстве, а также в повседневной деятельности.
Широкое распространение персональных компьютеров, которое началось в 80-ых годах, фактически обеспечило повсеместное развитие технологий локальных вычислительных сетей и привело к построению распределенных архитектур. Экспоненциальный рост мощности персональных компьютеров привел к качественному преобразованию ЛВС из средств передачи файлов в высокоскоростную надежную инфокоммуникационную и распределенную вычислительную платформу – основу построения современных систем.
В предлагаемом учебном пособии рассматриваются наиболее важные аспекты истории развития и существование современных локальных сетевых технологий. Непосредственной основой для создания учебного пособия послужил курс лекций, читаемый автором в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте).
-
Часть 1. Архитектура традиционных лвс
-
Глава 1.1. Введение. Развитие лвс
Первые исследования в области построения ЛВС начались приблизительно в 70-годах. Это были пробные эксперименты, которые впоследствии привели к основным реализациям и идеям сетей Ethernet, Arcnet и Token-Ring. Среди этих трех сетей (стандартов) лидирующее положение занимает Ethernet, международный стандарт по которому был принят в 1980 г. и до настоящего времени эта сеть сохраняет свое достойное место на рынке.
Token-Ring, история развития которой началась приблизительно в 1986 г., у нас считалась чем-то сложным и загадочным, и никак не смогла прижиться и в настоящее время уже практически ушла с рынка. Всплеск интереса к Arcnet, возникший было в свое время по причине низких цен, по той же причине сейчас перенаправлен в сторону Ethernet, а кроме того из-за ошибок маркетинговой политики и низкой производительности эта сеть, начавшая свое развитие в 1970 г. практически в 1994 г. перестала поддерживаться производителями.
Наибольшую известность в мире локальных сетей (local area network - LAN) получили Arcnet, Ethernet и Token-Ring, ставшие уже традиционными и классическими системами. Главное различие между ними заключается в принципиально различных методах доступа к каналам передачи данных, или, более общими словами - отличие в архитектурных решениях. Под определением архитектуры ЛВС в данном случае скрывается совокупность четырех понятий: топология, метод доступа, программное обеспечение и комплекс технических средств.
Схематично история развития архитектурных стандартов ЛВС показана на рис. 1.1.
Рис. 1.1.
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 распространенных фирменных стандартов сетей Ethernet, ArcNet и Token Ring.
Помимо IEEE в работе по стандартизации протоколов локальных сетей принимали участие и другие организации. Так, для сетей, работающих на оптоволокне, американским институтом по стандартизации ANSI был разработан стандарт FDDI, обеспечивающий скорость передачи данных 100 Мб/с. Работы по стандартизации протоколов ведутся также ассоциацией ЕСМА, которой приняты стандарты ЕСМА-80, 81, 82 для локальной сети типа Ethernet и впоследствии стандарты ЕСМА-89,90 по методу передачи маркера.
Стандарты семейства IEEE 802.X охватывают только два нижних уровня семиуровневой 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.
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).
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.
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 - Broadband Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по широкополосной передаче;
-
802,8 - Fiber Optic Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по волоконно-оптическим сетям;
-
802.9 - Integrated Voice and data Networks - интегрированные сети передачи голоса и данных;
-
802.10 - Network Security - сетевая безопасность;
-
802.11 - Wireless Networks - беспроводные сети;
-
802.12 - Demand Priority Access LAN, l00VG-AnyLAN - локальные сети с методом доступа по требованию с приоритетами.\