3.3. Локальні комп'ютерні мережі Ethernet, Token-Ring та fddi.

3.3.1. Стандарти локальних комп'ютерних мереж [2]

ЛКМ - це система передачі даних, яка забезпечує функціонування високошвидкісних комутованих з'єднань між МП, периферійними пристроями і терміналами в межах однієї будівлі або території організації.

Ідеальною ЛКМ можна вважати розподілену інформаційну систему, яку так само легко використовувати, як і звичайну розподілену електричну мережу змінного струму. Тобто процедура під'єднання до ідеальної ЛКМ терміналу введення даних, МП або периферійного пристрою повинна складатися лише в підключенні цих пристроїв до зручно розташованому порту. Після підключення такий пристрій має коректно здійснювати обмін даними з іншими пристроями по КМ. Одним словом, ідеальна ЛКМ має володіти такими властивостями електричної мережі змінного струму, які роблять останню зручною у використанні. До їх числа належать: одноразове розгортання мережі; можливість повсюдного доступу; незалежність від додатків; надлишкова пропускна здатність; простота в обслуговуванні та адмініструванні.

Перераховані характеристики мереж змінного струму дозволяють значно знизити витрати на їх експлуатацію. Хоча вартість типовою електричної мережі можна зменшити, підвівши дріт лише до тих місць, де в даний момент потрібно живлення, однак у випадку, якщо знадобиться її розширити, то собівартість монтажних робіт перевищить суму всіх зекономлених коштів Щоб розгортання мережі було одноразовим, необхідно забезпечити повсюдний доступ, тобто зробити так, щоб електричні розетки були практично скрізь, де вони можуть знадобитися. Більш того, номінальна потужність у кожній розетці повинна бути більше споживаної потужності підключаються до неї електричних пристроїв. А додаткову проводку або повторний монтаж слід здійснювати лише за необхідності підключення спеціальних пристроїв або пристроїв з високою споживаної потужністю (наприклад, приладів, яким потрібна напруга живлення 240 В або великий струму в ланцюзі).

Стандарти для ЛКМ встановлюються провідними виробниками і офіційними організаціями зі стандартизації. Лідируючою офіційною організацією з розробки стандартів для ЛКМ є комітет стандартів IEEE 802. До його складу входять кілька робочих груп, відповідальних за розробку різних стандартів для ЛКМ: 802.1 - інтерфейс між першим, другим і п'ятьма верхніми рівнями OSI; 802.2 - визначає рівень каналу для різних фізичних методів доступу, подібних HDLC і ADCCP; 802.3 - стандарт мереж Ethernet з методом доступу CSMA / CD і шинною топологією; 802.Зае - стандарт мережі 10 Gigabit Ethernet; 802.3 - стандарт мережі Fast Ethernet; 802.3z - стандарт мережі Gigabit Ethernet; 802.4 - стандарт мережі з шинної топологією і передачею маркера (Token-bus); 802.5 - стандарт мереж на основі кілець з передачею маркера (Token-Ring); 802.9а - стандарт мереж IsoENET; 802.12 - стандарт мереж 100VG-AnyLAN.

3.3.2. Модель osi [2]

Міжнародною організацією зі стандартизації (International Standards Organization, ISO) була проведена формальна ієрархічна ідентифікація всіх функцій комунікаційних мереж і створена система вимог, яка отримала назву моделі взаємодії відкритих систем OSI - ISO Model for Open Systems Interconnection. Дана модель (рис. 3.10) визначає сім окремих рівнів функціональних вимог до комунікаційних мереж. Нижні три рівня згаданої моделі були запропоновані Міжнародним союзом з телекомунікацій (International Telecommunications Union, ITU) для забезпечення уніфікації при проектуванні інтерфейсів для мереж загального користування з комутацією пакетів. Цей стандарт, відомий як «Рекомендації ITU, протокол Х.25».

Для створення ідеальної ЛВС потрібно використання всіх рівнів функціональних вимог, представлених стандартом OSI. Однак для забезпечення ефективного зв'язку в ЛКМ не обов'язково реалізовувати всі рівні. Наявності в ЛКМ нижніх рівнів вже достатньо для підтримки множини додатків. Середовище передачі і інтерфейси нижніх рівнів, по суті, є загальними, тому обмін даними може відбуватися в межах віртуальних підмереж.

Р ис. 3.10. Модель взаємодії відкритих систем

Щоб у ЛКМ підтримувалися різні методи доступу, комітет по стандартам IEEE 802 розділив канальний рівень моделі OSI на два підрівні (див. рис. 3.11): керування логічним зв'язком (Logical Link Control, LLC); керування доступом до середовища (Media Access Control, MAC) .

Процедури керування LLC визначені робочою групою 802.2 такими ж, як і для протоколу HDLC (Highlevel Data Link Control - високорівневий протокол керування каналом передачі даних) стандарту ITU Х.25 у збалансованому режимі (LAPB). Збалансований режим призначений для рівноструктурованих мереж, в яких кожна станція може ініціювати обмін даними з будь-якою іншою станцією.

Рис. 3.11. Взаємозв’язок між розподіленням канального рівня IEEE 802 і моделлю взаємодії відкритих систем OSI.

На рівні 802.2 LLC забезпечується робота базових служб двох типів. Служба першого типу відповідає за такий режим функціонування системи, при якому станція-джерело передає повідомлення станції / станціям -одержувачу без попередньої установки логічного з'єднання для прийому позитивних підтверджень. Такий режим призначений для передачі не важливих повідомлень, а також для застосування в системах, для виправлення помилок та встановлення послідовності повідомлень здійснюються на більш високих рівнях наприклад, як в Ethernet.

При використанні служби другого типу між двома підрівнями LLC встановлюється логічний зв'язок. Кожен підрівень LLC може передавати і приймати як повідомлення, так і відповіді, а крім того, відповідає за цілісність і точність доставки своїх повідомлень.

Стандарт IEEE 802.3 визначає підрівень MAC для методу CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - множинний доступ з контролем несучої і виявленням конфліктів) та відповідний фізичний рівень для з'єднання з коаксіальним кабелем, за яким можуть передаватися як модульовані, так і немодульований сигнали , а також для з'єднання з витою парою. В основі даного стандарту лежить специфікація Ethernet. Модуляція сигналів дозволяє передавати в загальному середовищі багато сигналів, подібно до того як це робиться в системах кабельного телебачення. Якщо модуляція не використовується, то в середовищі можна передавати тільки один сигнал. Визначення MAC-адреси представлено у ПП. 12.1, ПП. 12.2, ПП. 12.3.

Р ис. 3.12. Порівняння способів не модульованих і модульованих сигналів

Зміни на фізичному рівні дозволяють передавати дані зі швидкістю 1, 5, 10 і 100 Мбіт/с і вище. У багаточковій мережі, що об'єднує до 100 станцій, довжина коаксіального кабелю, що з'єднує дві мережеві станції, не може перевищувати 500 м, тоді як стандарт Ethernet допускає відстань між станціями до 1500 м. Однак відповідно до стандарту IEEE 802.3, в системі може бути до п'яти сегментів, з'єднаних коаксіальним кабелем.