- •Эталонная модель взаимодействия открытых систем (эмвос) Основные понятия и определения
- •Определение понятия коммутации. Типы коммутации.
- •1. Коммутация каналов: характерно жесткое занятие линии. В этот же момент узлы коммутации не могут быть задействованы. Недостаток: невозможность исп-я при передаче пульсирующего трафика.
- •3. Коммутация сообщений
- •Преимущества использования открытых систем:
- •Многоуровневые архитектуры связи
- •Иерархическая связь
- •Форматы информации
- •Некоторые организации-источники стандартов
- •Уровни. Краткая характеристика
- •Концепция сетевого взаимодействия. Определение локальной сети. Требования, предъявляемые к компьютерным сетям. Концепция сетевого взаимодействия. Определение локальной сети.
- •3) Расширяемость и масштабируемость:
- •4) Поддержка разных видов трафика:
- •Два типа сетей
- •Все сети подразделяются на два типа:
- •Особенности одноранговых сетей:
- •Методы передачи дискретных данных на физическом уровне
- •При цифровом кодировании дискретной информации используется два класса методов:
- •Требования к методам цифрового кодирования
- •Методы логического кодирования.
- •Существует три класса методов логического кодирования:
- •Общая структура кадров, передаваемых в локальных сетях Кадры бывают трех типов:
- •Структуру кадра подразделяют на три части:
- •Заголовок состоит:
- •Методы обнаружения ошибок
- •Раньше использовались примитивные методы обнаружения ошибок:
- •Европейский стандарт 95г en50173 – он повторяет фактически стандарт tia/eia-568а. Международный стандарт iso11801 – он повторяет фактически стандарт tia/eia-568а и en50173. Структура скс
- •Технические помещения Все технические помещения подразделяются на два типа:
- •Скс включает в себя три подсистемы:
- •1) Подсистема внешних магистралей (первичная):
- •2) Вторичная подсистема (внутренних магистралей, вертикальная):
- •3) Третичная подсистема (горизонтальная):
- •Кабели скс
- •Коаксиальный кабель
- •Плата сетевого адаптера
- •Структура стандартов ieee 802.X(iso 8802-1…)
- •Структура стандартов, представленная комитетами 802.X
- •Протокол llc
- •Типы пакетов llc. Структура пакета llc.
- •Структура пакета llc
- •Формат поля управления
- •Структура поля управления информационного пакета имеет следующий вид:
- •Технология EtherNet
- •Метод доступа csma/cd (многостанционный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий)
- •Время двойного оборота
- •Пример: конфликты по передаче
- •Как улучшить? Минимизировать длину кабеля.
- •Форматы кадров технологии Ethernet
- •Автоматическое распознавание кадра сетевой картой
- •Спецификации физической среды 10Mb EtherNet До 1991 года было разработано 4 основных физических протокола 10-ти мегабитного Ethernet:
- •Достоинства:
- •Недостатки:
- •Достоинства:
- •Недостатки:
- •Концентраторы
- •Факультативные функции концентраторов:
- •4) Многосегментные концентраторы:
- •Методика расчета конфигурации сети Ethernet
- •Расчет времени двойного оборота.
- •Расчет сокращение меж кадрового интервала в повторителях
- •Классическая сеть Token Ring
- •Метод доступа
- •Управление приоритетным доступом
- •Формат информационного кадра
- •Структура контроля кадра:
- •Формат прерывающей последовательности Состоит из двух полей:
- •Все отличия только на физическом уровне. Уровень mac и llc остались без изменения. Т.О., отличия можно показать следующим образом.
- •Mlt3 - неэкранированная витая пара
- •Концентраторы. Дополнительные функции.
- •Технология коммутации кадров в локальных сетях
- •Алгоритм работы прозрачного моста.
- •Ограничения в работе мостов и коммутаторов Проблемы петель в сетях построенных на базе мостов и коммутаторов.
- •Мосты с маршрутизацией от источника
- •Коммутаторы
- •Изменение в работе mac уровня при полнодуплексной работе
- •Проблема управления потоками данных
- •Управление потоками кадров при полудуплексной работе.
- •Характеристики, влияющие на производительность коммутаторов.
- •Дополнительные функции коммутаторов.
- •Сетевой уровень как средство построения составных сетей.
- •Ограничения мостов и коммутаторов
- •Понятие составной сети
- •Принципы маршрутизации
- •Протоколы маршрутизации
- •1) Мосты и коммутаторы оперируют только с mac-адресами (локальными адресами), в то время как маршрутизаторы оперируют с сетевыми адресами
- •Функции маршрутизаторов
- •Общая характеристика стека протоколов tcp/ip
- •Адресация в ip сетях.
- •Классы ip-адресов
- •Особые ip-адреса
- •Использование масок в ip-адресации.
- •Протокол ip
- •Фрагментация ip-пакетов
- •Отображение символьных или доменных имен
- •Маршрутизация с использованием масок
- •Цифровое кодирование
- •Требования к методам цифрового кодирования
- •Потенциальный код без возвращения к нулю (nrz)
- •Потенциальный код c возвратом к нулю (rz)
- •Метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией (ami)
- •Потенциальный код с инверсией при единице (nrzi)
- •Биполярный импульсный код
- •Манчестерский код
- •Потенциальные коды 2b1q и pam-5
- •Потенциальный код mlt-3
- •Логическое кодирование
- •Избыточные коды
- •Скремблирование
- •История развития сетевой технологии Ethernet
- •Метод доступа csma/cd
- •Этапы доступа к среде
- •Возникновение коллизии
- •Время двойного оборота и распознавание коллизий
- •Форматы кадров технологии Ethernet
- •Кадр Raw 802.3/Novell 802.3
- •Кадр Ethernet dix/ Ethernet II
- •Кадр Ethernet snap
- •Использование различных типов кадров Ethernet
- •Спецификации физической среды Ethernet
- •Стандарт 10Base-5
- •Стандарт 10Base-2
- •Стандарт 10Base-t
- •Технология Fast Ethernet
- •Физический уровень технологии Fast Ethernet
- •Физический уровень 100Base-fx
- •Физический уровень 100Base-tx
- •Физический уровень 100Base-t4
- •Спецификации физической среды стандарта 802.3z
- •Многомодовый кабель
- •Одномодовый кабель
- •Твинаксиальный кабель
- •Gigabit Ethernet на витой паре категории 5
- •Основные характеристики технологии Token Ring
- •Маркерный метод доступа к разделяемой среде
- •Форматы кадров Token Ring
- •Кадр данных
- •Прерывающая последовательность
- •Приоритетный доступ к кольцу
- •Физический уровень технологии Token Ring
Управление приоритетным доступом
Приоритет задается не станцией, а данными, которые должны передаваться.
Активный монитор – станция 4.
На практике система приоритетов не используется.
Формат информационного кадра
Поля:
1) начальный ограничитель (1 байт)
2) управление
кадром, аналогично, что и в маркере,
разница только в том, что бит
(1 байт)
3) контроль кадра (1 байт)
Структура контроля кадра:
– MAC кадр – кадр, который
обеспечивает обмен служебной информацией;
– LLC кадр.
С помощью MAC-кадра выполняется выбор активного монитора, поиск разрыва кольца в случае долгой задержки. То есть для поддержки кольца в рабочем состоянии.
Индикатор задает тип MAC кадра.
4) MAC адрес назначения (6 байт)
5) MAC адрес отправителя (6 байт)
Сведения
о маршруте (30 байт) (с появлением мостов
и коммутаторов).
6) Поле данных (информация)
7) Контрольная сумма (4 байта) – логика как в EtherNet
8) Конечный ограничитель (формат, как и в маркере). Есть ещё биты в конце:
Бит
- устанавливает в состояние 1 (в случае
ошибки).
Бит F =1 - последний кадр.
9) Статус кадра (1 байт)
Последние 4 бита не используются, они нулевые.
Первые два бита – поле А, вторые два бита – поле С. Изначально A и C = 0. в случае приема станцией адресатом пакета A=1, в случае если она не скопировала кадр к себе в буфер C=0.
Формат прерывающей последовательности Состоит из двух полей:
1) начальный ограничитель
2) конечный ограничитель
Может быть сгенерирован любой из станций в любой момент времени, если, по мнению станции, произошла какая-то фатальная ошибка. В этом случае работа кольца прекращается и через некоторое время активный монитор по новой налаживает всю работу.
Максимальное число станций – 260. Общая длина до 4-х км. Среда передачи – экранированная витая пара.
FAST EtherNet
Все отличия только на физическом уровне. Уровень mac и llc остались без изменения. Т.О., отличия можно показать следующим образом.
-
Ethernet
Fast Ethernet
LLC
канальный
LLC
MAC
\\
MAC
Интерфейс AUI
\\
Согласование
Подуровень физического присоединения
физический
Интерфейс MII
Разъем
Подуровень кодирования(4В/5В)
Подуровень физического присоединения*
Подуровень автопереговоров**
Разъем
*
Mlt3 - неэкранированная витая пара
NRZI – для оптоволокна
**
Все устройства сети договариваются о скорости передачи
Приоритеты:
100BASE-TX Full duplex
100BASE-T4 Full duplex
100BASE-TX Half t duplex
100BASE-T4 Half duplex
10BASE-T Full duplex
10BASE-T Half duplex
Иерархическая звезда
Диаметр сети ~200м из-за сокращения времени передачи кадра минимальной длины в 1 раз за счет увеличения скорости.
Тем не менее, данное обстоятельство не препятствовало построению группы сетей по технологии FastEthernet, т.к. с сер.90 гг появились устройства мосты и коммутаторы, которые собирали пакет полностью.
Физические варианты FE отличаются в большей степени, а так как они создавались одновременно, а не эволюционно, то имелась возможность определить те подуровни физического уровня, которые не изменялись от варианта к варианту, и те подуровни, которые специфичны для каждого варианта физической среды.
В результате разработки для FE были определены следующие физические спецификации
1) 100BASE-FX
2) 100BASE-TX – витая пара 5 категории(2 пары)
3) 100BASE-T4 – витая пара 3 категории(все 4 пары)
4) 100BASE-T2
100VG-AnyLan
Данная технология разработана вместе с Fast EtherNet, в ней был предложен совершенно другой метод доступа, который назвали Demand Priority, который обеспечивает более справедливое распределение пропускной способности сети. Данная сеть реализуется на базе стандарта, который и выступает арбитром в доступе и среде передачи.
Данная технология поддерживает EtherNet и Token Ring, либо одни, либо другие.
Данная сеть на проводе витая неэкранированная пара категории не ниже 3-ей. Для передачи и использует все 4 витых пары.
Применяется метод линейного кодирования 5В/6В.
Допускается три уровня каскадирования концентраторов. Все витые пары используются для передачи. Концентратор циклически выполняет опрос портов: станция, желающая передать, запрашивает передачу и указывает приоритет передаваемых данных.
Приоритетов может быть два: низкий и высокий.
Обычный уровень приоритета (низкий) соответствует передаче обычных данных (файловая служба, служба печати и т.д.), а высокий приоритет соответствует данным, чувствительным к временным задержкам, например, мультимедиа.
Приоритеты имеют статическую и динамическую составляющую. То есть станция, имеющая данные для передачи с низким приоритетом и долго не получающая доступ к сети получает высокий приоритет.
Было предложено 3 физических протокола:
1) 100BASE-FX
2) 100BASE-TX
3) 100BASE-T4
Из MAC-уровня выходит интерфейс AUI, далее идет уровень согласования для преобразования интерфейса AUI к интерфейсу MII.
100BASE-FX
Реализуется на базе многомодового оптоволокна 62.5/125, 50/125.
Источник – светодиод, длина волны 850 нм
Длина сегмента 2 км.
Так же допускается использование одномодового оптоволокна.
В качестве коннектора используется разъем: Duplex SC.
При переходе от 10Mb к 100Mb EtherNet отказались использовать метод линейного кодирования Манчестер-2, перешли к потенциальным методам кодирования: NRZI:
Он не является самосинхронизирующимся. Для придания свойств синхронизации используется избыточное кодирование: 4В/5В.
В паузы постоянно передается сигнал IDLE(11111, меандр для NRZI) для синхронизации генератора
Перед передачей передавали JK(1100010001)
По окончании T(что-то-там)
100BASE-TX
Реализуется на базе неэкранированной витой пары категории не ниже 5-ой, так же используется метод логического кодирования: 4В/5В.
В качестве соединения используется разъем: RJ-45 не ниже 5-ой категории.
Метод линейного кодирования MLT-3: трехуровневый
Возможно использование полудуплексного, так и полнодуплексного режима работы.
Данная спецификация поддерживает процедуру автопереговоров, по выбору режима работы порта.
100BASE-T4
Использует в качестве среды передачи неэкранированную витую пару UTP категории не ниже 3-ей.
Задействованы все 4-е витых пары: 1 на передачу, 1 на прием, 2 другие – в зависимости от того, что происходит в данный момент – прием или передача.
Используется так же логическое кодирование, но не 4B/5B, а 8B/6T, этим обеспечили свойство синхронизации и снизили требования к пропускной способности.
Полного дуплекса быть не может. Поддерживается функция автопереговоров. Если передавать нечего, то посылается последовательность IDLE. В случае если нужно передать что-нибудь, то посылается последовательность:
Gigabit Ethernet
1000BASE-SX оптоволовно 500м
/LX оптоволовно 5км
/CX
/TX
