1.6. Технологии функционирования локальной сети

Наиболее популярными технологиями, применяемыми при построении локальных сетей, являются технологии Ethernet, Token Ring и Arcnet. Эти технологии относятся к канальному уровню обеспечения работы локальной сети. Соответ­ственно в них используются разные канальные протоколы, основанные на разных алгоритмах обработки.

Локальная сеть Ethernet. Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation.

Метод Ethernet обеспечивает высокую скорость передачи данных и надёжность На логическом уровне в Ethernet применяется топология шина. Поэтому сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными станциями, подключёнными к общей шине. Но сообщение предназначено только для одной станции (оно включает в себя адрес станции назначения и адрес отправителя). Та станция, которой предназначено сообщение, принимает его, остальные игнорируют.

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов) Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу. Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознаёт такие конфликты, называемые коллизиями. После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции своё. После задержки передача возобновляется. Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, если работает порядка 80-100 станций.

Локальная сеть Token Ring. Этот стандарт сети разработан фирмой IBM. В этой сети устройства подключаются по топологии «звезда». В качестве метода управле­ния доступом станций к передающей среде используется специальный метод - маркерное кольцо (Тоken Ring). Согласно этому методу каждый узел сети, желающий начать передачу, ждет, когда его достигнет маркер – специальное сообщение. После этого компьютер не отправляет маркер дальше, а задерживает его у себя и начинает передачу данных. Только тогда, когда будет получено подтверждение приема данных, передающий узел посылает маркер дальше, сигнализируя, что сеть свободна.

Метод управления доступом станций к передающей среде предусматривает следующие правила:

• все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);

• в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;

• данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

В Тоkеn Ring используются три основных типа пакетов:

• пакет Управление/Данные (англ. Data/Соmmand Frame ). С помощью такого пакета выполняется передача данных или команд управления работой сети.

• маркер (Token). Станция может начать передачу данных только после получения такого пакета. В одном кольце может быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правом передачи данных.

• пакет Сброса (Аbort). Посылка такого пакета вызывает прекращение любых передач.

Локальная сеть Arcnet (Attached Resource Computer NETWork ) - простая, недорогая, надежная и достаточно гибкая архитектура локальной сети, разработанная корпорацией Datapoint в 1977 году. Впоследствии лицензию на Аrcnet приобрела корпорация SМС (Standard Microsystem Corporation), которая стала основным разработчиком и производителем оборудования для сетей Аrcnet.

По технологии Arcnet один из компьютеров создаёт специальный маркер (сообщение специального вида), который последовательно передаётся от одного компьютера к другому. Если станция желает передать сообщение другой станции, она дожидается маркера и добавляет к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и назначения, присоединяет к маркеру свое сообщение и посылает его дальше. Следующий узел также может присоединить к группе свое сообщение и т.д. В результате по сети проходит поток из нескольких сообщений, возглавляемых кольцевым маркером. Компьютер, которому адресовано одно из сообщений потока, отцепляет его. Когда пакет дойдёт до станции назначения, сообщение будет «отцеплено» от маркера и передано станции. При подключении устройств в Аrcnet применяют топологии «шина» и «звезда».

Метод управления доступом станций к передающей среде предусматривает следующие правила:

• все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);

• в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;

• данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Передача каждого байта в Аrcnet выполняется специальной посылкой, состоящей из трех служебных старт/стоповых битов и восьми битов данных. В начале каждого пакета передается начальный разделитель АВ (Аlегt Вurst), который состоит из шести служебных битов. Начальный разделитель выполняет функции преамбулы пакета. В Аrcnet определены 5 типов пакетов:

• пакет IТТ (Information To Transmit) - приглашение к передаче. Эта посылка передает управление от одного узла сети другому. Станция, принявшая этот пакет, получает право на передачу данных.

• пакет FBE (Free Buffeг Еnquiries) - запрос о готовности к приему данных. Этим пакетом проверяется готовность узла к приему данных.

• пакет Данных. С помощью этой посылки производиться передача данных.

• пакет АСК (ACKnowledgments) - подтверждение приема. Подтверждение готовности к приему данных или подтверждение приема пакета данных без ошибок, т.е. в ответ на FBE и пакет данных.

• пакет NAK (Negative AcKnowledgments) - неготовность к приему. Неготовность узла к приему данных (ответ на FBE) или принят пакет с ошибкой.