Вопросы-ответы к ОКР №2.

1. Какие беспроводные линии связи Вы знаете? Поясните особенности сетей на инфракрасных каналах связи, каналах на основе видимого лазерного излучения,радиорелейных линиях, на основе радиоканала и спутниковых каналов.

Для беспроводной связи используется видимое лазерное излучение, информационные лучи, спутниковая связь, миллиметровые волны, радиорелейная передача.

При видимом лазерном излучении самая большая скорость передачи и большая зависимость от помех. Информативный луч используется в сетях внутри помещения.

Радиоканал может быть организован тремя способами:

1. Радиоканал выполняет роль моста между двумя сегментами сети, как правило, работающих на разных протоколах; в этом случае мост имеет две сетевые карты. Одна приемник –передатчик с направленной антенной; вторая – для передачи данных в сеть. Такая связь только в пределах прямой видимости 15 – 30 км.

2. Организация сетей со случайным уровнем доступа (радио Ethernet). Станции имеют ненаправленные антенны. Эта связь организуется внутри здания до нескольких десятков метров.

3. Многоточечное соединение терминалов с центральным узлом. Узлы имеют направленные антенны, а центральный узел ненаправленную. Такие сети внутри здания до нескольких десятков метров.

4. Радиорелейный канал используется только для усиления радиосигнала и состоят они из последовательности ретрансляторов и радиостанций (расстояние от 80 до 100 км).

5. Спутниковый канал использует спутники в качестве отражателей радиоволны и вся наземная часть сети строится на основе специальных комплексов.

В каждом комплексе есть центральная станция, которая выполняет роль маршрута – затора, через неё связывается отдельные элементы глобальной сети (антенны на спутнике).

Обычные узлы присоединяются к центральной станции либо по проводной линии, либо через спутник. Центральные станции передают на частоте спутника, а принимают на частоте абонентных пунктов.

2. Поясните особенности построения таких ЛВС как Thick Ethernet, Thin Ethernet и Twisted Pair Ethernet. Какой метод доступа используется в этих сетях? Какие архитектурные ограничения приняты в этих стандартах?

Все сегменты в сети делятся на кабельные, канальные и логические.

Кабельные сегменты – это любой отрезок кабеля, в котором сигнал подается без повторения.

Канальные сегменты – это кабельные сегменты, к которым не подключены станции, т.е. сегменты без нагрузки.

Логические сегменты – это участки сети, которые являются независимыми друг от друга по трафику. На логические сегменты сеть Ethernet делится при использовании мостов, коммутаторов и маршрутизаторов.

Для сетиEthernet наличие нескольких логических сегментов означает уменьшение конфликтов. Сегмент сети, в котором все сигналы передаются всем узлам, называется доменом коллизии. Концентратор коллизии отслеживает, но передает их на все узлы, а файл-сервер, мост, коммутатор, маршрутизатор делят сеть на несколько доменов коллизий.

Несколько вариантов сетиEthernet,различающихся топологией и особенностями физической среды передачи данных:

1. Thick Ethernet (шина с«толстым» коаксиальным кабелем) с шинной топологией, обозначают, как 10Base-5.

MAX число сегментов сети - 5 при максимальном числе узлов в сегменте – 100. Максимальная длина одного сегмента составляет 500 м, скорость модуляции сигнала – 10 Мбит/с. Минимальное расстояние между узлами – 2,5 м, через такое расстояние на кабеле есть специальные разметки. ДляEthernet на толстом и тонком коаксиальном кабеле ограничение на минимальное расстояние между узлами введено из-за наличия «стоячих волн». Для подключения сетевой платы необходим интерфейсный кабель ( AUI)длиной не более 50 м и приемопередатчик ( трансивер), который врезается в коаксиальный сегмент и питается от сетевой карты. Подключение интерфейсного кабеля происходит через высокочастотный разъем на плате ( DB-15).

Для толстого коаксиального кабеля действует правило" 5-4-3" - в сети между любыми 2мя узлами м.б. не более 5 сегментов кабеля, соединенных не более 4мя повторителями и только 3 сегмента из 5 м.б. загруженными.

2. ThinEthernet (шина с “тонким” коаксиальным кабелем) с шинной топологией; обозначение 10Base-2.

При таком вариантеMAX число сегментов 5 приMAX числе узлов в сегменте 30;максимальная длина одного сегмента составляет 185 м (≈200 м); минимальное расстояние между узлами – 0,5-1,5 м. Сегмент кабеля подключается непосредственно к сетевой плате черезBNC-разъем с помощьюBNC Т-коннектора. Используется кабель с волновым сопротивлением 58 Ом – RG-58.

3. TwistedPairEthernet (сеть звездообразной топологии на витой паре проводов) – 10Base-T.

Данная сеть строится при помощи концентраторов. Среда передачи – неэкранированная витая пара категории 3 или 5. И хотя ее топология может быть “звезда” или “дерево”, но это сеть широковещательная и в ней реализуется МДКН/ОК. Максимальное число узлов в сегменте 100 при максимальной длине сегмента 100 м или 500 м. Для подсоединения витой пары используются стандартные разъемы RJ-45.

Правило"5-4-3", справедливое для Ethernet на коаксиальном кабеле, здесь трансформируется в" правило четырех хабов: между любыми двумя узлами сети не должно быть более четырех концентраторов.

2. Поясните особенности построения таких ЛВС как Etherway, Radio Ethernet и Fast Ethernet. Какой метод доступа используется в этих сетях? Поясните,за счет чего в сети Fast Ethernet достигается пропускная способность 100Мбит/с?

Сеть Etherway. В сети используется несколько звеньев к шинной топологии. Каждая станция подключена ко всем кабелям одновременно. Станция может слушать на всех линиях, но передавать только на одной. В такой сети все станции сгруппированы и каждая группа станции передает только в своем канале. Это приводит к уменьшению конфликтов. Если станция вошла в продолжит. конфликт на своей линии, то она может перейти на соседнюю. Пропускная способность прямо пропорциональна числу линий и в идеале равна 1.

Радио Etherway сеть имеет обязательную стационарную проводку. Метод доступа в этой сети обычный - МДКНиОК, но формат кадров существенно изменен (802.3Е) Недостаток такой сети низкая надежность. Поэтому все данные кодируются.

FAST Etherway-древовидная топология. в этой сети используется правило 2-х кадров. Длина всей сети не может превышать 200 метров. Для большей протяженности используют коммутаторы. В сети существует 2 режима: полудуплексный и полнодуплексный.

Поясните, за счет чего в сети Fast Ethernet достигается пропускная способность 100Мбит/с? Чтобы достичь такой пропускной способности данные на канальном уровне кодируются дополнительным кодом(5в/4в или 7в/6в). Эффективность его составляет 80%.

2. Кратко объясните маркерный метод доступа для сетей с шинной топологией. В каких сетях используется этот метод? в чем его преимущества и недостатки?

В отличие от случайных методов детерминированные методы принципиально исключают любые конфликты в сети, так как в них предусмотрен механизм временного распределения сети между абонентами. Маркерный метод координирует распределение пропускной способности среды с шинной топологией между всеми станциями за счет назначения права использовать среду путем посылки специального сигнала разрешения - маркера.

В таких сетях происходит передача кадра маркера строго заданного формата от одной станции к другой, в последовательности убывания их адресов с возвратом от станции с наименьшим адресом к станции с наибольшим адресом. Такая циркуляция кадра маркера формирует логическое кольцо и обеспечивает станциям доступ к физической среде. Последовательность расположения станций в логическом кольце не обязательно должна соответствовать последовательности их физического размещения на шине. Станции не входящие в состав логического кольца, не могут передавать кадр маркера и инициировать передачу данных. Они могут принимать кадры от других станций, отвечать на них и включаться в логическое кольцо при получении разрешения. Станция,"захватившая" кадр маркера (маркер), сразу же получает доступ к физической среде. В такой ЛВС отсутствует станция-монитор, управляющая работой логического кольца. Ее функции выполняет каждая станция, владеющая маркером. По такому принципу построена ЛВС Arcnet, где используется разновидность маркерного метода доступа - эстафетный метод. Преимущества и недостатки.

Преимуществом эстафетной передачи является ее определенность: так как маркер проходит по заранее определенному пути, то можно подсчитать, сколько времени ему необходимо для прохождения всей сети. Это дает возможность прогнозировать производительность сети.

Недостаток эстафетной передачи состоит в том, что каждый узел функционирует в качестве повторителя, принимая и регенерируя маркер. Сбой одного узла приводит к сбою всей сети.

2. Кратко объясните маркерный метод доступа для сетей с кольцевой топологией. В каких сетях используется этот метод? в чем его преимущества и недостатки?

Важным фактором является то, что любой пакет, посланный по кольцу, последовательно пройдя всех абонентов, через некоторое время возвратится в ту же точку ( топология замкнутая). Кольцевая сеть состоит из станций, соединенных последовательно двухточечными линиями. Каждая станция действует как активный повторитель, регенерирует сигналы, поступающие из входящей линии, и выдает их в исходящую линию. Одна из станций кольца выполняет функции активного монитора, обеспечивая нормальное функционирование сети. Другие станции наблюдают за наличием активного монитора и, в случае его отказа, готовы перейти в состояние активного монитора.

Для обеспечения доступа станциям ЛВС к физической среде по кольцу циркулирует кадр маркера заданного формата. Станция, получив кадр маркера, на время удаляет его из кольца. Затем она посылает по кольцу кадр данных, подготовленный для передачи. Станция-получатель копирует поступивший адресованный ей кадр данных и выдает подтверждение приема. Станция-отправитель, получив подтверждение приема кадра данных, изымает из кольца прежний свой кадр и выдает новый кадр маркера для того, чтобы обеспечить возможность другим станциям ЛВС передавать данные.

По такому принципу построена ЛВС TokenRing.

Все станции имеют механизмы обнаружения и устранения ошибок передачи, возникающих в результате неисправностей сети или переходных явлений при подключении и отключении станций. Для обнаружения ошибок и восстановления работоспособности кольца после устранения неисправностей используются контрольные последовательности кадров, тайм-ауты и сетевые мониторные функции.

Недостатки: дороговизна по сравнению с остальными методами.