3. Структура сетей технологии 100 vg-Any lan и стек протоколов канального и физического уровней в этих сетях. История.
В 1992 году группа производителей сетевого оборудования, включая таких лидеров технологии Ethernet, как SynOptics, 3Com и ряд других, образовала некоммерческое объединение Fast Ethernet Alliance для разработки стандарта новой технологии, которая должна была обеспечить резкое повышение производительности при максимально возможном сохранении особенностей технологии Ethernet.
В комитете 802 института IEEE в это же время была сформирована исследовательская группа для изучения технического потенциала новых высокоскоростных технологий. За период с конца 1992 г. и по конец 1993 г. группа IEEE изучила 100-мегабитные решения, предложенные различными производителями. Наряду с предложениями Fast Ethernet Alliance группа рассмотрела также и высокоскоростную технологию, предложенную компаниями Hewlett-Packard и AT&T (тандем, выступающий своего рода противником Fast Ethernet и также работающий по поручению IEEE).
В центре дискуссий была проблема сохранения метода случайного доступа CSMA/CD. Предложение Fast Ethernet Alliance сохраняло этот метод и тем самым обеспечивало преемственность и согласованность сетей со скоростями 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Коалиция HP и AT&T, которая заручилась поддержкой значительно меньшего числа производителей в сетевой индустрии, чем Fast Ethernet Alliance, предложила совершенно новый метод доступа, названный приоритетным доступом по требованию (demand priority) - управляемый доступ к среде передачи данных для обеспечения мультимедийной информации. Он существенно менял картину поведения узлов в сети, поэтому не смог вписаться в технологию Ethernet и стандарт 802.3. Для его стандартизации был организован новый комитет IEEE 802.12. Стандарт был принят в сентябре 1993 г., а 1-го августа 1994 г. HP выпустило на рынок первое поколение продуктов на основе этих спецификаций.
Осенью 1995 года обе технологии стали стандартами IEEE. Комитет IEEE 802.3 принял спецификацию Fast Ethernet в качестве стандарта 802.3u, который не является самостоятельным стандартом, а представляет собой дополнение к существующему стандарту 802.3 в виде глав с 21 по 30. Комитет 802.12 принял технологию 100 VG-AnyLAN (Voice Grande, т.е. “класс передачи речи”), в которой использовался приоритетный доступ по требованию и поддерживались кадры двух форматов — Ethernet и Token Ring, а также позволяла поднять пропускную способность локальных сетей этих форматов до 100 Мбит/с.
Технологии Fast Ethernet и 100 VG-AnyLAN в первые месяцы своего существования рассматривались как равные соперники, но очень скоро стало ясно, что пользователи предпочитают более простую и знакомую технологию Fast Ethernet. Вскоре технология 100 VG-AnyLAN прекратила свое существование (немаловажным фактором этого стал и переход локальных сетей на полностью коммутируемые версии, сводящий “на нет” преимущества более совершенного метода доступа технологии 100 VG-AnyLAN).
Структура сети 100 vg-Any Lan.
Структура сети 100 VG-AnyLAN согласно стандарту изображена на рисунке 3.1.
Топология сети – “звезда” (с возможностью наращивания), иерархия не должна содержать более трех уровней. Опрос производится по каждому порту. На взаимодействие с другими технологиями необходимо ставить мосты. Каждая станция имеющая пакет на передачу делает запрос на эту передачу, указывает приоритет передаваемой информации.
Рис. 3.1. Структура сети технологии 100 VG-Any LAN.
В том случае, если число приоритетных пакетов велико, то по истечении 250нс, пакеты низкого приоритета переводятся в пакеты высокого приоритета.
Каждый концентратор имеет один порт верхнего уровня, для подключения концентраторов более высокого уровня. Концентратор, приняв пакет, передает его адресно на тот порт, к которому подключена соответствующая рабочая станция.
В соответствии со стандартом эта сеть обеспечивает скорость передачи 100Мбит/с, метод доступа – централизованный, бесконфликтный (Demand Priority).
Среда передачи:
счетверенная неэкранированная витая пара категории 3, 4, 5;
сдвоенная неэкранированная витая пара категории 5;
сдвоенная экранированная витая пара;
оптоволоконный кабель.
Наибольшее распространение получила счетверенная витая пара.
Максимальная длина кабеля между концентратором и абонентом:
3 категория – 100 м (неэкранированная витая пара);
5 категория – 150 м;
оптоволокно – до 2 км.
Максимальный диаметр сети:
3 категория – 600 м;
5 категория – 900 м;
оптоволокно – до 12 км.
Кадры передаются не всем узлам сети, а только станции назначения.
Максимальное количество компьютеров в сети 1024, рекомендуемое – до 250.
Система обработки запросов по приоритету работает на 4-х парных кабелях из экранированных витых пар (STP или IBM тип 1), а также на одномодовых и многомодовых волоконно-оптических кабелях. Для передачи данных по неэкранированным витым парам применяется технология квадратурного кодирования quartet coding). Данные разбиваются на 4 параллельных потока, каждый из которых направляется по одной паре четырехпарного UTP-кабеля. В каждой паре проводов для передачи двух битов информации за один цикл применяется эффективная схема кодирования 5B6B NRZ. Т.о., квадратурное кодирование позволяет по 4-х парному UTP кабелю передавать сигналы со скоростью 100 Мбит/с. При этом частота сигналов в отдельных витых парах сохраняется на уровне не выше 25 Мгц.
Для того, чтобы обеспечить передачу 100 Мбит/с по кабелю на экранированных витых парах, данные в сети 100 VG-AnyLAN разбиваются на 2 параллельных потока. Этот метод позволяет воспользоваться преимуществом сравнительно высокого уровня экранирования, которое обеспечивает STP и передавать данные на более высоких частотах.