Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Реферат Ethernet.doc
Скачиваний:
359
Добавлен:
22.02.2015
Размер:
350.21 Кб
Скачать

Министерство образования и науки РФ

ФГ АОУ ВПО «Уральский федеральный университет

им. Первого Президента России Б. Н. Ельцина»

Институт радиоэлектроники и информационных технологий – РТФ

Кафедра высокочастотных средств радиосвязи и телевидения

Оценка_________________

Технология Ethernet.

Реферат по дисциплине «Введение в специальность»

Студент гр. РИ – 120501 ___________________

Свердлов Р.В.

Преподаватель ___________________

Доц. Соловьянова И. П.

Екатеринбург

2012

Содержание

Введение

1. Общая характеристика протоколов локальных сетей

1.1 Стандартная топология и разделяемая среда

1.2 Стек протоколов локальных сетей

1.3 Уровень MAC

1.4 Уровень LLC

2. Метод доступа CSMA/CD

2.1 МАС-адреса

2.2 Доступ к среде и передача данных

2.3 Возникновение коллизии

2.4 Время оборота и распознавание коллизий

3. Форматы кадров технологии Ethernet

4. Спецификации физической среды Ethernet

4.1 Волоконно-оптическая сеть Ethernet

5. Основные достоинства технологии Ethernet

Заключение

Список литературы

Введение

Ethernet – это самый распространенный сегодня стандарт локальных сетей. Общее количество сетей, работающих по протоколу Ethernet в настоящее время, оценивается в несколько миллионов.

Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из вариантов этой технологии, в которую входят сегодня также FastEthernet, GigabitEthernet и 10GEthernet.

В более узком смысле Ethernet– это сетевой стандарт передачи данных со скоростью 10 Мбит/с, который появился в конце 70-х годов как стандарт трех компаний – Digital, Intel и Xerox. В начале 80-х Ethernet был стандартизован рабочей группой IEEE802.3, и с тех пор он является международным стандартом. Технология Ethernet была первой технологией, которая предложила использовать разделяемую среду для доступа к сети.

Локальные сети, являясь пакетными сетями, используют принцип временного мультиплексирования, то есть разделяют передающую среду во времени. Алгоритм управления доступом к среде является одной из важнейших характеристик любой технологии LAN, в значительно большей степени определяющей ее облик, чем метод кодирования сигналов или формат кадра. В технологии Ethernet в качестве алгоритма разделения среды применяется метод случайного доступа. И хотя его трудно назвать совершенным – при росте нагрузки полезная пропускная способность сети резко падает, – он благодаря своей простоте послужил основной причиной успеха технологии Ethernet.

1.1 Стандартная топология и разделяемая среда

Для упрощения и, соответственно, удешевления аппаратных и программных решений разработчики первых локальных сетей остановились на совместном использовании общей среды передачи данных.

Основной принцип, положенный в основу Ethernet, – случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных. В качестве такой среды может использоваться толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно или радиоволны. Роберт Меткалф осуществил идею разделяемой среды для проводного варианта технологии LAN. Непрерывный сегмент коаксиального кабеля стал аналогом общей радиосреды. Все компьютеры присоединялись к этому сегменту кабеля по схеме монтажного ИЛИ (рис.1.1), поэтому при передаче сигналов одним из передатчиков все приемники получали один и тот же сигнал, как и при использовании радиоволн.

Разделяемая среда

Рисунок 1.1 – Разделяемая среда на коаксиальном кабеле

1.2 Стек протоколов локальных сетей

Технологии локальных сетей реализуют, как правило, функции только двух нижних уровней модели OSI– физического и канального (рис. 2.2). Функциональности этих уровней достаточно для доставки кадров в пределах стандартных топологий, которые поддерживают LAN– звезда (общая шина), кольцо и дерево.

Рисунок 2.2 – Соответствие протоколов LAN уровням модели OSI

Канальный уровень локальных сетей делится на два подуровня, которые часто также называют уровнями:

-уровень управления логическим каналом (LogicalLinkControl, LLC);

-уровень управления доступом к среде (MediaAccessControl, MAC).

Функции уровня LLC обычно реализуются программно, соответствующим модулем операционной системы, а функции уровня MAC реализуются программно-аппаратно: сетевым адаптером и его драйвером.

1.3 Уровень mac

Основными функциями уровня MAC являются:

обеспечение доступа к разделяемой среде;

передача кадров между конечными узлами, используя функции и устройства физического уровня.

Метод случайного доступа является одним из основных методов захвата разделяемой среды. Он основан на том, что узел, у которого есть кадр для передачи, пытается его отправить без какой бы то ни было предварительной процедуры согласования времени использования разделяемой среды с другими узлами сети.

Метод случайного доступа является децентрализованным, он не требует наличия в сети специального узла, который играл бы роль арбитра, регулирующего доступ к среде. Результатом этого является высокая вероятность коллизий, то есть случаев одновременной передачи кадра несколькими станциями.

Еще один способ случайного доступа - ведение процедуры прослушивания среды перед передачей. Узел не имеет права передавать кадр, если он обнаруживает, что среда уже занята передачей другого кадра. Это снижает вероятность коллизий.

Максимальное время ожидания доступа к среде всегда известно.

Алгоритмы детерминированного доступа используют два механизма – передачу токена и опрос.

Передача токена обычно реализуется децентрализовано. Каждый компьютер, получивший токен, имеет право на использование разделяемой среды в течение фиксированного промежутка времени – времени удержания токена. В это время компьютер передает свои кадры. После истечения этого промежутка компьютер обязан передать токен другому компьютеру. Таким образом, если мы знаем количество компьютеров в сети, то максимальное время ожидания доступа равно произведению времени удержания токена на это число. Время ожидания может быть и меньше, поскольку, если компьютер, получивший токен, не имеет кадров для передачи, то он передает его следующему компьютеру, не дожидаясь истечения времени удержания.

Алгоритмы опроса чаще всего основаны на централизованной схеме. В сети существует выделенный узел, который играет роль арбитра в споре узлов за разделяемую среду. Арбитр периодически опрашивает остальные узлы сети, есть ли у них кадры для передачи. Собрав заявки на передачу, арбитр решает, какому узлу он предоставит право использования разделяемой среды. Затем он сообщает свое решение выбранному узлу, и тот передает свой кадр, захватывая разделяемую среду. После завершения передачи кадра фаза опроса повторяется.

Алгоритм опроса может быть также децентрализованным. В этом случае все узлы должны предварительно сообщить друг другу с помощью разделяемой среды свои потребности в передаче кадров. Затем на основе этой информации и в соответствии с определенным критерием каждый из узлов, желающих передать кадр, независимо от других узлов определяет свою очередь в последовательности передач.

Алгоритмы детерминированного доступа отличаются от алгоритмов случайного доступа тем, что они более эффективно работают при большой загрузке сети, когда коэффициент использования приближается к единице. В то же время при небольшой загрузке сети более эффективными являются алгоритмы случайного доступа, так как они позволяют передать кадр немедленно, не тратя время на процедуры определения права доступа к среде.