1.3 Базовые технологии локальных сетей
Базовые технологии построения локальных сетей, которые еще называют архитектурами, можно разделить на два поколения. Первое поколение обеспечивает низкую и среднюю скорость передачи данных, второе – высокую.
К первому поколению технологий относятся такие, которые функционируют на основе использования кабеля с медной жилой:
Ethernet (до 10 Мбит/с);
Token Ring (до 16 Мбит/с).
Второе поколение архитектур основано преимущественно на оптоволоконных линиях, и некоторые варианты строятся на основе кабеля с медной жилой высокого качества. К ним относятся:
FDDI (до 100 Мбит/с);
Fast Ethernet (до 100 Мбит/с);
Gigabit Ethernet (до 1000 Мбит/с).
1.4 Технологии построения локальных сетей
Сетевая технология подразумевает использование минимального набора стандартных протоколов и необходимых для их поддержания программно-аппаратных средств. Есть множество различных протоколов, но самыми популярными являются те, которые развиваются на основании Ethernet, FDDI, Token-Ring.
Самой популярной является технология Ethernet и ее более современные варианты. Для ее построения используется тонкий и толстый коаксиальный ль, а также витая пара, которая более проста при монтаже и обслуживании. Сеть Token-Ring кольцевого типа сама по себе, постепенно уходит в прошлое, но она послужила основой и прообразом маркерной сети нового поколения стандарта FDDI.
2. Технология fddi
2.1 Основные характеристики технологии
Сети вида FDDI (Fiber Distributed Data Interface) с маркерным методом доступа используют оптоволоконный кабель. Это высокоскоростная архитектура, которая может поддерживать до 1000 абонентов. При этом максимальная протяженность кольца не может составлять более 20 километров, а расстояние между абонентами должно быть не более 2 км. Эти особенности делают ее применимой для оснащения средних и малых предприятий с небольшим количеством рабочих мест.
Сеть FDDI (от английского Fiber Distributed Data Interface, оптоволоконный распределенный интерфейс данных) – это одна из новейших разработок стандартов локальных сетей. Стандарт FDDI был предложен Американским национальным институтом стандартов ANSI (спецификация ANSI X3T9.5). Затем был принят стандарт ISO 9314, соответствующий спецификациям ANSI. Уровень стандартизации сети достаточно высок.
Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец: первичного и вторичного. При нормальной работе сети данные передаются по первичному кольцу, вторичное кольцо при этом не используется.
Наличие двух колец (рисунок 1) существенно повышает отказоустойчивость сети. В случае обрыва сети кольца «сворачиваются», и пересылка информации происходит по вторичному кольцу. Если образовалось несколько точек разрыва кабеля, то сеть распадается на несколько несвязанных сетей. Маркерный метод доступа к разделяемой среде FDDI имеет ряд отличий от метода, аналогичного методу Token Ring.
Деление кадров по восьми уровням приоритета здесь не используется. Вместо этого все данные делятся на синхронные и асинхронные. Для пересылки синхронных данных время удержания маркера так же, как и в сетях Token Ring, остается строго фиксированным, но при передачи асинхронных данных, менее чувствительных к задержкам, время удержания маркера меняется в зависимости от степени загруженности кольца. При уменьшении загруженности сети время удержания маркера увеличивается, при увеличении - может уменьшаться практически до нуля. Кроме того, здесь применяется алгоритм раннего освобождения маркера, характерный для сетей Token Ring, поддерживающих скорость в 16 Мбит/с.
Одной из наиболее важных характеристик FDDI является то, что она использует световод в качестве передающей среды. Световод обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционной медной проводкой, включая защиту данных (оптоволокно не излучает электрические сигналы, которые можно перехватывать), надежность (оптоволокно устойчиво к электрическим помехам) и скорость (потенциальная пропускная способность световода намного выше, чем у медного кабеля).
Скорость передачи данных для сетей FDDI составляет 100 Мбит/с. Максимальное количество узлов составляет 500. При использовании в качестве физической среды передачи данных многомодового оптоволоконного кабеля расстояние между узлами сети может составлять до 2 км, при использовании одномодовогокабеля - до 40 км. В случае кабеля на основе витых пар пятой категории указанное расстояние может составлять до 100 м. Максимальный диаметр двойного кольца не должен превышать 100 км.
Рисунок 1 — Механизм обеспечения высокой отказоустойчивости работы сети
Формат кадра FDDI близок к формату кадра Token Ring, основные отличия заключаются в отсутствии полей приоритетов. Признаки распознавания адреса, копирования кадра и ошибки позволяют сохранить имеющиеся в сетях Token Ring процедуры обработки кадров станцией-отправителем, промежуточными станциями и станцией-получателем.
На рисунке 2 приведено соответствие структуры протоколов технологии FDDI семиуровневой модели OSI. FDDI определяет протокол физического уровня и протокол подуровня доступа к среде (МАС) канального уровня. Как и во многих других технологиях локальных сетей, в технологии FDDI используется протокол подуровня управления каналом данных LLC, определенный в стандарте IEEE 802.2. таким образом, несмотря на то что технология FDDI была разработана и стандартизована институтом ANSI, а не комитетом IEEE, она полностью вписывается в структуру стандартов 802.
Рисунок 2 — Структура протоколов технологии FDDI
Отличительной особенностью технологии FDDI является уровень управления станцией - Station Management (SMT). Именно уровень SMT выполняет все функции по управлению и мониторингу всех остальных уровней стека протоколов FDDI. В управлении кольцом принимает участие каждый узел сети FDDI. Поэтому все узлы обмениваются специальными кадрами SMT для управления сетью.
Отказоустойчивость сетей FDDI обеспечивается протоколами и других уровней: с помощью физического уровня устраняются отказы сети по физическим причинам, например, из-за обрыва кабеля, а с помощью канального уровня – логические отказы сети, например, потеря нужного внутреннего пути передачи маркера и кадров данных между портами концентратора.