Мережа 100vg-AnyLan

Мережа l00VG-AnyLAN - це одна з останніх розробок високошвидкісних локальних мереж, що недавно з'явилася на ринку. Вона розроблена фірмами Hewlett-Packard і IBM і відповідає стандартові IEEE 802.12, так що рівень її стандартизації досить високий. Головними достоїнствами її є велика швидкість обміну, порівняно невисока вартість апаратури (приблизно вдвічі дорожче в порівнянні з найбільш популярною мережею Ethernet 10BASE-T, централізований метод керування обміном без конфліктів і сумісність на рівні пакетів з популярними мережами Ethernet і Token-Ring. У назві мережі цифра 100 відповідає швидкості 100 Мбіт/с, букви VG позначають дешеву кручену пару категорії 3 (Voice Grade), a AnyLAN (будь-яка мережа) позначає те, що мережа сумісна з двома найпоширенішими мережами.

Основні технічні характеристики мережі l00VG-AnyLAN наступні:

• швидкість передачі - 100 Мбіт/с;

• т

  - 70 - - 71 -

  опологія - «зірка» з можливістю нарощування;

• метод доступу - централізований, безконфліктний (Demand Priority - із запитом пріоритету);

• середовище передачі - зчетверена неекранована кручена пара (кабелі UTP категорії 3, 4 або 5), здвоєна кручена пара (кабель UTP категорії 5), здвоєна екранована кручена пара (STP), а також оптоволоконний кабель.; в основному поширена зчетверена кручена пара;

• максимальна довжина кабелю між концентратором і абонентом і між концентраторами - 100 м (для UTP кабелю категорії 3), 150 м (для UTP кабелю категорії 5 і екранованого кабелю), 2 км (для оптоволоконного кабелю).

Таким чином, параметри мережі 100VG-AnyLAN досить близькі до параметрів мережі Fast Ethernet. Однак головна перевага Fast Ethernet - це повна сумісність з найбільш розповсюдженою мережею Ethernet (у випадку l00VG-AnyLAN для цього обов'язково потрібен комутатор або міст). У той же час, централізоване керування l00VG-AnyLAN, що виключає конфлікти і гарантує граничну величину часу доступу (чого не передбачено в мережі Ethernet), також є перевагою.

Мережа l00VG-AnyLAN складається з центрального (основного) концентратора рівня 1, до якого можуть підключатися як окремі абоненти, так і концентратори рівня 2, до яких у свою чергу підключаються абоненти і концентратори рівня 3. При цьому мережа може мати не більш трьох таких рівнів. Виходить, що максимальний розмір мережі може складати 600 метрів для неекранованої крученої пари.

На відміну від неінтелектуальних концентраторів інших мереж (наприклад, Ethernet), концентратори мережі l00VG-AnyLAN - це інтелектуальні контролери, що керують усім доступом до мережі. Для цього вони безупинно контролюють запити, що надходять на всі порти. Концентратори приймають усі вхідні пакети і відправляють їх тільки тим абонентам, яким вони адресовані. Однак ніякої обробки інформації вони не роблять, тобто в даному випадку виходить усе-таки не дійсна (активна) зірка, але і не пасивна зірка.

Кожний з концентраторів може бути налаштований на роботу з форматами пакетів Ethernet або пакетів Token-Ring. При цьому концентратори всієї мережі повинні працювати з пакетами тільки якого-небудь одного формату. Для зв'язку з мережами Ethernet і Token-Ring необхідні мости, але мости досить прості.

Концентратори мають один порт верхнього рівня (для приєднання його до концентратора більш високого рівня) і групу портів нижнього рівня (для приєднання абонентів). В якості абонента можуть виступати: комп'ютер (робоча станція), сервер, міст, маршрутизатор, комутатор, а також інший концентратор.

Кожен порт концентратора може бути налаштований на один із двох можливих режимів роботи.

Нормальний режим припускає пересилання абонентові, приєднаному до порту, тільки пакети адресовані особисто йому.

Моніторний режим припускає пересилання абонентові, приєднаному до порту, усіх пакетів, що приходять на концентратор. Цей режим дозволяє одному з абонентів контролювати роботу всієї мережі в цілому (виконувати функцію моніторингу).

Метод доступу до мережі l00VG-AnyLAN досить типовий для мереж з топологією «зірка» і полягає в наступному.

Кожен бажаючий передавати абонент посилає концентраторові свій запит на передачу. Концентратор циклічно прослухує всіх абонентів по черзі і надає право передачі абонентові, що є наступним за тим, що закінчив передачу. Тобто величина часу доступу гарантована. Але цей найпростіший алгоритм ускладнений у мережі l00VG-AnyLAN тому, що запити можуть мати два рівні пріоритету:

• нормальний рівень пріоритету використовується для звичайних додатків;

• високий рівень пріоритету використовується для додатків, що вимагають швидкого обслуговування.

Запити з високим рівнем пріоритету обслуговуються раніше, ніж запити з нормальним пріоритетом. Якщо приходить запит високого пріоритету, то нормальний порядок обслуговування переривається, і після закінчення прийому поточного пакету обслуговується запит високого пріоритету. Якщо таких високопріорітетних запитів небагато, то повернення до нормальної процедури обслуговування відбувається тільки після повної обробки всіх цих запитів. При цьому концентратор стежить за тим, щоб не була перевищена установлена величина гарантованого часу доступу. Якщо високопріорітетних запитів занадто багато, то запити з нормальним пріоритетом автоматично переводяться у ранг високопріорітетних. Таким чином, навіть низькопріорітетні запити не будуть чекати своєї черги занадто довго.

Концентратори більш низьких рівнів також аналізують запити абонентів, приєднаних до них, і в разі потреби пересилають їхні запити до концентратора більш високого рівня. За один раз концентратор більш низького рівня може передати концентраторові більш високого рівня не один пакет (як звичайний абонент), а стільки пакетів, скільки абонентів приєднано до нього.

К

- 72 - - 73 -

рім власне передачі пакетів і пересилання запитів на передачу, у мережі застосовується також спеціальна процедура підготовки до зв'язку (Link Training), під час якої концентратор і абоненти обмінюються між собою керуючими пакетами. При цьому перевіряється правильність приєднання ліній зв'язку і їхня справність. Одночасно концентратор одержує інформацію про особливості абонентів, підключених до нього, про їхнє призначення і їхні мережні адреси. Запускається дана процедура самим абонентом при включенні живлення або після підключення до концентратора, а також автоматично при великому рівні помилок.

Ефективно вирішена в мережі l00VG-AnyLAN проблема кодування переданих даних.

Уся передана інформація проходить наступні етапи обробки:

• поділ на квінтети (групи по 5 біт);

• перемішування, скремблювання (scrambling) отриманих квінтетів;

• кодування квінтетів спеціальним кодом 5В6В (цей код забезпечує у вихідній послідовності не більше трьох одиниць або нулів підряд, що використовується для детектування помилок);

• додавання початкового і кінцевого роздільників кадру.

Сформовані в такий спосіб кадри передаються в 4 лінії передачі (при використанні зчетвереної крученої пари). При здвоєній крученій парі й оптоволоконному кабелі застосовується тимчасове мультиплексування інформації в каналах.

У результаті цих дій досягається вирівнювання кількості переданих одиниць і нулів, зниження взаємовпливу кабелів один на одного і самосинхронізація переданих сигналів без подвоєння необхідної смуги пропущення, як у випадку коду Манчестер-П.

У випадку використання зчетвереної крученої пари передача по кожній з чотирьох кручених пар сигнали передаються зі швидкістю 30 Мбіт/с. Отже, сумарна швидкість передачі складає 120 Мбіт/с. Корисна інформація унаслідок використання коду 5В6В передається при цьому усього лише зі швидкістю 100 Мбіт/с. Таким чином, пропускна здатність кабелю повинна бути не менше 15 Мгц. Цій вимозі задовольняє кабель із крученими парами категорії 3.

У мережі 100VG-AnyLAN передбачені два режими обміну: напівдуплексний і дуплексний.

При напівдуплексному обміні всі чотири кручені пари використовуються для передачі одночасно в одному напрямку (від абонента до концентратора або навпаки). Він використовується для передачі пакетів.

При дуплексному обміні дві кручені пари передають сигнали в одному напрямку, а дві інші - в протилежному напрямку. Він використовується для передачі керуючих сигналів.

Для керування використовуються два тональних сигнали. Перший з них являє собою послідовність з 16 логічних одиниць і 16 логічних нулів, що передаються зі швидкістю 30 Мбіт/с (у результаті частота сигналу виходить рівної 0,9375 Мгц). Другий тональний сигнал має удвічі більшу частоту (1,875 Мгц) і утворюється чергуванням восьми логічних одиниць і восьми логічних нулів. Усе керування мережею здійснюється комбінацією цих двох тональних сигналів.

Коли ні в абонента, ні в концентратора немає інформації для передачі, вони посилають по обох лініях перший тоновий сигнал (1 - 1). Якщо прийнятий концентратором пакет може бути адресований даному абонентові, йому посилається комбінація сигналів 1 - 2. При цьому абонент повинний припинити передачу керуючих сигналів концентраторові і звільнити ці дві лінії зв'язку для пересилання інформаційних пакетів. Така ж комбінація (1 - 2), отримана концентратором, означає запит на передачу пакета з нормальним пріоритетом. Запит на передачу пакета з високим пріоритетом передається комбінацією 2 - 1. Нарешті, комбінація 2 - 2 повідомляє абонентові і концентраторові про необхідність перейти до процедури підготовки до зв'язку.

Таким чином, мережа l00VG-AnyLAN являє собою досить ефективне рішення для збільшення швидкості передачі до 100 Мбіт/с. Однак вона не має повну сумісність з жодною зі стандартних мереж, тому її подальша доля проблематична. До того ж, на відміну від мережі FDDI, вона не має ніяких рекордних параметрів.