Сетевые конфигурации и топологии lan

Одиночное двухточечное звено (звено "точка-точка")

Передающая среда:

медная пара, коаксиальный кабель,

оптическое волокно (ВОЛС), радиоканал

Звено

соединение по стандарту RS-232

В качестве терминального оборудования LAN используются:

-компьютеры;

-принтеры;

-электронные дверные замки;

-охранное и противопожарное оборудование и т.д.

Обычно в системе имеется больше двух устройств.

Существуют две конфигурации LAN:

а) широковещательные сети б) коммутируемые сети

Узел коммутации (ук)

Разделяемое звено Звено Звено

Звено

.

.

.

.

.

В широковещательной сети каждый В коммутируемой сети каждый

терминал совместно используют терминал имеет выделенное звено

общую среду передачи в тот момент к узлу коммутации, который и

времени, когда другие ее не используют. соединяет его с терминалом, с

Термин "широковещательный" означает которым он поддерживает связь или

совместное использование среды всеми напрямую, или через другие узлы.

терминалами LAN. В отличие от широковещательной

Отправляемые сообщения принимаются сети, сообщения от узла коммутации

всеми терминалами, каждый из них коммутируемой сети принимаются

исследует полученные сообщения и только коммутационным узлом

проверяет кому они предназначены. приемной части канала, а не всеми

Это подводит к концепции: остальными узлами.

Управление доступом к среде передачи В такой сети коммутационные узлы

(MAC - Media Access Control) являются посредниками и обеспечивают

ретрансляцию или коммутацию

данных от других узлов, в целях

нахождения адресата.

Сетевая топология LAN

Сеточная топология (mesh-топология)

Сеточная топология - это такая топология, в которой коммутационные узлы напрямую соединены друг с другом.

Сети с полной сеточной Сети с частичной сеточной

топологией топологией

В сети с полной сеточной топологией все узлы соединены друг с другом	В сети с частичной сеточной топологией не все узлы соединены друг с другом, некоторые из них должны связываться через промежуточные узлы
В полной сеточной топологии никакие переключения не используются, поскольку каждый узел имеет выделенные связи со всеми остальными. Такая сеть очень непрактична с точки зрения стоимости, поскольку с добавлением новых узлов в сети резко возрастают затраты на дооборудование остальных и строительство новых узлов коммутации (УК).	Частичная сеточная топология является практичной и наиболее общей сетевой конфигурацией. Узлы, имеющие большой трафик соединяются напрямую, а остальные - через промежуточные узлы коммутации (УК).
Центральная базовая сеть некоторых крупных сетей строится по принципу полной сеточной топологии.

.

.

.

Звездообразная топология (топология "звезда")

Это самая простая топология, в которой все узлы коммутации (УК) соединяются напрямую с общим центральным УК, который осуществляет связь между узлами.

Центральный УК должен

обслуживать большой

трафик, поэтому он довольно

сложный и дорогой.

Схема ненадежна, т.к. выход

из строя центрального узла

выводит из строя всю сеть.

Кольцевая топология

В кольцевой топологии все

коммутационные узлы соединены

друг с другом двухточечными звеньями

таким образом, формируя замкнутый

контур.

Информация передается от узла к узлу,

пока не достигнет адресата.

Недостаток: выход из строя одного

узла приводит к нарушению работы

всей сети. На практике за счет усложнения оборудования эта проблема решается успешно (передача может осуществляться в обоих направлениях). Такая схема применяется, как правило, на транспортном уровне.

Шинная топология

Шины Повторители

Эта топология - пример -

полностью распределенной сети.

Каждый узел напрямую подсоединяется

к кабелю или шине, используя

соответствующие интерфейсы и

оборудование.

Схема позволяет расширение Узлы

за счет использования

взаимоувязанных шин, формируя

древовидную структуру (древовидную сеть).

В отличие от кольцевой топологии, в шинной и древовидной сети не требуется замкнутая среда передачи. Как и в кольцевой сети, все узлы совместно используют общее звено передачи данных. В каждый момент времени только одно устройство может передавать данные. При этом требуется управление доступом, определяющим, когда узлы могут передавать свои данные на шину.

Наиболее распространенный способ доступа в шинной топологии - множественный доступ с контролем несущей (CSMA - Carrier Sense Multiple Access), который используется в сетях типа Ethernet.

Типы (размеры сетей)

- Глобальные сети - WAN -Wide Area Networks - это сети передачи данных, которые охватывают очень большую географическую территорию (более 100,0кв.км.). Такие сети, как правило, организуются на каналах (арендуемых) у ТфОП (телефонных сетей общего пользования), однако в последнее время крупные коммерческие компании строят высокоскоростные (порядка 10,0гбит/с) сети передачи данных общенациональных и даже глобальных масштабов. Глобальные сети принадлежат сетевому провайдеру или арендуются и обслуживают пользователей в платном режиме. Провайдеры несут ответственность за использование своих (арендуемых) сетей.

Для глобальных и региональных сетей предпочтение отдается иерархическому принципу построения их структуры.

- Региональные сети - MAN - Metropolitan Area Networks - это сети передачи данных, обслуживающие так называемую "зону мéтро" (десятки кв. км.), т.е. обслуживают густонаселенные регионы типа городов.

Скорости передачи данных в MAN-сетях аналогичны скоростям, допускаемым в WAN-сетях.

- Локальные сети - LAN - Local Area Network - это сети передачи данных, которые ограничиваются географическим размером (не более 10,0кв.км.).

Владельцы локальных сетей не несут никакой ответственности за их использование.

Локальные и региональные сети похожи друг на друга, но в региональных сетях могут использоваться арендуемые каналы на основе несущих частот.

Владельцы локальных сетей несут самостоятельно бремя затрат на закупку и строительство своих сетей.

Принципы построения локальных сетей LAN

Локальные компьютерные (вычислительные) сети классифицируются по следующим признакам:

-территориальная распространенность: глобальные, региональные, локальные;

-ведомственная принадлежность: государственные, частные;

-скорость передачи информации: низкоскоростные, среднескоростные, высокоскоростные;

-тип среды передачи: коаксиальный кабель, витая пара, оптическое волокно, радиоканал, инфракрасный диапазон и др.

Компьютеры, включаемые в LAN, выполняют различные функции:

Серверы - это мощные компьютеры, предоставляющие свои ресурсы менее мощным - рабочим станциям (персональным компьютерам).

Серверы различаются по основным функциям, которые они выполняют:

-файловые (предназначены для хранения файлов и предоставления их в пользование рабочим станциям);

-печати (обеспечивают функции сетевой печати);

-приложений (выполняют задачи любой рабочей станции, имеющей доступ к данному серверу) и т.д.

Если компьютеры находятся на одной территории и включены в одну локальную сеть, рабочие станции подключаются к серверам через сетевое оборудование LAN. Компьютеры, подключенные к разным LAN, удаленным друг от друга на значительное расстояние, имеют доступ друг к другу через оборудование региональных или глобальных сетей или сетей общего пользования (ТфОП, СПД).

Структуры телекоммуникационных сетей общего пользования могут быть различны, а локальных сетей - шина, кольцо, звезда или их комбинации.

Функции и стандарты протоколов LAN

Функции протоколов LAN в соответствии с эталонной моделью взаимосвязи открытых систем (ЭМ ВОС)

Номер и вид уровня	Название уровня	Функции протоколов
7 верхний	Прикладной	Предоставление или потребление информационных ресурсов открытыми системами. Управление прикладными программами.
6 верхний	Представительный (Представления)	Представляет (интерпретирует) значения (смысла) содержащегося в прикладных процессах. Определяет способы представления набора знаков (информации), которые были бы понятны для всех взаимодействующих в сети систем. Обеспечивает: -согласование различных кодов между взаимодействующими системами; -договоренность о форме, в которой будет передаваться информация.
5 верхний	Сеансовый (Сессий)	Организация и проведение сеансов взаимодействия между прикладными процессами, т.е. управление взаимодействием между открытыми системами.
4 нижний	Транспортный	Обеспечивает передачу массивов информации, закодированных любым стандартным способом; Отвечает за выбор соответствующего протокола, обеспечивающего требуемый уровень для следующих параметров качества сети: -пропускная способность сети; -надежность сети; -задержка передачи данных по сети; -приоритеты; -защита от ошибок; -мультиплексирование; -управление потоком; -обнаружение ошибок.
3 нижний	Сетевой	Обеспечивает маршрутизацию и коммутацию информации; Управляет потоками данных.
2 нижний	Канальный (Уровень управления каналом)	Представляет собой комплекс процедур и методов управления каналом передачи данных (установление соединения, поддержание установленного соединения, разъединение установленного соединения). Обеспечивает: -синхронизацию по байтам (кодовым комбинациям); -разбиение потока информации, поступающего из физического уровня на сегменты (блоки), называемые кадром канального уровня; -формирование кадров канального уровня из протокольных единиц (для сетей с КП - это пакеты), поступающих из верхнего - сетевого уровня; -распознавание кадров (адресов станций), передаваемых между станциями компьютерных сетей; -возможность передачи информации любым кодом (прозрачности по кодам); -коррекции ошибок, возможных при передаче информации.
1 нижний	Физический	Обеспечивает непосредственную взаимосвязь со средой передачи. Определяет электрические и механические характеристики каналов. Определяет правила передачи каждого бита по физическому каналу. Определяет правила передачи каждого бита информации по физическому каналу, который может передавать несколько бит (одновременно, т.е. параллельно или последовательно).

Международные стандарты на аппаратные и программные средства LAN:

Для организации эффективного взаимодействия между разнотипными компьютерами в LAN МСЭ-Т разработан международный стандарт Х.200, в котором описана архитектура взаимодействия открытых систем.

Х.200 предусматривает разбиение функций сложной системы, реализующей взаимодействие абонентских систем (терминального оборудования), на N простых функций, т.е. разбиение сложной системы на подсистемы.

Подсистемы одной системы связаны между собой через многоуровневые интерфейсы, а подсистемы разных систем - через протоколы N-го уровня.

.

Справка

Помимо МСЭ-Т стандартизацией в области электросвязи занимаются:

-ISO - International Organization for Standardization - Международная организация по стандартизации - МОС, которая разработала стандарт по взаимодействию компьютерных сетей под номером 7498;

-ANSI - American National Standards Institute - Американский национальный институт стандартов - участник МОС;

-ECMA - European Computer Manufactures Association - Европейская ассоциация производителей компьютеров. Стандарты OSI - Open System Interconnection - взаимодействие открытых систем;

-IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers - Институт инженеров по электротехнике и электронике. LAN-стандарты IEEE в настоящее время являются доминирующими для локальных сетей. LAN – Local Area Network - локальная сеть - высокоскоростная компьютерная сеть, покрывающая небольшую площадь - до нескольких километров. LAN-стандарты определяют типы кабелей и сигналов на физическом и канальном уровнях.

LAN-технологиями являются Ethernet, FDDI и Token Ring;

-Госстандарт Российской Федерации - участник МОС;

-EIA - Electronic Industries Association - Ассоциация электронной индустрии (промышленности), разработала всемирно-известный стандарт RS-232C, используемый в устройствах подключения к персональным компьютерам периферийных устройств.

Не всегда в стандартах рассматривается протокол, соответствующий определенному уровню.

Часто в одном стандарте описываются протоколы, соответствующие нескольким уровням модели ISO. К таким стандартам относится, например, стандарт Х.25.

Большинство стандартов, опубликованных разными организациями, дублируют друг друга.

Например, стандарт МСЭ-Т V.24 и стандарт EIA RS-232C.

Стандарты протоколов физического уровня LAN :

В этих стандартах, как правило, описываются принципы построения устройств преобразования сигналов (модемов) и межуровневых интерфейсов, описывающих, каким образом уровень 1 связывается со 2-м, предоставляя ему свои услуги.

Наибольшее количество стандартов физического уровня и интерфейсов между канальным и физическим уровнями опубликовано МСЭ-Т. Некоторые из них:

-V.21 - дуплексный модем со скоростью передачи 300бит/с используется в ТфОП;

-V.22 - дуплексный модем со скоростью передачи 1200бит/с, используется в ТфОП и выделенных каналах;

-V.27 - модем со скоростью передачи 4800бит/с, используется в выделенных телефонных каналах.

-V.24 (аналог разработанному EIA стандарту RS-232C) подключение к ПК периферийных устройств. Аналогом RS-232C и V.24 является также стандарт

Х.21, рассматривается в качестве физического уровня в Х.25 - интерфейс между компьютером и модемом.

.

.

.

.

Стандарты протоколов канального уровня LAN

Протокол HDLS. HDSL - High-Data-Rate Digital Subscriber Line - высокоскоростной абонентский цифровой канал - одна из 4-х DSL-технологий, на основе медной витой пары, обеспечивающая передачу двунаправленных потоков информации со скоростью 1,544мбит/с на расстояние до 3,7км), разработан ISO в 1973г., является базовым для целой группы протоколов канального уровня, используемых как в глобальных сетях, так и в ЛВС, а именно:

Х.25 - процедура доступа к звену передачи данных - трехуровневый стандарт, разработан МСЭ-Т для сетей, использующих пакетную коммутацию.

В LAN- это 1-ый, 2-ой и 3 нижние уровни модели.

Стандарт протокола Х.75 аналогичен Х.25, имеет те же свойства, логические каналы, коммутируемые виртуальные каналы, некоторые управляющие пакеты. Х.75 размещается над Х.25 в сетевом уровне и содержит 1-й, 2-й, 3-й уровни.

Архитектура уровней протоколов LAN в сопоставлении с архитектурой эталонной модели ВОС (взаимодействия открытых систем) – ЭМ ВОС

Модель ISO

Модель IEEE-802

Верхние уровни

Верхние уровни

MS

Канальный уровень

LLC

MAC

Физический уровень

PHY

Физическая среда

Физическая среда

Особенностью стандартов протоколов, разрабатываемых для LAN, является предложенная институтом IEEE архитектура нижних уровней LAN. Эта особенность заключается в том, что канальному уровню модели международной организации стандартизации ISO (МОС) соответствуют два подуровня модели IEEE-802, а именно:

- LLC - Logical Link Control - обеспечивает управление логическим каналом;

- MAC - Medium Access Control - определяет метод доступа к среде передачи.

Реализация в LAN уровней ЭМ ВОС выше 2-го принципиальных отличий от крупных сетей ВОС не имеет.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Сопоставительный анализ протокольных стеков

(наборов протоколов сетевых архитектур)LAN

Протокольные стеки можно разбить на две группы: для крупных сетей и LAN.

Уровни эталонной модели ВОС	Стандарты МСЭ-Т Х.200	Стандарты МОС (ISO)	Стандарты TCP/IP
Прикладной	Х.400	Х400	SMTP - Simple Mail Transfer Protocol - протокол электронной почты; TELNET - стандартный протокол виртуального терминала, используется для удаленного терминального соединения, что позволяет использовать ресурсы удаленных систем как через обычный терминал; FTR - File Transfer Protocol - протокол передачи данных между узлами сети; TFTR - Trivial File Transfer Protocol - простейший протокол передачи файлов (упрощенная версия FTR).
Представления	Х.226	ISO 8823	SMTP, TELNET, FTR, TFTR - общие протоколы с протоколами прикладного уровня
Сеансовый	Х.225	ISO 8327	TCP, UDP - общие протоколы с протоколами транспортного уровня.
Транспортный	Х.224	ISO 8073	TCP - Transmission Control Protocol - протокол управления передачей, обеспечивает сервис надежной доставки информации между пользователями; UDP - User Datagram Protocol - пользовательский дейтаграммный протокол, обеспечивает негарантированную доставку пакетов без установления соединения между пользователями.
Сетевой	Х.25, Х.75	Х.25, Х.75	IP - Internet Protocol - межсетевой протокол, обеспечивает доставку между узлами; IPng - Internet Protocol new (next) generation - межсетевой протокол нового поколения с усовершенствованной системой адресации.
Канальный	LAPB - Link Access Procedure, Balanced - сбалансированная процедура доступа к каналу. Бит-ориентированный протокол из стека Х.25, который ведет свое начало от HDLS.	LAPB
Физический

Физический уровень и подуровень доступа к среде передачи как часть канального уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем

(ЭМ ВОС) в LAN фирмы Novell реализуются с помощью стандарта протокола OLI - Open Link Interface, включающего драйверы для разных типов LAN, например: Ethernet,TokenRing и др.

Протоколы, расположенные над OLI, выполняют следующие функции:

-сетевой уровень обеспечивает дейтаграммный обмен пакетами (стандарт IPX - Internal Packet Exchange так же, как и IP обеспечивает дейтаграммный обмен пакетами, но отличается от IP тем, что использует для адресации адреса сетевых контроллеров);

-транспортный уровень гарантирует правильность передачи пакетов (стандарт SPX - Sequeced Packet Exchange).

Сетевые операционные системы LAN

Системные программные средства, управляющие процессами в LAN, объединенные общей архитектурой, определенными коммуникационными протоколами и механизмами взаимодействия вычислительных процессов, называются сетевыми операционными системами (сетевые ОС).

Сетевые ОС обеспечивают эффективное решение задач распределенной обработки данных (т.е. обработки данных не в отдельном компьютере, а в нескольких компьютерах, объединенных в LAN или в глобальную вычислительную сеть).

Сетевые ОС ограничены областью своего действия.

Сетевые управляющие программы (супервизоры) поддерживают работу одной или нескольких взаимодействующих LAN.

Если организована интерсеть (взаимодействуют несколько LAN), то сетевое программное обеспечение (сетевое ПО) реализуется также в шлюзах и мостах, связывающих эти сети, все сетевые объекты (рабочие станции, серверы), принадлежащие нескольким LAN, подчиняются общему адресному пространству.

Сетевые операционные системы поддерживают следующие функции:

-распределенное выполнение процессов;

-взаимодействие выполняемых процессов;

-обмен данными между процессорами;

-доступ пользователей к общим ресурсам и другие функции.

Требования к сетевым операционным системам:

1. Единая системная архитектура.

Понятие "системная архитектура" включает в себя:

-распределение функций между узлами сети;

-принципы построения коммуникационных протоколов;

-методы выполнения отдаленных операций типа "клиент-сервер";

-структуру сетевой файловой сети;

-уровни прозрачности доступа к сети;

-принципы защиты данных;

-свойства общесетевого адресного пространства (например, Интернет).

.

.

.

2. Обеспечение требуемого высокого качества прозрачности.

Сетевая ОС должна обеспечивать для пользователей доступ к разнообразным сетевым ресурсам независимо от степени их распределения, неоднородности и мобильности данных, программ и устройств.

Высокий уровень прозрачности - это обеспечение прозрачности доступа, имен, физических устройств, сетевой среды и т.д.

ОС сети "охраняет" пользователей от всех различий, особенностей и физических параметров привязки процессов к обрабатываемым сетевым ресурсам. Например, пользователь, обращаясь к процессу печати конкретных данных, не заботится о том, где располагаются нужные ему данные и на каком физическом принтере они будут распечатаны.

3. Высокоуровневая и высоконадежная файловая система

Файловая система, поддерживаемая сетевой ОС и входящая в ее состав, эффективно организует хранение информации общего пользования и обеспечивает одновременный доступ к ней многих пользователей.

Высокоуровневость - это обеспечение доступа как к локальным файлам, расположенным на рабочих станциях, так и к данным, удаленным на разных уровнях, расположенным на серверах (файл, сегмент файла и др.).

В сетевом режиме должны поддерживаться разные операции с файлами (возможность чтения, внесения, удаления, корректировки и т.д.).

Протокол удаленного доступа и управления файлами обеспечивает все сетевые функции создания, обработки, передачи и защиты файлов.

Файловая система - это центральный элемент сетевой операционной системы, который определяет производительность и надежность всей распределенной системы в целом.

Примеры сетевых операционных систем

Фирма	Название ОС	Описание
Novell	NetWare	Различные версии ОС NetWare делятся на две группы: -одноранговые ОС (децентрализованные ОС) - NetWare Lite и NetWare Personal. В ЛВС с одноранговыми ОС каждая станция может выполнять как функции сервера, так и рабочей станции. -операционные системы с выделенными серверами (распределенные ОС) - NetWare 2.2, NetWare 3.12 и NetWare 4,0. В ЛВС с выделенными серверами рабочие станции не разделяют свои информационные ресурсы, т.к. это функции только серверов. Файлы общего пользования хранятся в сервере. Винчестер на выделенном сервере обеспечивает сохранность и качество информации. Названные выше версии ОС обеспечивают работу сервера в режиме "файл-сервер" (хранение и распределение между рабочими станциями файлов).
Bell Laboratories, AT&T	UNIX	UNIX занимает одно из центральных мест среди сетевых операционных систем - это многопользовательская, многозадачная ОС. Компьютер, работающий под управлением UNIX, может одновременно решать несколько задач разных пользователей. UNIXWare в отличие от ОС NetWare обеспечивает не только использование сервера в режиме "файл-сервер" (ОС с выделенными серверами - 2-ая группа ОС), но и может выполнять прикладные программы пользователей ЛВС.
Microsoft	Windows NT, Microsoft BackQffice и Microsoft Office	Разработаны 2 версии ОС Windows NT: Windows NT 3.51 и 4,0. Программные продукты предлагаются в виде двух наборов: -Microsoft BackQffice - для серверных продуктов. -Microsoft Qffice 97 - для рабочих станций прикладное ПО, предназначенное для автоматизации делопроизводства: -система управления базами данных ACCESS; -электронные таблицы EXEL; -текстовый редактор WORD.
IBM	OS/2 AIX	Существуют несколько версий ОС OS/2

.

.

Аппаратные средства LAN

Высокоскоростной канал - это канал, у которого скорость передачи информации значительно выше, чем у устройств, включенных в LAN.

Устройства LAN:

-компьютеры (рабочие станции и серверы);

-сетевые устройства внешней памяти;

-сетевые печатающие устройства;

-копировальные устройства;

-телефоны;

-сканеры;

-шлюзы, мосты и другие устройства.

Классификация LAN по назначению:

-сети терминального обслуживания;

-сети управления деятельностью организаций и предприятий;

-сети автоматизации проектирования;

-распределенные сети.

Классификация методов доступа в LAN

Наибольшую известность в мире LAN получили:

- ARCnet - Attached Resource Computer Network - LAN с маркерным доступом. Маркерная шина, работает со скоростью - 2,5мбит/с, создана в начале 1980г.г. компанией Datapoint Corporation;

- Ethernet и ее высокоскоростные версии: Fast-Ethernet и Gigabit-Ethernet. Работают со скоростями соответственно: 10,0мбит/с, 100,0мбит/с, 1,0гбит/с и имеют топологии: "шина" и "звезда". Разработаны впервые в 70-х годах компанией "Xerox", в 80-х годах совместно с компаниями "Digital Equipment" и "Intel" опубликовали спецификацию Ethernet - стандарт DIX, названный по первым буквам названия фирм. Этот стандарт описывает метод доступа CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision - множественный доступ с контролем несущей частоты и обнаружением конфликтов). Сегодня многие фирмы производят оборудование LAN с использованием международного обобщенного стандарта - IEEE 802.3;

- Token Ring – технология разработана компанией IBM, имеет кольцевую топологию, работает со скоростями 4,0мбит/с и 16,0мбит/с, подобна IEEE 802.5.

Главное различие между этими схемами заключается в методах доступа к каналам передачи данных и скоростях передачи информации.

Методы доступа к среде передачи в LAN

Используемый в LAN метод доступа к среде передачи определяет производительность, надежность и эффективность применения физической среды передачи и ее пропускной способности.

Среда передачи является общим ресурсом LAN для множества сетевых объектов, поэтому необходимо обеспечить правильный множественный доступ к среде каждого из них.

Множественный доступ - это способ разделения времени общего канала LAN между объектами сети (рабочими станциями и серверами).

.

.

Целью организации множественного доступа (использования скоростного канала) является минимизация затрат на дорогостоящие средства связи и обеспечение качественных характеристик сети (производительности, задержки передачи информации и др.).

Основной проблемой систем с множественным доступом является одновременная передача от двух и более станций LAN, которая называется конфликтом.

Существует множество алгоритмов, исключающих конфликты в LAN, которые и называются методами доступа.

Основные достоинства бесконфликтных методов доступа:

-обеспечение гарантированной доставки информации в условиях высокой загрузки каналов;

-обеспечение времени задержки передачи информации (пакетов данных) в соответствие с верхним пределом.

Гибридные методы являются комбинацией из вышеназванных методов доступа.

Технологии LAN

Технология Token Ring - это технология, использующая коаксиальный интерфейс, с кольцевой структурой LAN (одинарное маркерное кольцо).

Кроме кольцевых сетей маркерный метод доступа используется в LAN с топологией типа "шина" (Token bus - маркерная шина).

В ЛВС, соответствующих стандарту IEEE-802.5, в кольцевой схеме циркулирует служебный пакет (маркер) длиной 3 байта:

-1-й байт - начальный разделитель (SD);

-2-й байт - контроль доступа (AC) - оповещает станции LAN о возможности

сформировать пакет данных и предать его смежной по кольцу станции.

-3-й байт - конечный разделитель(ED).

Если у рабочей станции имеется потребность в передаче информации, она, получив маркер, преобразует его в пакет данных, который имеет в заголовке поле контроля доступа, аналогичное по назначению полю маркера, и осуществляет передачу пакета следующей в кольце станции.

В поле контроля доступа есть бит, который определяет признак занятости;

Пакет распространяется по сети от станции к станции, пока не найдет своего адресата. Адаптер станции, обслуживающей адресата, устанавливает в принятом пакете определенные биты, являющиеся подтверждением того, что пакет доставлен адресату и ретранслирует этот пакет вновь в кольцо. Пакет продолжит перемещение по кольцу до передавшей его станции, которая, произведя проверку правильности доставки пакета адресату, уничтожает его и формирует новый свободный служебный пакет (маркер).

Формат пакета "данные" в сети Token Ring

Стартовая Адресные

последовательность данные Данные Признак конца пакета

SD

AC

FC

DA

ED

FSC

ED

SA

DATA

SD - начальный разделитель;

AC - контроль доступа (разрешение передать пакет);

FC - контроль пакета, определяет тип пакета и контрольный код подуровня доступа к среде передачи;

DA - адрес назначения пакета;

SA - адрес источника отправления пакета;

FSC - остаток от деления на полином циклического кода 32 степени;

ED - конечный (концевой) разделитель.

Технология FDDI(CDDI) - Fiber Distributed Data Interface (Coaxial Distributed Data Interface) - оптоволоконный (коаксиальный) интерфейс распределения данных соответствует стандарту IEEE-802.5 - Token Ring (коаксиальный интерфейс).

Различие состоит в том, что:

-используется волоконно-оптический кабель, позволяющий увеличить скорость передачи пакетов с 10,0мбит/с до 100,0мбит/с;

-применяется двойное кольцо, что позволяет улучшить надежность сети;

-в формате маркера содержится преамбула (8 байт), которая используется для синхронизации, маркер передается сразу после передачи пакета;

-не используются приоритеты и резервирование ресурсов системы;

-вводится понятие асинхронной и синхронной станции с определенным требованиями на интервалы времени между передачами сети.

Технология Ethernet - спецификация широкополосной LAN разработана Xerox Corporation, Стандарт на классическую Ethernet 10,0мбит/с IEEE 802.3 разработан в 1995г.

Технология Fast Ethernet - скоростной Ethernet (стандарт IEEE 802.3U)

Новый стандарт получил название IEEE 802.3U.

Скорость передачи информации в Fast Ethernet 100,0мбит/с.

Расстояние между концентратором и рабочей станцией (при использовании

UTP - неэкранированной витой пары) – 100,0м. Это единственное, что осталось от классической технологии Ethernet.

В Fast Ethernet введено понятие домена конфликтов (коллизий), включающего в себя сетевые устройства и часть кабельной системы, ограниченной мостами, маршрутизаторами или коммутаторами.

Устройства из одного домена (классическая Ethernet) могут порождать конфликты при обмене данными, а устройства, подключенные к разным доменам, конфликтов не порождают (Fast Ethernet).

В доменах конфликтов Fast Ethernet используются повторители, которые делятся на два класса: I и II (в зависимости от времени задержки передачи данных), причем внутри одного домена конфликтов могут находиться не более двух повторителей класса II или не более одного повторителя класса I.

Преобразующие повторители называются прозрачными (класс II), если используют только одну среду передачи, в связи с чем, время задержки минимальное.

Преобразующие повторители, работающие с несколькими средами передачи данных, производят дополнительное преобразование данных, поэтому время задержки увеличивается (повторители соответствуют лишь классу I).

.

.

.

.

Структура LAN на повторителях класса II (с использованием витой пары)

Коммутатор Fast Ethernet

Домен конфликтов (коллизий) I Домен конфликтов II

Максимальный диаметр (м) сети Fast Ethernet (домена конфликтов) зависит от числа повторителей, их класса, и используемого кабеля:

Повторители	витая пара	витая пара +оптоволокно	оптоволокно (ВОК, или ВОЛС)
нет повторителей	100	-	412
Один класса I	200 (100+100)	261 (100+161)	272 (136+136)
Один класса II	200	309	320
Два класса II	205 (100+5+100)	216	228

Технология Gigabit Ethernet (стандарт IEEE-802.3z)

Эта технология, разработанная в 1996г., обеспечивает скорость передачи информации между станциями LAN 1,0гбит/с. Предполагается, что устройства Gigabit Ethernet будут объединять сегменты сетей Fast Ethernet со скоростями 100,0мбит/с. Сетевые карты со скоростью 1,0гбит/с только разрабатываются и находятся в стадии испытаний.

Стандарт Gigabit Ethernet - один из серьезнейших конкурентов развивающейся сегодня технологии АТМ.

Технологии АТМ и Frame Relay (в том числе и для LAN) см. в разделе ATM.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Составитель лекций ОПТСС - к.т.н., Ухловская Людмила Георгиевна

г. Москва, МТУСИ, ноябрь 2011г.

IP-телефония (Internet-Protocol-телефония, или Интернет-телефония, или Web-телефония, или КТ - компьютерная телефония) - как развитие Интернет

Общие положения

IP-телефония - телематическая служба голосовых (речевых) сообщений, передаваемых по каналам связи способом коммутации (цифровых) пакетов - КП. Служба может оказывать телекоммуникационные услуги одновременно: речь, данные, видео - но на небольшие расстояния и с невысокими скоростями.

Такие службы как "Голосовая почта" и "Аудио конференцсвязь" (3 и более участников) не относятся к IP-телефонии и являются не лицензируемыми самостоятельными службами.

IP-сеть представляет собой совокупность оборудования, узлов коммутации и каналов связи и строится по тому же принципу, что и Интернет, но к ней предъявляются особые требования по обеспечению качества передачи речевого трафика, в частности, ко времени задержки речевых пакетов в узлах коммутации.

Для уменьшения задержки передачи пакетов сокращают число узлов коммутации, увеличивают число каналов и оптимизируют маршруты передачи сообщений.

Технология IP-телефонии была открыта израильской компанией VocalTek

в 1995 году.

IP-телефония сегодня обслуживает более 20 миллионов пользователей (абонентов) в сутки. Лидерами в этой области являются телекоммуникационные компании AT&T и British Telecom, заключившие контракт на создание глобальной IP-сети стоимостью свыше 10 миллиардов долларов.

Цель проекта - перевести весь трафик (речь и данные) междугородной и международной связи на IP-платформу.

Кроме этих компаний активно работают в сфере IP-телефонии фирмы: Cisco Sistems, Nokia, Digi International, ECI Telecom и другие.

Доля доходов от услуг IP-телефонии в общих доходах телекоммуникационных компаний США и Европы

0,80%

0,05%

1997 2007 2010 2015 годы

.

.

.

Сети IP-телефонии обеспечивают четыре основных видов связи:

1. Функциональная схема связи "телефон - телефон"

АТС АТС

шлюз

шлюз

ТА ТА

2.Функциональная схема связи " компьютер - телефон"