Лекція 3.Стандарти і стеки протоколів Тема 1.Специфікації стандартів

Специфікації Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE802 визначають стандарти для фізичних компонентів мережі. Ці компоненти – мережева карта (Network Interface Card – NIC) і мережевий носій (network media), які відносяться до фізичного і канального рівнів моделі OSI. Специфікації IEEE802 визначають механізм доступу адаптера до каналу зв'язку і механізм передачі даних. Стандарти IEEE802 підрозділяють канальний рівень на підрівні:

• Logical Link Control (LLC) – підрівень управління логічним зв'язком;

• Media Access Control (MAC) – підрівень управління доступом до пристроїв.

Специфікації IEEE 802 діляться на дванадцять стандартів:

802.1

Стандарт 802.1 (Internetworking – об'єднання мереж) задає механізми управління мережею на MAC – рівні. У розділі 802.1 приводяться основні поняття і визначення, загальні характеристики і вимоги до локальних мереж, а також поведінка маршрутизації на канальному рівні, де логічні адреси повинні бути перетворені в їх фізичні адреси і навпаки.

802.2

Стандарт 802.2 (Logical Link Control – управління логічним зв'язком) визначає функціонування підрівня LLC на канальному рівні моделі OSI. LLC забезпечує інтерфейс між методами доступу до середовища і мережевим рівнем.

802.3

Стандарт 802.3 (Ethernet Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – CSMA/CD LANs Ethernet – множинний доступ до мереж Ethernet з перевіркою тієї, що несе і виявленням конфліктів) описує фізичний рівень і підрівень MAC для мереж, що використовують шинну топологію і колективний доступ з прослуховуванням тієї, що несе і виявленням конфліктів. Прототипом цього методу є метод доступу стандарту Ethernet (10BaseT, 10Base2, 10Base5). Метод доступу CSMA/CD. 802.3 також включає технології Fast Ethernet (100BaseTx, 100BaseFx, 100BaseFl).

100Base-Tx – двохпарна вита пара. Використовує метод MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коди 4В/5B по витій парі, а також є функція автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту.

100Base-T4 – чотирипарна вита пара. Замість кодування 4B/5В в цьому методі використовується кодування 8B/6T.

100BaseFx – багатомодове оптоволокно. Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах на основі добре перевіреної схеми кодування і передачі оптичних сигналів, що використовується вже впродовж ряду років в стандарті FDDI. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Tx).

Цей метод доступу використовується в мережах із загальною шиною (до яких відносяться і радіомережі, породжувачі цей метод). Всі комп'ютери такої мережі мають безпосередній доступ до загальної шини, тому вона може бути використана для передачі даних між будь-якими двома вузлами мережі. Простота схеми підключення - це один з чинників, що визначили успіх стандарту Ethernet. Говорять, що кабель, до якого підключені всі станції, працює в режимі колективного доступу (multiply access – MA).

Метод доступу CSMA/CD визначає основні тимчасові і логічні співвідношення, що гарантують коректну роботу всіх станцій в мережі.

Всі дані, передавані по мережі, поміщаються в кадрів певної структури і забезпечуються унікальною адресою станції призначення. Потім кадр передається по кабелю. Всі станції, підключені до кабелю, можуть розпізнати факт передачі кадру, і та станція, яка дізнається власну адресу в заголовках кадру, записує його вміст в свій внутрішній буфер, обробляє отримані дані і посилає по кабелю кадр-відповідь. Адреса станции–источника також включена в початковий кадр, тому станція-одержувач знає, кому потрібно послати відповідь.

802.4

Стандарт 802.4 (Token Bus LAN – локальні мережі Token Bus) визначає метод доступу до шини з передачею маркера, прототип – ArcNet.

При підключенні пристроїв в ArcNet застосовують топологію «шина» або «зірка». Адаптери ArcNet підтримують метод доступу Token Bus (маркерна шина) і забезпечують продуктивність 2,5 Мбіт/с. Цей метод передбачає наступні правила:

• всі пристрої, підключені до мережі, можуть передавати дані, тільки отримавши дозвіл на передачу (маркер);

• у будь-який момент часу тільки одна станція в мережі володіє таким правом;

• кадр, передаваний однією станцією, одночасно аналізується рештою всіх станцій мережі.

У мережах ArcNet використовується асинхронний метод передачі даних (у мережах Ethernet і Token Ring застосовується синхронний метод), тобто передача кожного байта в ArcNet виконується посилкою ISU (Information Symbol Unit – одиниця передачі інформації), що складається з трьох службових старт/стоповых бітів і восьми бітів даних.

802.5

Стандарт 802.5 (Token Ring LAN – локальні мережі Token Ring) описує метод доступу до кільця з передачею маркера, прототип – Token Ring.

Мережі стандарту Token Ring, так само як і мережі Ethernet, використовують середовище передачі даних, яка складається з відрізань кабелю, що сполучають всі станції мережі в кільце, що розділяється. Кільце розглядається як загальний ресурс, що розділяється, і для доступу до нього використовується не випадковий алгоритм, як в мережах Ethernet, а детермінований, заснований на передачі станціями права на використання кільця в певному порядку. Право на використання кільця передається за допомогою кадру спеціального формату, званого маркером, або токеном.

802.6

Стандарт 802.6 (Metropolitan Area Network – міські мережі) описує рекомендації для регіональних мереж.

802.7

Стандарт 802.7 (Broadband Technical Advisory Group – технічна консультаційна група по широкомовній передачі) описує рекомендації по широкосмугових мережевих технологіях, носіях, інтерфейсі і устаткуванні.

802.8

Стандарт 802.8 (Fiber Technical Advisory Group – технічна консультаційна група по оптоволоконних мережах) містить обговорення використання оптичних кабелів в мережах 802.3 – 802.6, а також рекомендації по оптоволоконних мережевих технологіях, носіях, інтерфейсі і устаткуванні, прототип – мережа FDDI (Fiber Distributed Data Interface).

Стандарт FDDI використовує оптоволоконний кабель і доступ із застосуванням маркера. Мережа FDDI будується на основі двох оптоволоконних кілець, які утворюють основний і резервний шляхи передачі даних між вузлами мережі. Використання двох кілець – це основний спосіб підвищення відмовостійкої в мережі FDDI, і вузли, які хочуть їм скористатися, повинні бути підключені до обох кілець. Швидкість мережі до 100 Мб/с. Дана технологія дозволяє включати до 500 вузлів на відстані 100 км.

802.9

Стандарт 802.9 (Integrated Voice and Data Network – інтегровані мережі передачі голосу і даних) задає архітектуру і інтерфейси пристроїв одночасної передачі даних і голосу по одній лінії, а також містить рекомендації по гібридних мережах, в яких об'єднують голосовий трафік і трафік даних в одному і тому ж мережевому середовищі.

802.10

У стандарті 802.10 (Network Security – мережева безпека) розглянуті питання обміну даними, шифрування, управління мережами і безпеки в мережевій архітектурі, сумісній з моделлю OSI.

802.11

Стандарт 802.11 (Wireless Network – безпровідні мережі) описує рекомендації по використанню безпровідних мереж.

802.12

Стандарт 802.12 описує рекомендації щодо використання мереж 100VG – ANYLAN з скоростью100Мб/с і методом доступу по черзі запитів і по пріоритету (Demand Priority Queuing – DPQ, Demand Priority Access – DPA).

Технологія 100VG – це комбінація Ethernet і Token-Ring із швидкістю передачі 100 Мбіт/с, що працює на неекранованих витих парах. У проекті 100Base-VG вдосконалений метод доступу з урахуванням потреби мультимедійних застосувань. У специфікації 100VG передбачається підтримка волоконно-оптичних кабельних систем. Технологія 100VG використовує метод доступу – обробка запитів по пріоритету (demand priority access). В цьому випадку вузлам мережі надається право рівного доступу. Концентратор опитує кожен порт і перевіряє наявність запиту на передачу, а потім вирішує цей запит відповідно до пріоритету. Є два рівні пріоритетів – високий і низький.