Подуровень интерфейса мп

Подуровень интерфейса, не зависящего от среды передачи данных (MII,medium-independent interface), является логической связкой между уровнями РМI и PMD. Как и в случае Fast Ethernet, МП может также принимать форму элемента сетевого оборудования, который функционирует как филированный интерфейс к любой среде передачи, поддерживаемой, 100VG-AnyLAN.

Интерфейс MDI

Интерфейс, зависящий от передачи данных (MDI, medium-dependent interface),- это материальное оборудование, которое обеспечивает доступ к сетевой среде, реализованное в виде платы сетевого адаптера или концентратора.

Подуровень pmd

Подуровень Физического уровня, зависящий от среды передачи данных (PMD, physical medium-dependent), отвечает за формирование реальных электрических сигналов, передаваемых по сетевому кабелю. Выполняемые подуровни PMD функции, связанные с этим процессом, перечислены ниже.

• Генерация сигналов управления состоянием линии связи. Узлы и повторители обмениваются информацией о состоянии линии связи, используя управляющие низкочастотные сигналы (тоны), передаваемые по всем четырем парам в полнодуплексном режиме (две пары передают и две пары принимают).Обычные передачи данных осуществляются в полудуплексном режиме.

• Формирование сигнала потока данных. Подуровень PMD для представления генерируемых сигналов применяет систему кодирования, называемую кодированием без возврата к нулю (NRZ, non-return to zero). NRZ сводит к минимуму эффект перекрестных помех и внешних шумов, которые могут повредить пакеты во время передачи.

• Передача синхронизированных данных. Кодирование NRZ за каждый такт передает один бит данных. 30 МГц на каждую витую пару в общем дает скорость передачи 120 Мбит/с. Так как схема кодирования 5В6В использует 6 бит для переноса 5 бит данных, то результирующая пропускная способность составляет 100 Мбит/с.

Спецификация 4UTP, использующая 4-парную неэкранированную витую пару, использует тактовый генератор с частотой 30 МГц для передачи данных со скоростью 30 Мб/с по каждому из четырех каналов, что в сумме дает 120 Мб/с кодированных данных.

Приемник получает кодированные данные со скоростью 30 Мб/с по каждому каналу и преобразует их в поток исходных данных со скоростью 25 Мб/с, что в результате дает пропускную способность в 100 Мб/с. Использованный метод представления данных в кабеле позволяет технологии l00VG-AnyLAN работать на голосовом кабеле (Voice-Grade) категории 3. Максимальная частота результирующего сигнала на кабеле не превышает 15 МГц, так как метод NRZ очень эффективен в отношении спектра сигналов. При тактовой частоте в 30 МГц частота 15 МГц генерируется только при передаче кодов 10101010, что является для спектра результирующего сигнала наихудшим случаем. При передаче других кодов частота сигнала будет ниже 15 МГц.

Передача кадров в сети 10OVG-AnyLAN.

Рассмотрим этапы передачи кадров в сети с концентратором 100VG-AnyLAN. Предположим, что рабочая станция посылает в сеть один пакет с низким (высоким) приоритетом. На рис. показана последовательность событий.

Каждый узел в сети по умолчанию находится в состоянии простоя. При этом он передает своему концентратору сигнал Idle_Up (ожидание приема), свидетельствующий о том, что система готова к приему данных.

Когда узел имеет данные для передачи, он посылает концентратору либо сигнал Request_Normal (запрос с обычным приоритетом), либо сигнал Request_High (Запрос с высоким приоритетом).

Поток данных в сети 100VG-AnyLAN начинается, когда программное обеспечение подуровня LLC на узле-источнике (рабочая станция РСт 1) сообщает на подуровень MAC о том, что существует кадр с данными, который необходимо отправить по сети.

После принятия кадра подуровень MAC добавляет к нему адрес источника и дополняет поле данных, если сеть поддерживает формат кадров 802.3 и поле данных кадра LLC оказалось меньше 46 байт.

На первом этапе источник посылает на концентратор запрос с низким приоритетом (NPR) на передачу по сети обычного кадра (сигнал 1 по каналу 2 и сигнал 2 по каналу 3).

Во время процедуры циклического просмотра сети концентратор выбирает узел-источник и прекращает рассылку управляющих сигналов "бездействие" (Idle) по каналам 0 и 1 в его порт, освобождая линк для того, чтобы позволить узлу передать кадр по всем четырем каналам.

После этого (этап 2) концентратор с помощью сообщения о поступлении кадра (INC) извещает все потенциальные узлы назначения (рабочие станции РСт 2 и РСт 3) в сегменте сети о том; что для них может предназначаться кадр , посылая им сообщение “Поступление кадра” INC (сигнал 1 по каналу 0 и сигнал 2 по каналу 1), а узел-источник извещает о приеме запроса (сообщение АСК).

Потенциальные узлы назначения прекращают передачу управляющих Сигналов по каналам 2 и 3, очищая линк для того, чтобы позволить узлу получить кадр по всем четырём каналам.

Тем временем узел-источник обнаруживает, что линк свободен, и передаёт пакет с подуровня MAC на подуровень РМI для подготовки к пересылке по сети.

Когда концентратор принимает пакет от отправляющего данные узла, он считывает из заголовка кадра адрес назначения и посылает пакет через соответствующий адресу порт. Все остальные порты принимают сигнал Idle_Down (конец ожидания).

Подуровень РМI разделяет данные между 4 каналами, шифрует 5-битные квинтеты данных и перекодирует их в 6-битные символы (5В6В). Добавляются преамбула, стартовый и конечный ограничители по каждому каналу.

Подуровень РМD начинает посылать пакет на концентратор, используя NRZ кодирование (этап 3). По мере поступления данных кадра концентратор декодирует адрес назначения (этап 4).

Затем пакет направляется через соответствующий порт к узлу (узлам) с совпадающими адресами назначения (этап 5). В это же самое время концентратор прекращает рассылку сигнала INC и начинает посылать Idle (сигнал 1 по каналам 0 и 1) для других узлов.

Все остальные узлы возобновляют посылку запросов или сигнала Idle (простой) на концентратор (этап 6).

После получения пакета данных, либо сигнала Idle_Down, узлы возвращаются в свое первоначальное состояние и начинают передавать запрос, либо сигнал Idle_Up. Затем концентратор обрабатывает следующий высокоприоритетный запрос. Когда все высокоприоритетные запросы будут удовлетворены, концентратор разрешает узлам передавать трафик обычного приоритета в порядке номеров портов

Примечание

По умолчанию концентратор 100VG передает входящие пакеты только через тот порт (или порты), который идентифицируется адресом назначения пакета. Такой режим работы называется приватным (private mode). Однако существует возможность сконфигурировать определенные узлы для работы в беспорядочном режиме (promiscuous mode). В этом случае они будут получать каждый пакет, распространяемый по сети. Обычно он используется для подключения мостов и маршрутизаторов, а также различного рода диагностической аппаратуры.

В течение одного цикла кругового сканирования каждому узлу разрешается передать один кадр данных через сеть. Концентраторы, присоединенные как узлы к концентраторам верхних уровней иерархии, также выполняют свои циклы сканирования и передают запрос на передачу кадров концентратору. Концентратор нижнего уровня с N портами имеет право передать N кадров в течение одного цикла опроса.

Остается неясным вопрос — каким образом концентратор узнает, к какому порту подключена станция назначения? Во всех других технологиях кадр просто передавался всем станциям сети, а станция назначения, распознав свой адрес, копировала кадр в буфер. Для решения этой задачи концентратор узнает МАС - адрес станции в момент физического присоединения ее к сети кабелем. Если в других технологиях процедура физического соединения выясняет связность кабеля (link test в технологии l0Base-T), тип порта (технология FDDI), скорость работы порта (процедура автопереговоров в Fast Ethernet), то в технологии l00VG-AnyLAN концентратор при установлении физического соединения выясняет МАС-адрес станции и запоминает его в таблице МАС-адресов, аналогичной таблице моста/ коммутатора. Отличие концентратора l00VG-AnyLAN от моста/коммутатора в том, что у него нет внутреннего буфера для хранения кадров. Поэтому он принимает от станций сети только один кадр, отправляет его на порт назначения, и пока этот кадр не будет полностью принят станцией назначения, новые кадры концентратор не принимает. Так что эффект разделяемой среды сохраняется. Улучшается только безопасность сети — кадры не попадают на чужие порты и их труднее перехватить.

Работа с 100VG-AnyLAN

В оборудование, поддерживающее технологию l00VG-AnyLAN, входит весь спектр коммуникационного оборудования, применяемого для построения локальных сетей: сетевые адаптеры, концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Основу этого оборудования, безусловно, составляет оборудование компании Hewlett-Packard, которая является основной движущей силой, развивающей и пропагандирующей эту технологию. Кроме HP существуют компании (IBM, Cisco Systems, Cabletron, D-Link и другие), которые выпускают отдельные виды устройств, например сетевые адаптеры или модули для маршрутизаторов, для технологии l00VG-AnyLAN.

Компании, которые не поддерживают технологию l00VG-AnyLAN, объясняют это тем, что для большинства сегодняшних приложений и сетей достаточно возможностей технологии Fast Ethernet, которая не так заметно отличается от привычной большинству пользователей технологии Ethernet. В более далекой перспективе эти производители предлагают использовать для мультимедийных приложений технологию ATM, а не100VG-AnyLAN.

В сравнении с успехом на рынке продуктов Fast Ethernet 100VG-AnyLAN не приобрел такой популярности и не был принят как промышленный стандарт явно, но некоторые сети до сих пор ориентируются на него. Проблема заключается не столько в производительности, так как в этом отношении 100VG несомненно конкурентоспособен с Fast Ethernet, сколько в маркетинге и поддержке.

Несмотря на использование таких же спецификаций Физического уровня и тех же форматов кадров, 100VG-AnyLAN значительно отличается от Ethernet, что вызывает нерешительность у части администраторов сети, тех, кто потратил значительное количество времени и денег на изучение поддержки сетей CSMA/CD. С этих позиций развертывание новой сети 100VC-AnyLAN не выглядит мудрым коммерческим решением, но сохранение существующих капиталовложений в эту технологию все еще имеет смысл.

Смешивание узлов 100VG-AnyLAN и Fast Ethernet в одной области коллизий невозможно, но пока для создания отдельного домена коллизий применяется коммутатор, можно продолжать эксплуатировать существующие сегменты 100VG и добавлять новые системы Fast Ethernet. Наиболее практичный метод заключается в установке модульного коммутатора, в который можно вставлять трансиверы, поддерживающие различные протоколы Канального уровня.

Hewlett-Packard, например (один из первых поставщиков 100VG-AnyLAN), все еще имеет модули трансиверов 100VG для своего AdvanceStack Switch 2000, который также поддерживает сегменты родоначального, Fast и Gigabit Ethernet, а заодно FDDI и ATM. Такое устройство предоставляет системам 100VG полный доступ к остальной сети в то же время позволяет расширять ее, используя любой из этих протоколов без дополнительных инвестиций в технологию 100VG-AnyLAN.

Технология 100VG-AnyLAN отмирает, и только вопрос времени, чтобы она была заброшена окончательно, почему администраторы сети начали подумывать о замене трансиверов и сетевых адаптеров в системах 100VG на оборудование Fast Ethernet или другую технологию.

Коммутаторы такого типа являются эффективной мерой на какой-то срок, но это только временное решение, которое является несостоятельным по причине общего неуспеха продукта.

Сетевые адаптеры 10/100VG PC LAN компании Hewlett-Packard

Переключаемые адаптеры HP 10/100 VG PC LAN для платформ ISA, EISA и РСI могут поддерживать технологии l0Base-T или 100 VG. Переход с 10 Мб/с на 100 Мб/с происходит легко — нужно переместить сетевой кабель из одного коннектора в другой и перегрузить ПК. Не требуется менять драйвер и конфигурацию.

Адаптеры обладают к тому же большой пакетной буферной памятью: 128 Кб EISA, 64 Кб ISA, 128 Кб для РСI. Они комплектуются полными программными средствами для конфигурирования и диагностики, устраняющими необходимость использования переключателей.

Адаптеры HP 10/100VG совместимы с основными сетевыми операционными системами имеют полную поддержку драйверов для Novell NetWare, Windows, SCO Unix и UnixWare.

Кроме сетевых адаптеров Hewlett-Packard, хорошо себя показали в испытаниях, проведенных тестовой лабораторией журнала Data Communications (Data Communications, March 1996, Vol. 25, No. 3), сетевые адаптеры компаний Racor Computer и Compex. Модель ThunderLAN M8148/M8149-020 компании Racor была признана лучшей в классе адаптеров для серверов, показав очень хорошее сочетание высокой производительности с небольшим коэффициентом использования центрального процессора. Эти показатели составили 56 Мб/с полезной производительности при передаче файлов кадрами различной длины и 65% использования центрального процессора. В классе сетевых адаптеров для клиентских машин первенствовала карта Enet l00VG4/PCI компании Соmpex. Сетевые адаптеры 100VG компании Hewlett-Packard также принимали участие в тестировании и показали неплохие результаты, но по производительности все же несколько отстали от победителей.

Концентратор 100VG Hub-15 компании Hewlett-Packard

Концентратор 100VG Hub-15 является наиболее широко применяемым устройством для построения сегментов в технологии l00VG-AnyLAN.

Этот концентратор имеет 15 портов RJ-45 для непосредственного подключения рабочих станций 100VG с помощью кабеля на неэкранированной витой паре.

Концентратор реализует передачу кадров Ethernet между своими 15 портами на основе протокола Demand Priority, обеспечивая около 96% пропускной способности 100 Мб/с для передачи полезной информации.

Для связи с концентратором верхнего уровня 100VG Hub-15 имеет специальный порт Uplink, с помощью которого концентраторы 100VG можно каскадировать.

Кроме этого, концентратор снабжен двумя портами (In и Out) для организации общей для стека шины управления.

По аналогии с 12/24/48-портовыми концентраторами HPAdvanceStack 10Вase – T, 100VG Hub-15 обладает слотом расширения, который обеспечивает следующие возможности:

• установку в дополнительный слот модуля, реализующего управление по протоколу SNMP;

• реализацию функций HP BASE (Embedded Advanced Sampling Environment);

• установку модулей мостов и маршрутизаторов.

Концентратор можно приобрести с установленным в слот расширения модулем SNMP-управления или без него. Установленный в любой из 16 концентраторов 100VG стека модуль HP AdvanceStack 100VG SNMP/Bridge даст возможность управлять по протоколу SNMP всеми концентраторами стека.

Кроме того, модуль HP AdvanceStack 100VG SNMP/Bridge предоставляет возможность организовать мост между сегментом l00VG-AnyLAN и сегментом l0Base-T, построенном на концентраторах HP AdvanceStack или других концентраторах l0Base-T.

Управлять концентратором 100VG Hub-15 можно тремя способами.

Базовые средства управления: для сетей, которые не требуют SNMP-управленния. Вместе с каждым концентратором HP AdvanceStack 100VG Hub-15 поставляется основанное на Windows программное обеспечение HP Stack Manager, которое управляет базовыми конфигурациями, осуществляет мониторинг и устранение неполадок в стеке, оперативно отображая состояние устройства и позволяя быстро пересматривать, конфигурировать и диагностировать порты.

SNMP-управление: для более крупных сетей с более интенсивным трафиком. Чтобы получить дополнительные возможности управления, нужно просто добавить модуль HP AdvanceStack 100VG SNMP/Bndge и программное обеспечение HP OpenView InterConnect Manager. Такая комбинация обеспечивает необходимые средства сетевого управления, подобные стандартному SNMP, универсальную и частные базы М1В, автоматическое отображение конфигурации сети, информирование о событиях и неисправностях, загрузку и выгрузку встроенных программ.

Расширенные средства управления; для сетей, которые требуют оптимальной производительности. В комбинации с такими приложениями, как Traffic Expert или Traffic Monitor, средства EASE, которые обеспечиваются при установке в любой концентратор cтека модуля HP AdvanceStack 100VG SNMP/Bridge, позволяют оптимизировать производительность сети посредством одного стека. При этом графически указываются потенциальные участки возникновения неполадок, идентифицируется, кто использует те или иные сетевые ресурсы, и показываются образцы трафика.