8. Локальные сети. Методы доступа к сети. Метод csma|cd. Метод csma|ca. Передача маркера. Приоритеты запроса.

Метод CSMA|CD

В настоящее время самой распространенный метод управления доступом в локальную сеть - CSMA|CD

Контрольно носителя- когда компьютер собирается передать данные в сеть метод CSMA|CD он должен сначала проверить.

Многоканальный доступ – это означает, что несколько компьютеров могут начать передачу данных в сеть одновременно.

Обнаружение конфликтов – это главная задача метода CSMA|CD . Когда компьютер исплов передавать, он проверяет состояние носителя. Если кабель занят, компьютер не посылает сигналы. Если компьютер не слышит в кабеле чужых сигналов, вы начинает передавать. Когда в сетевом кабеле сигналы конфликтуют, пакеты данных разрушаются. Реализация метода определяется спецификацией IEEE 802.3.

Метод CSMA/CA (Множественный доступ с контролем носителя и предотвращения конфликтов)

В данной методе если компьютер не доходит в кабеле других сигналорв, он не делает вывод, что путь свободен и можно отправлять свои данные. Метод с предотвращением конфликтов значительно совершеннее, чем с обнаружением. Однако его производительность ниже, из-за того, что дополнительно к данным приходится посылать сигналы RTS.Метод CSMA|CD и CSMA|CA называют конкурентными.

Метод с передачей маркера неконкурентный. В нем два компьютера не могут начать передачу сигналов одновременно. Компьютер в сети с передачей маркера не передает сигнал, пока маркер не перейдет к нему. Наиболее распространенная сеть с передачей маркера – Token Ring. Маркер передается по сети от одного компьютера к другому. Когда маркер и пакет достигают компьютера адрес которого указан в заголовке, сетевой адаптер компьютера копирует данные, добавляет в маркер подтверждение об успешном приеме и передает маркер дальше по кругу.

Приоритеты запросов. Был разработан компанией НР для локальной сетевой архитектуры 100vg –AnyLAN. В методе доступа с приоритетом запросов используются многопостовые повторители (концентраторы).Слово приоритет в названии метода означает, что определенным типами данных может быть присвоен приоритет.

Преимущества:

1)Более эффективен, чем CSMA|CD, потому что в нем используется пары кабелей(четыре провода к каждому компьютеру)

2)В отличии от CSMA|CD, в этом методе сигналы не передаются во всю сеть.

3)Безопасность сети.

Недостатком является : оборудование и ПО 100vg-AnyLAN.

9. Локальные сети Ethernet. 10Base2. L0Base. 10BaseT. 100BaseT. Структура кадра Ethernet.

В настоящее время эта сетевая технология наиболее популярна в мире. Популярность обеспечивается простыми, надежными и недорогими технологиями. В классической локальной сети Ethernet применяется стандартный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий). Однако  все большее распространение получила версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витые пары, так как монтаж и обслуживание их гораздо проще. В локальных сетях Ethernet применяются  топологии типа “шина” и типа “пассивная звезда”, а метод доступа CSMA/CD. Стандарт IEEE802.3 в зависимости от типа среды передачи данных имеет модификации: 10BASE5 (толстый коаксиальный кабель) - обеспечивает скорость передачи данных 10 Мбит/с и длину сегмента до 500м;

10BASE2 (тонкий коаксиальный кабель) - обеспечивает скорость передачи данных 10 Мбит/с и длину сегмента до 200м;;

10BASE-T (неэкранированная витая пара) - позволяет создавать сеть по звездной топологии. Расстояние от концентратора до конечного узла до 100м. Общее количество узлов не должно превышать 1024;

10BASE-F (оптоволоконный кабель) - позволяет создавать сеть по звездной топологии. Расстояние от концентратора до конечного узла до 2000м. В развитие сетевой технологии Ethernet созданы высокоскоростные варианты: IEEE802.3u/Fast Ethernet и IEEE802.3z/Gigabit Ethernet. Основная топология, которая используется в локальных сетях Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, пассивная звезда. Сетевая технология Fast Ethernet обеспечивает скорость передачи 100 Мбит/с и имеет три модификации: 100BASE-T4 - используется неэкранированная витая пара (счетверенная витая пара). Расстояние от концентратора до конечного узла до 100м;

100BASE-TX - используются две витые пары (неэкранированная и экранированная). Расстояние от концентратора до конечного узла до 100м;  

100BASE-FX - используется оптоволоконный кабель (два волокна в кабеле). Расстояние от концентратора до конечного узла до 2000м; .

Сетевая технология локальных сетей Gigabit Ethernet – обеспечивает скорость передачи 1000 Мбит/с. Существуют следующие модификации стандарта:

1000BASE-SX – применяется оптоволоконный кабель с длиной волны светового сигнала 850 нм.

1000BASE-LX – используется оптоволоконный кабель с длиной волны светового сигнала 1300 нм.

1000BASE-CX – используется экранированная витая пара.

1000BASE-T – применяется счетверенная неэкранированная витая пара. Локальные сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet совместимы с локальными сетями, выполненными по  технологии (стандарту) Ethernet, поэтому легко и просто соединять сегменты Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet в единую вычислительную сеть.

Базовая структура кадра Ethernet

Кадр, передаваемый каждым узлом, содержит данные маршрутизации, управления и коррекции ошибок. Для сетей Ethernetпараметры кадров определены стандартом 802.3 IEEE.

Базовая длина кадра может изменяться от 72 до 1526 байтов при типовой структуре

Преамбула - Каждый кадр начинается с преамбулы длиной семь байтов. Преамбула используется в качестве синхронизирующей последовательности для интерфейсных цепей и способствует декодированию битов.

•          SFD (Start-Frame Delimiter) - Разделитель начала кадра, состоящий из одного байта. Поле SFD указывает на начало полезной информации.

•          Конечный МАС-адрес - Поле из шести байтов, содержащее адрес конечного узла.

•          Исходный МАС-адрес - Поле из шести байтов, содержащее адрес исходного узла.

 Примечание: В письменном виде МАС-адреса записываются в виде шести пар шестнадцатеричных цифр, разделенных тире, например, 08-10-39-03-2F-C3.

•          Длина/Тип - Поле из двух байтов, указывающее на число байтов, содержащихся в поле данных управления логическими связями (LLC - Logical Link Control). В большинстве Ethernet-протоколах это поле содержит постоянную величину, указывающую на тип протокола (в данном случае эта поле имеет обозначение EtherType).

•          Данные МАС-клиента - Это поле может содержать от 0 до 1500 байтов данных, предоставленных пользователем.

•          Заполняющие байты - Необязательное поле для заполнения фиктивными данными, используемое для увеличения длины коротких кадров по меньшей мере до 64 байтов.

•          Контрольная последовательность кадра (FCS) - Поле, содержащее четыре контрольных байта, сгенерированных кодом циклического контроля избыточности (CRC). Поле FCS используется для обнаружения ошибок в данных, содержащихся в кадре.

10. Локальные сети Token Ring. Топология Token Ring. Процессы коммутации в Token Ring. Управление кольцом. Передача данных. Оборудование Token Ring. Преимущества и недостатки Token Ring. Структура кадра Token Ring.

В качестве передающей среды применяется витая пара или оптоволокно. Метод управления доступом станции к передающей среде – маркерное кольцо. Применяется кольцевая топология.

Основные положения этого метода:

1) Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер). Маркер передаётся по кольцу, минуя каждую рабочую станцию в сети. Рабочая станция, располагающая информацией, которую необходимо передать, может добавить к маркеру кадр данных. В противном случае, она просто передаёт маркер следующей станции;

2) В любой момент времени таким правом обладает только одна станция в сети;

3) Имеется возможность назначать различные приоритеты разных рабочим станциям.

Сеть Token-Ring предполагает использование разделяемой среды передачи данных, которая образуется объединением всех узлов в кольцо. Сеть Token-Ring имеет звездно-кольцевую топологию (основная кольцевая и звездная дополнительная топология). Для доступа к среде передачи данных используется маркерный метод (детерминированный маркерный метод). Стандарт поддерживает витую пару (экранированную и неэкранированную) и оптоволоконный кабель. Максимальное число узлов на кольце - 260, максимальная длина кольца - 4000 м. Скорость передачи данных до 16 Мбит/с. 

Преимуществами является надежность, так как метод доступа с передачей маркера делает конфликты данных не возможными . Недостатки сетей топологии Token Ring: большой расход кабеля и соответственно дорогостоящая разводка линий связи. В Token Ring существует три различных формата кадров: