Лекции по сетям ЭВМ2 / N5

Структура кадра LLC.

По своему назначению кадры LLC разделяются на три типа:

1. Информационный кадр – для передачи в процедурах LLC2 (с установлением соединения). Это информационные кадры должны обязательно содержать поле информации.

2. Управляющие кадры – для передачи команд и ответов.

3. Ненумерованные кадры – для передачи ненумерованных ответов в процедурах без установления соединения.

Все три типа кадров имеют одинаковый формат. Флаги используются для опознавания или выделения кадра, а после выделения отбрасываются.

• Destination Service Access Point (DSAP) – адрес точки входа службы назначения.

• Source Service Access Point (SSAP) – адрес точки входа источника.

DSAP и SSAP позволяют указать какие службы верхнего уровня посылают данные в эти кадры. Эти номера приписываются протоколам 802.2:

• IP SAP: 06h.

• NetBIOS SAP: F0h.

Поле управление. 1 или 2 байта в зависимости от типа кадра.

Три типа поле управления. В режиме LLC2 все три типа кадров присутствуют, при этом кадры разделяются на команды и ответы на эти команды. Бит P/F (Pool  опрос/Final  ответ) в командах это P/F = 1, а ответ P/F = 0.

Структурная схема трансивера.

Передатчик, приёмник (Transmitter, Receiver) – это приёмо-передатчик сетевого адаптера (СА).

РЭ – элемент гальванической развязки (для устранения продольной помехи).

Повторитель имеет два трансивера на входе и на выходе. СА имеет ещё одну функцию Jabben Control (контроль болтливости). При неисправном СА в КС может поступать непрерывный поток битов. Если время передачи кадра превышает некоторую величину 1221 мкс (время максимальной передачи кадра). Если длина кадра превышает 4000 мкс, то СА автоматически прерывает передачу. При передаче кадра через повторитель происходит задержка кадра, поэтому стандарт Ethernet позволяет использовать не более 4-х повторителей и не более 5-ти сегментов, причём нагруженные сегменты должны чередоваться с не нагруженными, в результате появляется правило 5-4-3. Им нужно пользоваться при установке новой сети.

Стандарт 10 BASE – T (на витой паре).

Принят в 1991 году, используется не экранированная витая пара категории 3. Узлы подключаются к концентратору. Концентратор обнаруживает коллизию по одновременному приёму по нескольким RX-входам и после обнаружения отправляет JAM-последовательность, предупреждая, что произошла коллизия. Концентраторы можно соединять друг с другом (каскадировать концентраторы для увеличения диаметра сети). Можно увеличивать количество портов, обеспечить размещение в разных помещениях. Правило 4-х хабов (более 4-х хабов быть не может).

Преимущества технологии.

Каждый ПК автономно подключается к концентратору. Концентратор автоматически определяет неисправность кабеля на каждом порте, если она есть уведомляет администратора. В стандарте 10 BASE – T определена процедура тестирования работоспособности двух витых пар Link Test (тест связанности). Каждые 16 мс передаются специальные импульсы J, K кода Манчестер II, передаваемые между TX и RX, если тест не проходит, порт блокируется и отключается узел (в информационном поле таких кодов не бывает – тестирующий код). Наличие между узлами активного устройства, контролирующего и изолирующего неисправные станции, главное преимущество технологии 10 BASE – T.

Волоконно-оптический Ethernet.

Используется сравнительно дешёвый многомодовый волоконно-оптический кабель. Топология такая же, как на витой паре. Первый волоконно-оптический стандарт Fiber Optic Inter-Repeater Link (FOIRL) 802.3. До 1000 м, 2500 м и максимальное число повторителей 4.

Стандарт в-о 10 BASE – FL улучшенный стандарт предыдущего.

Увеличена мощность передатчика, максимальная длина узел-концентратор 2000 м, диаметр сети  2500 м. 10 BASE – FB только для соединения повторителей друг с другом  2740 м. Повторители по 10 BASE – FB при отсутствии кадров постоянно обмениваются специальными кадрами для поддержки синхронизации (J, K импульсы), поэтому повторители вносят значительно меньше задержки при передаче кадров. В качестве синхронизации используется меандр (J-J-K-K-J-J-K-K). Поэтому в сети 10 BASE – FB допускается до 5-ти хабов.

10 BASE – FB называют синхронный Ethernet.

Домен коллизий.

Это часть сети Ethernet, все узлы которой «слышат» коллизию не зависимо от того, в какой части сети она возникла. Домен коллизий всегда соответствует одной разделяемой среде. Мосты, КМ, МШ разделяют сеть на несколько доменов коллизий. КМ – многопортовый мост.

Методика расчёта конфигурации сети Ethernet.

Если соблюдаются все правила для сети Ethernet:

• Длины сегментов не больше допустимых (по затуханию).

• Правило 5-4-3 и правило 4-х (5-ти) хабов.

• Количество ПК в сети согласно технологии 10 BASE  2 (30 штук и т.д.).

То никаких расчётов не требуется, сеть будет работать корректно, однако, часто бывает, что приходится нарушать эти правила, но только не по длине сегментов. Комитет 802.3 института IEEE приводит исходные данные о задержках, вносимых повторителей и другими элементами. Расчёты производятся в двух случаях:

• Нарушение правил 4-х (5-ти) хабов.

• Если сегменты сети (кабельные отрезки сети), выполнены из смешанных кабельных систем – на такую смешанную сеть правило 4-х не рассчитано.

Чтобы сеть Ethernet состоящая из различных сегментов работала корректно, необходимо выполнить 4 условия:

• Количество станций в сети  1024.

• Максимальная длина каждого сегмента не более определяемого стандарта физического уровня.

• Время двойного оборота Path Delay Value (PDV) сигнала в сети между самыми удалёнными станциями  575 bt (битовых интервалов).

• Сокращение межкадрового интервала Path Variability Value (PVV) при прохождении через все повторители  49 bt.

Расчёт PDV.

После проведения расчёта слева направо нужно провести такой же расчёт справа налево и сравнить с длиной кадра 575 bt.

Расчёт PVV.

Чтобы сеть признать корректной, необходимо рассчитать время межкадрового интервала. Для расчёта также справочные таблицы и расчёт аналогичен.

Технология Token Ring (кольцевая технология).

Основные характеристики технологии:

Разработана фирмой IBM в 1984 году. Комитет IEEE в 1985 году выпустил стандарт 802.5. Детерминированный метод доступа, имеет две скорости: 4 Мбит/сек, 16 Мбит/сек (155 Мбит/сек High Speed Token Ring). Технология TR более сложная и обладает средствами отказоустойчивости: процедуры контроля работоспособности, для этого одна из станций сети выполняет роль активного монитора максимальный MAC-адрес. Активный монитор каждые три секунды генерирует специальный кадр присутствия, все его слышат, если этого кадра нет семь секунд, то выбирается новый монитор в сети.

Маркерный метод доступа.

TR, FDDI, ArcNET – право на доступ даёт маркер, который циркулирует по кольцу. Маркер – это спецкадр, который изначально порождается монитором, и монитор следит за его присутствием. Получив маркер, станция имеет право заполнить его данными, с этих пор вместо маркера движется кадр этой станции. Продвигаясь по кольцу, он доходит до станции-получателя, которая получает данные и проверяет CRC, устанавливает в конце кадра флаг (принято/не принято) и посылает кадр дальше по кольцу. Станция  источник, получив свой же кадр, проверяет флаг (принято/не принято) с тем, чтобы подготовить новый кадр для передачи. Но в любом случае освобождает маркер и отправляет его дальше по кольцу. Такой алгоритм предусмотрен для скорости 4 Мбит/сек. Время удержания маркера станцией ограничено Token Holding Time (THT) 10мс. Максимальный размер кадра 4 Кбит. В сетях 16 Мбит/сек применяется технология раннего освобождения маркера. Станция, сформировавшая кадр сразу после его передачи, порождает новый кадр, то есть, обратно по кольцу может двигаться несколько кадров и только один маркер. Для различных видов сообщений кадрам можно назначить приоритеты от 0 до 7 уровней приоритета. Решение о приоритете данных принимают прикладной уровень передающей станции. Маркер тоже имеет свой уровень приоритета, который устанавливается монитором.