В последовавшие после принятия стандарта годы происходит вытеснение коаксиальных кабелей и, частично, экранированных витых пар из сетевых проводок. Обусловлено сказанное двумя обстоятельствами: быстрым ростом характеристик неэкранированных витых пар и стремлением к однотипности линий для различных видов связи. Поскольку (как следует из п. 4, см. выше) на каждом рабочем месте устанавливается хотя бы одна розетка с гнездом RJ-45, проявилось стремление и другие розетки ставить такие же, т. е. RJ-45. Были разработаны переходники (balun – balance/unbalance) с витых пар на другие типы кабелей, и системы проводки значительно упростились.
Логические конфигурации локальных сетей – кольцо, звезда, шина – реализуются топологически (на пространстве этажа) в виде звезды. "Звездная" проводка из неэкранированных витых пар поддерживает практически все типы локальных сетей. Изменения, связанные с различиями сетей, имеют место в других подсистемах структурированной кабельной системы. Горизонтальная подсистема остается неизменной, что очень важно при долговременной эксплуатации проводки.
Рис.6 Логические конфигурации сетей – "кольцо", "звезда", "шина", реализованные в физической топологии "звезда"
При такой топологии, в случае отключения или повреждения какого-либо из лучей звезды, в подсистеме управления производятся необходимые переключения, но логическая конфигурация остается без изменений. Большие преимущества звездной топологии привели к тому, что теперь она применяется практически во всех проводках. Подобные структурированные системы поставляют многие компании – производители оборудования.
Все основные изменения, относящиеся к типу локальной сети, происходят в подсистемах управления и вертикальной (см. рис. 4, 5). Горизонтальная проводка из неэкранированных витых пар Категории 5 остается неизмененной для всех скоростных локальных сетей: Token Ring, TP-PMD (TPDDI), 100VG-AnyLAN, Fast Ethernet.
Кроме скоростных локальных сетей по проводке из неэкранированных витых пар функционируют системы телефонной связи, сигнализации, охраны, пожарной безопасности, системы контроля вентиляции, кондиционирования, отопления. Появилась даже концепция интеллектуального здания, основой проводки для которого служит структурированная кабельная система.
6 Методы доступа к среде передаче данных
Доступом к сети называют взаимодействие станции (узла сети) со средой передачи данных для обмена информацией с другими станциями. Управление доступом к среде - это установление последовательности, в которой станции получают доступ к среде передачи данных.
Различают следующие методы доступа:
Случайные методы доступа делятся на:
а) чистая ALOHA;
б) слотированная ALOHA;
а) с обнаружением коллизий CSMA/CD;
б) с предотвращением коллизий CSMA/CA.
Детерминированные методы доступа делятся на:
6.1 Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD)
CSMA/CD является широковещательным (broadcasting) методом. Все станции при применении CSMA/CD равноправны по доступу к сети. Если линия передачи данных свободна, то в ней отсутствуют электрические колебания, что легко распознается любой станцией, желающей начать передачу. Такая станция захватывает линию. Любая другая станция, желающая начать передачу в некоторый момент времени t, если обнаруживает электрические колебания в линии, то откладывает передачу до момента t + td, где td - задержка.
Различают настойчивый и ненастойчивый CSMA/CD в зависимости от того, как определяется td. В первом случае попытка захвата канала происходит сразу после его освобождения, что допустимо при слабой загрузке сети. При заметной загрузке велика вероятность того, что несколько станций будут претендовать на доступ к сети сразу после ее освобождения, и, следовательно, конфликты станут частыми. В ненастойчивом CSMA/CD задержка td является случайной величиной.
При работе сети каждая станция анализирует адресную часть передаваемых по сети кадров с целью обнаружения и приема кадров, предназначенных для нее.
Рис.7. Метод случайного доступа CSMA/CD
Рис.8. Алгоритмы доступа по методу CSMA/CD
Конфликтом называется ситуация, при которой две или более станции "одновременно" пытаются захватить линию. Понятие "одновременность событий" в связи с конечностью скорости распространения сигналов по линии конкретизируется как отстояние событий во времени не более чем на величину 2*d, называемую окном столкновений, где d - время прохождения сигналов по линии между конфликтующими станциями. Если какие-либо станции начали передачу в окне столкновений, то по сети распространяются искаженные данные. Это искажение и используется для обнаружения конфликта либо сравнением в передатчике данных, передаваемых в линию (неискаженных) и получаемых из нее (искаженных), либо по появлению постоянной составляющей напряжения в линии, что обусловлено искажением используемого для представления данных манчестерского кода. Обнаружив конфликт, станция должна оповестить об этом партнера по конфликту, послав дополнительный сигнал затора, после чего станции должны отложить попытки выхода в линию на время td. Очевидно, что значения td должны быть различными для станций, участвующих в столкновении (конфликте); поэтому td- случайная величина. Ее математическое ожидание должно иметь тенденцию к росту по мере увеличения числа идущих подряд неудачных попыток захвата линии.
К достоинству этого метода относится достаточная простота реализации.
К серьёзному недостатку – значительное падение производительности при увеличении объёма передаваемых данных до критического значения.
Увеличение числа компьютеров в сети приводит к росту их запросов на передачу данных. При этом вероятность возникновения коллизий значительно возрастает. После каждой коллизии компьютерам приходится возобновлять передачу. Если сеть сильно загружена, повторные попытки могут привести к коллизиям с другими компьютерами, затем с новыми и т.д. Такое лавинообразное нарастание повторных передач может значительно снизить производительность сети, а иногда и полностью её заблокировать.
7 Синтез структуры сети
В звездообразных сетях существует единственная коммутационная станция (КС), к которой подключены все АС с помощью индивидуальной среды передачи данных. В каждый момент времени КС обслуживает только один запрос одной АС. Поэтому быстродействие таких ЛВС определяется, в первую очередь, пропускной способностью КС и пунктом ее размещения.
Решение этой задачи можно свести а задаче поиска медианы полного взвешенного графа G, с матрицей весов ||Cij||, где (i,j ÎМ0), где каждой вершине приписывается вес wi ³ L для всех j ÎМ0.
Медианой, графа G называется вершина, для которой сумма кратчайших расстояний от нее до остальных вершин графа является минимальной. Для каждой вершина определим два числа, которые называется передаточными числами:
и
где - кратчайшее расстояние от вершины xi до вершины xj, в данном случае = Cij. Числа n1(xi) и n2(xi) соответственно называются внешними и внутренними передаточными числами вершины Xi. Вершина , для которой
(1)
называется внешней медианой графа G, вершина для которой
(2)
- внутренней медианой его.
Если граф G1 имеет симметричную матрицу весов, т.е. по одним и тем же каналам связи осуществляется как передача, так и прием данных (например, как в ЛВС), то . Таким образом, в качестве пункта размещения КС можно взять вершину , которая является внешневнутренней медианой графа. Выбор варианта построения КС будем производить таким образом, чтобы затраты на ее создание были минимальными и выполнялось условие
(3)
где - пропускная способность z -го варианта КС, расположенного в j-м пункте.
Шаг 1. Упорядочить затраты на создание вариантов построения КС по возрастанию:
C1 <C2<…<Cz<…<Cn .
Шаг 2. Посмотреть варианты построения КС в порядке возрастания затрат на их создание до тех пор, пока не будет выполняться условие (3).
Шаг 3. Если условие (3) выполняется, то за j-й КС закрепляется z-е ТС с производительностью Wj(z). Если условие (3) не выполняется, j=j+1 и перейти к шагу1.
Шаг 4. Если j<m , то перейти к шагу 5. Иначе j=j+1 и перейти к шагу 1.
Шаг 5. Вычислить внешние (или внутренние) передаточные числа n1(xi) или n2(xi).
Шаг 6. Определить внешневнутреннюю медиану графа с помощью выражений (1) и (2). Конец алгоритма.
8 Протоколы и стандарты
Протоколы - это набор семантических и синтактических правил, которые определяют поведение функциональных блоков сети при передаче данных. С протоколами связаны спецификаций описывает как построена сеть.Какой детализирует порядок. Определяет размеры пакетов информаций и.т.д.
Стандарты – это протоколы, которые получили широкую известность в процессе эксплуатаций.
8.1 Стандарты 802.Х
В 1980 году в институте IEEE был организован комитет 802 по стандартизации локальных сетей, в результате работы которого было принято семейство стандартов IEEE 802-х, которые содержат рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей. Позже результаты работы этого комитета легли в основу комплекса международных стандартов ISO 8802-1...5. Эти стандарты были созданы на основе очень распространенных фирменных стандартов сетей Ethernet, ArcNet и Token Ring.
Помимо IEEE в работе по стандартизации протоколов локальных сетей принимали участие и другие организации. Так, для сетей, работающих на оптоволокне, американским институтом по стандартизации ANSI был разработан стандарт FDDI, обеспечивающий скорость передачи данных 100 Мб/с. Работы по стандартизации протоколов ведутся также ассоциацией ЕСМА, которой приняты стандарты ЕСМА-80, 81, 82 для локальной сети типа Ethernet и впоследствии стандарты ЕСМА-89,90 по методу передачи маркера.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
