Содержание
Содержание 1
Введение 3
Локальные сети 3
Ethernet 4
Различия между форматами кадров в IEEE 302.3 и Ethernet 4
802.3 как развивающийся стандарт 5
Ethernet на волоконно-оптических кабелях 6
Высокоскоростные варианты сети Ethernet 7 Дуплексная Ethernet. 8 100-VG AnyLAN. 9 Высокоскоростной Ethernet, или 100BaseX. 11
Новые сетевые адаптеры, расширяющие возможности ЛВС 12
Распределенный волоконно-оптический интерфейс передачи данных (FDDI) 15
Основные компоненты сети FDDI 15
Интегрирование сетей FDDI с существующими ЛВС 17
Основные компоненты расширения ЛВС 17
Концентраторы 17 Конфигурируемые концентраторы 18 Модульные концентраторы 18
Мосты 19 Назначение мостов 21 Способы соединения ЛВС Ethernet и ЛВС Token Ring 22
Маршрутизаторы 24
Традиционные архитектурные решения 25
Распределенная сетевая магистраль (Distributed backbone) 25
Сосредоточенная сетевая магистраль (Collapsed backbone) 26
Гибридные межсетевые соединения (Hybrid backbones) 26
Ограничение роста 27
Коммутируемая Ethernet. 28 Коммутатор Ethernet BayStack 301 29 Модульный коммутатор BayStack 28200 31
Беспроводные ЛВС 31
Три разновидности беспроводных технологий 32
Инфракрасные ЛВС 34 Инфракрасные ЛВС в режиме прямой видимости 35 Инфракрасные ЛВС рассеянного излучения 35
АТМ в локальных сетях 35
Введение
Локальные вычислительные сети повсеместно расширяются и становятся информационной основой предприятий. Но их быстрый рост неизбежно порождает многие проблемы, попытки устранения которых ведут к пересмотру традиционных взглядов на компьютерные сети.
Изменения в информационной политике и программном обеспечении требуют от сетевого оборудования нового уровня производительности, адаптируемости, гибкости и надежности. Современные сетевые решения должны сочетать высокую производительность, возможность поддержки трафика мультимедиа и простоту администрирования сетей.
Коммутируемые сети обещают продлить жизнь сетей, «возведенных» вчера, и подготовить архитектурные решения дня завтрашнего. Современные сетевые протоколы и архитектуры, такие как коммутация пакетов и асинхронный режим доставки (АТМ - asynchronous transfer mode), способны обеспечить масштабируемую производительность сетей, гибкую схему подключений и являются основой сетевых технологий следующего столетия.
Вместе с сетями изменились и компьютеры. Теперь среднестатистический компьютер располагает мощным графическим интерфейсом и вполне может обрабатывать «живое» видео в реальном масштабе времени. Для презентаций, разработки изделий (с помощью CAD/САМ-приложений) или обработки рентгеновских снимков все чаще используются компьютеры, работающие в сети. Но графические изображения содержат мегабайты данных, требуя для загрузки значительного времени и, следовательно, «затормаживая» работу пользователя. Вообще говоря, просмотр графических страниц уже лежит за пределами возможностей традиционных сетевых технологий. Однако еще более тяжелым испытанием для сети могут стать мультимедийные приложения. Видео, например, требует высочайшей пропускной способности сети, ведь кадры (уже сами по себе значительные по объему) должны поступать на экран через строго определенные промежутки времени, обеспечивая тем самым «плавность» воспроизведения.
Нельзя оставить без внимания и тенденции к более распределенной организации взаимодействия между вычислительными системами. Если ранее 80% сетевого трафика приходилось на взаимодействие типа «клиент/сервер» в рамках одной локальной сети, то теперь все чаще, пользователь в поисках необходимой ему информации вслед за ссылками перескакивает с одного сервера на другой, при этом сетевая архитектура должна обеспечить пользователю равноценный доступ к ресурсам. Также большую загрузку сети создает растущее количество приложений, в основу которых положена идеология «каждый с каждым» (peer-to-peer), - видеоконференции, «общий рабочий стол» и т.д.
Локальные сети
Локальная вычислительная сеть - это группа расположенных в пределах некоторой территории компьютеров, которые совместно используют программные и аппаратные ресурсы.
Сетевая архитектура соответствует реализации физического и канального уровня модели ЭМВОС. Она определяет кабельную систему, кодирование сигналов, скорость передачи структуру кадров топологию и метод доступа. Каждой архитектуре соответствуют свои компоненты - кабели разъемы интерфейсные карты кабельные центры и т. д.
Первое поколение архитектур обеспечивало низкие и средние скорости передачи: LocalTalk - 230 кбит/с, ARCnet - 2,5 Мбит/с, Ethernet - 10 Мбит/с и TokenRing - 16 Мбит/с. Исходно они были ориентированы на электрический кабель.
Второе поколение - FDDI (100 Мбит/с), ATM (25 и от 155 Мбит/с до 2,2 Гбит/с), Fast Ethernet (100 Мбит/с) в основном ориентировано на оптоволоконный кабель.
Ethernet
22 мая 1973 года Роберт Метклаф, сотрудник Научно-исследовательского центра фирмы Xerox в Пало-Альто, написал докладную записку с изложением принципов, которые легли в основу нового типа ЛВС. В данном документе впервые встречается слово ethernet. Вскоре IBM, Xerox и DEC взялись реализовать новую сеть на своих мини-ЭВМ, а в сентябре 1980 года они выпустили стандарт на эту сеть, которую сейчас называют Ethernet версии 1. Вторая версия Ethernet увидела свет в ноябре 1982 года. Обе версии используются до сих пор, причем между ними существуют различия и по интерфейсу, и по уровням сигналов (состояние незанятости линии в версии 1 определяется по уровню 0,7 В, а в версии 2 - по уровню 0 В). При проектировании новых и расширении старых ЛВС следует знать, что сетевые адаптеры для Ethernet различных версий несовместимы между собой.
Название Ethernet первоначально использовалось для сетей, реализованных в соответствии со стандартом версии 1, и лишь впоследствии распространилось на другие его версии. В стандарте версии 1 определены: физическая среда (толстый коаксиальный кабель), метод управления доступом (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)) и скорость передачи (10 Мбит/с). Кроме того, стандартом версии 1 регламентируется размер (от 75 до 1526 байтов), содержимое Ethernet-пакета и метод кодирования данных (манчестерский код).
Вскоре после появления Ethernet в одном из комитетов Института инженеров по электротехнике и радиоэлектроники (IEEE) началось обсуждение вопроса о разработке международного неофициального стандарта на локальные сети. Получившийся стандарт, а именно IEEE 802.3, настолько близок к Ethernet версии 2 что его часто называют стандартом Ethernet, несмотря на некоторые различия между ними.
Различия между форматами кадров в IEEE 302.3 и Ethernet
Рассмотрим формат кадра 802.3. Преамбула состоит из 56 битов. Это последовательность чередующихся единиц и нулей, предназначенная для синхронизации приемного тракта. Начальный разделитель кадра (10101011) обозначает начало информационной части кадра. Адрес получателя и адрес отправителя берутся из кадра LLC-уровня, в поле длины кадра указывается число октетов (байтов) кадра, содержащегося в поле данных (от 46 до 1500 октетов). Если число октетов данных меньше минимального значения, то поле данных дополняется необходимым числом октетов, образующих так называемое поле заполнения. И, наконец, завершает кадр поле контрольной суммы, содержащее информацию, необходимую для контроля ошибок.
Основное различие между кадром, отвечающим стандарту 802.3, и традиционным Ethernet-кадром заключается в том, что в последнем отсутствует двухбайтовое поле длины, в котором здесь нет необходимости, так как длина является фиксированной. Вместо него в Ethernet-кадре имеется двухбайтовое поле, используемое для указания типа протокола более высокого уровня (это может быть, например, протокол TCP/IP), который используется для поля данных. Совместное использование трансиверов Ethernet и 802.3 (устройств, которые осуществляют фактическую передачу данных с сетевых интерфейсных плат в физическую среду) приводит к ошибкам, потому что узлы как 802.3, так и Ethernet неправильно интерпретируют сообщения, предназначенные для устройств другого типа. Разводка выводов у трансиверов Ethernet и 802.3 также разная. Игнорирование этого различия часто приводит к перегрузке узлов 802.3 при обработке широковещательных Ethernet-сообщений. Это следует учитывать при расширении существующих сетей Ethernet или IEEE 802.3.
802.3 как развивающийся стандарт
Ethernet предполагает работу только с 50-омным коаксиальным кабелем, тогда как стандартом 802.3 в настоящее время поддерживаются различные типы соединений - по коаксиальному кабелю различных типов и по кабелю на витых парах. Выбор кабеля зависит от рекомендованного максимального расстояния. Так, одно время несколько поставщиков, среди которых была, в частности, фирма AT&T, предлагали изделие под названием StarLAN. Этот вариант Ethernet обеспечивал передачу данных со скоростью 1 Мбит/с на расстояние 500 м (1Base5); но сейчас он уже не используется. Предельное расстояние для толстого коаксиального кабеля (50 0м) - 500 м, поэтому стандарт 802.3 обозначают как 10Base5 (т.е. коаксиальный кабель (baseband coaxial cable) со скоростью передачи 10 Мбит/с на расстояниях до 500 м ("толстый Ethernet"). Тонкий коаксиальный кабель 10Base2, или "cheapernet" ("тонкий Ethernet") обеспечивает передачу сигналов на 185 м, тогда как для неэкранированной витой пары (UTP - Unshielded Twisted Pair) рекомендуется расстояние до 100 м (10BaseT).
Старая спецификация StarLAN 802.3 для сети со скоростью 1 Мбит/с и максимальной дальностью 500 м известна как 1Base5. Поскольку подкомитеты комитета 802 IEEE по мере развития новых технологий продолжают свою работу, не останавливаются в своем развитии и стандарты. Стандарты 802 определяют многоуровневый набор протоколов, очень похожий на модель OSI (Open System Interconnection), поэтому существует возможность дополнения уровня управления доступом к среде передачи (MAC - Medium Access Control) без внесения изменений в уровень управления логическим каналом (LLC - Logical Link Control).
[pic]
Рис.1 Звездообразная топология 802.3
Ethernet на волоконно-оптических кабелях
В сети стандарта 802.3 можно использовать волоконно-оптические кабельные системы. Главные их достоинства — устойчивость к любому виду взаимных электрических помех и возможность обеспечить дальность связи. Длина волоконно-оптического канала связи может составлять до 4,5 км. По сообщениям фирмы Codenoll, которая является одним из ведущих поставщиков на этом рынке, силами этой фирмы была успешно осуществлена инсталляция самой большой в мире волоконно-оптической сети в штаб-квартире компании Southwestern Bell (г. Сент-Луис, шт. Миссури, США). Эта сеть охватывает помещения общей площадью полтора миллиона кв. футов на 44 этажах и состоит из 3000 станций, соединенных 92 милями волоконно-оптического кабеля.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
