Nové požadavky na výkon sítí požadavky moderních aplikací, jako jsou multimédia, distribuované výpočty a online systémy pro zpracování transakcí, vytvářejí naléhavou potřebu rozšířit příslušné standardy.

Obvyklá desetimegabitová Ethernet, který dlouhodobě zaujímá dominantní postavení, alespoň při pohledu z Ruska, je aktivně nahrazován modernějšími a výrazně více rychlých technologií přenos dat.

Na trhu vysoká rychlost(více než 100 Mbit/s) sítí, před pár lety reprezentované pouze sítěmi FDDI, dnes nabízí asi tucet různých technologií, které rozvíjejí stávající standardy a vycházejí z koncepčně nových. Mezi nimi je třeba zvláště zmínit:

· Stará dobrá optická vlákna rozhraní FDDI, stejně jako jeho rozšířenou verzi FDDI II, speciálně upravenou pro práci s multimediálními informacemi, a CDDI, která implementuje FDDI na měděných kabelech. Všechny verze FDDI podporuje rychlost přenosu dat 100 Mbit/s.

· Ethernet 100Base X, což je vysokorychlostní Ethernet s vícenásobným přístupem a detekcí kolizí. Tato technologie je rozsáhlým vývojem standardu IEEE802.3.

· 100Base VG AnyLAN, nová stavební technologie lokální sítě, podporující datové formáty Ethernet a Token Ring s přenosovou rychlostí 100 Mbit/s přes standardní kroucené dvoulinky a optická vlákna.

· Gigabit Ethernet. Neustálý rozvoj sítí Ethernet a Fast Ethernet.

· bankomat, technologie přenosu dat, která funguje jak na stávajících kabelových zařízeních, tak na speciálních optických komunikačních linkách. Podporuje přenosové rychlosti od 25 do 622 Mbit/s s výhledem navýšení na 2,488 Gbit/s.

· Fibre Channel, technologie fyzického přepínání optických vláken navržená pro aplikace vyžadující ultra vysoké rychlosti. Orientační body - cluster computing, organizace interakce mezi superpočítači a vysokorychlostními úložnými poli, podpora připojení typu pracovní stanice - superpočítač. Deklarované přenosové rychlosti se pohybují od 133 Mbit až po gigabit za sekundu (a ještě více).

Obrysy technologie jsou lákavé, ale zdaleka ne jasné. FFOL (FDDI Follow on LAN), iniciativy ANSI, který má v budoucnu nahradit FDDI s novou úrovní výkonu 2,4 GB/s.

bankomat

bankomat- dítě telefonních společností. Tato technologie nebyla vyvinuta s ohledem na počítačové datové sítě. bankomat se radikálně liší od konvenčních síťových technologií. Základní jednotkou přenosu v tomto standardu je buňka, na rozdíl od obvyklého paketu. Buňka obsahuje 48 bajtů dat a 5 bajtů záhlaví. Částečně to zajišťuje velmi nízkou přenosovou latenci. multimediální data. (Velikost buňky byla ve skutečnosti kompromisem mezi americkými telefonními společnostmi, které preferují velikost buňky 64 bajtů, a evropskými telefonními společnostmi, které preferují 32 bajtů).

Zařízení bankomat navázat komunikaci mezi sebou a přenášet data prostřednictvím virtuálních komunikačních kanálů, které mohou být dočasné nebo trvalé. Stálý komunikační kanál je cesta, po které jsou přenášeny informace. Vždy zůstává otevřená bez ohledu na provoz. Dočasné kanály se vytvářejí na vyžádání a jsou uzavřeny, jakmile přenos dat skončí.

Od úplného začátku bankomat byl navržen jako spojovací systém využívající virtuální komunikační kanály, které poskytují předem stanovenou úroveň kvality služby (Quality of Service - QoS) a podporují konstantní nebo variabilní přenosové rychlosti dat. Model QoS umožňuje aplikacím požadovat garantovanou přenosovou rychlost mezi cílem a zdrojem bez ohledu na složitost cesty mezi nimi. Každý bankomat- přepínač, komunikující s druhým, volí cestu, která zaručuje rychlost požadovanou aplikací.

Pokud systém nemůže vyhovět požadavku, oznámí to aplikaci. Je pravda, že existující protokoly a aplikace pro přenos dat nemají žádnou koncepci QoS, takže je to další skvělá funkce, kterou nikdo nepoužívá.

Kvůli přítomnosti takových prospěšných vlastností bankomat Nikoho nepřekvapuje všeobecná touha tento standard dále zlepšovat. Ale zatím jsou stávající hardwarové implementace spíše omezeny původním přístupem, který se zaměřoval na jiné, nepočítačové úlohy.

Například, bankomat nemá vestavěný systém vysílání oznámení (to je typické pro bankomat, existuje myšlenka, ale neexistuje žádný standard). A přestože vysílané zprávy jsou neustálým bolehlavem každého správce, v některých případech jsou prostě nezbytné. Klient hledající server by měl být schopen odeslat zprávu „Kde je server?“ a poté, co obdrží odpověď, odeslat své požadavky přímo na požadovanou adresu.

Fórum bankomat speciálně vyvinuté specifikace pro síťovou emulaci - LAN emulace (LANE). PRUH otočí bod-bod orientovaný bankomat síť do normální sítě, kde ji klienti a servery vidí jako běžnou vysílací síť IP protokol(a brzy IPX). PRUH se skládá ze čtyř různých protokolů: Server Configuration Protocol ( Služba konfigurace emulace LAN - LECS), protokol serveru ( Server emulace LAN - LES), obecný protokol vysílání a neznámý server ( Vysílací a neznámý server - BUS) a klientský protokol ( Klient emulace LAN - LEC).

Když klient používá PRUH pokusu o připojení k síti bankomat, pak zpočátku používá protokol LECS. Protože bankomat nepodporuje vysílané zprávy, fórum bankomat přidělena speciální adresa LECS, kterou už nikdo jiný nepoužívá. Odesláním zprávy na tuto adresu klient obdrží adresu jemu odpovídající LES. Úroveň LES poskytuje potřebné funkce ELÁN (emulovaná LAN). S jejich pomocí může klient získat adresu Autobusová služba a pošlete mu zprávu „připojil se takový a takový klient“, takže pak AUTOBUSúroveň je mohla po obdržení zprávy přeposílat všem registrovaným klientům.

Aby bylo možné používat bankomat musí být použity protokoly L.E.C.. L.E.C. funguje jako převodník emulující běžnou topologii sítě, kterou IP implikuje. Protože PRUH pouze modely Ethernet, pak dokáže odstranit některé staré technologické chyby. Každý ELÁN lze použít různé velikosti balení. ELÁN, který obsluhuje stanice připojené pomocí běžného Ethernetu, používá 1516 byte pakety, zatímco ELÁN zajišťující komunikaci mezi servery mohou odesílat pakety o velikosti 9180 bajtů. Je to všechno pod kontrolou L.E.C..

L.E.C. zachycuje vysílané zprávy a odesílá je AUTOBUS. Když AUTOBUS obdrží takovou zprávu, zašle její kopii každému registrovanému L.E.C.. Zároveň před odesláním kopií převede paket zpět na Ethernet-form s uvedením vysílací adresy namísto vaší adresy.

Velikost buňky 48 bajtů plus pětibajtová hlavička znamená, že pouze 90,5 % šířky pásma je vynaloženo na přenos užitečných informací. Reálná rychlost přenosu dat je tedy pouze 140 Mbit/s. A to nebere v úvahu režijní náklady na zřízení komunikace a dalších služebních interakcí mezi různými úrovněmi protokolů – BUS a LECS.

bankomat- složitá technologie a její použití je zatím omezené PRUH. To vše značně brání širokému přijetí této normy. Je pravda, že existuje důvodná naděje, že bude skutečně použit, když se objeví aplikace, které toho mohou využít bankomat přímo.

bankomat- tato zkratka může označovat technologii asynchronního přenosu dat ( Režim asynchronního přenosu), nejen Adobe Type Manager nebo Automatická pokladna, který se mnohým může zdát známější. Tato technologie pro budování vysokorychlostních počítačových sítí s přepojováním paketů se vyznačuje jedinečnou škálovatelností od malých lokálních sítí s přenosovou rychlostí 25-50 Mbit/s až po transkontinentální sítě.

Přenosovým médiem je buď kroucená dvoulinka (až 155 Mbit/s) nebo optické vlákno.

bankomatje vývoj STM (režim synchronního přenosu)), technologie pro přenos paketových dat a řeči na velké vzdálenosti, která se tradičně používá k budování telekomunikačních dálnic a telefonních sítí. Proto nejprve zvážíme STM.

Model STM

STMje síťový mechanismus s přepínáním spojení, kde je spojení navázáno před zahájením přenosu dat a je ukončeno po jeho dokončení. Komunikující uzly tedy získají a udrží kanál, dokud nepovažují za nutné se odpojit, bez ohledu na to, zda přenášejí data nebo mlčí.

Data v STM přenášené rozdělením celé šířky pásma kanálu do základních přenosových prvků nazývaných časové kanály nebo sloty. Sloty jsou sloučeny do klece obsahující pevný počet kanálů očíslovaných od 1 do N. Každému slotu je přiřazeno jedno připojení. Každý z klipů (může jich být i několik - od 1 do M) definuje vlastní sadu připojení. Klip poskytuje své sloty pro navázání spojení s obdobím T. Je zaručeno, že během tohoto období bude požadovaný klip k dispozici. Parametry N, M a T jsou určeny příslušnými normalizačními komisemi a liší se v Americe a Evropě.

V rámci kanálu STM každé spojení je spojeno s pevným číslem slotu ve specifickém držáku. Jakmile je slot zachycen, zůstává k dispozici připojení po celou dobu životnosti tohoto připojení.

Není to trochu jako nádraží, ze kterého odjíždí vlak určitým směrem s tečkou T? Pokud je mezi cestujícími někdo, pro koho je tento vlak vhodný, zaujímá volné místo. Pokud takový cestující není, pak místo zůstává prázdné a nemůže být obsazeno nikým jiným. Přirozeně se ztrácí kapacita takového kanálu a není možné provádět všechna potenciální spojení (M*N) současně.

Přechod na bankomat

Aplikační studie kanály z optických vláken na transoceánském a transkontinentálním měřítku odhalily řadu rysů přenosu dat různých typů. V moderních komunikacích lze rozlišit dva typy požadavků:

Přenos dat, která jsou odolná vůči některým ztrátám, ale kritická vůči možným zpožděním (například televizní signály s vysokým rozlišením a zvukové informace);

Přenos dat, který není příliš kritický pro zpoždění, ale neumožňuje ztrátu informací (tento typ přenosu se zpravidla týká výměn mezi počítači).

Přenos heterogenních dat má za následek periodický výskyt servisních požadavků vyžadujících velkou šířku pásma, ale krátkou dobu přenosu. Uzel někdy vyžaduje špičkový výkon kanálu, ale to se stává relativně zřídka, řekněme desetinu času. Pro tento typ kanálu je implementováno jedno z deseti možných spojení, což samozřejmě snižuje efektivitu využití kanálu. Bylo by skvělé, kdyby bylo možné dočasně nevyužitý slot převést na jiného účastníka. Bohužel, v rámci modelu STM to je nemožné.

Modelka bankomat byla přijata ve stejnou dobu AT&T a několik evropských telefonních gigantů. (Mimochodem, to by mohlo vést ke vzniku dvou specifikačních standardů najednou bankomat.)

Hlavní myšlenkou bylo, že není potřeba striktní korespondence mezi připojením a číslem slotu. Identifikátor spojení stačí přenést spolu s daty do libovolného volného slotu, přičemž paket bude tak malý, že v případě ztráty by se ztráta snadno doplnila. To vše vypadá jako přepínání paketů a dokonce se tomu říká něco podobného: „rychlé přepínání krátkých paketů pevné délky“. Krátké balíčky jsou velmi atraktivní pro telefonní společnosti, které chtějí zachovat analogové linky STM.

Online bankomat dva uzly se navzájem najdou pomocí „identifikátoru virtuálního připojení“ ( Identifikátor virtuálního okruhu - VCI), který se v modelu používá místo čísel slotů a klipů STM. Rychlý paket je odeslán do stejného slotu jako předtím, ale bez jakékoli indikace nebo identifikátoru.

Statistické multiplexování

Rychlé přepínání paketů řeší problém nevyužitých slotů statistickým multiplexováním více spojení na jednom spoji podle jejich provozních parametrů. Jinými slovy, pokud je pulzováno velké množství sloučenin (poměr vrcholu k průměrné aktivitě je 10 nebo více k 1), lze doufat, že vrcholy aktivity různých sloučenin se nebudou příliš často shodovat. Pokud dojde ke shodě, jeden z paketů se uloží do vyrovnávací paměti, dokud nebudou k dispozici volné sloty. Tento způsob organizace spojení se správně vybranými parametry umožňuje efektivně načítat kanály. Statistické multiplexování, není možné v STM a to je hlavní výhoda bankomat.

Typy uživatelských rozhraní sítě ATM

Především se jedná o rozhraní zaměřené na připojení k lokálním sítím, které provozují datové rámce (rodiny IEEE 802.xa FDDI). V tomto případě musí zařízení rozhraní překládat lokální síťové rámce do síťového přenosového prvku bankomat fungující jako globální páteř spojující dva segmenty lokální sítě, které jsou od sebe výrazně vzdálené.

Alternativou by mohlo být rozhraní navržené pro obsluhu koncových uzlů, které přímo provozují datové formáty bankomat. Tento přístup umožňuje zvýšit efektivitu sítí, které vyžadují značné množství datových přenosů. Pro připojení koncových uživatelů k takové síti se používají speciální multiplexery.

Aby bylo možné takovou síť spravovat, každé zařízení provozuje určitého „agenta“, který podporuje zpracování administrativních zpráv, správu připojení a zpracování dat z odpovídajícího protokolu správy.

Formát dat ATM

Igelitová taška bankomat určuje zvláštní podvýbor ANSI, musí obsahovat 53 bajtů.

5 bajtů zabírá hlavička, zbylých 48 je obsah paketu. Hlavička obsahuje 24 bitů pro identifikátor. VCI, 8 bitů jsou řídicí bity, zbývajících 8 bitů je vyhrazeno pro kontrolní součet. Ze 48 bajtů obsahové části lze 4 bajty alokovat pro speciální adaptační vrstvu bankomat, a 44 - vlastně pro data. Adaptační bajty umožňují kombinovat krátké pakety bankomat do větších entit, jako jsou snímky Ethernet. Ovládací pole obsahuje servisní informace o paketu.

Vrstva protokolu ATM

Místo bankomat v sedmistupňovém modelu ISO- někde kolem úrovně přenosu dat. Je pravda, že není možné stanovit přesnou korespondenci, protože bankomat sám se zabývá interakcí uzlů, řízením průchodu a směrováním, a to na úrovni přípravy a přenosu paketů bankomat. Nicméně přesná korespondence a pozice bankomat v modelu ISO není tak důležité.Ještě důležitější je pochopit, jak komunikovat se stávajícími sítěmi TCP/IP a v OS Funkce s aplikacemi, které vyžadují přímou interakci se sítí.

Aplikace, které mají přímé rozhraní bankomat, jsou dostupné výhody, které poskytuje homogenní síťové prostředí bankomat.

Hlavní zátěž je umístěna na úrovni „Správa virtuálního připojení“. bankomat“, dešifruje konkrétní hlavičky bankomat, která navazuje a přerušuje spojení, provádí demultiplexování a provádí akce, které od něj vyžaduje řídicí protokol.

Fyzická vrstva

I když fyzická vrstva není součástí specifikace bankomat, bere jej v úvahu mnoho normalizačních komisí. Fyzická vrstva je v zásadě považována za specifikaci SONET (Synchronní optická síť) je mezinárodní standard pro vysokorychlostní přenos dat. Jsou definovány čtyři typy standardních směnných kurzů: 51, 155, 622 a 2400 Mbit/s, což odpovídá mezinárodní hierarchii digitálního synchronního přenosu ( Synchronní digitální hierarchie - SDH). SDH specifikuje, jak jsou data fragmentována a přenášena synchronně přes spoje z optických vláken, aniž by byla vyžadována synchronizace kanálů a taktovací frekvence všech uzlů zapojených do procesu přenosu a obnovy dat.

Řízení toku dat

Kvůli vysokému výkonu sítě bankomat mechanismus tradičně používaný v sítích TSR, nevhodné. Pokud by bylo řízení přenosu přiřazeno zpětné vazbě, pak během doby, než signál zpětné vazby, počkající na přidělení kanálu a procházející všemi fázemi konverze, dosáhne zdroje, měl by čas přenést několik megabajtů do kanálu, nejen způsobí jeho přetížení, ale možná zcela zablokuje zdroj přetížení.

Většina normalizačních organizací se shoduje na potřebě holistického přístupu k úspěšné kontrole. Jeho podstatou je toto: řídicí signály jsou generovány při průchodu dat kteroukoli částí řetězce a jsou zpracovávány v jakémkoli nejbližším vysílacím uzlu. Po přijetí odpovídajícího signálu si uživatelské rozhraní může vybrat, co má udělat - snížit přenosovou rychlost nebo informovat uživatele, že došlo k přetečení.

V podstatě myšlenka řízení provozu v sítích bankomat spočívá v ovlivnění místního segmentu bez ovlivnění segmentů, které si vedou dobře, a dosažení maximální propustnosti tam, kde je to možné.

Zásobník protokolů uživatelského rozhraní v TCP/IP	Přímé rozhraní ATM
Data	Aplikace, která analyzuje data
	aplikační rozhraní OS
	Správa virtuálních připojení ATM
Aplikační vrstva ATM
Úroveň dat	Ovladač rozhraní ATM
Fyzická vrstva (SONET)

100VG-AnyLAN

V červenci 1993 z iniciativy firem AT&T A Hewlett Packard byl zřízen nový výbor IEEE 802.12, navržený tak, aby standardizoval novou technologii 100BaseVG. Tato technologie byla vysokorychlostním rozšířením standardu IEEE 802.3(také známý jako 100BaseT nebo Ethernet na krouceném páru).

V září společnost IBM navrhla spojit podporu v nové normě Ethernet A Token Ring. Změnil se i název nové technologie – 100VG-AnyLAN.

Technologie musí podporovat jak stávající síťové aplikace, tak nově vytvořené. Toho je dosaženo současnou podporou formátů datových rámců a Ethernetu a Token Ring, který zajišťuje transparentnost sítí budovaných pomocí nové technologie pro stávající programy.

Již nějakou dobu všude nahrazují kroucené dvoulinky koaxiální kabely. Jeho předností je větší mobilita a spolehlivost, nízká cena a jednodušší správa sítě. I zde probíhá proces výměny koaxiálních kabelů. Standard 100VG-AnyLAN je zaměřena jak na kroucené dvoulinky (k použití je vhodný jakýkoli stávající kabelový systém), tak na optické linky, které umožňují značnou vzdálenost mezi účastníky. Použití optického vlákna však nemá vliv na rychlost výměny.

Topologie

Protože 100VG určené k výměně Ethernet a Token Ring, podporuje topologie používané pro tyto sítě (logicky společná sběrnice a token ring). Fyzická topologie je hvězda, smyčky nebo větve nejsou povoleny.

S kaskádovým připojením náboje Mezi nimi je povolena pouze jedna komunikační linka. Vytvoření záložních linek je možné pouze tehdy, je-li aktivní právě jedna.

Standard počítá s až 1024 uzly v jednom segmentu sítě, ale vzhledem ke sníženému výkonu sítě je skutečné maximum skromnější – 250 uzlů. Podobné úvahy určují maximální vzdálenost mezi nejvzdálenějšími uzly - dva a půl kilometru.

Bohužel standard neumožňuje kombinaci v jednom segmentu systémů, které současně používají formáty Ethernet a Token Ring. Pro takové sítě existují speciální 100VG-AnyLAN mosty Token Ring-Ethernet. Ale v případě konfigurace 100VG-Ethernet segment Ethernet s běžnou přenosovou rychlostí (10 Mbit/s) lze připojit pomocí jednoduchého převodníku rychlosti.

Zařízení

Přenosová média . Pro Ethernet 100Base-T jsou použity kabely obsahující čtyři nestíněné kroucené páry. Jeden pár slouží k přenosu dat, jeden pár slouží k řešení konfliktů; dva zbývající páry se nepoužívají. Je zřejmé, že přenos dat na všech čtyřech párech vám poskytne čtyřnásobný zisk. Nahrazení standardního kódu "Manchester" účinnějším - 5B6B NRZ- dává zisk téměř dvojnásobný (kvůli přenosu dvou datových bitů v jednom taktu). Tedy jen s mírným zvýšením nosné frekvence (asi 20 %) se výkon komunikační linky desetinásobně zvýší. Při práci se stíněnými kabely typickými pro sítě Token Ring, jsou použity dva kroucené páry, ale s dvojnásobnou frekvencí (vzhledem k tomu, že kabel je stíněný). Při přenosu přes takový kabel je každý pár použit jako pevný jednosměrný kanál. Jeden pár nese vstupní data, druhý nese výstup. Standardní vzdálenost uzlů, na kterých jsou garantovány přenosové parametry, je 100 metrů pro dvojice třetí a čtvrté kategorie a 200 metrů pro pátou.

Mohou být použity páry optických vláken. Díky tomuto nosiči se ujetá vzdálenost zvětší na dva kilometry. Stejně jako u stíněného kabelu se používá obousměrné připojení.

Náboje 100VGlze zapojit do kaskády, což zajišťuje maximální vzdálenost mezi uzly v jednom segmentu na nestíněných kabelech až 2,5 kilometru.

Náboje . Hlavní aktér při budování sítě 100VG-AnyLAN je rozbočovač(nebo rozbočovač). Všechna síťová zařízení, bez ohledu na jejich účel, jsou připojena náboje. Existují dva typy připojení: pro uplink a downlink. Spojením „nahoru“ rozumíme spojení s rozbočovač vyšší úroveň. „Dolů“ je připojení ke koncovým uzlům a rozbočovačům nižší úrovně (jeden port pro každé zařízení resp rozbočovač).

Pro ochranu dat před neoprávněným přístupem jsou pro každý port implementovány dva provozní režimy: důvěrný a veřejný. V důvěrném režimu každý port přijímá pouze zprávy adresované přímo jemu, ve veřejném režimu všechny zprávy. Veřejný režim se obvykle používá k připojení mostů a směrovačů a také různých typů diagnostických zařízení.

Za účelem zlepšení výkonu systému jsou data adresovaná konkrétnímu uzlu přenášena pouze do něj. Data určená pro vysílání jsou ukládána do vyrovnávací paměti až do konce přenosu a poté odeslána všem účastníkům.

100VG-AnyLAN a model OSI

V zamýšleném standardu IEEE 802.12, 100VG-AnyLAN určeno na úrovni přenosu dat (2. úroveň sedmiúrovňového modelu ISO) a na fyzické úrovni (1.st ISO).

Úroveň přenosu dat je rozdělena do dvou podúrovní: řízení logického spojení ( LLC - Logical Link Control) a řízení přístupu k médiím ( MAC - Medium Access Control).

Standard OSI Linková vrstva je zodpovědná za zajištění spolehlivého přenosu dat mezi dvěma síťovými uzly. Vrstva datového spoje přijme paket pro přenos z vyšší síťové vrstvy, připojí k tomuto paketu adresy příjemce a zdroje, vytvoří sadu rámců pro přenos z něj a poskytne redundanci nezbytnou pro detekci a opravu chyb. Linková vrstva poskytuje podporu pro formáty rámců Ethernet a Token Ring.

Horní podúroveň - logické řízení spojení - poskytuje režimy přenosu dat jak s navázáním spojení, tak bez něj.

Nižší podúroveň - řízení přístupu k médiím - během přenosu zajišťuje konečné vytvoření přenosového rámce v souladu s protokolem implementovaným v tomto segmentu ( IEEE 802.3 nebo 802.5). Pokud mluvíme o příjmu paketu, podvrstva určuje shodu adresy, kontroluje kontrolní součet a určuje chyby přenosu.

Logicky MAC-Podvrstvu lze rozdělit do tří hlavních složek: protokol priority požadavku, systém testování spojení a systém přípravy přenosového rámce.

Žádost o prioritní protokol - Demand Priority Protocol (DPP)- interpretováno standardem 100VG-AnyLAN jako nedílnou součást MAC podvrstva. DPP určuje pořadí zpracování požadavků a navazování spojení.

Když je koncový uzel připraven k přenosu paketu, odešle do hubu požadavek s normální nebo vysokou prioritou. Pokud uzel nemá co poslat, vyšle signál „volný“. Pokud uzel není aktivní (například je vypnutý počítač), přirozeně nic neposílá. V případě kaskádového připojení hubů, kdy přenosový uzel požaduje požadavek od hubu nižší úrovně, tento hub vysílá požadavek „nahoru“.

Rozbočovačcyklicky dotazuje porty, aby zjistil jejich připravenost k přenosu. Pokud je k vysílání připraveno několik uzlů najednou, hub analyzuje jejich požadavky na základě dvou kritérií – priority požadavku a fyzického čísla portu, ke kterému je vysílací uzel připojen.

Požadavky s vysokou prioritou jsou přirozeně zpracovávány jako první. Takové priority používají aplikace, které jsou kritické pro dobu odezvy, jako jsou například plnoformátové multimediální systémy. Správce sítě může přiřadit vyhrazené porty vysokým prioritám. Aby nedocházelo ke ztrátám výkonu, je zaveden speciální mechanismus, který zabraňuje tomu, aby všem požadavkům pocházejícím z jednoho uzlu byla přiřazena vysoká priorita. Více požadavků s vysokou prioritou podaných ve stejnou dobu je zpracováno podle fyzické adresy portu.

Po zpracování všech požadavků s vysokou prioritou jsou zpracovány požadavky s normální prioritou v pořadí určeném také adresou fyzického portu. Aby byla zajištěna zaručená doba odezvy, má normální požadavek, který čekal 200–300 milisekund, vysokou prioritu.

Při dotazování portu, ke kterému je připojen rozbočovač nižší úrovně, se zahájí dotazování jeho portů a teprve poté se obnoví dotazování portů vyšší úrovně. rozbočovač. Všechny koncové uzly jsou tedy dotazovány postupně, bez ohledu na úroveň rozbočovače, ke kterému jsou připojeny.

Systém testování připojení . Při testování spojení se stanice a její rozbočovač výměna speciálních testovacích paketů. Všechny ostatní huby zároveň obdrží upozornění, že někde v síti probíhá testování. Kromě ověřování připojení můžete získat informace o typech zařízení připojených k síti ( huby, mosty, brány a koncové uzly), jejich způsoby provozu a adresy.

Spojení se testují při každé inicializaci uzlu a při každém překročení zadané úrovně chyby přenosu. Testování připojení mezi rozbočovači je podobné testování připojení koncových uzlů.

Příprava přenosového rámce . Před přenosem dat do fyzické vrstvy je nutné je doplnit o hlavičku a zakončení služby včetně vyplnění datového pole (pokud je to nutné), adres předplatitelů a řídicích sekvencí.

100VG-AnyLAN přenosový rámec

Zamýšlený standard IEEE-802.12 podporuje tři typy formátů datových rámců: IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.5 (Token Ring) a speciální formát pro rámy pro testování spojení IEEE 802.3.

Norma omezuje přípustné síťové propojení tím, že zakazuje použití různých formátů rámců v rámci stejného segmentu sítě. Každý segment může podporovat pouze jeden logický standard a pro budování heterogenních sítí je předepsáno použití speciálních mostů.

Objednávka přenosu dat pro formáty Ethernet a Token Ring je stejný (nejvýznamnější bajt je přenášen jako první, nejméně významný bajt jako poslední). Jediný rozdíl je v pořadí bitů v bajtech: ve formátu Ethernet Nejméně významné bity jsou přenášeny jako první a Token Ring- senioři.

Rám Ethernet (IEEE 802.3) musí obsahovat následující pole:

D.A.- adresa příjemce paketu (6 bajtů);

S.A.

L- indikátor délky dat (2 bajty);

uživatelská data a zástupné symboly;

FCS- kontrolní sekvence.

Rám Token Ring (IEEE 802.5) obsahuje více polí. Některé z nich jsou protokolové 100VG-AnyLAN se nepoužívají, ale ukládají se pouze pro zajištění kompatibility dat se segmenty 4 a 16 Mbit/s (při výměně přes příslušné mosty):

AC- pole řízení přístupu (1 bajt, nepoužito);

F.C.- pole řízení rámce (1 bajt, nepoužito);

D.A.- adresa příjemce (6 bajtů);

S.A.- adresa odesílatele (6 bajtů);

R.I.- informační pole směrovače (0-30 bajtů);

informační pole;

FCS- kontrolní sekvence (4 bajty).

Fyzická vrstva sítí 100VG-AnyLAN

V modelu ISO Fyzická vrstva je zodpovědná za přímý proces přenosu datových bitů z jednoho uzlu do druhého. Konektory, kabely, úrovně signálu, frekvence a další fyzikální vlastnosti jsou popsány touto úrovní.

Jako elektrický standard pro přenos dat se vývojáři rozhodli vrátit ke známé metodě přímého dvouúrovňového kódování ( kód NRZ), kde vysoká úroveň signálu odpovídá logické jedničce a nízká úroveň signálu odpovídá logické nule. Kdysi, na úsvitu éry digitálního přenosu dat, se od této metody upustilo. Bylo to způsobeno především potížemi se synchronizací a nastalo i přes větší hustotu informace na hodinový cyklus nosné frekvence – dva bity na hodinový cyklus.

Pomocí kódování 5B6B, který předurčuje stejný počet nul a jedniček v přenášených datech, umožňuje získat dostatečnou synchronizaci. Ani přítomnost tří bitů stejné úrovně za sebou (a více z nich je kódováním zakázáno a je interpretováno jako chyba) nestihne vést k desynchronizaci vysílače a přijímače.

S redundancí kódu 20 % se tedy kapacita kanálu zdvojnásobí. Při taktovací frekvenci 30 MHz se po jednom páru přenáší 25 Mbit/s původních dat, celkový přenosový objem po čtyřech párech jednoho kabelu je 100 Mbit/s.

Řízení přenosu dat v sítích

Sítě postavené na nestíněných kroucených párech kabelů využívají všechny čtyři páry kabelů a mohou pracovat jak v plně duplexním (pro přenos řídicích signálů), tak v poloduplexním režimu, kdy jsou všechny čtyři páry použity pro přenos dat jedním směrem.

Ve stíněných párových nebo optických sítích jsou implementovány dva jednosměrné kanály: jeden například pro přenos. Příjem a přenos data lze provádět současně.

V sítích využívajících optické vlákno nebo stíněné páry probíhá přenos dat podobným způsobem. Malé rozdíly jsou dány přítomností kanálů neustále pracujících v obou směrech. Uzel může například přijmout paket a současně odeslat požadavek na službu.

Rychle Ethernet

Ethernet, přes všechen svůj úspěch, nikdy nebyl elegantní. Síťové karty mají pouze základní pojetí inteligence. Ve skutečnosti nejprve pošlou paket a pak se podívají, zda ve stejnou dobu nevysílal data někdo jiný. Někdo porovnal Ethernet se společností, ve které spolu lidé mohou komunikovat pouze tehdy, když všichni křičí současně.

Stejně jako jeho předchůdce, Rychlý Ethernet používá metodu přenosu dat CSMACD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection- Přístup k více médiím s detekcí nosiče a detekcí kolize). Za touto dlouhou a matoucí zkratkou se skrývá velmi jednoduchá technologie. Kdy je poplatek Ethernet musí poslat zprávu, nejprve čeká na ticho, pak odešle paket a zároveň poslouchá, zda někdo ve stejnou dobu zprávu neposlal. Pokud k tomu dojde, pak oba pakety nedorazí do cíle. Pokud nedošlo ke kolizi a deska musí pokračovat v přenosu dat, bude ještě několik mikrosekund čekat.

Odeslat svou dobrou práci do znalostní báze je jednoduché. Použijte níže uvedený formulář

Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu ve svém studiu a práci, vám budou velmi vděční.

Zveřejněno na http://www.allbest.ru/

L14: Vysokorychlostní technologieEthernet

V 1:RychleEthernet

Fast Ethernet navrhla společnost 3Com pro realizaci sítě s přenosovou rychlostí 100 Mbit/s při zachování všech vlastností 10 Mbit Ethernetu. Pro tento účel byl zcela zachován formát rámce a způsob přístupu. To vám umožní zcela uložit software. Jedním z požadavků bylo také použití kroucené dvoulinky, která v době nástupu Fast Ethernet zaujala dominantní postavení.

Fast Ethernet zahrnuje použití následujících kabelových systémů:

1) Vícevidové optické spojení

Struktura sítě: hierarchický strom, postavený na rozbočovačích, protože koaxiální kabel nebyl určen k použití.

Průměr sítě Fast Ethernet je cca 200 metrů, což je spojeno se zkrácením doby přenosu rámce minimální délky. Síť může pracovat v poloduplexním nebo plně duplexním režimu.

Standard definuje tři specifikace fyzické vrstvy:

1) Použití dvou nestíněných párů

2) Použití čtyř nestíněných párů

3) Použití dvou optických vláken

P1: Specifikace 100Základna- TXa 100Základna- FX

Tyto technologie, i přes použití různých kabelů, mají z hlediska funkčnosti mnoho společného. Rozdíl je v tom, že specifikace TX poskytuje automatickou detekci přenosové rychlosti. Pokud rychlost nelze určit, má se za to, že linka pracuje rychlostí 10 Mbit.

P2: Specifikace 100Základna- T4

V době, kdy se objevil Fast Ethernet, většina uživatelů používala kroucený dvoulinkový kabel kategorie 3. Pro přenos signálu rychlostí 100 Mbit/s přes takový kabelový systém byl použit speciální systém logického kódování. V tomto případě je možné pro přenos dat použít pouze 3 páry kabelu a 4. pár slouží pro poslech a detekci kolize. To vám umožní zvýšit rychlost výměny.

P3:PPravidla pro budování vícesegmentových sítíRychleEthernet

Opakovače Fast Ethernet jsou rozděleny do 2 tříd:

A. Podporuje všechny typy logického kódování

b. Podporuje pouze jeden typ logického kódování, ale jeho cena je mnohem nižší.

Proto je v závislosti na konfiguraci sítě povoleno použití jednoho nebo dvou opakovačů typu 2.

AT 2:Specifikace 100VG- ŽádnýLAN

Jedná se o technologii navrženou pro přenos dat rychlostí 100 Mbit/s pomocí protokolů Ethernet nebo Token Ring. Za tímto účelem byla použita metoda prioritního přístupu a nové schéma kódování dat, nazývané „kvartetní kódování“. Data jsou v tomto případě přenášena rychlostí 25 Mbit/s přes 4 kroucené dvoulinky, což v součtu poskytuje 100 Mbit/s.

Podstata metody je následující: stanice, která má rámec, odešle do hubu požadavek na přenos, který vyžaduje nízkou prioritu pro běžná data a vysokou prioritu pro data kritická pro zpoždění, tj. multimediální data. Hub poskytuje oprávnění k přenosu odpovídajícího rámce, to znamená, že funguje na druhé úrovni modelu OSI (linková vrstva). Pokud je síť zaneprázdněná, rozbočovač zařadí požadavek do fronty.

Fyzická topologie takové sítě je nutně hvězda a větvení není povoleno. Hub takové sítě má 2 typy portů:

1) Porty pro sestupnou komunikaci (na nižší úroveň hierarchie)

2) Uplink porty

Kromě rozbočovačů může taková síť zahrnovat přepínače, směrovače a síťové adaptéry.

Taková síť může využívat ethernetové rámce, rámce Token Ring i vlastní testovací rámce připojení.

Hlavní výhody této technologie:

1) Možnost využití stávající 10 Mbit sítě

2) Žádné ztráty v důsledku konfliktů

3) Možnost budování rozšířených sítí bez použití switche

AT 3:GigabitEthernet

Vysokorychlostní technologie Gigabit Ethernet poskytuje rychlosti až 1 Gbps a je popsána v doporučeních 802.3z a 802.3ab. Vlastnosti této technologie:

1) Uloží se všechny typy snímků

2) Je možné použít dva protokoly pro přístup k médiím CSMA/CD a plně duplexní systém

Fyzické přenosové médium lze použít:

1) Optický kabel

3) Koaxiální kabel.

Oproti předchozím verzím došlo ke změnám jak na fyzické úrovni, tak na úrovni MAC:

1) Minimální velikost rámce byla zvýšena z 64 na 512 bajtů. Rámec je rozšířen na 51 bajtů pomocí speciálního rozšiřujícího pole o velikosti od 448 do 0 bajtů.

2) Pro snížení režie mohou koncové uzly vysílat několik rámců za sebou bez uvolnění přenosového média. Tento režim se nazývá Burst Mode. V tomto případě může stanice vysílat několik rámců o celkové délce 65536 bitů.

Gigabitový Ethernet lze implementovat na krouceném dvoulinkovém kabelu kategorie 5 se 4 páry vodičů. Každý pár vodičů poskytuje přenosovou rychlost 250 Mbit/s

B4: 10 gigabitůEthernet

Do roku 2002 řada společností vyvinula zařízení poskytující přenosovou rychlost 10 Gbit/s. Jedná se především o zařízení Cisco. V tomto ohledu byl vyvinut standard 802.3ae. Podle této normy se jako vedení pro přenos dat používaly optické linky. V roce 2006 se objevil standard 802.3an, který používal kroucený dvoulinkový kabel 6. kategorie. Technologie 10 Gigabit Ethernet je primárně určena pro přenos dat na velké vzdálenosti. Sloužil k připojení lokálních sítí. Umožňuje budovat sítě o průměru několika 10 km. Mezi hlavní vlastnosti 10gigabitového Ethernetu patří:

1) Duplexní režim založený na přepínačích

2) Dostupnost 3 skupin standardů fyzické vrstvy

3) Použití optického kabelu jako hlavního média pro přenos dat

B5: 100 gigabitůEthernet

V roce 2010 byl přijat nový standard 802.3ba, který počítal s přenosovými rychlostmi 40 a 100 Gbit/s. Hlavním účelem vývoje tohoto standardu bylo rozšířit požadavky protokolu 802.3 na nové ultra-vysokorychlostní systémy přenosu dat. Úkolem přitom bylo co nejvíce zachovat infrastrukturu lokálních počítačových sítí. Potřeba nového standardu je spojena s růstem objemu dat přenášených po sítích. Požadavky na objem výrazně převyšují stávající možnosti. Tento standard podporuje plně duplexní režim a je zaměřen na různá média pro přenos dat.

Hlavní cíle vývoje nového standardu byly:

1) Uložení formátu rámce

2) Uložení minimální a maximální velikosti snímku

3) Udržování úrovně chyb ve stejných mezích

4) Poskytování podpory pro vysoce spolehlivé prostředí pro přenos heterogenních dat

5) Poskytování specifikací fyzické vrstvy pro přenos přes optické vlákno

Hlavními uživateli systémů vyvinutých na základě tohoto standardu by měly být úložné sítě, serverové farmy, datová centra a telekomunikační společnosti. Pro tyto organizace se již dnes systémy datové komunikace ukazují jako úzké hrdlo. Budoucí rozvoj ethernetových sítí je spojen se sítěmi 1 Tbit/s. Očekává se, že technologie podporující takové rychlosti se objeví do roku 2015. K tomu je nutné překonat řadu obtíží, zejména vyvinout vysokofrekvenční lasery s modulační frekvencí alespoň 15 GHz. Tyto sítě také vyžadují nové optické kabely a nové modulační systémy. Za nejslibnější přenosová média jsou považována vedení z optických vláken s vakuovým jádrem a také vedení vyrobená z uhlíku a nikoli z křemíku jako moderní vedení. Při tak masivním využití optických linek je přirozeně nutné věnovat více pozornosti optickým metodám zpracování signálu.

L15: LANŽetonPrsten

Q1: Obecné informace

Token Ring – token ring je síťová technologie, ve které mohou stanice přenášet data pouze tehdy, když vlastní token, který nepřetržitě cirkuluje sítí. Tato technologie byla navržena společností IBM a popsána ve standardu 802.5.

Hlavní technické vlastnosti Token Ring:

1) Maximální počet stanic v kruhu 256

2) Maximální vzdálenost mezi stanicemi 100 m pro kabel s kroucenou dvojlinkou kategorie 4, 3 km pro vícevidový kabel z optických vláken

3) Pomocí můstků můžete kombinovat až 8 prstenů.

K dispozici jsou 2 verze technologie Token Ring poskytující přenosové rychlosti 4 a 16 Mbit/s.

Výhody systému:

1) Žádné konflikty

2) Garantovaná doba přístupu

3) Dobrý výkon při velkém zatížení, zatímco Ethernet při 30% zatížení výrazně snižuje jeho rychlosti

4) Velká velikost přenášených dat na rámec (až 18 KB).

5) Skutečná rychlost 4megabitové sítě Token Ring se ukazuje být vyšší než u 10megabitové sítě Ethernet

Mezi nevýhody patří:

1) Vyšší cena zařízení

2) Propustnost sítě Token Ring je v současnosti nižší než v posledních verzích Ethernetu

B2: Strukturální a funkční organizaceŽetonPrsten

Fyzická topologie Token Ring je hvězda. Realizuje se připojením všech počítačů přes síťové adaptéry k zařízení s více přístupem. Přenáší rámce z uzlu do uzlu a je rozbočovačem. Má 8 portů a 2 konektory pro připojení k dalším hubům. Pokud jeden ze síťových adaptérů selže, je tento směr přemostěn a integrita ringu není narušena. Několik hub lze konstrukčně spojit do clusteru. V rámci tohoto clusteru jsou předplatitelé spojeni do kruhu. Každý síťový uzel přijme rámec od sousedního uzlu, obnoví úroveň signálu a přenese jej do dalšího. Rámec může obsahovat data nebo značku. Když uzel potřebuje přenést rámec, adaptér čeká, až přijde token. Jakmile jej obdrží, převede token na datový rámec a předá jej kolem kruhu. Paket se otáčí kolem celého kruhu a dorazí do uzlu, který paket vygeneroval. Zde se kontroluje správnost průchodu rámu prstencem. Počet rámců, které může uzel přenést v 1 relaci, je určen dobou uchování tokenu, která je obvykle = 10 ms. Když uzel obdrží token, určí, zda má data k přenosu a zda jeho priorita překračuje hodnotu vyhrazené priority zaznamenanou v tokenu. Pokud překročí, uzel zachytí token a vytvoří datový rámec. Během přenosu tokenu a datového rámce každý uzel kontroluje chyby v rámci. Když jsou detekovány, je nastaven speciální příznak chyby a všechny uzly tento rámec ignorují. Jak token prochází kolem kruhu, uzly mají možnost vyhradit si prioritu, se kterou chtějí vysílat svůj rámec. Při průchodu prstencem se ke značce připojí rámeček s nejvyšší prioritou. To zaručuje přenosové médium proti kolizím rámců. Při přenosu malých rámců, jako jsou požadavky na přečtení souboru, existuje režie ve zpoždění požadovaném pro požadavek na dokončení okružní cesty kolem kruhu. Pro zvýšení výkonu v síti s rychlostí 16 Mbit/s se používá režim raného přenosu tokenů. V tomto případě uzel předá token dalšímu uzlu ihned po vyslání jeho rámce. Ihned po zapnutí sítě je 1 z uzlů označen jako aktivní monitor, plní další funkce:

1) Monitorování přítomnosti markeru v síti

2) Vytvoření nového markeru při zjištění ztráty

3) Formování diagnostického personálu

Q3: Formáty rámečků

Síť Token Ring používá 3 typy rámců:

1) Datový rámec

3) Ukončovací sekvence

Datový rámec se skládá z následující sady bajtů:

HP - počáteční separátor. Velikost 1 bajt, označuje začátek rámce. Zaznamenává také typ střely: střední, poslední nebo jednotlivý.

UD - kontrola přístupu. V tomto poli mohou uzly, do kterých je třeba přenášet data, zaznamenat potřebu rezervace kanálu.

UK - personální management. 1 bajt. Označuje informace o správě vyzvánění.

AN - adresa cílového uzlu. Může mít délku 2 nebo 6 bajtů, v závislosti na nastavení.

AI - zdrojová adresa. Také 2 nebo 6 bajtů.

Data. Toto pole může obsahovat data určená pro protokoly síťové vrstvy. Neexistuje žádné zvláštní omezení délky pole, nicméně jeho délka je omezena na základě povolené doby držení tokenu (10 milisekund). Během této doby můžete obvykle přenést 5 až 20 kilobajtů informací, což je skutečné omezení.

KS - kontrolní součet, 4 bajty.

KR - koncový oddělovač. 1 bajt.

SC - stav rámu. Může například obsahovat informaci o chybě obsažené v rámci.

Druhým typem rámu je značka:

Třetí snímek je sled dokončení:

Používá se k dokončení převodu kdykoli.

L16: LANFDDI

Q1: Obecné informace

FDDI - optické distribuované datové rozhraní.

Jedná se o jednu z prvních vysokorychlostních technologií používaných v sítích z optických vláken. Standard FDDI je implementován s maximální shodou se standardem Token Ring.

Standard FDDI poskytuje:

1) Vysoká spolehlivost

2) Flexibilní rekonfigurace

3) Přenosová rychlost až 100 Mbit/s

4) Velké vzdálenosti mezi uzly, až 100 kilometrů

Výhody sítě:

1) Vysoká odolnost proti rušení

2) Utajení přenosu informací

3) Výborná galvanická izolace

4) Možnost kombinace velkého počtu uživatelů

5) Garantovaná doba přístupu k síti

6) Žádné konflikty ani při velkém zatížení

nedostatky:

1) Vysoká cena zařízení

2) Obtížnost obsluhy

B2: Strukturální organizace sítě

Topologie - dvojitý prstenec. Kromě toho se používají 2 vícesměrné kabely z optických vláken:

Při běžném provozu slouží k přenosu dat hlavní prstenec. Druhý kroužek je záložní a zajišťuje přenos dat v opačném směru. Automaticky se aktivuje v případě poškození kabelu nebo při poruše pracovní stanice

Spojení point-to-point mezi stanicemi zjednodušuje standardizaci a umožňuje použití různých typů vláken na různých místech.

Standard umožňuje použití 2 typů síťových adaptérů:

1) Adaptér typu A. Připojuje se přímo ke 2 linkám a může poskytovat provozní rychlosti až 200 Mbit/s

2) Adaptér typu B. Připojuje se pouze k 1. kroužku a podporuje rychlosti až 100 Mbit/s

Kromě pracovních stanic může síť obsahovat komunikační uzly. Poskytují:

1) Monitorování sítě

2) Diagnostika závad

3) Převod optického signálu na elektrický signál a naopak, pokud je nutné připojit kroucenou dvojlinku

Zejména rychlost výměny v takových sítích se zvyšuje díky speciální metodě kódování vyvinuté speciálně pro tento standard. V něm se znaky kódují nikoli pomocí bajtů, ale pomocí nibble, které se nazývají okusovat.

Q3: Funkční organizace sítě

Standard byl založen na metodě přístupu k tokenu používané v Token Ring. Rozdíl mezi metodou přístupu FDDI a Token Ring je následující:

1) FDDI využívá vícenásobný tokenový přenos, při kterém je nový token předán jiné stanici ihned po ukončení přenosu rámce, aniž by čekal na jeho návrat

2) FDDI neposkytuje možnost nastavit prioritu a redundanci. Každá stanice je považována za asynchronní, doba přístupu k síti pro ni není kritická. Existují také synchronní stanice s velmi přísným omezením doby přístupu a intervalu mezi datovými přenosy. Pro takové stanice je instalován složitý algoritmus přístupu k síti, ale je zajištěn vysokorychlostní a prioritní přenos rámců

Q4: Formáty rámečků

Formáty rámců se mírně liší od sítě Token Ring.

Formát datového rámce:

P. Datový rámec obsahuje preambuli. Slouží pro prvotní synchronizaci příjmu. Počáteční délka preambule je 8 bajtů (64 bitů). V průběhu času se však během komunikační relace může velikost preambule zmenšit

NR. Spusťte oddělovač.

SPOJENÉ KRÁLOVSTVÍ. Personální management. 1 bajt.

AN a AI. Cílová a zdrojová adresa. Velikost 2 nebo 6 bajtů.

Délka datového pole může být libovolná, ale velikost rámce by neměla přesáhnout 4500 bajtů.

KS. Kontrolní součet. 4 byty

KR. Koncový oddělovač. 0,5 bajtu.

SK. Stav rámu. Pole libovolné délky, ne více než 8 bitů (1 bajt), udávající výsledky zpracování rámce. Byla zjištěna chyba\data zkopírována a tak dále.

Tokenový rámec v této síti má následující složení:

L17: Bezdrátové sítě LAN (WLAN)

B1: Obecné zásady

Existují 2 možné způsoby, jak takové sítě organizovat:

1) Se základnovou stanicí. Prostřednictvím kterého dochází k výměně dat mezi pracovními stanicemi

2) Bez základnové stanice. Když se výměna provádí přímo

Výhody BLWS:

1) Jednoduchost a nízká cena stavby

2) Mobilita uživatele

nedostatky:

1) Nízká odolnost proti rušení

2) Nejistá oblast pokrytí

3) Problém „skrytého terminálu“. Problém "skrytého terminálu" je následující: stanice A vysílá signál do stanice B. Stanice C vidí stanici B, ale nevidí stanici A. Stanice C věří, že B je volná a vysílá jí svá data.

Q2: Metody přenosu dat

Hlavní způsoby přenosu dat jsou:

1) Ortogonální multiplexování s frekvenčním dělením (OFDM)

2) Spread Spectrum s přeskakováním frekvence (FHSS)

3) Direct Serial Spread Spectrum (DSSS)

P1: Ortogonální frekvenční multiplexování

Slouží k přenosu dat rychlostí až 54 Mbit/s na frekvenci 5 GHz. Datový bitový tok je rozdělen do N dílčích toků, z nichž každý je modulován autonomně. Na základě rychlé Fourierovy transformace jsou všechny nosné složeny do společného signálu, jehož spektrum se přibližně rovná spektru jednoho modulovaného substreamu. Na přijímacím konci je původní signál obnoven pomocí inverzní Fourierovy transformace.

P2: Rozšíření spektra skokem frekvence

Metoda je založena na konstantní změně nosné frekvence v daném rozsahu. V každém časovém intervalu je přenášena určitá část dat. Tato metoda poskytuje spolehlivější přenos dat, ale její implementace je složitější než první metoda.

P3: Přímé sériové rozprostřené spektrum

Každý jeden bit v přenášených datech je nahrazen binární sekvencí. Zároveň se zvyšuje rychlost přenosu dat, čímž se rozšiřuje spektrum přenášených frekvencí. Tato metoda také poskytuje zvýšenou odolnost proti hluku.

Q3: TechnologieWiFi

Tato technologie je popsána zásobníkem protokolů 802.11.

Existuje několik možností pro vybudování sítě v souladu s tímto zásobníkem.

Volba	Standard	Rozsah	Metoda kódování	Rychlost přenosu
		Infračervené 850 nm

Q4: TechnologieWiMax (802.16)

Bezdrátová širokopásmová technologie s vysokou šířkou pásma. Je reprezentován standardem 802.16 a je určen pro budování dálkových regionálních sítí.

Patří ke standardu point-to-multipoint. A vyžadovalo to, aby vysílač a přijímač byly v přímé viditelnosti.

Volba	Standard	Rozsah	Rychlost	Poloměr buňky
			32–134 Mbit\s
			1–75 Mbit\s	5 - 8 (až 50) km
			1–75 Mbit\s

Hlavní rozdíly mezi standardem WiMax a WiFi:

1) Nízká mobilita, pouze poslední možnost poskytuje mobilitu uživatele

2) Kvalitnější vybavení vyžaduje více peněz

3) Dlouhé přenosové vzdálenosti vyžadují zvýšenou pozornost informační bezpečnosti

4) Velký počet uživatelů v buňce

5) Vysoká propustnost

6) Vysoce kvalitní obsluhu multimediálního provozu

Zpočátku se tato síť vyvíjela jako síť bezdrátové pevné kabelové televize, ale tento úkol příliš nezvládla a v současné době se vyvíjí, aby sloužila mobilním uživatelům pohybujícím se vysokou rychlostí.

Q5: Bezdrátové osobní sítě

Takové sítě jsou určeny pro interakci zařízení patřících stejnému vlastníkovi a umístěných v krátké vzdálenosti od sebe (několik desítek metrů).

P1:Bluetooth

Tato technologie popsaná ve standardu 802.15 zajišťuje interakci různých zařízení ve frekvenčním rozsahu 2,4 MHz, s výměnným kurzem až 1 Mbit/s.

Bluetooth je založen na konceptu pikonetu.

Liší se v následujících vlastnostech:

1) Oblast pokrytí až 100 metrů

2) Počet zařízení 255

3) Počet pracovních zařízení 8

4) Jedno hlavní zařízení, obvykle počítač

5) Pomocí můstku můžete kombinovat několik pikonet

6) Rámce jsou dlouhé 343 bajtů

P2: TechnologieZigBee

ZegBee je technologie popsaná ve standardu 802.15.4. Je určen pro budování bezdrátových sítí pomocí vysílačů s nízkým výkonem. Zaměřuje se na dlouhou životnost baterie a vyšší bezpečnost při nízkých přenosových rychlostech.

Hlavními rysy této technologie je, že při nízké spotřebě energie podporuje nejen bezdrátové technologie a komunikaci point-to-point, ale také komplexní bezdrátové sítě s topologií mesh.

Hlavní účel těchto sítí:

1) Automatizace bytových prostor a prostor ve výstavbě

2) Personalizované lékařské diagnostické zařízení

3) Průmyslové monitorovací a řídicí systémy

Technologie je navržena tak, aby byla jednodušší a levnější než všechny ostatní sítě.

V ZigBee existují 3 typy zařízení:

1) Koordinátor. Navázání spojení mezi sítěmi a schopnost ukládat informace ze zařízení umístěných v síti

2) Router. Chcete-li se připojit

3) Koncové zařízení. Může předávat data pouze koordinátorovi

Tato zařízení pracují v různých frekvenčních rozsazích, přibližně 800 MHz, 900 MHz, 2400 MHz. Kombinace různých frekvencí zajišťuje vysokou odolnost proti rušení a spolehlivost této sítě. Rychlost přenosu dat je několik desítek kilobitů za sekundu (10 - 40 kbit/s), vzdálenost mezi stanicemi je 10 - 75 metrů.

Q6: Bezdrátové senzorové sítě

Jedná se o distribuovanou, samoorganizující se síť odolnou vůči poruchám sestávající z mnoha senzorů, o kterých se nemluví a nevyžadují speciální konfiguraci. Takové sítě se používají ve výrobě, dopravě, systémech podpory života a bezpečnostních systémech. Používají se ke sledování různých parametrů (teplota, vlhkost...), přístupu k objektům, poruch akčních členů a environmentálních parametrů prostředí.

Síť se může skládat z následujících typů zařízení:

1) Koordinátor sítě. Organizace a nastavení síťových parametrů

2) Plně funkční zařízení. Zahrnuje, ale není omezen na, podporu ZigBee

3) Zařízení s omezenou sadou funkcí. Pro připojení k senzoru

L18: Principy organizování globálních sítí

B1: Klasifikace a vybavení

Sada různých sítí umístěných ve značné vzdálenosti od sebe a spojených do jediné sítě pomocí telekomunikačních prostředků tvoří geograficky distribuovanou síť.

Moderní telekomunikace spojují geograficky distribuované sítě do globální počítačové sítě. Vzhledem k tomu, že geograficky distribuované sítě a internet používají stejné systémy vytváření sítí, jsou obvykle kombinovány do jediné třídy WAN (Wide Area Networks).

Na rozdíl od lokálních sítí jsou hlavní rysy globálních sítí:

1) Neomezené územní pokrytí

2) Kombinace počítačů různých typů

3) Pro přenos dat na velké vzdálenosti se používá speciální zařízení

4) Topologie sítě je libovolná

5) Zvláštní pozornost je věnována směrování

6) Globální síť může obsahovat kanály pro přenos dat různých typů

Mezi výhody patří:

1) Poskytování uživatelům neomezený přístup k výpočetním a informačním zdrojům

2) Možnost přístupu k síti téměř odkudkoli na světě

3) Schopnost přenášet jakýkoli typ dat, včetně obrazu a zvuku.

Mezi hlavní typy zařízení pro rozlehlou síť patří:

1) Opakovače a rozbočovače. Jsou pasivními prostředky pro propojení sítí. Funguje na první úrovni modelu OSI

2) Mosty, routery, komunikátory a brány. Jsou aktivními prostředky budování sítí. Hlavní funkcí aktivních nástrojů je zesílení signálu a řízení provozu, to znamená, že fungují na druhé úrovni modelu OSI

B2: Mosty

Jedná se o nejjednodušší síťové zařízení, které sjednocuje síťové segmenty a reguluje průchod rámců mezi nimi.

2 segmenty spojené mostem se promění v jedinou síť. Most pracuje na druhé vrstvě datového spojení a je transparentní pro protokoly vyšší úrovně.

Pro přenos rámců z jednoho segmentu do druhého most vygeneruje tabulku, která obsahuje:

1) Seznam adres připojených ke stanici

2) Port, ke kterému jsou připojeny stanice

3) Čas poslední aktualizace záznamu

Na rozdíl od opakovače, který pouze přenáší snímky, most analyzuje integritu snímků a filtruje je. Pro získání informací o poloze stanice přemosťuje informace z rámce, který jím prochází, a analyzuje odezvu stanice, která tento rámec přijala.

Výhody mostů jsou:

1) Relativní jednoduchost a nízká cena

2) Lokální rámce nejsou přenášeny do jiného segmentu

3) Přítomnost mostu je pro uživatele transparentní

4) Mosty se automaticky přizpůsobují změnám konfigurace

5) Mosty mohou propojovat sítě fungující pomocí různých protokolů

nedostatky:

1) Zpoždění na mostech

2) Nemožnost použít alternativní trasy

3) Přispějte k nárůstu provozu v síti, například při hledání stanic, které nejsou na seznamu

Existují 4 hlavní typy mostů:

1) Transparentní

2) Vysílání

3) Zapouzdření

4) Se směrováním

P1: Průhledné mosty

Transparentní mosty jsou navrženy pro propojení sítí s identickými protokoly na fyzické i datové vrstvě.

Transparentní můstek je samoučící se zařízení, pro každý připojený segment automaticky vytváří tabulky adres stanic.

Operační algoritmus mostu je přibližně následující:

1) Příjem příchozího rámce do vyrovnávací paměti

2) Analýza zdrojové adresy a její vyhledání v tabulce adres

3) Pokud zdrojová adresa není v tabulce, pak se do tabulky zapíše adresa a číslo portu, odkud rámec přišel

4) Cílová adresa je analyzována a vyhledána v tabulce adres

5) Pokud je nalezena cílová adresa a patří do stejného segmentu jako zdrojová adresa, to znamená, že číslo vstupního portu odpovídá číslu výstupního portu, pak je rámec odstraněn z vyrovnávací paměti.

6) Pokud je cílová adresa nalezena v tabulce adres a patří do jiného segmentu, pak je rámec odeslán na odpovídající port pro přenos do požadovaného segmentu

7) Pokud cílová adresa není v tabulce adres, pak se rámec přenese do všech segmentů kromě segmentu, ze kterého přišel

P2: Vysílací mosty

Jsou navrženy tak, aby kombinovaly sítě s různými protokoly na datové a fyzické úrovni.

Vysílací můstky sjednocují sítě manipulací s „obálkami“, to znamená, že při přenosu rámců ze sítě Ethernet Token Ring jsou záhlaví a přívěs ethernetového rámce nahrazeny záhlavím a přívěsem Token Ring. Problém, který může nastat, je, že přípustná velikost rámce ve dvou sítích se může lišit, takže všechny sítě musí být předem nakonfigurovány se stejnou velikostí rámce.

P3: Zapouzdřující můstky

optické rozhraní sítě bezdrátové

Zapouzdřovací mosty jsou navrženy tak, aby propojovaly sítě se stejnými protokoly přes vysokorychlostní páteřní síť s jiným protokolem. Například propojení ethernetových sítí pomocí FDDI propojení.

Na rozdíl od broadcastových mostů, u kterých dochází k výměně hlavičky a upoutávky, jsou v tomto případě přijaté rámce spolu s hlavičkou umístěny do jiné obálky, která se používá v páteřní síti. Cílový most načte původní rámec a odešle jej do segmentu, kde se nachází cíl.

Pole FDDI je vždy dostatečně dlouhé, aby se do něj vešel jakýkoli rámec jiného protokolu.

P4: Mosty se směrováním zdroje

Takové mosty používají informace o směrování rámce zaznamenané v záhlaví rámce základnovou stanicí.

V tomto případě není tabulka adres potřeba. Tato metoda se nejčastěji používá v Token Ring k přenosu rámců mezi různými segmenty.

Q3: Směrovače

Směrovače, stejně jako mosty, umožňují efektivně kombinovat sítě a zvětšovat jejich velikost. Na rozdíl od mostu, jehož provoz je pro síťová zařízení transparentní, musí směrovače výslovně indikovat port, přes který bude rámec procházet.

Příchozí pakety jsou vkládány do vstupní schránky a analyzovány pomocí centrálního procesoru routeru. Na základě výsledků analýzy se vybere výstupní schránka.

Směrovače lze rozdělit do následujících skupin:

1) Periferní routery. Pro připojení malých poboček do sítě centrály

2) Směrovače pro vzdálený přístup. Pro středně velké sítě

3) Výkonné páteřní routery

P1: Periferní routery

Pro připojení k síti centrály mají 2 porty s omezenými možnostmi. Jeden pro připojení k vaší síti a druhý k centrální síti.

Všechny funkce jsou přiřazeny centrále, takže periferní routery nevyžadují žádnou údržbu a jsou velmi levné.

P2: Směrovače pro vzdálený přístup

Obvykle mají pevnou strukturu a obsahují 1 místní port a několik portů pro připojení k jiným sítím.

Poskytují:

1) Poskytování komunikačního kanálu na vyžádání

2) Komprese dat pro zvýšení propustnosti

3) Automatické přepínání provozu na vytáčené linky při výpadku hlavní nebo pronajaté linky

P3: Páteřní směrovače

Dělí se na:

1) S centralizovanou architekturou

2) S narovnanou architekturou

Vlastnosti routerů s distribuovanou architekturou:

1) Modulární konstrukce

2) Dostupnost až několika desítek portů pro připojení k různým sítím

3) Podpora nástrojů pro odolnost proti chybám

U směrovačů s centralizovanou architekturou jsou všechny funkce soustředěny do jednoho modulu. Směrovače s distribuovanou architekturou poskytují vyšší spolehlivost a výkon ve srovnání s centralizovanou architekturou.

Q4: Směrovací protokoly

Všechny způsoby směrování lze rozdělit do 2 skupin:

1) Statické nebo pevné metody směrování

2) Dynamické nebo adaptivní metody směrování

Statické směrování zahrnuje použití tras, které jsou nastaveny správcem systému a nemění se po dlouhou dobu.

Statické směrování se používá v malých sítích a má následující výhody:

1) Nízké požadavky na router

2) Zvýšená bezpečnost sítě

Zároveň má také významné nevýhody:

1) Velmi vysoká pracnost provozu

2) Nedostatečná adaptace na změny v topologii sítě

Dynamické směrování vám umožňuje automaticky změnit trasu, pokud v síti dojde k přetížení nebo selhání. Směrovací protokoly jsou v tomto případě implementovány programově v routeru a vytvářejí tak směrovací tabulky, které zobrazují aktuální stavy sítě.

Interní směrovací protokoly jsou založeny na výměnných algoritmech:

1) Tabulky vektorové délky (DVA)

2) Informace o stavu odkazu (LSA)

DVA je algoritmus pro výměnu informací o dostupných sítích a vzdálenostech k nim odesíláním paketů vysílání.

Tento algoritmus je implementován v jednom z vůbec prvních protokolů RIP, který dodnes neztratil svůj význam. Pravidelně odesílají pakety všesměrového vysílání k aktualizaci směrovacích tabulek.

výhody:

1) Jednoduchost

nedostatky:

1) Pomalé vytváření optimálních tras

LSA je algoritmus pro výměnu informací o stavu kanálů, nazývá se také algoritmem preference nejkratší cesty.

Je založen na budování dynamické mapy topologie sítě shromažďováním informací o všech připojených sítích. Když se změní stav své sítě, router okamžitě odešle zprávu všem ostatním routerům.

Mezi výhody patří:

1) Zaručená a rychlá optimalizace trasy

2) Menší množství informací přenášených po síti

Spolu s vývojem předností algoritmu LSA byl vyvinut protokol OSPF. Jedná se o nejmodernější a nejčastěji používaný protokol, který k základnímu algoritmu LSA poskytuje následující dodatečné možnosti:

1) Rychlejší optimalizace trasy

2) Snadné ladění

3) Směrování paketů podle třídy služby

4) Autentizace tras, tedy absence možnosti zachycení paketů útočníky

5) Vytvořte virtuální kanál mezi routery

Q5: Porovnání směrovačů a mostů

Mezi výhody směrovačů ve srovnání s mosty patří:

1) Vysoká bezpečnost dat

2) Vysoká spolehlivost sítí díky alternativním cestám

3) Efektivní rozložení zátěže přes komunikační kanály výběrem nejlepších cest pro přenos dat

4) Větší flexibilita výběrem trasy podle její metriky, tj. cena trasy, propustnost atd.

5) Možnost kombinace s různými délkami paketů

Mezi nevýhody routerů patří:

1) Poměrně velké zpoždění při přenosu paketů

2) Složitost instalace a konfigurace

3) Při přesunu počítače z jedné sítě do druhé musíte změnit jeho síťovou adresu

4) Vyšší výrobní náklady, protože jsou vyžadovány drahé procesory, velká RAM a drahý software

Lze rozlišit následující charakteristické vlastnosti mostů a směrovačů:

1) Mosty pracují s MAC (tedy fyzickými) adresami a routery se síťovými adresami

2) K vytvoření trasy používají mosty pouze adresy odesílatele a příjemce, zatímco směrovače používají k výběru trasy mnoho různých zdrojů.

3) Mosty nemají přístup k datům v obálce, ale routery mohou obálky otevřít a rozdělit pakety na kratší

4) Pomocí mostů se pakety pouze filtrují a směrovače předávají pakety na konkrétní adresu

5) Mosty neberou v úvahu prioritu rámce a směrovače poskytují různé typy služeb

6) Mosty poskytují nízkou latenci, i když při přetížení je možná ztráta rámce a směrovače zavádějí větší latenci

7) Mosty nezaručují doručení rámců, ale směrovače ano

8) Most přestane fungovat, pokud síť selže, a router hledá alternativní trasu a udržuje síť v provozu

9) Mosty poskytují poměrně nižší úroveň zabezpečení než směrovače

Q6: Spínače

Z hlediska funkčnosti zaujímá přepínač mezipolohu mezi mostem a routerem. Funguje na druhé linkové vrstvě, to znamená, že přepíná data na základě MAC adres.

Výkon přepínačů je výrazně vyšší než u mostů.

Kanonická struktura přepínače může být reprezentována následovně:

Na rozdíl od mostu má každý port na přepínači svůj vlastní procesor, zatímco most má společný procesor. Přepínač stanoví jednu cestu pro všechny rámce, to znamená, že se vytvoří tzv. burst.

Přepínací matice přenáší snímky ze vstupních vyrovnávacích pamětí do výstupních vyrovnávacích pamětí na základě přepínací matice.

Používají se 2 způsoby přepínání:

1) Při ukládání celého snímku do vyrovnávací paměti, to znamená, že přenos začíná poté, co je celý snímek uložen do vyrovnávací paměti

2) Za běhu, když analýza hlavičky začne ihned po vstupu do vstupního portu\buffer a rámec je okamžitě odeslán do požadované výstupní vyrovnávací paměti

Přepínače se dělí na:

1) Half-duplex, když je ke každému portu připojen síťový segment

2) Duplex, kdy je k portu připojena pouze jedna pracovní stanice

Switche jsou inteligentnější síťová zařízení než mosty. Umožňují:

1) Automaticky detekovat konfiguraci komunikace

2) Přeložte protokoly spojové vrstvy

3) Rámy filtrů

4) Nastavte priority provozu

L19: Sítě orientované na připojení

B1: Princip přenosu paketů založený na virtuálních kanálech

Přepínání v sítích může být založeno na 2 metodách:

1) Datagramová metoda (bez připojení)

2) Na základě virtuálního kanálu (orientovaný na připojení)

Existují 2 typy virtuálních kanálů:

1) Telefonické připojení (po dobu trvání relace)

2) Trvalé (vytvořené ručně a neměnné po dlouhou dobu)

Při vytváření přepínaného kanálu se směrování provede jednou, když jím projde první paket. Tomuto kanálu je přiděleno podmíněné číslo, přes které je adresován přenos dalších paketů.

Tato organizace zkracuje zpoždění:

1) Rozhodnutí o předání paketu se provádí rychleji díky krátké přepínací tabulce

2) Zvyšuje se efektivní rychlost přenosu dat

Používání stálých kanálů je efektivnější, protože zde není nutné navazovat spojení. Přes trvalou linku však může být současně přenášeno více paketů, což snižuje efektivní rychlost přenosu dat. Permanentní virtuální okruhy jsou levnější než vyhrazené okruhy.

P1: Účel a struktura sítě

Takové sítě jsou nejvhodnější pro přenos provozu s nízkou intenzitou.

Také se nazývají sítě X.25 sítě pro přepínání paketů. Tyto sítě byly dlouhou dobu jediné sítě, které fungovaly na nízkorychlostních, nespolehlivých komunikačních kanálech.

Takové sítě se skládají z přepínačů nazývaných centra přepínání paketů umístěných v různých geografických lokalitách. Přepínače jsou vzájemně propojeny komunikačními linkami, které mohou být buď digitální nebo analogové. Několik nízkorychlostních toků z terminálů je spojeno do paketu přenášeného po síti. K tomuto účelu se používají speciální zařízení - paketový datový adaptér. Právě k tomuto adaptéru jsou připojeny terminály pracující v síti.

Funkce paketového datového adaptéru jsou:

1) Skládání symbolů do balíčků

2) Analýza balíků a výstup dat na terminály

3) Správa procedur připojení a odpojení přes síť

Terminály v síti nemají vlastní adresy, jsou rozpoznány podle portu paketového datového adaptéru, ke kterému je terminál připojen.

P2: Zásobník protokolůx.25

Standardy jsou popsány na 3 úrovních protokolu: fyzické, kanálové a síťové.

Na fyzické úrovni je definováno univerzální rozhraní mezi zařízením pro přenos dat a koncovým zařízením.

Na úrovni linky je zajištěn vyvážený režim provozu, což znamená rovnost uzlů účastnících se spojení.

Síťová vrstva provádí funkce směrování paketů, navazování a ukončování spojení a řízení toku dat.

P3: Navázání virtuálního spojení

Pro navázání spojení je odeslán speciální paket Call Request. V tomto paketu je ve speciálním poli uvedeno číslo virtuálního kanálu, který bude vytvořen. Tento paket prochází uzly a tvoří virtuální kanál. Po průchodu paketu a vytvoření kanálu je číslo tohoto kanálu zapsáno do zbývajících paketů a jsou přes něj přenášeny pakety s daty.

Síťový protokol x.25 je navržen pro nízkorychlostní kanály s vysokou úrovní rušení a nezaručuje propustnost, ale umožňuje nastavit prioritu provozu.

P1: Vlastnosti technologie

Takové sítě jsou mnohem vhodnější pro přenos nárazového místního síťového provozu, pokud jsou k dispozici vysoce kvalitní komunikační linky (například optická vlákna).

Vlastnosti technologie:

1) Provozní režim datagramu poskytuje vysokou propustnost, až 2 Mbit/s, nízké rámcové zpoždění, ale zároveň není zaručena spolehlivost přenosu

2) Podpora základních ukazatelů kvality služby, především průměrné rychlosti přenosu dat

3) Použití 2 typů virtuálních kanálů: trvalé a přepínané

4) Technologie Frame Relay využívá techniku ​​virtuálního připojení podobnou x.25, data jsou však přenášena pouze na úrovni uživatele a datového spoje, zatímco na x.25 jsou přenášena i na úrovni sítě

5) Režie Frame Relay je menší než x,25

6) Protokol linkové vrstvy má 2 provozní režimy:

A. Základní. Pro přenos dat

b. Manažer. Pro kontrolu

7) Technologie Frame Relay je zaměřena na vysoce kvalitní komunikační kanály a nezajišťuje detekci a korekci zkreslených snímků

P2: Podpora kvality služeb

Tato technologie podporuje kvalitu procesu objednávání služeb. Tyto zahrnují:

1) Dohodnutá rychlost přenosu dat

2) Dohodnutý objem zvlnění, tj. maximální počet bajtů za jednotku času

3) Dodatečný objem zvlnění, tj. maximální počet bajtů, které lze přenést nad nastavenou hodnotu za jednotku času

P3: Používání sítíRámRelé

Technologii Frame Relay v teritoriálních sítích lze považovat za obdobu Ethernetu v lokálních sítích.

Obě technologie:

1) Poskytujte rychlé přepravní služby bez záruky doručení

2) Pokud dojde ke ztrátě rámců, není učiněn žádný pokus o jejich obnovení, to znamená, že užitečná propustnost dané sítě závisí na kvalitě kanálu.

Současně není vhodné přenášet zvuk, natož video, přes takové sítě, ačkoli kvůli přítomnosti priorit lze přenášet řeč.

P1: Obecné pojmy ATM

Jde o technologii asynchronního režimu využívající malé pakety tzv buňky(buňky).

Tato technologie je navržena pro přenos hlasu, videa a dat. Lze použít jak pro budování místních sítí, tak dálnic.

Provoz v počítačové síti lze rozdělit na:

1) Streamování. Představuje jednotný tok dat

2) Pulzující. Nerovnoměrný, nepředvídatelný tok

Streamování je typické pro přenos multimediálních souborů (videa), pro které je nejkritičtější snímková latence. Prudký provoz je přenos souborů.

Technologie ATM je schopna obsluhovat všechny typy provozu díky:

1) Techniky virtuálních kanálů

2) Předobjednejte parametry kvality

3) Stanovením priorit

P2: PrincipyATM technologie

Přístup spočívá v přenosu všech typů provozu v paketech s pevnou délkou – buňky dlouhé 53 bajtů. 48 bajtů - data + 5 bajtů - záhlaví. Velikost buňky byla zvolena na jedné straně na základě zkrácení doby zpoždění v uzlech a na druhé straně na základě minimalizace ztrát propustnosti. Navíc při použití virtuálních kanálů hlavička obsahuje pouze číslo virtuálního kanálu, které může obsahovat maximálně 24 bitů (3 bajty).

ATM síť má klasickou strukturu: ATM přepínače propojené komunikačními linkami, ke kterým se připojují uživatelé.

P3: Zásobník protokolů ATM

Zásobník protokolů odpovídá spodním 3 vrstvám modelu OSI. Zahrnuje: adaptační vrstvu, vrstvu ATM a fyzickou vrstvu. Mezi vrstvami ATM a OSI však neexistuje žádná přímá shoda.

Adaptační vrstva je sada protokolů, které převádějí data z vyšších vrstev do buněk požadovaného formátu.

Protokol ATM se přímo zabývá přenosem buněk přes přepínače. Fyzická vrstva určuje koordinaci přenosových zařízení s komunikační linkou a parametry přenosového média.

P4: Zajištění kvality služeb

Kvalita je dána následujícími parametry provozu:

1) Špičková rychlost buněk

2) Průměrná rychlost

3) Minimální rychlost

4) Maximální hodnota zvlnění

5) Podíl ztracených buněk

6) Zpoždění buňky

Provoz podle zadaných parametrů je rozdělen do 5 tříd:

Třída X je vyhrazena a parametry pro ni může nastavit uživatel.

L20: Globální síťInternet

B1: Stručná historie vzniku a organizačních struktur

Globální internetová síť je implementována na základě stohu síťových protokolů TCP\IP, které zajišťují přenos dat mezi lokálními a teritoriálními sítěmi a také komunikačními systémy a zařízeními.

Vzniku internetu ze zásobníku protokolů TCP\IP předcházelo vytvoření sítě ARPANET v polovině 60. let minulého století. Tato síť vznikla pod záštitou Úřadu pro vědecký výzkum Ministerstva obrany USA a jejím vývojem byly pověřeny přední americké univerzity. V roce 1969 byla síť spuštěna a skládala se ze 4 uzlů. V roce 1974 byly vyvinuty první modely TCP\IP a v roce 1983 síť zcela přešla na tento protokol.

Paralelně v roce 1970 byl zahájen rozvoj meziuniverzitní sítě NSFNet. A v roce 1980 se tyto dva vývojové trendy spojily a dostaly název Internet.

V roce 1984 byl vyvinut koncept doménových jmen a v roce 1989 se to celé zformovalo jako World Wide Web (WWW), který byl založen na protokolu HTTP pro přenos textu.

Internet je veřejná organizace, ve které nejsou žádné řídící orgány, žádní vlastníci, ale pouze tzv. koordinační orgán IAB.

To zahrnuje:

1) Podvýbor pro výzkum

2) Legislativní podvýbor. Vyvíjí standardy, které jsou doporučeny pro použití všem účastníkům internetu

3) Podvýbor odpovědný za šíření technických informací

4) Zodpovědnost za registraci a připojování uživatelů

5) Zodpovědnost za další administrativní úkoly

Q2: Zásobník protokolůTCP\IP

Pod zásobník protokolů obvykle odkazuje na sadu implementací norem.

Model zásobníku protokolu TCP\IP obsahuje 4 úrovně, korespondence těchto úrovní s modelem OSI je uvedena v následující tabulce:

Síťové rozhraní obsahuje na 1. úrovni TCP modelu hardwarově závislý software, realizuje přenos dat ve specifickém prostředí. Médium pro přenos dat je implementováno různými způsoby, od point-to-point linky až po komplexní komunikační strukturu x.25 nebo Frame Relay sítě. Síť protokolu TCP\IP podporuje všechny standardní protokoly fyzické vrstvy, stejně jako linkovou vrstvu pro Ethernet, Token Ring, FDDI a tak dále.

Na 2. mezisíťové vrstvě TCP modelu je úloha směrování realizována pomocí protokolu IP. Druhým důležitým úkolem tohoto protokolu je skrýt hardwarové a softwarové vlastnosti média pro přenos dat a poskytnout vyšší úrovně pomocí jediného rozhraní, což zajišťuje multiplatformní aplikace aplikací.

Na 3. transportní vrstvě jsou řešeny problémy spolehlivého doručování paketů a udržování jejich pořadí a integrity.

Na 4. aplikační úrovni jsou aplikační úlohy, které požadují službu od transportní vrstvy.

Hlavní vlastnosti zásobníku protokolu TCP\IP jsou:

1) Nezávislost na médiu pro přenos dat

2) Negarantované doručení balíku

Informační objekty používané na každé úrovni modelu TCP\IP mají následující vlastnosti:

1) Zpráva je blok dat, se kterými aplikační vrstva pracuje. Je předán z aplikace do transportní vrstvy s velikostí a sémantikou vhodnou pro danou aplikaci.

2) Segment - blok dat, který se tvoří na úrovni transportu

3) Paket, nazývaný také IP datagram, který IP protokol provozuje na síťové vrstvě

4) Rámec – hardwarově závislý blok dat získaný zabalením IP datagramu do formátu přijatelného pro konkrétní fyzické médium pro přenos dat.

Podívejte se krátce na protokoly používané v zásobníku TCP\IP.

Protokoly aplikační vrstvy(potřebujete vědět, které existují, jak se liší a jaké jsou)

FTP- protokol pro přenos souborů. Navrženo pro přenos souborů po síti a implementuje:

1) Připojte se k FTP serverům

2) Zobrazení obsahu adresáře

FTP funguje nad transportní vrstvou protokolu TCP, používá port 20 pro přenos dat, port 21 pro přenos příkazů.

FTP poskytuje možnost autentizace (identifikace uživatele), možnost přenášet soubory z místa přerušení.

TFTP - zjednodušený protokol přenosu dat. Určeno především pro počáteční spuštění bezdiskových pracovních stanic. Na rozdíl od FTP není možná autentizace, ale lze použít identifikaci podle IP adresy.

BGP- Protokol Border Gateway Protocol. Používá se pro dynamické směrování a je určen k výměně informací o trasách.

HTTP- protokol pro přenos hypertextu. Navrženo pro přenos dat ve formě textových dokumentů založených na technologii klient-server. V současné době se tento protokol používá k získávání informací z webových stránek.

DHCP- protokol dynamické konfigurace uzlu. Navrženo pro automatickou distribuci IP adres mezi počítači. Protokol je implementován na specializovaném serveru DHCP pomocí technologie klient-server: v reakci na požadavek počítače vydá IP adresu a konfigurační parametry.

SMNP - Simple Network Management Protocol. Navrženo pro správu a monitorování síťových zařízení výměnou řídicích informací.

DNS- Domain Name System. Jde o distribuovaný hierarchický systém pro získávání informací o doménách, nejčastěji pro získání IP adresy podle symbolického jména.

SIP- protokol vytvoření relace. Navrženo pro vytvoření a ukončení uživatelské relace.

Podobné dokumenty

Historie vzniku sítě Token-Ring jako alternativy k Ethernetu. Topologie sítě, účastnické připojení, koncentrátor Token-Ring. Základní technické vlastnosti sítě. Formát síťového paketu (rámce). Účel paketových polí. Metoda přístupu k tokenu.

prezentace, přidáno 20.06.2014


Úloha a obecné principy budování počítačových sítí. Topologie: sběrnicová, síťová, kombinovaná. Základní systémy pro budování sítí Token Ring na osobních počítačích. Protokoly přenosu informací. Software, technologie síťové instalace.

práce v kurzu, přidáno 11.10.2013


Historie Fast Ethernet. Pravidla pro výzvy k síti Fast Ethernet jsou podobná pravidlům konfigurace Ethernetu. Fyzická inovace technologie Fast Ethernet. Možnosti kabelového systému: vícevidové optické vlákno, vita-pair, koaxiální.

abstrakt, přidáno 02.05.2015


Požadavky na server. Výběr síťového softwaru. Optimalizace a odstraňování problémů ve fungující síti. Struktura rychlého Ethernetu. Ortogonální frekvenční multiplexování. Klasifikace zařízení bezdrátových sítí.

práce, přidáno 30.08.2010


Charakteristika stávající sítě města Pavlodar. Výpočet zatížení od účastníků sítě Metro Ethernet, logické schéma zařazení komponent řešení Cisco Systems. Propojení bran pro výběr služeb s městskými datovými sítěmi, připojení klientů.

práce, přidáno 05.05.2011


Charakteristika hlavních síťových propojovacích zařízení. Hlavní funkce opakovače. Fyzické strukturování počítačových sítí. Pravidla pro správnou konstrukci segmentů sítě Fast Ethernet. Vlastnosti použití zařízení 100Base-T v místních sítích.

abstrakt, přidáno 30.01.2012


Technologie pro budování místních drátových ethernetových sítí a bezdrátových segmentů Wi-Fi. Zásady rozvoje integrované sítě, možnosti spojování stanic. Analýza zařízení na trhu a výběr zařízení, které splňují požadavky.

práce, přidáno 16.06.2011


Připojení počítačů umístěných v bytech tří domů do lokální sítě pomocí technologie FastEthernet. Technologie kódování používané v SHDSL. Připojení lokální sítě k internetu pomocí technologie WAN. Pravidla pro konstrukci segmentů Fast Ethernet.

práce v kurzu, přidáno 09.08.2012


Algoritmy sítě Ethernet/Fast Ethernet: metoda řízení výměny přístupu; výpočet cyklického kontrolního součtu (cyklický kód odolný proti šumu) paketu. Transportní protokol síťové vrstvy orientovaný na tok. Protokol kontroly přenosu.

test, přidáno 14.01.2013


Lokální síť je skupina osobních počítačů (periferních zařízení), které jsou propojeny vysokorychlostním kanálem digitálního přenosu dat v okolních budovách. Sítě Ethernet: vznik, historie vývoje. Síťové kabely.

Úvod > Vzdělávací a metodická příručka

Technologie vysokorychlostních sítí

Klasický 10 Mbit Ethernet vyhovuje většině uživatelů již 15 let. V současnosti se však začala projevovat jeho nedostatečná kapacita. To se děje z různých důvodů:

zvýšení výkonu klientských počítačů; zvýšení počtu uživatelů v síti; vznik multimediálních aplikací; zvýšení počtu služeb fungujících v reálném čase.

V důsledku toho došlo k přetížení mnoha segmentů 10 Mbit Ethernetu a výrazně se zvýšil počet kolizí, což dále snížilo použitelnou propustnost.

Pro zvýšení propustnosti sítě můžete použít několik metod: segmentace sítě pomocí mostů a směrovačů; segmentace sítě pomocí přepínačů; obecné zvýšení kapacity samotné sítě, tzn. aplikace vysokorychlostních síťových technologií.

Technologie vysokorychlostních počítačových sítí využívají typy sítí jako FDDI (Fiber-optic Distributed Data Interface), CDDI (Copper Distributed Data Interface), Fast Ethernet (100 Mbit/s), 100GV-AnyLAN, ATM (Asynchronous Transfer Method), Gigabit Ethernet.

Sítě FDDI a CDDI

Optické sítě FDDI umožňují řešit následující problémy:

zvýšit přenosovou rychlost na 100 Mbit/s; zvýšit odolnost sítě proti rušení prostřednictvím standardních postupů pro její obnovu po různých typech poruch; Využijte šířku pásma sítě na maximum pro asynchronní i synchronní provoz.

Pro tuto architekturu vyvinul American National Standard Institute (ANSI) v 80. letech standard X3T9.5. V roce 1991 byla technologie FDDI ve světě sítí dobře zavedena.

Ačkoli byl standard FDDI původně vyvinut pro použití s ​​optickými vlákny, nedávný výzkum umožnil rozšířit tuto robustní, vysokorychlostní architekturu na nestíněné a stíněné kroucené kabely. Výsledkem bylo, že Crescendo vyvinulo rozhraní CDDI, které umožnilo implementovat technologii FDDI na měděné kroucené dvoulinky, které se ukázaly být o 20–30 % levnější než FDDI. Technologie CDDI byla standardizována v roce 1994, kdy si mnoho potenciálních zákazníků uvědomilo, že technologie FDDI je příliš drahá.

Protokol FDDI (X3T9.5) funguje přenosem tokenů v logickém kruhu na kabelech z optických vláken. Byl navržen tak, aby co nejvíce vyhovoval standardu IEEE 802.5 (Token Ring) – rozdíly existují pouze tam, kde je to nutné pro dosažení vyšších datových rychlostí a schopnosti pokrýt dlouhé přenosové vzdálenosti.

Zatímco standard 802.5 specifikuje jeden kruh, síť FDDI používá k propojení síťových uzlů dva protilehlé kruhy (primární a sekundární) v jednom kabelu. Data lze posílat na obou kruhech, ale ve většině sítí jsou odesílána pouze na primárním kruhu a sekundární kruh je rezervován, což poskytuje síti odolnost proti chybám a redundanci. V případě poruchy, kdy část primárního prstence nemůže přenášet data, se primární prstenec uzavře na sekundární prstenec a opět vytvoří uzavřený prstenec. Tento režim síťového provozu se nazývá Zabalit, tj. " skládáním“ nebo „skládáním“ kroužků. Operace sbalení se provádí pomocí rozbočovačů FDDI nebo síťových adaptérů. Pro zjednodušení této operace jsou data vždy přenášena na primárním kruhu v jednom směru a na sekundárním kruhu v opačném směru.

Standardy FDDI kladou velký důraz na různé postupy, které umožňují určit, zda je v síti chyba, a následně provést nezbytnou rekonfiguraci. Síť FDDI dokáže při jednotlivých výpadcích svých prvků plně obnovit svoji funkčnost a při vícenásobných výpadcích se síť rozpadne na několik funkčních, ale nepropojených sítí.

V síti FDDI mohou být 4 typy uzlů:

· SAS jednotlivé spojovací stanice (Single Attachment Stations); · stanice DAS (Dual Attachment Stations); · Koncentrátory SAC (Single Attachment Concentrators); · Dual Attachment Concentrators (DAC).

SAS a SAC jsou připojeny pouze k jednomu z logických kruhů, ale DAS a DAC jsou připojeny k oběma logickým kruhům současně a dokážou si poradit s poruchou v jednom z kruhů. Huby mají obvykle duální připojení a stanice mají jedno připojení, i když to není vyžadováno.

Místo manchesterského kódu používá FDDI kódovací schéma 4B/5B, které převádí každé 4 bity dat na 5bitová kódová slova. Redundantní bit umožňuje použití samosynchronizujícího potenciálního kódu pro reprezentaci dat ve formě elektrických nebo optických signálů. Kromě toho přítomnost zakázaných kombinací umožňuje odmítnout chybné znaky, což zlepšuje spolehlivost sítě.

Protože Z 32 kombinací kódu 5B je pouze 16 kombinací použito pro zakódování původních 4 bitů dat, ze zbývajících 16 pak bylo vybráno několik kombinací, které se používají pro servisní účely a tvoří jakýsi příkazový jazyk fyzické vrstvy. Mezi nejdůležitější znaky služby patří znak Idle, který je neustále přenášen mezi porty během pauz mezi přenosy datových rámců. Díky tomu mají stanice a uzly neustálé informace o stavu fyzických připojení svých portů. Pokud nedochází k žádnému toku symbolů nečinnosti, je detekováno selhání fyzického spojení a je-li to možné, je překonfigurována vnitřní cesta rozbočovače nebo stanice.

Stanice FDDI používají algoritmus včasného vydání tokenu, podobný 16 Mbps sítím Token Ring. Mezi protokoly FDDI a IEEE 802.5 Token Ring existují dva hlavní rozdíly ve zpracování tokenů. Za prvé, doba uchování přístupového tokenu v síti FDDI závisí na zatížení primárního okruhu: při nízké zátěži se zvyšuje a při velkém zatížení se může snížit na nulu (pro asynchronní provoz). U synchronního provozu zůstává doba držení tokenu konstantní. Za druhé, FDDI nepoužívá prioritní nebo rezervační oblasti. Místo toho FDDI klasifikuje každou stanici jako asynchronní nebo synchronní. V tomto případě je vždy obsluhován synchronní provoz, i když je kruh přetížen.

FDDI využívá integrovanou správu stanic s moduly STM (Station Management). STM je přítomen na každém uzlu sítě FDDI ve formě softwarového nebo firmwarového modulu. SMT zodpovídá za monitorování datových kanálů a síťových uzlů, zejména za správu připojení a konfigurace. Každý uzel v síti FDDI funguje jako opakovač. SMT funguje podobně jako správa poskytovaná SNMP, ale STM se nachází na fyzické vrstvě a podvrstvě vrstvy datového spojení.

Při použití vícevidového optického kabelu (nejběžnější přenosové médium FDDI) je vzdálenost mezi stanicemi až 2 km, při použití jednovidového optického kabelu až 20 km. V přítomnosti opakovačů může maximální délka sítě FDDI dosáhnout 200 km a obsahovat až 1000 uzlů.

Formát tokenu FDDI:

Preambule	Základní SD separátor	Řízení FC balíček	Terminál ED separátor	Postavení FS balíček

Formát paketu FDDI:

Preambule

Preambule určený pro synchronizaci. Přestože jeho délka je zpočátku 64 bitů, uzly ji mohou dynamicky měnit tak, aby vyhovovala jejich požadavkům na synchronizaci.

Oddělovač startu SD. Jedinečné jednobajtové pole určené k identifikaci začátku paketu.

FC Packet Control. Jednobajtové pole ve tvaru CLFFTTTT, kde bit C nastavuje třídu paketu (synchronní nebo asynchronní výměna), bit L je ukazatelem délky adresy paketu (2 nebo 6 bajtů). V jedné síti je povoleno používat adresy obou délek. Bity FF (formát paketu) určují, zda paket patří do podvrstvy MAC (tj. pro účely řízení kruhu) nebo podvrstvy LLC (pro přenos dat). Pokud je paketem paket podvrstvy MAC, pak bity TTTT určují typ paketu obsahujícího data v poli Info.

Účel DA. Určuje cílový uzel.

Zdroj SA. Identifikuje uzel, který odeslal paket.

Informace. Toto pole obsahuje data. Mohou to být data typu MAC nebo uživatelská data. Délka tohoto pole je proměnná, ale je omezena maximální délkou paketu 4500 bajtů.

Kontrolní součet paketů FCS. Obsahuje CRC - množství.

Koncový oddělovač ED. Je půl bajtu dlouhá pro paket a bajt dlouhá pro token. Identifikuje konec paketu nebo tokenu.

Stav balíčku FS. Toto pole má libovolnou délku a obsahuje bity „Chyba zjištěna“, „Adresa rozpoznána“, „Data zkopírována“.

Nejzřejmějším důvodem, proč je FDDI drahé, je použití kabelu z optických vláken. Jejich složitost (poskytující výhody, jako je vestavěná správa stanic a redundance) také přispěla k vysokým nákladům na síťové karty FDDI.

Charakteristika sítě FDDI

Fast Ethernet a 100GV-AnyLAN

V procesu vývoje produktivnější ethernetové sítě se odborníci rozdělili na dva tábory, což nakonec vedlo ke vzniku dvou nových lokálních síťových technologií – Fast Ethernet a 100VG-AnyLAN.

Kolem roku 1995 se obě technologie staly standardy IEEE. Výbor IEEE 802.3 přijal specifikaci Fast Ethernet jako standard 802.3u, který není samostatným standardem, ale je doplňkem standardu 802.3 ve formě kapitol 21 až 30.

Výbor 802.12 přijal technologii 100VG-AnyLAN, která využívá novou metodu přístupu k médiím s prioritou poptávky a podporuje dva formáty rámců – Ethernet a Token Ring.

Rychlý Ethernet

Všechny rozdíly mezi technologií Fast Ethernet a standardním Ethernetem se soustředí na fyzickou vrstvu. Vrstvy MAC a LLC ve Fast Ethernet zůstávají ve srovnání s Ethernetem nezměněny.

Složitější struktura fyzické vrstvy technologie Fast Ethernet je způsobena tím, že používá tři typy kabelážních systémů:

vícevidový kabel z optických vláken (jsou použita dvě vlákna); kroucený pár kategorie 5 (používá se dva páry); Kroucený pár kategorie 3 (jsou použity čtyři páry).

Fast Ethernet vůbec nepoužívá koaxiální kabel. Opuštění koaxiálního kabelu vedlo k tomu, že sítě Fast Ethernet mají vždy hierarchickou stromovou strukturu postavenou na rozbočovačích, jako jsou sítě 10Base-T/10Base-F. Hlavním rozdílem mezi konfiguracemi sítě Fast Ethernet je zmenšení průměru sítě na 200 m, což je spojeno s 10násobným zkrácením doby přenosu rámce minimální délky v důsledku zvýšení přenosové rychlosti.

Toto omezení však ve skutečnosti nebrání výstavbě velkých sítí Fast Ethernet vzhledem k rychlému rozvoji lokálních sítí založených na přepínačích v 90. letech. Při použití přepínačů může Fast Ethernet pracovat v plně duplexním režimu, ve kterém neexistují žádná omezení na celkovou délku sítě stanovená metodou přístupu k médiím CSMA/CD, ale pouze omezení délky fyzických segmentů.

Níže se zabýváme poloduplexní verzí technologie Fast Ethernet, která plně vyhovuje přístupové metodě popsané ve standardu 802.3.

Oficiální standard 802.3u stanovil tři různé specifikace Fast Ethernet a dal jim následující názvy:

100Base-TX pro dvoupárový kabel na UTP kategorie 5 UTP nebo STP Typ 1 stíněný kroucený pár; 100Base-FX pro vícevidový optický kabel se dvěma vlákny a vlnovou délkou laseru 1300 nm; 100Base-T4 pro 4-párový UTP kabel kategorie 3, 4 nebo 5 UTP.

Následující obecná tvrzení platí pro všechny tři normy:

Formáty rámců Fast Ethernet se neliší od klasických formátů rámců 10 Mbit Ethernet; Interval mezirámce IPG ve Fast Ethernetu je 0,96 μs a bitový interval je 10 ns. Všechny parametry časování přístupového algoritmu, měřené v bitových intervalech, zůstaly stejné, takže nebyly provedeny žádné změny v částech MAC vrstvy standardu; Znakem volného stavu média je přenos symbolu Idle odpovídajícího redundantního kódu přes něj (a nikoli absence signálu jako u standardu Ethernet).

Fyzická vrstva se skládá ze tří složek:

Podvrstva smíření; nezávislý na médiích rozhraníMII (Média Nezávislý Rozhraní) mezi koordinační vrstvou a zařízením fyzické vrstvy; zařízení fyzické vrstvy (PHY).

Vyjednávací podvrstva je potřeba k tomu, aby vrstva MAC, určená pro rozhraní AUI, mohla normálně pracovat s fyzickou vrstvou přes rozhraní MII.

Zařízení fyzické vrstvy PHY zajišťuje kódování dat přicházejících z podvrstvy MAC pro přenos po určitém typu kabelu, synchronizaci dat přenášených po kabelu, jakož i příjem a dekódování dat v uzlu přijímače. Skládá se z několika dílčích úrovní (obr. 19):

podvrstvu pro kódování logických dat, která převádí bajty přicházející z vrstvy MAC na kódové symboly 4B/5B nebo 8B/6T; podvrstvy fyzického připojení a podvrstvy závislé na fyzickém médiu, poskytující generování signálu v souladu s metodou fyzického kódování, například NRZI nebo MLT-3; podvrstva autonegotiation, která umožňuje všem komunikujícím portům zvolit nejúčinnější režim provozu, například poloduplexní nebo plně duplexní (tato podvrstva je volitelná).

Rozhraní MII . MII je specifikace signálu na úrovni TTL a používá 40pinový konektor. Existují dvě možnosti implementace rozhraní MII: interní a externí.

V interní verzi je čip, který implementuje podvrstvy MAC a vyjednávání, připojen přes rozhraní MII k čipu transceiveru uvnitř stejné struktury, například karta síťového adaptéru nebo modul routeru. Čip transceiveru implementuje všechny funkce zařízení PHY. U externí verze je transceiver rozdělen na samostatné zařízení a připojen pomocí MII kabelu.

Rozhraní MII používá 4bitové kusy dat k jejich paralelnímu přenosu mezi podvrstvami MAC a PHY. Vysílací a přijímací kanály z MAC do PHY a naopak jsou synchronizovány hodinovým signálem generovaným vrstvou PHY. Kanál přenosu dat z MAC do PHY je hradlován signálem „Transmit“ a kanál příjmu dat z PHY do MAC je hradlován signálem „Receive“.

Konfigurační data portu jsou uložena ve dvou registrech: řídicí registr a stavový registr. Řídicí registr se používá k nastavení provozní rychlosti portu, k označení, zda se port zúčastní procesu automatického vyjednávání o rychlosti linky, k nastavení provozního režimu portu (half- nebo full-duplex).

Stavový registr obsahuje informace o aktuálním aktuálním provozním režimu portu, včetně toho, který režim byl zvolen v důsledku automatického vyjednávání.

Specifikace fyzické vrstvy 100 Základna - FX / TX . Tyto specifikace definují provoz Fast Ethernet přes multimódový optický kabel nebo kabely UTP Cat.5/STP Type 1 v poloduplexních a plně duplexních režimech. Stejně jako ve standardu FDDI je zde každý uzel připojen k síti dvěma vícesměrnými signálovými linkami přicházejícími z přijímače a vysílače uzlu.

Obr. 19. Rozdíly mezi technologií Fast Ethernet a technologií Ethernet

Standardy 100Base-FX/TX používají stejnou metodu logického kódování 4B/5B na podvrstvě fyzického propojení, kam byla přenesena beze změny z technologie FDDI. Neplatné kombinace počátečního oddělovače a koncového oddělovače se používají k oddělení začátku ethernetového rámce od nečinných znaků.

Po převedení 4bitových kódových tetrád na 5bitové kombinace musí být tyto reprezentovány jako optické nebo elektrické signály v kabelu spojujícím uzly sítě. Specifikace 100Base-FX a 100Base-TX k tomu používají různé metody fyzického kódování.

Specifikace 100Base-FX využívá potenciální fyzický kód NRZI. Kód NRZI (Non Return to Zero Invert to one) je modifikací jednoduchého potenciálního kódu NRZ (který používá dvě úrovně potenciálu k reprezentaci logické 0 a 1).

Metoda NRZI také využívá dvě úrovně potenciálu signálu. Logické 0 a 1 v metodě NRZI jsou zakódovány následovně (obr. 20): na začátku každého intervalu jednotkových bitů je invertována hodnota potenciálu na řádku, ale pokud je aktuální bit 0, pak na jeho začátku potenciál na lince se nemění.

Obr.20. Porovnání potenciálních kódů NRZ a NRZI.

Specifikace 100Base - TX používá kód MLT-3, vypůjčený z technologie CDDI, k přenosu 5bitových kódových slov přes kroucené dvoulinky. Na rozdíl od kódu NRZI je tento kód tříúrovňový (obr. 21) a je komplikovanou verzí kódu NRZI. Kód MLT-3 využívá tři úrovně potenciálu (+V, 0, -V), při přenosu 0 se hodnota potenciálu na hranici bitového intervalu nemění, při přenosu 1 se mění na sousední v řetězci + V, 0, -V, 0, + V atd.

Obr.21. Metoda kódování MLT-3.

Kromě použití metody MLT-3 se specifikace 100Base - TX liší od specifikace 100Base - FX také tím, že používá skramblování. Scrambler je obvykle kombinační obvod XOR, který před kódováním MLT-3 zašifruje sekvenci 5bitových kódových slov tak, aby energie výsledného signálu byla rovnoměrně rozložena v celém frekvenčním spektru. To zlepšuje odolnost proti hluku, protože Příliš silné spektrální složky způsobují nežádoucí rušení sousedních přenosových vedení a záření do okolí. Descrambler v uzlu přijímače vykonává funkci inverzního dekódování, tzn. obnovení původní sekvence 5bitových kombinací.

Specifikace 100 Základna - T 4 . Tato specifikace byla navržena tak, aby umožnila Fast Ethernetu používat stávající kroucenou dvojlinku kategorie 3. Specifikace 100Base-T4 využívá všechny čtyři kroucené páry kabelu ke zvýšení celkové propustnosti komunikační linky současným přenosem datových toků přes všechny kroucené dvoulinky. Kromě dvou jednosměrných párů používaných v 100Base - TX existují dva další páry, které jsou obousměrné a slouží k paralelizaci přenosu dat. Rámec je přenášen po třech řádcích byte po byte a paralelně, což snižuje požadavek na šířku pásma jedné linky na 33,3 Mbit/s. Každý bajt přenášený přes konkrétní pár je zakódován šesti ternárními číslicemi podle metody kódování 8B/6T. Výsledkem je, že při přenosové rychlosti 33,3 Mbit/s je rychlost změny signálu v každém řádku 33,3 * 6/8 = 25 Mbaud, což se vejde do šířky pásma (16 MHz) kabelu UTP cat.3.

Čtvrtý kroucený pár se používá k poslechu nosné frekvence během přenosu pro účely detekce kolize.

V kolizní doméně Fast Ethernet, která by neměla přesáhnout 205 m, není povoleno používat více než jeden opakovač třídy I (vysílací opakovač podporující různá schémata kódování přijatá v technologiích 100Base-FX/TX/T4, latence 140 bt) a ne více než dva opakovače třídy II (transparentní opakovač podporující pouze jedno z kódovacích schémat, latence 92 bt). Pravidlo 4 rozbočovačů se tak v technologii Fast Ethernet změnilo na pravidlo jednoho nebo dvou rozbočovačů v závislosti na třídě rozbočovače.

Malý počet opakovačů ve Fast Ethernet není vážnou překážkou při budování velkých sítí, protože použití přepínačů a směrovačů rozděluje síť do několika kolizních domén, z nichž každá je postavena na jednom nebo dvou opakovačích.

Automatické vyjednávání o provozních režimech portu . Specifikace 100Base-TX/T4 podporují Autonegotiation, což umožňuje dvěma zařízením PHY automaticky zvolit nejúčinnější režim provozu. Pro tento účel je poskytován protokol vyjednávání režimu, pomocí kterého si port může vybrat nejefektivnější režim dostupný pro oba účastníky burzy.

V současnosti je definováno celkem 5 provozních režimů, které mohou podporovat zařízení PHY TX/T4 na kroucených párech:

10Base-T (2 páry kategorie 3); 10Base-T plně duplexní (2 páry kategorie 3); 100Base-TX (2 páry kategorie 5 nebo STP typ 1); 100Base-TX plně duplexní (2 páry kategorie 5 nebo STP typ 1); 100Base-T4 (4 páry kategorie 3).

Režim 10Base-T má nejnižší prioritu v procesu vyjednávání a režim 100Base-T4 má nejvyšší. Proces vyjednávání nastává, když je zapnut zdroj napájení zařízení, a může být také kdykoli iniciován řídicím zařízením.

Zařízení, které spustilo proces automatického vyjednávání, odešle svému partnerovi speciální dávku pulzů FLP ( Rychle Odkaz Puls prasknout), který obsahuje 8bitové slovo kódující navrhovaný režim interakce, počínaje nejvyšší prioritou podporovanou uzlem.

Pokud partnerský uzel podporuje funkci auto-negotiation a je schopen podporovat navrhovaný režim, pak odpoví svým pulzním pulzem FLP, ve kterém tento režim potvrdí a vyjednávání tím končí. Pokud partnerský uzel podporuje režim s nižší prioritou, pak to uvede v odpovědi a tento režim je vybrán jako pracovní.

Uzel, který podporuje pouze technologii 10Base-T, vysílá testovací impulsy konektivity každých 16 ms a nerozumí požadavku FLP. Uzel, který přijímá pouze impulsy kontinuity linky v reakci na svůj požadavek FLP, chápe, že jeho partner může pracovat pouze pomocí standardu 10Base-T a nastavuje si tento provozní režim.

Plně duplexní provoz . Uzly, které podporují specifikace 100Base FX/TX, mohou také pracovat v plně duplexním režimu. Tento režim nepoužívá metodu přístupu k médiím CSMA/CD a nedochází zde ke kolizi. Plně duplexní provoz je možný pouze při připojení síťového adaptéru k přepínači nebo při přímém připojení přepínačů.

100VG-AnyLAN

Technologie 100VG-AnyLAN se od klasického Ethernetu liší zásadním způsobem. Hlavní rozdíly mezi nimi jsou následující:

použitý způsob přístupu k médiímPoptávka Přednost– prioritní požadavek, která poskytuje výrazně spravedlivější rozdělení šířky pásma sítě ve srovnání s metodou CSMA/CD pro synchronní aplikace; rámce nejsou přenášeny do všech stanic sítě, ale pouze do cílové stanice; síť má vyhrazeného přístupového arbitra - centrální rozbočovač, což výrazně odlišuje tuto technologii od ostatních, které používají algoritmus distribuovaného přístupu; jsou podporovány rámce dvou technologií - Ethernet a Token Ring (odtud název AnyLAN). Zkratka VG znamená Voice-Grade TP - kroucená dvoulinka pro hlasovou telefonii; data jsou přenášena jedním směrem současně po 4 kroucených párech UTP kategorie 3, plný duplex není možný.

Kódování dat využívá logický kód 5B/6B, který poskytuje spektrum signálu v rozsahu až 16 MHz (šířka pásma UTP kategorie 3) při přenosové rychlosti 30 Mbit/s v každém řádku. Jako metoda fyzického kódování byl zvolen kód NRZ.

Síť 100VG-AnyLAN se skládá z centrálního rozbočovače, nazývaného kořenový, a koncových uzlů a dalších rozbočovačů, které jsou k němu připojeny. Jsou povoleny tři úrovně kaskádování. Každý rozbočovač nebo síťový adaptér v této síti lze nakonfigurovat tak, aby provozoval buď rámce Ethernet nebo rámce Token Ring.

Každý hub se cyklicky dotazuje na stav svých portů. Stanice, která si přeje vyslat paket, vyšle speciální signál do hubu, požadující přenos rámce a indikující jeho prioritu. Síť 100VG-AnyLAN používá dvě úrovně priority – nízkou a vysokou. Nízká priorita odpovídá normálním datům (souborová služba, tisková služba atd.) a vysoká priorita časově citlivým datům (jako jsou multimédia).

Priority požadavků mají statické a dynamické složky, tzn. stanice s nízkou úrovní priority, která nemá delší dobu přístup k síti, má vysokou prioritu díky dynamické složce.

Pokud je síť volná, pak rozbočovač umožní uzlu vysílat paket a vyšle všem ostatním uzlům varovný signál o příchodu rámce, načež se uzly musí přepnout do režimu příjmu rámců (přestat odesílat stavové signály) . Po analýze cílové adresy v přijatém paketu pošle rozbočovač paket do cílové stanice. Na konci přenosu rámce vyšle rozbočovač signál nečinnosti a uzly opět začnou vysílat informace o svém stavu. Pokud je síť zaneprázdněná, hub zařadí přijatý požadavek do fronty, která je zpracována v souladu s pořadím, v jakém byly požadavky přijaty, as přihlédnutím k jejich prioritám. Pokud je k portu připojen další rozbočovač, dotazování je pozastaveno, dokud downstream rozbočovač dotazování nedokončí. Rozhodnutí o udělení přístupu k síti činí kořenový koncentrátor po dotazování portů všemi koncentrátory v síti.

Navzdory jednoduchosti této technologie zůstává jedna otázka nejasná: jak hub ví, ke kterému portu je připojena cílová stanice? U všech ostatních technologií tento problém nevznikl, protože rámec byl jednoduše přenesen do všech stanic v síti a cílová stanice, když rozpoznala jeho adresu, zkopírovala přijatý rámec do vyrovnávací paměti.

V technologii 100VG-AnyLAN je tento problém řešen následujícím způsobem - hub zjistí MAC adresu stanice v okamžiku, kdy je fyzicky kabelem připojena k síti. Pokud u jiných technologií postup fyzického připojení určuje konektivitu kabelu (test spojení v technologii 10Base-T), typ portu (technologie FDDI), rychlost portu (automatické vyjednávání ve Fast Ethernet), pak v technologii 100VG-AnyLAN při navazování fyzické připojení, hub zjistí MAC -adresu připojené stanice a uloží ji do své tabulky MAC adres, podobně jako tabulka bridge/switch. Rozdíl mezi rozbočovačem 100VG-AnyLAN a mostem nebo přepínačem je v tom, že nemá vnitřní vyrovnávací paměť snímků. Od síťových stanic tedy přijímá pouze jeden rámec a posílá jej na cílový port. Dokud příjemce nepřijme aktuální rámec, hub nepřijímá nové rámce, takže efekt sdíleného média zůstává zachován. Zlepšuje se pouze zabezpečení sítě, protože... nyní rámce nedosahují cizích portů a je obtížnější je zachytit.

Abstraktní

V současné době se ruský trh cestovního ruchu vyvíjí extrémně nerovnoměrně. Objem výjezdového cestovního ruchu převažuje nad objemem příjezdového a domácího cestovního ruchu.

Program pedagogické praxe (němčina a angličtina): Vzdělávací a metodická příručka pro studenty IV. a V. oborů Filologické fakulty / Komp. Arinicheva L. A., Davydová I. V. Tobolsk: TGSPA im. D. I. Mendeleeva, 2011. 60 s.

Program

Poznámky k přednášce k disciplíně: „ekonomika sítí“ Počet sekcí

Abstraktní

Vznik internetových technologií, které umožňují budovat obchodní vztahy v prostředí internetu, umožňuje hovořit o vzniku nového obrazu ekonomiky, který lze nazvat „síť“ nebo „internetová ekonomika“.

Pozornost je věnována stále populárnější technologii softwarově definované sítí.<...>Samozřejmě je nutné zajistit požadavky na další ukazatele, které pojem definují QoS(kvalita služeb).<...>Zde je popis technologií, jako je ATM, SDH, MPLS-TP,PBB-TE.<...>V příloze návodu je uvedeno stručné shrnutí zásad stavby softwarově definované sítě, které si v poslední době získávají stále větší oblibu.<...>Je uveden popis technologie pro virtualizaci síťových funkcí. NFV(virtualizace síťových funkcí), je uvedeno srovnání SDN A NFV. <...>Fyzický středa převody dat Obecná charakteristika fyz životní prostředí. <...>Fyzický středa převody data (médium) mohou představovat kabel, zemskou atmosféru nebo vesmír.<...> Kabely vyšší Kategorie mít více závitů na jednotku délky.<...> Kabely Kategorie 1 se používají tam, kde jsou požadavky na přenosovou rychlost minimální.<...> Kabely Kategorie 2 kabely byly poprvé použity společností IBM při budování vlastního kabelového systému.<...> Kabely Kategorie 4 jsou mírně vylepšenou verzí kabely Kategorie 3. <...> Vysoká rychlost přenos Bezdrátově založená data jsou popsána v kapitole 7.<...>Volba topologie sítě je nejdůležitější úkol řešený při její výstavbě a je dán požadavky na efektivitu a strukturální spolehlivost. <...>Práce na standardizaci otevřených systémů začaly v roce 1977. V roce 1983 byl navržen referenční standard Modelka VOS- nejobecnější popis struktury tvorby norem.<...> Modelka VOS, který definuje principy vztahu mezi jednotlivými standardy, je základem pro paralelní vývoj více standardů a zajišťuje postupný přechod od stávajících implementací k novým standardům.<...>Odkaz Modelka VOS nedefinuje protokoly a interakční rozhraní, strukturu a vlastnosti fyzických prostředků připojení.<...>Třetí, síť úroveň, provádí směrování<...>

Síťové_technologie_pro_vysokorychlostní_přenos_dat._Návod_návod_pro_univerzity._-_2016_(1).pdf

MDT 621.396.2 BBK 32.884 B90 RECENZENTI: doktor inženýrství. věd, profesor inženýrství. věd, profesor; Doctor Budyldina N.V., Shuvalov V.P. B90 Síťové technologie pro vysokorychlostní přenos dat. Učebnice pro vysoké školy / Ed. Profesor V.P. Shuvalov. – M.: Horká linka – Telecom, 2016. – 342 s.: nemoc. ISBN 978-5-9912-0536-8. V ucelené podobě je prezentována problematika budování infokomunikačních sítí, které zajišťují vysokorychlostní přenos dat. Jsou uvedeny oddíly, které jsou nezbytné pro pochopení toho, jak zajistit přenos nejen vysokou rychlostí, ale také s dalšími ukazateli charakterizujícími kvalitu poskytované služby. Je uveden popis protokolů různých úrovní referenčního modelu interakce otevřených systémů a technologií transportních sítí. Zvažována je problematika přenosu dat v bezdrátových komunikačních sítích a moderních přístupů, které zajišťují přenos velkého množství informací v přijatelných časových úsecích. Pozornost je věnována stále populárnější technologii softwarově definovaných sítí. Pro studenty oboru učební obor „Infokomunikační technologie a komunikační systémy“ s kvalifikací (stupněm) „bakalář“ a „magistr“. Knihu lze využít ke zlepšení dovedností pracovníků v telekomunikacích. BBK 32.884 Budyldina Nadezhda Veniaminovna, Shuvalov Vjačeslav Petrovič Síťové technologie pro vysokorychlostní přenos dat Učebnice pro univerzity Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být reprodukována v žádné formě ani žádnými prostředky bez písemného souhlasu držitele autorských práv © Vědecké a technické nakladatelství "Hot Line - Telecom" LLC www.techbook.ru © N.V. Budyldina, V.P. Shuvalov L. D. G. Nevolin G. Dorosinsky Adresa vydavatele na internetu www.tech b o o k .ru

strana 2

Obsah Úvod. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Odkazy na úvod. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Kapitola 1. Základní pojmy a definice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1. Informace, zpráva, signál. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2. Rychlost přenosu informací. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3. Fyzické médium pro přenos dat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.4. Metody převodu signálu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.5. Metody vícenásobného přístupu k prostředí. . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.6. Telekomunikační sítě. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.7. Organizace práce na standardizaci v oblasti přenosu dat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.8. Referenční model pro interakci otevřených systémů. . . . . . . 47 1.9. Kontrolní otázky. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1.10. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Kapitola 2. Zajištění ukazatelů kvality služeb. . 58 2.1. Kvalita služeb. Obecná ustanovení. . . . . . . . . . . . . . . 58 2.2. Zajištění přesnosti přenosu dat. . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.3. Poskytování ukazatelů spolehlivosti konstrukce. . . . . . . . 78 2.4. QoS směrování. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.5. Kontrolní otázky. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.6. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Kapitola 3. Lokální sítě. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1. LAN protokoly. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.1. Technologie Ethernet (IEEE 802.3). . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.2. Technologie Token Ring (IEEE 802.5). . . . . . . . . . . . . . . 93 3.1.3. Technologie FDDI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.1.4. Fast Ethernet (IEEE 802.3u). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.1.5. Technologie 100VG-AnyLAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.1.6. Vysokorychlostní technologie Gigabit Ethernet. . . . . 102 3.2. Technické prostředky zajišťující fungování vysokorychlostních datových sítí. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.2.1. Náboje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.2.2. Mosty. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.2.3. Spínače. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.2.4. STP protokol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 3.2.5. Směrovače. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.2.6. Brány. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 3.2.7. Virtuální místní síť (VLAN). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Strana 341

342 Obsah 3.3. Kontrolní otázky. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 3.4. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Kapitola 4. Protokoly spojové vrstvy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 4.1. Hlavní úkoly spojové vrstvy, funkce protokolu 138 4.2. Byte orientované protokoly. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 4.3. Bitově orientované protokoly. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.3.1. Protokol HDLC (High-Level Data Link Control). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.3.2. Protokol rámců SLIP (Serial Line Internet Protocol). 152 4.3.3. Protokol PPP (Point-to-Point Protocol). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 4.4. Kontrolní otázky. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 4.5. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Kapitola 5. Protokoly síťové a transportní vrstvy. . . . . . . . 161 5.1. IP protokol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 5.2. protokol IPv6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 5.3. Směrovací protokol RIP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 5.4. Vnitřní směrovací protokol OSPF. . . . . . . . . . . . . . 187 5.5. protokol BGP-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 5.6. Protokol rezervace zdrojů je RSVP. . . . . . . . . . . . . . 203 5.7. Přenosový protokol RTP (Real-Time Transport Protocol). . . . 206 5.8. Protokol DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). . . 211 5.9. protokol LDAP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 5.10. Protokoly ARP, RARP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 5.11. Protokol TCP (Transmission Control Protocol). . . . . . . . . . . . 220 5.12. Protokol UDP (User Datagram Protocol). . . . . . . . . . . . . . . . . 229 5.13. Kontrolní otázky. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 5.14. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Kapitola 6. Transportní IP sítě. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 6.1. ATM technologie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 6.2. Synchronní digitální hierarchie (SDH). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 6.3. Multiprotokolové přepínání štítků. . . . . . . . . . . . . . . 245 6.4. Hierarchie optického transportu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 6.5. Ethernetový model a hierarchie pro transportní sítě. . . . . . 256 6.6. Kontrolní otázky. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 6.7. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Kapitola 7. Bezdrátové technologie pro vysokorychlostní přenos dat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7.1. Technologie Wi-Fi (Wireless Fidelity). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7.2. Technologie WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

Strana 342

343 7.3. Přechod z WiMAX na technologii LTE (LongTermEvolution). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 7.4. Stav a perspektivy vysokorychlostních bezdrátových sítí. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 7.5. Kontrolní otázky. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 7.6. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Kapitola 8. Místo závěru: několik úvah na téma „co je třeba udělat pro zajištění vysokorychlostního přenosu dat v IP sítích“. 279 8.1. Tradiční přenos dat s garantovaným doručením. Problémy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 8.2. Alternativní protokoly přenosu dat s garantovaným doručením. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 8.3. Algoritmus řízení přetížení. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 8.4. Podmínky pro zajištění vysokorychlostního přenosu dat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 8.5. Implicitní problémy při zajišťování vysokorychlostního přenosu dat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 8.6. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 Dodatek 1. Softwarově definované sítě. . . . . . . . . . 302 P.1. Obecná ustanovení. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 P.2. Protokol OpenFlow a přepínač OpenFlow. . . . . . . . . . . . . . 306 P.3. Virtualizace sítě NFV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 S.4. Standardizace PKS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 S.5. SDN v Rusku. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 S.6. Bibliografie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 Termíny a definice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

• Předmluva
• Kapitola 1.
  Historické pozadí rozvoje vysokorychlostních datových sítí
• Kapitola 2.
  Referenční model pro interakci otevřených systémů EMVOS (Open System Interconnection - OSI model)
• Kapitola 3.
  Mezinárodní normalizační organizace
• Kapitola 4.
  Fyzické a logické kódování dat
• Kapitola 5.
  Úzkopásmové a širokopásmové systémy. Multiplexování dat
• Kapitola 6.
  Režimy přenosu dat. Přenosová média
• Kapitola 7.
  Systémy strukturované kabeláže
• Kapitola 8.
  Topologie systému přenosu dat
• Kapitola 9
  Metody přístupu ke kanálu
• Kapitola 10.
  Spínací technologie
• Kapitola 11.
  Komunikace segmentů sítě
• Literatura

Kapitola 5. Úzkopásmové a širokopásmové systémy. Multiplexování dat

Úzkopásmový systém (základní pásmo) používá metodu přenosu digitálního signálu. Přestože digitální signál má široké spektrum a teoreticky zaujímá nekonečné frekvenční pásmo, v praxi je šířka spektra přenášeného signálu určena frekvencemi jeho základních harmonických. Mají hlavní energetický příspěvek k tvorbě signálu. V úzkopásmovém systému se přenos provádí v původním frekvenčním pásmu, nedochází k přenosu spektra signálu do jiných frekvenčních oblastí. V tomto smyslu se systém nazývá úzkopásmový. Signál zabírá téměř celou šířku pásma linky. Pro regeneraci signálu a jeho zesílení v sítích pro přenos dat se používají speciální zařízení - opakovače.

Příkladem implementace úzkopásmového přenosu jsou místní sítě a související specifikace IEEE (například 802.3 nebo 802.5).

Dříve se úzkopásmový přenos z důvodu útlumu signálu používal na vzdálenosti asi 1-2 km přes koaxiální kabely, ale v moderních systémech se díky různým typům kódování a multiplexování signálů a typům kabelových systémů tato omezení posunula zpět na 40 kilometrů nebo více.

Termín širokopásmový přenos byl původně používán v telefonních komunikačních systémech, kde označoval analogový kanál s frekvenčním rozsahem (šířkou pásma) větším než 4 kHz. Aby se ušetřily prostředky při přenosu velkého množství telefonních signálů s frekvenčním pásmem 0,3-3,4 KHz, byla vyvinuta různá schémata pro kompresi (multiplexování) těchto signálů, zajišťující jejich přenos po jednom kabelu.

Ve vysokorychlostních síťových aplikacích širokopásmový přenos znamená, že se k přenosu dat používá spíše analogová nosná než pulzní nosná. Analogicky pojem „širokopásmový internet“ znamená, že používáte kanál s šířkou pásma větší než 128 Kbps (v Evropě) nebo 200 Kbps (v USA). Širokopásmový systém má vysokou propustnost a poskytuje vysokorychlostní přenos dat a multimediálních informací (hlas, video, data). Příkladem jsou sítě ATM, B-ISDN, Frame Relay, sítě kabelového vysílání CATV.

Termín „multiplexování“ se v počítačové technice používá mnoha způsoby. Tím rozumíme kombinaci více komunikačních kanálů v jednom kanálu přenosu dat.

Uveďme si hlavní techniky multiplexování: frekvenční multiplexování (FDM), časové multiplexování - Time Division Multiplexing (TDM) a spektrální nebo vlnové multiplexování (WDM).

WDM se používá pouze v systémech s optickými vlákny. FDM využívá například kabelová televize.

FDM

Při frekvenčním multiplexování je každému kanálu přidělena vlastní analogová nosná. V tomto případě lze v FDM použít jakýkoli typ modulace nebo jejich kombinaci. Například v kabelové televizi poskytuje koaxiální kabel o šířce pásma 500 MHz přenos 80 kanálů po 6 MHz. Každý z těchto kanálů je postupně získáván multiplexováním subkanálů pro přenos zvuku a videa.

TDM

U tohoto typu multiplexování se nízkorychlostní kanály spojují (slučují) do jednoho vysokorychlostního, přes který je přenášen smíšený datový tok vzniklý agregací původních toků. Každému nízkorychlostnímu kanálu je přiřazen vlastní časový úsek (časové období) v rámci cyklu o určité délce. Data jsou reprezentována jako bity, bajty nebo bloky bitů nebo bajtů. Například kanálu A je přiděleno prvních 10 bitů v časovém intervalu dané doby trvání (snímek, rámec), kanálu B je přiděleno dalších 10 bitů atd. Kromě datových bitů obsahuje rámec obslužné bity pro synchronizaci přenosu a další účely. Rámec má přesně definovanou délku, která se obvykle vyjadřuje v bitech (například 193 bitů) a struktuře.

Síťová zařízení, která multiplexují datové toky nízkorychlostních kanálů (přítok, dílčí toky) do společného souhrnného toku (agregátu) pro přenos přes jeden fyzický kanál, se nazývají multiplexery (multiplexory, mux, mux). Zařízení, která rozdělují agregovaný tok na dílčí toky, se nazývají demultiplexory.

Synchronní multiplexory používají pevné rozdělení do časových úseků. Data patřící ke konkrétnímu dílčímu toku mají stejnou délku a jsou přenášena ve stejném časovém slotu v každém multiplexovaném kanálovém rámci. Pokud nejsou informace přenášeny z určitého zařízení, pak jeho časový úsek zůstává prázdný. Statistické multiplexery (statové muxy) řeší tento problém dynamickým přidělováním volného času aktivnímu zařízení.

WDM

WDM používá různé vlnové délky světla k uspořádání každého kanálu. Ve skutečnosti se jedná o speciální typ multiplexování s frekvenčním dělením na velmi vysokých frekvencích. S tímto typem multiplexování pracují vysílací zařízení na různých vlnových délkách (například 820nm a 1300nm). Paprsky jsou pak kombinovány a přenášeny přes jediný optický kabel. Přijímací zařízení odděluje vysílání podle vlnové délky a směruje paprsky do různých přijímačů. Pro sloučení/oddělení kanálů podle vlnové délky se používají speciální zařízení - spojky. Níže je uveden příklad takového multiplexování.

Obr.5.1. WDM multiplexování

Mezi hlavními návrhy spojek se rozlišuje mezi odraznými spojkami a středově symetrickými reflexními spojkami (SCR). Reflexní spojky jsou malé kousky skla „zkroucené“ uprostřed ve tvaru hvězdy. Počet výstupních paprsků odpovídá počtu spojovacích portů. A počet portů určuje počet zařízení vysílající na různých vlnových délkách. Níže jsou uvedeny dva typy reflexních spojek.

Obr.5.2. Vysílací hvězda

Obr.5.3. odrážející hvězda

Středově symetrická odrazová spojka využívá světlo odražené od kulového zrcadla. V tomto případě je přicházející paprsek rozdělen na dva paprsky symetricky ke středu ohybu zrcadlové koule. Při otáčení zrcadla se mění poloha ohybu koule a podle toho i dráha odraženého paprsku. Můžete přidat třetí optický kabel a přesměrovat odražený paprsek na jiný port. Na této myšlence je založena implementace WDM multiplexerů a přepínačů z optických vláken.

Obr.5.4. Středově symetrická reflexní spojka

Optické multiplexory lze realizovat nejen pomocí CSR vazebních členů, ale také pomocí reflexních filtrů a difrakčních mřížek. Nejsou zahrnuty v tomto tutoriálu.

Hlavní faktory, které určují schopnosti různých implementací, jsou interference a separace kanálů. Množství přeslechů určuje, jak dobře jsou kanály odděleny, a například ukazuje, jak velká část výkonu 820nm paprsku skončila na 1300nm portu. Snímání 20 dB znamená, že 1 % signálu se objevilo na nezamýšleném portu. Aby bylo zajištěno spolehlivé oddělení signálů, musí být vlnové délky rozmístěny „na šířku“. Je obtížné rozpoznat blízké vlnové délky, jako je 1290 a 1310 nm. Obvykle se používají 4 schémata multiplexování: 850/1300, 1300/1550, 1480/1550 a 985/1550 nm. Dosud nejlepší charakteristiky byly zjištěny u spojek CSR se systémem zrcadel, například dvěma (obr. 5.5).

Obr.5.5. SCR spojka se dvěma zrcátky

Technologie WDM, která je jedním ze tří typů multiplexování s dělením vlnových délek, zaujímá střední pozici z hlediska účinnosti spektra. Systémy WDM kombinují spektrální kanály, jejichž vlnové délky se od sebe liší o 10 nm. Nejproduktivnější technologií je DWDM (Dense WDM). Zahrnuje kombinování kanálů vzdálených napříč spektrem o ne více než 1 nm a v některých systémech dokonce o 0,1 nm. Kvůli této husté distribuci signálů napříč spektrem jsou náklady na zařízení DWDM obvykle velmi vysoké. Spektrální zdroje jsou nejméně efektivně využívány v nových systémech založených na technologii CWDM (Coarse WDM, sparse WDM systems). Zde jsou spektrální kanály odděleny minimálně 20 nm (v některých případech tato hodnota dosahuje 35 nm). Systémy CWDM se obvykle používají v sítích metra a LAN, kde je důležitým faktorem nízká cena zařízení a kde je vyžadováno 8–16 kanálů WDM. Zařízení CWDM není omezeno na jednu část spektra a může pracovat v rozsahu od 1300 do 1600 nm, zatímco zařízení DWDM je vázáno na užší rozsah 1530 až 1565 nm.

závěry

Úzkopásmový systém je přenosový systém v původním frekvenčním pásmu využívající digitální signály. Pro přenos několika úzkopásmových kanálů v jednom širokopásmovém kanálu používají moderní přenosové systémy po měděných kabelech časové multiplexování TDM. Optické systémy využívají WDM multiplexování vlnových délek.

dodatečné informace

Kontrolní otázky

• Zařízení, ve kterém jsou všechny příchozí informační toky sloučeny do jednoho výstupního rozhraní, plní následující funkce:
  • přepínač
  • opakovač
  • multiplexer
  • demultiplexor
• Deset signálů, z nichž každý vyžaduje šířku pásma 4000 Hz, je multiplexováno do jednoho kanálu pomocí FDM. Jaká by měla být minimální šířka pásma multiplexovaného kanálu se šířkou ochranného intervalu 400 Hz?
  • 40800 Hz
  • 44000 Hz
  • 4800 Hz
  • 43600 Hz