Nye ytelseskrav nettverk kravene til moderne applikasjoner, som multimedia, distribuert databehandling og elektroniske transaksjonsbehandlingssystemer, skaper et presserende behov for å utvide de relevante standardene.

Den vanlige ti-megabit Ethernet, som har inntatt en dominerende posisjon i lang tid, i det minste sett fra Russland, blir aktivt erstattet av mer moderne og betydelig mer raske teknologier Data overføring.

På markedet høy hastighet(mer enn 100 Mbit/s) nettverk, for et par år siden bare representert av FDDI-nettverk, tilbys i dag omtrent et dusin forskjellige teknologier, både utvikler eksisterende standarder og basert på konseptuelt nye. Blant dem bør spesielt nevnes:

· God gammel fiberoptikk FDDI-grensesnitt, samt dens utvidede versjon, FDDI II, spesielt tilpasset for arbeid med multimedieinformasjon, og CDDI, som implementerer FDDI på kobberkabler. Alle versjoner FDDI støtte dataoverføringshastighet på 100 Mbit/s.

· 100Base X Ethernet, som er en høyhastighets Ethernet med multitilgang blant og kollisjonsdeteksjon. Denne teknologien er en omfattende utvikling av IEEE802.3-standarden.

· 100Base VG AnyLAN, ny konstruksjonsteknologi lokale nettverk, som støtter dataformater Ethernet og Token Ring med en overføringshastighet på 100 Mbit/s over standard tvunnet par og fiberoptikk.

· Gigabit Ethernet. Fortsatt utvikling av nettverk Ethernet og Fast Ethernet.

· minibank, en dataoverføringsteknologi som fungerer både på eksisterende kabelutstyr og på spesielle optiske kommunikasjonslinjer. Støtter utvekslingshastigheter fra 25 til 622 Mbit/s med utsikter til å øke til 2.488 Gbit/s.

· Fiberkanal, en fysisk svitsjingsfiberoptisk teknologi designet for applikasjoner som krever ultrahøye hastigheter. Landemerker - cluster computing, organisering av interaksjon mellom superdatamaskiner og høyhastighetslagringsarrayer, støtte for tilkoblinger som en arbeidsstasjon - en superdatamaskin. Deklarerte utvekslingshastigheter varierer fra 133 Mbit til gigabit per sekund (og enda mer).

Konturene av teknologien er fristende, men langt fra klare. FFOL (FDDI Følg på LAN), initiativer ANSI, designet for å erstatte i fremtiden FDDI med et nytt ytelsesnivå på 2,4 GB/sek.

minibank

minibank- barn av telefonselskaper. Denne teknologien ble ikke utviklet med datanettverk i tankene. minibank radikalt forskjellig fra konvensjonelle nettverksteknologier. Den grunnleggende overføringsenheten i denne standarden er cellen, i motsetning til den vanlige pakken. Cellen inneholder 48 byte med data og 5 byte med overskrift. Dette er delvis for å sikre svært lav overføringsforsinkelse. multimediedata. (Faktisk var cellestørrelsen et kompromiss mellom amerikanske telefonselskaper, som foretrekker en cellestørrelse på 64 byte, og europeiske telefonselskaper som foretrekker 32 byte).

Enheter minibank etablere kommunikasjon med hverandre og overføre data via virtuelle kommunikasjonskanaler, som kan være midlertidige eller permanente. En permanent kommunikasjonskanal er veien for overføring av informasjon. Den forblir alltid åpen uavhengig av trafikk. Midlertidige kanaler opprettes på forespørsel og stenges så snart dataoverføringen avsluttes.

Fra begynnelsen minibank ble designet som et byttesystem som bruker virtuelle kommunikasjonskanaler som gir et forhåndsspesifisert servicekvalitetsnivå (Quality of Service - QoS) og støtter konstante eller variable dataoverføringshastigheter. QoS-modellen lar applikasjoner be om en garantert overføringshastighet mellom en destinasjon og en kilde, uavhengig av kompleksiteten til banen mellom dem. Hver minibank- en bryter, som kommuniserer med en annen, velger en vei som garanterer hastigheten som kreves av applikasjonen.

Dersom systemet ikke kan tilfredsstille forespørselen, rapporterer det dette til applikasjonen. Riktignok har eksisterende dataoverføringsprotokoller og applikasjoner ikke noe konsept for QoS, så dette er en annen flott funksjon som ingen bruker.

På grunn av tilstedeværelsen av slike gunstige egenskaper minibank Ingen er overrasket over det generelle ønsket om å fortsette å forbedre denne standarden. Men så langt er eksisterende maskinvareimplementeringer ganske begrenset av den opprinnelige tilnærmingen, som fokuserte på andre, ikke-datamaskinoppgaver.

For eksempel, minibank har ikke et innebygd kringkastingsvarslingssystem (dette er typisk for minibank, det er en idé, men det er ingen standard). Og selv om kringkastede meldinger er en konstant hodepine for enhver administrator, er de i noen tilfeller ganske enkelt nødvendige. En klient som leter etter en server skal kunne sende ut en melding "Hvor er serveren?" og deretter, etter å ha mottatt et svar, sende sine forespørsler direkte til ønsket adresse.

Forum minibank spesifikt utviklet spesifikasjoner for nettverksemulering - LAN emulering (LANE). LANE snur punkt til punkt orientert minibank nettverk til et normalt, hvor klienter og servere ser det som et vanlig kringkastingsnettverk som bruker IP-protokoll(og snart IPX). LANE består av fire forskjellige protokoller: Server Configuration Protocol ( LAN-- LECS), serverprotokoll ( LAN-emuleringsserver - LES), generell kringkastingsprotokoll og ukjent server ( Kringkasting og ukjent server - BUS) og klientprotokoll ( LAN-emuleringsklient - LEC).

Når klienten bruker LANE prøver å koble til nettverket minibank, så bruker den først protokollen LECS. Fordi det minibank støtter ikke kringkastingsmeldinger, forum minibank tildelt en spesiell adresse LECS, som ingen andre bruker lenger. Ved å sende en melding til denne adressen, mottar klienten adressen som tilsvarer den LES. Nivå LES gir de nødvendige funksjonene ELAN (emulert LAN). Med deres hjelp kan klienten få adressen BUSS-tjeneste og send ham en melding "en slik og slik klient har koblet seg til", slik at da BUSS nivået kunne, ved mottak av meldinger, videresende det til alle registrerte klienter.

For å bruke minibank protokoller må brukes L.E.C.. L.E.C. fungerer som en omformer og emulerer den normale nettverkstopologien som IP innebærer. Fordi det LANE bare modeller Ethernet, så kan det eliminere noen gamle teknologiske feil. Hver ELAN kan bruke forskjellige pakkestørrelser. ELAN, som betjener stasjoner tilkoblet ved hjelp av vanlig Ethernet, bruker 1516 byte-pakker, mens ELAN gir kommunikasjon mellom servere kan sende pakker på 9180 byte. Det hele er kontrollert L.E.C..

L.E.C. fanger opp kringkastingsmeldinger og sender dem BUSS. Når BUSS mottar en slik melding, sender den en kopi av den til hver registrerte L.E.C.. Samtidig, før du sender kopier, konverterer den pakken tilbake til Ethernet-form, som indikerer kringkastingsadressen i stedet for adressen din.

Cellestørrelsen på 48 byte pluss en fem-byte header betyr at kun 90,5 % av båndbredden brukes på å overføre nyttig informasjon. Dermed er den reelle dataoverføringshastigheten kun 140 Mbit/s. Og dette tar ikke hensyn til overheadkostnadene ved å etablere kommunikasjon og andre tjenesteinteraksjoner mellom forskjellige protokollnivåer - BUSS og LECS.

minibank- kompleks teknologi og så langt er bruken begrenset LANE. Alt dette hindrer i stor grad den utbredte bruken av denne standarden. Riktignok er det et rimelig håp om at det faktisk vil bli brukt når det dukker opp applikasjoner som kan dra nytte av minibank direkte.

minibank- denne forkortelsen kan betegne asynkron dataoverføringsteknologi ( Asynkron overføringsmodus), ikke bare Adobe Type Manager eller Minibank, som kan virke mer kjent for mange. Denne teknologien for å bygge høyhastighets datanettverk med pakkesvitsj er preget av unik skalerbarhet fra små lokale nettverk med utvekslingshastigheter på 25-50 Mbit/sek til transkontinentale nettverk.

Overføringsmediet er enten tvunnet par (opptil 155 Mbit/s) eller optisk fiber.

minibanker en utvikling STM (Synchronous Transfer Mode)), teknologi for overføring av pakkedata og tale over lange avstander, tradisjonelt brukt til å bygge telekommunikasjonsmotorveier og telefonnettverk. Derfor vil vi først og fremst vurdere STM.

STM-modell

STMer en tilkoblingssvitsjet nettverksmekanisme der en tilkobling etableres før dataoverføring begynner og avsluttes etter at den er fullført. Dermed henter og holder kommuniserende noder kanalen til de anser det nødvendig å koble fra, uavhengig av om de overfører data eller forblir stille.

Data i STM overføres ved å dele hele kanalbåndbredden i grunnleggende overføringselementer kalt tidskanaler eller spor. Sporene er kombinert til et bur som inneholder et fast antall kanaler, nummerert fra 1 til N. Hvert spor er tildelt en forbindelse. Hvert av klippene (det kan også være flere av dem - fra 1 til M) definerer sitt eget sett med tilkoblinger. Klippet gir sine spor for å etablere en forbindelse med periode T. Det er garantert at det nødvendige klippet vil være tilgjengelig i denne perioden. Parametrene N, M og T bestemmes av de relevante standardiseringskomiteene og er forskjellige i Amerika og Europa.

Innenfor kanalen STM hver tilkobling er knyttet til et fast spornummer i en bestemt holder. Når et spor er fanget, forblir det til disposisjon for forbindelsen i hele levetiden til den forbindelsen.

Er det ikke litt som en togstasjon hvorfra et tog går i en bestemt retning med periode T? Hvis det blant passasjerene er noen som dette toget passer for, tar han et tomt sete. Hvis det ikke er en slik passasjer, forblir setet tomt og kan ikke okkuperes av noen andre. Naturligvis går kapasiteten til en slik kanal tapt, og det er umulig å utføre alle potensielle tilkoblinger (M*N) samtidig.

Overgang til minibank

Søknadsstudier fiberoptiske kanaler på transoceaniske og transkontinentale skalaer har avdekket en rekke trekk ved dataoverføring av forskjellige typer. I moderne kommunikasjon kan to typer forespørsler skilles:

Overføring av data som er motstandsdyktig mot enkelte tap, men som er kritiske for mulige forsinkelser (for eksempel høyoppløselige TV-signaler og lydinformasjon);

Overføring av data som ikke er veldig kritisk for forsinkelser, men som ikke tillater tap av informasjon (denne typen overføring refererer som regel til datamaskin-til-datamaskin-utveksling).

Overføringen av heterogene data resulterer i periodisk forekomst av tjenesteforespørsler som krever høy båndbredde, men lav overføringstid. En node krever noen ganger topp kanalytelse, men dette skjer relativt sjelden, og tar for eksempel en tidel av tiden. For denne typen kanal er en av ti mulige tilkoblinger implementert, noe som naturligvis reduserer effektiviteten ved bruk av kanalen. Det ville vært flott om det var mulig å overføre en midlertidig ubrukt spilleautomat til en annen abonnent. Akk, innenfor rammen av modellen STM dette er umulig.

Modell minibank ble vedtatt samtidig AT&T og flere europeiske telefongiganter. (Dette kan forresten føre til fremveksten av to spesifikasjonsstandarder samtidig minibank.)

Hovedideen var at det ikke er behov for en streng samsvar mellom forbindelsen og spornummeret. Det er nok å overføre tilkoblingsidentifikatoren sammen med dataene til et hvilket som helst ledig spor, samtidig som pakken gjøres så liten at tapet lett kan fylles opp i tilfelle tap. Alt dette ser mye ut som pakkesvitsjing og kalles til og med noe lignende: "rask veksling av korte pakker med fast lengde." Korte pakker er svært attraktive for telefonselskaper som ønsker å bevare analoge linjer STM.

på nett minibank to noder finner hverandre ved å bruke den "virtuelle tilkoblingsidentifikatoren" ( Virtual Circuit Identifier - VCI), brukt i stedet for spor- og klippnumre i modellen STM. Den raske pakken sendes til samme spor som før, men uten noen indikasjon eller identifikator.

Statistisk multipleksing

Rask pakkeveksling løser problemet med ubrukte spor ved statistisk multipleksing av flere forbindelser på en enkelt lenke i henhold til trafikkparameterne deres. Med andre ord, hvis et stort antall forbindelser er sprengte (forholdet mellom topp og gjennomsnittlig aktivitet er 10 eller mer til 1), er håpet at aktivitetstoppene til forskjellige forbindelser ikke vil sammenfalle for ofte. Hvis det er en match, blir en av pakkene bufret til ledige spor blir tilgjengelige. Denne metoden for å organisere tilkoblinger med riktig valgte parametere lar deg laste kanaler effektivt. Statistisk multipleksing, ikke mulig i STM, og er den største fordelen minibank.

Typer ATM-nettverksbrukergrensesnitt

Først av alt er dette et grensesnitt fokusert på å koble til lokale nettverk som driver datarammer (familier IEEE 802.x og FDDI). I dette tilfellet må grensesnittutstyret oversette lokale nettverksrammer til nettverksoverføringselementet minibank fungerer som en global ryggrad som forbinder to segmenter av det lokale nettverket som er betydelig fjernt fra hverandre.

Et alternativ kan være et grensesnitt designet for å betjene endenoder som direkte driver dataformater minibank. Denne tilnærmingen gjør det mulig å øke effektiviteten til nettverk som krever betydelige mengder dataoverføring. For å koble sluttbrukere til et slikt nettverk, brukes spesielle multipleksere.

For å administrere et slikt nettverk, kjører hver enhet en bestemt "agent" som støtter behandling av administrative meldinger, administrasjon av tilkoblinger og behandling av data fra den tilsvarende administrasjonsprotokollen.

ATM-dataformat

Plastpose minibank fastsettes av en spesiell underkomité ANSI, må inneholde 53 byte.

5 byte er okkupert av overskriften, de resterende 48 er innholdet i pakken. Overskriften inneholder 24 biter for identifikatoren. VCI, 8 bits er kontrollbiter, de resterende 8 bitene er reservert for kontrollsummen. Av innholdsdelens 48 byte kan 4 bytes tildeles et spesielt tilpasningslag minibank, og 44 - faktisk for dataene. Tilpasningsbyte lar korte pakker kombineres minibank inn i større enheter, for eksempel rammer Ethernet. Kontrollfeltet inneholder tjenesteinformasjon om pakken.

ATM-protokolllag

Plass minibank i en syv-nivå modell ISO- et sted rundt dataoverføringsnivået. Det er sant at det er umulig å etablere en nøyaktig korrespondanse, siden minibank selv tar for seg samspillet mellom noder, kontroll av passasje og ruting, og dette gjøres på nivå med klargjøring og overføring av pakker minibank. Imidlertid nøyaktig korrespondanse og posisjon minibank i modellen ISO ikke så viktig.Enda viktigere, forstå hvordan du samhandler med eksisterende nettverk TCP/IP og i OS Funksjoner med applikasjoner som krever direkte interaksjon med nettverket.

Applikasjoner som har et direkte grensesnitt minibank, fordelene som tilbys av et homogent nettverksmiljø er tilgjengelige minibank.

Hovedbelastningen plasseres på nivået "Virtuell tilkoblingsadministrasjon". minibank", dekrypterer spesifikke overskrifter minibank, som etablerer og bryter tilkoblinger, utfører demultipleksing og utfører handlingene som kreves av den av kontrollprotokollen.

Fysisk lag

Selv om det fysiske laget ikke er en del av spesifikasjonen minibank, blir det tatt hensyn til av mange standardiseringskomiteer. I utgangspunktet anses det fysiske laget å være en spesifikasjon SONETT (Synkront optisk nettverk) er en internasjonal standard for høyhastighets dataoverføring. Fire typer standard valutakurser er definert: 51, 155, 622 og 2400 Mbit/s, tilsvarende det internasjonale hierarkiet for digital synkron overføring ( Synkront digitalt hierarki - SDH). SDH spesifiserer hvordan data fragmenteres og overføres synkront over fiberoptiske lenker uten å kreve synkronisering av kanalene og klokkehastighetene til alle noder som er involvert i dataoverførings- og gjenopprettingsprosessen.

Dataflytkontroll

På grunn av høy nettverksytelse minibank mekanisme som tradisjonelt brukes i nettverk TSR, passer ikke. Hvis overføringskontroll ble tildelt tilbakemelding, ville det i løpet av tiden til tilbakemeldingssignalet, etter å ha ventet på at kanalen ble tildelt og gått gjennom alle stadier av konvertering, når kilden, ha tid til å overføre flere megabyte til kanalen, ikke bare forårsaker overbelastningen, men muligens blokkerer kilden til overbelastning fullstendig.

De fleste standardorganisasjoner er enige om behovet for en helhetlig tilnærming for å bestå inspeksjon. Dens essens er dette: kontrollsignaler genereres når data passerer gjennom en hvilken som helst del av kjeden og behandles ved en hvilken som helst nærmeste sendernode. Etter å ha mottatt det tilsvarende signalet, kan brukergrensesnittet velge hva som skal gjøres - redusere overføringshastigheten eller informere brukeren om at et overløp har oppstått.

I utgangspunktet ideen om trafikkkontroll i nettverk minibank kommer ned til å påvirke det lokale segmentet uten å påvirke segmenter som gjør det bra og oppnå maksimal gjennomstrømming der det er mulig.

Brukergrensesnittprotokollstabel i TCP/IP	Direkte minibankgrensesnitt
Data	Applikasjon som analyserer data
	OS-applikasjonsgrensesnitt
	Administrere virtuelle ATM-tilkoblinger
ATM-applikasjonslag
Datanivå	ATM grensesnitt driver
Fysisk lag (SONET)

100VG-AnyLAN

I juli 1993, etter initiativ fra bedrifter AT&T Og Hewlett Packard en ny komité ble organisert IEEE 802.12, designet for å standardisere ny teknologi 100BaseVG. Denne teknologien var en høyhastighetsforlengelse av standarden IEEE 802.3(også kjent som 100BaseT, eller Ethernet på tvunnet par).

I september selskapet IBM foreslått å kombinere støtte i den nye standarden Ethernet Og Token Ring. Navnet på den nye teknologien har også endret seg - 100VG-AnyLAN.

Teknologien må støtte både eksisterende nettverksapplikasjoner og nyopprettede. Dette oppnås ved samtidig støtte for datarammeformater og Ethernet, og Token Ring, som sikrer transparensen til nettverk bygget ved hjelp av ny teknologi for eksisterende programmer.

I en tid nå har tvunnet par kabler erstattet koaksialkabler overalt. Fordelene er større mobilitet og pålitelighet, lave kostnader og enklere nettverksadministrasjon. Prosessen med å bytte ut koaksialkabler er også i gang her. Standard 100VG-AnyLAN er fokusert både på tvunnet par (ethvert eksisterende kabelsystem er egnet for bruk) og på fiberoptiske linjer som tillater en betydelig avstand mellom abonnenter. Bruk av optisk fiber påvirker imidlertid ikke utvekslingshastigheten.

Topologi

Fordi det 100VG designet for å erstatte Ethernet og Token Ring, støtter den topologiene som brukes for disse nettverkene (henholdsvis logisk vanlig buss og token ring). Fysisk topologi er en stjerne, løkker eller grener er ikke tillatt.

Med kaskadekobling nav Bare én kommunikasjonslinje er tillatt mellom dem. Dannelsen av sikkerhetskopilinjer er bare mulig hvis nøyaktig en er aktiv til enhver tid.

Standarden sørger for opptil 1024 noder i ett nettverkssegment, men på grunn av redusert nettverksytelse er det reelle maksimumet mer beskjedent – ​​250 noder. Lignende hensyn bestemmer den maksimale avstanden mellom de fjerneste nodene - to og en halv kilometer.

Dessverre tillater ikke standarden kombinasjonen i ett segment av systemer som samtidig bruker formater Ethernet og Token Ring. For slike nettverk er det spesielle 100VG-AnyLAN broer Token Ring-Ethernet. Men i tilfelle konfigurasjon 100VG-Ethernet segmentet Ethernet med normal overføringshastighet (10 Mbit/s) kan kobles til ved hjelp av en enkel hastighetsomformer.

Utstyr

Overføringsmedier . Til 100Base-T Ethernet Det brukes kabler som inneholder fire uskjermede tvunnede par. Ett par brukes til å overføre data, ett par brukes til å løse konflikter; de to gjenværende parene brukes ikke. Åpenbart vil overføring av data på alle fire parene gi deg en firedobbel gevinst. Bytte ut standard "Manchester"-koden med en mer effektiv - 5B6B NRZ- gir forsterkningen nesten dobbelt så mye (på grunn av overføring av to databiter i en klokkesyklus). Dermed, med bare en liten økning i bærefrekvensen (ca. 20%), øker ytelsen til kommunikasjonslinjen tidoblet. Når du arbeider med skjermede kabler typisk for nettverk Token Ring, to tvunnet par brukes, men med dobbelt frekvens (på grunn av at kabelen er skjermet). Ved overføring over en slik kabel brukes hvert par som en fast ensrettet kanal. Ett par bærer inndata, det andre bærer utdata. Standardavstanden til noder der overføringsparametere er garantert er 100 meter for par i tredje og fjerde kategori og 200 meter for femte.

Fiberoptiske par kan brukes. Takket være denne transportøren øker den tilbakelagte distansen til to kilometer. Som med skjermet kabel brukes en toveis tilkobling.

Huber 100VGkan kobles i kaskade, noe som sikrer maksimal avstand mellom noder i ett segment på uskjermede kabler på inntil 2,5 kilometer.

Huber . Hovedaktøren i å bygge nettverket 100VG-AnyLAN er hub(eller nav). Alle nettverksenheter, uavhengig av formål, er koblet til nav. Det er to typer tilkoblinger: for opplink og nedlink. Med "opp"-forbindelse mener vi forbindelse med hub høyere nivå. "Ned" er en tilkobling til endenoder og huber på lavere nivå (én port for hver enhet eller hub).

For å beskytte data mot uautorisert tilgang, implementeres to driftsmoduser for hver port: konfidensiell og offentlig. I konfidensiell modus mottar hver port kun meldinger adressert direkte til den, i offentlig modus - alle meldinger. Vanligvis brukes offentlig modus for å koble sammen broer og rutere, samt ulike typer diagnoseutstyr.

For å forbedre systemytelsen blir data adressert til en spesifikk node kun overført til den. Data beregnet for kringkasting bufres til slutten av overføringen og sendes deretter til alle abonnenter.

100VG-AnyLAN og OSI-modell

I den tiltenkte standarden IEEE 802.12, 100VG-AnyLAN bestemt på dataoverføringsnivå (2. nivå av syv-nivåmodellen ISO) og på det fysiske nivået (1. nivå ISO).

Dataoverføringsnivået er delt inn i to undernivåer: logisk tilkoblingskontroll ( LLC - Logisk koblingskontroll) og medietilgangskontroll ( MAC - Medium Access Control).

Standard OSI Datalinklaget er ansvarlig for å sikre pålitelig dataoverføring mellom to nettverksnoder. Ved å motta en pakke for overføring fra et høyere nettverkslag, knytter datalinklaget mottaker- og kildeadressene til denne pakken, danner et sett med rammer for overføring fra den, og gir redundansen som er nødvendig for feildeteksjon og korrigering. Datalinklaget gir støtte for rammeformater Ethernet og Token Ring.

Øvre undernivå - logisk tilkoblingskontroll - gir dataoverføringsmoduser både med og uten forbindelsesetablering.

Lavere undernivå - medietilgangskontroll - under overføring, sikrer den endelige dannelsen av overføringsrammen i samsvar med protokollen implementert i dette segmentet ( IEEE 802.3 eller 802.5). Hvis vi snakker om å motta en pakke, bestemmer underlaget korrespondansen til adressen, sjekker sjekksummen og bestemmer overføringsfeil.

Logisk sett MAC-Underlaget kan deles inn i tre hovedkomponenter: forespørselsprioritetsprotokollen, tilkoblingstestsystemet og overføringsrammeforberedelsessystemet.

Request Priority Protocol - Demand Priority Protocol (DPP)- tolket av standarden 100VG-AnyLAN som en integrert del MAC underlag. DPP bestemmer rekkefølgen som forespørsler behandles og tilkoblinger opprettes i.

Når en endenode er klar til å sende en pakke, sender den en normal eller høy prioritet forespørsel til huben. Hvis noden ikke har noe å sende, sender den et "gratis" signal. Hvis noden ikke er aktiv (for eksempel datamaskinen er slått av), sender den naturligvis ikke noe. Når det gjelder en kaskadeforbindelse av huber, når en overføringsnode ber om en forespørsel fra en hub på lavere nivå, kringkaster sistnevnte forespørselen "opp".

Hubsyklisk avstemninger havner for å fastslå deres beredskap for overføring. Hvis flere noder er klare til å sende samtidig, analyserer huben deres forespørsler basert på to kriterier - prioriteten til forespørselen og det fysiske nummeret til porten som den overførende noden er koblet til.

Høyprioriterte forespørsler behandles naturligvis først. Slike prioriteringer brukes av applikasjoner som er kritiske for responstid, for eksempel multimediesystemer i fullformat. Nettverksadministratoren kan knytte dedikerte porter med høye prioriteter. For å unngå ytelsestap introduseres en spesiell mekanisme som forhindrer at alle forespørsler som kommer fra én node blir tildelt høy prioritet. Flere høyprioriterte forespørsler som gjøres samtidig, behandles i henhold til den fysiske portadressen.

Etter at alle forespørsler med høy prioritet er behandlet, behandles vanlige forespørsler om prioritet i den rekkefølgen som også bestemmes av den fysiske portadressen. For å sikre garantert responstid gis en normal forespørsel som har ventet 200-300 millisekunder høy prioritet.

Ved polling av en port som en hub på lavere nivå er koblet til, startes polling av portene, og først etter det gjenopptas polling av porter på høyere nivå. hub. Dermed blir alle endenoder pollet sekvensielt, uavhengig av hub-nivået de er koblet til.

Tilkoblingstestingssystem . Ved testing av tilkoblinger kan stasjonen og dens hub utveksle spesielle testpakker. Samtidig får alle andre huber et varsel om at testing foregår et sted i nettverket. I tillegg til å bekrefte tilkoblinger, kan du få informasjon om hvilke typer enheter som er koblet til nettverket ( nav, broer, gatewayer og endenoder), deres driftsmåter og adresser.

Tilkoblinger testes hver gang en node initialiseres og hver gang et spesifisert overføringsfeilnivå overskrides. Å teste forbindelser mellom huber ligner på å teste endenodeforbindelser.

Klargjøring av overføringsrammen . Før data overføres til det fysiske laget, er det nødvendig å supplere det med en tjenesteoverskrift og avslutning, inkludert å fylle ut datafeltet (om nødvendig), abonnentadresser og kontrollsekvenser.

100VG-AnyLAN overføringsramme

Tiltenkt standard IEEE-802.12 støtter tre typer datarammeformater: IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.5 (Token Ring) og et spesielt format for tilkoblingstesting rammer IEEE 802.3.

Standarden begrenser tillatt nettverksbygging ved å forby bruk av forskjellige rammeformater innenfor samme nettverkssegment. Hvert segment kan kun støtte en logisk standard, og for å bygge heterogene nettverk er bruk av spesielle broer foreskrevet.

Dataoverføringsrekkefølge for formater Ethernet og Token Ring er den samme (den mest signifikante byten overføres først, den minst signifikante byten sist). Den eneste forskjellen er rekkefølgen på bitene i bytene: i formatet Ethernet De minst signifikante bitene sendes først, og Token Ring- seniorer.

Ramme Ethernet (IEEE 802.3) må inneholde følgende felt:

D.A.- pakkemottakeradresse (6 byte);

S.A.

L- datalengdeindikator (2 byte);

brukerdata og plassholdere;

FCS- kontrollsekvens.

Ramme Token Ring (IEEE 802.5) inneholder flere felt. Noen av dem er protokoller 100VG-AnyLAN brukes ikke, men lagres kun for å sikre datakompatibilitet med 4 og 16 Mbit/s segmenter (når de utveksles gjennom de riktige broene):

AC- tilgangskontrollfelt (1 byte, ikke brukt);

F.C.- rammekontrollfelt (1 byte, ikke brukt);

D.A.- mottakeradresse (6 byte);

S.A.- avsenderadresse (6 byte);

R.I.- ruterinformasjonsfelt (0-30 byte);

informasjonsfelt;

FCS- sjekk sekvens (4 byte).

Fysisk lag av 100VG-AnyLAN-nettverk

I modellen ISO Det fysiske laget er ansvarlig for den direkte prosessen med å overføre databiter fra en node til en annen. Koblinger, kabler, signalnivåer, frekvenser og andre fysiske egenskaper er beskrevet av dette nivået.

Som en elektrisk standard for dataoverføring bestemte utviklerne seg for å gå tilbake til den velkjente metoden for direkte to-nivå koding ( NRZ-kode), hvor et høyt signalnivå tilsvarer et logisk, og et lavt signalnivå tilsvarer en logisk null. En gang i tiden, i begynnelsen av epoken med digital dataoverføring, ble denne metoden forlatt. Dette var hovedsakelig på grunn av synkroniseringsvansker og skjedde til tross for større tetthet av informasjon per klokkesyklus av bærefrekvensen - to biter per klokkesyklus.

Bruker kodingen 5B6B, som forhåndsbestemmer et likt antall nuller og enere i de overførte dataene, lar deg oppnå tilstrekkelig synkronisering. Selv tilstedeværelsen av tre biter på samme nivå på rad (og flere av dem er forbudt ved koding og tolkes som en feil) har ikke tid til å føre til desynkronisering av sender og mottaker.

Dermed, med en koderedundans på 20 %, dobles kanalkapasiteten. Ved en klokkefrekvens på 30 MHz overføres 25 Mbit/s med originaldata over ett par; det totale overføringsvolumet over fire par av en kabel er 100 Mbit/s.

Håndtere dataoverføring i nettverk

Nettverk bygget på uskjermede tvunnet-par-kabler bruker alle fire kabelpar og kan operere i både full-dupleks (for overføring av kontrollsignaler) og halv-dupleks-modus, når alle fire parene brukes til å overføre data i én retning.

I skjermede par- eller fiberoptiske nettverk implementeres to ensrettede kanaler: en for eksempel, den andre for overføring. Mottak og overføring data kan utføres samtidig.

I nettverk som bruker optisk fiber eller skjermede par, skjer dataoverføring på lignende måte. Små forskjeller bestemmes av tilstedeværelsen av kanaler som konstant opererer i begge retninger. En node kan for eksempel motta en pakke og samtidig sende en tjenesteforespørsel.

Fort Ethernet

Ethernet, til tross for all suksess, har aldri vært elegant. Nettverkskort har bare et rudimentært begrep om intelligens. De sender faktisk pakken først og ser deretter om noen andre sendte data samtidig. Noen sammenlignet Ethernet med et samfunn der folk bare kan kommunisere med hverandre når alle roper samtidig.

Som sin forgjenger, Rask Ethernet bruker dataoverføringsmetode CSMACD (Carrier Sense Multiple Access med kollisjonsdeteksjon- Flere medietilgang med operatørføling og kollisjonsdeteksjon). Bak dette lange og forvirrende akronymet ligger en veldig enkel teknologi. Når er gebyret Ethernet må sende melding, den venter først på stillhet, sender så pakken og lytter samtidig for å se om noen har sendt melding samtidig. Hvis dette skjer, når ikke begge pakkene destinasjonen. Hvis det ikke var noen kollisjon, og styret må fortsette å overføre data, vil det fortsatt vente noen mikrosekunder.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

Lagt ut på http://www.allbest.ru/

L14: HøyhastighetsteknologierEthernet

I 1:FortEthernet

Fast Ethernet ble foreslått av 3Com for å implementere et nettverk med en overføringshastighet på 100 Mbit/s og samtidig opprettholde alle funksjonene til 10 Mbit Ethernet. For dette formålet ble rammeformatet og tilgangsmetoden fullstendig bevart. Dette lar deg lagre programvaren fullstendig. Et av kravene var også bruken av et tvunnet-par kablingssystem, som da Fast Ethernet kom til tok en dominerende posisjon.

Fast Ethernet innebærer bruk av følgende kablingssystemer:

1) Multimodus fiberoptisk link

Nettverksstruktur: hierarkisk tre, bygget på huber, siden koaksialkabel ikke var ment å brukes.

Diameteren på Fast Ethernet-nettverket er omtrent 200 meter, noe som er forbundet med en reduksjon i overføringstiden for en ramme med minimum lengde. Nettverket kan operere i enten halv-dupleks eller full-dupleks-modus.

Standarden definerer tre fysiske lagspesifikasjoner:

1) Bruk av to uskjermede par

2) Bruk av fire uskjermede par

3) Bruk av to optiske fibre

P1: Spesifikasjon 100Utgangspunkt- TXog 100Utgangspunkt- FX

Disse teknologiene har, til tross for bruk av forskjellige kabler, mye til felles når det gjelder funksjonalitet. Forskjellen er at TX-spesifikasjonen gir automatisk deteksjon av baudhastigheten. Hvis hastigheten ikke kan bestemmes, anses linjen å operere med en hastighet på 10 Mbit.

P2: Spesifikasjon 100Utgangspunkt- T4

Da Fast Ethernet dukket opp, brukte de fleste brukere tvunnet par-kabel av kategori 3. For å overføre et signal med en hastighet på 100 Mbit/s gjennom et slikt kabelsystem, ble det brukt et spesielt logisk kodesystem. I dette tilfellet er det mulig å bruke kun 3 par kabel for dataoverføring, og det fjerde paret brukes til lytting og kollisjonsdeteksjon. Dette lar deg øke utvekslingshastigheten.

P3:PRegler for å bygge multi-segment nettverkFortEthernet

Fast Ethernet repeatere er delt inn i 2 klasser:

en. Støtter alle typer logisk koding

b. Den støtter bare én type logisk koding, men kostnadene er mye lavere.

Avhengig av nettverkskonfigurasjonen er det derfor tillatt å bruke én eller to type 2-repeatere.

AT 2:Spesifikasjon 100VG- NoenLAN

Dette er en teknologi designet for å overføre data med en hastighet på 100 Mbit/s ved bruk av enten Ethernet- eller Token Ring-protokoller. For dette formålet ble en prioritert tilgangsmetode og et nytt datakodingsskjema, kalt "kvartettkoding", brukt. I dette tilfellet overføres data med en hastighet på 25 Mbit/s over 4 tvunnede par, som totalt gir 100 Mbit/s.

Essensen av metoden er som følger: en stasjon som har en ramme sender en forespørsel til huben for overføring, som krever lav prioritet for vanlige data og høy prioritet for forsinkelseskritiske data, det vil si multimediadata. Huben gir tillatelse til å overføre den tilsvarende rammen, det vil si at den opererer på det andre nivået av OSI-modellen (lenkelag). Hvis nettverket er opptatt, setter huben forespørselen i kø.

Den fysiske topologien til et slikt nettverk er nødvendigvis en stjerne, og forgrening er ikke tillatt. Huben til et slikt nettverk har 2 typer porter:

1) Porter for nedadgående kommunikasjon (til det lavere nivået i hierarkiet)

2) Uplink-porter

I tillegg til huber kan et slikt nettverk omfatte svitsjer, rutere og nettverkskort.

Et slikt nettverk kan bruke Ethernet-rammer, Token Ring-rammer, samt egne tilkoblingstestrammer.

De viktigste fordelene med denne teknologien:

1) Mulighet til å bruke eksisterende 10 Mbit nettverk

2) Ingen tap på grunn av konflikter

3) Mulighet for å bygge utvidede nett uten bruk av switch

AT 3:GigabitEthernet

Høyhastighets Gigabit Ethernet-teknologi gir hastigheter på opptil 1 Gbps, og er beskrevet i 802.3z og 802.3ab-anbefalingene. Funksjoner ved denne teknologien:

1) Alle typer rammer lagres

2) Det er mulig å bruke to medietilgangsprotokoller CSMA/CD og et full-duplekssystem

Det fysiske overføringsmediet kan brukes:

1) Fiberoptisk kabel

3) Koaksialkabel.

Sammenlignet med tidligere versjoner er det endringer både på fysisk nivå og på MAC-nivå:

1) Minimumsrammestørrelsen er økt fra 64 til 512 byte. Rammen utvides til 51 byte med et spesielt utvidelsesfelt som varierer i størrelse fra 448 til 0 byte.

2) For å redusere overhead, tillates endenoder å sende flere rammer på rad uten å frigjøre overføringsmediet. Denne modusen kalles Burst Mode. I dette tilfellet kan stasjonen overføre flere rammer med en total lengde på 65536 biter.

Gigabit Ethernet kan implementeres på kategori 5 tvunnet par kabel, ved bruk av 4 par ledere. Hvert lederpar gir en overføringshastighet på 250 Mbit/s

B4: 10 gigabitEthernet

I 2002 hadde en rekke selskaper utviklet utstyr som ga en overføringshastighet på 10 Gbit/sek. Dette er først og fremst Cisco-utstyr. I denne forbindelse ble 802.3ae-standarden utviklet. I henhold til denne standarden ble fiberoptiske linjer brukt som dataoverføringslinjer. I 2006 dukket 802.3an-standarden opp, som brukte tvunnet parkabel i sjette kategori. 10 Gigabit Ethernet-teknologi er først og fremst beregnet for overføring av data over lange avstander. Den ble brukt til å koble til lokale nettverk. Lar deg bygge nettverk med en diameter på flere 10 km. Hovedfunksjonene til 10 Gigabit Ethernet inkluderer:

1) Dupleksmodus basert på brytere

2) Tilgjengelighet av 3 grupper av fysiske lagstandarder

3) Bruk av fiberoptisk kabel som hoveddataoverføringsmedium

B5: 100 gigabitEthernet

I 2010 ble en ny standard, 802.3ba, tatt i bruk, som ga overføringshastigheter på 40 og 100 Gbit/sek. Hovedformålet med å utvikle denne standarden var å utvide kravene til 802.3-protokollen til nye ultra-høyhastighets dataoverføringssystemer. Samtidig var oppgaven å bevare infrastrukturen til lokale datanettverk i størst mulig grad. Behovet for en ny standard er forbundet med veksten i volumet av data som overføres over nettverk. Volumkravene overskrider betydelig eksisterende evner. Denne standarden støtter full-dupleks-modus og er rettet mot ulike dataoverføringsmedier.

Hovedmålene med å utvikle den nye standarden var:

1) Lagre rammeformat

2) Lagre minimum og maksimum rammestørrelse

3) Opprettholde feilnivået innenfor samme grenser

4) Gi støtte for et svært pålitelig miljø for overføring av heterogene data

5) Gir spesifikasjoner for fysiske lag for overføring over optisk fiber

Hovedbrukerne av systemer utviklet basert på denne standarden bør være lagringsnettverk, serverfarmer, datasentre og telekommunikasjonsselskaper. For disse organisasjonene viser datakommunikasjonssystemer seg allerede i dag å være en flaskehals. Den fremtidige utviklingen av Ethernet-nettverk er knyttet til 1 Tbit/sek-nettverk. Det forventes at teknologi som støtter slike hastigheter vil dukke opp innen 2015. For å gjøre dette er det nødvendig å overvinne en rekke vanskeligheter, spesielt å utvikle høyfrekvente lasere med en modulasjonsfrekvens på minst 15 GHz. Disse nettverkene krever også nye optiske kabler og nye modulasjonssystemer. De mest lovende overføringsmediene anses å være fiberoptiske linjer med vakuumkjerne, så vel som de som er laget av karbon, og ikke av silisium som moderne linjer. Naturligvis, med en så massiv bruk av fiberoptiske linjer, er det nødvendig å være mer oppmerksom på optiske metoder for signalbehandling.

L15: LANTokenRinge

Q1: Generell informasjon

Token Ring - en token ring er en nettverksteknologi der stasjoner kan overføre data bare når de eier en token som kontinuerlig sirkulerer gjennom nettverket. Denne teknologien ble foreslått av IBM og beskrevet i 802.5-standarden.

De viktigste tekniske egenskapene til Token Ring:

1) Maksimalt antall stasjoner i ringen 256

2) Maksimal avstand mellom stasjoner 100 m for kategori 4 tvunnet parkabel, 3 km for fiberoptisk multimoduskabel

3) Ved hjelp av broer kan du kombinere opptil 8 ringer.

Det er 2 versjoner av Token Ring-teknologi, som gir overføringshastigheter på 4 og 16 Mbit/sek.

Fordeler med systemet:

1) Ingen konflikter

2) Garantert tilgangstid

3) God ytelse under tung belastning, mens Ethernet ved 30 % belastning reduserer hastighetene betydelig

4) Stor størrelse på overførte data per ramme (opptil 18 KB).

5) Den faktiske hastigheten til et 4 megabit Token Ring-nettverk viser seg å være høyere enn for et 10 megabit Ethernet

Ulempene inkluderer:

1) Høyere kostnader på utstyr

2) Token Ring-nettverksgjennomstrømningen er for øyeblikket mindre enn i nyere versjoner av Ethernet

B2: Strukturell og funksjonell organiseringTokenRinge

Den fysiske topologien til Token Ring er stjerne. Det implementeres ved å koble alle datamaskiner via nettverkskort til en enhet med flere tilganger. Den overfører rammer fra node til node og er et knutepunkt. Den har 8 porter og 2 kontakter for tilkobling til andre huber. Hvis en av nettverksadapterne svikter, er denne retningen brokoblet og integriteten til ringen blir ikke kompromittert. Flere nav kan strukturelt kombineres til en klynge. Innenfor denne klyngen er abonnenter koblet sammen i en ring. Hver nettverksnode mottar en ramme fra en nabonode, gjenoppretter signalnivået og overfører det til den neste. En ramme kan inneholde data eller en markør. Når en node trenger å overføre en ramme, venter adapteren på at tokenet kommer. Når den mottar den, konverterer den tokenet til en dataramme og sender den rundt ringen. Pakken roterer rundt hele ringen og kommer til noden som genererte pakken. Her kontrolleres riktigheten av rammen som går gjennom ringen. Antall rammer som en node kan overføre i 1 økt bestemmes av token-retensjonstiden, som vanligvis er = 10 ms. Når en node mottar et token, bestemmer den om den har data å sende og om dens prioritet overstiger den reserverte prioritetsverdien som er registrert i tokenet. Hvis den overskrider, fanger noden opp tokenet og danner en dataramme. Under overføringen av token og datarammen, sjekker hver node rammen for feil. Når de oppdages, settes et spesielt feilflagg, og alle noder ignorerer denne rammen. Når tokenet passerer rundt ringen, har nodene muligheten til å reservere prioriteten som de ønsker å overføre rammen sin med. Når den passerer gjennom ringen, vil rammen med høyest prioritet festes til markøren. Dette garanterer overføringsmediet mot rammekollisjoner. Når du sender små rammer, for eksempel forespørsler om å lese en fil, er det overhead i forsinkelsen som kreves for at forespørselen skal fullføre sin rundtur rundt ringen. For å øke ytelsen i et nettverk med en hastighet på 16 Mbit/s, brukes den tidlige tokenoverføringsmodusen. I dette tilfellet sender noden tokenet til neste node umiddelbart etter sending av rammen. Umiddelbart etter at nettverket er slått på, er 1 av nodene utpekt som den aktive monitoren; den utfører tilleggsfunksjoner:

1) Overvåke tilstedeværelsen av en markør på nettverket

2) Dannelse av en ny markør når et tap oppdages

3) Dannelse av diagnostisk personell

Q3: Rammeformater

Token Ring-nettverket bruker 3 typer rammer:

1) Dataramme

3) Oppsigelsessekvens

En dataramme består av følgende sett med byte:

HP - initial separator. Størrelse 1 byte, indikerer starten på rammen. Den noterer også typen skudd: middels, siste eller enkelt.

UD - adgangskontroll. I dette feltet kan noder som data må overføres til, registrere behovet for å reservere en kanal.

Storbritannia - personalledelse. 1 byte. Indikerer ringeadministrasjonsinformasjon.

AN - destinasjonsnodeadresse. Kan være 2 eller 6 byte lang, avhengig av innstillinger.

AI - kildeadresse. Også 2 eller 6 byte.

Data. Dette feltet kan inneholde data beregnet for nettverkslagsprotokoller. Det er ingen spesiell begrensning på lengden på feltet, men lengden er begrenset basert på den tillatte holdetiden for tokenet (10 millisekunder). I løpet av denne tiden kan du vanligvis overføre fra 5 til 20 kilobyte med informasjon, som er den faktiske begrensningen.

KS - kontrollsum, 4 byte.

KR - endeskiller. 1 byte.

SC - rammestatus. Kan for eksempel inneholde informasjon om en feil i rammen.

Den andre typen ramme er en markør:

Den tredje rammen er fullføringssekvensen:

Brukes til å fullføre en overføring når som helst.

L16: LANFDDI

Q1: Generell informasjon

FDDI - fiberoptisk distribuert datagrensesnitt.

Dette er en av de første høyhastighetsteknologiene som brukes i fiberoptiske nettverk. FDDI-standarden er implementert med maksimal overholdelse av Token Ring-standarden.

FDDI-standarden gir:

1) Høy pålitelighet

2) Fleksibel rekonfigurering

3) Overføringshastighet opptil 100 Mbit/s

4) Lange avstander mellom noder, opptil 100 kilometer

Nettverksfordeler:

1) Høy støyimmunitet

2) Hemmelighold om informasjonsoverføring

3) Utmerket galvanisk isolasjon

4) Mulighet for å kombinere et stort antall brukere

5) Garantert nettverkstilgangstid

6) Ingen konflikter selv under stor belastning

Feil:

1) Høye kostnader på utstyr

2) Vanskeligheter med drift

B2: Strukturell organisering av nettverket

Topologi - dobbel ring. Dessuten brukes 2 flerveis fiberoptiske kabler:

Ved normal drift brukes hovedringen til dataoverføring. Den andre ringen er en backupring og sørger for dataoverføring i motsatt retning. Den aktiveres automatisk i tilfelle kabelskade eller når arbeidsstasjonen svikter

Punkt-til-punkt-forbindelsen mellom stasjoner forenkler standardisering og gjør det mulig å bruke forskjellige typer fiber på forskjellige steder.

Standarden tillater bruk av 2 typer nettverkskort:

1) Type A-adapter. Kobles direkte til 2 linjer og kan gi driftshastigheter på opptil 200 Mbit/s

2) Type B-adapter. Kobles kun til 1. ring og støtter hastigheter på opptil 100 Mbit/s

I tillegg til arbeidsstasjoner kan nettverket inkludere kommunikasjonshuber. De tilbyr:

1) Nettverksovervåking

2) Feildiagnose

3) Konvertering av et optisk signal til et elektrisk signal og omvendt hvis det er nødvendig å koble til et tvunnet par

Spesielt utvekslingshastigheten i slike nettverk øker på grunn av en spesiell kodemetode utviklet spesielt for denne standarden. I den er tegn kodet ikke ved hjelp av byte, men ved hjelp av nibbles, som kalles knaske.

Q3: Funksjonell nettverksorganisasjon

Standarden var basert på token-tilgangsmetoden som ble brukt i Token Ring. Forskjellen mellom FDDI-tilgangsmetoden og Token Ring er som følger:

1) FDDI bruker multiple token-overføring, der et nytt token sendes til en annen stasjon umiddelbart etter slutten av rammeoverføringen, uten å vente på retur

2) FDDI gir ikke mulighet til å sette prioritet og redundans. Hver stasjon betraktes som asynkron; nettverkstilgangstiden er ikke kritisk for den. Det finnes også synkrone stasjoner, med svært strenge begrensninger på tilgangstid og på intervallet mellom dataoverføringer. For slike stasjoner er en kompleks nettverkstilgangsalgoritme installert, men høyhastighets og prioritert rammeoverføring er sikret

Q4: Rammeformater

Rammeformater er litt forskjellige fra Token Ring-nettverket.

Datarammeformat:

P. Datarammen inkluderer en ingress. Den tjener til innledende mottakssynkronisering. Den opprinnelige lengden på ingressen er 8 byte (64 biter). Men over tid, under en kommunikasjonsøkt, kan størrelsen på ingressen reduseres

NR. Start separator.

Storbritannia. Personalledelse. 1 byte.

AN og AI. Destinasjon og kildeadresse. Størrelse 2 eller 6 byte.

Lengden på datafeltet kan være vilkårlig, men rammestørrelsen bør ikke overstige 4500 byte.

KS. Sjekk sum. 4 byte

KR. Endeskiller. 0,5 byte.

SK. Rammestatus. Et felt med vilkårlig lengde, ikke mer enn 8 bits (1 byte), som indikerer resultatene av rammebehandling. Det ble oppdaget en feil\data kopiert, og så videre.

Tokenrammen i dette nettverket har følgende sammensetning:

L17: Trådløse LAN (WLAN)

B1: Generelle prinsipper

Det er to mulige måter å organisere slike nettverk på:

1) Med basestasjon. Gjennom hvilken data utveksles mellom arbeidsstasjoner

2) Uten basestasjon. Når utvekslingen utføres direkte

Fordeler med BLWS:

1) Enkelhet og lave byggekostnader

2) Brukermobilitet

Feil:

1) Lav støyimmunitet

2) Usikkert dekningsområde

3) Problemet med "skjult terminal". Problemet med "skjult terminal" er dette: stasjon A sender et signal til stasjon B. Stasjon C ser stasjon B, men ser ikke stasjon A. Stasjon C mener at B er ledig og sender sine data til den.

Q2: Dataoverføringsmetoder

De viktigste metodene for dataoverføring er:

1) Ortogonal frekvensdelingsmultipleksing (OFDM)

2) Frekvenshoppende spredningsspektrum (FHSS)

3) Direct Serial Spread Spectrum (DSSS)

P1: Ortogonal frekvensmultipleksing

Brukes til å overføre data med hastigheter opp til 54 Mbit/s ved en frekvens på 5 GHz. Databitstrømmen er delt inn i N understrømmer, som hver moduleres autonomt. Basert på den raske Fourier-transformasjonen, blir alle bærere foldet til et felles signal, hvis spektrum er omtrent lik spekteret til en modulert delstrøm. Ved mottaksenden blir det opprinnelige signalet gjenopprettet ved å bruke den inverse Fourier-transformasjonen.

P2: Spektrumutvidelse ved frekvenshopp

Metoden er basert på en konstant endring i bærefrekvensen innenfor et gitt område. En viss del av data overføres i hvert tidsintervall. Denne metoden gir mer pålitelig dataoverføring, men er mer kompleks å implementere enn den første metoden.

P3: Direkte seriell spredningsspektrum

Hver bit i de overførte dataene erstattes av en binær sekvens. Samtidig øker dataoverføringshastigheten, noe som betyr at spekteret av overførte frekvenser utvides. Denne metoden gir også økt støyimmunitet.

Q3: TeknologiWiFi

Denne teknologien er beskrevet av 802.11-protokollstabelen.

Det er flere alternativer for å bygge et nettverk i samsvar med denne stabelen.

Alternativ	Standard	Område	Kodingsmetode	Overføringshastighet
		Infrarød 850 nm

Q4: TeknologiWiMax (802.16)

Trådløs bredbåndsteknologi med høy båndbredde. Den er representert av 802.16-standarden og er beregnet på å bygge langdistanse regionale nettverk.

Den tilhører punkt-til-multipunkt-standarden. Og det krevde at sender og mottaker var i sikte.

Alternativ	Standard	Område	Hastighet	Celleradius
			32 - 134 Mbit\s
			1 - 75 Mbit\s	5 - 8 (opptil 50) km
			1 - 75 Mbit\s

De viktigste forskjellene mellom WiMax-standarden og WiFi:

1) Lav mobilitet, kun det siste alternativet gir brukermobilitet

2) Utstyr av høyere kvalitet krever mer penger

3) Lange dataoverføringsavstander krever økt oppmerksomhet på informasjonssikkerhet

4) Stort antall brukere i cellen

5) Høy gjennomstrømning

6) Høy kvalitet som betjener multimediatrafikk

I utgangspunktet utviklet dette nettverket seg som et nettverk av trådløst, fast kabel-tv, men det taklet ikke denne oppgaven særlig godt og utvikles for tiden for å betjene mobile brukere som beveger seg i høy hastighet.

Spørsmål 5: Trådløse personlige nettverk

Slike nettverk er designet for samspillet mellom enheter som tilhører samme eier og ligger i kort avstand fra hverandre (flere titalls meter).

P1:blåtann

Denne teknologien, beskrevet i 802.15-standarden, sikrer samspillet mellom ulike enheter i 2,4 MHz-frekvensområdet, med en vekslingshastighet på opptil 1 Mbit/s.

Bluetooth er basert på konseptet med et piconet.

Avviker i følgende egenskaper:

1) Dekningsområde inntil 100 meter

2) Antall enheter 255

3) Antall fungerende enheter 8

4) Én hovedenhet, vanligvis en datamaskin

5) Ved hjelp av en bro kan du kombinere flere pikonetter

6) Frames er 343 byte lange

P2: TeknologiZigBee

ZegBee er en teknologi beskrevet i 802.15.4-standarden. Den er designet for å bygge trådløse nettverk med laveffektsendere. Den tar sikte på lang batterilevetid og større sikkerhet ved lave datahastigheter.

Hovedtrekkene til denne teknologien er at den med lavt strømforbruk støtter ikke bare trådløs teknologi og punkt-til-punkt-kommunikasjon, men også komplekse trådløse nettverk med mesh-topologi.

Hovedformålet med slike nettverk:

1) Automatisering av boliglokaler og lokaler under oppføring

2) Personlig tilpasset medisinsk diagnostisk utstyr

3) Industrielle overvåkings- og kontrollsystemer

Teknologien er designet for å være enklere og billigere enn alle andre nettverk.

Det er 3 typer enheter i ZigBee:

1) Koordinator. Etablere en forbindelse mellom nettverk og i stand til å lagre informasjon fra enheter som er plassert på nettverket

2) Ruter. Å koble

3) Avslutt enhet. Kan kun overføre data til koordinator

Disse enhetene opererer i forskjellige frekvensområder, omtrent 800 MHz, 900 MHz, 2400 MHz. Kombinasjonen av forskjellige frekvenser sikrer høy støyimmunitet og pålitelighet til dette nettverket. Dataoverføringshastigheten er flere titalls kilobit per sekund (10 - 40 kbit/s), avstanden mellom stasjonene er 10 - 75 meter.

Q6: Trådløse sensornettverk

De er et distribuert, selvorganiserende, feiltolerant nettverk som består av mange sensorer som ikke er omtalt og som ikke krever spesiell konfigurasjon. Slike nettverk brukes i produksjon, transport, livstøttesystemer og sikkerhetssystemer. De brukes til å overvåke ulike parametere (temperatur, fuktighet...), tilgang til gjenstander, feil på aktuatorer og miljøparametere i miljøet.

Nettverket kan bestå av følgende typer enheter:

1) Nettverkskoordinator. Organisering og innstilling av nettverksparametere

2) Fullt funksjonell enhet. Inkluderer, men er ikke begrenset til, ZigBee-støtte

3) En enhet med et begrenset sett med funksjoner. For å koble til sensoren

L18: Prinsipper for å organisere globale nettverk

B1: Klassifisering og utstyr

Et sett av forskjellige nettverk plassert i betydelig avstand fra hverandre og samlet til et enkelt nettverk ved bruk av telekommunikasjonsmidler utgjør et geografisk distribuert nettverk.

Moderne telekommunikasjon kombinerer geografisk distribuerte nettverk til et globalt datanettverk. Siden geografisk distribuerte nettverk og Internett bruker de samme nettverksformasjonssystemene, kombineres de vanligvis til en enkelt klasse WAN (Wide Area Networks).

I motsetning til lokale nettverk, er hovedtrekkene til globale nettverk:

1) Ubegrenset territoriell dekning

2) Kombinere datamaskiner av forskjellige typer

3) Spesialutstyr brukes til å overføre data over lange avstander

4) Nettverkstopologi er vilkårlig

5) Spesiell oppmerksomhet rettes mot ruting

6) Det globale nettverket kan inneholde dataoverføringskanaler av ulike typer

Fordelene inkluderer:

1) Gi brukere ubegrenset tilgang til data- og informasjonsressurser

2) Mulighet for tilgang til nettverket fra nesten hvor som helst i verden

3) Evnen til å overføre alle typer data, inkludert video og lyd.

Hovedtypene for wide area network-enheter inkluderer:

1) Repeatere og nav. De er passive midler for å koble nettverk. Fungerer på første nivå av OSI-modellen

2) Broer, rutere, kommunikatorer og gatewayer. De er aktive midler for å bygge nettverk. Hovedfunksjonen til aktive verktøy er signalforsterkning og trafikkkontroll, det vil si at de opererer på andre nivå av OSI-modellen

B2: Broer

Dette er den enkleste nettverksenheten som forener nettverkssegmenter og regulerer passasjen av rammer mellom dem.

2 segmenter forbundet med en bro blir til et enkelt nettverk. Broen opererer i det andre datalinklaget og er gjennomsiktig for protokoller på høyere nivå.

For å overføre rammer fra ett segment til et annet, genererer broen en tabell som inneholder:

1) Liste over adresser koblet til stasjonen

2) Port som stasjonene er koblet til

3) Tidspunkt for siste rekordoppdatering

I motsetning til en repeater, som bare overfører rammer, analyserer en bro integriteten til rammene og filtrerer dem. For å få informasjon om plasseringen av en stasjon, leser broer informasjon fra rammen som passerer gjennom den og analyserer responsen til stasjonen som mottok denne rammen.

Fordelene med broer er:

1) Relativ enkelhet og lave kostnader

2) Lokale rammer blir ikke overført til et annet segment

3) Tilstedeværelsen av broen er transparent for brukerne

4) Broer tilpasser seg automatisk til konfigurasjonsendringer

5) Broer kan koble sammen nettverk som opererer ved hjelp av forskjellige protokoller

Feil:

1) Forsinkelser i broer

2) Manglende evne til å bruke alternative ruter

3) Bidra til utbrudd av trafikk på nettverket, for eksempel når du søker etter stasjoner som ikke er på listen

Det er 4 hovedtyper av broer:

1) Gjennomsiktig

2) Kringkasting

3) Innkapsling

4) Med ruting

P1: Gjennomsiktige broer

Transparente broer er designet for å koble nettverk med identiske protokoller på det fysiske og datalinklaget.

Den transparente broen er en selvlærende enhet; for hvert tilkoblede segment bygger den automatisk stasjonsadressetabeller.

Driftsalgoritmen til broen er omtrent som følger:

1) Mottak av den innkommende rammen inn i bufferen

2) Analyse av kildeadressen og dens søk i adressetabellen

3) Hvis kildeadressen ikke er i tabellen, registreres adressen og portnummeret der rammen kom fra i tabellen

4) Destinasjonsadressen analyseres og søkes i adressetabellen

5) Hvis destinasjonsadressen blir funnet og den tilhører samme segment som kildeadressen, det vil si at inngangsportnummeret samsvarer med utgangsportnummeret, fjernes rammen fra bufferen

6) Hvis destinasjonsadressen finnes i adressetabellen og den tilhører et annet segment, sendes rammen til den tilsvarende porten for overføring til ønsket segment

7) Hvis destinasjonsadressen ikke er i adressetabellen, blir rammen overført til alle segmenter bortsett fra segmentet den kom fra

P2: Kringkastingsbroer

De er designet for å kombinere nettverk med forskjellige protokoller på datalink og fysisk nivå.

Kringkastingsbroer forener nettverk ved å manipulere "konvolutter", det vil si at når du sender rammer fra et Ethernet Token Ring-nettverk, erstattes Ethernet-rammeoverskriften og -tilhengeren med Token Ring-overskriften og -tilhengeren. Et problem som kan oppstå er at den tillatte rammestørrelsen på to nettverk kan være forskjellig, så alle nettverk må konfigureres med samme rammestørrelse på forhånd.

P3: Innkapslende broer

fiberoptisk grensesnitt nettverk trådløst

Innkapslingsbroer er designet for å koble nettverk med de samme protokollene over et høyhastighets ryggradsnettverk med en annen protokoll. For eksempel sammenkobling av Ethernet-nettverk gjennom FDDI-sammenkobling.

I motsetning til kringkastingsbroer, der header og trailer erstattes, er i dette tilfellet de mottatte rammene, sammen med headeren, plassert i en annen konvolutt, som brukes i ryggradsnettverket. Destinasjonsbroen henter den originale rammen og sender den til segmentet der destinasjonen befinner seg.

FDDI-feltet er alltid langt nok til å romme enhver ramme i en annen protokoll.

P4: Broer med kilderuting

Slike broer bruker rammerutingsinformasjon registrert i rammeoverskriften av basestasjonen.

I dette tilfellet er adressetabellen ikke nødvendig. Denne metoden brukes oftest i Token Ring for å overføre rammer mellom ulike segmenter.

Q3: Rutere

Rutere, som broer, lar deg effektivt kombinere nettverk og øke størrelsen. I motsetning til en bro, hvis drift er gjennomsiktig for nettverksenheter, må rutere eksplisitt indikere porten som rammen vil passere gjennom.

Innkommende pakker legges inn i utklippstavlen og analyseres ved hjelp av ruterens sentrale prosessor. Basert på analyseresultatene velges utklippstavlen.

Rutere kan deles inn i følgende grupper:

1) Perifere rutere. For å koble små filialer til sentralkontornettverket

2) Fjerntilgangsrutere. For mellomstore nettverk

3) Kraftige ryggradsrutere

P1: Perifere rutere

For å koble til det sentrale kontornettverket har de 2 porter med begrensede muligheter. En for å koble til nettverket ditt, og den andre til sentralnettet.

Alle funksjoner er tilordnet sentralkontoret, så perifere rutere krever ikke vedlikehold og er veldig billige.

P2: Fjerntilgangsrutere

De har vanligvis en fast struktur og inneholder 1 lokal port og flere porter for tilkobling til andre nettverk.

De tilbyr:

1) Tilby en kommunikasjonskanal på forespørsel

2) Datakomprimering for å øke gjennomstrømningen

3) Automatisk omlegging av trafikk til oppringte linjer når hoved- eller leid linje svikter

P3: Backbone-rutere

De er delt inn i:

1) Med sentralisert arkitektur

2) Med rettet arkitektur

Funksjoner til rutere med distribuert arkitektur:

1) Modulær design

2) Tilgjengelighet av opptil flere dusin porter for tilkobling til forskjellige nettverk

3) Støtte for feiltoleranseverktøy

I rutere med sentralisert arkitektur er alle funksjoner konsentrert i én modul. Rutere med en distribuert arkitektur gir høyere pålitelighet og ytelse sammenlignet med en sentralisert arkitektur.

Q4: Rutingprotokoller

Alle rutingmetoder kan deles inn i 2 grupper:

1) Statiske eller faste rutingmetoder

2) Dynamiske eller adaptive rutingmetoder

Statisk ruting innebærer bruk av ruter som er satt av systemadministrator og som ikke endres over lang tid.

Statisk ruting brukes i små nettverk og har følgende fordeler:

1) Lave ruterkrav

2) Økt nettverkssikkerhet

Samtidig har det også betydelige ulemper:

1) Svært høy arbeidsintensitet av operasjonen

2) Manglende tilpasning til endringer i nettverkstopologi

Dynamisk ruting lar deg automatisk endre ruten når det er overbelastninger eller feil i nettverket. Rutingprotokoller i dette tilfellet implementeres programmatisk i ruteren, og skaper rutingtabeller som viser gjeldende tilstander til nettverket.

Interne rutingprotokoller er basert på utvekslingsalgoritmer:

1) Vektorlengdetabeller (DVA)

2) Informasjon om koblingstilstand (LSA)

DVA er en algoritme for å utveksle informasjon om tilgjengelige nettverk og avstander til dem ved å sende kringkastingspakker.

Denne algoritmen er implementert i en av de aller første RIP-protokollene, som ikke har mistet sin relevans til i dag. De sender med jevne mellomrom kringkastingspakker for å oppdatere rutingtabeller.

Fordeler:

1) Enkelhet

Feil:

1) Langsom dannelse av optimale ruter

LSA er en algoritme for å utveksle informasjon om kanalenes tilstand, den kalles også den korteste vei-preferansealgoritmen.

Det er basert på å bygge et dynamisk nettverkstopologikart ved å samle informasjon om alle tilkoblede nettverk. Når tilstanden til nettverket endres, sender en ruter umiddelbart en melding til alle andre rutere.

Fordelene inkluderer:

1) Garantert og rask ruteoptimalisering

2) Mindre mengde informasjon som overføres over nettverket

Sammen med utviklingen av fordelene til LSA-algoritmen var utviklingen av OSPF-protokollen. Dette er den mest moderne og mest brukte protokollen, den gir følgende tilleggsfunksjoner til den grunnleggende LSA-algoritmen:

1) Raskere ruteoptimalisering

2) Lett å feilsøke

3) Rute pakker i henhold til tjenesteklasse

4) Autentisering av ruter, det vil si fraværet av muligheten for pakkeavskjæring av angripere

5) Lag en virtuell kanal mellom rutere

Spørsmål 5: Sammenligning av rutere og broer

Fordelene med rutere sammenlignet med broer inkluderer:

1) Høy datasikkerhet

2) Høy pålitelighet av nettverk på grunn av alternative veier

3) Effektiv lastfordeling over kommunikasjonskanaler ved å velge de beste rutene for dataoverføring

4) Større fleksibilitet ved å velge en rute i henhold til dens beregning, dvs. rutekostnad, gjennomstrømning og så videre

5) Mulighet for å kombinere med ulike pakkelengder

Ulempene med rutere inkluderer:

1) Relativt stor forsinkelse ved overføring av pakker

2) Kompleksiteten til installasjon og konfigurasjon

3) Når du flytter en datamaskin fra ett nettverk til et annet, må du endre nettverksadressen

4) Høyere produksjonskostnader, da det kreves dyre prosessorer, stor RAM og dyr programvare

Følgende karakteristiske trekk ved broer og rutere kan skilles:

1) Broer fungerer med MAC (det vil si fysiske) adresser, og rutere fungerer med nettverksadresser

2) For å bygge en rute bruker broer bare adressene til avsender og mottaker, mens rutere bruker mange forskjellige kilder for å velge en rute

3) Broer har ikke tilgang til dataene i konvolutten, men rutere kan åpne konvoluttene og dele opp pakkene i kortere.

4) Ved hjelp av broer blir pakker bare filtrert, og rutere videresender pakker til en bestemt adresse

5) Broer tar ikke hensyn til rammeprioritet, og rutere gir ulike typer tjenester

6) Broer gir lav ventetid, selv om rammetap er mulig når de er overbelastet, og rutere introduserer mer ventetid

7) Broer garanterer ikke rammelevering, men rutere gjør det

8) Broen slutter å fungere hvis nettverket svikter, og ruteren søker etter en alternativ rute og holder nettverket i drift

9) Broer gir et ganske lavere sikkerhetsnivå enn rutere

Q6: Brytere

Når det gjelder funksjonalitet, inntar en bryter en mellomposisjon mellom en bro og en ruter. Den opererer i det andre koblingslaget, det vil si at den bytter data basert på MAC-adresser.

Ytelsen til brytere er betydelig høyere enn for broer.

Den kanoniske strukturen til en bryter kan representeres som følger:

I motsetning til en bro har hver port på en switch sin egen prosessor, mens en bro har en felles prosessor. Bryteren etablerer én bane for alle rammer, det vil si at det dannes en såkalt burst.

Svitsjmatrisen overfører rammer fra inngangsbuffere til utgangsbuffere basert på svitsjmatrisen.

2 byttemetoder brukes:

1) Med full frame buffering, det vil si at overføringen begynner etter at hele rammen er lagret i bufferen

2) On the fly, når header-analysen begynner umiddelbart etter inndataport\buffer og rammen umiddelbart sendes til ønsket utgangsbuffer

Brytere er delt inn i:

1) Halv-dupleks, når et nettverkssegment er koblet til hver port

2) Dupleks, når bare én arbeidsstasjon er koblet til porten

Svitsjer er mer intelligente nettverksenheter enn broer. De tillater:

1) Oppdag kommunikasjonskonfigurasjon automatisk

2) Oversett linklagsprotokoller

3) Filterrammer

4) Angi trafikkprioriteringer

L19: Tilkoblingsorienterte nettverk

B1: Prinsippet for pakkeoverføring basert på virtuelle kanaler

Bytte i nettverk kan være basert på to metoder:

1) Datagrammetode (forbindelsesløs)

2) Basert på virtuell kanal (tilkoblingsorientert)

Det er 2 typer virtuelle kanaler:

1) Oppringt (for varigheten av økten)

2) Permanent (dannet manuelt og uforanderlig i lang tid)

Når du oppretter en byttet kanal, utføres ruting én gang, når den første pakken går gjennom. Denne kanalen er tildelt et betinget nummer, gjennom hvilket overføringen av andre pakker adresseres.

Denne organisasjonen reduserer forsinkelsen:

1) Beslutningen om å videresende en pakke tas raskere på grunn av den korte byttetabellen

2) Den effektive dataoverføringshastigheten øker

Bruk av permanente kanaler er mer effektivt fordi det ikke er noe trinn for etablering av tilkobling. Imidlertid kan flere pakker overføres samtidig over en vedvarende kobling, noe som reduserer den effektive dataoverføringshastigheten. Permanente virtuelle kretser er billigere enn dedikerte kretser.

P1: Nettverkets formål og struktur

Slike nettverk egner seg best for overføring av trafikk med lav intensitet.

X.25-nettverk kalles også pakkesvitsjenettverk. I lang tid var slike nettverk de eneste nettverkene som opererte på lavhastighets, upålitelige kommunikasjonskanaler.

Slike nettverk består av svitsjer som kalles pakkesvitsjesentre lokalisert på forskjellige geografiske steder. Bryterne er koblet til hverandre med kommunikasjonslinjer, som kan være enten digitale eller analoge. Flere lavhastighetsstrømmer fra terminalene kombineres til en pakke som sendes over nettverket. For dette formål brukes spesielle enheter - pakkedataadapter. Det er til denne adapteren at terminaler som opererer på nettverket er koblet til.

Funksjonene til pakkedataadapteren er:

1) Sette sammen symboler i pakker

2) Parsing av pakker og utdata til terminaler

3) Styring av tilkoblings- og frakoblingsprosedyrer over nettverket

Terminaler på nettverket har ikke egne adresser; de gjenkjennes av porten til pakkedataadapteren som terminalen er koblet til.

P2: Protokollstabelx.25

Standardene er beskrevet på 3 protokollnivåer: fysisk, kanal og nettverk.

På det fysiske nivået er det definert et universelt grensesnitt mellom dataoverføringsutstyr og terminalutstyr.

På lenkenivå sikres en balansert driftsmodus, noe som betyr likestilling av noder som deltar i forbindelsen.

Nettverkslaget utfører funksjonene pakkerouting, etablering og avslutning av tilkoblinger og kontroll av dataflyt.

P3: Etablere en virtuell forbindelse

For å opprette en forbindelse sendes en spesiell pakke med anropsforespørsel. I denne pakken, i et spesialfelt, spesifiseres nummeret på den virtuelle kanalen som skal dannes. Denne pakken passerer gjennom nodene og danner en virtuell kanal. Etter at pakken har passert og en kanal er opprettet, legges nummeret til denne kanalen inn i de resterende pakkene og pakker med data overføres gjennom den.

x.25-nettverksprotokollen er designet for lavhastighetskanaler med høyt interferensnivå, og garanterer ikke gjennomstrømning, men lar deg angi trafikkprioritet.

P1: Funksjoner ved teknologi

Slike nettverk er mye bedre egnet for overføring av eksplodert lokal nettverkstrafikk dersom høykvalitets kommunikasjonslinjer er tilgjengelige (for eksempel fiberoptikk).

Teknologifunksjoner:

1) Datagramdriftsmodusen gir høy gjennomstrømning, opptil 2 Mbit/s, lave rammeforsinkelser, men samtidig er det ingen garanti for overføringspålitelighet

2) Støtte for grunnleggende indikatorer for tjenestekvalitet, først og fremst gjennomsnittlig dataoverføringshastighet

3) Bruk av 2 typer virtuelle kanaler: permanent og byttet

4) Frame Relay-teknologi bruker en virtuell tilkoblingsteknikk som ligner på x.25, men data overføres kun på bruker- og datalinknivå, mens på x.25 overføres det også på nettverksnivå

5) Frame Relay overhead er mindre enn x,25

6) Linklagsprotokollen har 2 driftsmoduser:

en. Grunnleggende. For dataoverføring

b. Sjef. For kontroll

7) Frame Relay-teknologi er fokusert på kommunikasjonskanaler av høy kvalitet og sørger ikke for deteksjon og korrigering av forvrengte rammer

P2: Støtte kvaliteten på tjenesten

Denne teknologien støtter kvaliteten på tjenestebestillingsprosedyren. Disse inkluderer:

1) Avtalt hastighet for overføring av data

2) Avtalt volum av krusning, det vil si maksimalt antall byte per tidsenhet

3) Ekstra krusningsvolum, det vil si det maksimale antallet byte som kan overføres utover den innstilte verdien per tidsenhet

P3: Bruke nettverkRammeStafett

Frame Relay-teknologi i territoriale nettverk kan betraktes som en analog av Ethernet i lokale nettverk.

Begge teknologiene:

1) Gi raske transporttjenester uten garanti for levering

2) Hvis rammer går tapt, blir det ikke gjort noe forsøk på å gjenopprette dem, det vil si at den nyttige gjennomstrømningen til et gitt nettverk avhenger av kvaliteten på kanalen

Samtidig er det ikke tilrådelig å overføre lyd, langt mindre video, over slike nettverk, selv om tale kan overføres på grunn av tilstedeværelsen av prioriteringer.

P1: Generelle konsepter for minibank

Det er en asynkron modusteknologi som bruker små pakker kalt celler(celler).

Denne teknologien er designet for å overføre tale, video og data. Kan brukes både til å bygge lokale nettverk og motorveier.

Datanettverkstrafikk kan deles inn i:

1) Streaming. Representerer en jevn dataflyt

2) Pulserende. Ujevn, uforutsigbar flyt

Streamingtrafikk er typisk for overføring av multimediefiler (video), for hvilke rammeforsinkelse er den mest kritiske. Sprengende trafikk er filoverføring.

ATM-teknologi er i stand til å betjene alle typer trafikk på grunn av:

1) Virtuelle kanalteknikker

2) Forhåndsbestilling kvalitetsparametere

3) Ved å prioritere

P2: PrinsipperATM-teknologier

Tilnærmingen er å overføre alle typer trafikk i pakker med fast lengde - celler 53 byte lange. 48 byte - data + 5 byte - overskrift. Cellestørrelsen ble valgt på den ene siden basert på å redusere forsinkelsestiden i noder, og på den andre siden basert på å minimere gjennomstrømstap. Dessuten, når du bruker virtuelle kanaler, inneholder overskriften bare det virtuelle kanalnummeret, som kan inneholde maksimalt 24 biter (3 byte).

Et ATM-nettverk har en klassisk struktur: ATM-svitsjer koblet sammen med kommunikasjonslinjer som brukerne kobler seg til.

P3: ATM-protokollstabel

Protokollstakken tilsvarer de 3 nederste lagene i OSI-modellen. Det inkluderer: tilpasningslag, ATM-lag og fysisk lag. Det er imidlertid ingen direkte samsvar mellom ATM- og OSI-lagene.

Tilpasningslaget er et sett med protokoller som konverterer data fra øvre lag til celler med ønsket format.

ATM-protokollen omhandler direkte overføring av celler gjennom brytere. Det fysiske laget bestemmer koordineringen av overføringsenheter med kommunikasjonslinjen, og parametrene til overføringsmediet.

P4: Sikre kvalitet på tjenesten

Kvaliteten er satt av følgende trafikkparametere:

1) Topp cellehastighet

2) Gjennomsnittlig hastighet

3) Minimum hastighet

4) Maksimal krusningsverdi

5) Andel tapte celler

6) Celleforsinkelse

Trafikk i samsvar med de angitte parametrene er delt inn i 5 klasser:

Klasse X er reservert og parametere for den kan settes av brukeren.

L20: Globalt nettverkInternett

B1: Kort historie om opprettelse og organisasjonsstrukturer

Det globale Internett-nettverket er implementert basert på en stabel med TCP\IP-nettverksprotokoller som sikrer dataoverføring mellom lokale og territoriale nettverk, samt kommunikasjonssystemer og enheter.

Fremveksten av Internett fra TCP\IP-protokollstabelen ble innledet av opprettelsen av ARPANET-nettverket på midten av 60-tallet av forrige århundre. Dette nettverket ble opprettet i regi av Office of Scientific Research ved det amerikanske forsvarsdepartementet, og utviklingen ble overlatt til ledende amerikanske universiteter. I 1969 ble nettverket lansert og det besto av 4 noder. I 1974 ble de første TCP\IP-modellene utviklet og i 1983 byttet nettverket fullstendig til denne protokollen.

Parallelt startet i 1970 utviklingen av det inter-universitetsnettverket NSFNet. Og i 1980 fusjonerte disse to utviklingene og fikk navnet Internett.

I 1984 ble konseptet med domenenavn utviklet, og i 1989 tok det hele form som World Wide Web (WWW), som var basert på HTTP-tekstoverføringsprotokollen.

Internett er en offentlig organisasjon der det ikke er noen styrende organer, ingen eiere, men bare et koordinerende organ kalt IAB.

Det inkluderer:

1) Forskningsunderutvalg

2) Lovgivende underutvalg. Utvikler standarder som anbefales for bruk av alle Internett-deltakere

3) Underutvalg ansvarlig for formidling av teknisk informasjon

4) Ansvarlig for registrering og tilkobling av brukere

5) Ansvarlig for andre administrative oppgaver

Q2: ProtokollstabelTCP\IP

Under protokollstabel refererer vanligvis til et sett med standardimplementeringer.

TCP\IP-protokollstabelmodellen inneholder 4 nivåer; samsvaret mellom disse nivåene og OSI-modellen er gitt i følgende tabell:

På 1. nivå av TCP-modellen inneholder nettverksgrensesnittet maskinvareavhengig programvare; det implementerer dataoverføring i et spesifikt miljø. Dataoverføringsmediet implementeres på forskjellige måter, fra en punkt-til-punkt-kobling til en kompleks kommunikasjonsstruktur i et x.25- eller Frame Relay-nettverk. TCP\IP-protokollnettverket støtter alle standard fysiske lagprotokoller, samt koblingslag for Ethernet, Token Ring, FDDI og så videre.

På det andre internettarbeidslaget i TCP-modellen implementeres rutingoppgaven ved hjelp av IP-protokollen. Den andre viktige oppgaven til denne protokollen er å skjule maskinvare- og programvarefunksjonene til dataoverføringsmediet og gi høyere nivåer med ett enkelt grensesnitt, dette sikrerasjoner.

På det tredje transportlaget løses problemene med pålitelig levering av pakker og opprettholdelse av deres rekkefølge og integritet.

På 4. applikasjonsnivå er det applikasjonsoppgaver som ber om service fra transportlaget.

Hovedtrekkene til TCP\IP-protokollstabelen er:

1) Uavhengighet fra dataoverføringsmediet

2) Ikke-garantert pakkelevering

Informasjonsobjekter som brukes på hvert nivå i TCP\IP-modellen har følgende funksjoner:

1) En melding er en datablokk som applikasjonslaget opererer på. Den overføres fra applikasjonen til transportlaget med størrelsen og semantikken som passer for den applikasjonen.

2) Segment - en datablokk som dannes på transportnivå

3) En pakke, også kalt et IP-datagram, som IP-protokollen opererer på internettlaget

4) Ramme - en maskinvareavhengig blokk med data oppnådd ved å pakke et IP-datagram til et format som er akseptabelt for et spesifikt fysisk dataoverføringsmedium

Ta en kort titt på protokollene som brukes i TCP\IP-stakken.

Applikasjonslagsprotokoller(du må vite hvilke som finnes, hvordan de er forskjellige og hva de er)

FTP- Filoverføringsprotokoll. Designet for å overføre filer over nettverket og implementerer:

1) Koble til FTP-servere

2) Se kataloginnholdet

FTP opererer på toppen av transportlaget til TCP-protokollen, bruker port 20 for dataoverføring, port 21 for kommandooverføring.

FTP gir mulighet for autentisering (brukeridentifikasjon), muligheten til å overføre filer fra et avbrutt sted.

TFTP - forenklet dataoverføringsprotokoll. Designet primært for første oppstart av diskløse arbeidsstasjoner. I motsetning til FTP er autentisering ikke mulig, men identifikasjon med IP-adresse kan brukes.

BGP- Border Gateway Protocol. Brukes for dynamisk ruting og designet for å utveksle informasjon om ruter.

HTTP- Hypertext Transfer Protocol. Designet for å overføre data i form av tekstdokumenter basert på klient-server-teknologi. Foreløpig brukes denne protokollen til å hente informasjon fra nettsider.

DHCP- Dynamisk nodekonfigurasjonsprotokoll. Designet for automatisk distribusjon av IP-adresser mellom datamaskiner. Protokollen er implementert i en spesialisert DHCP-server ved hjelp av klient-server-teknologi: som svar på en datamaskinforespørsel utsteder den en IP-adresse og konfigurasjonsparametere.

SMNP - Enkell. Designet for å administrere og overvåke nettverksenheter ved å utveksle kontrollinformasjon.

DNS- domenenavn system. Det er et distribuert hierarkisk system for å skaffe informasjon om domener, oftest for å skaffe en IP-adresse ved symbolsk navn.

NIPPE- sesjonsetableringsprotokoll. Designet for å etablere og avslutte en brukerøkt.

Lignende dokumenter

Historien om fremveksten av Token-Ring-nettverket som et alternativ til Ethernet. Nettverkstopologi, abonnentforbindelse, Token-Ring-konsentrator. Grunnleggende tekniske egenskaper ved nettverket. Nettverkspakkeformat (ramme). Formål med pakkefelt. Token-tilgangsmetode.

presentasjon, lagt til 20.06.2014


Rollen og generelle prinsipper for å bygge datanettverk. Topologier: buss, mesh, kombinert. Grunnleggende systemer for å bygge Token Ring-nettverk på personlige datamaskiner. Informasjonsoverføringsprotokoller. Programvare, nettverksinstallasjonsteknologi.

kursarbeid, lagt til 10.11.2013


Historien om Fast Ethernet. Regler for å spørre Fast Ethernet-nettverk ligner på Ethernet-konfigurasjonsregler. Fysisk innovasjon av Fast Ethernet-teknologi. Kabelsystemalternativer: multi-modus fiberoptisk, vita-pair, koaksial.

abstrakt, lagt til 02.05.2015


Serverkrav. Velge nettverksprogramvare. Optimalisering og feilsøking i et fungerende nettverk. Rask Ethernet-struktur. Ortogonal frekvensdelingsmultipleksing. Klassifisering av utstyr for trådløst nettverk.

avhandling, lagt til 30.08.2010


Kjennetegn på det eksisterende nettverket til byen Pavlodar. Beregning av belastningen fra abonnenter på Metro Ethernet-nettverket, logisk diagram over inkludering av komponenter i Cisco Systems-løsningen. Forbinde gatewayer for valg av tjenester med bydatanettverk, koble klienter.

avhandling, lagt til 05.05.2011


Kjennetegn på de viktigste nettverksforbindelsesenhetene. Hovedfunksjonene til repeateren. Fysisk strukturering av datanettverk. Regler for riktig konstruksjon av Fast Ethernet-nettverkssegmenter. Funksjoner ved bruk av 100Base-T-utstyr i lokale nettverk.

sammendrag, lagt til 30.01.2012


Teknologier for å bygge lokale kablede Ethernet-nettverk og trådløse Wi-Fi-segmenter. Prinsipper for å utvikle et integrert nettverk, muligheten for å koble stasjoner. Analyse av utstyr på markedet og valg av enheter som oppfyller kravene.

avhandling, lagt til 16.06.2011


Koble datamaskiner plassert i leiligheter med tre hus til et lokalt nettverk ved hjelp av FastEthernet-teknologi. Kodeteknologier brukt i SHDSL. Koble et lokalt nettverk til Internett ved hjelp av WAN-teknologi. Regler for å konstruere Fast Ethernet-segmenter.

kursarbeid, lagt til 09.08.2012


Ethernet/Fast Ethernet-nettverksalgoritmer:e; beregner den sykliske kontrollsummen (støybestandig syklisk kode) til pakken. En flyt-orientert nettverkslagstransportprotokoll. Overføringskontrollprotokoll.

test, lagt til 14.01.2013


Et lokalt nettverk er en gruppe personlige datamaskiner (perifere enheter) som er sammenkoblet med en høyhastighets digital dataoverføringskanal i bygninger i nærheten. Ethernet-nettverk: dannelse, utviklingshistorie. Nettverkskabler.

Hjem > Pedagogisk og metodisk manual

Høyhastighets nettverksteknologier

Klassisk 10 Mbit Ethernet har passet de fleste brukere i 15 år. Imidlertid har den utilstrekkelige kapasiteten for øyeblikket begynt å merkes. Dette skjer av ulike årsaker:

øke ytelsen til klientdatamaskiner; øke antall brukere på nettverket; fremveksten av multimedieapplikasjoner; øke antall tjenester som opererer i sanntid.

Som et resultat ble mange segmenter av 10 Mbit Ethernet overbelastet og kollisjonshastighetene økte betydelig, noe som ytterligere reduserte brukbar gjennomstrømning.

For å øke nettverksgjennomstrømningen kan du bruke flere metoder: nettverkssegmentering ved hjelp av broer og rutere; nettverkssegmentering ved hjelp av brytere; en generell økning i kapasiteten til selve nettet, dvs. bruk av høyhastighetsnettverksteknologier.

Høyhastighets datanettverksteknologier bruker typer nettverk som FDDI (Fiber-optic Distributed Data Interface), CDDI (Copper Distributed Data Interface), Fast Ethernet (100 Mbit/s), 100GV-AnyLAN, ATM (Asynchronous Transfer Method), Gigabit Ethernet.

FDDI- og CDDI-nettverk

FDDI fiberoptiske nettverk lar deg løse følgende problemer:

øke overføringshastigheten til 100 Mbit/s; øke støyimmuniteten til nettverket gjennom standardprosedyrer for å gjenopprette det etter ulike typer feil; Få mest mulig ut av nettverksbåndbredden for både asynkron og synkron trafikk.

For denne arkitekturen utviklet American National Standard Institute (ANSI) X3T9.5-standarden på 80-tallet. I 1991 var FDDI-teknologien godt etablert i nettverksverdenen.

Selv om FDDI-standarden opprinnelig ble utviklet for bruk med fiberoptikk, har nyere forskning gjort det mulig å utvide denne robuste høyhastighetsarkitekturen til uskjermede og skjermede vridd kabler. Som et resultat utviklet Crescendo CDDI-grensesnittet, som gjorde det mulig å implementere FDDI-teknologi på kobbertvinnede par, som viste seg å være 20-30% billigere enn FDDI. CDDI-teknologien ble standardisert i 1994 da mange potensielle kunder innså at FDDI-teknologien var for dyr.

FDDI-protokollen (X3T9.5) opererer ved token-overføring i en logisk ring på fiberoptiske kabler. Den ble designet for å være så kompatibel som mulig med IEEE 802.5 (Token Ring)-standarden - forskjeller eksisterer bare der det er nødvendig for å realisere høyere datahastigheter og evnen til å dekke lange overføringsavstander.

Mens 802.5-standarden spesifiserer en enkelt ring, bruker et FDDI-nettverk to motstående ringer (primær og sekundær) i en enkelt kabel for å koble til nettverksnoder. Data kan sendes på begge ringene, men i de fleste nettverk sendes de kun på primærringen, og sekundærringen er reservert, noe som gir feiltoleranse og redundans til nettverket. I tilfelle en feil, når en del av primærringen ikke kan overføre data, lukker primærringen seg på sekundærringen og danner igjen en lukket ring. Denne modusen for nettverksdrift kalles Pakke inn, dvs. " ved å brette" eller "brette" ringer. Kollapsoperasjonen utføres ved hjelp av FDDI-huber eller nettverkskort. For å forenkle denne operasjonen blir data alltid overført på primærringen i én retning, og på sekundærringen i motsatt retning.

FDDI-standardene legger mye vekt på ulike prosedyrer som lar deg avgjøre om det er en feil i nettverket og deretter foreta den nødvendige rekonfigureringen. FDDI-nettverket kan fullt ut gjenopprette funksjonaliteten i tilfelle enkeltfeil på elementene, og i tilfelle flere feil brytes nettverket opp i flere operative, men ikke sammenkoblede nettverk.

Det kan være 4 typer noder i FDDI-nettverket:

· SAS enkelttilkoblingsstasjoner (Single Attachment Stations); · DAS (Dual Attachment Stations) stasjoner; · SAC (Single Attachment Concentrators); · Dual Attachment Concentrators (DAC).

SAS og SAC er koblet til kun en av de logiske ringene, men DAS og DAC er koblet til begge logiske ringene samtidig og kan takle en feil i en av ringene. Vanligvis har huber en dobbel tilkobling og stasjoner har en enkelt tilkobling, selv om dette ikke er nødvendig.

I stedet for Manchester-kode, bruker FDDI et 4B/5B-kodingsskjema som konverterer hver 4. bit med data til 5-bits kodeord. Den redundante biten tillater bruk av en selvsynkroniserende potensiell kode for å representere data i form av elektriske eller optiske signaler. I tillegg gjør tilstedeværelsen av forbudte kombinasjoner det mulig å avvise feilaktige tegn, noe som forbedrer påliteligheten til nettverket.

Fordi Av de 32 kombinasjonene av 5B-koden er det kun 16 kombinasjoner som brukes til å kode de originale 4 databitene, deretter ble det valgt ut flere kombinasjoner fra de resterende 16 som brukes til tjenesteformål og danner et slags kommandospråk for fysisk lag. De viktigste tjenestetegnene inkluderer Idle-tegnet, som hele tiden overføres mellom porter under pauser mellom datarammeoverføringer. På grunn av dette har stasjoner og huber konstant informasjon om tilstanden til de fysiske forbindelsene til havnene deres. Hvis det ikke er noen ledig symbolflyt, oppdages en fysisk koblingsfeil og den interne banen til huben eller stasjonen rekonfigureres, hvis mulig.

FDDI-stasjoner bruker en tidlig token-utgivelsesalgoritme, som ligner på 16 Mbps Token Ring-nettverk. Det er to hovedforskjeller i tokenhåndtering mellom FDDI- og IEEE 802.5 Token Ring-protokollene. For det første avhenger oppbevaringstiden for tilgangstoken i et FDDI-nettverk av belastningen på primærringen: med en lett belastning øker den, og med tung belastning kan den reduseres til null (for asynkron trafikk). For synkron trafikk forblir token-holdetiden konstant. For det andre bruker ikke FDDI prioriterte eller reservasjonsområder. I stedet klassifiserer FDDI hver stasjon som enten asynkron eller synkron. I dette tilfellet betjenes alltid synkrontrafikk, selv når ringen er overbelastet.

FDDI bruker integrert stasjonsstyring med STM (Station Management) moduler. STM er tilstede på hver node i FDDI-nettverket i form av en programvare- eller fastvaremodul. SMT er ansvarlig for overvåking av datakanaler og nettverksnoder, spesielt for tilkoblings- og konfigurasjonsstyring. Hver node i FDDI-nettverket fungerer som en repeater. SMT fungerer på samme måte som administrasjonen levert av SNMP, men STM er lokalisert i det fysiske laget og et underlag av datalinklaget.

Når du bruker en multimodus optisk kabel (det vanligste FDDI-overføringsmediet), er avstanden mellom stasjonene opptil 2 km, når du bruker en enkeltmodus optisk kabel - opptil 20 km. I nærvær av repeatere kan den maksimale lengden på FDDI-nettverket nå 200 km og inneholde opptil 1000 noder.

FDDI-tokenformat:

Innledning	Elementær SD separator	Kontroll FC-pakke	Terminal ED separator	Status FS-pakke

FDDI-pakkeformat:

Innledning

Innledning designet for synkronisering. Selv om lengden i utgangspunktet er 64 biter, kan noder endre den dynamisk for å passe deres synkroniseringskrav.

SD startseparator. Et unikt én-byte-felt designet for å identifisere begynnelsen av en pakke.

FC-pakkekontroll. Et én-byte-felt av formen CLFFTTTT, hvor C-biten setter pakkeklassen (synkron eller asynkron utveksling), L-biten er en indikator på lengden på pakkeadressen (2 eller 6 byte). Det er tillatt å bruke adresser av begge lengder i ett nettverk. FF (pakkeformat)-bitene bestemmer om pakken tilhører MAC-underlaget (dvs. for ringkontrollformål) eller LLC-underlaget (for dataoverføring). Hvis pakken er en MAC-underlagspakke, bestemmer TTTT-bitene typen pakke som inneholder dataene i Info-feltet.

Formålet med DA. Angir destinasjonsnoden.

Kilde SA. Identifiserer noden som sendte pakken.

Informasjon. Dette feltet inneholder data. Dette kan være data av typen MAC eller brukerdata. Lengden på dette feltet er variabel, men er begrenset til en maksimal pakkelengde på 4500 byte.

FCS-pakkesjekksum. Inneholder CRC - mengde.

Endeseparator ED. Den er en halv byte lang for en pakke og en byte lang for en token. Identifiserer slutten av en pakke eller token.

FS-pakkestatus. Dette feltet er av vilkårlig lengde og inneholder bitene "Feil oppdaget", "Adresse gjenkjent", "Data kopiert".

Den mest åpenbare grunnen til at FDDI er dyrt er på grunn av bruken av fiberoptisk kabel. Deres kompleksitet (som gir fordeler som innebygd stasjonsadministrasjon og redundans) bidro også til de høye kostnadene for FDDI-nettverkskort.

FDDI-nettverksegenskaper

Rask Ethernet og 100GV-AnyLAN

I prosessen med å utvikle et mer produktivt Ethernet-nettverk ble eksperter delt inn i to leire, noe som til slutt førte til fremveksten av to nye lokale nettverksteknologier - Fast Ethernet og 100VG-AnyLAN.

Rundt 1995 ble begge teknologiene IEEE-standarder. IEEE 802.3-komiteen vedtok Fast Ethernet-spesifikasjonen som 802.3u-standarden, som ikke er en frittstående standard, men er et tillegg til 802.3-standarden i form av kapittel 21 til 30.

802.12-komiteen har tatt i bruk 100VG-AnyLAN-teknologi, som bruker en ny Demand Priority-medietilgangsmetode og støtter to rammeformater - Ethernet og Token Ring.

Rask Ethernet

Alle forskjellene mellom Fast Ethernet-teknologi og standard Ethernet er konsentrert om det fysiske laget. MAC- og LLC-lagene i Fast Ethernet forblir uendret sammenlignet med Ethernet.

Den mer komplekse strukturen til det fysiske laget av Fast Ethernet-teknologi skyldes det faktum at den bruker tre typer kablingssystemer:

fiberoptisk multimoduskabel (to fibre brukes); Kategori 5 tvunnet par (to par brukes); Kategori 3 tvunnet par (fire par brukes).

Fast Ethernet bruker ikke koaksialkabel i det hele tatt. Forlatelsen av koaksialkabel har ført til at Fast Ethernet-nettverk alltid har en hierarkisk trestruktur bygget på huber, som 10Base-T/10Base-F-nettverk. Hovedforskjellen mellom Fast Ethernet-nettverkskonfigurasjoner er reduksjonen i nettverksdiameter til 200 m, som er assosiert med en 10 ganger reduksjon i overføringstiden til en ramme med minimum lengde på grunn av en økning i overføringshastighet.

Imidlertid hindrer ikke denne begrensningen egentlig byggingen av store Fast Ethernet-nettverk på grunn av den raske utviklingen av svitsjbaserte lokale nettverk på 90-tallet. Ved bruk av svitsjer, kan Fast Ethernet operere i full-dupleks-modus, der det ikke er noen begrensninger på den totale nettverkslengden pålagt av CSMA/CD-medietilgangsmetoden, men kun begrensninger på lengden på fysiske segmenter.

Nedenfor tar vi for oss halv-dupleksversjonen av Fast Ethernet-teknologi, som fullt ut samsvarer med tilgangsmetoden beskrevet i 802.3-standarden.

Den offisielle 802.3u-standarden etablerte tre forskjellige Fast Ethernet-spesifikasjoner og ga dem følgende navn:

100Base-TX for to-par kabel på UTP Kategori 5 UTP eller STP Type 1 skjermet tvunnet par; 100Base-FX for multimodus fiberoptisk kabel med to fibre og 1300 nm laserbølgelengde; 100Base-T4 for 4-par UTP Kategori 3, 4 eller 5 UTP-kabel.

Følgende generelle påstander gjelder for alle tre standardene:

Rask Ethernet-rammeformater er ikke forskjellig fra klassiske 10 Mbit Ethernet-rammeformater; IPG-interframe-intervallet i Fast Ethernet er 0,96 μs, og bitintervallet er 10 ns. Alle tidsparametere for tilgangsalgoritmen, målt i bitintervaller, forble de samme, så det ble ikke gjort endringer i MAC-lagseksjonene i standarden; Et tegn på en fri tilstand av mediet er overføringen av Idle-symbolet for den tilsvarende redundante koden over det (og ikke fraværet av et signal, som i Ethernet-standarden).

Det fysiske laget inkluderer tre komponenter:

Forsoning Underlag; medieuavhengig grensesnittMII (Media Uavhengig Grensesnitt) mellom koordinasjonslaget og den fysiske laganordningen; fysisk lagenhet (PHY).

Forhandlingsunderlaget er nødvendig slik at MAC-laget, designet for AUI-grensesnittet, kan fungere normalt med det fysiske laget via MII-grensesnittet.

Den fysiske PHY-enheten gir koding av data som kommer fra MAC-underlaget for overføring over en bestemt type kabel, synkronisering av data som sendes over kabelen, samt mottak og dekoding av data i mottakernoden. Den består av flere undernivåer (fig. 19):

et logisk datakodingsunderlag som konverterer byte som kommer fra MAC-laget til 4B/5B eller 8B/6T kodesymboler; fysiske tilkoblingsunderlag og fysiske mediumavhengige underlag, som gir signalgenerering i samsvar med den fysiske kodingsmetoden, for eksempel NRZI eller MLT-3; autonegotiation sublayer, som lar alle kommunikerende porter velge den mest effektive driftsmodusen, for eksempel halv-dupleks eller full-dupleks (dette underlaget er valgfritt).

Grensesnitt MII . MII er en TTL-nivåsignalspesifikasjon og bruker en 40-pinners kontakt. Det er to alternativer for å implementere MII-grensesnittet: internt og eksternt.

I den interne versjonen er brikken som implementerer MAC- og forhandlingsunderlagene koblet via MII-grensesnittet til transceiverbrikken inne i samme struktur, for eksempel et nettverkskort eller en rutermodul. Transceiver-brikken implementerer alle funksjonene til PHY-enheten. Med den eksterne versjonen deles transceiveren i en separat enhet og kobles til ved hjelp av en MII-kabel.

MII-grensesnittet bruker 4-bits biter av data for å overføre dem parallelt mellom MAC- og PHY-underlagene. Sende- og mottakskanalene fra MAC til PHY og omvendt er synkronisert av et klokkesignal generert av PHY-laget. Dataoverføringskanalen fra MAC til PHY er portet av "Transmit"-signalet, og datamottakskanalen fra PHY til MAC er portet av "Receive"-signalet.

Portkonfigurasjonsdata lagres i to registre: kontrollregisteret og statusregisteret. Kontrollregisteret brukes til å stille inn portens driftshastighet, for å indikere om porten skal delta i prosessen med autoforhandling om linjehastigheten, for å stille inn portens driftsmodus (halv- eller full-dupleks).

Statusregisteret inneholder informasjon om den faktiske aktuelle driftsmodusen til havnen, inkludert hvilken modus som ble valgt som følge av auto-forhandlinger.

Spesifikasjoner for fysiske lag 100 Utgangspunkt - FX / TX . Disse spesifikasjonene definerer driften av Fast Ethernet over multimodus fiberoptisk kabel eller UTP Cat.5/STP Type 1-kabler i halv-dupleks og full-dupleks-modus. Som i FDDI-standarden er hver node her koblet til nettverket med to flerveis signallinjer som kommer fra henholdsvis nodens mottaker og sender.

Fig. 19. Forskjeller mellom Fast Ethernet-teknologi og Ethernet-teknologi

100Base-FX/TX-standardene bruker den samme 4B/5B logiske kodingsmetoden på det fysiske sammenkoblingsunderlaget, hvor det har blitt overført uendret fra FDDI-teknologi. Ulovlige kombinasjoner av startskilletegn og sluttskilletegn brukes til å skille starten av en Ethernet-ramme fra inaktive tegn.

Etter å ha konvertert 4-bits kode-tetrader til 5-bits kombinasjoner, må sistnevnte representeres som optiske eller elektriske signaler i kabelen som forbinder nettverksnodene. 100Base-FX- og 100Base-TX-spesifikasjonene bruker forskjellige fysiske kodingsmetoder for dette.

100Base-FX-spesifikasjonen bruker en potensiell fysisk NRZI-kode. NRZI-koden (Non Return to Zero Invert to ones) er en modifikasjon av den enkle potensielle NRZ-koden (som bruker to potensielle nivåer for å representere logisk 0 og 1).

NRZI-metoden bruker også to signalpotensialnivåer. Logisk 0 og 1 i NRZI-metoden er kodet som følger (fig. 20): ved begynnelsen av hvert enhetsbitintervall inverteres potensialverdien på linjen, men hvis den nåværende biten er 0, blir potensialet i begynnelsen på linjen endres ikke.

Fig.20. Sammenligning av potensielle NRZ- og NRZI-koder.

100Base - TX-spesifikasjonen bruker MLT-3-kode, lånt fra CDDI-teknologi, for å overføre 5-bits kodeord over tvunnet par kabler. I motsetning til NRZI-koden er denne koden tre-nivå (fig. 21) og er en komplisert versjon av NRZI-koden. MLT-3-koden bruker tre potensialnivåer (+V, 0, -V), ved overføring av 0 endres ikke potensialverdien ved grensen til bitintervallet, ved overføring av 1 endres den til de tilstøtende i kjeden + V, 0, -V, 0, + V, osv.

Fig.21. MLT-3 kodemetode.

I tillegg til å bruke MLT-3-metoden, skiller 100Base - TX-spesifikasjonen seg også fra 100Base - FX-spesifikasjonen ved at den bruker scrambling. En scrambler er vanligvis en XOR-kombinasjonskrets som, før MLT-3-koding, krypterer en sekvens av 5-bits kodeord slik at energien til det resulterende signalet blir jevnt fordelt over hele frekvensspekteret. Dette forbedrer støyimmunitet, fordi Spektralkomponenter som er for sterke forårsaker uønsket interferens på tilstøtende overføringslinjer og stråling inn i miljøet. Descrambleren i mottakernoden utfører den inverse descrambling-funksjonen, dvs. gjenoppretting av den opprinnelige sekvensen av 5-bits kombinasjoner.

Spesifikasjon 100 Utgangspunkt - T 4 . Denne spesifikasjonen ble utformet for å tillate Fast Ethernet å bruke eksisterende ledningspar med tvunnet kategori 3. 100Base-T4-spesifikasjonen bruker alle de fire tvunnede parene i en kabel for å øke den totale gjennomstrømningen til en kommunikasjonskobling ved samtidig å overføre datastrømmer på tvers av alle tvunnede par. I tillegg til de to ensrettede parene som brukes i 100Base - TX, er det to ekstra par som er toveis og tjener til å parallellisere dataoverføring. Rammen overføres over tre linjer byte-for-byte og parallelt, noe som reduserer båndbreddekravet til en linje til 33,3 Mbit/s. Hver byte som sendes over et bestemt par er kodet med seks ternære sifre i henhold til 8B/6T-kodingsmetoden. Som et resultat, ved en bithastighet på 33,3 Mbit/s, er signalendringshastigheten i hver linje 33,3 * 6/8 = 25 Mbaud, som passer innenfor båndbredden (16 MHz) til UTP cat.3-kabelen.

Det fjerde tvunnede paret brukes til å lytte til bærefrekvensen under overføring for kollisjonsdeteksjonsformål.

I Fast Ethernet-kollisjonsdomenet, som ikke bør overstige 205 m, er det ikke tillatt å bruke mer enn én klasse I-repeater (kringkastingsrepeater som støtter forskjellige kodingsskjemaer tatt i bruk i 100Base-FX/TX/T4-teknologier, 140 bt latens) og ingen mer enn to repeatere Klasse II (transparent repeater som støtter bare ett av kodingsskjemaene, latens 92 bt). Dermed har regelen om 4 hubs blitt til en regel med en eller to hubs i Fast Ethernet-teknologi, avhengig av hubens klasse.

Et lite antall repeatere i Fast Ethernet er ikke en alvorlig hindring når du bygger store nettverk, fordi bruk av switcher og rutere deler nettverket inn i flere kollisjonsdomener, som hver er bygget på en eller to repeatere.

Automatiske forhandlinger om havnedriftsmoduser . 100Base-TX/T4-spesifikasjonene støtter Autonegotiation, som lar to PHY-enheter automatisk velge den mest effektive driftsmodusen. For dette formålet er det gitt modus forhandlingsprotokoll, der porten kan velge den mest effektive modusen som er tilgjengelig for begge utvekslingsdeltakerne.

Totalt 5 driftsmoduser er for øyeblikket definert som kan støtte PHY TX/T4-enheter på tvunnet par:

10Base-T (2 par av kategori 3); 10Base-T full dupleks (2 par av kategori 3); 100Base-TX (2 par Kategori 5 eller STP Type 1); 100Base-TX full dupleks (2 par av kategori 5 eller STP Type 1); 100Base-T4 (4 par av kategori 3).

10Base-T-modus har lavest prioritet i forhandlingsprosessen, og 100Base-T4-modus har høyest. Forhandlingsprosessen skjer når enhetens strømkilde er slått på, og kan også startes når som helst av kontrollenheten.

Enheten som har startet autoforhandlingsprosessen sender en spesiell serie med FLP-pulser til sin partner ( Fort Link Puls sprekke), som inneholder et 8-bits ord som koder for den foreslåtte interaksjonsmodusen, og starter med den høyeste prioritet som støttes av noden.

Hvis partnernoden støtter auto-forhandlingsfunksjonen og er i stand til å støtte den foreslåtte modusen, svarer den med sin FLP-puls, der den bekrefter denne modusen og forhandlingene avsluttes der. Hvis partnernoden støtter en modus med lavere prioritet, indikerer den det i svaret, og denne modusen er valgt som arbeidsmodus.

En node som kun støtter 10Base-T-teknologi sender tilkoblingstestpulser hver 16. ms og forstår ikke FLP-forespørselen. En node som mottar bare linjekontinuitetspulser som svar på sin FLP-forespørsel forstår at partneren kun kan operere ved å bruke 10Base-T-standarden og setter denne driftsmodusen for seg selv.

Full dupleks drift . Noder som støtter 100Base FX/TX-spesifikasjoner kan også fungere i full dupleksmodus. Denne modusen bruker ikke CSMA/CD-medietilgangsmetoden, og det er ikke noe konsept for kollisjoner. Full dupleksdrift er kun mulig når du kobler en nettverksadapter til en svitsj, eller når du kobler svitsjer direkte.

100VG-AnyLAN

100VG-AnyLAN-teknologi skiller seg fra klassisk Ethernet på en grunnleggende måte. De viktigste forskjellene mellom dem er som følger:

brukt medietilgangsmetodeKreve Prioritet– prioritetskrav, som gir betydelig mer rettferdig fordeling av nettverksbåndbredde sammenlignet med CSMA/CD-metoden for synkrone applikasjoner; rammer sendes ikke til alle nettverksstasjoner, men bare til destinasjonsstasjonen; nettverket har en dedikert tilgangsarbiter - et sentralt knutepunkt, og dette skiller denne teknologien betydelig fra andre som bruker en distribuert tilgangsalgoritme; rammer av to teknologier støttes - Ethernet og Token Ring (derav navnet AnyLAN). Forkortelsen VG står for Voice-Grade TP – tvunnet par for taletelefoni; data overføres i én retning samtidig over 4 UTP kategori 3 tvunnet par; full dupleks er ikke mulig.

Datakoding bruker 5B/6B logisk kode, som gir signalspekter i området opptil 16 MHz (UTP kategori 3 båndbredde) med en bithastighet på 30 Mbit/s i hver linje. NRZ-koden ble valgt som den fysiske kodingsmetoden.

Et 100VG-AnyLAN-nettverk består av en sentral hub, kalt roten, og endenoder og andre huber koblet til den. Tre nivåer av kaskade er tillatt. Hver hub eller nettverksadapter på dette nettverket kan konfigureres til å betjene enten Ethernet-rammer eller Token Ring-rammer.

Hvert knutepunkt sjekker syklisk statusen til havnene sine. En stasjon som ønsker å sende en pakke sender et spesielt signal til huben, ber om overføring av rammen og indikerer dens prioritet. 100VG-AnyLAN-nettverket bruker to prioritetsnivåer - lav og høy. Lav prioritet tilsvarer vanlige data (filtjeneste, utskriftstjeneste osv.), og høy prioritet tilsvarer tidssensitive data (som multimedia).

Forespørselsprioriteter har statiske og dynamiske komponenter, dvs. en stasjon med lavt prioritetsnivå som ikke har tilgang til nettet over lang tid får høy prioritet på grunn av den dynamiske komponenten.

Hvis nettverket er ledig, lar huben noden overføre pakken, og sender et varselsignal til alle andre noder om ankomsten av rammen, hvorpå nodene må bytte til rammemottaksmodus (slutte å sende statussignaler) . Etter å ha analysert destinasjonsadressen i den mottatte pakken, sender huben pakken til destinasjonsstasjonen. Ved slutten av rammeoverføringen sender huben tomgangssignalet, og nodene begynner igjen å overføre informasjon om tilstanden deres. Hvis nettverket er opptatt, setter huben den mottatte forespørselen i en kø, som behandles i henhold til rekkefølgen forespørslene ble mottatt og under hensyntagen til deres prioriteringer. Hvis en annen hub er koblet til porten, avbrytes polling til nedstrøms hub fullfører polling. Beslutningen om å gi tilgang til nettverket tas av rotkonsentratoren etter at alle konsentratorene på nettverket har spurt portene.

Til tross for enkelheten til denne teknologien, er ett spørsmål fortsatt uklart: hvordan vet huben hvilken port destinasjonsstasjonen er koblet til? I alle andre teknologier oppsto ikke dette problemet, fordi rammen ble ganske enkelt overført til alle stasjoner på nettverket, og destinasjonsstasjonen, etter å ha gjenkjent adressen sin, kopierte den mottatte rammen til en buffer.

I 100VG-AnyLAN-teknologien løses dette problemet på følgende måte - huben finner ut MAC-adressen til stasjonen i det øyeblikket den er fysisk koblet til nettverket med kabel. Hvis i andre teknologier den fysiske tilkoblingsprosedyren bestemmer kabeltilkoblingen (koblingstest i 10Base-T-teknologi), porttype (FDDI-teknologi), porthastighet (auto-negotiation i Fast Ethernet), så i 100VG-AnyLAN-teknologi, ved etablering av en fysisk tilkobling, finner huben ut MAC-adressen til den tilkoblede stasjonen og lagrer den i MAC-adressetabellen, lik bro-/svitsjtabellen. Forskjellen mellom en 100VG-AnyLAN-hub og en bro eller svitsj er at den ikke har en intern rammebuffer. Derfor mottar den bare én ramme fra nettverksstasjoner og sender den til målporten. Inntil gjeldende ramme er mottatt av mottakeren, godtar ikke huben nye rammer, så effekten av det delte mediet forblir. Bare nettverkssikkerheten forbedres, fordi... nå når ikke rammer utenlandske havner, og de er vanskeligere å avskjære.

Abstrakt

For tiden utvikler det russiske turistmarkedet seg ekstremt ujevnt. Volumet av utgående turisme råder over volumet av inngående og innenlandsk turisme.

Program om pedagogisk praksis (tysk og engelsk): Pedagogisk og metodisk håndbok for studenter ved IV- og V-kursene ved Det filologiske fakultet / Komp. Arinicheva L. A., Davydova I. V. Tobolsk: TGSPA im. D. I. Mendeleeva, 2011. 60 s.

Program

Forelesningsnotater om faget: «nettverksøkonomi» Antall seksjoner

Abstrakt

Fremveksten av Internett-teknologier som gjør det mulig å bygge forretningsrelasjoner i Internett-miljøet, gjør det mulig å snakke om fremveksten av et nytt bilde av økonomien, som kan kalles "nettverket" eller "internettøkonomien."

Oppmerksomhet rettes mot den stadig mer populære teknologien programvaredefinert nettverk.<...>Det er selvsagt nødvendig å stille krav til andre indikatorer som definerer begrepet QoS(kvaliteten på tjenestene).<...>Her er en beskrivelse av teknologier som ATM, SDH, MPLS-TP,PBB-TE.<...>Vedlegget til manualen gir en kort oppsummering av konstruksjonsprinsippene programvaredefinert nettverk som nylig har fått mer og mer popularitet.<...>En beskrivelse av teknologien for virtualisering av nettverksfunksjoner er gitt. NFV(Nettverksfunksjonsvirtualisering), sammenligning er gitt SDN Og NFV. <...>Fysisk onsdag overføringer data Generelle kjennetegn ved fysisk miljø. <...>Fysisk onsdag overføringer data (medium) kan representere en kabel, jordens atmosfære eller verdensrommet.<...> Kabler høyere kategorier ha flere svinger per lengdeenhet.<...> Kabler kategorier 1 brukes der kravene til overføringshastighet er minimale.<...> Kabler kategorier 2 kabler ble først brukt av IBM da han bygget sitt eget kabelsystem.<...> Kabler kategorier 4 er en litt forbedret versjon kabler kategorier 3. <...> Høy hastighet kringkaste Trådløsbaserte data er omtalt i kapittel 7.<...>Valg av nettverkstopologi er den viktigste oppgaven som løses under konstruksjonen, og bestemmes av kravene til effektivitet og strukturell pålitelighet. <...>Arbeidet med å standardisere åpne systemer startet i 1977. I 1983 ble det foreslått en referansestandard modell VOS- den mest generelle beskrivelsen av strukturen i standardutviklingen.<...> Modell VOS, som definerer prinsippene for forholdet mellom individuelle standarder, er grunnlaget for parallell utvikling av flere standarder og sikrer en gradvis overgang fra eksisterende implementeringer til nye standarder.<...>Henvisning modell VOS definerer ikke protokoller og interaksjonsgrensesnitt, struktur og egenskaper ved fysiske tilkoblingsmidler.<...>Tredje, Nettverk nivå, utfører ruting<...>

Network_technologies_for_high-speed_data_transmission._Tutorial_manual_for_universities._-_2016_(1).pdf

UDC 621.396.2 BBK 32.884 B90 ANMELDERE: Doktor i ingeniørfag. Sciences, professor i ingeniørfag. vitenskaper, professor; Doctor Budyldina N.V., Shuvalov V.P. B90 Nettverksteknologier for høyhastighets dataoverføring. Lærebok for universiteter / Ed. Professor V.P. Shuvalov. – M.: Hotline – Telecom, 2016. – 342 s.: ill. ISBN 978-5-9912-0536-8. Problemene med å bygge infokommunikasjonsnettverk som gir høyhastighets dataoverføring presenteres i en kompakt form. Det presenteres seksjoner som er nødvendige for å forstå hvordan man sikrer overføring ikke bare ved høy hastighet, men også med andre indikatorer som karakteriserer kvaliteten på tjenesten som tilbys. En beskrivelse av protokollene for ulike nivåer av referansemodellen for interaksjon mellom åpne systemer og transportnettverksteknologier er gitt. Spørsmålene om dataoverføring i trådløse kommunikasjonsnettverk og moderne tilnærminger som sikrer overføring av store mengder informasjon i akseptable tidsperioder vurderes. Oppmerksomhet rettes mot den stadig mer populære teknologien til programvaredefinerte nettverk. For studenter som studerer innen opplæringsfeltet "Infokommunikasjonsteknologier og kommunikasjonssystemer" med kvalifikasjoner (grader) "bachelor" og "master". Boken kan brukes til å forbedre kompetansen til telekommunikasjonsarbeidere. BBK 32.884 Budyldina Nadezhda Veniaminovna, Shuvalov Vyacheslav Petrovich Nettverksteknologier for høyhastighets dataoverføring Lærebok for universiteter Alle rettigheter forbeholdt. Noen del av denne publikasjonen kan ikke reproduseres i noen form eller på noen måte uten skriftlig tillatelse fra opphavsrettsinnehaveren © Scientific and Technical Publishing House "Hot Line - Telecom" LLC www.techbook.ru © N.V. Budyldina, V.P. Shuvalov L. D. G. Nevolin G. Dorosinsky Adresse til utgiveren på Internett www.tech b o o k .ru

Side 2

Innhold Innledning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Referanser til innledningen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Kapittel 1. Grunnleggende begreper og definisjoner. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1. Informasjon, melding, signal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2. Informasjonsoverføringshastighet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3. Fysisk dataoverføringsmedium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.4. Signalkonverteringsmetoder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.5. Metoder for flere tilgang til miljøet. . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.6. Telekommunikasjonsnettverk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.7. Organisering av arbeidet med standardisering innen dataoverføring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.8. Referansemodell for åpne systeminteraksjon. . . . . . . 47 1,9. Kontrollspørsmål. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1,10. Bibliografi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Kapittel 2. Sikre indikatorer for tjenestekvalitet. . 58 2.1. Tjenestekvalitet. Generelle bestemmelser. . . . . . . . . . . . . . . 58 2.2. Sikre nøyaktigheten av dataoverføring. . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.3. Gir indikatorer på strukturell pålitelighet. . . . . . . . 78 2.4. QoS-ruting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2,5. Kontrollspørsmål. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.6. Bibliografi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Kapittel 3. Lokale nettverk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1. LAN-protokoller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.1. Ethernet-teknologi (IEEE 802.3). . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.2. Token Ring-teknologi (IEEE 802.5). . . . . . . . . . . . . . . 93 3.1.3. FDDI-teknologi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.1.4. Fast Ethernet (IEEE 802.3u). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.1.5. 100VG-AnyLAN-teknologi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.1.6. Høyhastighets Gigabit Ethernet-teknologi. . . . . 102 3.2. Tekniske betyr å sikre funksjonen til høyhastighets datanettverk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.2.1. Huber. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.2.2. Broer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.2.3. Brytere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.2.4. STP-protokoll. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 3.2.5. Rutere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.2.6. Porter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 3.2.7. Virtuelt lokalnettverk (VLAN). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Side 341

342 Innhold 3.3. Kontrollspørsmål. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 3.4. Bibliografi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Kapittel 4. Linklagsprotokoller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 4.1. Hovedoppgaver til lenkelaget, protokollfunksjoner 138 4.2. Byte-orienterte protokoller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 4.3. Bitorienterte protokoller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.3.1. HDLC (High-Level Data Link Control) protokoll. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.3.2. Rammeprotokoll SLIP (Serial Line Internet Protocol). 152 4.3.3. PPP (Point-to-Point Protocol) protokoll. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 4.4. Kontrollspørsmål. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 4,5. Bibliografi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Kapittel 5. Nettverks- og transportlagsprotokoller. . . . . . . . 161 5.1. IP-protokoll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 5.2. IPv6-protokoll. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 5,3. Ruting Protocol RIP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 5,4. OSPF Internal Routing Protocol. . . . . . . . . . . . . . 187 5,5. BGP-4-protokoll. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 5,6. Ressursreservasjonsprotokollen er RSVP. . . . . . . . . . . . . . 203 5,7. Overføringsprotokoll RTP (Real-Time Transport Protocol). . . . 206 5,8. DHCP-protokoll (Dynamic Host Configuration Protocol). . . 211 5,9. LDAP-protokoll. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 5.10. Protokoller ARP, RARP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 5.11. TCP (Transmission Control Protocol) protokoll. . . . . . . . . . . . 220 5.12. UDP (User Datagram Protocol) protokoll. . . . . . . . . . . . . . . . . 229 5,13. Kontrollspørsmål. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 5,14. Bibliografi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Kapittel 6. Transport IP-nettverk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 6.1. ATM-teknologi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 6.2. Synkront digitalt hierarki (SDH). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 6.3. Multiprotokoll etikettbytte. . . . . . . . . . . . . . . 245 6.4. Optisk transporthierarki. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 6,5. Ethernet-modell og hierarki for transportnettverk. . . . . . 256 6,6. Kontrollspørsmål. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 6,7. Bibliografi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Kapittel 7. Trådløse teknologier for høyhastighets dataoverføring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7.1. Wi-Fi-teknologi (Wireless Fidelity). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7.2. WiMAX-teknologi (Worldwide Interoperability for Microwave Access). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

Side 342

343 7.3. Overgang fra WiMAX til LTE-teknologi (LongTermEvolution). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 7,4. Status og utsikter for høyhastighets trådløse nettverk. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 7,5. Kontrollspørsmål. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 7,6. Bibliografi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Kapittel 8. I stedet for en konklusjon: noen tanker om emnet "hva som må gjøres for å sikre høyhastighets dataoverføring i IP-nettverk." 279 8.1. Tradisjonell dataoverføring med garantert levering. Problemer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 8.2. Alternative dataoverføringsprotokoller med garantert levering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 8,3. Algoritme for overbelastningskontroll. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 8,4. Forutsetninger for å sikre høyhastighets dataoverføring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 8,5. Implisitte problemer med å sikre høyhastighets dataoverføring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 8,6. Bibliografi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 Vedlegg 1. Programvaredefinerte nettverk. . . . . . . . . . 302 S.1. Generelle bestemmelser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 S.2. OpenFlow-protokoll og OpenFlow-bryter. . . . . . . . . . . . . . 306 s.3. NFV nettverksvirtualisering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 s.4. Standardisering av PKS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 s.5. SDN i Russland. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 s.6. Bibliografi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 Begreper og definisjoner. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

• Forord
• Kapittel 1.
  Historisk bakgrunn for utvikling av høyhastighets datanettverk
• Kapittel 2.
  Referansemodell for interaksjon av åpne systemer EMVOS (Open System Interconnection - OSI-modell)
• Kapittel 3.
  Internasjonale standardorganisasjoner
• Kapittel 4.
  Fysisk og logisk datakoding
• Kapittel 5.
  Smalbånd og bredbåndssystemer. Datamultipleksing
• Kapittel 6.
  Dataoverføringsmoduser. Overføringsmedier
• Kapittel 7.
  Strukturerte kablingssystemer
• Kapittel 8.
  Topologier for dataoverføringssystem
• Kapittel 9
  Metoder for kanaltilgang
• Kapittel 10.
  Bytte teknologier
• Kapittel 11.
  Kommunikasjon av nettverkssegmenter
• Litteratur

Kapittel 5. Smalbånd og bredbåndssystemer. Datamultipleksing

Et smalbåndssystem (baseband) bruker en digital signaloverføringsmetode. Selv om et digitalt signal har et bredt spekter og teoretisk sett opptar et uendelig frekvensbånd, bestemmes i praksis bredden av spekteret til det overførte signalet av frekvensene til dets grunnleggende harmoniske. De gir det viktigste energibidraget til signaldannelse. I et smalbåndssystem utføres overføring i det opprinnelige frekvensbåndet; det er ingen overføring av signalspekteret til andre frekvensområder. Det er i denne forstand at systemet kalles smalbånd. Signalet opptar nesten hele båndbredden til linjen. For å regenerere signalet og forsterke det i dataoverføringsnettverk, brukes spesielle enheter - repeatere.

Et eksempel på implementering av smalbåndsoverføring er lokale nettverk og relaterte IEEE-spesifikasjoner (for eksempel 802.3 eller 802.5).

Tidligere ble smalbåndsoverføring, på grunn av signaldemping, brukt i avstander på ca. 1-2 km via koaksialkabler, men i moderne systemer, takket være ulike typer koding og multipleksing av signaler og typer kabelsystemer, har begrensningene blitt forskjøvet tilbake til 40 kilometer eller mer.

Begrepet bredbåndsoverføring ble opprinnelig brukt i telefonkommunikasjonssystemer, der det betegnet en analog kanal med et frekvensområde (båndbredde) på mer enn 4 KHz. For å spare ressurser ved overføring av et stort antall telefonsignaler med et frekvensbånd på 0,3-3,4 KHz, er det utviklet ulike ordninger for komprimering (multipleksing) av disse signalene, som sikrer overføring over én kabel.

I høybetyr bredbåndsoverføring at en analog bærer i stedet for en pulsbærer brukes til å overføre data. I analogi betyr begrepet "bredbåndsinternett" at du bruker en kanal med en båndbredde på mer enn 128 Kbps (i Europa) eller 200 Kbps (i USA). Bredbåndssystemet har høy gjennomstrømning og gir høyhastighetsoverføring av data og multimedieinformasjon (tale, video, data). Eksempler er ATM-nettverk, B-ISDN, Frame Relay, CATV-kabelkringkastingsnettverk.

Begrepet "multipleksing" brukes i datateknologi på mange måter. Med dette mener vi kombinasjonen av flere kommunikasjonskanaler i én dataoverføringskanal.

La oss liste de viktigste multipleksingsteknikkene: frekvensdelingsmultipleksing (FDM), tidsmultipleksing - tidsdelingsmultipleksing (TDM) og spektral- eller bølgelengdemultipleksing (WDM).

WDM brukes kun i fiberoptiske systemer. Kabel-TV bruker for eksempel FDM.

FDM

Med frekvensmultipleksing får hver kanal sin egen analoge bærer. I dette tilfellet kan enhver type modulasjon eller en kombinasjon av dem brukes i FDM. For eksempel, i kabel-TV, gir en koaksialkabel med en båndbredde på 500 MHz overføring av 80 kanaler på 6 MHz hver. Hver av disse kanalene oppnås i sin tur ved å multiplekse underkanaler for overføring av lyd og video.

TDM

Med denne typen multipleksing blir lavhastighetskanaler kombinert (slått sammen) til én høyhastighetskanal, gjennom hvilken en blandet datastrøm overføres, dannet som et resultat av aggregering av de originale strømmene. Hver lavhastighetskanal er tildelt sin egen tidsluke (tidsperiode) innenfor en syklus av en viss varighet. Data er representert som biter, byte eller blokker av biter eller byte. For eksempel tildeles kanal A de første 10 bitene innenfor et tidsintervall av en gitt varighet (ramme, ramme), kanal B tildeles de neste 10 bitene osv. I tillegg til databiter inkluderer rammen tjenestebiter for overføringssynkronisering og andre formål. Rammen har en strengt definert lengde, som vanligvis uttrykkes i biter (for eksempel 193 biter) og struktur.

Nettverksenheter som multiplekser datastrømmer av lavhastighetskanaler (tilløp, komponentstrømmer) til en felles aggregatstrøm (aggregat) for overføring over én fysisk kanal kalles multipleksere (multiplekser, mux, mux). Enheter som deler en aggregert strøm inn i komponentstrømmer kalles demultipleksere.

Synkrone multipleksere bruker en fast inndeling i tidsluker. Data som tilhører en bestemt komponentstrøm har samme lengde og sendes i samme tidsluke i hver multiplekset kanalramme. Hvis informasjon ikke overføres fra en bestemt enhet, forblir tidsluken tom. Statistiske multipleksere (stat muxer) løser dette problemet ved dynamisk å tilordne en ledig tidsluke til den aktive enheten.

WDM

WDM bruker forskjellige bølgelengder av lys for å organisere hver kanal. Faktisk er det en spesiell type frekvensdelingsmultipleksing ved svært høye frekvenser. Med denne typen multipleksing opererer sendeenheter ved forskjellige bølgelengder (for eksempel 820nm og 1300nm). Strålene kombineres deretter og overføres over en enkelt fiberoptisk kabel. Mottaksenheten skiller overføringen etter bølgelengde og dirigerer strålene til forskjellige mottakere. For å slå sammen/separere kanaler etter bølgelengde, brukes spesielle enheter - koblere. Nedenfor er et eksempel på slik multipleksing.

Fig.5.1. WDM multipleksing

Blant hovedkoblingsdesignene skilles det mellom reflekterende koblinger og sentralsymmetriske reflekterende koblinger (SCR). Reflekterende koblinger er små glassbiter "vridd" i midten i form av en stjerne. Antall utgangsstråler tilsvarer antall koplingsporter. Og antall porter bestemmer antall enheter som sender ved forskjellige bølgelengder. To typer reflekterende koblinger er vist nedenfor.

Fig.5.2. Sendende stjerne

Fig.5.3. reflekterende stjerne

En sentralsymmetrisk reflekterende kopler bruker lys som reflekteres fra et sfærisk speil. I dette tilfellet er den innkommende strålen delt inn i to stråler symmetrisk til midten av speilkulens sving. Når speilet roteres, endres posisjonen til sfærens bøyning og følgelig banen til den reflekterte strålen. Du kan legge til en tredje fiberoptisk kabel og omdirigere den reflekterte strålen til en annen port. Implementeringen av WDM-multipleksere og fiberoptiske brytere er basert på denne ideen.

Fig.5.4. Sentralt symmetrisk reflekterende kobling

Optiske multipleksere kan implementeres ikke bare ved bruk av CSR-koblere, men også ved bruk av reflekterende filtre og diffraksjonsgitter. De dekkes ikke i denne opplæringen.

Hovedfaktorene som bestemmer mulighetene til ulike implementeringer er interferens og kanalseparasjon. Mengden krysstale avgjør hvor godt kanalene er separert og viser for eksempel hvor mye av 820nm-strålens kraft som havnet på 1300nm-porten. En pickup på 20 dB betyr at 1 % av signalet dukket opp på den utilsiktede porten. For å sikre pålitelig signalseparasjon, må bølgelengdene være spredt "vidt". Det er vanskelig å gjenkjenne nære bølgelengder, som 1290 og 1310 nm. Vanligvis brukes 4 multiplekseringsskjemaer: 850/1300, 1300/1550, 1480/1550 og 985/1550 nm. De beste egenskapene så langt er funnet i CSR-koblinger med et system av speil, for eksempel to (fig. 5.5).

Fig.5.5. SCR-kobling med to speil

WDM-teknologi, som er en av tre typer bølgelengdedelingsmultipleksing, inntar en midtposisjon når det gjelder spektrumeffektivitet. WDM-systemer kombinerer spektralkanaler hvis bølgelengder avviker fra hverandre med 10 nm. Den mest produktive teknologien er DWDM (Dense WDM). Det innebærer å kombinere kanaler fordelt over hele spekteret med ikke mer enn 1 nm, og i noen systemer til og med med 0,1 nm. På grunn av denne tette distribusjonen av signaler over hele spekteret, er kostnadene for DWDM-utstyr vanligvis svært høye. Spektralressurser brukes minst effektivt i nye systemer basert på CWDM-teknologi (Coarse WDM, sparse WDM-systemer). Her er spektralkanalene atskilt med minst 20 nm (i noen tilfeller når denne verdien 35 nm). CWDM-systemer brukes vanligvis i metronettverk og LAN, hvor lave utstyrskostnader er en viktig faktor og det kreves 8-16 WDM-kanaler. CWDM-utstyr er ikke begrenset til én del av spekteret og kan operere i området fra 1300 til 1600 nm, mens DWDM-utstyr er knyttet til et smalere område på 1530 til 1565 nm.

konklusjoner

Et smalbåndssystem er et overføringssystem i det opprinnelige frekvensbåndet som bruker digitale signaler. For å overføre flere smalbåndskanaler i én bredbåndskanal, bruker moderne overføringssystemer over kobberkabler TDM-tidsmultipleksing. Fiberoptiske systemer bruker WDM-bølgelengdemultipleksing.

Tilleggsinformasjon

Kontrollspørsmål

• En enhet der alle innkommende informasjonsstrømmer er kombinert til ett utgangsgrensesnitt, utfører følgende funksjoner:
  • bytte om
  • repeater
  • multiplekser
  • demultiplekser
• Ti signaler, som hver krever 4000 Hz båndbredde, multiplekses til én kanal ved hjelp av FDM. Hva bør være minimumsbåndbredden til en multiplekset kanal med en beskyttelsesintervallbredde på 400 Hz?
  • 40800 Hz
  • 44000 Hz
  • 4800 Hz
  • 43600 Hz