Nove zahteve glede zmogljivosti omrežja zahteve sodobnih aplikacij, kot so večpredstavnost, porazdeljeno računalništvo in sistemi za spletno obdelavo transakcij, povzročajo nujno potrebo po razširitvi ustreznih standardov.

Običajnih deset megabitov Ethernet, ki je dolgo časa zavzemal prevladujoč položaj, vsaj gledano iz Rusije, aktivno nadomešča sodobnejši in bistveno bolj hitre tehnologije prenos podatkov.

Na trgu visoka hitrost(več kot 100 Mbit/s) omrežja, ki so ga pred nekaj leti predstavljala le omrežja FDDI, je danes na voljo približno ducat različnih tehnologij, ki razvijajo obstoječe standarde in temeljijo na konceptualno novih. Med njimi je treba posebej omeniti:

· Dobra stara optična vlakna FDDI vmesnik, kot tudi njegova razširjena različica FDDI II, posebej prilagojena za delo z multimedijskimi informacijami, in CDDI, ki izvaja FDDI na bakrenih kablih. Vse različice FDDI podpira hitrost prenosa podatkov 100 Mbit/s.

· 100Base X Ethernet, ki je hitra Ethernet z večkratnim dostopom med in zaznavanjem trkov. Ta tehnologija je obsežen razvoj standarda IEEE802.3.

· 100Base VG AnyLAN, nova tehnologija gradnje lokalna omrežja, ki podpira formate podatkov Ethernet in Token Ring s hitrostjo prenosa 100 Mbit/s po standardnih sukanih paricah in optičnih vlaknih.

· Gigabit Ethernet. Nadaljnji razvoj omrežij Ethernet in Fast Ethernet.

· bankomat, tehnologija prenosa podatkov, ki deluje tako na obstoječi kabelski opremi kot na posebnih optičnih komunikacijskih linijah. Podpira hitrosti izmenjave od 25 do 622 Mbit/s z možnostjo povečanja na 2,488 Gbit/s.

· Fibre Channel, fizična preklopna tehnologija optičnih vlaken, zasnovana za aplikacije, ki zahtevajo ultra visoke hitrosti. Mejniki - računalništvo v gruči, organizacija interakcije med superračunalniki in hitrimi pomnilniškimi nizi, podpora za povezave, kot je delovna postaja - superračunalnik. Deklarirane hitrosti izmenjave segajo od 133 Mbit do gigabitov na sekundo (in celo več).

Obrisi tehnologije so mamljivi, a še zdaleč ne jasni. FFOL (FDDI Sledite v LAN), pobude ANSI, zasnovan za zamenjavo v prihodnosti FDDI z novo stopnjo zmogljivosti 2,4 GB/s.

bankomat

bankomat- otrok telefonskih družb. Ta tehnologija ni bila razvita z mislijo na računalniška podatkovna omrežja. bankomat radikalno razlikuje od običajnih omrežnih tehnologij. Osnovna enota prenosa v tem standardu je celica, za razliko od običajnega paketa. Celica vsebuje 48 bajtov podatkov in 5 bajtov glave. To je delno zato, da se zagotovi zelo nizka zakasnitev prenosa. večpredstavnostnih podatkov. (Pravzaprav je bila velikost celice kompromis med ameriškimi telefonskimi podjetji, ki imajo raje velikost celice 64 bajtov, in evropskimi telefonskimi podjetji, ki imajo raje 32 bajtov).

Naprave bankomat vzpostaviti medsebojno komunikacijo in prenašati podatke po virtualnih komunikacijskih kanalih, ki so lahko začasni ali trajni. Trajni komunikacijski kanal je pot, po kateri se prenašajo informacije. Vedno ostane odprta ne glede na promet. Začasni kanali se ustvarijo na zahtevo in se zaprejo takoj, ko se prenos podatkov konča.

Od vsega začetka bankomat je bil zasnovan kot preklopni sistem z uporabo virtualnih komunikacijskih kanalov, ki zagotavljajo vnaprej določeno raven kakovosti storitve (Quality of Service – QoS) in podpirajo konstantne ali spremenljive hitrosti prenosa podatkov. Model QoS omogoča aplikacijam, da zahtevajo zajamčeno hitrost prenosa med ciljem in izvorom, ne glede na zapletenost poti med njima. vsak bankomat- stikalo, ki komunicira z drugim, izbere pot, ki zagotavlja hitrost, ki jo zahteva aplikacija.

Če sistem ne more ugoditi zahtevi, to sporoči aplikaciji. Res je, da obstoječi protokoli za prenos podatkov in aplikacije nimajo pojma QoS, zato je to še ena odlična funkcija, ki je nihče ne uporablja.

Zaradi prisotnosti takšnih koristnih lastnosti bankomat Nikogar ne preseneča splošna želja po nadaljnjem izboljševanju tega standarda. Toda doslej so obstoječe izvedbe strojne opreme precej omejene z izvirnim pristopom, ki se je osredotočal na druge, neračunalniške naloge.

na primer bankomat nima vgrajenega sistema za obveščanje o oddajah (to je značilno za bankomat, obstaja ideja, vendar ni standarda). In čeprav so oddajna sporočila stalni glavobol za vsakega skrbnika, so v nekaterih primerih preprosto potrebna. Odjemalec, ki išče strežnik, bi moral imeti možnost poslati sporočilo »Kje je strežnik?« in nato, ko prejme odgovor, svoje zahteve poslati neposredno na želeni naslov.

Forum bankomat posebej razvite specifikacije za emulacijo omrežja - LAN emulacija (LANE). LANE se obrne od točke do točke bankomat omrežje v običajno, kjer ga odjemalci in strežniki vidijo kot običajno oddajno omrežje z uporabo IP protokol(in kmalu IPX). LANE je sestavljen iz štirih različnih protokolov: Server Configuration Protocol ( Konfiguracijska storitev emulacije LAN - LECS), strežniški protokol ( LAN emulacijski strežnik - LES), splošni protokol za oddajanje in neznan strežnik ( Oddajni in neznani strežnik - BUS) in protokol odjemalca ( Odjemalec emulacije LAN - LEC).

Ko stranka uporablja LANE poskuša vzpostaviti povezavo z omrežjem bankomat, potem na začetku uporablja protokol LECS. Zaradi bankomat ne podpira oddajnih sporočil, forum bankomat dodelil poseben naslov LECS, ki ga nihče več ne uporablja. S pošiljanjem sporočila na ta naslov stranka prejme naslov, ki mu ustreza LES. Raven LES zagotavlja potrebne funkcije ELAN (emuliran LAN). Z njihovo pomočjo lahko naročnik dobi naslov BUS storitev in mu pošljete sporočilo “povezala se je taka in ta stranka”, da potem AVTOBUS nivo bi lahko po prejetem sporočilu posredoval vsem prijavljenim strankam.

Da bi uporabili bankomat uporabiti je treba protokole L.E.C.. L.E.C. deluje kot pretvornik in posnema običajno omrežno topologijo, ki jo predvideva IP. Zaradi LANE samo modeli Ethernet, potem lahko odpravi nekatere stare tehnološke napake. vsak ELAN lahko uporabite različne velikosti paketov. ELAN, ki služi postajam, povezanim z navadnim Ethernetom, uporablja 1516 bajtne pakete, medtem ko ELAN zagotavljanje komunikacije med strežniki lahko pošilja pakete velikosti 9180 bajtov. Vse je nadzorovano L.E.C..

L.E.C. prestreže oddajna sporočila in jih pošlje AVTOBUS. Kdaj AVTOBUS prejme takšno sporočilo, pošlje kopijo le-tega vsakemu registriranemu L.E.C.. Hkrati pa paket pred pošiljanjem kopij pretvori nazaj v Ethernet-obrazec, ki namesto vašega naslova navede oddajni naslov.

Velikost celice 48 bajtov in petbajtna glava pomeni, da se le 90,5 % pasovne širine porabi za prenos uporabnih informacij. Tako je realna hitrost prenosa podatkov le 140 Mbit/s. In to ne upošteva režijskih stroškov vzpostavljanja komunikacij in drugih interakcij storitev med različnimi nivoji protokola - BUS in LECS.

bankomat- zapletena tehnologija in zaenkrat je njena uporaba omejena LANE. Vse to močno ovira široko sprejetje tega standarda. Res je, obstaja utemeljeno upanje, da bo dejansko uporabljen, ko se bodo pojavile aplikacije, ki bodo to lahko izkoristile bankomat neposredno.

bankomat- ta okrajšava lahko označuje tehnologijo asinhronega prenosa podatkov ( Način asinhronega prenosa), ne samo Adobe Type Manager oz Bankomat, ki se morda marsikomu zdi bolj poznano. To tehnologijo za izgradnjo hitrih računalniških omrežij s paketnim preklapljanjem odlikuje edinstvena razširljivost od majhnih lokalnih omrežij s hitrostjo izmenjave 25-50 Mbit/s do transkontinentalnih omrežij.

Prenosni medij je bodisi sukani par (do 155 Mbit/s) ali optično vlakno.

bankomatje razvoj STM (sinhroni način prenosa)), tehnologija za prenos paketnih podatkov in govora na velike razdalje, ki se tradicionalno uporablja za gradnjo telekomunikacijskih avtocest in telefonskih omrežij. Zato bomo najprej razmislili STM.

model STM

STMje povezovalno komutirani omrežni mehanizem, kjer se povezava vzpostavi, preden se prenos podatkov začne, in prekine, ko se konča. Tako komunikacijska vozlišča pridobijo in zadržijo kanal, dokler se jim ne zdi potrebno prekiniti povezave, ne glede na to, ali prenašajo podatke ali molčijo.

Podatki v STM prenašajo tako, da celotno pasovno širino kanala razdelijo na osnovne prenosne elemente, imenovane časovni kanali ali reže. Reže so združene v kletko, ki vsebuje fiksno število kanalov, oštevilčenih od 1 do N. Vsaki reži je dodeljena ena povezava. Vsaka od sponk (lahko jih je tudi več - od 1 do M) določa svoj niz povezav. Sponka zagotavlja svoje reže za vzpostavitev povezave z obdobjem T. Zagotovljeno je, da bo v tem obdobju zahtevana sponka na voljo. Parametre N, M in T določajo pristojni odbori za standardizacijo in se razlikujejo v Ameriki in Evropi.

Znotraj kanala STM vsaka povezava je povezana s fiksno številko reže v določenem držalu. Ko je reža enkrat zajeta, ostane na razpolago povezavi za celotno življenjsko dobo te povezave.

Ali ni malo podobno železniški postaji, s katere odpelje vlak v določeno smer s periodo T? Če je med potniki kdo, za katerega je ta vlak primeren, zasede prazen sedež. Če tega potnika ni, ostane sedež prazen in ga ne more zasesti nihče drug. Seveda je kapaciteta takšnega kanala izgubljena in nemogoče je izvesti vse potencialne povezave (M*N) hkrati.

Prehod na bankomat

Študije uporabe kanali iz optičnih vlaken na čezoceanskem in transkontinentalnem merilu so razkrili številne značilnosti prenosa podatkov različnih vrst. V sodobnih komunikacijah ločimo dve vrsti zahtev:

Prenos podatkov, ki je odporen na nekatere izgube, vendar kritičen glede možnih zamud (na primer televizijski signali visoke ločljivosti in zvočne informacije);

Prenos podatkov, ki ni zelo kritičen do zamud, vendar ne dopušča izgube informacij (ta vrsta prenosa se praviloma nanaša na izmenjavo računalnik-računalnik).

Posledica prenosa heterogenih podatkov je periodično pojavljanje zahtev po storitvah, ki zahtevajo visoko pasovno širino, a kratek čas prenosa. Vozlišče včasih zahteva največjo zmogljivost kanala, vendar se to zgodi razmeroma redko, saj traja, recimo, desetino časa. Za ta tip kanala je implementirana ena od desetih možnih povezav, kar seveda zmanjšuje učinkovitost uporabe kanala. Super bi bilo, če bi bilo mogoče začasno neuporabljeno mesto prenesti na drugega naročnika. Žal, v okviru modela STM to je nemogoče.

Model bankomat je bil sprejet hkrati AT&T in več evropskih telefonskih velikanov. (Mimogrede, to bi lahko povzročilo nastanek dveh specifikacijskih standardov hkrati bankomat.)

Glavna ideja je bila, da ni potrebe po strogem ujemanju med povezavo in številko reže. Dovolj je, da identifikator povezave skupaj s podatki prenesete v katero koli prosto režo, pri čemer je paket tako majhen, da bi se v primeru izgube izguba zlahka obnovila. Vse to zelo spominja na preklapljanje paketov in se celo imenuje nekaj podobnega: "hitro preklapljanje kratkih paketov fiksne dolžine." Kratki paketi so zelo privlačni za telefonska podjetja, ki želijo ohraniti analogne linije STM.

Na spletu bankomat dve vozlišči se najdeta z uporabo "identifikatorja virtualne povezave" ( Identifikator virtualnega vezja - VCI), ki se uporablja namesto številk reže in sponke v modelu STM. Hitri paket je poslan v isto režo kot prej, vendar brez kakršne koli indikacije ali identifikatorja.

Statistično multipleksiranje

Hitro preklapljanje paketov rešuje problem neizkoriščenih rež s statističnim multipleksiranjem več povezav na eni povezavi glede na njihove prometne parametre. Z drugimi besedami, če se impulzira veliko število spojin (razmerje med vrhom in povprečno aktivnostjo je 10 ali več proti 1), upamo, da vrhovi aktivnosti različnih spojin ne bodo prepogosto sovpadali. Če obstaja ujemanje, se eden od paketov shrani v medpomnilnik, dokler niso na voljo prosta mesta. Ta način organiziranja povezav s pravilno izbranimi parametri vam omogoča učinkovito nalaganje kanalov. Statistično multipleksiranje, ni izvedljivo v STM, in je glavna prednost bankomat.

Vrste uporabniških vmesnikov omrežja ATM

Najprej je to vmesnik, osredotočen na povezovanje z lokalnimi omrežji, ki upravljajo podatkovne okvire (družine IEEE 802.x in FDDI). V tem primeru mora vmesniška oprema prevesti lokalne omrežne okvire v omrežni prenosni element bankomat deluje kot globalna hrbtenica, ki povezuje dva segmenta lokalnega omrežja, ki sta med seboj bistveno oddaljena.

Alternativa bi lahko bil vmesnik, zasnovan tako, da služi končnim vozliščem, ki neposredno upravljajo formate podatkov bankomat. Ta pristop omogoča povečanje učinkovitosti omrežij, ki zahtevajo velike količine prenosa podatkov. Za povezavo končnih uporabnikov v takšno omrežje se uporabljajo posebni multiplekserji.

Za upravljanje takšnega omrežja vsaka naprava izvaja določenega »agenta«, ki podpira obdelavo administrativnih sporočil, upravljanje povezav in obdelavo podatkov iz ustreznega protokola upravljanja.

Podatkovni format bankomata

Plastična vrečka bankomat določi posebna podkomisija ANSI, mora vsebovati 53 bajtov.

5 bajtov zaseda glava, preostalih 48 je vsebina paketa. Glava vsebuje 24 bitov za identifikator. VCI, 8 bitov je kontrolnih bitov, preostalih 8 bitov je rezerviranih za kontrolno vsoto. Od 48 bajtov vsebinskega dela se lahko 4 bajti dodelijo posebnemu prilagoditvenemu sloju bankomat, in 44 - pravzaprav za podatke. Prilagoditveni bajti omogočajo združevanje kratkih paketov bankomat v večje entitete, kot so okvirji Ethernet. Kontrolno polje vsebuje storitvene informacije o paketu.

plast protokola ATM

Mesto bankomat v sedemstopenjskem modelu ISO- nekje na ravni prenosa podatkov. Res je, da je nemogoče vzpostaviti natančno korespondenco, saj bankomat sama se ukvarja z interakcijo vozlišč, nadzorom prehoda in usmerjanjem, to pa poteka na ravni priprave in prenosa paketov. bankomat. Vendar natančna korespondenca in položaj bankomat v modelu ISO ni tako pomembno.Še pomembneje je razumeti, kako komunicirati z obstoječimi omrežji TCP/IP in v OS Funkcije z aplikacijami, ki zahtevajo neposredno interakcijo z omrežjem.

Aplikacije, ki imajo neposreden vmesnik bankomat, so na voljo prednosti, ki jih zagotavlja homogeno omrežno okolje bankomat.

Glavna obremenitev je na ravni »Upravljanje navideznih povezav«. bankomat", dešifrira določene glave bankomat, ki vzpostavlja in prekinja povezave, izvaja demultipleksiranje in izvaja dejanja, ki jih od njega zahteva nadzorni protokol.

Fizični sloj

Čeprav fizična plast ni del specifikacije bankomat, ga upoštevajo številni odbori za standardizacijo. V bistvu se fizična plast šteje za specifikacijo SONET (Sinhrono optično omrežje) je mednarodni standard za hitri prenos podatkov. Določene so štiri vrste standardnih menjalnih tečajev: 51, 155, 622 in 2400 Mbit/s, ki ustrezajo mednarodni hierarhiji digitalnega sinhronega prenosa ( Sinhronizirana digitalna hierarhija - SDH). SDH določa, kako se podatki fragmentirajo in prenašajo sinhrono po povezavah z optičnimi vlakni, ne da bi bila potrebna sinhronizacija kanalov in taktov vseh vozlišč, vključenih v proces prenosa in obnovitve podatkov.

Nadzor pretoka podatkov

Zaradi visoke zmogljivosti omrežja bankomat mehanizem, ki se tradicionalno uporablja v omrežjih TSR, neprimeren. Če bi bil nadzor prenosa dodeljen povratnim informacijam, bi v času, dokler povratni signal, potem ko je čakal na dodelitev kanala in je šel skozi vse stopnje pretvorbe, dosegel vir, imel čas za prenos več megabajtov v kanal, ne le povzroči njegovo preobremenitev, ampak morda popolnoma blokira vir preobremenitve.

Večina organizacij za standardizacijo se strinja, da je potreben holistični pristop za uspešno opravljen pregled. Njegovo bistvo je naslednje: krmilni signali se generirajo, ko podatki prehajajo skozi kateri koli del verige in se obdelujejo v katerem koli najbližjem oddajnem vozlišču. Ko prejme ustrezen signal, lahko uporabniški vmesnik izbere, kaj storiti - zmanjša hitrost prenosa ali obvesti uporabnika, da je prišlo do preliva.

V bistvu ideja o nadzoru prometa v omrežjih bankomat se zmanjša na vpliv na lokalni segment, ne da bi vplival na segmente, ki dobro poslujejo in dosegajo največjo prepustnost, kjer je to mogoče.

Sklad protokolov uporabniškega vmesnika v TCP/IP	Neposredni ATM vmesnik
podatki	Aplikacija, ki analizira podatke
	Aplikacijski vmesnik OS
	Upravljanje virtualnih povezav bankomatov
ATM aplikacijska plast
Raven podatkov	Gonilnik vmesnika ATM
Fizični sloj (SONET)

100VG-AnyLAN

Julija 1993 je na pobudo podjetij AT&T in Hewlett-Packard je bil organiziran nov odbor IEEE 802.12, zasnovan za standardizacijo nove tehnologije 100BaseVG. Ta tehnologija je bila hitra razširitev standarda IEEE 802.3(poznan tudi kot 100BaseT, oz Ethernet na sukanem paru).

Septembra podjetje IBM predlagal združitev podpore v novem standardu Ethernet in Token Ring. Spremenilo se je tudi ime nove tehnologije - 100VG-AnyLAN.

Tehnologija mora podpirati tako obstoječe omrežne aplikacije kot novo ustvarjene. To dosežemo s hkratno podporo za formate podatkovnih okvirjev in Ethernet ter Token Ring, ki zagotavlja preglednost omrežij, zgrajenih z uporabo nove tehnologije za obstoječe programe.

Že nekaj časa parice povsod nadomeščajo koaksialne kable. Njegove prednosti so večja mobilnost in zanesljivost, nizki stroški in enostavnejša administracija omrežja. Tudi pri nas poteka postopek zamenjave koaksialnih kablov. Standardno 100VG-AnyLAN se osredotoča tako na prepletene parice (za uporabo je primeren vsak obstoječi kabelski sistem) kot na optične linije, ki omogočajo precejšnje razdalje med naročniki. Vendar pa uporaba optičnih vlaken ne vpliva na hitrost izmenjave.

Topologija

Zaradi 100VG zasnovan za zamenjavo Ethernet in Token Ring, podpira topologije, ki se uporabljajo za ta omrežja (logično skupno vodilo oziroma token ring). Fizična topologija je zvezda, zanke ali veje niso dovoljene.

S kaskadno povezavo vozlišča Med njimi je dovoljena samo ena komunikacijska linija. Oblikovanje rezervnih linij je možno le, če je kadarkoli aktivna točno ena.

Standard predvideva do 1024 vozlišč v enem omrežnem segmentu, vendar je zaradi zmanjšane zmogljivosti omrežja realni maksimum skromnejši - 250 vozlišč. Podobni premisleki določajo največjo razdaljo med najbolj oddaljenimi vozlišči - dva kilometra in pol.

Standard žal ne dovoljuje združevanja v enem segmentu sistemov, ki hkrati uporabljajo formate Ethernet in Token Ring. Za takšna omrežja obstajajo posebna 100VG-AnyLAN mostovi Token Ring-Ethernet. Toda v primeru konfiguracije 100VG-Ethernet segment Ethernet z običajno hitrostjo prenosa (10 Mbit/s) je mogoče povezati s preprostim pretvornikom hitrosti.

Oprema

Prenosni mediji . Za 100Base-T Ethernet uporabljajo se kabli, ki vsebujejo štiri neoklopljene sukane parice. En par se uporablja za prenos podatkov, en par se uporablja za reševanje konfliktov; preostala dva para se ne uporabljata. Očitno vam bo prenos podatkov na vseh štirih parih prinesel štirikratni dobiček. Zamenjava standardne kode "Manchester" z učinkovitejšo - 5B6B NRZ- daje skoraj dvakrat večji dobiček (zaradi prenosa dveh podatkovnih bitov v enem taktu). Tako se z le rahlim povečanjem nosilne frekvence (približno 20%) zmogljivost komunikacijske linije poveča za desetkrat. Pri delu z oklopljenimi kabli, značilnimi za omrežja Token Ring, uporabljata se dva sukana para, vendar na dvakratni frekvenci (zaradi dejstva, da je kabel oklopljen). Pri prenosu po takem kablu se vsak par uporablja kot fiksni enosmerni kanal. En par nosi vhodne podatke, drugi pa izhod. Standardna razdalja vozlišč, na kateri so zagotovljeni parametri prenosa, je 100 metrov za pare tretje in četrte kategorije in 200 metrov za peto.

Lahko se uporabijo pari optičnih vlaken. Zahvaljujoč temu nosilcu se prevožena razdalja poveča na dva kilometra. Kot pri oklopljenem kablu se uporablja dvosmerna povezava.

Pesta 100VGse lahko povezuje kaskadno, kar zagotavlja maksimalno razdaljo med vozlišči v enem segmentu na neoklopljenih kablih do 2,5 kilometra.

Vozlišča . Glavni akter pri gradnji mreže 100VG-AnyLAN je vozlišče(ali vozlišče). Vse omrežne naprave, ne glede na njihov namen, so povezane vozlišča. Obstajata dve vrsti povezav: za povezavo navzgor in povezavo navzdol. Z "gornjo" povezavo mislimo na povezavo z vozlišče višji nivo. “Down” je povezava s končnimi vozlišči in vozlišči nižjega nivoja (ena vrata za vsako napravo oz vozlišče).

Za zaščito podatkov pred nepooblaščenim dostopom sta za vsaka vrata implementirana dva načina delovanja: zaupno in javno. V zaupnem načinu vsaka vrata prejmejo samo sporočila, naslovljena neposredno nanjo, v javnem načinu - vsa sporočila. Običajno se javni način uporablja za povezovanje mostov in usmerjevalnikov ter različnih vrst diagnostične opreme.

Da bi izboljšali delovanje sistema, se podatki, naslovljeni na določeno vozlišče, prenesejo samo nanj. Podatki, namenjeni oddajanju, so v medpomnilniku do konca prenosa in nato poslani vsem naročnikom.

100VG-AnyLAN in model OSI

V predvidenem standardu IEEE 802.12, 100VG-AnyLAN določen na nivoju prenosa podatkov (2. nivo sedemnivojskega modela ISO) in na fizični ravni (1. stopnja ISO).

Raven prenosa podatkov je razdeljena na dve podravni: nadzor logične povezave ( LLC - Nadzor logične povezave) in nadzor dostopa do medijev ( MAC - Nadzor dostopa do medija).

Standardno OSI Sloj podatkovne povezave je odgovoren za zagotavljanje zanesljivega prenosa podatkov med dvema omrežnima vozliščema. Ko prejme paket za prenos iz višje omrežne plasti, plast podatkovne povezave temu paketu pripne prejemnikov in izvorni naslov, oblikuje niz okvirjev za prenos iz njega in zagotovi redundanco, potrebno za odkrivanje in popravljanje napak. Sloj podatkovne povezave zagotavlja podporo za oblike okvirjev Ethernet in Token Ring.

Zgornja podnivo - nadzor logične povezave - zagotavlja načine prenosa podatkov z in brez vzpostavitve povezave.

Nižja podnivo - nadzor dostopa do medijev - med prenosom zagotavlja končno oblikovanje prenosnega okvirja v skladu s protokolom, implementiranim v tem segmentu ( IEEE 802.3 ali 802.5). Če govorimo o prejemu paketa, podplast določi korespondenco naslova, preveri kontrolno vsoto in ugotovi napake pri prenosu.

Logično MAC-Podplast lahko razdelimo na tri glavne komponente: protokol prioritete zahteve, sistem za testiranje povezave in sistem za pripravo prenosnega okvirja.

Zahtevaj prednostni protokol - Protokol prioritete povpraševanja (DPP)- razloženo s standardom 100VG-AnyLAN kot sestavni del podsloj MAC. DPP določa vrstni red obdelave zahtev in vzpostavljanja povezav.

Ko je končno vozlišče pripravljeno za prenos paketa, zvezdišču pošlje zahtevo z običajno ali visoko prioriteto. Če vozlišče nima ničesar za poslati, pošlje "prost" signal. Če vozlišče ni aktivno (npr. računalnik je izklopljen), seveda ne pošilja ničesar. V primeru kaskadnega povezovanja vozlišč, ko prenosno vozlišče zahteva zahtevo od nižjega vozlišča, slednje oddaja zahtevo "navzgor".

Hubciklično preverja vrata, da ugotovi njihovo pripravljenost za prenos. Če je več vozlišč pripravljenih za oddajo hkrati, hub analizira njihove zahteve na podlagi dveh kriterijev – prioritete zahteve in fizične številke vrat, na katera je oddajno vozlišče povezano.

Zahteve z visoko prioriteto se seveda najprej obdelajo. Takšne prioritete uporabljajo aplikacije, ki so ključne za odzivni čas, kot so multimedijski sistemi polnega formata. Omrežni skrbnik lahko namenska vrata poveže z visokimi prioritetami. Da bi se izognili izgubi zmogljivosti, je uveden poseben mehanizem, ki preprečuje, da bi se vsem zahtevam, ki izvirajo iz enega vozlišča, dodelila visoka prioriteta. Več zahtev z visoko prioriteto, podanih hkrati, se obdela glede na fizični naslov vrat.

Ko so obdelane vse zahteve z visoko prioriteto, se zahteve z običajno prednostjo obdelajo v vrstnem redu, ki ga določa tudi naslov fizičnega vrata. Da bi zagotovili zajamčen odzivni čas, ima običajna zahteva, ki je čakala 200–300 milisekund, visoko prednost.

Pri anketiranju vrat, na katera je priključeno zvezdišče nižjega nivoja, se sproži anketiranje njegovih vrat in šele po tem se nadaljuje anketiranje vrat višjega nivoja. vozlišče. Tako so vsa končna vozlišča vprašana zaporedno, ne glede na nivo zvezdišča, na katerega so povezana.

Sistem testiranja povezave . Pri testiranju povezav postaja in njen vozlišče izmenjajte posebne testne pakete. Hkrati vsa ostala vozlišča prejmejo obvestilo, da nekje v omrežju poteka testiranje. Poleg preverjanja povezav lahko pridobite informacije o vrstah naprav, povezanih v omrežje ( vozlišča, mostovi, prehodi in končna vozlišča), njihove načine delovanja in naslove.

Povezave se testirajo vsakič, ko je vozlišče inicializirano in vsakič, ko je presežena določena raven napak pri prenosu. Preizkušanje povezav med vozlišči je podobno preizkušanju povezav končnih vozlišč.

Priprava prenosnega okvirja . Pred prenosom podatkov na fizično plast jih je treba dopolniti z glavo in koncem storitve, vključno z izpolnjevanjem podatkovnega polja (če je potrebno), naslovov naročnikov in kontrolnih sekvenc.

100VG-AnyLAN prenosni okvir

Predvideni standard IEEE-802.12 podpira tri vrste formatov podatkovnih okvirjev: IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.5 (Token Ring) in poseben format za okvirje za testiranje povezave IEEE 802.3.

Standard omejuje dopustno povezovanje v omrežje s prepovedjo uporabe različnih formatov okvirjev znotraj istega segmenta omrežja. Vsak segment lahko podpira le en logični standard, za gradnjo heterogenih omrežij pa je predpisana uporaba posebnih mostov.

Nalog za prenos podatkov za formate Ethernet in Token Ring je enak (najpomembnejši bajt se prenese prvi, najmanj pomemben bajt zadnji). Edina razlika je vrstni red bitov v bajtih: v formatu Ethernet Najprej se prenesejo najmanj pomembni biti in Token Ring- starejši.

Okvir Ethernet (IEEE 802.3) mora vsebovati naslednja polja:

D.A.- naslov prejemnika paketa (6 bajtov);

S.A.

L- indikator dolžine podatkov (2 bajta);

uporabniški podatki in nadomestni znaki;

FCS- krmilno zaporedje.

Okvir Token Ring (IEEE 802.5) vsebuje več polj. Nekateri med njimi so protokolarni 100VG-AnyLAN se ne uporabljajo, ampak se shranijo samo za zagotavljanje združljivosti podatkov s segmenti 4 in 16 Mbit/s (pri izmenjavi prek ustreznih mostov):

AC- polje za nadzor dostopa (1 bajt, ni v uporabi);

F.C.- okvirno kontrolno polje (1 bajt, ni uporabljeno);

D.A.- naslov prejemnika (6 bajtov);

S.A.- naslov pošiljatelja (6 bajtov);

R.I.- informacijsko polje usmerjevalnika (0-30 bajtov);

informacijsko polje;

FCS- preverite zaporedje (4 bajti).

Fizična plast omrežij 100VG-AnyLAN

V modelu ISO Fizična plast je odgovorna za neposreden proces prenosa podatkovnih bitov iz enega vozlišča v drugega. Konektorji, kabli, ravni signala, frekvence in druge fizikalne lastnosti so opisane s tem nivojem.

Kot električni standard za prenos podatkov so se razvijalci odločili vrniti k znani metodi neposrednega dvonivojskega kodiranja ( koda NRZ), kjer visok nivo signala ustreza logični enici, nizek nivo signala pa logični ničli. Nekoč, na začetku dobe digitalnega prenosa podatkov, je bil ta način opuščen. To je bilo predvsem posledica težav s sinhronizacijo in se je zgodilo kljub večji gostoti informacij na takt nosilne frekvence - dva bita na takt.

Uporaba kodiranja 5B6B, ki vnaprej določa enako število ničel in enic v prenesenih podatkih, vam omogoča zadostno sinhronizacijo. Tudi prisotnost treh bitov iste ravni zaporedoma (in več jih je kodiranje prepovedano in se interpretirajo kot napaka) nima časa, da povzroči desinhronizacijo oddajnika in sprejemnika.

Tako se z redundanco kode 20 % podvoji zmogljivost kanala. Pri taktni frekvenci 30 MHz se po enem paru prenaša 25 Mbit/s izvirnih podatkov, skupni obseg prenosa po štirih parih enega kabla je 100 Mbit/s.

Upravljanje prenosa podatkov v omrežjih

Omrežja, zgrajena na neoklopljenih dvožilnih kablih, uporabljajo vse štiri pare kablov in lahko delujejo tako v polnem dupleksu (za prenos krmilnih signalov) kot poldupleksnem načinu, ko se vsi štirje pari uporabljajo za prenos podatkov v eno smer.

V zaščitenih paricah ali optičnih omrežjih sta izvedena dva enosmerna kanala: eden na primer, drugi za prenos. Sprejem in prenos podatki se lahko izvajajo hkrati.

V omrežjih, ki uporabljajo optična vlakna ali oklopljene parice, poteka prenos podatkov na podoben način. Majhne razlike so določene s prisotnostjo kanalov, ki nenehno delujejo v obe smeri. Vozlišče lahko na primer prejme paket in istočasno pošlje zahtevo za storitev.

hitro Ethernet

Ethernet kljub vsemu uspehu nikoli ni bil eleganten. Omrežne kartice imajo le osnovni koncept inteligence. Pravzaprav najprej pošljejo paket in nato pogledajo, ali je kdo drug hkrati prenašal podatke. Nekdo je primerjal Ethernet z družbo, v kateri se lahko ljudje med seboj sporazumevajo le, ko vsi kričijo hkrati.

Tako kot njegov predhodnik, Hitri ethernet uporablja način prenosa podatkov CSMACD (večkratni dostop z zaznavanjem nosilca z zaznavanjem trkov- Dostop do več medijev z zaznavanjem nosilcev in zaznavanjem trkov). Za to dolgo in zmedeno kratico se skriva zelo preprosta tehnologija. Kdaj je pristojbina Ethernet mora poslati sporočilo, najprej počaka na tišino, nato pošlje paket in hkrati posluša, ali je kdo poslal sporočilo hkrati. Če se to zgodi, potem oba paketa ne dosežeta cilja. Če ni prišlo do kolizije in mora plošča še naprej prenašati podatke, bo vseeno počakala nekaj mikrosekund.

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

L14: Tehnologije visoke hitrostiEthernet

V 1:hitroEthernet

Fast Ethernet je predlagal 3Com za implementacijo omrežja s hitrostjo prenosa 100 Mbit/s ob ohranjanju vseh funkcij 10 Mbit Etherneta. V ta namen sta bila v celoti ohranjena oblika okvirja in način dostopa. To vam omogoča, da popolnoma shranite programsko opremo. Ena izmed zahtev je bila tudi uporaba dvožilnega kablovskega sistema, ki je s prihodom Fast Etherneta prevzel prevladujoč položaj.

Fast Ethernet vključuje uporabo naslednjih sistemov kablov:

1) Večmodna povezava z optičnimi vlakni

Struktura omrežja: hierarhično drevo, zgrajeno na vozliščih, saj koaksialni kabel ni bil predviden za uporabo.

Premer omrežja Fast Ethernet je približno 200 metrov, kar je povezano s skrajšanjem časa prenosa okvirja minimalne dolžine. Omrežje lahko deluje bodisi v poldupleksnem ali v polnem dupleksnem načinu.

Standard določa tri specifikacije fizične plasti:

1) Uporaba dveh neoklopljenih parov

2) Uporaba štirih neoklopljenih parov

3) Uporaba dveh optičnih vlaken

P1: Specifikacija 100Osnova- TXin 100Osnova- FX

Te tehnologije imajo kljub uporabi različnih kablov veliko skupnega glede funkcionalnosti. Razlika je v tem, da specifikacija TX zagotavlja samodejno zaznavanje hitrosti prenosa. Če hitrosti ni mogoče določiti, se šteje, da linija deluje s hitrostjo 10 Mbit.

P2: Specifikacija 100Osnova- T4

Do trenutka, ko se je pojavil Fast Ethernet, je večina uporabnikov uporabljala sukani parni kabel kategorije 3. Za prenos signala s hitrostjo 100 Mbit / s prek takega kabelskega sistema je bil uporabljen poseben sistem logičnega kodiranja. V tem primeru je možna uporaba samo 3 parov kablov za prenos podatkov, 4. par pa se uporablja za poslušanje in zaznavanje kolizije. To vam omogoča, da povečate hitrost izmenjave.

P3:pPravila za gradnjo večsegmentnih omrežijhitroEthernet

Repetitorji Fast Ethernet so razdeljeni v 2 razreda:

a. Podpira vse vrste logičnega kodiranja

b. Podpira samo eno vrsto logičnega kodiranja, vendar je njegova cena veliko nižja.

Zato je glede na konfiguracijo omrežja dovoljena uporaba enega ali dveh repetitorjev tipa 2.

PRI 2:Specifikacija 100VG- KajLAN

To je tehnologija, zasnovana za prenos podatkov s hitrostjo 100 Mbit/s z uporabo protokolov Ethernet ali Token Ring. V ta namen sta bila uporabljena metoda prednostnega dostopa in nova shema kodiranja podatkov, imenovana »quartet encoding«. V tem primeru se podatki prenašajo s hitrostjo 25 Mbit/s po 4 prepletenih paricah, kar skupaj zagotavlja 100 Mbit/s.

Bistvo metode je naslednje: postaja, ki ima okvir, pošlje zahtevo v vozlišče za prenos, ki zahteva nizko prioriteto za redne podatke in visoko prioriteto za zamudno kritične podatke, to je multimedijske podatke. Vozlišče daje dovoljenje za prenos ustreznega okvirja, to je, da deluje na drugi ravni modela OSI (povezavni sloj). Če je omrežje zasedeno, zvezdišče postavi zahtevo v čakalno vrsto.

Fizična topologija takšnega omrežja je nujno zvezda, razvejanje pa ni dovoljeno. Središče takega omrežja ima 2 vrsti vrat:

1) Vrata za komunikacijo navzdol (na nižjo raven hierarhije)

2) Vrata za povezavo navzgor

Poleg vozlišč lahko takšno omrežje vključuje stikala, usmerjevalnike in omrežne kartice.

Tako omrežje lahko uporablja okvire Ethernet, okvire Token Ring, pa tudi lastne okvire za testiranje povezave.

Glavne prednosti te tehnologije:

1) Možnost uporabe obstoječega 10 Mbitnega omrežja

2) Brez izgub zaradi konfliktov

3) Možnost izgradnje razširjenih omrežij brez uporabe stikala

NA 3:GigabitEthernet

Tehnologija Gigabit Ethernet visoke hitrosti zagotavlja hitrosti do 1 Gbps in je opisana v priporočilih 802.3z in 802.3ab. Lastnosti te tehnologije:

1) Vse vrste okvirjev so shranjene

2) Možna je uporaba dveh protokolov za dostop do medijev CSMA/CD in sistema full-duplex

Fizični prenosni medij se lahko uporablja:

1) Kabel iz optičnih vlaken

3) Koaksialni kabel.

V primerjavi s prejšnjimi različicami so spremembe tako na fizični ravni kot tudi na ravni MAC:

1) Najmanjša velikost okvirja je bila povečana s 64 na 512 bajtov. Okvir je razširjen na 51 bajtov s posebnim razširitvenim poljem velikosti od 448 do 0 bajtov.

2) Za zmanjšanje režijskih stroškov je končnim vozliščem dovoljeno prenašati več okvirjev zaporedoma, ne da bi sprostili prenosni medij. Ta način se imenuje Burst Mode. V tem primeru lahko postaja prenese več okvirjev s skupno dolžino 65536 bitov.

Gigabitni ethernet je mogoče implementirati na kabel s prepletenimi paricami kategorije 5 z uporabo 4 parov vodnikov. Vsak par vodnikov zagotavlja hitrost prenosa 250 Mbit/s

B4: 10 gigabitovEthernet

Do leta 2002 je več podjetij razvilo opremo, ki zagotavlja hitrost prenosa 10 Gbit/s. To je predvsem oprema Cisco. V zvezi s tem je bil razvit standard 802.3ae. Po tem standardu so bile kot linije za prenos podatkov uporabljene optične linije. Leta 2006 se je pojavil standard 802.3an, ki je uporabljal prepleteni parni kabel 6. kategorije. Tehnologija 10 Gigabit Ethernet je namenjena predvsem prenosu podatkov na velike razdalje. Uporabljali so ga za povezovanje lokalnih omrežij. Omogoča gradnjo omrežij s premerom nekaj 10 km. Glavne značilnosti 10 Gigabit Ethernet vključujejo:

1) Dvostranski način, ki temelji na stikalih

2) Razpoložljivost 3 skupin standardov fizičnega sloja

3) Uporaba kabla iz optičnih vlaken kot glavnega medija za prenos podatkov

B5: 100 gigabitovEthernet

Leta 2010 je bil sprejet nov standard 802.3ba, ki je predvideval prenosne hitrosti 40 in 100 Gbit/s. Glavni namen razvoja tega standarda je bil razširiti zahteve protokola 802.3 na nove sisteme prenosa podatkov z ultra visoko hitrostjo. Obenem je bila naloga čim bolj ohraniti infrastrukturo lokalnih računalniških omrežij. Potreba po novem standardu je povezana z rastjo količine podatkov, ki se prenašajo po omrežjih. Zahteve glede količine znatno presegajo obstoječe zmogljivosti. Ta standard podpira full-duplex način in je namenjen različnim medijem za prenos podatkov.

Glavni cilji razvoja novega standarda so bili:

1) Shranjevanje formata okvirja

2) Shranjevanje najmanjše in največje velikosti okvirja

3) Ohranjanje stopnje napake v istih mejah

4) Zagotavljanje podpore za visoko zanesljivo okolje za prenos heterogenih podatkov

5) Zagotavljanje specifikacij fizičnega sloja za prenos po optičnih vlaknih

Glavni uporabniki sistemov, razvitih na podlagi tega standarda, bi morala biti omrežja za shranjevanje, farme strežnikov, podatkovni centri in telekomunikacijska podjetja. Za te organizacije se sistemi podatkovne komunikacije že danes izkazujejo kot ozko grlo. Prihodnji razvoj Ethernet omrežij je povezan z omrežji 1 Tbit/s. Pričakuje se, da se bo tehnologija, ki podpira takšne hitrosti, pojavila do leta 2015. Za to je treba premagati številne težave, zlasti razviti visokofrekvenčne laserje z modulacijsko frekvenco vsaj 15 GHz. Ta omrežja zahtevajo tudi nove optične kable in nove modulacijske sisteme. Za najbolj obetavne prenosne medije veljajo optični vodi z vakuumskim jedrom, pa tudi tisti iz ogljika in ne silicija kot sodobni vodi. Seveda je ob tako množični uporabi optičnih vodov potrebno več pozornosti nameniti optičnim metodam obdelave signalov.

L15: LANŽetonPrstan

V1: Splošne informacije

Token Ring - token ring je omrežna tehnologija, pri kateri lahko postaje prenašajo podatke le, če imajo v lasti žeton, ki neprekinjeno kroži po omrežju. To tehnologijo je predlagal IBM in je opisana v standardu 802.5.

Glavne tehnične lastnosti Token Ring:

1) Največje število postaj v obroču 256

2) Največja razdalja med postajami 100 m za kabel s sukanim parom kategorije 4, 3 km za večmodni kabel z optičnimi vlakni

3) Z uporabo mostov lahko kombinirate do 8 obročev.

Na voljo sta 2 različici tehnologije Token Ring, ki zagotavljata hitrost prenosa 4 in 16 Mbit/s.

Prednosti sistema:

1) Brez konfliktov

2) Zagotovljen čas dostopa

3) Dobra zmogljivost pri veliki obremenitvi, medtem ko Ethernet pri 30-odstotni obremenitvi bistveno zmanjša svoje hitrosti

4) Velika velikost prenesenih podatkov na okvir (do 18 KB).

5) Dejanska hitrost 4-megabitnega omrežja Token Ring se izkaže za večjo kot pri 10-megabitnem ethernetu

Slabosti vključujejo:

1) Višji stroški opreme

2) Prepustnost omrežja Token Ring je trenutno manjša kot pri zadnjih različicah Etherneta

B2: Strukturna in funkcionalna organizacijaŽetonPrstan

Fizična topologija Token Ring je zvezda. Izvaja se tako, da se vsi računalniki prek omrežnih adapterjev povežejo v napravo z večkratnim dostopom. Prenaša okvirje od vozlišča do vozlišča in je vozlišče. Ima 8 vrat in 2 priključka za povezavo z drugimi vozlišči. Če eden od omrežnih adapterjev odpove, se ta smer premosti in celovitost obroča ni ogrožena. Več vozlišč je mogoče strukturno združiti v grozd. Znotraj tega grozda so naročniki povezani v obroč. Vsako omrežno vozlišče prejme okvir od sosednjega vozlišča, obnovi nivo signala in ga posreduje naslednjemu. Okvir lahko vsebuje podatke ali oznako. Ko mora vozlišče prenesti okvir, adapter počaka, da prispe žeton. Ko ga prejme, žeton pretvori v podatkovni okvir in ga posreduje po obroču. Paket se vrti po celotnem obroču in prispe do vozlišča, ki je paket generiralo. Tukaj se preveri pravilnost okvirja, ki poteka skozi obroč. Število okvirjev, ki jih lahko vozlišče prenese v 1 seji, je določeno s časom zadrževanja žetona, ki je običajno = 10 ms. Ko vozlišče prejme žeton, ugotovi, ali ima podatke za prenos in ali njegova prioriteta presega rezervirano prednostno vrednost, zabeleženo v žetonu. Če ga preseže, vozlišče zajame žeton in oblikuje podatkovni okvir. Med prenosom žetona in podatkovnega okvirja vsako vozlišče preveri, ali so v okvirju napake. Ko so zaznani, se nastavi posebna zastavica napake in vsa vozlišča prezrejo ta okvir. Ko žeton potuje po obroču, imajo vozlišča možnost rezervirati prioriteto, s katero želijo prenesti svoj okvir. Ko gre skozi obroč, bo okvir z najvišjo prioriteto pritrjen na marker. To zagotavlja prenosni medij pred kolizijami okvirjev. Pri prenosu majhnih okvirjev, kot so zahteve za branje datoteke, pride do dodatnih stroškov v zakasnitvi, ki je potrebna, da zahteva zaključi povratno potovanje po obroču. Za povečanje zmogljivosti v omrežju s hitrostjo 16 Mbit/s se uporablja zgodnji način prenosa žetonov. V tem primeru vozlišče posreduje žeton naslednjemu vozlišču takoj po prenosu svojega okvira. Takoj po vklopu omrežja je eno od vozlišč označeno kot aktivni monitor, opravlja dodatne funkcije:

1) Spremljanje prisotnosti markerja v omrežju

2) Oblikovanje novega markerja, ko je zaznana izguba

3) Oblikovanje diagnostičnega osebja

V3: Formati okvirjev

Omrežje Token Ring uporablja 3 vrste okvirjev:

1) Podatkovni okvir

3) Zaključno zaporedje

Podatkovni okvir je sestavljen iz naslednjega niza bajtov:

HP - začetni separator. Velikost 1 bajt, označuje začetek okvira. Zabeleži tudi vrsto strela: vmesni, zadnji ali posamezen.

UD - nadzor dostopa. V tem polju lahko vozlišča, kamor je treba prenesti podatke, zabeležijo potrebo po rezervaciji kanala.

UK - upravljanje osebja. 1 bajt. Označuje informacije o upravljanju zvonjenja.

AN - naslov ciljnega vozlišča. Lahko je dolg 2 ali 6 bajtov, odvisno od nastavitev.

AI - izvorni naslov. Tudi 2 ali 6 bajtov.

podatki. To polje lahko vsebuje podatke, namenjene protokolom omrežne plasti. Posebne omejitve glede dolžine polja ni, vendar je njegova dolžina omejena na podlagi dovoljenega časa zadrževanja žetona (10 milisekund). V tem času običajno lahko prenesete od 5 do 20 kilobajtov informacij, kar je dejanska omejitev.

KS - kontrolna vsota, 4 bajti.

KR - končni separator. 1 bajt.

SC - stanje okvirja. Lahko na primer vsebuje informacije o napaki v okvirju.

Druga vrsta okvirja je marker:

Tretji okvir je zaporedje dokončanja:

Uporablja se za dokončanje prenosa kadar koli.

L16: LANFDDI

V1: Splošne informacije

FDDI - vmesnik za porazdeljene podatke iz optičnih vlaken.

To je ena prvih tehnologij visoke hitrosti, uporabljenih v omrežjih z optičnimi vlakni. Standard FDDI je implementiran z največjo skladnostjo s standardom Token Ring.

Standard FDDI zagotavlja:

1) Visoka zanesljivost

2) Prilagodljiva rekonfiguracija

3) Hitrost prenosa do 100 Mbit/s

4) Velike razdalje med vozlišči, do 100 kilometrov

Prednosti omrežja:

1) Visoka odpornost proti hrupu

2) Tajnost prenosa informacij

3) Odlična galvanska izolacija

4) Možnost združevanja večjega števila uporabnikov

5) Zajamčen čas dostopa do omrežja

6) Brez konfliktov tudi pri veliki obremenitvi

Napake:

1) Visoki stroški opreme

2) Težavnost delovanja

B2: Strukturna organizacija omrežja

Topologija - dvojni obroč. Poleg tega se uporabljata 2 večsmerna kabla iz optičnih vlaken:

Med normalnim delovanjem se za prenos podatkov uporablja glavni obroč. Drugi obroč je rezervni in zagotavlja prenos podatkov v obratni smeri. Samodejno se aktivira v primeru poškodbe kabla ali ob okvari delovne postaje

Povezava od točke do točke med postajami poenostavlja standardizacijo in omogoča uporabo različnih vrst vlaken na različnih mestih.

Standard dovoljuje uporabo dveh vrst omrežnih adapterjev:

1) Adapter tipa A. Priključi se neposredno na 2 liniji in lahko zagotovi hitrost delovanja do 200 Mbit/s

2) Adapter tipa B. Povezuje se le na 1. obroč in podpira hitrosti do 100 Mbit/s

Omrežje lahko poleg delovnih postaj vključuje tudi komunikacijska vozlišča. Zagotavljajo:

1) Nadzor omrežja

2) Diagnoza napak

3) Pretvarjanje optičnega signala v električni signal in obratno, če je treba povezati sukani par

Hitrost izmenjave v takšnih omrežjih se zlasti poveča zaradi posebne metode kodiranja, razvite posebej za ta standard. V njem so znaki kodirani ne z uporabo bajtov, temveč z uporabo niblov, ki se imenujejo grizljanje.

V3: Funkcionalna mrežna organizacija

Standard je temeljil na metodi dostopa do žetonov, ki se uporablja v Token Ring. Razlika med načinom dostopa FDDI in Token Ring je naslednja:

1) FDDI uporablja prenos z več žetoni, pri katerem se nov žeton prenese na drugo postajo takoj po koncu prenosa okvirja, ne da bi čakal na vrnitev

2) FDDI ne omogoča nastavitve prioritete in redundance. Vsaka postaja se šteje za asinhrono, čas dostopa do omrežja zanjo ni kritičen. Obstajajo tudi sinhrone postaje z zelo strogimi omejitvami glede časa dostopa in intervala med prenosom podatkov. Za takšne postaje je nameščen zapleten algoritem za dostop do omrežja, vendar je zagotovljen hiter in prednosten prenos okvirja

V4: Formati okvirjev

Formati okvirjev se nekoliko razlikujejo od omrežja Token Ring.

Format podatkovnega okvira:

P. Podatkovni okvir vključuje preambulo. Služi za začetno sinhronizacijo sprejema. Začetna dolžina preambule je 8 bajtov (64 bitov). Vendar pa se lahko sčasoma med komunikacijsko sejo velikost preambule zmanjša

št. Začni ločilo.

Združeno kraljestvo. Upravljanje osebja. 1 bajt.

AN in AI. Ciljni in izvorni naslov. Velikost 2 ali 6 bajtov.

Dolžina podatkovnega polja je lahko poljubna, vendar velikost okvirja ne sme presegati 4500 bajtov.

KS. Kontrolna vsota. 4 bajti

KR. Končni ločilnik. 0,5 bajta.

SK. Stanje okvirja. Polje poljubne dolžine, največ 8 bitov (1 bajt), ki označuje rezultate obdelave okvirja. Zaznana je bila napaka\podatki kopirani itd.

Okvir žetona v tem omrežju ima naslednjo sestavo:

L17: Brezžična omrežja LAN (WLAN)

B1: Splošna načela

Obstajata dva možna načina za organizacijo takih omrežij:

1) Z bazno postajo. Preko katerega se izmenjujejo podatki med delovnimi postajami

2) Brez bazne postaje. Ko se menjava izvede neposredno

Prednosti BLWS:

1) Enostavnost in nizki stroški gradnje

2) Mobilnost uporabnikov

Napake:

1) Nizka odpornost proti hrupu

2) Negotovo območje pokritosti

3) Problem "skritega terminala". Problem "skritega terminala" je naslednji: postaja A oddaja signal postaji B. Postaja C vidi postajo B, ne vidi pa postaje A. Postaja C verjame, da je B prosta in ji posreduje svoje podatke.

V2: Metode prenosa podatkov

Glavni načini prenosa podatkov so:

1) Ortogonalno frekvenčno multipleksiranje (OFDM)

2) Frekvenčno skakanje spread spektra (FHSS)

3) Neposredni serijski razširjeni spekter (DSSS)

P1: Ortogonalno frekvenčno multipleksiranje

Uporablja se za prenos podatkov s hitrostjo do 54 Mbit/s pri frekvenci 5 GHz. Bitni tok podatkov je razdeljen na N podtokov, od katerih je vsak moduliran avtonomno. Na osnovi hitre Fourierove transformacije se vsi nosilci zložijo v skupni signal, katerega spekter je približno enak spektru enega moduliranega podtoka. Na sprejemnem koncu se prvotni signal obnovi z inverzno Fourierjevo transformacijo.

P2: Razširitev spektra s frekvenčnimi skoki

Metoda temelji na konstantnem spreminjanju nosilne frekvence znotraj danega območja. V vsakem časovnem intervalu se prenese določen del podatkov. Ta metoda zagotavlja zanesljivejši prenos podatkov, vendar je bolj zapletena za izvedbo kot prva metoda.

P3: Neposredno serijsko razširjen spekter

Vsak en bit v prenesenih podatkih se nadomesti z binarnim zaporedjem. Hkrati se poveča hitrost prenosa podatkov, kar pomeni, da se razširi spekter oddanih frekvenc. Ta metoda zagotavlja tudi povečano odpornost proti hrupu.

V3: TehnologijaWifi

To tehnologijo opisuje protokolni sklad 802.11.

Obstaja več možnosti za izgradnjo omrežja v skladu s tem skladom.

Možnost	Standardno	Razpon	Metoda kodiranja	Hitrost prenosa
		Infrardeči 850 nm

V4: TehnologijaWiMax (802.16)

Brezžična širokopasovna tehnologija visoke pasovne širine. Predstavlja ga standard 802.16 in je namenjen izgradnji medkrajevnih regionalnih omrežij.

Spada v standard točka-več točk. In zahtevalo je, da sta oddajnik in sprejemnik v vidnem polju.

Možnost	Standardno	Razpon	Hitrost	Polmer celice
			32 - 134 Mbit/s
			1 - 75 Mbit/s	5 - 8 (do 50) km
			1 - 75 Mbit/s

Glavne razlike med standardom WiMax in WiFi:

1) Nizka mobilnost, le zadnja možnost zagotavlja mobilnost uporabnika

2) Kakovostnejša oprema zahteva več denarja

3) Velike razdalje prenosa podatkov zahtevajo večjo pozornost varnosti informacij

4) Veliko število uporabnikov v celici

5) Visoka prepustnost

6) Visoka kakovost strežbe multimedijskega prometa

Sprva se je to omrežje razvilo kot omrežje brezžične, fiksne kabelske televizije, vendar se tej nalogi ni najbolje spopadlo in se trenutno razvija za mobilne uporabnike, ki se gibljejo z velikimi hitrostmi.

V5: Brezžična osebna omrežja

Takšna omrežja so zasnovana za interakcijo naprav, ki pripadajo istemu lastniku in se nahajajo na kratki razdalji drug od drugega (nekaj deset metrov).

P1:Bluetooth

Ta tehnologija, opisana v standardu 802.15, zagotavlja interakcijo različnih naprav v frekvenčnem območju 2,4 MHz, s hitrostjo izmenjave do 1 Mbit/s.

Bluetooth temelji na konceptu piconeta.

Razlikuje se po naslednjih lastnostih:

1) Območje pokritosti do 100 metrov

2) Število naprav 255

3) Število delovnih naprav 8

4) Ena glavna naprava, običajno računalnik

5) Z mostom lahko združite več pikonetov

6) Okvirji so dolgi 343 bajtov

P2: TehnologijaZigBee

ZegBee je tehnologija, opisana v standardu 802.15.4. Zasnovan je za gradnjo brezžičnih omrežij z uporabo oddajnikov nizke moči. Njegov cilj je dolga življenjska doba baterije in večja varnost pri nizkih hitrostih prenosa podatkov.

Glavne značilnosti te tehnologije so, da ob nizki porabi energije podpira ne le brezžične tehnologije in komunikacije od točke do točke, temveč tudi kompleksna brezžična omrežja z mrežno topologijo.

Glavni namen takih omrežij:

1) Avtomatizacija stanovanjskih prostorov in prostorov v gradnji

2) Personalizirana medicinska diagnostična oprema

3) Industrijski nadzorni in nadzorni sistemi

Tehnologija je zasnovana tako, da je preprostejša in cenejša od vseh drugih omrežij.

V ZigBee obstajajo 3 vrste naprav:

1) Koordinator. Vzpostavljanje povezave med omrežji in zmožnost shranjevanja informacij iz naprav, ki se nahajajo v omrežju

2) Usmerjevalnik. Povezati

3) Končna naprava. Podatke lahko posreduje le koordinatorju

Te naprave delujejo v različnih frekvenčnih območjih, približno 800 MHz, 900 MHz, 2400 MHz. Kombinacija različnih frekvenc zagotavlja visoko odpornost proti hrupu in zanesljivost tega omrežja. Hitrost prenosa podatkov je nekaj deset kilobitov na sekundo (10 - 40 kbit/s), razdalja med postajami je 10 - 75 metrov.

V6: Brezžična senzorska omrežja

So porazdeljeno, samoorganizirajoče se omrežje, odporno na napake, sestavljeno iz številnih senzorjev, o katerih se ne razpravlja in ne zahtevajo posebne konfiguracije. Takšna omrežja se uporabljajo v proizvodnji, transportu, sistemih za vzdrževanje življenja in varnostnih sistemih. Uporabljajo se za spremljanje različnih parametrov (temperatura, vlaga...), dostopa do objektov, okvar aktuatorjev in okoljskih parametrov okolja.

Omrežje je lahko sestavljeno iz naslednjih vrst naprav:

1) Koordinator mreže. Organizacija in nastavitev omrežnih parametrov

2) Popolnoma funkcionalna naprava. Vključuje, vendar ni omejeno na podporo za ZigBee

3) Naprava z omejenim naborom funkcij. Za povezavo s senzorjem

L18: Načela organiziranja globalnih omrežij

B1: Razvrstitev in oprema

Niz različnih omrežij, ki se nahajajo na precejšnji razdalji drug od drugega in so združeni v eno samo omrežje s pomočjo telekomunikacijskih sredstev, tvorijo geografsko porazdeljeno omrežje.

Sodobne telekomunikacije združujejo geografsko razpršena omrežja v globalno računalniško omrežje. Ker geografsko porazdeljena omrežja in internet uporabljajo iste sisteme za oblikovanje omrežij, so običajno združeni v en razred WAN (Wide Area Networks).

Za razliko od lokalnih omrežij so glavne značilnosti globalnih omrežij:

1) Neomejena teritorialna pokritost

2) Združevanje računalnikov različnih vrst

3) Za prenos podatkov na velike razdalje se uporablja posebna oprema

4) Topologija omrežja je poljubna

5) Posebna pozornost je namenjena usmerjanju

6) Globalno omrežje lahko vsebuje kanale za prenos podatkov različnih vrst

Prednosti vključujejo:

1) Zagotavljanje uporabnikom neomejenega dostopa do računalniških in informacijskih virov

2) Možnost dostopa do omrežja s skoraj kjerkoli na svetu

3) Sposobnost prenosa katere koli vrste podatkov, vključno z videom in zvokom.

Glavne vrste naprav prostranega omrežja vključujejo:

1) Repetitorji in vozlišča. So pasivna sredstva za povezovanje omrežij. Deluje na prvi ravni modela OSI

2) Mostovi, usmerjevalniki, komunikatorji in prehodi. So aktivna sredstva za gradnjo omrežij. Glavna funkcija aktivnih orodij je ojačanje signala in nadzor prometa, torej delujejo na drugi ravni modela OSI.

B2: Mostovi

To je najpreprostejša omrežna naprava, ki združuje segmente omrežja in uravnava prehod okvirjev med njimi.

2 segmenta, povezana z mostom, se spremenita v eno samo omrežje. Most deluje na drugi plasti podatkovne povezave in je pregleden za protokole višje ravni.

Za prenos okvirjev iz enega segmenta v drugega most ustvari tabelo, ki vsebuje:

1) Seznam naslovov, povezanih s postajo

2) Vrata, na katera so priključene postaje

3) Čas zadnje posodobitve zapisa

Za razliko od repetitorja, ki preprosto prenaša okvirje, most analizira celovitost okvirjev in jih filtrira. Da bi pridobili informacije o lokaciji postaje, mostovi preberejo informacije iz okvira, ki gre skozi njo, in analizirajo odziv postaje, ki je prejela ta okvir.

Prednosti mostov so:

1) Relativna enostavnost in nizki stroški

2) Lokalni okvirji se ne prenašajo v drug segment

3) Prisotnost mostu je pregledna za uporabnike

4) Mostovi se samodejno prilagajajo spremembam konfiguracije

5) Mostovi lahko povezujejo omrežja, ki delujejo z različnimi protokoli

Napake:

1) Zamude pri mostovih

2) Nezmožnost uporabe alternativnih poti

3) Prispevajte k izbruhom prometa v omrežju, na primer pri iskanju postaj, ki niso na seznamu

Obstajajo 4 glavne vrste mostov:

1) Prozoren

2) Oddajanje

3) Enkapsulacija

4) Z usmerjanjem

P1: Transparentni mostički

Transparentni mostovi so zasnovani za povezovanje omrežij z enakimi protokoli na fizični ravni in ravni podatkovne povezave.

Transparentni most je samoučeča se naprava, ki za vsak povezan segment samodejno zgradi tabele naslovov postaj.

Algoritem delovanja mostu je približno naslednji:

1) Sprejem dohodnega okvirja v medpomnilnik

2) Analiza izvornega naslova in njegovo iskanje v naslovni tabeli

3) Če izvornega naslova ni v tabeli, sta naslov in številka vrat, od koder je prišel okvir, zabeležena v tabeli

4) Ciljni naslov se analizira in išče v tabeli naslovov

5) Če je ciljni naslov najden in pripada istemu segmentu kot izvorni naslov, to pomeni, da se številka vhodnih vrat ujema s številko izhodnih vrat, se okvir odstrani iz medpomnilnika

6) Če je ciljni naslov najden v naslovni tabeli in pripada drugemu segmentu, se okvir pošlje na ustrezna vrata za prenos v želeni segment

7) Če ciljnega naslova ni v naslovni tabeli, se okvir prenese v vse segmente, razen v segment, iz katerega je prišel

P2: Oddajni mostovi

Namenjeni so združevanju omrežij z različnimi protokoli na ravni podatkovne povezave in fizični ravni.

Oddajni mostovi združujejo omrežja z manipulacijo "ovojnic", to pomeni, da se pri prenosu okvirjev iz omrežja Ethernet Token Ring glava in napovednik okvirja Ethernet nadomestita z glavo in napovednikom Token Ring. Težava, ki se lahko pojavi, je, da je dovoljena velikost okvirja v dveh omrežjih lahko različna, zato morajo biti vsa omrežja vnaprej konfigurirana z enako velikostjo okvirja.

P3: Inkapsulacijski mostovi

optični vmesnik brezžično omrežje

Inkapsulacijski mostovi so zasnovani za povezovanje omrežij z istimi protokoli prek hrbteničnega omrežja visoke hitrosti z drugačnim protokolom. Na primer medsebojno povezovanje omrežij Ethernet prek medsebojnega povezovanja FDDI.

Za razliko od oddajnih mostov, pri katerih sta glava in napovednik zamenjana, so v tem primeru prejeti okvirji skupaj z glavo postavljeni v drugo ovojnico, ki se uporablja v hrbteničnem omrežju. Ciljni most pridobi izvirni okvir in ga pošlje v segment, kjer se nahaja cilj.

Polje FDDI je vedno dovolj dolgo, da sprejme kateri koli okvir drugega protokola.

P4: Mostovi z usmerjanjem izvora

Takšni mostovi uporabljajo informacije o usmerjanju okvirja, ki jih bazna postaja zabeleži v glavi okvirja.

V tem primeru naslovna tabela ni potrebna. Ta metoda se najpogosteje uporablja v Token Ring za prenos okvirjev med različnimi segmenti.

V3: Usmerjevalniki

Usmerjevalniki, tako kot mostovi, omogočajo učinkovito združevanje omrežij in povečanje njihove velikosti. Za razliko od mostu, katerega delovanje je pregledno za omrežne naprave, morajo usmerjevalniki izrecno navesti vrata, skozi katera bo šel okvir.

Dohodni paketi se vnesejo v vhodno odložišče in analizirajo s pomočjo centralnega procesorja usmerjevalnika. Na podlagi rezultatov analize se izbere izhodno odložišče.

Usmerjevalnike lahko razdelimo v naslednje skupine:

1) Periferni usmerjevalniki. Za povezovanje manjših poslovalnic v mrežo centrale

2) Usmerjevalniki za oddaljeni dostop. Za srednje velika omrežja

3) Zmogljivi hrbtenični usmerjevalniki

P1: Periferni usmerjevalniki

Za povezavo z omrežjem centralne pisarne imajo 2 vrata z omejenimi zmogljivostmi. Enega za povezavo z vašim omrežjem, drugega pa z osrednjim omrežjem.

Vse funkcije so dodeljene centralni pisarni, zato periferni usmerjevalniki ne potrebujejo vzdrževanja in so zelo poceni.

P2: Usmerjevalniki za oddaljeni dostop

Običajno imajo fiksno strukturo in vsebujejo 1 lokalna vrata in več vrat za povezavo z drugimi omrežji.

Zagotavljajo:

1) Zagotavljanje komunikacijskega kanala na zahtevo

2) Stiskanje podatkov za povečanje prepustnosti

3) Samodejni preklop prometa na klicne linije ob izpadu glavne ali zakupljene linije

P3: hrbtenični usmerjevalniki

Razdeljeni so na:

1) S centralizirano arhitekturo

2) Z zravnano arhitekturo

Lastnosti usmerjevalnikov s porazdeljeno arhitekturo:

1) Modularna zasnova

2) Razpoložljivost do več deset vrat za povezovanje z različnimi omrežji

3) Podpora za orodja za toleranco napak

V usmerjevalnikih s centralizirano arhitekturo so vse funkcije koncentrirane v enem modulu. Usmerjevalniki s porazdeljeno arhitekturo zagotavljajo večjo zanesljivost in zmogljivost v primerjavi s centralizirano arhitekturo.

V4: Protokoli usmerjanja

Vse metode usmerjanja lahko razdelimo v 2 skupini:

1) Statične ali fiksne metode usmerjanja

2) Dinamične ali prilagodljive metode usmerjanja

Statično usmerjanje vključuje uporabo poti, ki jih nastavi skrbnik sistema in se ne spreminjajo v daljšem časovnem obdobju.

Statično usmerjanje se uporablja v majhnih omrežjih in ima naslednje prednosti:

1) Nizke zahteve za usmerjevalnik

2) Povečana varnost omrežja

Hkrati pa ima tudi pomembne pomanjkljivosti:

1) Zelo visoka delovna intenzivnost delovanja

2) Pomanjkanje prilagajanja spremembam v topologiji omrežja

Dinamično usmerjanje vam omogoča samodejno spreminjanje poti, ko pride do zastojev ali okvar v omrežju. Protokoli usmerjanja so v tem primeru implementirani programsko v usmerjevalniku, kar ustvarja usmerjevalne tabele, ki prikazujejo trenutna stanja omrežja.

Protokoli notranjega usmerjanja temeljijo na algoritmih izmenjave:

1) Tabele vektorskih dolžin (DVA)

2) Informacije o stanju povezave (LSA)

DVA je algoritem za izmenjavo informacij o razpoložljivih omrežjih in razdaljah do njih s pošiljanjem oddajnih paketov.

Ta algoritem je implementiran v enem od prvih protokolov RIP, ki do danes ni izgubil svojega pomena. Občasno pošiljajo oddajne pakete za posodobitev usmerjevalnih tabel.

Prednosti:

1) Enostavnost

Napake:

1) Počasno oblikovanje optimalnih poti

LSA je algoritem za izmenjavo informacij o stanju kanalov, imenujemo ga tudi algoritem preference najkrajše poti.

Temelji na izdelavi dinamičnega zemljevida topologije omrežja z zbiranjem informacij o vseh povezanih omrežjih. Ko se stanje njegovega omrežja spremeni, usmerjevalnik takoj pošlje sporočilo vsem ostalim usmerjevalnikom.

Prednosti vključujejo:

1) Zagotovljena in hitra optimizacija poti

2) Manjša količina informacij, ki se prenašajo po omrežju

Skupaj z razvojem zaslug algoritma LSA je potekal razvoj protokola OSPF. To je najsodobnejši in pogosto uporabljen protokol, k osnovnemu algoritmu LSA nudi naslednje dodatne zmogljivosti:

1) Hitrejša optimizacija poti

2) Enostavno odpravljanje napak

3) Usmerjanje paketov glede na razred storitve

4) Preverjanje pristnosti poti, to je odsotnost možnosti prestrezanja paketov s strani napadalcev

5) Ustvarite virtualni kanal med usmerjevalniki

V5: Primerjava usmerjevalnikov in mostov

Prednosti usmerjevalnikov v primerjavi z mostovi vključujejo:

1) Visoka varnost podatkov

2) Visoka zanesljivost omrežij zaradi alternativnih poti

3) Učinkovita porazdelitev obremenitve po komunikacijskih kanalih z izbiro najboljših poti za prenos podatkov

4) Večja prilagodljivost z izbiro poti glede na njeno metriko, tj. ceno poti, prepustnost itd.

5) Možnost kombiniranja z različnimi dolžinami paketov

Slabosti usmerjevalnikov vključujejo:

1) Relativno velika zakasnitev pri prenosu paketov

2) Kompleksnost namestitve in konfiguracije

3) Ko premikate računalnik iz enega omrežja v drugo, morate spremeniti njegov omrežni naslov

4) Višji proizvodni stroški, saj so potrebni dragi procesorji, velik RAM in draga programska oprema

Razlikujemo lahko naslednje značilne lastnosti mostov in usmerjevalnikov:

1) Mostovi delujejo z MAC (to je fizičnimi) naslovi, usmerjevalniki pa z omrežnimi naslovi

2) Za izgradnjo poti uporabljajo mostovi le naslova pošiljatelja in prejemnika, medtem ko usmerjevalniki za izbiro poti uporabljajo veliko različnih virov.

3) Mostovi nimajo dostopa do podatkov v ovojnici, vendar lahko usmerjevalniki odprejo ovojnice in razdelijo pakete na krajše

4) S pomočjo mostov se paketi samo filtrirajo, usmerjevalniki pa pakete posredujejo na določen naslov

5) Mostovi ne upoštevajo prioritete okvirja, usmerjevalniki pa zagotavljajo različne vrste storitev

6) Mostovi zagotavljajo nizko zakasnitev, čeprav je ob preobremenitvi možna izguba okvirja, usmerjevalniki pa povzročijo večjo zakasnitev

7) Mostovi ne zagotavljajo dostave okvirja, ampak usmerjevalniki

8) Most preneha delovati, če omrežje odpove, usmerjevalnik pa išče alternativno pot in vzdržuje delovanje omrežja

9) Mostovi zagotavljajo precej nižjo raven varnosti kot usmerjevalniki

V6: Stikala

Kar zadeva funkcionalnost, stikalo zavzema vmesni položaj med mostom in usmerjevalnikom. Deluje na drugem povezovalnem sloju, torej preklaplja podatke na podlagi naslovov MAC.

Zmogljivost stikal je bistveno višja od zmogljivosti mostov.

Kanonično strukturo stikala lahko predstavimo na naslednji način:

Za razliko od mostu imajo vsaka vrata na stikalu svoj procesor, medtem ko ima most skupni procesor. Stikalo vzpostavi eno pot za vse okvirje, to pomeni, da se oblikuje tako imenovani rafal.

Preklopna matrika prenaša okvirje iz vhodnih medpomnilnikov v izhodne medpomnilnike na podlagi preklopne matrike.

Uporabljata se 2 načina preklopa:

1) Pri vmesnem pomnilniku celotnega okvira se prenos začne, ko je celoten okvir shranjen v medpomnilniku

2) Sproti, ko se analiza glave začne takoj po vstopu v vhodna vrata\medpomnilnik in je okvir takoj poslan v želeni izhodni medpomnilnik

Stikala delimo na:

1) Half-duplex, ko je omrežni segment priključen na vsa vrata

2) Duplex, ko je na vrata povezana samo ena delovna postaja

Stikala so bolj inteligentne omrežne naprave kot mostovi. Omogočajo:

1) Samodejno zazna konfiguracijo komunikacije

2) Prevedite protokole sloja povezav

3) Okvirji filtrov

4) Določite prometne prioritete

L19: Povezovalno usmerjena omrežja

B1: Princip paketnega prenosa na osnovi virtualnih kanalov

Preklapljanje v omrežjih lahko temelji na dveh metodah:

1) Datagramska metoda (brez povezave)

2) Temelji na virtualnem kanalu (usmerjen na povezavo)

Obstajata dve vrsti virtualnih kanalov:

1) Klicna povezava (za čas trajanja seje)

2) Trajna (oblikovana ročno in dolgo časa nespremenljiva)

Pri ustvarjanju komutiranega kanala se usmerjanje izvede enkrat, ko preide prvi paket. Temu kanalu je dodeljena pogojna številka, prek katere se naslovi prenos drugih paketov.

Ta organizacija zmanjša zamudo:

1) Odločitev o posredovanju paketa je zaradi kratke preklopne tabele sprejeta hitreje

2) Efektivna hitrost prenosa podatkov se poveča

Uporaba stalnih kanalov je učinkovitejša, ker ni koraka vzpostavitve povezave. Vendar pa se lahko več paketov prenaša hkrati prek obstojne povezave, kar zmanjša efektivno hitrost prenosa podatkov. Stalna virtualna vezja so cenejša od namenskih vezij.

P1: Namen in struktura omrežja

Takšna omrežja so najbolj primerna za prenos nizkointenzivnega prometa.

Imenujejo se tudi omrežja X.25 paketna komutacijska omrežja. Dolgo časa so bila takšna omrežja edina omrežja, ki so delovala na nizkih hitrostih in nezanesljivih komunikacijskih kanalih.

Takšna omrežja sestavljajo stikala, imenovana centri za paketno preklop, ki se nahajajo na različnih geografskih lokacijah. Stikala so med seboj povezana s komunikacijskimi linijami, ki so lahko digitalne ali analogne. Več tokov nizke hitrosti iz terminalov se združi v paket, ki se prenaša po omrežju. V ta namen se uporabljajo posebne naprave - adapter za paketne podatke. Na ta adapter so povezani terminali, ki delujejo v omrežju.

Funkcije vmesnika za paketne podatke so:

1) Sestavljanje simbolov v pakete

2) Razčlenjevanje paketov in izpis podatkov na terminale

3) Upravljanje postopkov povezovanja in odklopa preko omrežja

Terminali v omrežju nimajo lastnih naslovov, prepoznajo jih vrata paketnega adapterja, na katerega je terminal povezan.

P2: Protokolni skladx.25

Standardi so opisani na treh ravneh protokola: fizični, kanalski in omrežni.

Na fizični ravni je definiran univerzalni vmesnik med opremo za prenos podatkov in terminalsko opremo.

Na nivoju povezave je zagotovljen uravnotežen način delovanja, kar pomeni enakopravnost vozlišč, ki sodelujejo v povezavi.

Omrežna plast opravlja funkcije usmerjanja paketov, vzpostavitve in prekinitve povezave ter nadzora pretoka podatkov.

P3: Vzpostavljanje virtualne povezave

Za vzpostavitev povezave se pošlje poseben paket zahteve za klic. V tem paketu je v posebnem polju določena številka virtualnega kanala, ki bo oblikovan. Ta paket gre skozi vozlišča in tvori virtualni kanal. Po prehodu paketa in ustvarjanju kanala se številka tega kanala vpiše v preostale pakete in po njem se prenašajo paketi s podatki.

Omrežni protokol x.25 je zasnovan za kanale nizke hitrosti z visoko stopnjo motenj in ne zagotavlja prepustnosti, vendar vam omogoča nastavitev prioritete prometa.

P1: Značilnosti tehnologije

Takšna omrežja so veliko bolj primerna za prenos hitrega lokalnega omrežnega prometa, če so na voljo visokokakovostne komunikacijske linije (na primer optična vlakna).

Tehnološke lastnosti:

1) Način delovanja datagrama zagotavlja visoko prepustnost, do 2 Mbit/s, nizke zakasnitve okvirjev, vendar hkrati ni zagotovila zanesljivosti prenosa

2) Podpora osnovnim kazalcem kakovosti storitev, predvsem povprečni hitrosti prenosa podatkov

3) Uporaba dveh vrst virtualnih kanalov: stalnih in preklopnih

4) Tehnologija Frame Relay uporablja tehniko navideznega povezovanja, podobno kot x.25, vendar se podatki prenašajo samo na ravni uporabnika in podatkovne povezave, medtem ko se pri x.25 prenašajo tudi na ravni omrežja.

5) Stroški Frame Relay so manjši od x.25

6) Protokol povezovalne plasti ima 2 načina delovanja:

a. Osnovno. Za prenos podatkov

b. Vodja. Za nadzor

7) Tehnologija Frame Relay je osredotočena na visokokakovostne komunikacijske kanale in ne omogoča zaznavanja in popravljanja popačenih okvirjev

P2: Podpora kakovosti storitev

Ta tehnologija podpira postopek naročanja kakovosti storitev. Tej vključujejo:

1) Dogovorjena hitrost prenosa podatkov

2) Dogovorjena količina valovanja, to je največje število bajtov na časovno enoto

3) Dodatna glasnost valovanja, to je največje število bajtov, ki jih je mogoče prenesti nad nastavljeno vrednostjo na časovno enoto

P3: Uporaba omrežijOkvirRele

Tehnologijo Frame Relay v teritorialnih omrežjih lahko obravnavamo kot analog Etherneta v lokalnih omrežjih.

Obe tehnologiji:

1) Zagotavljanje hitrih transportnih storitev brez garancije dostave

2) Če so okvirji izgubljeni, se jih ne poskuša obnoviti, kar pomeni, da je koristna prepustnost danega omrežja odvisna od kakovosti kanala

Hkrati ni priporočljivo prenašati zvoka, še manj videa, prek takih omrežij, čeprav je zaradi prisotnosti prioritet govor mogoče prenašati.

P1: Splošni koncepti ATM

Gre za tehnologijo asinhronega načina, ki uporablja majhne pakete, imenovane celice(celice).

Ta tehnologija je zasnovana za prenos glasu, videa in podatkov. Lahko se uporablja tako za gradnjo lokalnih omrežij kot avtocest.

Promet v računalniškem omrežju lahko razdelimo na:

1) Pretakanje. Predstavlja enoten tok podatkov

2) Utripajoča. Neenakomeren, nepredvidljiv tok

Pretočni promet je značilen za prenos večpredstavnostnih datotek (video), za katere je zakasnitev okvirja najbolj kritična. Močan promet je prenos datotek.

Tehnologija ATM je sposobna služiti vsem vrstam prometa zaradi:

1) Tehnike virtualnega kanala

2) Parametri kakovosti prednaročila

3) Z določanjem prioritet

P2: NačelaATM tehnologije

Pristop je prenos vseh vrst prometa v paketih fiksne dolžine - celice dolge 53 bajtov. 48 bajtov - podatki + 5 bajtov - glava. Velikost celice je bila izbrana na eni strani na podlagi zmanjšanja časa zakasnitve v vozliščih in na drugi strani na podlagi zmanjšanja izgub pretoka. Poleg tega pri uporabi navideznih kanalov glava vsebuje samo številko navideznega kanala, ki lahko vsebuje največ 24 bitov (3 bajte).

Bankomatsko omrežje ima klasično strukturo: ATM stikala, povezana s komunikacijskimi linijami, na katere se povezujejo uporabniki.

P3: protokolni sklad ATM

Protokolni sklad ustreza spodnjim 3 plastem modela OSI. Vključuje: prilagoditveni sloj, ATM sloj in fizični sloj. Vendar pa ni neposredne korespondence med plastjo ATM in OSI.

Prilagoditveni sloj je nabor protokolov, ki podatke iz zgornjih slojev pretvori v celice zahtevanega formata.

Protokol ATM se neposredno ukvarja s prenosom celic prek stikal. Fizična plast določa koordinacijo prenosnih naprav s komunikacijsko linijo in parametre prenosnega medija.

P4: Zagotavljanje kakovosti storitev

Kakovost določajo naslednji prometni parametri:

1) Največja hitrost celic

2) Povprečna hitrost

3) Najmanjša hitrost

4) Največja vrednost valovanja

5) Delež izgubljenih celic

6) Celična zamuda

Promet v skladu z navedenimi parametri je razdeljen na 5 razredov:

Razred X je rezerviran in parametre zanj lahko nastavi uporabnik.

L20: Globalno omrežjeInternet

B1: Kratka zgodovina nastanka in organizacijske strukture

Globalno internetno omrežje je implementirano na podlagi sklada omrežnih protokolov TCP\IP, ki zagotavljajo prenos podatkov med lokalnimi in teritorialnimi omrežji ter komunikacijskimi sistemi in napravami.

Pred nastankom interneta iz sklada protokolov TCP\IP je sredi 60. let prejšnjega stoletja nastala mreža ARPANET. To omrežje je nastalo pod okriljem Urada za znanstvene raziskave Ministrstva za obrambo ZDA, njegov razvoj pa je bil zaupan vodilnim ameriškim univerzam. Leta 1969 je bilo omrežje zagnano in je bilo sestavljeno iz 4 vozlišč. Leta 1974 so bili razviti prvi modeli TCP\IP, leta 1983 pa je omrežje popolnoma prešlo na ta protokol.

Vzporedno se je leta 1970 začel razvoj meduniverzitetnega omrežja NSFNet. In leta 1980 sta se ta dva razvoja združila in dobila ime Internet.

Leta 1984 je bil razvit koncept domenskih imen, leta 1989 pa se je vse skupaj oblikovalo v svetovni splet (WWW), ki je temeljil na protokolu za prenos besedil HTTP.

Internet je javna organizacija, v kateri ni upravljavskih organov, lastnikov, ampak le usklajevalni organ, imenovan IAB.

Vključuje:

1) Raziskovalni pododbor

2) Zakonodajni pododbor. Razvija standarde, ki se priporočajo za uporabo vsem udeležencem interneta

3) Pododbor, odgovoren za razširjanje tehničnih informacij

4) Odgovoren za registracijo in povezovanje uporabnikov

5) Odgovoren za druge administrativne naloge

V2: Sklad protokolovTCP\IP

Spodaj protokolni sklad običajno nanaša na nabor implementacij standardov.

Model sklada protokolov TCP\IP vsebuje 4 ravni; ujemanje teh ravni z modelom OSI je podano v naslednji tabeli:

Na 1. nivoju modela TCP omrežni vmesnik vsebuje od strojne opreme odvisno programsko opremo, ki izvaja prenos podatkov v določenem okolju. Medij za prenos podatkov je implementiran na različne načine, od povezave od točke do točke do kompleksne komunikacijske strukture omrežja x.25 ali Frame Relay. Protokolno omrežje TCP\IP podpira vse standardne protokole fizične plasti, kot tudi povezovalno plast za Ethernet, Token Ring, FDDI itd.

Na 2. medmrežni ravni modela TCP se naloga usmerjanja izvaja s protokolom IP. Druga pomembna naloga tega protokola je skriti značilnosti strojne in programske opreme medija za prenos podatkov in zagotoviti višje nivoje z enim samim vmesnikom, kar zagotavlja aplikacijske aplikacije na več platformah.

Na 3. transportnem sloju se rešujejo problemi zanesljive dostave paketov ter vzdrževanja njihove urejenosti in celovitosti.

Na 4. ravni aplikacije so naloge aplikacije, ki zahtevajo storitev transportnega sloja.

Glavne značilnosti sklada protokolov TCP\IP so:

1) Neodvisnost od medija za prenos podatkov

2) Nezajamčena dostava paketa

Informacijski objekti, ki se uporabljajo na vsaki ravni modela TCP\IP, imajo naslednje lastnosti:

1) Sporočilo je blok podatkov, s katerim deluje sloj aplikacije. Posreduje se iz aplikacije v transportno plast z velikostjo in semantiko, primerno za to aplikacijo.

2) Segment - blok podatkov, ki se oblikuje na transportni ravni

3) Paket, imenovan tudi datagram IP, ki ga protokol IP uporablja na ravni medomrežja

4) Okvir - od strojne opreme odvisen blok podatkov, pridobljen s pakiranjem datagrama IP v obliko, sprejemljivo za določen fizični medij za prenos podatkov

Na kratko si oglejte protokole, ki se uporabljajo v skladu TCP\IP.

Protokoli aplikacijske plasti(morate vedeti, kateri obstajajo, kako se razlikujejo in kaj so)

FTP- protokol za prenos datotek. Zasnovan za prenos datotek po omrežju in izvaja:

1) Povežite se s strežniki FTP

2) Oglejte si vsebino imenika

FTP deluje na vrhu transportnega sloja protokola TCP, uporablja vrata 20 za prenos podatkov, vrata 21 za prenos ukazov.

FTP omogoča avtentikacijo (identifikacija uporabnika), možnost prenosa datotek s prekinjene lokacije.

TFTP - poenostavljen protokol za prenos podatkov. Zasnovan predvsem za začetni zagon delovnih postaj brez diska. Za razliko od FTP avtentikacija ni mogoča, lahko pa se uporabi identifikacija po naslovu IP.

BGP- Border Gateway Protocol. Uporablja se za dinamično usmerjanje in je zasnovan za izmenjavo informacij o poteh.

HTTP- protokol za prenos hiperteksta. Zasnovan za prenos podatkov v obliki besedilnih dokumentov na podlagi tehnologije odjemalec-strežnik. Trenutno se ta protokol uporablja za pridobivanje informacij s spletnih mest.

DHCP- dinamični konfiguracijski protokol vozlišča. Zasnovan za samodejno razdeljevanje naslovov IP med računalniki. Protokol je implementiran v specializiranem strežniku DHCP s tehnologijo odjemalec-strežnik: kot odgovor na zahtevo računalnika izda naslov IP in konfiguracijske parametre.

SMNP - Preprost protokol za upravljanje omrežja. Zasnovan za upravljanje in spremljanje omrežnih naprav z izmenjavo nadzornih informacij.

DNS- domenski sistem. Je porazdeljen hierarhični sistem za pridobivanje informacij o domenah, najpogosteje za pridobivanje IP naslova po simboličnem imenu.

SIP- protokol o vzpostavitvi seje. Zasnovan za vzpostavitev in prekinitev uporabniške seje.

Podobni dokumenti

Zgodovina nastanka omrežja Token-Ring kot alternative Ethernetu. Topologija omrežja, naročniška povezava, koncentrator Token-Ring. Osnovne tehnične značilnosti omrežja. Format omrežnega paketa (okvirja). Namen paketnih polj. Metoda dostopa z žetonom.

predstavitev, dodana 20.06.2014


Vloga in splošni principi gradnje računalniških omrežij. Topologije: bus, mesh, kombinirane. Osnovni sistemi za izgradnjo omrežij Token Ring na osebnih računalnikih. Protokoli za prenos informacij. Programska oprema, tehnologija omrežne namestitve.

tečajna naloga, dodana 11.10.2013


Zgodovina hitrega etherneta. Pravila za pozivanje k povezovanju v omrežje Fast Ethernet so podobna pravilom konfiguracije Ethernet. Fizična inovacija tehnologije Fast Ethernet. Možnosti kabelskega sistema: večmodna optična vlakna, vita-par, koaksialni.

povzetek, dodan 02.05.2015


Zahteve strežnika. Izbira omrežne programske opreme. Optimizacija in odpravljanje težav v delujočem omrežju. Fast Ethernet struktura. Ortogonalno frekvenčno multipleksiranje. Razvrstitev brezžične omrežne opreme.

diplomsko delo, dodano 30.08.2010


Značilnosti obstoječega omrežja mesta Pavlodar. Izračun obremenitve od naročnikov omrežja Metro Ethernet, logični diagram vključitve komponent rešitve Cisco Systems. Povezovanje prehodov za izbiro storitev z mestnimi podatkovnimi omrežji, povezovanje strank.

diplomsko delo, dodano 05.05.2011


Značilnosti glavnih omrežnih povezovalnih naprav. Glavne funkcije repetitorja. Fizično strukturiranje računalniških omrežij. Pravila za pravilno gradnjo segmentov omrežja Fast Ethernet. Značilnosti uporabe opreme 100Base-T v lokalnih omrežjih.

povzetek, dodan 30.01.2012


Tehnologije za izgradnjo lokalnih žičnih Ethernet omrežij in Wi-Fi brezžičnih segmentov. Načela razvoja integriranega omrežja, možnost povezovanja postaj. Analiza opreme na trgu in izbor naprav, ki ustrezajo zahtevam.

diplomsko delo, dodano 16.06.2011


Povezovanje računalnikov v stanovanjih treh hiš v lokalno omrežje s tehnologijo FastEthernet. Tehnologije kodiranja, ki se uporabljajo v SHDSL. Povezovanje lokalnega omrežja z internetom s tehnologijo WAN. Pravila za izdelavo segmentov Fast Ethernet.

tečajna naloga, dodana 09/08/2012


Omrežni algoritmi Ethernet/Fast Ethernet: metoda nadzora izmenjave dostopa; izračun ciklične kontrolne vsote (ciklična koda, odporna na hrup) paketa. Pretočno usmerjen transportni protokol omrežne plasti. Protokol za nadzor prenosa.

test, dodan 14.01.2013


Lokalno omrežje je skupina osebnih računalnikov (perifernih naprav), ki so med seboj povezani s hitrim kanalom za digitalni prenos podatkov znotraj bližnjih zgradb. Ethernet omrežja: nastanek, zgodovina razvoja. Omrežni kabli.

Domov > Izobraževalno-metodični priročnik

Visokohitrostne omrežne tehnologije

Klasični 10 Mbit Ethernet že 15 let ustreza večini uporabnikov. Vendar se je trenutno začela čutiti njegova nezadostna zmogljivost. To se zgodi zaradi različnih razlogov:

povečanje zmogljivosti odjemalskih računalnikov; povečanje števila uporabnikov v omrežju; pojav multimedijskih aplikacij; povečanje števila storitev, ki delujejo v realnem času.

Posledično so številni segmenti 10-mbitnega Etherneta postali preobremenjeni in stopnje trkov so se znatno povečale, kar je dodatno zmanjšalo uporabno prepustnost.

Za povečanje prepustnosti omrežja lahko uporabite več metod: segmentacijo omrežja z uporabo mostov in usmerjevalnikov; segmentacija omrežja z uporabo stikal; splošno povečanje zmogljivosti samega omrežja, tj. uporaba hitrih omrežnih tehnologij.

Tehnologije računalniških omrežij visoke hitrosti uporabljajo vrste omrežij, kot so FDDI (Fiber-optic Distributed Data Interface), CDDI (Copper Distributed Data Interface), Fast Ethernet (100 Mbit/s), 100GV-AnyLAN, ATM (Asynchronous Transfer Method), Gigabit Ethernet.

Omrežja FDDI in CDDI

FDDI optična omrežja vam omogočajo reševanje naslednjih težav:

povečajte hitrost prenosa na 100 Mbit/s; povečajte odpornost proti hrupu omrežja s standardnimi postopki za njegovo obnovitev po različnih vrstah okvar; Kar najbolje izkoristite pasovno širino omrežja za asinhroni in sinhroni promet.

Za to arhitekturo je Ameriški nacionalni inštitut za standarde (ANSI) v 80. letih razvil standard X3T9.5. Do leta 1991 je bila tehnologija FDDI dobro uveljavljena v svetu omrežij.

Čeprav je bil standard FDDI prvotno razvit za uporabo z optičnimi vlakni, so nedavne raziskave omogočile razširitev te robustne, visoke hitrosti arhitekture na neoklopljene in oklopljene zvite kable. Kot rezultat tega je Crescendo razvil vmesnik CDDI, ki je omogočil implementacijo tehnologije FDDI na bakrene sukane parice, ki se je izkazala za 20-30% cenejša od FDDI. Tehnologija CDDI je bila standardizirana leta 1994, ko je veliko potencialnih strank ugotovilo, da je tehnologija FDDI predraga.

Protokol FDDI (X3T9.5) deluje s prenosom žetonov v logičnem obroču na kablih iz optičnih vlaken. Zasnovan je bil tako, da je čim bolj skladen s standardom IEEE 802.5 (Token Ring) - razlike obstajajo samo tam, kjer je potrebno doseči višje hitrosti prenosa podatkov in zmožnost pokrivanja velikih razdalj prenosa.

Medtem ko standard 802.5 določa en sam obroč, omrežje FDDI uporablja dva nasprotna obroča (primarni in sekundarni) v enem kablu za povezovanje omrežnih vozlišč. Podatki se lahko pošiljajo po obeh obročih, vendar se v večini omrežij pošiljajo le po primarnem obroču, sekundarni obroč pa je rezerviran, kar omrežju zagotavlja toleranco napak in redundanco. V primeru okvare, ko del primarnega obroča ne more prenašati podatkov, se primarni obroč zapre na sekundarni obroč in ponovno tvori sklenjen obroč. Ta način delovanja omrežja se imenuje Ovitek, tj. " z zlaganjem« ali »zgibnimi« obročki. Operacija zrušitve se izvede z uporabo vozlišč FDDI ali omrežnih adapterjev. Za poenostavitev te operacije se podatki vedno prenašajo na primarnem obroču v eno smer, na sekundarnem obroču pa v nasprotni smeri.

Standardi FDDI dajejo velik poudarek različnim postopkom, ki vam omogočajo, da ugotovite, ali je prišlo do napake v omrežju, in nato izvedete potrebno ponovno konfiguracijo. Omrežje FDDI lahko v primeru enkratnih okvar njegovih elementov popolnoma obnovi svojo funkcionalnost, v primeru večkratnih okvar pa se omrežje razpade na več delujočih, a medsebojno ne povezanih omrežij.

V omrežju FDDI so lahko 4 vrste vozlišč:

· SAS enotne priključne postaje (Single Attachment Stations); · DAS (Dual Attachment Stations) postaje; · SAC (koncentratorji z enim priključkom); · Dvojni priključni koncentratorji (DAC).

SAS in SAC sta povezana samo z enim od logičnih obročev, DAS in DAC pa sta povezana z obema logičnima obročema hkrati in se lahko spopadeta z okvaro v enem od obročev. Običajno imajo vozlišča dvojno povezavo, postaje pa enojno povezavo, čeprav to ni obvezno.

Namesto kode Manchester uporablja FDDI shemo kodiranja 4B/5B, ki vsake 4 bite podatkov pretvori v 5-bitne kodne besede. Redundantni bit omogoča uporabo samosinhronizirajoče potencialne kode za predstavitev podatkov v obliki električnih ali optičnih signalov. Poleg tega prisotnost prepovedanih kombinacij omogoča zavrnitev napačnih znakov, kar izboljša zanesljivost omrežja.

Ker Od 32 kombinacij kode 5B je samo 16 kombinacij uporabljenih za kodiranje originalnih 4 bitov podatkov, nato pa je bilo izmed preostalih 16 izbranih več kombinacij, ki se uporabljajo za servisne namene in tvorijo neke vrste ukazni jezik fizične plasti. Najpomembnejši servisni znaki vključujejo znak mirovanja, ki se nenehno prenaša med vrati med premori med prenosi podatkovnih okvirov. Zaradi tega imajo postaje in vozlišča stalne informacije o stanju fizičnih povezav svojih pristanišč. Če ni pretoka simbola nedejavnosti, se zazna fizična okvara povezave in notranja pot vozlišča ali postaje se ponovno konfigurira, če je to mogoče.

Postaje FDDI uporabljajo algoritem za zgodnjo sprostitev žetonov, podobno kot omrežja Token Ring s hitrostjo 16 Mb/s. Obstajata dve glavni razliki pri obravnavanju žetonov med protokoloma FDDI in IEEE 802.5 Token Ring. Prvič, čas hrambe žetona dostopa v omrežju FDDI je odvisen od obremenitve primarnega obroča: pri majhni obremenitvi se poveča, pri večjih obremenitvah pa se lahko zmanjša na nič (za asinhroni promet). Pri sinhronem prometu ostane čas zadrževanja žetona konstanten. Drugič, FDDI ne uporablja prednostnih ali rezervacijskih območij. Namesto tega FDDI vsako postajo razvrsti kot asinhrono ali sinhrono. V tem primeru je sinhroni promet vedno oskrbovan, tudi ko je obroč preobremenjen.

FDDI uporablja integrirano upravljanje postaj z moduli STM (Station Management). STM je prisoten na vsakem vozlišču omrežja FDDI v obliki modula programske opreme ali vdelane programske opreme. SMT je odgovoren za spremljanje podatkovnih kanalov in omrežnih vozlišč, zlasti za upravljanje povezav in konfiguracije. Vsako vozlišče v omrežju FDDI deluje kot repetitor. SMT deluje podobno kot upravljanje, ki ga zagotavlja SNMP, vendar se STM nahaja na fizičnem sloju in podsloju sloja podatkovne povezave.

Pri uporabi večmodnega optičnega kabla (najpogostejši prenosni medij FDDI) je razdalja med postajami do 2 km, pri uporabi enomodnega optičnega kabla - do 20 km. Ob prisotnosti repetitorjev lahko največja dolžina omrežja FDDI doseže 200 km in vsebuje do 1000 vozlišč.

Format žetona FDDI:

Preambula	Osnovno SD ločilo	Nadzor FC paket	Terminal ED separator	Stanje FS paket

Format paketa FDDI:

Preambula

Preambula zasnovan za sinhronizacijo. Čeprav je njegova dolžina na začetku 64 bitov, jo lahko vozlišča dinamično spremenijo, da ustreza njihovim zahtevam glede sinhronizacije.

Ločilo za začetek SD. Edinstveno enobajtno polje, zasnovano za identifikacijo začetka paketa.

Nadzor paketov FC. Enobajtno polje oblike CLFFTTTT, kjer bit C določa razred paketa (sinhrona ali asinhrona izmenjava), bit L je indikator dolžine naslova paketa (2 ali 6 bajtov). V enem omrežju je dovoljeno uporabljati naslove obeh dolžin. Biti FF (format paketa) določajo, ali paket pripada podplasti MAC (tj. za namene nadzora obroča) ali podplasti LLC (za prenos podatkov). Če je paket paket podsloja MAC, potem biti TTTT določajo vrsto paketa, ki vsebuje podatke v polju Info.

Namen DA. Podaja ciljno vozlišče.

Vir SA. Identificira vozlišče, ki je poslalo paket.

Informacije. To polje vsebuje podatke. To so lahko podatki tipa MAC ali uporabniški podatki. Dolžina tega polja je spremenljiva, vendar je omejena na največjo dolžino paketa 4500 bajtov.

Kontrolna vsota paketa FCS. Vsebuje CRC - znesek.

Končni separator ED. Dolg je pol bajta za paket in en bajt za žeton. Identificira konec paketa ali žetona.

Stanje paketa FS. To polje je poljubne dolžine in vsebuje bite »Zaznana napaka«, »Prepoznan naslov«, »Podatki kopirani«.

Najbolj očiten razlog, zakaj je FDDI drag, je uporaba kabla iz optičnih vlaken. Njihova zapletenost (daje prednosti, kot sta vgrajeno upravljanje postaje in redundanca) je prav tako prispevala k visokim stroškom omrežnih kartic FDDI.

Značilnosti omrežja FDDI

Fast Ethernet in 100GV-AnyLAN

V procesu razvoja bolj produktivnega omrežja Ethernet so se strokovnjaki razdelili na dva tabora, kar je na koncu pripeljalo do nastanka dveh novih tehnologij lokalnega omrežja - Fast Ethernet in 100VG-AnyLAN.

Okrog leta 1995 sta obe tehnologiji postali standarda IEEE. Odbor IEEE 802.3 je sprejel specifikacijo Fast Ethernet kot standard 802.3u, ki ni samostojen standard, ampak je dodatek k standardu 802.3 v obliki poglavij od 21 do 30.

Odbor 802.12 je sprejel tehnologijo 100VG-AnyLAN, ki uporablja nov način dostopa do medijev Demand Priority in podpira dva formata okvirjev – Ethernet in Token Ring.

Hitri ethernet

Vse razlike med tehnologijo Fast Ethernet in standardnim Ethernetom so koncentrirane na fizični ravni. Plasti MAC in LLC v Fast Ethernetu ostajajo nespremenjene v primerjavi z Ethernetom.

Kompleksnejša struktura fizičnega sloja tehnologije Fast Ethernet je posledica dejstva, da uporablja tri vrste kabelskih sistemov:

večmodni kabel z optičnimi vlakni (uporabljata se dve vlakni); Sukani par kategorije 5 (uporabljata se dva para); Sukani par kategorije 3 (uporabljajo se štirje pari).

Fast Ethernet sploh ne uporablja koaksialnega kabla. Opustitev koaksialnega kabla je pripeljala do dejstva, da imajo omrežja Fast Ethernet vedno hierarhično drevesno strukturo, zgrajeno na vozliščih, kot so omrežja 10Base-T/10Base-F. Glavna razlika med konfiguracijami omrežja Fast Ethernet je zmanjšanje premera omrežja na 200 m, kar je povezano z 10-kratnim zmanjšanjem časa prenosa okvirja minimalne dolžine zaradi povečanja hitrosti prenosa.

Vendar pa ta omejitev v resnici ne ovira gradnje velikih omrežij Fast Ethernet zaradi hitrega razvoja lokalnih omrežij na osnovi stikal v 90. letih. Pri uporabi stikal lahko Fast Ethernet deluje v full-duplex načinu, v katerem ni omejitev glede skupne dolžine omrežja, ki jih določa metoda dostopa do medijev CSMA/CD, temveč le omejitve glede dolžine fizičnih segmentov.

Spodaj obravnavamo poldupleksno različico tehnologije Fast Ethernet, ki je v celoti skladna z metodo dostopa, opisano v standardu 802.3.

Uradni standard 802.3u je določil tri različne specifikacije Fast Ethernet in jim dal naslednja imena:

100Base-TX za kabel z dvema paricama na UTP UTP kategorije 5 ali STP tipa 1 oklopljen zvit par; 100Base-FX za večmodni optični kabel z dvema vlaknenima in lasersko valovno dolžino 1300 nm; 100Base-T4 za 4-parni UTP kabel UTP kategorije 3, 4 ali 5.

Naslednje splošne izjave veljajo za vse tri standarde:

Formati okvirjev Fast Ethernet se ne razlikujejo od klasičnih formatov okvirjev 10 Mbit Ethernet; Medokvirni interval IPG v hitrem ethernetu je 0,96 μs, bitni interval pa 10 ns. Vsi časovni parametri algoritma dostopa, merjeni v bitnih intervalih, so ostali enaki, tako da ni bilo sprememb v odsekih sloja MAC standarda; Znak prostega stanja medija je prenos simbola Idle ustrezne redundantne kode preko njega (in ne odsotnost signala, kot v standardu Ethernet).

Fizična plast vključuje tri komponente:

Podsloj uskladitve; medijsko neodvisni vmesnikMII (Mediji Neodvisen Vmesnik) med koordinacijsko plastjo in napravo fizične plasti; naprava fizičnega sloja (PHY).

Pogajalska podplast je potrebna, da lahko plast MAC, zasnovana za vmesnik AUI, normalno deluje s fizično plastjo prek vmesnika MII.

Naprava fizične plasti PHY zagotavlja kodiranje podatkov, ki prihajajo iz podplasti MAC za prenos po določenem tipu kabla, sinhronizacijo podatkov, ki se prenašajo po kablu, ter sprejem in dekodiranje podatkov v sprejemnem vozlišču. Sestavljen je iz več podravni (slika 19):

podsloj za kodiranje logičnih podatkov, ki pretvarja bajte, ki prihajajo iz sloja MAC, v kodne simbole 4B/5B ali 8B/6T; podplasti fizične povezave in podplasti odvisnosti od fizičnega medija, ki zagotavljajo generiranje signala v skladu s fizično metodo kodiranja, na primer NRZI ali MLT-3; podsloj autonegotiation, ki omogoča vsem komunikacijskim vratom, da izberejo najučinkovitejši način delovanja, na primer poldupleks ali polni dupleks (ta podsloj je neobvezen).

Vmesnik MII . MII je specifikacija signala na ravni TTL in uporablja 40-polni priključek. Obstajata dve možnosti za implementacijo vmesnika MII: notranji in zunanji.

V interni različici je čip, ki implementira MAC in pogajalske podsloje, povezan prek vmesnika MII s čipom sprejemnika in oddajnika znotraj iste strukture, na primer kartice omrežnega vmesnika ali modula usmerjevalnika. Sprejemno-sprejemni čip izvaja vse funkcije naprave PHY. Pri zunanji različici je oddajnik-sprejemnik ločen v ločeno napravo in povezan s kablom MII.

Vmesnik MII uporablja 4-bitne dele podatkov za njihov vzporedni prenos med podplastema MAC in PHY. Oddajni in sprejemni kanali od MAC do PHY in obratno so sinhronizirani s signalom ure, ki ga ustvari plast PHY. Kanal za prenos podatkov od MAC do PHY je prepuščen s signalom »Transmit«, kanal za sprejem podatkov od PHY do MAC pa je preprečen s signalom »Receive«.

Podatki o konfiguraciji vrat so shranjeni v dveh registrih: nadzornem registru in statusnem registru. Nadzorni register se uporablja za nastavitev hitrosti delovanja vrat, za navedbo, ali bodo vrata sodelovala v procesu samopogajanja o hitrosti linije, za nastavitev načina delovanja vrat (half- ali full-duplex).

Statusni register vsebuje informacije o dejanskem trenutnem načinu delovanja vrat, vključno s tem, kateri način je bil izbran kot rezultat samodejnega pogajanja.

Specifikacije fizičnega sloja 100 Osnova - FX / TX . Te specifikacije določajo delovanje hitrega etherneta prek večmodnega kabla z optičnimi vlakni ali kablov UTP Cat.5/STP tipa 1 v poldupleksnem in polnodupleksnem načinu. Tako kot pri standardu FDDI je vsako vozlišče tukaj povezano z omrežjem z dvema večsmernima signalnima linijama, ki prihajata iz sprejemnika in oddajnika vozlišča.

Slika 19. Razlike med tehnologijo Fast Ethernet in tehnologijo Ethernet

Standardi 100Base-FX/TX uporabljajo isto metodo logičnega kodiranja 4B/5B na fizičnem povezovalnem podsloju, kamor je bil nespremenjen prenesen iz tehnologije FDDI. Nedovoljene kombinacije začetnih in končnih ločil se uporabljajo za ločevanje začetka ethernetnega okvirja od nedejavnih znakov.

Po pretvorbi 4-bitnih kodnih tetrad v 5-bitne kombinacije je treba slednje predstaviti kot optične ali električne signale v kablu, ki povezuje omrežna vozlišča. Specifikacije 100Base-FX in 100Base-TX za to uporabljajo različne metode fizičnega kodiranja.

Specifikacija 100Base-FX uporablja potencialno fizično kodo NRZI. Koda NRZI (Non Return to Zero Invert to ones) je modifikacija preproste potencialne kode NRZ (ki uporablja dve potencialni ravni za predstavitev logičnih 0 in 1).

Tudi metoda NRZI uporablja dva nivoja potenciala signala. Logični 0 in 1 v metodi NRZI sta kodirani na naslednji način (slika 20): na začetku vsakega bitnega intervala enote se potencialna vrednost na vrstici obrne, če pa je trenutni bit 0, potem na njegovem začetku potencial na liniji se ne spremeni.

Slika 20. Primerjava potencialnih kod NRZ in NRZI.

Specifikacija 100Base - TX uporablja kodo MLT-3, izposojeno iz tehnologije CDDI, za prenos 5-bitnih kodnih besed po kablih s prepletenimi paricami. Za razliko od kodeksa NRZI je ta kodeks trinivojski (slika 21) in je zapletena različica kodeksa NRZI. Koda MLT-3 uporablja tri potencialne ravni (+V, 0, -V), pri prenosu 0 se vrednost potenciala na meji bitnega intervala ne spremeni, pri prenosu 1 se spremeni na sosednje v verigi + V, 0, -V, 0, + V itd.

Slika 21. Metoda kodiranja MLT-3.

Poleg uporabe metode MLT-3 se specifikacija 100Base - TX razlikuje od specifikacije 100Base - FX tudi po tem, da uporablja kodiranje. Scrambler je običajno kombinacijsko vezje XOR, ki pred kodiranjem MLT-3 šifrira zaporedje 5-bitnih kodnih besed, tako da je energija nastalega signala enakomerno porazdeljena po celotnem frekvenčnem spektru. To izboljša odpornost proti hrupu, ker Premočne spektralne komponente povzročajo neželene motnje sosednjih daljnovodov in sevanje v okolje. Dekodirnik v sprejemnem vozlišču izvaja obratno funkcijo dekodiranja, tj. obnovitev prvotnega zaporedja 5-bitnih kombinacij.

Specifikacija 100 Osnova - T 4 . Ta specifikacija je bila zasnovana tako, da omogoča hitremu ethernetu uporabo obstoječega ožičenja s sukanimi paricami kategorije 3. Specifikacija 100Base-T4 uporablja vse štiri parice kabla za povečanje celotne prepustnosti komunikacijske povezave s hkratnim prenosom podatkovnih tokov po vseh sukanih paricah. Poleg dveh enosmernih parov, ki se uporabljata v 100Base - TX, obstajata še dva dodatna para, ki sta dvosmerna in služita za vzporedni prenos podatkov. Okvir se prenaša po treh linijah bajt za bajtom in vzporedno, kar zmanjša zahtevo po pasovni širini ene linije na 33,3 Mbit/s. Vsak bajt, prenesen po določenem paru, je kodiran s šestimi trimestnimi števkami v skladu z metodo kodiranja 8B/6T. Posledično je pri bitni hitrosti 33,3 Mbit/s hitrost spremembe signala v vsaki liniji 33,3 * 6/8 = 25 Mbaud, kar ustreza pasovni širini (16 MHz) kabla UTP cat.3.

Četrti zvit par se uporablja za poslušanje nosilne frekvence med prenosom za namene zaznavanja trkov.

V kolizijski domeni Fast Ethernet, ki ne sme presegati 205 m, je dovoljena uporaba največ enega repetitorja razreda I (oddajni repetitor, ki podpira različne sheme kodiranja, sprejete v tehnologijah 100Base-FX/TX/T4, zakasnitev 140 bt) in ne več kot dva repetitorja razreda II (transparentni repetitor, ki podpira samo eno od kodirnih shem, latenca 92 bt). Tako se je pravilo 4 vozlišč v tehnologiji Fast Ethernet spremenilo v pravilo enega ali dveh vozlišč, odvisno od razreda vozlišča.

Majhno število repetitorjev v Fast Ethernetu ni resna ovira pri gradnji velikih omrežij, saj uporaba stikal in usmerjevalnikov razdeli omrežje na več kolizijskih domen, od katerih je vsaka zgrajena na enem ali dveh repetitorjih.

Samodejna pogajanja o načinih delovanja vrat . Specifikacije 100Base-TX/T4 podpirajo Autonegotiation, ki dvema napravama PHY omogoča samodejno izbiro najučinkovitejšega načina delovanja. V ta namen je predvideno način pogajanja protokol, s katerim lahko vrata izberejo najučinkovitejši način, ki je na voljo obema udeležencema izmenjave.

Trenutno je opredeljenih skupno 5 načinov delovanja, ki lahko podpirajo naprave PHY TX/T4 na sukanih paricah:

10Base-T (2 para kategorije 3); 10Base-T full duplex (2 para kategorije 3); 100Base-TX (2 para kategorije 5 ali STP tipa 1); 100Base-TX polni dupleks (2 para kategorije 5 ali STP tipa 1); 100Base-T4 (4 pari kategorije 3).

Način 10Base-T ima najnižjo prioriteto v procesu pogajanj, način 100Base-T4 pa najvišjo. Proces pogajanj se zgodi, ko je vir napajanja naprave vklopljen, kadarkoli pa ga lahko sproži tudi krmilna naprava.

Naprava, ki je začela postopek samodejnega pogajanja, svojemu partnerju pošlje poseben niz impulzov FLP ( hitro Povezava utrip izbruh), ki vsebuje 8-bitno besedo, ki kodira predlagani način interakcije, začenši z najvišjo prioriteto, ki jo podpira vozlišče.

Če partnersko vozlišče podpira funkcijo samodejnega pogajanja in je sposobno podpirati predlagani način, potem se odzove s svojim FLP impulznim izbruhom, v katerem potrdi ta način in pogajanja se s tem končajo. Če partnersko vozlišče podpira način nižje prioritete, ga navede v odgovoru in ta način je izbran kot delujoč.

Vozlišče, ki podpira samo tehnologijo 10Base-T, pošilja testne impulze povezljivosti vsakih 16 ms in ne razume zahteve FLP. Vozlišče, ki prejme samo impulze neprekinjenosti linije kot odgovor na svojo zahtevo FLP, razume, da lahko njegov partner deluje le s standardom 10Base-T, in ta način delovanja nastavi zase.

Polno dupleksno delovanje . Vozlišča, ki podpirajo specifikacije 100Base FX/TX, lahko delujejo tudi v polnem dupleksnem načinu. Ta način ne uporablja metode dostopa do medija CSMA/CD in ni koncepta kolizij. Delovanje v polnem dupleksu je možno samo pri priključitvi omrežne kartice na stikalo ali pri neposredni povezavi stikal.

100VG-AnyLAN

Tehnologija 100VG-AnyLAN se bistveno razlikuje od klasičnega Etherneta. Glavne razlike med njimi so naslednje:

rabljeno način dostopa do medijevPovpraševanje Prioriteta– prednostna zahteva, ki zagotavlja bistveno pravičnejšo porazdelitev pasovne širine omrežja v primerjavi z metodo CSMA/CD za sinhrone aplikacije; okvirji se ne prenašajo do vseh omrežnih postaj, ampak le do ciljne postaje; omrežje ima namenskega dostopovnega razsodnika - centralno vozlišče, kar bistveno razlikuje to tehnologijo od drugih, ki uporabljajo porazdeljeni algoritem dostopa; podprti so okvirji dveh tehnologij - Ethernet in Token Ring (od tod tudi ime AnyLAN). Okrajšava VG pomeni Voice-Grade TP - sukani par za govorno telefonijo; podatki se prenašajo v eno smer hkrati po 4 zvitih paricah UTP kategorije 3; polni dupleks ni mogoč.

Kodiranje podatkov uporablja logično kodo 5B/6B, ki zagotavlja spekter signala v območju do 16 MHz (pasovna širina UTP kategorije 3) pri bitni hitrosti 30 Mbit/s v vsaki liniji. Kot način fizičnega kodiranja je bila izbrana koda NRZ.

Omrežje 100VG-AnyLAN je sestavljeno iz osrednjega vozlišča, imenovanega koren, ter končnih vozlišč in drugih vozlišč, povezanih z njim. Dovoljene so tri stopnje kaskadiranja. Vsako vozlišče ali omrežni adapter v tem omrežju je mogoče konfigurirati tako, da deluje z okvirji Ethernet ali okvirji Token Ring.

Vsako vozlišče ciklično preverja stanje svojih vrat. Postaja, ki želi oddati paket, pošlje poseben signal zvezdišču, ki zahteva prenos okvira in navede njegovo prioriteto. Omrežje 100VG-AnyLAN uporablja dve ravni prioritete - nizko in visoko. Nizka prioriteta ustreza običajnim podatkom (datotečna storitev, storitev tiskanja itd.), visoka prioriteta pa ustreza časovno občutljivim podatkom (kot je večpredstavnost).

Prioritete zahtev imajo statične in dinamične komponente, tj. postaja z nizko stopnjo prioritete, ki dlje časa nima dostopa do omrežja, prejme visoko prioriteto zaradi dinamične komponente.

Če je omrežje prosto, potem vozlišče dovoli vozlišču prenos paketa, vsem ostalim vozliščem pa pošlje opozorilni signal o prihodu okvirja, po katerem morajo vozlišča preklopiti v način sprejema okvirja (ustaviti pošiljanje statusnih signalov) . Po analizi ciljnega naslova v prejetem paketu zvezdišče pošlje paket ciljni postaji. Na koncu prenosa okvirja zvezdišče pošlje signal mirovanja, vozlišča pa ponovno začnejo oddajati informacije o svojem stanju. Če je omrežje zasedeno, hub postavi prejeto zahtevo v čakalno vrsto, ki se obdela v skladu z vrstnim redom prejetih zahtev in ob upoštevanju njihovih prioritet. Če je na vrata priključeno drugo zvezdišče, je pozivanje začasno ustavljeno, dokler nižje vozlišče ne dokonča pozivanja. Odločitev o odobritvi dostopa do omrežja sprejme korenski koncentrator po preverjanju vrat vseh koncentratorjev v omrežju.

Kljub preprostosti te tehnologije eno vprašanje ostaja nejasno: kako vozlišče ve, na katera vrata je povezana ciljna postaja? V vseh drugih tehnologijah se to vprašanje ni pojavilo, ker okvir je bil preprosto poslan vsem postajam v omrežju in ciljna postaja, ko je prepoznala njen naslov, je prejeti okvir kopirala v medpomnilnik.

V tehnologiji 100VG-AnyLAN je ta problem rešen na naslednji način - hub izve MAC naslov postaje v trenutku, ko je fizično povezana s kablom v omrežje. Če pri drugih tehnologijah postopek fizične povezave določa povezljivost kabla (test povezave v tehnologiji 10Base-T), vrsto vrat (tehnologija FDDI), hitrost vrat (samodejno pogajanje pri hitrem Ethernetu), potem pri tehnologiji 100VG-AnyLAN pri vzpostavitvi fizično povezavo, zvezdišče poišče naslov MAC povezane postaje in ga shrani v svojo tabelo naslovov MAC, podobno kot tabela mostov/stikal. Razlika med zvezdiščem 100VG-AnyLAN in mostom ali stikalom je v tem, da nima notranjega medpomnilnika okvirja. Zato od omrežnih postaj prejme le en okvir in ga pošlje na ciljna vrata. Dokler prejemnik ne prejme trenutnega okvirja, središče ne sprejema novih okvirjev, tako da ostane učinek skupnega medija. Samo varnost omrežja se izboljša, ker ... zdaj okvirji ne dosežejo tujih pristanišč in jih je težje prestreči.

Povzetek

Trenutno se ruski turistični trg razvija zelo neenakomerno. Obseg izhodnega turizma prevladuje nad obsegom vhodnega in domačega turizma.

Program pedagoške prakse (nemščina in angleščina): Učno-metodični priročnik za študente IV. in V. tečaja Filološke fakultete / Komp. Ariničeva L. A., Davydova I. V. Tobolsk: TGSPA im. D. I. Mendelejeva, 2011. 60 str.

Program

Zapiski predavanj o disciplini: “omrežna ekonomija” Število oddelkov

Povzetek

Pojav internetnih tehnologij, ki omogočajo gradnjo poslovnih odnosov v internetnem okolju, omogoča govoriti o nastanku nove podobe gospodarstva, ki ga lahko imenujemo »omrežje« ali »internetna ekonomija«.

Pozornost je namenjena vse bolj priljubljeni tehnologiji programsko določeno omrežja.<...>Seveda pa je treba zagotoviti zahteve tudi za druge kazalnike, ki definirajo koncept QoS(kakovost storitev).<...>Tukaj je opis tehnologij, kot so ATM, SDH, MPLS-TP,PBB-TE.<...>V dodatku k priročniku je kratek povzetek načel gradnje programsko določeno omrežij, ki so v zadnjem času vse bolj priljubljena.<...>Podan je opis tehnologije za virtualizacijo omrežnih funkcij. NFV(Virtualizacija omrežnih funkcij), podana je primerjava SDN in NFV. <...>Fizično sreda prenosi podatkov Splošne značilnosti fizičnih okolju. <...>Fizično sreda prenosi podatki (medij) lahko predstavljajo kabel, zemeljsko atmosfero ali vesolje.<...> Kabli višji kategorije imajo več zavojev na enoto dolžine.<...> Kabli kategorije 1 se uporabljajo tam, kjer so zahteve glede hitrosti prenosa minimalne.<...> Kabli kategorije 2 kabla je prvi uporabil IBM pri izdelavi lastnega kabelskega sistema.<...> Kabli kategorije 4 so nekoliko izboljšana različica kabli kategorije 3. <...> Visoka hitrost oddaja Brezžični podatki so obravnavani v 7. poglavju.<...>Izbira topologije omrežja je najpomembnejša naloga, ki se reši med njegovo gradnjo, in jo določajo zahteve po učinkovitosti in strukturno zanesljivost. <...>Delo na standardizaciji odprtih sistemov se je začelo leta 1977. Leta 1983 je bil predlagan referenčni standard model VOS- najsplošnejši opis strukture razvoja standardov.<...> Model VOS, ki določa načela razmerja med posameznimi standardi, je osnova za vzporedni razvoj več standardov in zagotavlja postopen prehod iz obstoječih implementacij na nove standarde.<...>Referenca model VOS ne opredeljuje protokolov in interakcijskih vmesnikov, strukture in značilnosti fizičnih povezav.<...>Tretjič, omrežje raven, izvaja usmerjanje<...>

Omrežne_tehnologije_za_hiter_prenos_podatkov._Učni_priročnik_za_univerze._-_2016_(1).pdf

UDK 621.396.2 BBK 32.884 B90 RECENZENTI: dr. znanosti, profesor tehnike. znanosti, profesor; Doktor Budyldina N.V., Shuvalov V.P. B90 Omrežne tehnologije za hitri prenos podatkov. Učbenik za univerze / Ed. Profesor V.P. Shuvalov. – M.: Hotline – Telecom, 2016. – 342 str.: ilustr. ISBN 978-5-9912-0536-8. Strnjeno je predstavljena problematika izgradnje infokomunikacijskih omrežij, ki zagotavljajo hiter prenos podatkov. Predstavljeni so razdelki, ki so potrebni za razumevanje, kako zagotoviti prenos ne le pri visoki hitrosti, temveč tudi z drugimi kazalniki, ki označujejo kakovost opravljene storitve. Podan je opis protokolov različnih nivojev referenčnega modela interakcije odprtih sistemov in tehnologij transportnega omrežja. Obravnavani so problemi prenosa podatkov v brezžičnih komunikacijskih omrežjih in sodobni pristopi, ki zagotavljajo prenos velikih količin informacij v sprejemljivih časovnih obdobjih. Pozornost je namenjena vse bolj priljubljeni tehnologiji programsko definiranih omrežij. Za študente, ki študirajo na področju usposabljanja "Infokomunikacijske tehnologije in komunikacijski sistemi" s kvalifikacijami (stopnjami) "diplomirani" in "magister". Knjigo lahko uporabimo za izboljšanje veščin telekomunikacijskih delavcev. BBK 32.884 Budyldina Nadezhda Veniaminovna, Shuvalov Vyacheslav Petrovich Omrežne tehnologije za hiter prenos podatkov Učbenik za univerze Vse pravice pridržane. Nobenega dela te publikacije ni dovoljeno reproducirati v kakršni koli obliki ali na kakršen koli način brez pisnega dovoljenja imetnika avtorskih pravic © Znanstvena in tehnična založba "Hot Line - Telecom" LLC www.techbook.ru © N.V. Budyldina, V.P. Shuvalov L. D. G. Nevolin G. Dorosinsky Naslov založnika na internetu www.tech b o o k .ru

stran 2

Vsebina Uvod. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Literatura za uvod. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Poglavje 1. Osnovni pojmi in definicije . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1. Informacija, sporočilo, signal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2. Hitrost prenosa informacij. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3. Fizični medij za prenos podatkov. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.4. Metode pretvorbe signala. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.5. Metode večkratnega dostopa do okolja. . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.6. Telekomunikacijska omrežja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.7. Organizacija dela na standardizaciji na področju prenosa podatkov. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.8. Referenčni model za interakcijo odprtih sistemov. . . . . . . 47 1.9. Kontrolna vprašanja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1.10. Bibliografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Poglavje 2. Zagotavljanje kazalnikov kakovosti storitev. . 58 2.1. Kakovost storitev. Splošne določbe. . . . . . . . . . . . . . . 58 2.2. Zagotavljanje točnosti prenosa podatkov. . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.3. Zagotavljanje indikatorjev konstrukcijske zanesljivosti. . . . . . . . 78 2.4. QoS usmerjanje. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.5. Kontrolna vprašanja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.6. Bibliografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Poglavje 3. Lokalna omrežja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1. LAN protokoli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.1. Tehnologija Ethernet (IEEE 802.3). . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.1.2. Tehnologija Token Ring (IEEE 802.5). . . . . . . . . . . . . . . 93 3.1.3. FDDI tehnologija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.1.4. Fast Ethernet (IEEE 802.3u). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.1.5. Tehnologija 100VG-AnyLAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.1.6. Tehnologija Gigabit Ethernet visoke hitrosti. . . . . 102 3.2. Tehnična sredstva, ki zagotavljajo delovanje hitrih podatkovnih omrežij. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.2.1. Vozlišča. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.2.2. Mostovi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.2.3. Stikala. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.2.4. protokol STP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 3.2.5. Usmerjevalniki. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.2.6. Prehodi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 3.2.7. Navidezno lokalno omrežje (VLAN). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Stran 341

342 Vsebina 3.3. Kontrolna vprašanja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 3.4. Bibliografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Poglavje 4. Protokoli sloja povezave. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 4.1. Glavne naloge povezovalnega sloja, funkcije protokola 138 4.2. Bajtno usmerjeni protokoli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 4.3. Bitno usmerjeni protokoli. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.3.1. Protokol HDLC (High-Level Data Link Control). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 4.3.2. Okvirni protokol SLIP (Serial Line Internet Protocol). 152 4.3.3. Protokol PPP (Point-to-Point Protocol). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 4.4. Kontrolna vprašanja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 4.5. Bibliografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 Poglavje 5. Protokoli omrežnega in transportnega sloja. . . . . . . . 161 5.1. IP protokol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 5.2. protokol IPv6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 5.3. Protokol usmerjanja RIP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 5.4. Protokol notranjega usmerjanja OSPF. . . . . . . . . . . . . . 187 5.5. protokol BGP-4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 5.6. Protokol rezervacije virov je RSVP. . . . . . . . . . . . . . 203 5.7. Prenosni protokol RTP (Transportni protokol v realnem času). . . . 206 5.8. Protokol DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). . . 211 5.9. protokol LDAP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 5.10. Protokoli ARP, RARP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 5.11. Protokol TCP (Transmission Control Protocol). . . . . . . . . . . . 220 5.12. Protokol UDP (User Datagram Protocol). . . . . . . . . . . . . . . . . 229 5.13. Kontrolna vprašanja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 5.14. Bibliografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Poglavje 6. Prenosna omrežja IP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 6.1. ATM tehnologija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 6.2. Sinhronizirana digitalna hierarhija (SDH). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 6.3. Večprotokolno preklapljanje oznak. . . . . . . . . . . . . . . 245 6.4. Hierarhija optičnega transporta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 6.5. Ethernet model in hierarhija za transportna omrežja. . . . . . 256 6.6. Kontrolna vprašanja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 6.7. Bibliografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Poglavje 7. Brezžične tehnologije za hiter prenos podatkov. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7.1. Wi-Fi tehnologija (Wireless Fidelity). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7.2. Tehnologija WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

Stran 342

343 7.3. Prehod s tehnologije WiMAX na LTE (LongTermEvolution). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 7.4. Stanje in perspektiva hitrih brezžičnih omrežij. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 7.5. Kontrolna vprašanja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 7.6. Bibliografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Poglavje 8. Namesto zaključka: nekaj misli na temo »kaj je treba storiti, da zagotovimo hiter prenos podatkov v IP omrežjih.« 279 8.1. Tradicionalni prenos podatkov z zajamčeno dostavo. Težave. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 8.2. Alternativni protokoli za prenos podatkov z zajamčeno dostavo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 8.3. Algoritem za nadzor zastojev. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 8.4. Pogoji za zagotavljanje hitrega prenosa podatkov. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 8.5. Implicitne težave pri zagotavljanju hitrega prenosa podatkov. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 8.6. Bibliografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 Dodatek 1. Programsko definirana omrežja. . . . . . . . . . 302 P.1. Splošne določbe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 P.2. Protokol OpenFlow in stikalo OpenFlow. . . . . . . . . . . . . . 306 P.3. Virtualizacija omrežja NFV. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 Str.4. Standardizacija PKS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 Str.5. SDN v Rusiji. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 Str.6. Bibliografija. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 Izrazi in definicije. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

• Predgovor
• Poglavje 1.
  Zgodovinsko ozadje razvoja hitrih podatkovnih omrežij
• 2. poglavje
  Referenčni model za interakcijo odprtih sistemov EMVOS (Open System Interconnection - OSI model)
• 3. poglavje
  Mednarodne organizacije za standardizacijo
• 4. poglavje
  Fizično in logično kodiranje podatkov
• 5. poglavje
  Ozkopasovni in širokopasovni sistemi. Multipleksiranje podatkov
• Poglavje 6.
  Načini prenosa podatkov. Prenosni mediji
• 7. poglavje
  Strukturirani kabelski sistemi
• 8. poglavje
  Topologije sistemov za prenos podatkov
• 9. poglavje
  Metode dostopa do kanala
• 10. poglavje
  Preklopne tehnologije
• 11. poglavje
  Komunikacija segmentov omrežja
• Literatura

Poglavje 5. Ozkopasovni in širokopasovni sistemi. Multipleksiranje podatkov

Ozkopasovni sistem (osnovni pas) uporablja digitalno metodo prenosa signala. Čeprav ima digitalni signal širok spekter in teoretično zavzema neskončen frekvenčni pas, je v praksi širina spektra oddanega signala določena s frekvencami njegovih osnovnih harmonikov. Dajejo glavni energetski prispevek k nastanku signala. V ozkopasovnem sistemu se prenos izvaja v prvotnem frekvenčnem pasu, prenosa spektra signala v druga frekvenčna območja ni. V tem smislu se sistem imenuje ozkopasovni. Signal zasede skoraj celotno pasovno širino linije. Za regeneracijo signala in njegovo ojačanje v omrežjih za prenos podatkov se uporabljajo posebne naprave - repetitorji.

Primer izvajanja ozkopasovnega prenosa so lokalna omrežja in z njimi povezane specifikacije IEEE (na primer 802.3 ali 802.5).

Prej se je ozkopasovni prenos zaradi slabljenja signala uporabljal na razdaljah približno 1-2 km preko koaksialnih kablov, v sodobnih sistemih pa so zaradi različnih vrst kodiranja in multipleksiranja signalov ter tipov kabelskih sistemov omejitve potisnjene nazaj na 40 kilometrov ali več.

Izraz širokopasovni prenos je bil prvotno uporabljen v telefonskih komunikacijskih sistemih, kjer je označeval analogni kanal s frekvenčnim razponom (pasovno širino) več kot 4 KHz. Da bi prihranili vire pri prenosu velikega števila telefonskih signalov s frekvenčnim pasom 0,3-3,4 KHz, so bile razvite različne sheme za stiskanje (multipleksiranje) teh signalov, ki zagotavljajo njihov prenos po enem kablu.

V hitrih omrežnih aplikacijah širokopasovni prenos pomeni, da se za prenos podatkov uporablja analogni nosilec namesto nosilca impulza. Po analogiji izraz "širokopasovni internet" pomeni, da uporabljate kanal s pasovno širino več kot 128 Kbps (v Evropi) ali 200 Kbps (v ZDA). Širokopasovni sistem ima visoko prepustnost in omogoča hiter prenos podatkov in multimedijskih informacij (glas, video, podatki). Primeri so omrežja ATM, B-ISDN, Frame Relay, kabelska oddajna omrežja CATV.

Izraz "multipleksiranje" se v računalniški tehnologiji uporablja na več načinov. Pri tem mislimo na kombinacijo več komunikacijskih kanalov v enem kanalu za prenos podatkov.

Naštejmo glavne tehnike multipleksiranja: frekvenčno multipleksiranje (FDM), časovno multipleksiranje - Time Division Multiplexing (TDM) in spektralno ali valovno dolžinsko multipleksiranje (WDM).

WDM se uporablja samo v sistemih z optičnimi vlakni. Kabelska TV na primer uporablja FDM.

FDM

Pri frekvenčnem multipleksiranju je vsakemu kanalu dodeljen lasten analogni nosilec. V tem primeru se lahko v FDM uporablja katera koli vrsta modulacije ali njihova kombinacija. Na primer, pri kabelski televiziji koaksialni kabel s pasovno širino 500 MHz zagotavlja prenos 80 kanalov po 6 MHz. Vsak od teh kanalov je pridobljen z multipleksiranjem podkanalov za prenos zvoka in videa.

TDM

S to vrsto multipleksiranja se kanali nizke hitrosti združijo (združijo) v enega hitrega, skozi katerega se prenaša mešani tok podatkov, ki nastane kot posledica združevanja izvirnih tokov. Vsakemu kanalu nizke hitrosti je dodeljen svoj časovni interval (časovno obdobje) znotraj cikla določenega trajanja. Podatki so predstavljeni kot biti, bajti ali bloki bitov ali bajtov. Na primer, kanalu A je dodeljenih prvih 10 bitov znotraj časovnega intervala določenega trajanja (okvir, okvir), kanalu B je dodeljenih naslednjih 10 bitov itd. Poleg podatkovnih bitov okvir vključuje storitvene bite za sinhronizacijo prenosa in druge namene. Okvir ima strogo določeno dolžino, ki je običajno izražena v bitih (na primer 193 bitov) in strukturo.

Omrežne naprave, ki multipleksirajo podatkovne tokove nizkohitrostnih kanalov (pritoki, komponentni tokovi) v skupni zbirni tok (agregat) za prenos po enem fizičnem kanalu, se imenujejo multiplekserji (multiplekser, mux, mux). Naprave, ki delijo združeni tok na sestavne tokove, se imenujejo demultiplekserji.

Sinhroni multiplekserji uporabljajo fiksno razdelitev na časovne reže. Podatki, ki pripadajo določenemu komponentnemu toku, imajo enako dolžino in se prenašajo v isti časovni reži v vsakem multipleksiranem okvirju kanala. Če se informacije ne prenesejo z določene naprave, ostane njena časovna reža prazna. Statistični multiplekserji (stat muxes) rešujejo to težavo z dinamičnim dodeljevanjem prostega časa aktivni napravi.

WDM

WDM uporablja različne valovne dolžine svetlobe za organiziranje vsakega kanala. Pravzaprav gre za posebno vrsto frekvenčnega multipleksiranja na zelo visokih frekvencah. Pri tej vrsti multipleksiranja oddajne naprave delujejo na različnih valovnih dolžinah (na primer 820 nm in 1300 nm). Žarki se nato združijo in prenesejo po enem kablu iz optičnih vlaken. Sprejemna naprava ločuje prenos po valovni dolžini in usmerja žarke na različne sprejemnike. Za spajanje/ločevanje kanalov po valovni dolžini se uporabljajo posebne naprave - spojniki. Spodaj je primer takega multipleksiranja.

Slika 5.1. WDM multipleksiranje

Med glavnimi zasnovami spojk ločimo odsevne spojke in centralno simetrične odsevne spojke (SCR). Odsevni spojki so drobni koščki stekla, ki so "zviti" v sredini v obliki zvezde. Število izhodnih žarkov ustreza številu vrat spojnika. In število vrat določa število naprav, ki oddajajo na različnih valovnih dolžinah. Spodaj sta prikazani dve vrsti odsevnih spojk.

Slika 5.2. Oddajna zvezda

Slika 5.3. odsevna zvezda

Centralno simetrična odsevna sklopka uporablja svetlobo, ki se odbija od sferičnega ogledala. V tem primeru se vhodni žarek razdeli na dva žarka simetrično glede na sredino krivine zrcalne krogle. Ko se zrcalo vrti, se položaj upogiba krogle spremeni in s tem tudi pot odbitega žarka. Dodate lahko tretji optični kabel in preusmerite odbiti žarek na druga vrata. Na tej ideji temelji implementacija WDM multiplekserjev in stikal za optična vlakna.

Slika 5.4. Centralno simetrična odsevna spojka

Optični multiplekserji se lahko izvajajo ne le z uporabo spojnikov CSR, ampak tudi z uporabo odbojnih filtrov in uklonskih rešetk. V tej vadnici niso zajeti.

Glavni dejavniki, ki določajo zmogljivosti različnih izvedb, so motnje in ločevanje kanalov. Količina preslušavanja določa, kako dobro so kanali ločeni, in na primer kaže, koliko moči žarka 820 nm je končalo na vratih 1300 nm. Ujemanje 20 dB pomeni, da se je 1 % signala pojavilo na nenamernih vratih. Da bi zagotovili zanesljivo ločevanje signalov, morajo biti valovne dolžine razporejene "na široko". Težko je prepoznati bližnje valovne dolžine, kot sta 1290 in 1310 nm. Običajno se uporabljajo 4 sheme multipleksiranja: 850/1300, 1300/1550, 1480/1550 in 985/1550 nm. Najboljše lastnosti do sedaj so bile ugotovljene pri sklopkah CSR s sistemom ogledal, na primer dveh (slika 5.5).

Slika 5.5. SCR spojka z dvema ogledaloma

Tehnologija WDM, ki je ena od treh vrst multipleksiranja z delitvijo valovnih dolžin, zavzema srednje mesto glede učinkovitosti spektra. Sistemi WDM združujejo spektralne kanale, katerih valovne dolžine se med seboj razlikujejo za 10 nm. Najbolj produktivna tehnologija je DWDM (Dense WDM). Gre za združevanje kanalov, ki so po spektru razmaknjeni za največ 1 nm, v nekaterih sistemih pa celo za 0,1 nm. Zaradi te goste porazdelitve signalov po spektru so stroški opreme DWDM običajno zelo visoki. Najmanj učinkovito se spektralni viri uporabljajo v novih sistemih, ki temeljijo na tehnologiji CWDM (grobi WDM, redki sistemi WDM). Tukaj so spektralni kanali ločeni z najmanj 20 nm (v nekaterih primerih ta vrednost doseže 35 nm). Sistemi CWDM se običajno uporabljajo v metro omrežjih in omrežjih LAN, kjer je nizka cena opreme pomemben dejavnik in je potrebnih 8-16 kanalov WDM. Oprema CWDM ni omejena na en del spektra in lahko deluje v območju od 1300 do 1600 nm, medtem ko je oprema DWDM vezana na ožje območje od 1530 do 1565 nm.

zaključki

Ozkopasovni sistem je prenosni sistem v izvirnem frekvenčnem pasu z uporabo digitalnih signalov. Za prenos več ozkopasovnih kanalov v enem širokopasovnem kanalu sodobni prenosni sistemi po bakrenih kablih uporabljajo časovno multipleksiranje TDM. Sistemi z optičnimi vlakni uporabljajo multipleksiranje valovnih dolžin WDM.

Dodatne informacije

Kontrolna vprašanja

• Naprava, v kateri so vsi dohodni tokovi informacij združeni v en izhodni vmesnik, opravlja naslednje funkcije:
  • stikalo
  • repetitor
  • multiplekser
  • demultiplekser
• Deset signalov, od katerih vsak zahteva pasovno širino 4000 Hz, je multipleksiranih v en kanal z uporabo FDM. Kolikšna mora biti najmanjša pasovna širina multipleksiranega kanala s širino zaščitnega intervala 400 Hz?
  • 40800 Hz
  • 44000 Hz
  • 4800 Hz
  • 43600 Hz