рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Компьютеры
- /
- основные механизмы Ethernet
Реферат Курсовая Конспект
основные механизмы Ethernet
основные механизмы Ethernet - раздел Компьютеры, Лекция 10 ...
Лекция 10
Ethernet
В этой главе рассматриваются основные механизмы Ethernet и способы обеспечения ими унифицированного интерфейса между Физическим уровнем и…Определение Ethernet
Спецификации Ethernet определяют протокол как совокупность из трех необходимых компонентов: · набора правил Физического уровня, задающих типы кабеля и ограничения… · формата кадра, задающего порядок и назначение битов, передаваемых в пакете Ethernet;Стандарты Ethernet
Стандарт Ethernet II
Стандарт DIX Ethernet 2 был опубликован в 1982 году и расширил возможности Физического уровня, добавив другой тип коаксиального кабеля, который, соответственно своей толщине, получил название "тонкий Ethernet",
ThinNet или Cheapernet по той причине, что он был намного дешевле, чем оригинальный толстый коаксиальный кабель.
Спецификация IEEE 802.3
В то время, как стандарт Ethernet II трактует Канальный уровень как единый объект, спецификация IEEE разделяет этот уровень на два подуровня:… Около 1990-го года стандарт IEEE 802.3 подвергся дальнейшей доработке и сейчас… Различия между стандартами ШЕЕ 802.3 и DIX Ethernet II перечислены в табл. 8.1.Механизм управления доступом к среде CSMA/CD
Когда узел в сети Ethernet хочет передать данные, сначала он "прослушивает" сетевую среду, пытаясь определить, используется ли она. Это —… Вполне возможно для двух (или более) систем установить, что сеть свободна, и… Когда сталкиваются пакеты от Двух различных узлов, в кабеле возникает состояние, отличное от нормы, которое…Коллизии
Коллизии пакетов могут стать проблемой только в том случае, если их очень много, тогда в сети начинают накапливаться значительные задержки трафика.… Из-за возможного падения быстродействия сети при высоких уровнях трафика…Поздние коллизии
Очень важно, чтобы первый бит каждого передаваемого пакета достиг каждого узла в сети прежде, чем будет отправлен последний бит. Это требование… Если коллизия возникает после того, как последний бит покинул передающий… Другой возможной причиной может быть несоответствие сети указаниям по прокладке кабельной системы для Ethernet. Если…Эффект захвата
После первой коллизии, как правило, один из двух узлов выигрывает соревнование и успешно осуществляет повторную передачу своего пакета. Затем он… Чтобы упростить пример, предположим, что первая система выбирает интервал… Таким образом, первая система, постоянно передающая новые пакеты первой, захватит сетевую среду, и будет удерживать…Дуплексный Ethernet
Дуплексный Ethernet возможен только для сегментов, которые имеют раздельные каналы для взаимодействия в каждом из направлений. Это относится к… Последнее утверждение — очень важный момент для сетей Fast Ethernet,… Возможности дуплексного Ethernet обычно реализуются в коммутаторах Fast Ethernet или в многопортовых мостах. Оказанное…Нормативы Физического уровня
Классический 10 Мбит/с Ethernet может использовать четыре различных типа среды передачи, как показано в табл. 8.2. Нормативы для прокладки кабельных… Таблица 8.2. Средства Физического уровня для классического Ethernet … Наименования различных типов сред передачи Физического уровня Ethernet основаны на сокращениях, которые описывают…Толстый Ethernet
Ограничение в 100 узлов на сегмент кабеля ThickNet (и 30 узлов на сегмент ThinNet) фактически определяется количеством MAU (приемопередатчиков сети… Сегмент коаксиального кабеля должен, если это возможно, быть отдельно взятым… В отличие от всех других средств Физического уровня Ethernet, кабель ThickNet не присоединяется непосредственно к…Тонкий Ethernet
ThinNet применяет BNC- (Bayonet-Neill-Concelman) коннекторы и соединитель, называющийся Т-коннектором, который прикрепляется к сетевой плате в ПК.… Т-образные коннекторы в сети Ethernet должны быть подключены прямо к платам… Из-за более тонкого кабеля ThinNet сильнее подвержен помехам и затуханию сигналов, несмотря на ограничение размера…Ethernet на основе витой пары
· Скрытность.Кабель UTP может быть проложен внутри стен, полов, потолков с использованием настенных розеток, обеспечивающих доступ к сети. И… · Отказоустойчивость.Сети UTP используют топологию "звезда", в… · Возможность модернизации.Кабельная система UTP сети 10 Мбит/с Ethernet может быть модернизирована до 100 Мбит/с…Оптоволоконный Ethernet
Сама передающая среда представляет собой 62,5/125 многомодовый свето-передающий кабель с двумя волокнами, одно из которых используется для передачи,… Для классического оптоволоконного 10 Мбит/с Ethernet существуют два основных…FOIRL
Первый стандарт для оптоволоконного Ethernet был разработан в начале 1980-х годов и назван Fiber-Optic Inter-Repeater Link (FOIRL, звено волоконно-оптической связи между повторителями). Он был ориентирован на организацию связи преимущественно между двумя повторителями, расположенными друг от друга на расстоянии до 1000 м. Предназначенный для использования в университетских сетях, FOIRL может соединять две удаленные сети, подобные расположенным в соседних зданиях, применяя для этой цели оптоволоконный кабель.
LOBaseFL
Если в сети lOBaseFL используется какое-либо старое оборудование FOIRL, то максимальную длину сегмента следует ограничить 1000 м. Во всех спецификациях lOBaseF компьютер присоединяется к сети при помощи…LOBaseFB
Синхронная передача данных означает, что интервал между пакетами (то есть короткий временной промежуток между пакетами, распространяющимися по сети)… lOBaseFB также имеет возможность удаленной/ диагностики Канального уровня,… Ввиду того, что стандарт lOBaseFB применяется только для магистральных соединений между концентраторами, нет…BaseFP
lOBaseFP определяет оптоволоконную сеть, которая использует конфигурацию без ретрансляции (то есть без повторителей) типа "пассивная звезда" для того, чтобы соединить до 33 рабочих станций в сегмент до 500 м длиной (применяются специальные оптические разветвители). Эта часть спецификации lOBaseF никогда не имела большого распространения. Несколько изделий все еще доступны, но рынок для этой технологии, если он действительно когда-либо существовал, умер.
Нормативы кабельной системы
Сегменты связи и смешанные сегменты
В реальном мире данное различие в основном исчезло вследствие того, что подавляющее большинство сетей Ethernet используют только сегменты связи.…Правило 5-4-3
Итак, в коаксиальных сетях, будь то тонкий или толстый Ethernet, допустимо иметь пять сегментов кабеля, соединенных четырьмя повторителями. В таких… Однако, в любой из этих сетей только к трем сегментам кабеля могут быть… В сети UTP ситуация иная. Поскольку в сетях такого типа повторителями являются многопортовые концентраторы, каждый…Вычисления временных соотношений для Ethernet
Период кругового обращения сигнала (round trip signal delay time) или иначе время на передачу и подтверждение сигнала — это временной интервал,… В большинстве случаев вычисления этих значений не являются необходимыми. До…Поиск наихудшего маршрута
В более сложных сетях, применяющих различные типы сегментов кабеля, можно выбрать несколько маршрутов для того, чтобы протестировать сеть. При этом… Если сеть хорошо документирована, то, вероятно, имеется ее схема с… Если поступить таким образом, то следует принять во внимание возможные погрешности измерений и учесть их, включив в…Вычисление периода кругового обращения сигнала
Таблица 8.4. Значения задержек распространения сигнала туда и обратно для различных типов кабеля Ethernet (в единицах времени прохождения бита) Тип кабеля … Чтобы вычислить задержку для определенного сегмента, применяется следующая формула:Вычисление значения сокращения интервала между пакетами
Чтобы вычислить сокращение интервала между пакетами, необходимо использовать тот же наихудший маршрут через сеть, что применялся для вычисления… Таблица 8.6. Значения сокращения интервала между пакетами для различных типов… Сокращение интервала между пакетами для всей сети складывается из суммы значений из таблицы для передающего сегмента…Превышение ограничений кабельной системы Ethernet
Электрические сигналы передаются по медному кабелю, распространяясь со скоростью около 200 000 000 м/с (2/3 скорости света). Ethernet передает… Если взять самую наибольшую длину сегмента медного кабеля, допускаемую… Когда один из двух узлов передает данные, коллизия может возникнуть, если другой узел начнет передачу до того, как…Кадр Ethernet
Кадр Ethernet — это последовательность бит, которая начинает и заканчивает каждый пакет Ethernet, передаваемый по сети. Кадр состоит из заголовка и постинформации, которые окружают и инкапсулируют данные, генерируемые протоколами вышележащих уровней модели OSI. Информация в заголовке и постинформации указывает адрес системы, пославшей пакет, и системы, которая должна получить его, а также выполняет несколько других функций, важных для доставки к месту назначения.
Кадр IEEE 802.3
Основной формат кадра Ethernet, определенный стандартом IEEE 802.3, выглядит, как показано на рис. 8.10. Функции отдельных полей рассматриваются ниже.
Преамбула и начальный разделитель
Преамбула состоит из 7 байтов с перемежающимися значениями 0 и 1, которые системы используют для синхронизации генераторов тактовых импульсов, а затем отбрасывают. Применение в Ethernet манчестерской системыкодирования требует, чтобы генераторы тактовых импульсов взаимодействующих систем были синхронизированы, то есть заключили соглашение о длительности времени прохождения бита. Системы в холостом режиме (то есть не осуществляющие в данный момент передачу или процесс исправления коллизии) не способны принимать какие-либо данные, пока они обрабатывают сигналы последовательности бит преамбулы в ходе подготовки к последующей передаче данных. Во время передачи преамбулы принимающая система синхронизирует свой генератор тактовых импульсов с генератором отправителя, но при этом получатель не знает о том, как много бит из 7 байт преамбулы прошли мимо, прежде чем он включился в синхронизацию. (Большинство производимых сегодня сетевых адаптеров разработаны для синхронизации в течение временного интервала, достигающего времени прохождения 11 бит, но это не абсолютное значение.) Для того чтобы указать начало действительной передачи пакета, отправитель передает 1 -байтовый начальный разделитель, который продолжает последовательность из перемежающихся 0 и 1, за исключением двух последних бит, которые оба содержат 1. Это — сигнал получателю, что любые последующие за ним данные являются частью пакета и должны быть считаны в буфер памяти сетевого адаптера для последующей обработки.
Адрес назначения и исходный адрес
Поле адреса назначения идентифицирует систему, которой был отправлен пакет. Адрес может указывать на конечную систему, которой предназначен пакет,… Каждый узел в сети Ethernet считывает целевой адрес из заголовка каждого… Поле исходного адреса содержит 6-байтовый МАС-адрес системы, отправившей пакет.Длина
Поле длины кадра IEEE 802.3 составляет 2 байта и указывает на количество данных (в байтах), переносимых кадром в качестве полезной нагрузки. Его значение включает только действительные содержащиеся в пакете данные вышележащих уровней. Оно не включает размеры полей заголовка, постинформации, а также любой нагрузки, которая могла быть добавлена к данным для того, чтобы обеспечить минимальный размер для пакета Ethernet (64 байта). Максимальный размер для пакета Ethernet, включая кадр, составляет 1518 байт. Поскольку кадр состоит из 18 байт, то наибольшее значение поля длины оавно 1500.
Данные и дополнение
Например, пакет, содержащий имя хоста Интернета, которое должно быть преобразовано DNS-сервером в IP-адрес, состоит из первоначального сообщения… Чтобы механизм выявления коллизий мог функционировать, готовый пакет Ethernet… Наибольшая длина для пакета Ethernet составляет 1518 байт, соответственно, поле данных не может быть больше, чем 1500…Контрольная последовательность кадра
Когда пакет достигает своего места назначения, сетевой адаптер принимающей системы считывает содержимое кадра и выполняет вычисления по тому же…Кадр Ethernet II
Когда система считывает заголовок пакета Ethernet, содержимое поля "длина/Ethertype" является единственным способом отличить кадр… Xerox продолжает выступать в роли регистратора соглашений Ethertype.… Таблица 8.7. Значения поля Ethertype для протоколов Сетевого уровняПоле управления
Двумя другими типами поля управления (по 2 байта каждый) являются информационный формат (information format) и управляющий формат (supervisory… · Информационный формат начинается с бита со значением 0. · Управляющий формат имеет двухбитовый префикс со значением 1 и 0.Применения LLC
Заголовок SNAP
Заголовок SNAP имеет длину 5 байт и располагается непосредственно после заголовка LLC в поле данных кадра 802.3, как показано на рис. 8.12.… Код организации.Идентификатор организации или производителя — это 3-байтовое… Локальный код.Локальный код — это поле длиной 2 байта, которое функционально эквивалентно полю Ethertype в заголовке…Средства Физического уровня
Fast Ethernet определяет три конфигурации средств Физического уровня, приведенные в табл. 8.9. Таблица 8.9. Конфигурации Физического уровня IEEE 802.3u … Помимо коннекторов, указанных для каждого типа кабеля, стандарт Fast Ethernet описывает независимый от среды передачи…BaseTX
Употребляемые для физической среды передачи данных стандарты, разработанные ANSI (the American National Standards Institute, Национальный Институт Стандартизации США) — 100BaseTX и его оптоволоконный аналог 100BaseFX коллективно известны как lOOBaseX. Они предусматривают основные нормативы Физического уровня для монтажа новых кабельных сетей. Подобно lOBaseT, 100BaseTX требует использования кабеля "неэкранированная витая пара" с длиной сегментов до 100 м. Единственное отличие от сегментов lOBaseT заключается в качестве и характеристиках самого кабеля.
100BaseTX базируется на спецификации ANSI TP-PMD и предписывает применять кабель UTP категории 5 во всех сегментах сети. Классификация для кабеля UTP разработана TIA/EIA (Ассоциация электронной промышленности / Ассоциация производителей средств связи), она приведена в табл. 4.2 в главе 4.
Из классификации можно видеть, что спецификация для кабеля UTP категории 5 предоставляет возможность передачи сигналов значительно более высокой частоты, чем это определено для кабеля категории 3 в сетях lOBaseT. В качестве альтернативы в местах, где высока опасность электромагнитных помех, может применяться кабель STP (экранированная витая пара) типа 1.
В целях совместимости, 100BaseTX (также как и 100BaseT4) использует такой же тип коннекторов RJ-45, как lOBaseT; схема расположения контактов также осталась той же (см. табл. 8.3), Схема разводки проводников в разъеме является единственным отличием от ANSI TP-PMD, требуемым для сохранения обратной совместимости с сетями lOBaseT.
BaseT4
100BaseT4 предназначен для использования в сетях, где уже проложена кабельная система, но кабель не соответствует категории 5. Спецификация lOBaseT допускает применять стандартный кабель для передачи речи (категории 3), учитывая, что огромное количество сетей уже имеет кабельную систему, проложенную для lOBaseT Ethernet (или даже для телефонных систем). 100BaseT4 работает со скоростью 100 Мбит/с на кабеле категории 3, задействуя для этого все четыре пары проводов в кабеле вместо двух, как это делают lOBaseT и 100BaseTX.
Передающая и принимающая данные пара в схеме 100BaseT4 точно такая же, как для 100BaseTX (и lOBaseT). Остальные четыре провода функционируют как двунаправленные пары. Разводка проводников для коннекторов RJ-45 в сети 100BaseT4 приведена в табл. 8.10.
Таблица 8.10. Схема расположения контактов RJ-45 для сетей 100BaseT4
| Контакт | Пара | Полярность | Сигнал | Обозначение |
| Положительная | Передача | TX_D1+ | ||
| Отрицательная | Передача | TXJD1- | ||
| Положительная | Прием | RX_D2+ | ||
| Положительная | Двунаправленный | BI_D3+ | ||
| Отрицательная | Двунаправленный | BI_D3- | ||
| Отрицательная | Прием | RXJD2- | ||
| Положительная | Двунаправленный | BI_D4+ | ||
| Отрицательная | Двунаправленный | BI_D4- |
Как и в сети lOBaseT, для пересылки трафика передающая и принимающая пары должны быть перекрещены. Перекрещивающие схемы в концентраторе Fast Ethernet, как и всегда, соединяют передающую пару с принимающей. В концентраторе 100BaseT4 две разнонаправленные пары также перекрещены таким образом, что пара 3 соединяется с парой 4 и наоборот.
BaseFX
Спецификация 100BaseFX предъявляет те же требования к оборудованию, что и lOBaseFL, за исключением максимальной длины сегмента кабеля, которая не может быть больше 412 м. Так же, как в других вариантах Физического уровня Fast Ethernet, сетевая среда способна передавать сигнал и на более длинные расстояния, но данное ограничение введено для того, чтобы обеспечить правильную работу механизма выявления коллизий.
Gigabit Ethernet
В отличие от раннего Ethernet и Fast Ethernet, оптоволоконные стандарты Физического уровня для lOOOBaseX базируются не на свойствах определенного…BaseLX
lOOOBaseLX предназначен для прокладки сравнительно протяженных магистралей, в которых данные передаются длинноволновым лазером с длиной волны в диапазоне от 1270 до 1355 нанометров по многомодовому оптоволоконному кабелю внутри здания или одномодовому кабелю в качестве более протяженной линиигСвязи, такой как соединение между зданиями в университетской сети. Многомодовый оптоволоконный кабель с диаметром сердечника 50 или 62,5 микрон поддерживает линии связи длиной до 550 м, в то время как 9^микронный оптоволоконный кабель — до 5000 м (5 км). Оба типа оптоволоконного кабеля используют стандартные SC-коннекторы. Типы кабеля, поддерживаемые lOOOBaseLX, приведены в табл. 10.2.
Таблица 10.2. Кабельные спецификации WQOBaseLX
| Тип кабеля | Диаметр сердечника | Ширина полосы | Максимальная длина линии связи |
| Одномодовый | 9 микрон | N/A | 5000 м |
| Многомодовый | 50 микрон | 400 МГц/км | 550м |
| Многомодовый | 50 микрон | 500 МГц/км | 550 м |
| Многомодовый | 62,5 микрон | 500 МГц/км | 550м |
BaseSX
В lOOOBaseSX оптический сигнал генерируется при помощи коротковолнового лазера с длиной волны в диапазоне от 770 до 860 нанометров. Этот стандарт ориентирован на короткие магистрали и горизонтальные кабельные системы. Он более экономичен, чем lOOOBaseLX, так как берет за основу только относительно недорогой многомодовый оптоволоконный кабель в нескольких вариациях и лазеры для коротковолновой передачи, такие же, какие обычно применяются в приводах CD-ROM и проигрывателях компакт-дисков. Присутствующее на рынке оборудование для Gigabit Ethernet в большинстве случаев изготовлено именно под этот стандарт.
Типы кабеля, поддерживаемые lOOOBaseSX, приведены в табл. 10.3.
Таблица 10.3. Кабельные спецификации lOOOBaseSX
| Тип кабеля | Диаметр сердечника | Ширина полосы | Максимальная длина линии связи |
| Многомодовый | 50 микрон | 400 МГц/км | 500м |
| Многомодовый | 50 микрон | 500 МГц/км | 550 м |
| Многомодовый | 62,5 микрон | 160 МГц/км | 220м |
| Многомодовый | 62,5 микрон | 200 МГц/км | 275м |
ВазеLH
lOOOBaseLH (LH — аббревиатура от Long Haul, дальняя связь) не является стандартом, утвержденным IEEE, и даже не находится в процессе рассмотрения. Это спецификация Физического уровня, разработанная группой про
изводителей сетевого оборудования, включающей 3Com и Cisco, которая искала Gigabit Ethernet-решение для длинных дистанций, подходящее для применения в региональных вычислительных сетях. Какие-либо определенные виды кабеля за стандартом еще не закреплены, поэтому разные производители работают с различными реализациями. 3Com, например, остановился на двух вариантах, оба из которых используют 9-микронный одномодовый кабель. Один светопровод с длиной волны 1310 нанометров предназначен для расстояний от 1 до 49 км, другой кабель рассчитан на длину волны 1550 нм и расстояния от 50 до 100 км.
LOOOBaseCX
LOOOBaseT
Чтобы достигнуть таких высоких скоростей для медного кабеля, lOOOBaseT изменил способ использования протоколом кабеля UTP. Несмотря на то, что… lOOOBaseX, предусматривающий в качестве варианта использование стандартного…Ограничения длины кабеля
Тем не менее, в сетях 100BaseT уровень сигнала не так важен по сравнению со временем распространения сигналов. Механизм CSMA/CD в сети Fast Ethernet… Когда планируется сеть, необходимо учитывать тот факт, что требование…Конфигурации концентраторов
Концентраторы класса II могут поддерживать сегменты кабеля только с одинаковыми средами передачи сигналив. Так как преобразований не производится,… Дополнительные ограничения длины сегментов также основываются на сочетании… Таблица 8.11. Нормативы для многосегментной конфигурации Fast Ethernet Один …Вычисления временных соотношений для Fast Ethernet
Вычисление времени кругового обращения сигнала
Время задержки подтверждения сигнала определяется на основе измерения задержки на каждый метр определенного типа кабеля, использующегося в сети,… Таблица 8.12. Время задержки для компонентов сети Fast Ethernet … Для того чтобы вычислить время кругового обращения сигнала для наихудшего маршрута через сеть, необходимо умножить…Вычисление значения задержки кабеля
Чтобы сделать это, необходимо найти в спецификации для кабеля значение отношения скорости передачи сигналов к скорости света, обычно оно… Таблица 8.13. Значения номинальной скорости?распространения (NVP) и их…Автоматическое согласование
Оборудование сетей Ethernet вырабатывает сигналы NLP для проверки целостности соединения между двумя устройствами. Системы Fast Ethernet, способные… Поскольку FLP-пакет имеет такую же продолжительность (2 наносекунды) и период… Когда два устройства Fast Ethernet, способные работать на нескольких скоростях, выполняют автодиалог, они определяют…Модернизация сети Ethernet
Добавление рабочих станций | Добавление в сеть Ethernet новых рабочих станций по большей части чисто… · В сети "толстый Ethernet" присоединить новые "зубы вампира" к коаксиальному кабелю и…Модернизация до Fast Ethernet
Помимо этого, любые серверы, доступ к которым был необходим на обеих скоростях, должны были иметь отдельные платы сетевых адаптеров на 10 и 100…Модернизация сетевых адаптеров и концентраторов
В случае, если в настоящее вр&мя используется сеть lOBaseT, и имеются только отдаленные планы' модернизировать ее до Fast Ethernet, во все… Другая половина уравнения — это концентратор Fast Ethernet. Если приобрести… Однако, если приобрести двухскоростные концентраторы, то можно полностью заменить ими старые концентраторы и…Модернизация кабельной системы
В сравнительно несложной сети переход на Fast Ethernet может заключаться в простой замене сетевых адаптеров и концентраторов без каких-либо… Если в сети можно выделить маршруты между рабочими станциями, которые… Разделение сети на несколько областей коллизий проще в случае, если все концентраторы собраны в одном месте, таком как…Неисправности Ethernet
Ошибки Ethernet
Ранние коллизии.Строго говоря, это — даже не ошибки, так как возникновение коллизий для сетей Ethernet естественно, но слишком большое количество… Поздние коллизии.Поздние коллизии всегда являются причиной для беспокойства,… Пакеты-"карлики".Карлик (runt) — это пакет длиной меньше, чем 64 байта, появление которого обусловлено…Выявление проблемы
Если к коаксиальной шине (тонкого или толстого Ethernet) подключено слишком много рабочих станций, то проблему "перенаселенности" можно… Превышение количества транзитов через повторители в сети UTP — это ситуация,… Уменьшение размера области коллизий — также хороший способ найти место неисправности кабеля. В сети DTP, использующей…– Конец работы –
Используемые теги: основные, Механизмы, Ethernet0.06
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: основные механизмы Ethernet
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.139 сек.
Новости и инфо для студентов