Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций»




Скачать 242.03 Kb.
НазваниеРеферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций»
Дата конвертации29.11.2012
Размер242.03 Kb.
ТипРеферат
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Тольяттинский государственный университет

Кафедра информатики и вычислительной техники


Реферат

по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций»

по теме: «Локальные сети и технологии – перспективы развития проводных сетей (10Gb, Ethernet)»


Выполнила: студентка Абрамова М. А.

группа УК – 201

Руководитель: к.т.н. доцент Сенько В.В.


Тольятти 2010

Оглавление




Введение 2

1.Гигабитный Ethernet 4

1.3. Особенности технологии 100VG-AnyLAN 10

1.4. Корпоративные сети 12

1.5. ATM-сети (LAN) 14

1.6. FDDI 18

Выводы 20

Список литературы 22





Введение


Современный прогресс человечества связан в первую очередь с глобальной информатизацией всего мирового сообщества. За период 1970--2002 гг. построены сотни национальных и международных компьютерных сетей. Благодаря этому в большинстве стран обеспечивается повсеместное внедрение информационных технологий и доступ к Интернету.

Переход к межкомпьютерному взаимодействию (компьютерным сетям) характеризует качественный скачок в передаче информации, обеспечивающий удалённое взаимодействие компьютеров и совместное использование ресурсов компьютера всеми пользователями сети.

Для передачи данных компьютеры применяют самые разнообразные физические каналы. Это и традиционный электрический кабель (несколько металлических проводников, иногда экранированных); и радиосвязь, через ретрансляторы, спутники связи; и инфракрасные лучи (как в телевизионных пультах дистанционного управления); и современный оптоволоконный кабель, по которому передаются световые сигналы, генерируемые микролазером; и обычная телефонная сеть. По этим каналам пересылают целые пакеты информации. Независимо от того, как соединены между собой компьютеры - с помощью проводов, радиоканала, оптоволоконного кабеля, передача информации на большие расстояния осуществляется не напрямую, а через группы компьютеров или других вспомогательных устройств.

В технологии передачи данных используют два принципиально разных метода - коммутации каналов и коммутации пакетов. При первом методе сначала устанавливается весь путь соединения - от отправителя до получателя. После этого возвращённый пакет извещает: можно начать передачу данных, все каналы пути готовы. По завершении передачи указанный путь может быть разорван.

Достоинство метода состоит в простоте алгоритма и возможности обмениваться как данными, так и речью в цифровом виде.

При втором методе сообщение первоначально делится на меньшие пакеты, которые нумеруют, снабжают адресами (от кого и кому), и они сами прокладывают себе путь по сети независимыми маршрутами. Сеть при этом также испытывает более равномерную нагрузку. Данный метод обеспечивает большую надёжность доставки информации (при разрыве сети в пути потеряются не все пакеты). Однако реализация метода коммутации пакетов связана со значительными затратами, особенно в узлах коммутации (в них пакет может изменить маршрут, выбрав новый), на обработку и хранение каждого пакета информации. Правда, это компенсируется удобством передачи информации между компьютерами, подключенными к разным по скорости каналам.

Локальная сеть - ЛВС [local area network - LAN] – это группа связанных друг с другом ЭВМ (от 2 до 300), расположенных в ограниченной территории, например, в здании. Расстояния между ЭВМ в локальной сети может достигать нескольких километров. Локальные сети развёртываются обычно в рамках некоторой организации, поэтому их называют также корпоративными сетями.


Перспективы развития проводных сетей
  1. Гигабитный Ethernet




Новый стандарт 10-гигабитного Ethernet включает в себя семь стандартов физической среды для LAN, MAN и WAN. В настоящее время он описывается поправкой IEEE 802.3 и должен войти в следующую ревизию стандарта IEEE 802.3.

10GBASE-CX4 — Технология 10-гигабитного Ethernet для коротких расстояний (до 15 метров), используется медный кабель CX4 и коннекторы InfiniBand.

10GBASE-SR — Технология 10-гигабитного Ethernet для коротких расстояний (до 26 или 82 метров, в зависимости от типа кабеля), используется многомодовое волокно. Он также поддерживает расстояния до 300 метров с использованием нового многомодового волокна (2000 МГц/км).

10GBASE-LX4 — использует уплотнение по длине волны для поддержки расстояний от 240 до 300 метров по многомодовому волокну. Также поддерживает расстояния до 10 километров при использовании одномодового волокна.

10GBASE-LR и 10GBASE-ER — эти стандарты поддерживают расстояния до 10 и 40 километров соответственно.

10GBASE-SW, 10GBASE-LW и 10GBASE-EW — Эти стандарты используют физический интерфейс, совместимый по скорости и формату данных с интерфейсом OC-192 / STM-64 SONET/SDH. Они подобны стандартам 10GBASE-SR, 10GBASE-LR и 10GBASE-ER соответственно, так как используют те же самые типы кабелей и расстояния передачи.

10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 — принят в июне 2006 года после 4 лет разработки. Использует экранированную витую пару. Расстояния — до 100 метров.

Сегменты Gigabit Ethernet найдут применение там, где необходимо существенно увеличить полосу пропускания с учетом минимизации затрат. Это может быть канал связи с сервером или магистраль кампусной сети. Согласно данной спецификации, топология построения сети - "точка-точка".




Рисунок 1 - Три группы физических интерфейсов 10G.

40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet

Согласно наблюдениям Группы 802.3ba, требования к полосе пропускания для вычислительных задач и приложений ядра сети растут с разными скоростями, что определяет необходимость двух соответствующих стандартов для следующих поколений Ethernet - 40 Gigabit Ethernet (или 40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (или 100GbE).



Рисунок 2- Архитектура 802.3ba.

Стандарт основан на IEEE 802.3: не меняется ни формат фрейма, ни его размеры, ни полнодуплексный принцип работы.

LLC (Logical Link Control) и MAC (Media Access Control) уровни, соответствующие Layer 2 модели OSI, остаются без принципиальных изменений. MAC подключается к среде передачи (media) через PHY уровень (соответствует Layer 1 OSI). В свою очередь, PHY уровень включает подуровни PCS (Physical Coding Sublayer), PMA (Physical Medium Attachment), PMD (Physical Media Dependent), а также, опционально, FEC (Forward Error Correction).

RS (Reconciliation Sublayer) — подуровень согласования, который передает последовательность бит от MAC-уровня в MII (Media Independent Interface). Интерфейсов MII в стандарте описано два: XLGMII для 40Гбит/с (римские XL=40) и CGMII для 100Гбит/с (римское С=100). Они базируются на прежнем XGMII (10Гбит/с) и являются логическими, внутрисхемными интерфейсами, обеспечивающими 64-битные (8 полос по 8 бит) каналы приема/передачи данных к PHY (физическому уровню). Также MII обеспечивает тактовую частоту 625 МГц для 40 Гбит/с и 1.5625 ГГц для 100 Гбит/с и на прием, и на передачу.

PCS отвечает за кодирование и скремблирование битового потока при передаче и обратные действия при приеме. Используется та же схема кодирования, что и в 10G — 64B/66B (66 бит линейного кода на 64 бита данных). Для реализации высоких скоростей была разработана специальная MLD методика (Multilane Distribution), суть которой заключается в round-robin чередовании 66-битных блоков данных по нескольким. Преимуществом этой методики является её полная реализуемость на CMOS, что позволит в итоге максимально снять нагрузку по обработке битового потока с электроники, встроенной в оптический интерфейс, а это упростит его функциональность и заметно снизит стоимость.

Периодическая вставка маркеров в поток битов позволяет на принимающей стороне компенсировать возможные сдвиги битовых групп и полностью восстановить начальный агрегатный сигнал. PMA обеспечивает преобразование кодовых групп в последовательный сигнал (serialize) и обратный процесс (deserialize). Конкретная реализация PMA зависит от подуровня PMD, т.е., по сути, от типа среды и передатчика.

Ну и, наконец, PMD отвечает за передачу последовательности битов в физическую среду через MDI (Media Dependent Interface).

Разработано несколько спецификаций физического уровня, как обычно, отличающихся дальностью передачи и типом среды передачи:


Таблица 1.



Оптика предполагает использование волнового уплотнения — на 40G CDWM (Coarse Wave Division Multiplexing), на 100G — DWDM (Dense Wave Division Multiplexing) технологии. О Terabit Ethernet (так упрощенно называют технологию Ethernet со скоростью передачи 1 Тб/с) стало известно в 2008 году из заявления создателя Ethernet Боба Меткалфа на конференции OFC, который предположил, что технология будет разработана к 2015 году.

Fast Ethernet

Более сложная структура физического уровня технологии Fast Ethernet вызвана тем, что в ней используются три варианта кабельных систем:

  • волоконно-оптический многомодовый кабель, используются два волокна;

  • витая пара категории 5, используются две пары;

  • витая пара категории 3, используются четыре пары.



Рисунок 3 - Отличия технологии Fast Ethernet от технологии Ethernet

Основным отличием конфигураций сетей Fast Ethernet является сокращение диаметра сети примерно до 200 м, что объясняется уменьшением времени передачи кадра минимальной длины в 10 раз за счет увеличения скорости передачи в 10 раз по сравнению с 10-мегабитным Ethernet.

Официальный стандарт 802.3и установил три различных спецификации для физического уровня Fast Ethernet и дал им следующие названия



Рисунок 4 - Структура физического уровня Fast Ethernet

  • 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5 или экранированной витой паре STP Type 1;

  • 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5;

  • 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля, используются два волокна.

Для всех трех стандартов справедливы следующие утверждения и характеристики.

  • Форматы кадров технологии Fast Ethernet отличаются от форматов кадров технологий 10-мегабитного Ethernet.

  • Межкадровый интервал (IPG) равен 0,96 мкс, а битовый интервал равен 10 нс. Все временные параметры алгоритма доступа (интервал отсрочки, время передачи кадра минимальной длины и т. п.), измеренные в битовых интервалах, остались прежними, поэтому изменения в разделы стандарта, касающиеся уровня MAC, не вносились.

  • Признаком свободного состояния среды является передача по ней символа Idle соответствующего избыточного кода (а не отсутствие сигналов, как в стандартах Ethernet 10 Мбит/с). Физический уровень включает три элемента:

    • уровень согласования (reconciliation sublayer);

    • независимый от среды интерфейс (Media Independent Interface, Mil);

    • устройство физического уровня (Physical layer device, PHY).

Уровень согласования нужен для того, чтобы уровень MAC, рассчитанный на интерфейс AUI, смог работать с физическим уровнем через интерфейс МII.

Устройство физического уровня (PHY) состоит, в свою очередь, из нескольких подуровней:

  • подуровня логического кодирование данных, преобразующего поступающие от уровня MAC байты в символы кода 4В/5В или 8В/6Т (оба кода используются в технологии Fast Ethernet);

  • подуровней физического присоединения и подуровня зависимости от физической среды (PMD), которые обеспечивают формирование сигналов в соответствии с методом физического кодирования, например NRZI или MLT-3;

  • подуровня автопереговоров, который позволяет двум взаимодействующим портам автоматически выбрать наиболее эффективный режим работы, например, полудуплексный или полнодуплексный (этот подуровень является факультативным).

Интерфейс МII поддерживает независимый от физической среды способ обмена данными между подуровнем MAC и подуровнем PHY. Этот интерфейс аналогичен по назначению интерфейсу AUI классического Ethernet за исключением того, что интерфейс AUI располагался между подуровнем физического кодирования сигнала (для любых вариантов кабеля использовался одинаковый метод физического кодирования - манчестерский код) и подуровнем физического присоединения к среде, а интерфейс MII располагается между подуровнем MAC и подуровнями кодирования сигнала, которых в стандарте Fast Ethernet три - FX, ТХ и Т4.

Разъем МII в отличие от разъема AUI имеет 40 контактов, максимальная длина кабеля МП составляет один метр. Сигналы, передаваемые по интерфейсу МП, имеют амплитуду 5 В.

1.3. Особенности технологии 100VG-AnyLAN


Технология 100VG-AnyLAN отличается от классического Ethernet в значительно большей степени, чем Fast Ethernet. Главные отличия перечислены ниже.

  • Используется другой метод доступа Demand Priority, который обеспечивает более справедливое распределение пропускной способности сети по сравнению с методом CSMA/CD. Кроме того, этот метод поддерживает приоритетный доступ для синхронных приложений.

  • Кадры передаются не всем станциям сети, а только станции назначения.

  • В сети есть выделенный арбитр доступа - концентратор, и это заметно отличает данную технологию от других, в которых применяется распределенный между станциями сети алгоритм доступа.

  • Поддерживаются кадры двух технологий - Ethernet и Token Ring (именно это обстоятельство дало добавку AnyLAN в названии технологии).

  • Данные передаются одновременно по 4 парам кабеля UTP категории 3. По каждой паре данные передаются со скоростью 25 Мбит/с, что в сумме дает 100 Мбит/с. В отличие от Fast Ethernet в сетях 100VG-AnyLAN нет коллизий, поэтому удалось использовать для передачи все четыре пары стандартного кабеля категории 3. Для кодирования данных применяется код 5В/6В, который обеспечивает спектр сигнала в диапазоне до 16 МГц (полоса пропускания UTP категории 3) при скорости передачи данных 25 Мбит/с. Метод доступа Demand Priority основан на передаче концентратору функций арбитра, решающего проблему доступа к разделяемой среде. Сеть 100VG-AnyLAN состоит из центрального концентратора, называемого также корневым, и соединенных с ним конечных узлов и других концентраторов (рис. 2).



Рисунок 5 - Сеть 100VG-AnyLAN

Допускаются три уровня каскадирования. Каждый концентратор и сетевой адаптер l00VG-AnyLAN должен быть настроен либо на работу с кадрами Ethernet, либо с кадрами Token Ring, причем одновременно циркуляция обоих типов кадров не допускается.

Концентратор циклически выполняет опрос портов. Станция, желающая передать пакет, посылает специальный низкочастотный сигнал концентратору, запрашивая передачу кадра и указывая его приоритет. В сети l00VG-AnyLAN используются два уровня приоритетов - низкий и высокий. Низкий уровень приоритета соответствует обычным данным (файловая служба, служба печати и т. п.), а высокий приоритет соответствует данным, чувствительным к временным задержкам (например, мультимедиа). Приоритеты запросов имеют статическую и динамическую составляющие, то есть станция с низким уровнем приоритета, долго не имеющая доступа к сети, получает высокий приоритет.

Если сеть свободна, то концентратор разрешает передачу пакета. После анализа адреса получателя в принятом пакете концентратор автоматически отправляет пакет станции назначения. Если сеть занята, концентратор ставит полученный запрос в очередь, которая обрабатывается в соответствии с порядком поступления запросов и с учетом приоритетов. Если к порту подключен другой концентратор, то опрос приостанавливается до завершения опроса концентратором нижнего уровня. Станции, подключенные к концентраторам различного уровня иерархии, не имеют преимуществ по доступу к разделяемой среде, так как решение о предоставлении доступа принимается после проведения опроса всеми концентраторами опроса всех своих портов.

Остается неясным вопрос - каким образом концентратор узнает, к какому порту подключена станция назначения? Во всех других технологиях кадр просто передавался всем станциям сети, а станция назначения, распознав свой адрес, копировала кадр в буфер. Для решения этой задачи концентратор узнает адрес MAC станции в момент физического присоединения ее к сети кабелем. Если в других технологиях процедура физического соединения выясняет связность кабеля (link test в технологии l0Base-T), тип порта (технология FDDI), скорость работы порта (процедура auto-negotiation в Fast Ethernet), то в технологии l00VG-AnyLAN концентратор при установлении физического соединения выясняет адрес MAC станции. И запоминает его в таблице адресов MAC, аналогичной таблице моста/коммутатора. У концентратора l00VG-AnyLAN нет внутреннего буфера для хранения кадров. Поэтому он принимает от станций сети только один кадр, отправляет его на порт назначения и, пока этот кадр не будет полностью принят станцией назначения, новые кадры концентратор не принимает. Так что эффект разделяемой среды сохраняется. Улучшается только безопасность сети - кадры не попадают на чужие порты, и их труднее перехватить. Технология 100VG-AnyLAN поддерживает несколько спецификаций физического уровня. Первоначальный вариант был рассчитан на четыре неэкранированные витые пары категорий 3,4,5. Позже появились варианты физического уровня, рассчитанные на две неэкранированные витые пары категории 5, две экранированные витые пары типа 1 или же два оптических многомодовых оптоволокна.

Несмотря на много хороших технических решений, технология l00VG-AnyLAN не нашла большого количества сторонников и значительно уступает по популярности технологии Fast Ethernet. Возможно, это произошло из-за того, что технические возможности поддержки разных типов трафика у технологии АТМ существенно шире, чем у l00VG-AnyLAN. Поэтому при необходимости тонкого обеспечения качества обслуживания применяют (или собираются применять) технологию АТМ. А для сетей, в которых нет необходимости поддерживать качество обслуживания на уровне разделяемых сегментов, более привычной оказалась технология Fast Ethernet. Тем более что для поддержки очень требовательных к скорости передачи данных приложений имеется технология Gigabit Ethernet, которая, сохраняя преемственность с Ethernet и Fast Ethernet, обеспечивает скорость передачи данных 1000 Мбит/с.

1.4. Корпоративные сети




- Сети для офисов, предприятий и корпораций

- Домашние сети

-промышленные сети

Корпоративные сети – сети масштаба всего предприятия, корпорации. Они могут охватывать большие территории, вплоть до работы на нескольких континентах. Ввиду высокой стоимости индивидуальных выделенных коммуникаций и плохой защищенности от несанкционированного доступа коммутируемых каналов связи они чаще всего используют коммуникационные возможности Интернета, и поэтому территориальное размещение для таких сетей роли не играет. Корпоративные сети относят к особой разновидности локальных сетей, имеющих значительную территорию охвата.




Рисунок 6- Конфигурация сети интернет для небольшого предприятия

Концепция построения КИС (корпоративной информационной сети) в экономике предусматривает наличие типовых компонентов:

  • Ядро системы, обеспечивающее комплексную автоматизацию совокупности бизнес – приложений, содержит полный набор функциональных модулей для автоматизации задач управления;

  • Система автоматизации документооборота в рамках корпорации (предприятия);

  • Вспомогательные инструментальные системы обработки информации (экспертные системы, системы подготовки и принятия решений) на базе хранилищ данных КИС;

  • Программно – технические средства системы безопасности КИС;

  • Сервисные коммуникационные приложения (факс – серверы, электронная почта, программное обеспечение удаленного доступа);

  • Интернет/ intranet компоненты для доступа к разнородным базам данных и информационным ресурсам, сервисным услугам;

  • Офисные программы (текстовый редактор, электронные таблицы, переводчики, презентационная графика);

  • Системы специального назначения (системы автоматизированного проектирования САПР, автоматизированные системы управления технологическими процессами – АСУТП, банковские системы)

В территориально распределенной сети имеются удаленные фрагменты, взаимодействующие в процессе повседневной деятельности по различным функциональным задачам. Обмен данными между местными и удаленными фрагментами может быть организован по стандартным телефонным каналам связи через специально устанавливаемые в сети модемы с возможностью закрытия передаваемой информации.

Связь может осуществляться как напрямую, так и через средства электронной почты или Интернет.

Архитектура сети определяется многими факторами. Среди них: параметры разветвленности сети, объем и интенсивность потоков информации, структура баз данных и так далее. Множество приложений позволяет использовать простейшие сетевые структуры связанных рабочих станций или станций с файл-сервером. В сложных случаях используется архитектура "клиент-сервер". Взаимообмен информацией внутри зданий, как правило осуществляется по стандарту ETHERNET, а между зданиями - FDDI.

1.5. ATM-сети (LAN)




Технология ATM (Asynchronous Transfer Mode – режим асинхронной передачи) – это одна из самых перспективных технологий построения высокоскоростных сетей любого класса, от локальнх до глобальных. Термин «асихронный» в названии технологии указывает на ее отличие от сихронных технологий с фиксированным распределением пропускной способности канала между информационными потоками (например, ISDN). Первоначально (на рубеже 80-90-х годов) технология разрабатывалась для замены известной технологии Synchronous Digital Hierarchy (SDN, синхронной цифровой иерархии), имеющий ряд недостатков, но и по сей день широко используемой при построении волоконно-оптических широкополосных магистралей и обеспечивающей самые высокие скорости передачи.

В качестве транспортного механизма ATM лежит технология широкополостной ISDN (B-IDN, Broadband ISDN), призванная обеспечить возможность создания единой, универсальной, высокоскоростной сети взамен множества сложных неоднородных существующих сетей. Технология ATM используетсяв сетях любого класса, для передачи любых видов трафика: как низко- и среднескоростного (факсы, почта, данные), так и высокоскоростного в реальном масштабе времени (голос, видео); работает с самыми разнообразными терминалами и по самым разным каналам связи.

Основные компоненты сети ATM:

  • ATM – коммутаторы, представляющие собой быстродействующие специализированные вычислительные устройства, которые аппаратно реализуют функцию коммутации ячеек ATM между несколькими своими портами;

  • Устройства Customer Premises Equipment (CPE), обеспечивающие адаптацию информационных потоков пользователя при передаче с использованием технологии ATM.

Для передачи данных в сети ATM организуется визуальное соединение – virtual circuit (VC). В пределах интерфейса NNI виртуальное соединение определяется уникальным сочетанием идентификатора виртуального пути (virtual path identifier) и идентификатора виртуального канала (virtual circuit identifier). Виртуальный канал представляет собой фрагмент логического соединения, по которому производится передача данных одного пользовательского процесса. Виртуальный путь представляет собой группу виртуальных каналов, которые в пределах данного интерфейса имеют одинаковое направление передачи данных.

Коммутатор ATM состоит из:

- коммутатора виртуальных путей

- коммутатора виртуальных каналов

Эта особенность организации ATM обеспечивает дополнительное увеличение скорости обработки ячеек. ATM - коммутатор анализирует значения, которые имеют идентификаторы виртуального пути и виртуального канала у ячеек, поступающие на его входной порт, и направляет эти ячейки на один из выходных портов. Для определения номера выходного порта коммутатор использует динамически создаваемую таблицу коммутации.

Первоначально стандарт D-ISDN определял для сети ATM два интерфейса:

-UNI (User-to-Network Interface) – интерфейс пользователь – сети

- NNI (Network–to–Network Interface) - интерфейс сеть - сеть

Но затем «Форум ATM» добавил еще интерфейс взаимодействия оборудования ATM с устройствами локальных сетей.

Передача информации в сетях ATM происходит после предварительного установления соединений, выполняемого высокоскоростными коммутаторами ATM. Коммутаторы создают широкополосный физический канал, в котором динамически можно формировать более узкополосные виртуальные подканалы. Передаются по каналу не кадры, не пакеты, а ячейки (cells). Ячейка представляет собой очень короткие последовательности байтов – размер ячейки 53 байта, включая заголовок (5 байт).

Размер ячейки выбран в результате компромисса между требованиями, предъявляемыми компьютерными сетями – больший размер ячейки, и требованиями голосового трафика – меньший размер ячейки. Время заполнения квантами голосового сигнала ячейки длиной 48 байт составляет примерно 6 мс, что является пределом временной задержки, заметно не искажающей голосовой трафик.

Формат ячейки ATM

Ячейка состоит из двух частей: поля заголовка (занимает 5 байт) и поля данных (занимает 48 байт).

В заголовке ячейки содержатся следующие поля:

- Virtual path identifier (VPI)

- Virtual circuit identifier (VCI)

- Payload type (PT)

- Congestion Loss Priority (CLP)

- Header Error Control (HEC)

Идентификаторы VCI и VPI используются для обозначения виртуальных соединений ATM. В поле PT располагается информация, определяющая тип передаваемых данных. CLP – бит понижения приоритета помечает кадры, которые при возникновении ситуации перегрузки должны быть уничтожены в первую очередь. Поле GFC – содержит только ячейки ATM, которые передаются через интерфейс UNI (содержимое этого поля используется в тех случаях, когда один ATM UNI интерфейс обслуживает несколько станций одновременно). Поле HEC хранит проверочную контрольную сумму четырех предыдущих байтов заголовка.

Технология ATM совмещает в себе подходы двух технологий – коммутации пакетов и коммутации каналов. От первых заимствована передача адресуемых пакетов, от вторых – минимизация задержек в сети ввиду пакетов малого размера.

В предшествовавших ISDN технологиях синхронной передачи было невозможно перераспределять пропускную способность канала между подканалами – в период простоя подканала общий канал все равно вынужден был передавать нулевые байты, так как синхронная система не позволяла нарушать последовательности передаваемых данных. В случае передачи пакетов с индивидуальными адресами, как это принято в компьютерных сетях, последовательность передачи пакетов не важна. На этом принципе и была построена система асинхронной передачи по ATM – технологии. В ней можно по подканалам передавать ячейки в любой последовательности, а поскольку размер ячеек очень мал, достигается гибкость перераспределения нагрузки между подканалами и значительно увеличивается пропускная способность системы. У получателя ячеек собираются вместе и объединяются в сообщение – так же, как это делается в компьютерных сетях. Скорость передачи увеличивается и из-за того, что в процессе передачи ячеек их маршрутизация не производится, высокоскоростные коммутаторы ATM выполнили предварительное формирование канала.

Скорость передачи данных по каналам ATM лежит в пределах от 155 до 2200 Мбит/с. При скорости 155 Мбит/с время передачи ячейки длиной 53 байт составит менее 3 мкс.

ATM – технология рассчитана на работу с трафиками разного типа. Тип трафика характеризуется:

- наличием или отсутствием пульсаций во времени

- требованием синхронизации данных между передающей и принимающей сторонами

- типом протокола, передающего данные – с установлением предварительного соединения или без него.

В существующих спецификациях технологии определены 5 классов трафика:

- класс А – синхронный трафик с предварительным установлением соединения и постоянной битовой скоростью (отсутствие пульсаций). Примеры: головой трафик и видеотрафик

- класс В – синхронный трафик с предварительным установлением соединения и переменной битовой скоростью (наличие пульсации). Примеры: компрессированные аудио- и видеотрафики

- класс С – асинхронный трафик с предварительным установлением соединения и переменой битовой скоростью (наличие пульсаций). Примеры: трафик компьютерных сетей с коммутацией пакетов (X.25, Frame Relay, TCP/IP…)

- класс D – асинхронный трафик без предварительного соединения и переменной битовой скоростью (наличие пульсаций). Примеры трафик компьютерных сетей типа Ethernet

- класс X – тип трафика определяется пользователем.

Структурная схема сети на основе технологии ATM показана на рисунке 7.



Рисунок 7. – Структурная схема сети ATM


1.6. FDDI


Сеть FDDI (от английского Fiber Distributed Data Interface, оптоволоконный распределенный интерфейс данных) - это одна из новейших разработок стандартов локальных сетей. Стандарт FDDI, предложенный Американским национальным институтом стандартов ANSI (спецификация ANSI X3T9.5), изначально ориентировался на высокую скорость передачи (100 Мбит/с) и на применение перспективного оптоволоконного кабеля (длина волны света - 850 нм). Поэтому в данном случае разработчики не были стеснены рамками стандартов, ориентировавшихся на низкие скорости и электрический кабель.

Выбор оптоволокна в качестве среды передачи определил такие преимущества новой сети, как высокая помехозащищенность, максимальная секретность передачи информации и прекрасная гальваническая развязка абонентов. Высокая скорость передачи, которая в случае оптоволоконного кабеля достигается гораздо проще, позволяет решать многие задачи, недоступные менее скоростным сетям, например, передачу изображений в реальном масштабе времени. Кроме того, оптоволоконный кабель легко решает проблему передачи данных на расстояние нескольких километров без ретрансляции, что позволяет строить гораздо большие по размерам сети, охватывающие даже целые города и имеющие при этом все преимущества локальных сетей (в частности, низкий уровень ошибок). И хотя к настоящему времени аппаратура FDDI не получила еще широкого распространения, ее перспективы очень неплохие.

За основу стандарта FDDI был взят метод маркерного доступа, предусмотренный международным стандартом IEEE 802.5 Token-Ring. Небольшие отличия от этого стандарта определяются необходимостью обеспечить высокую скорость передачи информации на большие расстояния. Топология сети FDDI - это кольцо, причем применяется два разнонаправленных оптоволоконных кабеля, что позволяет в принципе использовать полнодуплексную передачу информации с удвоенной эффективной скоростью в 200 Мбит/с (при этом каждый из двух каналов работает на скорости 100 Мбит/с). Применяется и звездно-кольцевая топология с концентраторами, включенными в кольцо.

Основные технические характеристики сети FDDI следующие.

Максимальное количество абонентов сети — 1000.

Максимальная протяженность кольца сети - 20 км.

Максимальное расстояние между абонентами сети - 2 км.

Среда передачи - многомодовый оптоволоконный кабель (возможно применение электрической витой пары).

Метод доступа - маркерный.

Как видим, FDDI имеет большие преимущества по сравнению со всеми рассмотренными ранее сетями. Даже сеть Fast Ethernet, имеющая такую же пропускную способность 100 Мбит/с, не может сравниться с FDDI по допустимым размерам сети и допустимому количеству абонентов. К тому же маркерный метод доступа FDDI обеспечивает в отличие от CSMA/CD гарантированное время доступа и отсутствие конфликтов при любом уровне нагрузки.



Рисунок 8 - Пример конфигурации сети FDDI


Выводы


Технология 100VG-AnyLAN сохранила формат кадра Ethernet, но существенно изменила метод доступа.

Технология Fast Ethernet сохранила в неприкосновенности метод доступа CSMA/CD, оставив в нем тот же алгоритм и те же временные параметры в битовых интервалах (сам битовый интервал уменьшился в 10 раз). Все отличия Fast Ethernet от Ethernet проявляются на физическом уровне. В стандарте Fast Ethernet определены три спецификации физического уровня: 100Base-TX для 2-х пар UTP категории 5 или 2-х пар STP Type 1 (метод кодирования 4В/5В), l00Base-FX для многомодового волоконно-оптического кабеля с двумя оптическими волокнами (метод кодирования 4В/5В) и 100Base-T4, работающую на 4-х парах UTP категории 3, но использующую одновременно только три пары для передачи, а оставшуюся - для обнаружения коллизии (метод кодирования 8В/6Т). Стандарты 100Base-TX/FX могут работать в полнодуплексном режиме.

Максимальный диаметр сети Fast Ethernet равен приблизительно 200 м, а более точные значения зависят от спецификации физической среды. В домене коллизий Fast Ethernet допускается не более одного повторителя класса I (позволяющего транслировать коды 4В/5В в коды 8В/6Т и обратно) и не более двух повторителей класса II (не позволяющих выполнять трансляцию кодов). Технология Fast Ethernet при работе на витой паре позволяет за счет процедуры автопереговоров двум портам выбирать наиболее эффективный режим работы - скорость 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, а также полудуплексный или полнодуплексный режим.

В технологии 100VG-AnyLAN арбитром, решающим вопрос о предоставлении станциям доступа к разделяемой среде, является концентратор, поддерживающий метод Demand Priority - приоритетные требования. Метод Demand Priority оперирует с двумя уровнями приоритетов, выставляемыми станциями, причем приоритет станции, долго не получающей обслуживания, повышается динамически. Технология 100VG-AnyLAN поддерживает кабель UTP категории 3, причем для обеспечения скорости 100 Мбит/с передает данные одновременно по 4-м парам. Имеется также физический стандарт для кабеля UTP категории 5, кабеля STP Type 1 и волоконно-оптического кабеля.

Несмотря на очевидные преимущества FDDI данная сеть не получила пока широкого распространения, что связано главным образом с высокой стоимостью ее аппаратуры (порядка тысячи долларов). Основная область применения FDDI сейчас - это базовые, опорные (Backbone) сети, объединяющие несколько сетей. Применяется FDDI и для соединения мощных рабочих станций или серверов, требующих высокоскоростного обмена. Предполагается, что сеть Fast Ethernet может потеснить FDDI, однако преимущества оптоволоконного кабеля, маркерного метода управления и рекордный допустимый размер сети ставят в настоящее время FDDI вне конкуренции. А в тех случаях, когда стоимость аппаратуры имеет решающее значение, можно на некритичных участках применять версию FDDI на основе витой пары (TPDDI). К тому же стоимость аппаратуры FDDI может сильно уменьшится с увеличением объема выпуска.


Список литературы




  1. Олифер, В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы [Текст] : учебник / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2008. – 958 с.: ил.

  2. Бройдо, В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текс]: учебник / В.Л. Бройдо. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2004. – 703 с.: ил.

  3. http://grodno.by.ru/Programm/IASU/Lec_1.htm

  4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ethernet

  5. http://ru.wikipedia.org/wiki/Компьютерная_сеть

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций» iconРабочая программа по дисциплине “Проектирование интегральных микросхем и микропроцессоров” для студентов специальности 210202 “Проектирование и технология электронно-вычислительных средств”. Факультет вычислительных систем
Профилирующая кафедра “Комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем” (кибэвс)

Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций» iconСреднего профессионального образования ханты- мансийского автономного округа югры
Срезовая работа по дисциплине «Экономика отрасли и предприятия» предназначена для учащихся III курса по профессиям: «Оператор электронно-вычислительных...

Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций» iconНачальное профессиональное образование
Россий­ской Федерации по профессии «Оператор электронно-вычислительных машин» (федеральный компонент) разработан в [ соответствии...

Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций» iconМетоды и программные средства повышения эффективности распознавания групп звезд в автономной астронавигации
Специальность 05. 13. 11 – Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций» iconПрограмма минимум по специальности 05. 13. 15 «вычислительные машины и системы»
Целью изучения программы является подготовка специалистов в области вычислительных машин и систем, способных самостоятельно решать...

Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций» iconМодели, алгоритмы и программно-инструментальные средства для организации конвейерно-параллельных вычислений на мультипроцессорных системах
Специальность 05. 13. 11 – «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей»

Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций» iconРеферат по дисциплине «Периферийные устройства»
Это с самого начала был открытый стандарт, доступный всем производителям оборудования и программного обеспечения. Первые устройства...

Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций» iconМетоды решения задач с переменной интенсивностью потоков данных на реконфигурируемых вычислительных системах
Специальность 05. 13. 11 Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций» iconАппаратное обеспечение современных персональных электронно-вычислительных машин (пэвм)
Я плата, микропроцессор, оперативная память, шина, порты, адаптеры. Носители информации: жесткие диски, дискеты, компакт диски. Основные...

Реферат по дисциплине: «Сети электронно-вычислительных машин и средства коммуникаций» iconКомплексов и систем
Целью дисциплины является изучение студентами специальности 220100 современного состояния тенденций и перспективы развития электронных...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница