Алгоритм захвата маркера в сети Token Ring

В станции Token Ring реализуется приоритетное обслуживание маркера доступа. В связи с этим каждой рабочей станции в кольце присваивается определенный уровень приоритета. Смысл приоритетного доступа заключается в том, что только станции с одинаковым приоритетом имеют равные права на использование сети.

Для реализации приоритетного доступ в стандартный маркер вводится спец.поле. Внутри этого поля используются 3 бита для указания текущего приоритета в сети и называются биты приоритета (РРР). Чтобы станции с более высоким приоритетом могли захватывать маркер у станций с более низким приоритетом используются еще 3 бита поля, называемые биты резервирования (RRR).

Для реализации приоритетного доступа сетевые интерфейсы Token Ring используются спец. регистры для хранения информации о приоритетах:

1. регистр Rr используется для хранения значения битов резервирования;

2. регистр Pr используется для хранения информации из битов приоритета;

3. регистр Sr ─ стековый регистр для хранения значения Pr; используется в случае двойного перехвата маркера

4. Sx ─ стековый регистр для хранения предыдущего приоритета маркера при захвате;

5. Pm ─ содержит уровень приоритета сетевого интерфейса, т.е. приоритет рабочей станции.

Если станции нужно передать данные, а маркер занят другой станцией, то при прохождении маркера через сетевой интерфейс станция проверяет значение битов приоритета, соответственно сравнивая их со значением регистра Pm. Если приоритет станции выше, чем у маркера, то станция записывает значение своего приоритета в биты резервирования маркера для захвата его на следующем этапе прохождения.

Владелец маркера при его возвращении проверяет значение битов резервирования. Если приоритет RRR выше приоритета маркера (РРР), то значение приоритета маркера становится равным значению RRR, т.е. приоритет маркера повышается, маркер освобождается и передается в сеть. Станция, захватившая маркер, получив его, записывает предыдущий приоритет в регистр Sx, после чего начинает передачу данных.

Технология FastEthernet.

Стандарт IEEE-802.3u. Использует тот же метод доступа, что и классический Ethernet – это CSMA/CD, что и определяет похожую структуру фрейма. Но в отличие от обычного, FastEthernet работает на скоростях на порядок больших. Для их поддержки в стандарт были внесены некоторые условия, позволяющие провести переход на более скоростной стандарт с минимальными экономическими затратами, техническим переоборудованием и обучением персонала.

Максимальная скорость по линии 100 Мбит/с. На данный момент – второй по распространению стандарт локальных сетей. В основном используется для высокоскоростного подключения серверов и коммутационного оборудования к магистрали локальной сети.

Стандарт FastEthernet состоит из пяти спецификаций:

1. подуровень контроля доступа к устройству (MAC)

2. подуровень независимого доступа к среде (MII)

и три физических подуровня:

3. 100BaseTX

4. 100BaseT4

5. 100BaseFX

При построении сети FastEthernet используется только одна классическая топология – “звезда”.

Тип используемой кабельной системы определяется физическим подуровнем и может быть одним из двух вариантов: оптоволокно (физический подуровень 100BaseFX) и витая пара 5-ой категории (100BaseTX, 100BaseT4). При использовании витой пары существует стандартное ограничение на размер сегмента – 100 метров. При использовании оптоволокна расстояние увеличивается до 250 метров.

На канальном уровне стандарт определяют только два вышеперечисленных подуровня: подуровень MAC отвечает за формирование фрейма, подуровень независимого доступа – за кодирование информации в зависимости от физического подуровня и организацию передачи данных. Т.о., стандарт FastEthernet обратно совместим и может работать со скоростями 10 и 100 Мбит/с. Трансивер для стандарта FastEthernet является встроенным, поэтому для присоединения кабеля используется разъем RJ-45 в случае с витой парой, либо один из разъемов оптоволокна в зависимости от используемого оборудования.

Стандарт 100BaseFX подразумевает использование двух одномодовых оптических кабелей: один – на прием, один – на передачу.

Стандарт 100BaseTX определяет подключение витой пары 5-ой категории, при этом первая пара кабеля является приемным, а вторая - передающим. Данный физический подуровень также позволяет использовать кроссоверные кабели.

Физический подуровень 100BaseT4 позволяет использовать неэкранированную витую пару от 3-ей до 5-ой категории, при этом в приемопередаче используются все 4 пары кабеля. В этом случае использование кроссовера невозможно вследствие участия в приемопередаче одновременно трех пар в том или ином направлении.

Распределение пар кабеля витая пара осуществляется следующим образом:

1 пара – передача данных

2 пара – прием данных и отрабатывает механизм разрешения коллизий

3 и 4 пары могут использоваться как для приема, так и для передачи данных.

Структура фрейма FastEthernet отлична от обычного Ethernet только размером первого поля – преамбулы. Данное поле было увеличено с 8 до 16 байт, причина – для большей скорости необходимо больше информации для синхронизации.

Старый фрейм Ethernet:

1. - размер 16 байт – преамбула – служит для синхронизации канала связи между отправителем фрейма и получателем.

2. - 6 байт – информация о МАС-адрес получателя – физический адрес сетевой карты, которая должна получить фрейм. Фактически в домене коллизий все сетевые интерфейсы, прослушивающие сеть, видят все передаваемые фреймы. При получении фрейма станция проверяет МАС-адрес получателя, сравнивая его со своим. Если они совпадают, то обработка фрейма продолжается, если МАС-адреса не совпадают, то фрейм уничтожается.

3. - 6 байт – МАС-адрес отправителя. Используется для обратной связи с отправителем.

4. - 2 байта – тип фрейма. Используется для определения служебных фреймов в сети или типа сервиса канального уровня.

5. - 1474 байта – данные. Используется для передачи данных. Если информация занимает не полное поле данных, то оставшаяся часть заполняется нулями.

6. - 4 байта – контрольная сумма фрейма. Используется для проверки качества передачи информации. При получении фрейма сетевая карта рассчитывает его контрольную сумму и сравнивает с полем №6. Если контрольные суммы совпадают – прошла корректная передача, нет – некорректная и осуществляется повторная передача.

 

Технология FDDI.

Стандарт IEEE-802.9. Для построения сети FDDI используют оптоволоконный кабель. С помощью данного кабеля можно построить сеть с любой скоростью доступа. Для подключения к оптоволоконному кабелю используется внешний трансивер. Преобразование электрической энергии в световую производится в специальных излучателях, обратное преобразование – в специальных фотодетекторах. При передаче сигнала излучатель должен поддерживать достаточную мощность при узкой ширине несущего спектра. В основном при сборке оборудования используют кварцевый излучатель. Фотодетектор в данном случае должен быть достаточно чувствительным, чтобы принимать сигнал на больших расстояниях практически без потери качества. Поэтому в оборудовании в основном применяются полупроводниковые фотодетекторы на кремниево-германиевой основе. Технология FDDI использует маркерный метод доступа с максимальной скоростью до 200 Мбит/с. Для корректировки принимаемой информации используются 2 вида кодирования: 4 бита в 5 бит со скоростью до 100 Мбит/с; 5 бит в 6 бит на более высоких скоростях. При этом изменение физического вида сигнала вызывают только единичные биты информации.

Технические средства FDDI.

Физически сеть FDDI состоит их двух физических колец, поэтому эксплуатация сети может производиться 2 способами. При использовании устройств класса A оборудование подключается и использует оба кольца одновременно (одно - на прием, другое – на передачу). В этом случае общая скорость сети может достигать 200 Мбит/с (100 – на прием, 100 – на передачу). Основным недостатком такого метода является прекращение работы всех колец при повреждении любого участка кабеля.

Устройства класса B подключаются к обоим кольцам, но используют для работы только одно из них (второе кольцо используется как горячий резерв). В случае повреждения первого кольца оборудование автоматически переходит на использование второго. Максимальная скорость – 100 Мбит/с. Плюс: 100%-ное резервирование.

В сети могут использоваться специальные концентраторы для подключения других технологий канального уровня, хотя сам концентратор без подключения кабеля может выполнять роль логического кольца.

В качестве метода доступа используется маркерный метод без приоритетов.