Управление потоком в полудуплексном режиме

При работе порта в полудуплексном режиме коммутатор не может изменять протокол МДКН/ОК и использовать новые команды. Но у коммутатора есть возможность воздействовать на конечный узел с помощью механизмов МДКН/ОК. Существует несколько приемов управления потоком в полудуплексном режиме. Эти приемы основаны на том, что конечные узлы строго соблюдают параметры алгоритма множественного доступа, а порты коммутатора - нет.

Обычно применяются два способа управления потоком:

1. Метод обратного давления состоит в создании искусственного конфликта в сегменте, который слишком активно посылает кадры в коммутатор. Для этого коммутатор отправляет последовательность кадров на выход порта, который подключает активный сегмент или узел, чтобы создать ситуацию конфликта и снизить активность узла.

2. Агрессивное поведение порта коммутатора в условиях перегрузки внутренних буферов порта коммутатора. Каждый компьютер после передачи очередного кадра выдерживает стандартную паузу (щель) в 96 ВТ (12 байт), а коммутатор (вернее порт коммутатора) делает паузу в 91 ВТ и начинает передачу нового кадра. Таким образом, коммутатор опережает компьютер, захватывая среду, а компьютер ждёт освобождения среды, и тем самым его интенсивность снижается.

Таким образом, в полудуплексном режиме в отличие от дуплексного режима используется более гибкий механизм управления потоком, потому что он не приостанавливает работу конечного узла.

Вопросы:

1. Поясните разницу между расширяемостью и масштабируемостью на примере технологии Ethernet.

2. Сравните случайные и детерминированные методы доступа к разделяемой среде.

3. Почему протоколы канального уровня технологий глобальных сетей не делятся на подуровни MAC и LLC?

4. Какие функции выполняет уровень LLC?

5. Что такое коллизия?

6. В чем состоят функции преамбулы и начального ограничителя кадра в стандарте Ethernet?

7. Какие сетевые средства осуществляют jabber-контроль?

8. Зачем в технологии Ethernet введен межпакетный (межкадровый) интервал?

9. Чему равны значения следующих характеристик стандарта 10Base-5:

• номинальная пропускная способность (бит/с);
• эффективная пропускная способность (бит/с);
• пропускная способность (кадр/с);
• внутрипакетная скорость передачи (бит/с);
• межбитовый интервал (с).

10. Чем объясняется, что минимальный размер кадра в стандарте 10Base-5 выбран равным 64 байт?

11. Почему стандарты 10Base-T и 10Base-FL/FB вытеснили стандарты Ethernet на коаксиальном кабеле?

12. Поясните смысл каждого поля кадра Ethernet.

13. Как известно, имеются 4 стандарта на формат кадров Ethernet. Выберите из нижеприведенного списка названия для каждого из этих стандартов. Учтите, что некоторые стандарты имеют несколько названий:

• Novell 802.2;
• Ethernet II;
• 802.3/802.2;
• Novell 802.3;
• Raw 802.3;
• Ethernet DIX;
• 802.3/LLC;
• Ethernet SNAP.

14. Что может произойти в сети, в которой передаются кадры Ethernet разных форматов?

15. Как длина кадра влияет на работу сети? Какие проблемы связаны со слишком длинными кадрами? В чем состоит неэффективность коротких кадров?

16. Как коэффициент использования влияет на производительность сети Ethernet?

17. Как скорость передачи данных технологии Ethernet на разделяемой среде влияет на максимальный диаметр сети?

18. Из каких соображений выбрана максимальная длина физического сегмента в стандартах Ethernet?

19. За счет чего была увеличена максимальная длина сегмента при переходе от стандарта FOIRL к стандарту 10Base-FL?

20. С чем связано ограничение, известное как «правило 4-х хабов»?

21. Почему дуплексный режим Ethernet не поддерживается в концентраторах?

22. Какое максимальное время может ожидать станция до того момента, когда ее кадр будет отброшен адаптером?

Лекция 10

Сетевые технологии

Gigabit Ethernet

Основная идея разработчиков стандарта Gigabit Ethernet состоит в максимальном сохранении технологии Ethernet при достижении скорости передачи 1000 Мбит/с или 1 Гбит/с.

Разработчики Gigabit Ethernet решали одну задачу: как обеспечить скорость в 1 Гбит/с, сохранив технологию Ethernet.

Технология Gigabit Ethernet имеет много общего с Fast Ethernet и Ethernet:

· сохраняются форматы кадра Ethernet;

· сохраняются две версии протокола доступа к среде: в полудуплексном режиме и дуплексном режиме;

· поддерживаются все виды кабелей (оптический кабель, витая пара UTP-5, двойной коаксиальный кабель).

Для сохранения приведённых свойств Ethernet на физическом уровне и уровне доступа к среде были внесены следующие изменения:

1. Минимальный размер кадра был увеличен в 8 раз, т.е. с 64 байт до 512 байт. Для увеличения размера кадра используются биты расширения, которые представляют собой запрещённые символы кода 8В10В. Это позволяет увеличить размер сети в 8 раз и сохранить размер сети в полудуплексном режиме 200 м.

2. Маленькие кадры могут передаваться подряд без обязательного межкадрового интервала. Такой режим передачи называется монопольным пакетным режимом, общая длина передаваемых в пакетном режиме кадров может достигать до 8192 байтов.

3. Для обеспечения скорости передачи в 1 Гбит/с по витой паре UTP-5 был специально разработан код RАМ5, который использует пять уровней для кодировании сигналов, и, кроме того, передача осуществляется одновременно по четырём витым парам как в дуплексном так и в полудуплексном режимах. Таким образом, оба передатчика работают навстречу друг другу. В этом случае требуется специальный процессор для определения принимаемого сигнала путём вычитания из результирующего сигнала собственного сигнала. Если в результате вычитания обнаруживается встречный поток, то в полудуплексном режиме это считается конфликтом, а в дуплексном – нормальной работой.

Технология Gigabit Ethernet поддерживает следующие среды передачи:

· 1000 BAS – LX – одномодовый оптический кабель с максимальной длиной сегмента 5 км, применяется лазер с длиной волны 1300 нм.

· 1000 BASE – SX – многомодовый оптический кабель с максимальной длиной сегмента 220 м, и используется лазер с длиной волны 850 нм.

· 1000 BASE – T – кабель с четырьмя витыми парами пятой категории, максимальная длина сегмента 100м.

· 1000BASE – CX – двойной коаксиальный кабель с одновременной передачей по паре проводов. Режим работы только полудуплексный, длина сегмента 25м.

· 1000 BASE – LH – одномодовое оптическое волокно с длиной сегмента 50 км при длине волны лазера 1310 нм и 100 км при длине волны лазера 1550 нм.

Стандарты 802.4 и 802.6

Стандарт 802.4 – это маркерная шина со скоростью передачи 10 Мбит/с, максимальной длиной 1,5 км, с числом абонентов до 64, то есть это локальная сеть с широкополосной передачей.

Стандарт 802.6 – это стандарт городских сетей на расстоянии до 30 км, реализуется на основе разветвлённой кабельной телевизионной сети и используется для передачи данных, голоса, изображения. Топология сети – шина. Количество абонентов до 256. Скорость передачи 0,5 Мбит/с.

Оба стандарта не получили распространения, так как ориентированы на широкополосный канал. Это требует применения аналоговых узлов, то есть модулятора на передающей стороне и демодулятора на приёмной стороне. Недостатком широкополосной передачи являются:

· дороговизна аппаратуры;

· необходимость сложной настройки;

· большая подверженность помехам.

Token Ring 802.5

Сеть Token Ring (1985г) имеет топологию «кольцо».

Рисунок.10.1 Топология сети Token Ring.

 

 

Рисунок.10.2 Подключение абонентов к концентратору Token Ring.

 

Покажем соединение в «кольцо» абонентов, если они подключены к одному концентратору.

Концентраторы объединяются в кольцо двумя способами:

· с помощью одной линии;

· с помощью двух линий.

 

Рисунок.10.3 Объединение MAU с помощью одной линии.

Рисунок.10.4 Объединение MAU с помощью двух линий.

 

Концентратор (MAU) представляет собой блок с восьмью разъёмами, два крайних разъёма используется для объединения концентраторов в кольцо, а остальные для подключения компьютеров.