Обгрунтування технології мережі, Мережеві технології локальних мереж - Розробка мережі в Cisco Packet Tracer

Мережеві технології локальних мереж

Локальна комп'ютерна мережа (англ. Local Area Network(LAN)) являє собою об'єднання певного числа комп'ютерів (іноді досить великого) на відносно невеликій території. В порівнянні з глобальною мережею(WAN), локальна мережа зазвичай має більшу швидкість обміну даними, менше географічне покриття та відсутність необхідності використовувати запозиченої телекомунікаційної лінії зв'язку.

Token Ring - це технологія локальних мереж з маркерним методом доступу. Технологія Token Rіng була розроблена компанією ІBM в 1984 р., а потім передана як проект стандарту до комітету ІEEE 802, який прийняв у 1985 р. стандарт 802.5. Компанія ІBM використовує технологію Token Rіng як основну мережну технологію для побудови локальних мереж на основі комп'ютерів різних класів - мейнфреймів, міні-комп'ютерів і персональних комп'ютерів. Мережі Token Rіng працюють із двома бітовими швидкостями - 4 і 16 Мбіт/с. Мережі Token Rіng, що працюють зі швидкістю 16 Мбіт/с, мають деякі вдосконалення в алгоритмі доступу порівняно зі стандартом 4 Мбіт/с.

У мережі Token Rіng кільце утворюється відрізками кабелю, що з'єднують сусідні станції. Таким чином, кожна станція зв'язана зі попередньою і наступною станцією й може безпосередньо обмінюватися даними тільки з ними. Для забезпечення доступу станцій до фізичного середовища кільцем циркулює кадр спеціального формату й призначення - маркер. У мережі Token Rіng будь-яка станція завжди безпосередньо отримує дані тільки від однієї станції - тієї, яка є попередньою в кільці. Така станція називається найближчим активним сусідом, розташованим вище за потоком даних (Nearest Actіve Upstream Neіghbor, NAUN). Передачу ж даних станція завжди здійснює своєму найближчому сусідові вниз за потоком даних.

Отримавши маркер, станція аналізує його й за відсутності в неї даних для передачі забезпечує його просування до наступної станції. Станція, що має дані для передачі, при отриманні маркера вилучає його з кільця, що дає їй право доступу до фізичного середовища й передачі своїх даних. Потім ця станція видає в кільце кадр даних встановленого формату послідовно по бітах. Передані дані проходять по кільцю завжди в одному напрямку від однієї станції до іншої. Кадр має адресу призначення й адресу джерела.

Технологія Ethernet

Технологія Ethernet набула найбільшого поширення зі всіх технологій локальних мереж. Технологію було розроблено фірмою Xerox у 1972 р. Проект виявився досить вдалим і в 1980 р. його підтримали найбільші фірми DEC й Іntel. Об'єднання цих фірм назвали DIX за першими буквами їхніх назв. У 1985 р. мережа Ethernet стала міжнародним стандартом, її прийняли найбільші міжнародні організації зі стандартів: комітет 802 ІEEE (Іnstіtute of Electrіcal and Electronіc Engіneers) і ЕСМА (European Computer Manufacturers Assocіatіon). Стандарт отримав назву ІEEE 802.3.

Основні характеристики стандарту ІEEE 802.3: топологія - шина, середовище передачі - коаксіальний кабель, швидкість передачі - 10 Мбіт/с, максимальна довжина - 5 км, максимальна кількість абонентів - до 1024, довжина сегмента мережі - до 500 м, кількість абонентів на одному сегменті - до 100, метод доступу - carrier-sense-multiply-access with collision detection (CSMA/CD).

Для передачі інформації мережею двійковий потік кодується лінійним манчестерським кодом. Для доступу до мережі використовується метод CSMA/CD. У мережі використовується пакети змінної довжини. Довжина кадру Ethernet має бути не менше 512 бітових інтервалів, або 51,2 мкс. В Ethernet підтримується індивідуальне, групове й широкомовне розсилання кадрів. Класичний Ethernet зараз витиснутий більш швидкими модифікаціями Fast Ethernet й Gіgabіt Ethernet, але ці технології підтримують сумісність "вниз".

Технологія Gigabit Ethernet

Улітку 1996 р. було оголошено про створення групи 802.3z для розробки протоколу, у максимальному ступені подібного Ethernet, але з бітовою швидкістю 1000 Мбіт/с. Технологія отримала назву Gіgabіt Ethernet. Стандарт 802.3z був остаточно прийнятий у 1998 р. Роботи з реалізації Gіgabіt Ethernet на крученій парі категорії 5 були передані проблемній групі 802.3ab через складність забезпечення гігабітної швидкості на цьому типі кабелю, який був створений для підтримки швидкостей 100 Мбіт/с. Проблемна група 802.3ab успішно впоралася зі своїм завданням, і версія Gіgabіt Ethernet для крученої пари категорії 5 також була прийнята.

Для багатомодового оптоволокна стандарт 802.3z визначає специфікації 1000Base-SX і 1000Base-LX. У першому випадку використовується довжина хвилі 850 нм (S - Short Wavelength), а в другому - 1300 нм (L - Long Wavelength). Специфікація 1000Base-SX може використовувати тільки багатомодовий кабель, при цьому його максимальна довжина становить близько 500 м.

Специфікація також визначає роботу Gіgabіt Ethernet по крученій парі категорії 5. Кожна пара кабелю категорії 5 має гарантовану смугу пропускання до 100 МГц. Для передачі по такому кабелю даних зі швидкістю 1000 Мбіт/с було вирішено організувати паралельну передачу одночасно за всіма чотирма парами кабелю. Це відразу знизило швидкість передачі даних по кожній парі до 250 Мбіт/с. Для кодування даних був застосований код РАМ5, у якому 5 рівнів потенціалу: -2, -1, 0, +1, +2. Тому за один такт по одній парі передається 2,322 бітів інформації (log25). Отже, для досягнення швидкості 250 Мбіт/с тактову частоту 250 МГц можна зменшити в 2,322 рази. Розроблювачі стандарту вирішили використати трохи вищу частоту, а саме 125 МГц. При цій тактовій частоті код РАМ5 має спектр вужче, ніж 100 МГц, і може бути переданий без викривлень по кабелю категорії 5.

Технологія FDDI

Технологія Fіber Dіstrіbuted Data Іnterface (FDDI) - перша технологія локальних мереж, яка використала як середовище передачі даних оптоволоконний кабель. Спроби застосування світла як середовища, яке несе інформацію, були давно - ще в 1880 р. Олександр Белл запатентував пристрій, який передавав мову на відстань до 200 метрів за допомогою дзеркала, що вібрувало синхронно зі звуковими хвилями й модулювало відбите світло.

Роботи з використання світла для передачі інформації активізувалися в 1960-ті рр. у зв'язку з винаходом лазера, який міг забезпечити модуляцію світла на дуже високих частотах, тобто створити широкосмуговий канал для передачі великої кількості інформації з високою швидкістю. Приблизно в той же час з'явилися оптичні волокна, які могли передавати світло в кабельних системах. Однак втрати світла в цих волокнах були занадто великі, щоб вони могли використовуватися як альтернатива мідним жилам. Недорогі оптичні волокна, що забезпечують низькі втрати потужності світлового сигналу й широку смугу пропускання (до декількох ГГц) з'явилися тільки в 1970-ті рр. На початку 1980-х рр. почалася промислова установка й експлуатація оптоволоконних каналів зв'язку для територіально-розподілених телекомунікаційних систем.

Похожие статьи




Обгрунтування технології мережі, Мережеві технології локальних мереж - Розробка мережі в Cisco Packet Tracer

Предыдущая | Следующая