Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Контроль правильности передачи





Применяются различные методы: побитные, побайтные и пакетные. Остановимся на некоторых из них.

Пакетный контроль передатчиком.

Приемник возвращает передатчику весь пакет, изменяя только адрес. При этом выявляются 100% ошибок.

Пакетный контроль приемником.

В конце каждого пакета добавляется контрольная сумма (8, 16 или 32 бита). Это может быть:

a) Сумма по mod 2 всех байтов пакета. Обнаруживаются все одиночные ошибки и часть (7/8) двойных ошибок. При таком методе плохо обнаруживаются пачки ошибок.

b) Арифметическая сумма всех байтов пакета. Старшие разряды суммы отбрасываются, остаются только 8 или 16 младших. Методом обнаруживаются все одиночные и часть двукратных ошибок.

c) Вычисляется циклическая контрольная сумма. Для этого вычисляется остаток от деления содержимого блока на образующий полином g(x) по mod 2. Такой контроль называют также циклическим контролем или CRC (Cyclic Redundancy Check). Выявляются все одиночные ошибки и все остальные с вероятностью P = (1 – 2-n), где n – число разрядов контрольной суммы. Для n=8 имеем P = 0,996, а для n=16 — P = 0,999985.

 

Функции аппаратуры локальных сетей

Уровни 1 и 2 модели OSI (Open System Interconnection) реализуются обычно аппаратно. Именно к этим уровням относятся названия конкретных аппаратных средств, такие как Ehternet, Arcnet, Toker Ring и т.д. Уровни же 3, 4 и 5 обеспечивают взаимодействие передающего и принимающего абонентов, формируя виртуальный канал связи. Эти уровни реализуются в основном средствами сетевой ОС или сетевой оболочки (иногда отдельные функции возлагаются на аппаратуру).

Сетевые адаптеры

Сетевые адаптеры (контроллеры, карты) – (network adapter, network controller, network card) – являются основной частью аппаратуры ЛВС. Часто минимальный набор аппаратуры для создания ЛВС — это адаптеры и соединительные кабели.

Задача сетевого адаптера — сопряжение компьютера и среды передачи с учетом принятых в данной сети правил обмена информацией.

Двумя важнейшими группами функций сетевого адаптера являются:

· Магистральные (сопряжения с компьютером);

· Сетевые (организации обмена в сети).

Магистральные функции

Это организация сопряжения с системной магистралью ПК. Сопряжение возможно и через принтерный порт Centronics и через последовательный интерфейс RS-232C. Однако эти способы применяются чрезвычайно редко из-за низкой скорости обмена.

Наибольшее же распространение получил обмен через шину ISA. Чаще всего используется байтовый или пословный обмен. Иногда применяется прямой доступ к памяти (ПДП — DMA).

Сетевые функции

1)

 
 

Гальваническая развязка ПК и локальной сети (для оптоволокна она не нужна).
Чаще всего применяются импульсные трансформаторы (см. рис.1.11.).

Рис.1.11.

2) Иногда используются оптроны.В сети Ethernet производится анализ постоянной составляющей в сети (для обнаружения конфликта). Тогда гальванически развязывается приемопередатчик (см. рис.1.12.).

 
 

Рис.1.12

3) Функция преобразования в сетевой код и обратное преобразование.
Чаще всего используется код Манчестер II (но могут быть и коды RZ, 4B/5B).

4) Преобразование параллельного кода в последовательный при передаче и обратное преобразование на приеме.
Используются различные виды сдвиговых параллельно-последовательных регистров (см. рис.1.13).

 
 

Рис.1.13.

5) Буферирование входных и выходных данных.
Чаще всего применяется параллельный обмен, когда все ячейки буферного ОЗУ рассматриваются как ячейки системной памяти компьютера (см. рис.1.14.).
С этими ячейками ПК может обращаться точно так же, как и со всей остальной системной память. При этом достигается максимальная скорость обмена с буферным ЗУ.

6)

 

Рис.1.14.

6) Распознавание собственного сетевого адреса в принимаемом пакете.

 

 
 

Операция должна выполняться в темпе передачи информации по сети, поэтому она обычно реализуется аппаратно на компараторе кодов (см. рис.1.15.).
На основе анализа принимается решение о необходимости записи данного пакета в буферное ОЗУ.

Рис1.15.

7) Арбитраж сети.

Эта функция зависит от топологии сети и протоколов обмена. При топологии «кольцо» функция сводится только к распознаванию свободного маркера.

Наиболее сложно реализуется в сетях типа «шина» со случайным доступом. Там это связано с выполнением метода CSMA/CD или аналогичного алгоритма.
Возможно программная реализация этой функции или значительной ее части.

8) Подсчет контрольной суммы.
Обычно применяют аппаратное вычисление. Используют сдвиговые регистры с обратными связями. Производится аппаратное деление на образующий полином используемого циклического кода, например g(x)=x16+x12+x5+1 (по рекомендации МККТТ V.41).

Пример реализации сетевого адаптера Ethernet

Многие фирмы выпускают специализированные наборы микросхем для таких адаптеров. Рассмотрим структуру адаптера на базе ИС фирмы National Semiconductor (см. рис.1.16.).

DP8390 — Контроллер сетевого интерфейса. Реализует протокол по стандарту IEEE 802.3.

· Выполняется преобразование параллельный код последовательный код.

· Вычисляется контрольная сумма пакета.

· Распознается сетевой адрес в принимаемом пакете.

· Имеется внутренний 16-байтовый буфер типа FIFO.

· Реализуется управление внешним буферным ОЗУ объемом 64 Кбайт

 

 
 

Рис1.16.

DP8391 — выполняет функции последовательного сетевого интерфейса.

Производится кодирование и декодирование кода Манчестер II и преобразует уровни входных и выходных сигналов.

DP8392 — Выполняет функции приемопередатчика коаксиального кабеля. Основное назначение – прием сигналов из кабеля сети и передача сигналов в сеть, выполненную на тонком коаксиальном кабеле (тонкий Ethernet или Cheapernet).

Эти три ИС выполняют все перечисленные ранее сетевые функции.

Другие сетевые устройства

Кроме адаптеров, все остальные аппаратные средства имеют вспомогательное значение.

Для получения требуемой конфигурации сети используются:

· приемопередатчики или трансиверы (tranceivers);

· повторители или репитеры (repeaters);

· концентраторы, распределители (hubs), устройства коллективного доступа MAU (Multistation Access Unit).

Для объединения нескольких локальных сетей применяются:

· мосты (bridges);

· маршрутизаторы (routers);

· шлюзы (gateways).

Трансиверы (приемопередатчики) служат для двунаправленной передачи между адаптером и сетевым кабелем или между двумя сегментами (отрезками) сетевого кабеля.

Основные их функции это:

· усиление сигналов;

· преобразование сигналов в другую форму.

На рисунке 1.17. показан трансивер, используемый для подключения к «толстому» коаксиальному кабелю сети Ethernet.

 
 

Рис.1.17.

Если трансивер производит преобразование электрических сигналов в какие-нибудь другие (оптические, радио, инфракрасные), то его часто называют конвертором среды. Чаще всего применяют оптоволоконные трансиверы, использование которых позволяет значительно увеличить допустимую длину кабеля сети. добиться высокой помехоустойчивости и секретности. Оптическая передача осуществляется по двум однонаправленным оптоволоконным кабелям.

 
 

Оптоволоконный трансивер FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link) может использоваться как для подключения удаленного абонента (см. рис.1.18.), так и для соединения двух сегментов сети (см. рис.1.19.).

Рис.1.18. Рис.1.19.

Повторители (репитеры).

Их функции проще, чем у трансиверов. Это только восстановление формы сигнала, искаженной прохождением в длинной линии. Они служат простыми двунаправленными ретрансляторами. Основная их цель – увеличение длины сети.

Ни трансиверы, ни повторители не производят абсолютно никакой обработки пакетов, т.е. с этой точки зрения это абсолютно пассивные устройства.

Концентраторы (hub).

Используются для подключения нескольких абонентов сети. Делятся на активные и пассивные.

Пассивные (репиторные) концентраторы выполняют функцию собранных в одном месте в единый конструктив нескольких повторителей или трансиверов. Никакой обработки информации они не производят, а только восстанавливают и усиливают сигналы (могут также преобразовывать электрические сигналы в оптические и наоборот). Преимущества такого подхода:

· Все важные точки сети собираются в одном месте. Это облегчает реконфигурацию сети, ее обслуживание, поиск неисправностей.

· Отдельные сегменты могут быть выполнены на разных средах, например, на «тонком» и «толстом» коаксиальном кабеле, на оптоволоконном кабеле.

Физически теперь сеть похожа на «звезду» (пассивная звезда), но логически остается шиной (см. рис.1.20.).

 

Рис.1.20.

Активные концентраторы.

Выполняют более сложные функции.

Они могут осуществлять преобразование информации или протоколов обмена. Часто такие концентраторы используются в сетях типа «кольцо». Здесь концентратор выступает как равноценный абонент кольцевой сети. При этом все абоненты, подключенные к нему, работают по сути в отдельной сети с концентратором типа «звезда», но имеют доступ и к главному кольцу (см. рис.1.21.).

В отдельный тип часто выделяют коммутирующие концентраторы или коммутаторы. Они распознают адрес пакета и только в случае необходимости пересылают его в другой сегмент, Это позволяет снизить интенсивность обмена в сети.

 

 
 

Рис.1.21.

Мосты, маршрутизаторы и шлюзы служат для объединения в единую сеть нескольких разнородных сетей, использующих разные протоколы нижнего уровня. Это обеспечивает «прозрачность «сети для протоколов высокого уровня. В связи со сложными функциями они обычно реализуются на базе ПК.

На рисунке 1.22. показано место данных устройств в рамках модели OSI.

Мосты (bridges).

Их назначение – организация обмена между сетями с разными стандартами обмена (Ethernet, Token Ring, Arcnet и т. д.), как это показано на рисунке 1.23.

Мосты принимают поступающие пакеты целиком, а не только их адресную часть, и в случае необходимости производят их обработку.

С помощью моста могут объединяться и сегменты одной сети (например, Ethernet). В этом случае каждая из сетей работает со своими пакетами и только при необходимости в другую сеть через мост передаются пакеты.

Маршрутизаторы (routers).

Применяются только в сильно разветвленных сетях, где имеется несколько параллельных маршрутов для передачи. Эти устройства не преобразуют протоколы нижнего уровня, поэтому их используют только для связи однородных сетей. Их функция — выбрать оптимальный путь (маршрут) для каждого пакета, Это делается для избежания чрезмерной загрузки отдельных сегментов сети, а также для обхода поврежденных участков.

Гибридные маршрутизаторы (brouters).

Представляют собой гибрид моста и маршрутизатора.

Шлюзы (gateways).

Служат для соединения совершенно разных сетей, например, локальных сетей с глобальными (см. рис.1.24.), или локальных сетей с мейнфреймами, использующими совершенно другие правила обмена. В этом случае полностью преобразуется весь поток информации, т. е. коды, форматы, методы управления и т.д.

 

 
 

 

Рис.1.22

 
 

Рис.1.23.

 
 

Рис.1.24.

 

 

Аппаратура ЛВС

 

Насчитывается более 200 типов локальных сетей, имеющих тот или иной уровень стандартизации, но широкое распространение получили не более 10 из них. Это связано не с тем, что они самые лучшие, а в основном с тем, что именно эти сети поддерживаются наиболее мощными фирмами и поэтому они доведены до уровня международных стандартов. Рассмотрим наиболее известные ЛВС — Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, Arcnet, 100VG-AnyLAN, FDDI.

 

Аппаратура сети Ethernet

 

Данная сеть получила наибольшее распространение. Разработчик – фирма Xerox (1972 г.). В 1980 г. эту сеть поддержали фирмы DEC и Intel. Объединение трех фирм получило название DIX. В 1985 году стараниями DIX сеть стала международным стандартом IEEE 802.3.

В сети используется метод CSMA/CD. У сети имеется свыше 100 млн пользователей и она занимает 80% рынка ЛВС.

Основные характеристики стандарта 802.3 следующие:

· топология «шина»

· среда передачи – коаксиальный кабель

· скорость передачи – 10 Мбит/с

· максимальная длина – 5 км

· максимальное число абонентов – 1024

· длина сегмента сети – до 500 м

· количество абонентов на одном сегменте – до 100

· передача узкополосная (моноканал).

В «классической» сети Ethernet применяется толстый и тонкий 50-омный коаксиальный кабель.

В последнее время определены версии для таких сетей с витой парой и с оптоволоконным кабелем. Передача по сети ведется пакетами переменной длины. Возможны: индивидуальная, групповая и широковещательная адресация.

Помимо стандартной «шины» применяются также топологии «пассивная звезда» и «дерево». При этом используются репитеры и пассивные (репитерные) концентраторы, соединяющие различные сегменты сети (см. рис.1.25.).

 
 

Рис.1.25.

В качестве сегмента может выступать и единичный абонент.

Логически, несмотря на такую топологию, сеть остается «шиной», т.к. сигнал от каждого абонента распространяется сразу во все стороны и не возвращается назад. Обязательное требование – отсутствие в топологии замкнутых путей (петель).

В рамках проекта 802.3 IEEE была проведена декомпозиция протокольных уровней сети, показанная на рисунке 1.26.

На втором (канальном) уровне выделены 2 подуровня:

LLC (Logical Link Control) — управление логическим каналом.. Это верхний подуровень канального уровня. Выполняет передачу данных между станциями, отвечает за исправление ошибок.

MAC (Medium Access Control) —

управление доступом к среде.Нижний подуровень канального уровня.

 

Рис.1.26.

Осуществляет управление доступом к передающей среде, реализует адресацию станций.

На физическом (первом) уровне выделены 3 подуровня:

· PS (Physical Signalling) — передачи физических сигналов.

· AUI (Access-Unit Interface) — интерфейса с устройством доступа. Представляет собой кабель с соединителями.

· PMA (Physical Medium Attachment) — подключения к физической среде. Согласует сигналы от PS с требованиями передающей среды, обеспечивая возможность использования конкретного PS с несколькими различными типами передающей среды (витая пара, коаксиальный кабель, оптоволокно).

Функции уровня LLC близки к процедурам протокола HDLC. Наиболее специфичен уровень MAC, на котором реализуется метод совместного использования канала.







ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.