Лекция 8 Технологии локальных сетей на разделяемой среде кафедра ЮНЕСКО по НИТ1

Стандартизация протоколов локальных сетей В 1980 г. в институте IEEE был организован комитет 802 по стандартизации технологий LAN. Результат работы: семейство стандартов IEEE 802.x, содержащих рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей. (Ethernet, Token Ring). кафедра ЮНЕСКО по НИТ2

Стандартизация протоколов локальных сетей Структура стандартов IEEE 802.x. кафедра ЮНЕСКО по НИТ3

Стандартизация протоколов локальных сетей Комитет 802 разделил функции канального уровня модели OSI на два уровня: Управление логическим каналом (Logical Link Control, LLC); Управление доступом к среде (Media Access Control, MAC). кафедра ЮНЕСКО по НИТ4

Стандартизация протоколов локальных сетей Основные функции уровня MAC: Обеспечение доступа к разделяемой среде; Передача кадров между конечными узлами посредством функций и устройств физического уровня. кафедра ЮНЕСКО по НИТ5

Стандартизация протоколов локальных сетей LLC – обобщение функций разных технологий. Три типа услуг LLC: LLC1 - Услуга без установления соединения и без подтверждения получения данных; LLC2 - Услуга с установлением логического соединения; LLC3 - Услуга без установления соединения, но с подтверждением получения данных. кафедра ЮНЕСКО по НИТ6

Стандартизация протоколов локальных сетей Демультиплексирование кадров протоколом LLC кафедра ЮНЕСКО по НИТ7

Ethernet со скоростью 10 Мбит/с на разделяемой среде MAC адреса – уникальные 6-байтовые адреса применяются для идентификации сетевых интерфейсов узлов сети (IEEE 802.3). Например, 11-A0-17-3D-BC-01. Индивидуальный адрес начинается с бита 0; Групповой адрес – с бита 1; Широковещательный адрес – FF-FF-FF-FF-FF-FF; кафедра ЮНЕСКО по НИТ8

Форматы кадров технологии Ethernet Поле DA – MAC-адрес узла назначения; Поле SA – MAC-адрес узла отправителя; Поле T – содержит условный код протокола верхнего уровня (например, IP). Поле Данные – от 46 до 1500 байт. Поле FCS – контрольная последовательность кадра. кафедра ЮНЕСКО по НИТ9

Доступ к среде и передача данных Метод доступа, используемый в сетях Ethernet на разделяемой проводной среде – CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – прослушивание несущей частоты с множественным доступом и распознаванием коллизий). кафедра ЮНЕСКО по НИТ10

Доступ к среде и передача данных Метод случайного доступа CSMA/CD кафедра ЮНЕСКО по НИТ11

Возникновение коллизии кафедра ЮНЕСКО по НИТ12

Возникновение коллизии Коллизия – сталкивается содержимое кадров улов сети на общем кабеле и происходит искажение информации. Если передаваемые и наблюдаемые сигналы отличаются то фиксируется факт обнаружения коллизии (Collision Detection, CD). jam-последовательность – усугубление коллизии специальной последовательностью. После обнаружения коллизии передающая станция обязана прекратить передачу и сделать паузу в течение короткого случайного интервала времени. кафедра ЮНЕСКО по НИТ13

Возникновение коллизии Случайная пауза выбирается по алгоритму: Интервал отсрочки – равен 512 битовым интервалом. Пауза – от 0 до 52,4 мс. кафедра ЮНЕСКО по НИТ14

Спецификации физической среды 10Base-5 - коаксиальный кабель диаметром 0.5 дюйма, называемый "толстым" коаксиалом. 10Base-2 - коаксиальный кабель диаметром 0.25 дюйма, называемый "тонким" коаксиалом. 10Base-T - кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). 10Base-F - оптоволоконный кабель. Топология аналогична стандарту на витой паре. кафедра ЮНЕСКО по НИТ15

Спецификации физической среды Повторитель Ethernet на витой паре кафедра ЮНЕСКО по НИТ16

Спецификации физической среды Иерархическое соединение хабов кафедра ЮНЕСКО по НИТ17

Спецификации физической среды Независимо от используемого физического уровня в стандартах Ethernet на 10 Мбит/с вводится ограничение на максимальное количество узлов, подключаемых к разделяемой среде – 1024 узлов. кафедра ЮНЕСКО по НИТ18

Максимальная производительность сети Ethernet Скорость, с которой протокол передает биты по линии связи, называется номинальной скоростью протоколов. Полезной пропускной способностью протокола называется максимальная скорость передачи пользовательских данных, которые переносятся полем данных кадра. Отношение текущей пропускной способности сети к ее максимальной пропускной способности называется коэффициентом использования сети (network utilization). кафедра ЮНЕСКО по НИТ19

Максимальная производительность сети Ethernet Сп =14880 х 46 х 8 = 5,48 Мбит/с. Сп = 813 х 1500 х 8 = 9,76 Мбит/с, кафедра ЮНЕСКО по НИТ20

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Локальные сети

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Повторитель Repeater

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Мост Bridge

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Современная схема мостов

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Локализация трафика

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Типы маршрутизации Source Routing узел-отправитель пакета размещает в нем информацию о маршруте пакета. Другими словами, каждая станция должна выполнять функции по маршрутизации пакетов. Transparent Bridges осуществляет прозрачную для конечных станций передачу пакетов. Именно этот тип мостов лег в основу современных коммутаторов.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Таблица маршрутизации

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Алгоритм работы моста filtering forwarding flooding

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Алгоритм работы моста filtering (фильтрация) - если адрес назначения принадлежит тому же сегменту, что и адрес источника, то мост "фильтрует" (filtering) пакет, то есть удаляет его из своего буфера и никуда не передает. Эта операция помогает предохранить сеть от засорения ненужным трафиком.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Алгоритм работы моста forwarding (продвижение) - если адрес назначения присутствует в базе данных и принадлежит другому сегменту по сравнению с сегментом адреса источника, то мост определяет, какой из его портов связан с этим адресом и "продвигает" (forwarding) кадр на соответствующий порт.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Алгоритм работы моста flooding (затопление) - если же адрес назначения отсутствует в базе или же это широковещательный адрес, то мост передает кадр на все порты, за исключением того порта, с которого он пришел.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Влияние замкнутых маршрутов

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Коммутаторы локальных сетей Ethernet Switch

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Передача кадра через коммутационную матрицу

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Коммутация колец FDDI

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Коммутатор сохраняет метод доступа

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Домен коллизий

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Переполнение буфера

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Техническая реализация коммутаторов коммутационная матрица; разделяемая многовходовая память; общая шина.

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Коммутационная матрица

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Коммутационная матрица

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Коммутаторы с общей шиной

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Коммутаторы с разделяемой памятью

кафедра ЮНЕСКО по НИТ Комбинированные коммутаторы

кафедра ЮНЕСКО по НИТ стековые коммутаторы

КОНЕЦ кафедра ЮНЕСКО по НИТ46