Hálózati számítógépek - ethernet helyi hálózatok

A legnépszerűbb a korszerű technológia az építés helyi számítógépes hálózatok - Ethernet - fejlesztette ki Palo Alto Research Center (PARC) Xerox Corporation közepén 1970-ben. Az ipari megvalósításhoz az Ethernet specifikációt a DIX konzorcium tagjai (DEC, Intel, Xerox) készítette el. Ez a specifikáció az 1980-ban megjelent IEEE 802.3 specifikáció fejlesztésének alapjául szolgált. Nem sokkal ezután, a Digital Equipment Corporation, az Intel Corporation és a Xerox Corporation egyesített erőfeszítései hoztak létre saját leírások, amely kompatibilis az IEEE 802.3 és az úgynevezett Ethernet II.

Az Ethernet hálózatok építésének összetevői és elvei

Adatátvitel helyi hálózaton keresztül, az Ethernet a Carrier Sense többszörös hozzáférést ütközésérzékelési (CSMA / CD) algoritmussal használja.

Az átviteli közeghez való hozzáférés módja

A CSMA / CD eljárás két fő elvre épül:

  • Carrier Sense monitoring;
  • ütközés felderítése.

Az ütközés (Collision) # 151; az átvitt adatok torzítása az Ethernet hálózatban, ami több munkaállomás egyidejű továbbításakor jelentkezik.

Az ütközés két fő oka az Ethernet hálózatban:

  • Egy hibás NIC (hálózati interfészkártya) elérhetősége egy vagy több hálózati előfizetőtől;
  • A propagációs késedelem jelenléte az Ethernet hálózaton keresztül.

A rendszeres ütközés előfordulásának fő oka az elektromos jel továbbítási sebessége az Ethernet adatátviteli közegen keresztül.

A terjedési késedelem a szegmens (késleltetési) - az az időköz elválasztó időtartam kezdete az adatátviteli folyamat az előfizető, amely egyik végére helyezik a szegmens a hálózati kezdetétől adatok vétel az előfizető, amely van elhelyezve a másik végén a LAN szegmens.

Ha egy ütközést észlel, a munkaállomás leállítja az adatkeretet, és elindít egy speciális "Jam" jelet, hogy jelezze a címzettnek, hogy ütközött. A Jam jel egy speciális kódkészlet, amely 32 bitből áll

A legkedvezőtlenebb a szempontból konfliktus olyan helyzet, amikor egy állomás az átvitel befejeződött, a keret, de az átvitt keret miatt a jel terjedési késés a vonalon még nem érte el a másik állomás, amely szintén elkezdi adni a keretet. Ennek elkerülése érdekében, minden állomás belül kell elhelyezni az úgynevezett ütközési tartomány.

Collision Domain - virtuális terület a LAN szegmensben. Az ezen a területen lévő két állomás közötti terjedési késedelem nem haladhatja meg a megadott értéket - az ütközésdomén átmérőjét.

Az ütközési tartomány átmérőjének értéke általában az időegységekben van meghatározva, és megfelel az ilyen típusú Ethernet hálózat minimális hosszúságú keretének átviteli időjének kétszereseinek. Az ütközési tartomány átmérője a következőképpen számítható ki:

D = 2 * <минимальная длина кадра> * 0,1 μsec = 51,2 μsec

A hálózat minden összetevőjének normál működése során ütközés csak egy bizonyos időintervallumon belül fordulhat elő, amelyet ütközéses ablaknak neveznek.

Késő ütközés, az ablakon kívül Az ütközések olyan helyzetek, amikor az ütközés az ütközési ablak előtt történik.

Az ismételt ütközések valószínűségének csökkentése érdekében a "Csonkolt bináris exponenciális visszalépés algoritmus (TBEBO)" eljárást alkalmazzák.

Az információs interakció Ethernet szintjei

Az információs kölcsönhatás az Ethernet hálózaton két szinten történik, amelyek megfelelnek az OSI referenciamodell fizikai és csatornaszintjének.

Interakció az Ethernet hálózat fizikai rétegén

A fizikai szinten való kölcsönhatás viszont négy további szintre oszlik:

  • PLS fizikai réteg jelzés;
  • AUI csatoló felhasználói felület;
  • PMA Physical Medium Attachment;
  • MDI közepes függő interfész.

Az ilyen meglehetősen bonyolult belső struktúra jelenléte az Ethernet hálózati interakció fizikai szintjén az Xerox első Ethernet-hálózatának megvalósításának jellemzőivel magyarázható. Mivel a fizikai környezet adatátviteli hálózat az első kiviteli alaknál használt vastag koaxiális kábel, amely átmérője a központi vezető körülbelül 2 mm, a külső átmérője a kábel - körülbelül 10 mm. A munkaállomásnak a hálózathoz történő csatlakoztatásához a következő eszközöket és összetevőket használták:

  • Csatlakozó (TAP);
  • Adóvevő (Media Access Unit - MAU);
  • AU csatlakozó egység-kábel;
  • A vezérlő munkaállomás adapter.

Az adatok ábrázolása a fizikai réteg Ethernet (PLS)

Az elv a alkotó lineáris Ethernet hálózati kód megfelel az elve képződését Manchester kód 2 - egység soros kódolt pozitív, nulla - a negatív differenciális kimeneti feszültség.

Az alábbi táblázat mutatja a maximális szegmenshosszúságot a különböző Ethernet implementációkhoz.

AUI használt interfész a klasszikus változata Ethernet csatlakozót, hogy az előfizető a rádió, amely mechanikusan kapcsolódik az Ethernet átviteli közeg vastag koaxiális kábel. Az adó, amely az adó-vevőt az adapterhez csatlakoztatta, öt árnyékolt csavart érpár volt, amelyek közös pajzsot kaptak. Az adó-vevő és az adapter közötti közvetlen adatátvitelhez két jelpárt használtunk.

Media Access Interface (MDI)

Az egységes hozzáférést biztosító mechanizmust az inter frame gap eljárás határozza meg. 10 Mbit / s hálózatok esetén az IFG értéke 9,6 mikrosodperc. Ezen a szinten ütközéses detektálási eljárásokat lehet meghatározni, és meg kell határozni az alapvető Ethernet hálózati paramétereket, mint például a maximális hálózati hossz, a hálózati szegmens maximális hossza, az állomások közötti minimális távolság stb.

TBEB eljárás

A TBEB eljárás az ismételt ütközés valószínűségének csökkentésére szolgál.

T késleltetés - az átvitel késleltetésének időintervallumának értéke
T CD az ütköző tartomány vagy ütközési ablak mérete az Ethernet megvalósításhoz.
R egy egész szám, amelyet véletlenszerűen választunk ki a tartományból
N az egymást követő ütközések száma

Eljárás SQE (CPT) teszt

Ez az eljárás hosszú előfordulási gyakorisággal és több elnevezéssel rendelkezik: Collision Presence Test (CPT) # 151; Ellenőrizze a reakció ütközését, szívverését # 151; szívverés, jelminőség hiba (SQE) teszt # 151; jel minőségellenőrzés. Eredetileg "CPT" -nek hívták a második Ethernet specifikációban. Normális működés esetén az illesztő és a rádió ütközés fény a hálózati adaptert kell wink továbbítását követően minden egyes képkocka, és ez volt az oka a megjelenését a név a teszt - szívverés. Amikor az IEEE kifejlesztette a 802.3 specifikációt, ez az eljárás is szerepelt, azonban megváltoztatta a nevét "SQE tesztnek".

Meg kell jegyezni, hogy ez az eljárás nem használható néhány hálózati eszközön. Ha az adó-vevő, amely kapcsolódik az átjátszó eljárás során «SQE teszt» generál jelet ütközések esetén az ismétlő lesz szükség, hogy reagál rá, valamint a szokásos jelet konfliktus - akkor kell küldeni JAM jelet az összes csatlakoztatott szegmensben. E helyzet enyhítése érdekében, az adó-és a sebességváltó médiaátalakítókat látva külön kapcsoló, amely lehetővé teszi, hogy megszünteti az eljárás alkalmazása «SQE teszt» az eszközön. Azon adó-vevők, amelyek össze vannak kötve a hálózati adapter (Ethernet-2 standard vagy IEEE 802.3) munkaállomások, ez a kapcsoló bekapcsolt állapotban kell lennie.

Következő előadás
Interakció az Ethernet és az IEEE 802.3 fizikai és csatornaszintjén

Kapcsolódó cikkek