Эффективная подготовка к государственным междисциплинарным экзаменам для студентов технических специальностей (стр. 26 )

Репитеры. Репитер выполняет единственную функцию восстановления сигнала и передачи его в другие сегменты сети. Он не преобразует ни уровни сигналов сети, ни их физическую природу. Репитеры служат простыми двунаправленными ретрансляторами сигналов сети. Основная цель их применения – увеличение длины сети. Репитеры предназначены для соединения разных сегментов одной ЛВС, причем один репитер соединяет только два сегмента сети. Эти устройства предназначены для функционирования в таких типах физической среды, как витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель. На репитерах (повторителях) строятся в основном сети с кольцевой топологией, например Token Ring и FDDI.

Любой репитер не адресуется в сети. Структура репитера представлена на рис. 1.

Трансиверы, или приемопередатчики служат для двунаправленной передачи между сетевым адаптером и сетевым кабелем или между двумя сегментами (отрезками сетевого кабеля). Основной функцией трансивера является усиление сигналов или преобразование их в другую форму для улучшения характеристик сети, например, для повышения помехоустойчивости и/или увеличения расстояния между абонентами. Структура трансивера приведена на рис. 2.

Примером использования трансивера может служить подключение адаптеров сети Ethernet к «толстому» коаксиальному кабелю. В данном случае трансивер преобразует электрический сигнал для «тонкого» коаксиального кабеля в сигнал для «толстого» коаксиального кабеля и наоборот.

Более сложную функцию выполняет трансивер, преобразующий электрические сигналы сети в сигналы другой природы (оптические, радиосигналы и т. д.) с целью использования других сред передачи информации. Такие трансиверы также называют конверторами среды. Наиболее часто применяют оптоволоконные трансиверы, которые позволяют в несколько раз повысить допустимую длину кабеля сети.

Трансиверы, как и повторители, не выполняют никакой информационной обработки проходящих через них пакетов сообщений и не адресуются.

На трансиверах строятся в основном сети с шинной топологией и случайным методом доступа, например Ethernet.

Концентраторы. К концентратору возможно подключение нескольких сегментов сети (обычно от 2 до 24) (рис. 3.), причем концентраторы работают с физической средой таких типов, как витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель. Концентраторы с точки зрения обработки информации можно условно разделить на активные и пассивные.

Пассивные (репитерные) концентраторы выполняют функции нескольких повторителей (репитеров) или трансиверов, собранных в едином конструктиве. В связи с этим пассивные концентраторы никакой обработки информации не выполняют, а только восстанавливают и усиливают сигналы и могут также преобразовывать сигналы различной природы (например, электрические сигналы в оптические).

Пассивный концентратор должен принимать пакеты и отсылать их во все сегменты сети, подключенные к нему, кроме того сегмента, откуда был принят пакет. Таким образом, концентратор выполняет функции усиления (функция репитера), преобразования природы среды (функция трансивера), а также соединяет сегменты сети.

К пассивному концентратору могут подключаться только части (сегменты) или отдельные абоненты одной и той же сети. Например, сегменты сети Ethernet, выполненные на тонком кабеле, на толстом кабеле, на оптоволоконном кабеле.

Активные концентраторы выполняют более сложные функции. В частности, они могут преобразовывать информацию и протоколы обмена, правда, это преобразование обычно очень простое. Структура активного концентратора представлена на рис. 4. Поскольку активный концентратор анализирует информацию, принятую из сети, т. е. распознает форматы пакетов данных, а для этого необходимо принять весь пакет, а не его отдельные биты, то модуль анализа и преобразования информации естественно должен содержать буфер для накопления данных. Активные концентраторы работают на канальном уровне модели ВОС, и являются разновидностью мостов.

7. Реализация маркерного метода доступа к моноканалу в ЛВС с кольцевой топологией. Особенности организации сети Token Ring на переключающих концентраторах.

Из кольцевых ЛВС наиболее распространенными являются сети с передачей маркера по кольцу и среди них: 1) ЛВС типа Token Ring, которая стала основной для стандарта IEEE 802/5, разработанная фирмой IBM; 2) сети FDDI на основе волоконно-оптической сети.

Сети Token Ring построена с использованием мостов, шлюзов, а также специальных схемных концентратов, управляющих конфигурацию сети и ее обслуживание (рис. 1.).

Сеть имеет комбинированную звездно-кольцевую конфигурацию и состоит из нескольких колец, работающих со скоростью 4М или 16Мбит/с и взаимодействующих через высокоскоростные мосты. Данные передаются по кольцу кадрами. Область адресации кадра состоит из двух частей: первые два откола определяют адрес кольца, а следующие два – номер станции в кольце.

Операции в кольце могут выполняться в двух режимах: асинхронном и синхронном. Типичная реализация сети Token Ring определяет максимальное число станций 69; максимальное число концентратов 12.

Функционирование сети заключаются в следующем. По сети циклирует маркер, имеющий структуру

<ограничитель – P – T – M – R – ограничитель>.

Если Т ¹ 0, то маркер свободен. Если свободный маркер проходит мимо станции, желающей передать данные, и приоритет станции не ниже приоритета маркера, записанного в Р, то станция преобразует маркер в информационный кадр: устанавливает Т = 1 и записывает между полем R и конечным ограничи-телем адрес получателя, данные и другие сведения о соответствии с принятой структурой кадра. Информационный кадр проходит по кольцу и при этом: 1) каждая станция, готовая к передаче записывает значение своего приоритета в R (резервирует), если ее приоритет выше уже записанного в R значения; 2) станция-получатель, распознав свой адрес, считывает данные и отмечает в конце кадра (в бите “статус кадра”) факт приема данных.

Совершив полный оборот по кольцу, кадр приходит к станции отправите-лю, которая организует состояние кадра. Если передача не произошла, то делается повторная попытка.

Если передача произошла, то кадр преобразуется в маркер с Т = 0, Р R; R ¹ 0, где P и R – трехбитовые коды. Здесь кадр данных из сети убирает-ся.

При следующем обороте маркер будет захвачен той станцией, у которой на предыдущем обороте оказался наивысший приоритет, записанный в Р. Каждая станция имеет механизм обнаружения и устранения ошибок передачи.

Сеть Token Ring, рассчитанна на меньшии предельные расстояния и число станций, чем Ethernet, но она лучше приспособлена к повышенным нагрузкам.

Для увеличения скорости передачи в настоящее время кроме стандартного одно-маркерного доступа используется много маркерный доступ, а также вариант, при котором станция сразу после отправки кадра данных отправляет кадр маркера, не дожидаясь, когда ее кадр данных прейдет к ней для удаления после полного обхода кольца.

Для повышения надежности сети используют звездно-кольцевую топологию с переключающимися концентраторами (рис. 8.9).

Существует две разновидности Tokin Ring: четырех и шестнадцати Мбит.

В 4-х Мбит сети не используется резервирование приоритетов и используется стандартный маркерный метод доступа.

В 16-ти Мбит сетях используется процедура раннего высвобождения маркера и используется резервирование приоритетов по договоренности станций. Сеть собирается на переключающих концентраторах. Каждый порт концентратора питается от сети своего узла, и если узел отключен, тока в сети нет и концентратор автоматически отключает станцию из кольца. Концентратор также проверяет станцию на работоспособность. Если станция теряет маркер или передает постоянно искаженные кадры, то эту станцию из кольца исключает сам концентратор. Такие переключающие концентраторы два крайних разъема использую для подключения других концентраторов.

При появлении неисправности в какой-либо линии передачи или станции сети концентратор отключает от сети соответствующую дугу.

Конструктивно концентратор (8228 MAU) представляет собой автономный блок с восемью разъемами для подключения компьютеров с помощью адаптерных кабелей и двумя (крайними) разъемами для подключения к другим концентраторам с помощью магистральных кабелей (рис. 8.10).

Сложное кольцо может иметь не только несколько переключающих концентраторов, но также содержать ретрансляционные системы, которые соединяют кольцо с другими локальными сетями.

Станции подключаются к сети при помощи специальных двух входных сетевых адаптеров. Адаптеры Token Ring представляют собой платы расширения компьютера типа и ориентированы на системные шины ISA, EISA или PCI. Для присоединения адаптерного кабеля адаптер имеет внешний 9-контактный разъем типа DIN. Также как и адаптеры Ethernet, адаптеры Token Ring имеют на своей плате переключатели или перемычки для настройки адресов и прерываний.

Для сети Token Ring на неэкранированной витой паре определены следующие ограничения:

1) максимальное число концентраторов типа IBM 8228 MAU - 12;

2) максимальное количество абонентов сети – 96;

3) максимальная длина кабеля между ПЭВМ и концентратором, а также между концентраторами – 45 м;

4) максимальная длина кабеля, соединяющего все концентраторы – 120 м;

5) скорость передачи данных – 4 Мбит/с и 16 Мбит/с.