Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ
ГЛУХІВСЬКИЙ АГРОТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ІМЕНІ С. А. КОВПАКА СУМСЬКОГО НАУ
«Допускається до захисту»
Заввідділення електроенергетики АПВ та комп’ютерних технологій
_______________ О. Є. Артемова
«___» _______________ 2014 р.
КУРСОВА РОБОТА
З дисципліни «Комп’ютерні системи та мережі»
на тему: Найстаріші стандартні мережі та їх еволюція
Виконав:
Студент 31 ОКМ групи
спеціальності 5.05010201
«Обслуговування комп’ютерних
систем і мереж»
Сачок Д.В
Керівник: Суровицький М.М.
Дата захисту роботи
«___» ____________________ 2014 р.
Оцінка _________________________
2014
Зміст
Вступ
Розділ 1: Найстаріші локальні мережі, їх порівняльна характеристика
1.1 Мережі Ethernet, Token – Ring, Arcnet.
1.2 Порівняння найстаріших стандартних мереж.
Вступ
Комп’ютерні мережі – це група з декількох (або багатьох) комп’ютерів, сполучених між собою каналами зв’язку, що використовуються для передачі інформації між комп’ютерами.
Це щось подібно до телефонної мережі.
Вузли зв'язку (ВЗ) забезпечують зв'язок між комп'ютерами і за допомогою окремих каналів зв'язку з'єднуються між собою. Це дає змогу передавати інформація від одного комп'ютера на інший різними шляхами, що підвищує рівень надійності мережі у випадку виходу з ладу окремих ділянок.
Користувач, який працює на під'єднаному до мережі комп'ютері, має змогу використовувати всі апаратні, програмні та інформаційні ресурси, на які він отри¬мав дозвіл від адміністратора мережі. Таким чином створюються багатомашинні обчислювальні системи.
Комп’ютерні мережі дозволяють забезпечити:
> Колективну обробку даних користувачами підключених до мережі комп’ютерів і обмін даними між ними;
Спільне використання програм;
> Спільне використання принтерів, модемів та інших пристроїв.
За територіальним розміщенням мережі поділяються на:
1) глобальні ( які охоплюють територію окремих країн, континентів);
2) регіональні (розташовані в межах певного регіону: області, району, міста);
3) локальні (які працюють в межах однієї організації).
За призначенням мережі поділяють на
1) інформаційні (за допомогою яких можна отримувати інформацію з різних джерел),
2) обчислювальні (для проведення обчислень на комп'ютерах мережі)
3) інформаційно-обчислювальн
На данний момент серед різних сучасних мереж дуже вагоме місце займають найстаріши стандартні мережі такі як Arcnet, Ethernet, Token-Ring. Ці мережі використовуються зараз дуже невеликою кількістю користувачів та різними компаніями. Це зумовлено тим, що користувачам вистачає швидкості передачі данних, та різних можливостей що надають найстаріши стандартні мережі і тому різні компанії не удосконалюють свої комп’ютерні мережі.
Практично будь-яка мережа будується на основі декількох потужних комп’ютерів, які зберігають величезні масиви різноманітної інформації і називаються серверами. Сервери можуть підключатися один до одного по звичайних телефонних каналах, а також по виділених лініях за допомогою супутникового зв’язку.
Роботу сервера забезпечує спеціальна мережева програма, яка веде діалог з користувачами і підтримує всі діючі в мережі протоколи зв’язку. Сьогодні в світі використовують десятки мережених програм, що мають різних інтерфейс користувача.
Тому в кожній мережі треба освоювати прийняті тут технічні правила роботи.
Актуальність даної теми зумовлена тим, що у сучасному світі майже всюди використовують різні види локальних мереж різної швидкості передачи данних, не виключенням є і найстаріші стандартні мережі, яки використовуються на ряду з найновішими стандартами, а отже і потребують ґрунтовного вивчення.
Проблема: Як побудувати комп’ютерну мережу в навчальному закладі.
Об’єкт: Еволюція найстаріших локальних мереж.
Мета: Розкрити сутність, принципи функціонування та можливості комп’ютерних мереж, визначити етапи проектування на прикладі Глухівського інституту ім. С.А. Ковпака Сумського Національного аграрного університету та розробити рекомендації по покращенню роботи мережі.
Тема: Найстаріші стандартні локальні мережі та їх еволюція.
Завдання:
Розділ 1: Найстаріші локальні мережі, їх порівняльна характеристика
1.1 Мережі Ethernet, Token – Ring, Arcnet
Найбільше поширення серед стандартних мереж отримала мережа Ethernet. Уперше вона з'явилася в 1972 році (розробником виступила відома фірма Xerox). Мережа виявилася досить вдалою, і внаслідок цього її в 1980 році підтримали такі найбільші компанії, як DEC і Intel (об'єднання цих компаній назвали DIX по перших буквах їх назв). Їх стараннями в 1985 році мережа Ethernet стала міжнародним стандартом, її прийняли найбільші 2 міжнародні організації за стандартами: комітет 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) і ECMA
(European Computer Manufacturers Association). Стандарт дістав назву IEEE 802.3 (по-англійськи читається як "eight oh two dot three"). Він визначає множинний доступ до моноканалу типу шина з виявленням конфліктів і контролем передачі, тобто із вже згадуваним методом доступу CSMA/CD. Цьому стандарту задовольняли і деякі інші мережі, оскільки рівень його деталізації невисокий. В результаті мережі стандарту IEEE 802.3 нерідко були несумісні між собою як за конструктивними, так і по електричними характеристиками. Проте останнім часом стандарт IEEE 802.3 вважається стандартом саме мережі Ethernet. Основні характеристики первинного стандарту IEEE 8 топологія - шина;
Строго кажучи, між стандартами IEEE 802.3 і Ethernet існують незначні відмінності, але про них зазвичай вважають за краще не згадувати.
Мережа Ethernet зараз найбільш популярна у світі (більше 90% ринку), імовірно такий вона і залишиться найближчими роками. Цьому неабиякою мірою сприяло те, що з самого початку характеристики, параметри, протоколи мережі були відкриті, внаслідок чого величезне число виробників у всьому світі стали випускати апаратуру Ethernet, повністю сумісну між собою.
У класичній мережі Ethernet застосовувався 50-омный коаксіальний кабель двох видів (товстий і тонкий). Проте останнім часом (з початку 90-х років) найбільше поширення отримала версія Ethernet, що використовує як середовище передачі виті пари. Визначений також стандарт для застосування в мережі оптоволоконного кабелю.
Для обліку цих змін в первинний стандарт IEEE 802.3 були зроблені відповідні додавання. У 1995 році з'явився додатковий стандарт на швидшу версію Ethernet, працюючу на швидкості 100 Мбіт/с (так званий Fast Ethernet, стандарт IEEE 802.3u), використовуючу як середовище передачі виту пару або оптоволоконний кабель. У 1997 році з'явилася і версія на швидкість 1000 Мбіт/с (Gigabit Ethernet, стандарт IEEE 802.3z).Окрім стандартної топології шини все ширше застосовуються топології типу пасивна зірка і пасивне дерево. При цьому передбачається використання репітерів і репитерных концентраторів, що сполучають між собою різні частини (сегменти) мережі. В результаті може сформуватися деревовидна структура на сегментах різних типів (Рис 1.1).
Рис. 1.1 Класична топологія мережі Ethernet
Сегментом (частини мережі) може виступати класична шина або одиничний абонент. Для шинних сегментів використовується коаксіальний кабель, а для променів пасивної зірки (для приєднання до концентратора поодиноких комп'ютерів) - вита пара і оптоволоконний кабель. Головна вимога до отриманої в результаті топології - щоб в ній не було замкнутих шляхів (петель). Фактично виходить, що усі абоненти сполучені у фізичну шину, оскільки сигнал від кожного з них поширюється відразу на всі боки і не повертається назад (як в кільці).
Максимальна довжина кабелю мережі в цілому (максимальний шлях сигналу) теоретично може досягати 6,5 кілометрів, але практично не перевищує 3,5 кілометри.
Довжина кадру Ethernet (тобто пакету без преамбули) має бути не менше 512 бітових інтервалів або 51,2 мкс (саме така гранична величина подвійного часу проходження в мережі). Передбачена індивідуальна, групова і широкомовна адресація.
У пакет Ethernet входять наступні поля:
> Преамбула складається з 8 байт, перші сім є кодом 10101010, а останній байт - код 10101011. У стандарті IEEE 802.3 восьмий байт називається ознакою початку кадру (SFD - Start of Frame Delimiter) і утворює окреме поле пакету.
> Адреси одержувача (приймача) і посилача (передавача) включають по 6 байт і будуються за стандартом, описаним в розділі "Адресація пакетів" лекції 4. Ці адресні поля обробляються аппаратурою абонентів.
> Полі управління (L/T - Length/Type) містить інформацію про довжину поля даних. Воно може також визначати тип використовуваного протоколу. Прийнято вважати, що якщо значення цього поля не більше 1500, то воно вказує на довжину поля даних. Якщо ж його значення більше 1500, то воно визначає тип кадру. Полі управління обробляється програмно.
>Полі даних повинно включати від 46 до 1500 байт даних. Якщо пакет повинен містити менше 46 байт даних, то поле даних доповнюється байтами заповнення. Згідно із стандартом IEEE 802.3, в структурі пакету виділяється спеціальне поле заповнення (pad data - незначущі дані), яке може мати нульову довжину, коли даних вистачає (більше 46 байт).
> Полі контрольної суми (FCS - Frame Check Sequence) містить 32-розрядну циклічну контрольну суму пакету (CRC) і служить для перевірки правильності передачі пакету. Таким чином, мінімальна довжина кадру (пакету без преамбули) складає 64 байти (512 біт). Саме ця величина визначає максимально допустиму подвійну затримку поширення сигналу по мережі в 512 бітові інтервали (51,2 мкс для Ethernet). Вибір формату преамбули не випадковий. Річ у тому, що послідовність одиниць, що чергуються, і нулів (101010...10) в манчестерському коді характеризується тим, що має переходи тільки в середині бітових інтервалів, тобто тільки інформаційні переходи. Безумовно, приймачу просто настроїтися (синхронизоваться) при такій послідовності, навіть якщо вона з якоїсь причини коротшає на декілька біт. Останні два одиничні біта преамбули (11) істотно відрізняються від послідовності 101010...10 (з'являються переходи ще і на межі бітових інтервалів). Тому приймач, що вже настроївся, легко може виділити їх і детектувати тим самим початок корисної інформації (початок кадру).
Для мережі Ethernet, працюючої на швидкості 10 Мбіт/с, стандарт визначає чотири основні типии сегментів мережі, орієнтованих на різні середовища передачі інформації :
> 10BASE5 (товстий коаксіальний кабель);
> 10BASE2 (тонкий коаксіальний кабель);
> 10BASE - T (вита пара);
> 10BASE - FL (оптоволоконний кабель).
Найменування сегменту включає три елементи: цифра "10" означає швидкість передачі 10 Мбіт/с, слово
BASE - передачу в основній смузі частот (тобто без модуляції високочастотного сигналу), а останній елемент - допустиму довжину сегменту : "5" - 500 метрів, "2" - 200 метрів (точніше, 185 метрів) або тип лінії зв'язку : "Т" - вита пара (від англійського "twisted-pair"), "F" - оптоволоконний кабель (від англійського "fiber optic"). Так само для мережі Ethernet, працюючої на швидкості 100 Мбіт/с стандарт визначає три типи сегментів, що відрізняються типами середовища передачі:4
> 100BASE - T4 (счетверенная вита пара);
> 100BASE - TX (здвоєна вита пара);
> 100BASE - FX (оптоволоконний кабель).
Тут цифра "100" означає швидкість передачі 100 Мбіт/с, буква "Т" - виту пару, буква "F" - оптоволоконний кабель. Типи 100BASE - TX і 100BASE - FX іноді об'єднують під ім'ям 100BASE - X, а 100BASE - T4 і 100BASE - TX - під ім'ям 100BASE - T.
Мережа Token - Ring
Мережа Token - Ring (маркерне кільце) була запропонована компанією IBM в 1985 році (перший варіант з'явився в 1980 році). Вона призначалася для об'єднання в мережу усіх типів комп'ютерів, IBM, що випускаються. Вже той факт, що її підтримує компанія IBM, найбільший виробник комп'ютерної техніки, говорить про те, що їй необхідно приділити особливу увагу. Але не менш важливо і те, що Token - Ring є нині міжнародним стандартом
IEEE 802.5 (хоча між Token - Ring і IEEE 802.5 є незначні відмінності). Це ставить цю мережу на один рівень по статусу з Ethernet. Розроблялася Token - Ring як надійна альтернатива Ethernet. І хоча зараз Ethernet витісняє усі інші мережі, Token - Ring не можна вважати безнадійно застарілою. Більше 10 мільйонів комп'ютерів по всьому світу об'єднані цією мережею. Компанія IBM зробила усе для максимально широкого поширення своєї мережі : була випущена детальна документація аж до принципових схем адаптерів. В результаті багато компаній, наприклад, 3СOM, Novell,
Фізично мережа утворює зоряно-кільцеву топологію (мал. 1.2). Насправді ж абоненти об'єднуються всетаки в кільце, тобто кожен з них передає інформацію одному сусідньому абонентові, а приймає інформацію від іншого.
Мал. 1.2. Зоряно-кільцева топологія мережі Token - Ring
Концентратор (MAU) при цьому дозволяє централізувати завдання конфігурації, відключення несправних абонентів, контроль роботи мережі і так далі (мал. 1.3). Ніякої обробки інформації він не здійснює.
Мал.1. 3. З'єднання абонентів мережі Token - Ring в кільце за допомогою концентратора (MAU)
Для кожного абонента у складі концентратора застосовується спеціальний блок підключення до магістралі (TCU - Trunk Coupling Unit), який забезпечує автоматичне включення абонента в кільце, якщо він підключений до концентратора і справний. Якщо абонент відключається від концентратора або ж він несправний, то блок TCU автоматично відновлює цілісність кільця без участі цього абонента.
Спрацьовує TCU по сигналу постійного струму (так званий "фантомний" струм), який приходить від абонента, бажаючого включитися в кільце. Абонент може також відключитися від кільця і провести процедуру самотестирования (крайній правий абонент на мал. 1.3). "Фантомний" струм ніяк не впливає на інформаційний сигнал, оскільки сигнал в кільці не має постійної складової. Конструктивно концентратор є автономним блоком з десятьма роз'ємами на передній панелі (мал. 1.4).
Мал. 1.4. Концентратор Token - Ring (8228 MAU)
Вісім центральних роз'ємів (1...8) призначені для підключення абонентів (комп'ютерів) за допомогою адаптерних (Adapter cable) або радіальних кабелів. Два крайні роз'єми: вхідний RI (Ring In) і вихідний RO (Ring Out) служать для підключення до інших концентраторів за допомогою спеціальних магістральних кабелів (Path cable). Пропонується настінний і настільний варіанти концентратора.
Існують як пасивні, так і активні концентратори MAU. Активний концентратор відновлює сигнал, що приходить від абонента (тобто працює, як концентратор Ethernet ). Пасивний концентратор н виконує відновлення сигналу, тільки перекоммутирует лінії зв'язку. Концентратор в мережі може бути єдиним (як на рис. 1.3), в цьому випадку в кільце замикаються тільки абоненти, підключені до нього. Зовні така топологія виглядає, як зірка. Якщо ж треба підключити до мережі більше восьми абонентів, то декілька концентраторів з'єднуються магістральними кабелями і утворюють зоряно-кільцеву топологію.
Як вже відзначалося, кільцева топологія дуже чутлива до обривів кабелю кільця. Для підвищення живучості мережі, в Token - Ring передбачений режим так званого згортання кільця, що дозволяє обійти місце обриву.
У нормальному режимі концентратори сполучені в кільце двома паралельними кабелями, але передача інформації проводиться при цьому тільки по одному з них (рис. 1.5).
Рис. 1.5. Об'єднання концентраторів MAU в нормальному режимі
У разі поодинокого ушкодження (обриву) кабелю мережа здійснює передачу по обох кабелях, обходячи тим самим пошкоджену ділянку. При цьому навіть зберігається порядок обходу абонентів, підключених до концентраторів (Рис. 1.6). Правда, збільшується сумарна довжина кільця.
У разі множинних ушкоджень кабелю мережа розпадається на декілька частин (сегментів), не пов'язаних між собою, але що зберігають повну працездатність Максимальна частина мережі залишається при цьому пов'язаною, як і раніше. Звичайно, це вже не рятує мережу в цілому, але дозволяє при правильному розподілі абонентів по концентраторах зберігати значну частину функцій пошкодженої мережі. Декілька концентраторів може конструктивно об'єднуватися в групу, кластер (cluster), усередині якого абоненти також сполучені в кільце. Застосування кластерів дозволяє збільшувати кількість абонентів, підключених до одного центру, наприклад, до 16 (якщо в кластер входить два концентратори).
Рис. 1.6 Згортання кільця при ушкодженні кабелю
Рис. 1.7. Розпад кільця при множинних ушкодженнях кабелю
В якості середовища передачі в мережі IBM Token - Ring спочатку застосовувалася вита пара, як неекранована (UTP), так і екранована (STP), але потім з'явилися варіанти апаратури для коаксіального кабелю, а також для оптоволоконного кабелю в стандарті FDDI.
Мережа Token - Ring в класичному варіанті поступається мережі Ethernet як за допустимим розміром, так і по максимальній кількості абонентів. Що стосується швидкості передачі, то нині є версії Token - Ring на швидкість 100 Мбіт/с (High Speed Token - Ring, HSTR) і на 1000 Мбіт/с (Gigabit Token - Ring). Компанії, підтримувальні Token - Ring (серед яких IBM, Olicom, Madge), не мають наміру відмовлятися від своєї мережі, розглядаючи її як гідного конкурента Ethernet. В порівнянні з апаратурою Ethernet апаратура Token - Ring помітно дорожче, оскільки використовується складніший метод управління обміном, тому мережа Token - Ring не отримала такого широкого поширення.
У мережі Token - Ring використовується класичний маркерний метод доступу, тобто по кільцю постійно циркулює маркер, до якого абоненти можуть приєднувати свої пакети даних (див. мал. 1.7). Звідси слідує така важлива гідність цієї мережі, як відсутність конфліктів, але є і недоліки, зокрема необхідність контролю цілісності маркера і залежність функціонування мережі від кожного абонента (у разі несправності абонент обов'язково має бути виключений з кільця).
Граничний час передачі пакету в Token - Ring 10 мс. При максимальній кількості абонентів 260 повний цикл роботи кільця складе 260 x 10 мс = 2,6 с. За цей час усі 260 абонентів зможуть передати свої пакети (якщо, звичайно, ним є чого передавати). За цей же час вільний маркер обов'язково дійде до кожного абонента. Цей же інтервал є верхньою межею часу доступу Token - Ring.
Кожен абонент мережі (його мережевий адаптер) повинен виконувати наступні функції:
> виявлення помилок передачі;
> контроль конфігурації мережі (відновлення мережі при виході з ладу того абонента, який
передує йому в кільці);
> контроль численних тимчасових співвідношень, прийнятих в мережі.
Велика кількість функцій, звичайно, ускладнює і здорожує апаратуру мережевого адаптера. Для контролю цілісності маркера в мережі використовується один з абонентів (так званий активний монітор). При цьому його апаратура нічим не відрізняється від інших, але його програмні засоби стежать за тимчасовими співвідношеннями в мережі і формують у разі потреби новий маркер.
Активний монітор виконує наступні функції:
> запускає в кільце маркер на початку роботи і при його зникненні;
> регулярно (раз в 7 с) повідомляє про свою присутність спеціальним пакетом (AMP – Active Monitor Present), що управляє;
> видаляє з кільця пакет, який не був видалений абонентом, що послав його;
> стежить за допустимим часом передачі пакету.
Активний монітор вибирається при ініціалізації мережі, їм може бути будь-який комп'ютер мережі, але, як правило, стає перший включений в мережу абонент. Абонент, що став активним монітором, включає в мережу свій буфер (сдвиговый регістр), який гарантує, що маркер уміщатиметься в кільці навіть при мінімальній довжині кільця. Розмір цього буфера - 24 біта для швидкості 4 Мбіт/с і 32 біта для швидкості 16 Мбіт/с.
Кожен абонент постійно стежить за тим, як активний монітор виконує свої обов'язки. Якщо активний монітор з якоїсь причини виходить з ладу, то включається спеціальний механізм, за допомогою якого усі інші абоненти (запасні, резервні монітори) приймають рішення про призначення нового активного монітора. Для цього абонент, що виявив аварію активного монітора, передає по кільцю пакет (пакет запиту маркера), що управляє, зі своїм MAC -адресом. Кожен наступний абонент порівнює MAC -адрес з пакету з власним. Якщо його власна адреса менша, він передає пакет далі без змін. Якщо ж більше, то він встановлює в пакеті свій MAC - адрес. Активним монітором стане той абонент, у якого значення MAC -адреса більше, ніж у інших (він повинен тричі отримати назад пакет зі своїм MAC -адресом). Ознакою виходу з ладу активного монітора є невиконання ним одній з перерахованих функцій. Маркер мережі Token - Ring є пакетом, що управляє, містить всього три байти (рис. 1.8) : байт початкового роздільника (SD - Start Delimiter), байт управління доступом (AC - Access Control) і байт кінцевого роздільника (ED - End Delimiter). Усі ці три байти входять також до складу інформаційного пакету, правда, функції їх в маркері і в пакеті дещо розрізняються. Початковий і кінцевий роздільники є не просто послідовністю нулів і одиниць, а містять сигнали спеціального виду. Це було зроблено для того, щоб роздільники не можна було сплутати ні з якими іншими байтами пакету.
Рис. 1.8. Формат маркера мережі Token - Ring
Початковий роздільник SD містить чотири нестандартні бітові інтервали. Два з них, J, що позначаються, є низьким рівнем сигналу впродовж усього бітового інтервалу. Два інших біта, що позначаються До, є високим рівнем сигналу впродовж усього бітового інтервалу. Зрозуміло, що такі збої в синхронізації легко виявляються приймачем. Біти J і K ніколи не можуть зустрічатися серед бітів корисної інформації.
Кінцевий роздільник ED також містить в собі чотири біти спеціального виду (два біти J і два біти K), а також два одиничних біта. Але, крім того, в нього входять і два інформаційних біта, які мають сенс тільки у складі інформаційного пакету:
Байт управління доступом (AC - Access Control) розділений на чотири поля: поле пріоритету (три біти), біт маркера, біт монітора і поле резервування (три біти).
Біти (поле) пріоритету дозволяють абонентові привласнювати пріоритет своїм пакетам або маркеру (пріоритет може бути від 0 до 7, причому 7 відповідає найвищому пріоритету, а 0 - нижчому). Абонент може приєднати до маркера свій пакет тільки тоді, коли його власний пріоритет (пріоритет його пакетів) такий же або вище за пріоритет маркера.
Призначення полів пакету (кадру).
По ньому посилач пакету дізнається, чи дійшов пакет за призначенням і без помилок або його потрібно передавати наново.
Слід зазначити, що більший допустимий розмір передаваних даних в одному пакеті в порівнянні з мережею
Ethernet може стати вирішальним чинником для збільшення продуктивності мережі. Теоретично для швидкостей передачі 16 Мбіт/с і 100 Мбіт/с довжина поля даних може досягати навіть 18 Кбайт, що принципово при передачі великих об'ємів даних. Але навіть при швидкості 4 Мбіт/с завдяки маркерному методу доступу мережа Token — Ring часто забезпечує велику фактичну швидкість передачі, чим мережа Ethernet (10 Мбіт/с). Особливо помітна перевага Token — Ring при великих навантаженнях (понад 30-40%), оскільки в цьому випадку метод CSMA/CD вимагає багато часу на вирішення повторних конфліктів.
При підключенні абонента до концентратора він виконує процедуру автономного самотестирования і тестування кабелю (у кільце він доки не включається, оскільки немає сигналу "фантомного" струму). Абонент посилає сам собі ряд пакетів і перевіряє правильність їх проходження (його вхід безпосередньо сполучений з його ж виходом блоком TCU, як показано на рис. 1.3). Після цього абонент включає себе в кільце, посилаючи "фантомний" струм. У момент включення, передаваний по кільцю пакет може бути зіпсований. Далі абонент настроює синхронізацію і перевіряє наявність в мережі активного монітора. Якщо активного монітора немає, абонент починає змагання за право стати ім. Потім абонент перевіряє унікальність власної адреси в кільці і збирає інформацію про інших абонентів. Після чого він стає повноправним учасником обміну по мережі.
В процесі обміну кожен абонент стежить за справністю попереднього абонента (по кільцю). Якщо він підозрює відмову попереднього абонента, він запускає процедуру автоматичного відновлення кільця. Спеціальний пакет (бакен), що управляє, говорить попередньому абонентові про необхідність провести самотестирование і, можливо, відключитися від кільця.
У мережі Token - Ring передбачено також використання мостів і комутаторів. Вони застосовуються для розділення великого кільця на декілька кільцевих сегментів, що мають можливість обміну пакетами між собою. Це дозволяє понизити навантаження на кожен сегмент і збільшити долю часу, що надається кожному абонентові.
В результаті можна сформувати розподілене кільце, тобто об'єднання декількох кільцевих сегментів одним великим магістральним кільцем (Рис. 1.9) або ж зоряно-кільцеву структуру з центральним комутатором, до якого підключені кільцеві сегменти (Рис. 1.10).
Рис.1.9. Об'єднання сегментів магістральним кільцем за допомогою мостів
Рис. 1.10. Об'єднання сегментів центральним коммутатором
Мережа Arcnet
Мережа Arcnet (чи ARCnet від англійського Attached Resource Computer Net, комп'ютерна мережа сполучених ресурсів) - це одна із старих мереж. Вона була розроблена компанією Datapoint Corporation ще в 1977 році. Міжнародні стандарти на цю мережу відсутні, хоча саме вона вважається родоначальницею методу маркерного доступу. Незважаючи на відсутність стандартів, мережа Arcnet до недавнього часу (у 1980 - 1990 г.г.) користувалася популярністю, навіть серйозно конкурувала з Ethernet. Велика кількість компаній (наприклад,
Datapoint, Standard Microsystems, Xircom та ін.) проводила апаратуру для мережі цього типу. Але зараз виробництво апаратури Arcnet практично припинене. Серед основних достоїнств мережі Arcnet в порівнянні з Ethernet можна назвати обмежену величину часу доступу, високу надійність зв'язку, простоту діагностики, а також порівняно низьку вартість адаптерів. До найбільш суттєвих недоліків мережі відносяться низька швидкість передачі інформації (2,5 Мбіт/с), система адресації і формат пакету.
В якості середовища передачі в мережі використовується коаксіальний кабель з хвилевим опором 93 Ом, приміром, марки RG - 62A/U. Варіанти з витою парою (екранованою і неекранованою) не отримали широкого поширення. Були запропоновані і варіанти на оптоволоконному кабелі, але і вони також не врятували Arcnet.
Як топологію мережа Arcnet використовує класичну шину (Arcnet - BUS), а також пасивну зірку (Arcnet - STAR). У зірці застосовуються концентратори (хабы). Можливе об'єднання за допомогою концентраторів шинних і зоряних сегментів в деревовидну топологію (як і в Ethernet ). Головне обмеження - в топології не повинно бути замкнутих шляхів (петель). Ще одне обмеження: кількість сегментів, сполучених послідовним ланцюжком за допомогою концентраторів, не повинна перевищувати трьох.
Концентратори бувають двох видів:
портів - від 4 до 64. Активні концентратори можуть з'єднуватися між собою (каскадувати).
Мережеві адаптери також бувають двох видів:
Низкоимпедансные адаптери відрізняються від високоімпедансу тим, що вони містять у своєму складі 93- омные термінаторів, що погоджують. При їх застосуванні зовнішнє узгодження не потрібно. У шинних сегментах низкоимпедансные адаптери можуть використовуватися як крайові для узгодження шини. Адаптери Високоімпедансу вимагають застосування зовнішніх 93-омных термінаторів. Деякі мережеві адаптери мають можливість перемикання із стану високоімпедансу в низкоимпедансное, вони можуть працювати і в шині, і в зірці. Таким чином, топологія мережі Arcnet має наступний вигляд (мал. 1.11).
Мал. 1.11. Топологія мережі Arcnet типу шина (B - адаптери для роботи в шині, S - адаптери для роботи в зірці)
При створенні складних топологий необхідно стежити за тим, щоб затримка поширення сигналів в мережі між абонентами не перевищувала 30 мкс. Максимальне загасання сигналу в кабелі на частоті 5 Мгц не повинне перевищувати 11 дБ. У мережі Arcnet використовується маркерний метод доступу (метод передачі права), але він дещо відрізняється від аналогічного в мережі Token - Ring. Ближче увесь цей метод до того, який передбачений в стандарті IEEE 802.4. Послідовність дій абонентів при цьому методі:
1. Абонент, бажаючий передавати, чекає приходу маркера.
2. Отримавши маркер, він посилає запит на передачу абонентові-приймачу інформації (запитує, чи готовий приймач прийняти його пакет).
3. Приймач, отримавши запит, посилає відповідь (підтверджує свою готовність).
4. Отримавши підтвердження готовності, абонент-передавач посилає свій пакет.
5. Отримавши пакет, приймач посилає підтвердження прийому пакету.
6. Передавач, отримавши підтвердження прийому пакету, закінчує свій сеанс зв'язку. Після цього маркер передається наступному абонентові по порядку убування мережевих адрес.
1.2 Порівняння найстаріших стандартних мереж;
У таблиці. 2.1 приведені характеристики класичних варіантів стандартних локальних мереж. Усістандартні мережі мають декілька варіантів, що відрізняються типом використовуваного кабелю, швидкостями передачі, допустимими розмірами мережі.
Основні характеристики мережі Ethernet:
> середовище передачі - коаксіальний кабель;
> швидкість передачі - 10 Мбіт/с;
> максимальна довжина мережі - 5 км;
> максимальна кількість абонентів - до 1024;
> довжина сегменту мережі - до 500 м;
> кількість абонентів на одному сегменті - до 100;
> метод доступу - CSMA/CD;
> передача вузькосмугова, тобто без модуляції (моноканал).
Основні технічні характеристики класичного варіанту мережі Token - Ring:
> максимальна кількість концентраторів типу IBM 8228 MAU - 12;
> максимальна кількість абонентів в мережі - 96;
> максимальна довжина кабелю між абонентом і концентратором - 45 метрів;
> максимальна довжина кабелю між концентраторами - 45 метрів;
> максимальна довжина кабелю, що сполучає усі концентратори - 120 метрів;
> швидкість передачі даних - 4 Мбіт/с і 16 Мбіт/с.
Для приєднання кабелів в Token - Ring використовуються роз'єми RJ - 45 (для неекранованої витої пари), а також MIC і DB9P. Дроти в кабелі сполучають однойменні контакти роз'ємів (тобто використовуються так звані "прямі" кабелі).
Основні технічні характеристики мережі Arcnet наступні.
Таблиця 2.1
Характеристики локальних мереж
|
Параметр мережі |
Ethernet |
Token – Ring |
Arcnet |
|
Стандарт |
IEEE 802.3 |
IEEE 802.5 |
Datapoint |
|
Топологія |
Шина |
Кільце |
Шина |
|
Швидкість передачі |
10 (100) Мбіт/с |
(16) Мбіт/с |
2,5 Мбіт/с |
|
Довжина мережі |
5 км |
120 м |
6 км |
|
Середовище Передачи |
Коксіальний Кабель |
Вита пара |
КоксіальК |
|
Метод управління |
CSMA/CD |
Маркер |
Маркер |
|
Код шифрування |
Манчестер |
Біфазний |
Arcnet |
|
Кількість абонентів |
До 1024 |
До 260 |
До 255 |
В данному розділі ми порівнювали найстаріші стандартні мережі Ethernet, Token – Ring, Arcnet.всі вони мють свої переваги та недоліки але вони займають свое місце серед сучасних мереж як основні. Багато різних підприємств, закладів, корпорацій, користуються данними типами мереж і сьогодні.
Глухівський агротехнічний інститут імені С. А. Ковпака Сумського НАУ
КУРСОВА РОБОТА
Сачка Дмитра Володимировича
КСМ КР5.05010201. 031. 013
2014
Дорохова Любима Олександровича
2014
Зм.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Аркуш
3
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Розробив.
Сачок Д.В.
Перевірив
Суровицький ММ
Реценз.
Н. Контр.
Затверд.
Найстаріші стандартні мережі та їх еволюція
Літ.
Аркушів
32
ГАТІ імені С.А.Ковпака СНАУ
зм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
13
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
15
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
16
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
17
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
18
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
19
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
20
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
21
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
22
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
23
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
24
КСМ КР 5.05010201. 031. 013
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
25
КСМ КР 5.05010201. 031. 013