В.Г. Олифер Базовые технологии компьютерных сетей (ознакомительное качество) Высокое качество PDF, для печати :-)
Михаил Гук. Интерфейсы ПК. Справочник (ознакомительное качество) Высокое качество PDF, для печати :-)
Главная | Главная по Компьютерным сетям |
Предыдущая | Оглавление | Следующая
Глава 3. Типы кадров (часть2)
Спецификация группы IEEE 802.8 называется «Распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическому кабелю» (Fiber Distributed Data Interface - FDDI, часто произносится как «фидди»). Вопреки распространенному мнению будто данный стандарт является просто высокоскоростной сетью архитектуры Token Ring, FDDI принципиально отличается топологией, управлением и даже структурой маркера и кадра.
Во-первых, в отличие от сети Token Ring, которая использует метод доступа путем резервации/приоритета (priority/reservation access method), FDDI использует для управления доступом к среде протокол упорядоченной рассылки маркеров (timed-token protocol). В итоге более детерминистическая локальная сеть позволяет отказаться от использования в кадре поля управления доступом к среде.
Сеть FDDI стандарта IEEE 802.5 использует этот маркер для управления доступом к среде передачи данных. Кадр маркера состоит из преамбулы, начального ограничителя, поля управления кадром и конечного ограничителя (см. рис. 3.11).
Несущий данные кадр сети FDDI состоит из следующих полей:
n Поля преамбулы длиной в восемь октетов, обозначающей начало кадров.
n Начального ограничителя (Start-of-Frame) длиной в один октет, обозначающего начало содержимого кадра.
n Поля управления кадром, определяющего тип кадра, например маркер, MAC или LLC, кадр приоритета и т.п.
n МАС-адреса предполагаемого получателя длиной шесть октетов.
n МАС-адреса отправителя длиной шесть октетов.
n Поля данных переменной длины (максимальный размер ограничен 4478 октетами).
n Контрольной последовательности кадра длиной в четыре октета, используемой для проверки целостности кадра.
n Конечного ограничителя длиной в пол-октета (четыре бита).
n Поля статуса кадра длиной в три октета, которое, в свою очередь, состоит из трех подполей по одному октету: Error (ошибка), Address-match (соответствие адресу) и Copied (копия). Каждое поле может принимать значение «S» (Set - истина) или «R» (Reset - ложь).
Длина кадра IEEE 802.8 FDDI ограничена 4500 октетами, включая данные и все служебные компоненты.
На рисунке 3.12 изображен стандартный кадр FDDI. Как правило, он содержит один из двух подкадров: LLC или SNAP, ни один из которых не может превышать 4500 октетов в длину (преамбула не считается).
РИСУНОК 3.11. Кадр маркера IEEE 802.8 FDDI.
РИСУНОК 3.12. Кадр IEEE 802.8FDDI.
Структура кадра FDDI LLC
Путем введения уровня 802.2 LLC стандарт FDDI также поддерживает протокол управления логической связью LLC (см. рис. 3.13). Кадр LLC конструируется путем добавления трех полей к кадру 802.8 FDDI. Это поля DSAP, SSAP и служебное поле Control
Кадр FDDI LLC состоит из следующих полей:
n Поля преамбулы длиной в восемь октетов, обозначающей начало кадров. n Начального ограничителя (Start-of-Frame) длиной в один октет, обозначающего начало содержимого кадра. n Поля управления кадром, определяющего тип кадра, в частности, маркер, MAC или LLC, кадр приоритета и т.п. n МАС-адреса предполагаемого получателя длиной шесть октетов. n МАС-адреса отправителя длиной шесть октетов. n Поля данных переменной длины (максимальный размер ограничен 4478 октетами). n Контрольной последовательностью кадра длиной в четыре октета, используемой для проверки целостности кадра. n Конечного ограничителя длиной в пол-октета (четыре бита). n Поля статуса кадра длиной в три октета, которое, в свою очередь, состоит из трех подполей по одному октету: Error (ошибка), Address-match (соответствие адресу) и Copied (копия). Каждое поле может принимать значение «S» (Set - истина) или «R» (Reset - ложь). Кадр IEEE 802.8 FDDI может быть дополнен подкадром 802.2 LLC. Тогда перед полем данных вставляются поля DSAP, SSAP и служебное поле Control. Структура кадров FDDI SNAP Путем введения уровня 802.2 LLC стандарт FDDI также поддерживает протокол доступа к подсети связью SNAP. Кадр SNAP конструируется путем добавления к подкадру LLC поля идентификации протокола длиной в три октета и поля Туре длиной в два октета (см. рис. 3.14). Кадр FDDI SNAP состоит из следующих полей: n Поля преамбулы длиной в восемь октетов, обозначающей начало кадров. n Начального ограничителя (Start-of-Frame) длиной в один октет, обозначающего начало содержимого кадра. n Поля управления кадром, определяющего тип кадра, например, маркер, MAC или LLC, кадр приоритета и т.п. n МАС-адреса предполагаемого получателя длиной шесть октетов. n МАС-адреса отправителя длиной шесть октетов. n Подкадра SNAP длиной в пять октетов, состоящего из организационно-уникального идентификатора длиной в три октета и поля идентификации протокола длиной в два октета. n Поля данных переменной длины (максимальный размер ограничен 4473 октетами).
РИСУНОК 3.13. Кадр FDDI LLC.
РИСУНОК 3.14. Кадр FDDI SNAP.
n Контрольной последовательностью кадра длиной в четыре октета, используемой для проверки целостности кадра.
n Конечного ограничителя длиной в пол-октета (четыре бита).
n Поля статуса кадра длиной в три октета, которое, в свою очередь, состоит из трех подполей по одному октету: Error (ошибка), Address-match (соответствие адресу) и Copied (копия). Каждое поле может принимать значение «S» (Set - истина) или «R» (Reset - ложь).
Кадр IEEE 802.8 FDDI SNAP добавляет к кадру FDDI LLC поле организационно-уникального идентификатора длиной в три октета и поле Туре длиной в два октета сразу после заголовка LLC и перед данными. Эти поля учитываются при определении общей длины поля данных.
Группа IEEE 802.12 определила стандарт сети с пропускной способностью 100 Мбит/с, которая использует протокол приоритетов запросов (demand priority access method - DPAM), формат кадров Ethernet или Token King (не пугайтесь - не одновременно) и топологию звезды. В качестве среды передачи используются третья категория кабеля UTP из четырех витых пар, кабель STP, коаксиальный кабель пятой категории и волоконно-оптический кабель. Три уровня каскадных повторителей могут быть разнесены на расстояния до 100 метров. Диаметр сети может достигать 4000 футов (1200 метров).
Эта спецификация обеспечивает совместимость с протоколом SNMP путем использования переменных базы данных управляющей информации (Management Information Base - MIB), которые выглядят как MIB Ethernet и Token Ring. 802.12 MIB является базой данных, включающей в себя MIB для Ethernet и Token Ring.
Метод доступа представляет собой схему приоритетов запросов, поддерживающую метод «карусельного» обслуживания (round-robin arbitration method), в которой центральный повторитель регулярно опрашивает подключенные порты. Прослушивание осуществляется, чтобы определить порты, обратившиеся с запросом на передачу данных. После установления необходимости передачи повторитель определяет ее приоритет: высокий или нормальный. Приоритеты позволяют в срочном порядке обслужить «горящие» запросы на передачу данных, отложив на время обслуживание «нормальных» запросов полосы пропускания. Все порты, которые не передают данные или прервали трансляцию, генерируют сигнал «свободен».
Этот сигнал подавляется повторителем в том случае, если данная станция выбрана в качестве следующей в последовательности приоритетов для передачи данных. Если порт ничего не слышит, следовательно, сигнал «свободен» был обработан и порт начинает передавать данные.
Когда это происходит, повторитель уведомляет другие станции о том, что они могут получить входящее сообщение. Повторитель затем считывает адрес получателя пакета, просматривает таблицу конфигурации соединений и направляет пакет в соответствующий адресу получателя порт.
Центральный, или «корневой» («root»), повторитель контролирует приоритеты доменов. В этот процесс могут быть вовлечены три уровня каскадных концентраторов, что позволяет соединенным повторителям функционировать как один большой концентратор. Центральный повторитель пересылает весь трафик на каждый повторитель нижнего уровня. Все повторители нижнего уровня после передачи пакета, в свою очередь, опрашивают свои активные порты на предмет запроса.
Станции не имеют права передавать данные два раза подряд в том случае, если другие станции прислали запрос того же уровня. В то же время (это касается центрального повторителя) запрос высокого уровня не имеет права прерывать обслуживание запроса нормального приоритета. Повторители нижних уровней вынуждены обрабатывать в основном запросы нормальных приоритетов, поэтому запрос высокого приоритета может быть отложен. Чтобы гарантировать, что запрос не будет проигнорирован полностью, всем запросам нормального приоритета, ожидающим обслуживания более 250 мс, автоматически присваивается статус высокого приоритета.
Все описанные в этой главе кадры, а также поддерживающие их протоколы, представляют различные комбинации параметров производительности. Понимание преимуществ и недостатков каждого типа кадров позволит вам глубже вникнуть в принципы организации сетей.
Архитектуры Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet поддерживают скорость передачи данных 10, 100 Мбит/с или до 1 Гбит/с. Это семейство спецификаций использует различные физические уровни с прак-тически идеально взаимозаменяемым уровнем доступа к среде. Для поддержки принципиально отличающихся типов сред передачи достаточно внести на этом уровне минимальные изменения. Доступ к среде для этих трех спецификаций осуществляется с помощью хаотичного конкурирующего метода. Можно в значительной степени повысить производительность сети путем реализации этих протоколов посредством коммутаторов. Коммутаторы позволяют уменьшить размер конфликтующих доменов, не затрагивая размер широковещательного домена. В локальной сети 802.3 с портовой коммутацией размер конфликтного домена уменьшается до двух устройств: конечного устройства и порта подключенного концентратора. В итоге снижается актуальность вопросов, связанных с «общими» версиями этих спецификаций.
Благодаря применению детерминистического метода доступа архитектура Token Ring позволяет передавать данные со скоростью 4 и 16 Мбит/с и предсказывать интервал задержки. Кроме того, маркер имеет биты приоритета, установка которых позволяет своевременно передать критические данные в перегруженной сети.
Стандарт FDDI позволяет передавать данные со скоростью 100 Мбит/с. Топология стандарта имеет форму двух концентрических колец, передающих информацию в противоположных направлениях, что позволяет с некоторой избыточностью зарезервировать данные. Сеть FDDI можно рассматривать как «быстрое эстафетное кольцо», поскольку применяется детерминистический способ передачи маркера. Эта характерная особенность является общей для двух рассмотренных сетей.
Синхронизация сети FDDI и методология временного доступа отличают ее от сети Token Ring и предназначают для совсем иного круга приложений локальных сетей. Использование двух колец, передающих данные в противоположных направлениях, позволяет автоматически «компенсировать» ошибки передачи. В итоге сеть становится отказоустойчивой. Отрицательный эффект заключается в том, что в случае обрыва кабеля резко увеличивается время прохождения данных от исходной точки до точки назначения.
Сеть VG-AnyLAN позволяет использовать формат кадров Ethernet и Token Ring. Сеть становится независимой от среды передачи, позволяя использовать кабель UTP третьей категории с четырьмя витыми парами, кабель UTP или STP пятой категории или волоконно-оптический кабель с толщиной сердечника 62.5 микрон.
Одновременно осуществляется попытка скомбинировать передачу в основной полосе частот и широкополосную передачу с помощью протокола приоритетов запросов на доступ к среде передачи. Строго говоря, пакетам с критичной ко времени доставки информацией в первую очередь предоставляется доступ к полосе пропускания. Недостатком можно считать отсутствие механизма физического резервирования полосы пропускания.
Сеть VG-AnyLAN имеет два других потенциально важных ограничения. Во-первых, она требует использования четырех пар провода. В результате при переходе на этот стандарт пользователи сетей 10base-T вынуждены будут заменить проводку. Поэтому даже если старая проводка выполнена кабелем третьей категории, но между станциями не будет проложено по четыре пары провода, пользователи так и не смогут перейти на новый стандарт. Второе ограничение связано с тем, что вследствие использования различных методов доступа к среде возникают проблемы совместимости с «настоящим Ethernet».
Все локальные сети семейства стандартов IEEE 802 имеют собственную структуру кадров. Это структура основана на минимальном уровне общности, который может выполнить ретрансляцию кадров для сети другого типа. Стандарты 802 довольно тщательно разработаны, чего в нормальных рабочих условиях (даже при самом поверхностном понимании спецификаций) оказывается достаточно для эффективной работы.
Детали различных спецификаций, однако, могут предоставить неоценимую информацию. Несмотря на то, что этот уровень доступен для понимания только специалистам, за минимальную плату этой информацией могут воспользоваться все желающие. Это позволяет рассматривать типы кадров 802 в качестве промышленного стандарта и развивать другие технологии взаимодействия кадров с протоколами.
Как получить документацию IEEE
Чтобы заказать полные спецификации любых стандартов комитета 802, обратитесь к службе по работе с заказчиками организации IEEE, воспользовавшись следующими координатами:
Телефон: 1-800-678-IEEE (из США и Канады) или 908-981-1393 ФАКС: 1-908-981-9667 ТЕЛЕКС: 833233 Почтовый адрес:
IEEE Customer ServiceОрганизация IEEE принимает к оплате основные типы кредитных карточек. Материалы могут быть высланы наложенным платежом для:
n Членов организации IEEE
n Лиц, имеющих депозитный счет
n Правительственным и известным коммерческим организациям
n Организациям, уже заказывавшим документацию
Минимальная плата составляет $25, не считая расходы на доставку. Все платежи осуществляются в американской валюте через американские банки. Организация IEEE оставляет за собой право изменить цены без специального уведомления. В любом случае, прежде чем сделать заказ свяжитесь со службой IEEE.
Предыдущая | Оглавление | Следующая
Главная | Главная по Компьютерным сетям |