Структура стандартов IEEE 802




Модель IEEE 802, ее соответствие эталонной модели OSI

В 1980 году в институте IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) был организован комитет 802 по стандартизации локальных сетей. Результатом его работы было принятие семейства протоколов IEEE 802, содержащих рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей.

Стандарты IEEE 802 охватывают только два нижних уровня семиуровневой эталонной модели OSI, а именно физический и канальный. Это связано с тем, что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей.

На физическом уровне модели IEEE 802 специфицируются также и различные типы носителей, то есть среда передачи, что не входит в определение физического уровня эталонной модели OSI.

В спецификации IEEE 802 канальный уровень (DLC) разделяется на уровень управления логическим каналом (Logical Link Control, LLC) и уровень управления доступом к носителю (Media Access Control, MAC).

Структура стандартов IEEE 802

Стандарты, разрабатываемые подкомитетом 802.1, носят общий для всех технологий характер. Именно в нём были разработаны общие определения локальных сетей и их свойств, определена связь эталонных моделей IEEE 802 и OSI.Также сюда входят стандарты межсетевого (internetworking) взаимодействия, описывающие взаимодействие между собой разных технологий, и стандарты построения более сложных сетей. Это, например, стандарт IEEE 802.1D, описывающий логику работы моста (коммутатора), стандарт IEEE 802.1Q, определяющий способ построения виртуальных локальных сетей (VLAN) в сетях на основе коммутаторов.

Включение уровня LLC в стандарт IEEE позволило определить стандартный интерфейс в уровне MAC, однако пользуются настоящим LLC (т.е. LLC Type 2) не так уж и много протоколов - SNA и NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface, расширенный пользовательский интерфейс NetBIOS), называемый также NetBIOS поверх LLC. Обычно применяются только заголовки LLC Type 1 в качестве заглушки (stub) для протоколов верхнего уровня. Стандартом LLC занимается подкомитет 802.2.

Стандарты 802.3, 802.4, 802.5 описывают технологии, созданные на основе фирменных технологий. Основу стандарта IEEE 802.3 составила технология Ethernet, разработанная компаниями DEC, Intel и Xerox. Стандарт IEEE 802.4 создан на основе технологии ArcNet фирмы Datapoint Corporation. Стандарт IEEE 802.5 базируется на технологии Token Ring компании IBM.

Исходные фирменные технологии и стандарты IEEE 802 в ряде случаев довольно долго существовали параллельно. Технология ArcNet так до конца и не была приведена в соответствие со стандартом IEEE 802.41. Из-за того, что IBM регулярно вносит усовершенствования в технологию Token Ring, периодически возникают расхождения между стандартом IEEE 802.5 и данной технологией.

 

9). Разделение канального уровня на два подуровня – LLC и MAC. Типы процедур уровня LLC. Стандарты семейства IEEE 802.X охватывают только два нижних уровня семи-уровневой модели OSI - физический и канальный. Это связано с тем, что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей. Старшие же уровни, начиная с сетевого, в значительной степени имеют общие черты как для локальных, так и для глобальных сетей. Специфика локальных сетей также нашла свое отражение в разделении канального уровня на два подуровня, которые часто называют также уровнями. Канальный уровень (Data Link Layer) делится в локальных сетях на два подуровня: - логической передачи данных (Logical Link Control, LLC); - управления доступом к среде (Media Access Control, MAC). Уровень MAC появился из-за существования в локальных сетях разделяемой среды передачи данных. Именно этот уровень обеспечивает корректное совместное использование общей среды, предоставляя ее в соответствии с определенным алгоритмом в распоряжение той или иной станции сети. После того как доступ к среде получен, ею может пользоваться более высокий уровень - уровень LLC, организующий передачу логических единиц данных, кадров информации, с различным уровнем качества транспортных услуг. В современных локальных сетях получили распространение несколько протоколов уровня MAC, реализующих различные алгоритмы доступа к разделяемой среде. Эти протоколы полностью определяют специфику таких технологий, как Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, l00VG-AnyLAN. Уровень LLC отвечает за передачу кадров данных между узлами с различной степенью надежности, а также реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем. Именно через уровень LLC сетевой протокол запрашивает у канального уровня нужную ему транспортную операцию с нужным качеством. На уровне LLC существует несколько режимов работы, отличающихся наличием или отсутствием на этом уровне процедур восстановления кадров в случае их потери или искажения, то есть отличающихся качеством транспортных услуг этого уровня. Протоколы уровней MAC и LLC взаимно независимы - каждый протокол уровня MAC может применяться с любым протоколом уровня LLC, и наоборот.. LLC предусматривает три типа услуг: · Передача без подтверждения и без установления логического канала · Передача с установлением логического соединения и с подтверждением доставки пакетов · Передача с подтверждением, но без установления логического канала
10)Компоненты физического уровня локальных сетей. Спецификации физической среды. Исторически первые сети технологии Ethernet были созданы на коаксиальном кабеле диаметром 0.5 дюйма. В дальнейшем были определены и другие спецификации физического уровня для стандарта Ethernet, позволяющие использовать различные среды передачи данных в качестве общей шины. Метод доступа CSMA/CD и все временные параметры Ethernet остаются одними и теми же для любой спецификации физической среды. Физические спецификации технологии Ethernet на сегодняшний день включают следующие среды передачи данных: - 10Base-5 - коаксиальный кабель диаметром 0.5 дюйма, называемый "толстым" коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента - 500 метров (без повторителей). - 10Base-2 - коаксиальный кабель диаметром 0.25 дюйма, называемый "тонким" коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента - 185 метров (без повторителей). - 10Base-T - кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Образует звездообразную топологию с концентратором. Расстояние между концентратором и конечным узлом - не более 100 м. - 10Base-F - оптоволоконный кабель. Топология аналогична стандарту на витой паре. Имеется несколько вариантов этой спецификации - FOIRL, 10Base-FL, 10Base-FB. Число 10 обозначает битовую скорость передачи данных этих стандартов - 10 Мб/с, а слово Base - метод передачи на одной базовой частоте 10 МГц (в отличие от стандартов, использующих несколько несущих частот, которые называются broadband - широкополосными). 11) Технология Ethernet. Метод доступа к передающей среде CSMA/CD. Ethernet - это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей. Общее количество сетей, использующих в настоящее время Ethernet, оценивается в 5 миллионов, а количество компьютеров, работающих с установленными сетевыми адаптерами Ethernet - в 50 миллионов. Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из вариантов этой технологии. В более узком смысле, Ethernet - это сетевой стандарт, основанный на технологиях экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году (еще до появления персонального компьютера). Метод доступа был опробован еще раньше: во второй половине 60-х годов в радиосети Гавайского университета использовались различные варианты случайного доступа к общей радиосреде, получившие общее название Aloha. В 1980 году фирмы DEC, Intel и Xerox совместно разработали и опубликовали стандарт Ethernet версии II для сети, построенной на основе коаксиального кабеля. Поэтому стандарт Ethernet иногда называют стандартом DIX по заглавным буквам названий фирм. На основе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE 802.3, который во многом совпадает со своим предшественником, но некоторые различия все же имеются. В то время, как в стандарте IEEE 802.3 различаются уровни MAC и LLC, в оригинальном Ethernet оба эти уровня объединены в единый канальный уровень. В Ethernet определяется протокол тестирования конфигурации (Ethernet Configuration Test Protocol), который отсутствует в IEEE 802.3. Несколько отличается и формат кадра, хотя минимальные и максимальные размеры кадров в этих стандартах совпадают. В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 имеет различные модификации - 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F. Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов физического уровня технологии Ethernet используется манчестерский код. Все виды стандартов Ethernet используют один и тот же метод разделения среды передачи данных - метод CSMA/CD.  
12. Время двойного оборота и распознавание коллизий в технологии Ethernet. Ограничение расстояния между станциями. Четкое распознавание коллизий всеми станциями сети является необходимым условием корректной работы сети Ethernet. Если какая-либо передающая станция не распознает коллизию и решит, что кадр данных ею передан верно, то этот кадр данных будет утерян. Из-за наложения сигналов при коллизии информация кадра исказится, и он будет отбракован принимающей станцией (возможно, из-за несовпадения контрольной суммы). Скорее всего, искаженная информация будет повторно передана каким-либо протоколом верхнего уровня, например транспортным или прикладным, работающим с установлением соединения. Но повторная передача сообщения протоколами верхних уровней произойдет через значительно более длительный интервал времени (иногда даже через несколько секунд) по сравнению с микросекундными интервалами, которыми оперирует протокол Ethernet. Поэтому если коллизии не будут надежно распознаваться узлами сети Ethernet, то это приведет к заметному снижению полезной пропускной способности данной сети. Для надежного распознавания коллизий должно выполняться следующее соотношение: Tmin >=PDV,где Тmin - время передачи кадра минимальной длины, a PDV - время, за которое сигнал коллизии успевает распространиться до самого дальнего узла сети. Так как в худшем случае сигнал должен пройти дважды между наиболее удаленными друг от друга станциями сети (в одну сторону проходит неискаженный сигнал, а на обратном пути распространяется уже искаженный коллизией сигнал), то это время называется временем двойного оборота (Path Delay Value, PDV). При выполнении этого условия передающая станция должна успевать обнаружить коллизию, которую вызвал переданный ее кадр, еще до того, как она закончит передачу этого кадра. Очевидно, что выполнение этого условия зависит, с одной стороны, от длины минимального кадра и пропускной способности сети, а с другой стороны, от длины кабельной системы сети и скорости распространения сигнала в кабеле (для разных типов кабеля эта скорость несколько отличается). Все параметры протокола Ethernet подобраны таким образом, чтобы при нормальной работе узлов сети коллизии всегда четко распознавались. При выборе параметров, конечно, учитывалось и приведенное выше соотношение, связывающее между собой минимальную длину кадра и максимальное расстояние между станциями в сегменте сети. В стандарте Ethernet принято, что минимальная длина поля данных кадра составляет 46 байт (что вместе со служебными полями дает минимальную длину кадра 64 байт, а вместе с преамбулой - 72 байт или 576 бит). Отсюда может быть определено ограничение на расстояние между станциями. Одно из таких ограничений связано с предельно допустимым затуханием сигнала. 13) Спецификации физической среды Ethernet. Правила построения сегментов Ethernet. Стандарты 802.3 физического уровня: · Определяет различные способы передачи 10BASE5 · Типы среды передачи 10BASE2 · Топологию сети 10BASE-T · Скорость передачи 10BASE-FL 10 – означает скорость передачи 10мегабит в секунду BASE – в основной полосе Последний элемент обозначает либо длину сегмента 5 – 500 метров (толстый коаксиальный кабель), 2-200 метров (тонкий коаксиальный кабель), либо тип линии связи. T-twisted витая пара, FL – оптоволокно.
Параметры 10BASE5 10BASE2 10BASE-F 10BASE-FL
Скорость передачи (мб/c)        
Способ передачи Манчестерский код Манчестерский код Манчестерский код Манчестерский код
Длина сегмента (м)        
Среда передачи КК Коаксиальный Кабель Витая пара Оптоволокно
Топология Шина Шина Звезда Звезда
Минимальное расстояние (М) 2.5 0.5 2.5 Нет ограничений
Число станций, которые можно включить в один сегмент     1024(общая) 1024(общая)
14.Форматы кадров канального уровня Ethernet. Максимальная производительность сети Ethernet. 1. Поле P (Preamble, преамбула) состоит из семи байт 10101010 и используется для синхронизации. Преамбула кадра Ethernet II содержит также полет SFD; 2. Поле SFD (Start of Frame Delimiter, разделитель начала кадра) имеет значение 10101011 и указывает на то, что следующий байт принадлежит заглавию кадра. 15.Методика расчета конфигурации сети Ethernet. Точные временные характеристики конфигурации сети PDV Path Delay Value Для расчетов используются значения величин задержек двойного времени пробега. Все данные в битовых интервалах. Левый сегмент это сегмент, в котором установлен передатчик, в котором начинается путь сигнала. Правый сегмент это сегмент, которым заканчивается путь сигнала, приемник. Промежуточный сегмент это сегмент, который располагается между приемником и передатчиком, левым и правым сегментами.
Тип сегмента Левый сегмент bt Промежуточный сегмент Правый сегмент Задержка среды на 1 метр максимальная длина в метрах
10BASE5 11,8 46,5 169,5 0,0866  
10BASE2 11,8 46,5 169,5 0,1026  
10BASE-T 15,3     0,113  
10BASE-FL 12,3 83,5 156,5 0,1  
FOIRL 7,8     0,1  
AUI       0,1026 2/48

 

Как видно из таблички с каждым сегментом связана постоянная задержка, которая зависит только сегмента и его положения на пути сигнала. Общее значение PDV будет равно сумме базовых значений, и переменных задержек связанных с длинной. PDV должно быть меньше 576.

Рассчитать 5 сегментов для тонкого кабеля, по 185 метров каждый:

PDV = 0,1026*185*5+11,8+169,5+46,5*3(промежуточные сегменты) = 415,7.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-29 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: