GeoSELECT.ru



Программирование / Реферат: Расширение локальных сетей (Программирование)

Космонавтика
Уфология
Авиация
Административное право
Арбитражный процесс
Архитектура
Астрология
Астрономия
Аудит
Банковское дело
Безопасность жизнедеятельности
Биология
Биржевое дело
Ботаника
Бухгалтерский учет
Валютные отношения
Ветеринария
Военная кафедра
География
Геодезия
Геология
Геополитика
Государство и право
Гражданское право и процесс
Делопроизводство
Деньги и кредит
Естествознание
Журналистика
Зоология
Инвестиции
Иностранные языки
Информатика
Искусство и культура
Исторические личности
История
Кибернетика
Коммуникации и связь
Компьютеры
Косметология
Криминалистика
Криминология
Криптология
Кулинария
Культурология
Литература
Литература : зарубежная
Литература : русская
Логика
Логистика
Маркетинг
Масс-медиа и реклама
Математика
Международное публичное право
Международное частное право
Международные отношения
Менеджмент
Металлургия
Мифология
Москвоведение
Музыка
Муниципальное право
Налоги
Начертательная геометрия
Оккультизм
Педагогика
Полиграфия
Политология
Право
Предпринимательство
Программирование
Психология
Радиоэлектроника
Религия
Риторика
Сельское хозяйство
Социология
Спорт
Статистика
Страхование
Строительство
Схемотехника
Таможенная система
Теория государства и права
Теория организации
Теплотехника
Технология
Товароведение
Транспорт
Трудовое право
Туризм
Уголовное право и процесс
Управление
Физика
Физкультура
Философия
Финансы
Фотография
Химия
Хозяйственное право
Цифровые устройства
Экологическое право
   

Реферат: Расширение локальных сетей (Программирование)


Содержание


Содержание 1

Введение 3

Локальные сети 3

Ethernet 4

Различия между форматами кадров в IEEE 302.3 и Ethernet 4

802.3 как развивающийся стандарт 5

Ethernet на волоконно-оптических кабелях 6

Высокоскоростные варианты сети Ethernet 7
Дуплексная Ethernet. 8
100-VG AnyLAN. 9
Высокоскоростной Ethernet, или 100BaseX. 11

Новые сетевые адаптеры, расширяющие возможности ЛВС 12

Распределенный волоконно-оптический интерфейс передачи данных (FDDI)
15

Основные компоненты сети FDDI 15

Интегрирование сетей FDDI с существующими ЛВС 17

Основные компоненты расширения ЛВС 17

Концентраторы 17
Конфигурируемые концентраторы 18
Модульные концентраторы 18

Мосты 19
Назначение мостов 21
Способы соединения ЛВС Ethernet и ЛВС Token Ring 22

Маршрутизаторы 24

Традиционные архитектурные решения 25

Распределенная сетевая магистраль (Distributed backbone) 25

Сосредоточенная сетевая магистраль (Collapsed backbone) 26

Гибридные межсетевые соединения (Hybrid backbones) 26

Ограничение роста 27

Коммутируемая Ethernet. 28
Коммутатор Ethernet BayStack 301 29
Модульный коммутатор BayStack 28200 31

Беспроводные ЛВС 31

Три разновидности беспроводных технологий 32

Инфракрасные ЛВС 34
Инфракрасные ЛВС в режиме прямой видимости 35
Инфракрасные ЛВС рассеянного излучения 35

АТМ в локальных сетях 35


Введение


Локальные вычислительные сети повсеместно расширяются и становятся
информационной основой предприятий. Но их быстрый рост неизбежно порождает
многие проблемы, попытки устранения которых ведут к пересмотру традиционных
взглядов на компьютерные сети.
Изменения в информационной политике и программном обеспечении требуют
от сетевого оборудования нового уровня производительности, адаптируемости,
гибкости и надежности. Современные сетевые решения должны сочетать высокую
производительность, возможность поддержки трафика мультимедиа и простоту
администрирования сетей.
Коммутируемые сети обещают продлить жизнь сетей, «возведенных» вчера, и
подготовить архитектурные решения дня завтрашнего. Современные сетевые
протоколы и архитектуры, такие как коммутация пакетов и асинхронный режим
доставки (АТМ - asynchronous transfer mode), способны обеспечить
масштабируемую производительность сетей, гибкую схему подключений и
являются основой сетевых технологий следующего столетия.
Вместе с сетями изменились и компьютеры. Теперь среднестатистический
компьютер располагает мощным графическим интерфейсом и вполне может
обрабатывать «живое» видео в реальном масштабе времени. Для презентаций,
разработки изделий (с помощью CAD/САМ-приложений) или обработки
рентгеновских снимков все чаще используются компьютеры, работающие в сети.
Но графические изображения содержат мегабайты данных, требуя для загрузки
значительного времени и, следовательно, «затормаживая» работу пользователя.
Вообще говоря, просмотр графических страниц уже лежит за пределами
возможностей традиционных сетевых технологий. Однако еще более тяжелым
испытанием для сети могут стать мультимедийные приложения. Видео, например,
требует высочайшей пропускной способности сети, ведь кадры (уже сами по
себе значительные по объему) должны поступать на экран через строго
определенные промежутки времени, обеспечивая тем самым «плавность»
воспроизведения.
Нельзя оставить без внимания и тенденции к более распределенной
организации взаимодействия между вычислительными системами. Если ранее 80%
сетевого трафика приходилось на взаимодействие типа «клиент/сервер» в
рамках одной локальной сети, то теперь все чаще, пользователь в поисках
необходимой ему информации вслед за ссылками перескакивает с одного сервера
на другой, при этом сетевая архитектура должна обеспечить пользователю
равноценный доступ к ресурсам. Также большую загрузку сети создает растущее
количество приложений, в основу которых положена идеология «каждый с
каждым» (peer-to-peer), - видеоконференции, «общий рабочий стол» и т.д.

Локальные сети


Локальная вычислительная сеть - это группа расположенных в пределах
некоторой территории компьютеров, которые совместно используют программные
и аппаратные ресурсы.
Сетевая архитектура соответствует реализации физического и канального
уровня модели ЭМВОС. Она определяет кабельную систему, кодирование
сигналов, скорость передачи структуру кадров топологию и метод доступа.
Каждой архитектуре соответствуют свои компоненты - кабели разъемы
интерфейсные карты кабельные центры и т. д.
Первое поколение архитектур обеспечивало низкие и средние скорости
передачи: LocalTalk - 230 кбит/с, ARCnet - 2,5 Мбит/с, Ethernet - 10
Мбит/с и TokenRing - 16 Мбит/с. Исходно они были ориентированы на
электрический кабель.
Второе поколение - FDDI (100 Мбит/с), ATM (25 и от 155 Мбит/с до 2,2
Гбит/с), Fast Ethernet (100 Мбит/с) в основном ориентировано на
оптоволоконный кабель.


Ethernet


22 мая 1973 года Роберт Метклаф, сотрудник Научно-исследовательского
центра фирмы Xerox в Пало-Альто, написал докладную записку с изложением
принципов, которые легли в основу нового типа ЛВС. В данном документе
впервые встречается слово ethernet. Вскоре IBM, Xerox и DEC взялись
реализовать новую сеть на своих мини-ЭВМ, а в сентябре 1980 года они
выпустили стандарт на эту сеть, которую сейчас называют Ethernet версии 1.
Вторая версия Ethernet увидела свет в ноябре 1982 года. Обе версии
используются до сих пор, причем между ними существуют различия и по
интерфейсу, и по уровням сигналов (состояние незанятости линии в версии 1
определяется по уровню 0,7 В, а в версии 2 - по уровню 0 В). При
проектировании новых и расширении старых ЛВС следует знать, что сетевые
адаптеры для Ethernet различных версий несовместимы между собой.
Название Ethernet первоначально использовалось для сетей, реализованных
в соответствии со стандартом версии 1, и лишь впоследствии распространилось
на другие его версии. В стандарте версии 1 определены: физическая среда
(толстый коаксиальный кабель), метод управления доступом (множественный
доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD - Carrier
Sense Multiple Access with Collision Detection)) и скорость передачи (10
Мбит/с). Кроме того, стандартом версии 1 регламентируется размер (от 75 до
1526 байтов), содержимое Ethernet-пакета и метод кодирования данных
(манчестерский код).
Вскоре после появления Ethernet в одном из комитетов Института
инженеров по электротехнике и радиоэлектроники (IEEE) началось обсуждение
вопроса о разработке международного неофициального стандарта на локальные
сети. Получившийся стандарт, а именно IEEE 802.3, настолько близок к
Ethernet версии 2 что его часто называют стандартом Ethernet, несмотря на
некоторые различия между ними.


Различия между форматами кадров в IEEE 302.3 и Ethernet


Рассмотрим формат кадра 802.3. Преамбула состоит из 56 битов. Это
последовательность чередующихся единиц и нулей, предназначенная для
синхронизации приемного тракта. Начальный разделитель кадра (10101011)
обозначает начало информационной части кадра. Адрес получателя и адрес
отправителя берутся из кадра LLC-уровня, в поле длины кадра указывается
число октетов (байтов) кадра, содержащегося в поле данных (от 46 до 1500
октетов). Если число октетов данных меньше минимального значения, то поле
данных дополняется необходимым числом октетов, образующих так называемое
поле заполнения. И, наконец, завершает кадр поле контрольной суммы,
содержащее информацию, необходимую для контроля ошибок.
Основное различие между кадром, отвечающим стандарту 802.3, и
традиционным Ethernet-кадром заключается в том, что в последнем отсутствует
двухбайтовое поле длины, в котором здесь нет необходимости, так как длина
является фиксированной. Вместо него в Ethernet-кадре имеется двухбайтовое
поле, используемое для указания типа протокола более высокого уровня (это
может быть, например, протокол TCP/IP), который используется для поля
данных. Совместное использование трансиверов Ethernet и 802.3 (устройств,
которые осуществляют фактическую передачу данных с сетевых интерфейсных
плат в физическую среду) приводит к ошибкам, потому что узлы как 802.3, так
и Ethernet неправильно интерпретируют сообщения, предназначенные для
устройств другого типа. Разводка выводов у трансиверов Ethernet и 802.3
также разная. Игнорирование этого различия часто приводит к перегрузке
узлов 802.3 при обработке широковещательных Ethernet-сообщений. Это следует
учитывать при расширении существующих сетей Ethernet или IEEE 802.3.


802.3 как развивающийся стандарт


Ethernet предполагает работу только с 50-омным коаксиальным кабелем,
тогда как стандартом 802.3 в настоящее время поддерживаются различные типы
соединений - по коаксиальному кабелю различных типов и по кабелю на витых
парах. Выбор кабеля зависит от рекомендованного максимального расстояния.
Так, одно время несколько поставщиков, среди которых была, в частности,
фирма AT&T, предлагали изделие под названием StarLAN. Этот вариант Ethernet
обеспечивал передачу данных со скоростью 1 Мбит/с на расстояние 500 м
(1Base5); но сейчас он уже не используется. Предельное расстояние для
толстого коаксиального кабеля (50 0м) - 500 м, поэтому стандарт 802.3
обозначают как 10Base5 (т.е. коаксиальный кабель (baseband coaxial cable)
со скоростью передачи 10 Мбит/с на расстояниях до 500 м ("толстый
Ethernet"). Тонкий коаксиальный кабель 10Base2, или "cheapernet" ("тонкий
Ethernet") обеспечивает передачу сигналов на 185 м, тогда как для
неэкранированной витой пары (UTP - Unshielded Twisted Pair) рекомендуется
расстояние до 100 м (10BaseT).
Старая спецификация StarLAN 802.3 для сети со скоростью 1 Мбит/с и
максимальной дальностью 500 м известна как 1Base5. Поскольку подкомитеты
комитета 802 IEEE по мере развития новых технологий продолжают свою работу,
не останавливаются в своем развитии и стандарты. Стандарты 802 определяют
многоуровневый набор протоколов, очень похожий на модель OSI (Open System
Interconnection), поэтому существует возможность дополнения уровня
управления доступом к среде передачи (MAC - Medium Access Control) без
внесения изменений в уровень управления логическим каналом (LLC - Logical
Link Control).

[pic]

Рис.1 Звездообразная топология 802.3


Ethernet на волоконно-оптических кабелях


В сети стандарта 802.3 можно использовать волоконно-оптические
кабельные системы. Главные их достоинства — устойчивость к любому виду
взаимных электрических помех и возможность обеспечить дальность связи.
Длина волоконно-оптического канала связи может составлять до 4,5 км. По
сообщениям фирмы Codenoll, которая является одним из ведущих поставщиков на
этом рынке, силами этой фирмы была успешно осуществлена инсталляция самой
большой в мире волоконно-оптической сети в штаб-квартире компании
Southwestern Bell (г. Сент-Луис, шт. Миссури, США). Эта сеть охватывает
помещения общей площадью полтора миллиона кв. футов на 44 этажах и состоит
из 3000 станций, соединенных 92 милями волоконно-оптического кабеля.
На каждой рабочей станции сети должна быть установлена NIC,
рассчитанная на передачу в соответствии со стандартом 802.3 по волоконно-
оптическому кабелю. Codenoll предлагает трансивер, который выполнен как
внешний, но следует, однако, отметить, что в такой сети принцип работы как
приемников, так и передатчиков в любом варианте исполнения одинаков:
передатчики преобразуют электрические сигналы в световые импульсы, а в
приемниках производится обратное преобразование оптических сигналов в
электрические.
Оптический шинный звездообразный ответвитель посылает оптические
сигналы всем станциям сети. Он представляет собой эквивалент концентратора
стандарта 10BaseT. Использование повторителей позволяет, во-первых,
увеличить расстояние, на которое передается информация, и, во-вторых,
реализовать "каскадные звезды" путем соединения оптических звездообразных
ответвителей. На рынке предлагаются различные модели этих ответвителей (в
этом легко убедиться на примере ассортимента изделий фирмы Codenoll):
коаксиальный - волоконнооптический, волоконнооптический -
волоконнооптический, коаксиальный - коаксиальный. Реальные
волоконнооптические кабели поставляются с уже смонтированными соединителями
и заменяют собой коаксиальные кабельные системы и витые пары. Схема сети
Ethernet на волоконной оптике представлена на Рис. 2.


[pic]
Рис.2 Волоконно-оптическая сеть Ethernet


Высокоскоростные варианты сети Ethernet


Многим фирмам, имеющим большие ЛВС типа Ethernet, уже пришлось
столкнуться с сетевым эквивалентом дорожной пробки. Как только процент
использования сети превышает 40%, ее пропускная способность падает и
начинают поступать жалобы от пользователей. Поэтому администраторы сетей
были вынуждены заняться поиском способов увеличения трафика, не требующих
ввода в эксплуатацию новых сетевых "автострад".



Дуплексная Ethernet.


В конце 1993 года фирма Kalpana внедрила дуплексную технологию
Ethernet. Эта сеть состоит из двух каналов со скоростью передачи 10 Мбит/с,
один из которых служит для приема, а другой - для передачи данных по
соединению точка-точка. На обоих концах дуплексного соединения данные могут
одновременно передаваться и приниматься по нуль-модемному кабелю, что в
сумме дает пропускную способность 20 Мбит/с. С коммутатором Kalpana на
скорости 20 Мбит/с может работать сервер с EISA-шиной и адаптером NetFlex-2
фирмы Compaq или сервер с шиной Micro Channel и адаптером EtherStreamer-32
фирмы IBM.
В сетях, реализованных по дуплексной технологии Ethernet, имеется
серьезное ограничение по производительности. Дело в том, что скорости,
близкой к 20 Мбит/с, в такой сети можно достичь только тогда, когда трафик
сбалансирован в обоих направлениях. А поскольку связь клиент-сервер в
большинстве случаев является односторонней, то чаще всего общая
производительность оказывается ниже ожидаемой. Однако дуплексные Ethernet-
адаптеры все же обеспечивают гораздо более высокую пропускную способность
даже в полудуплексном режиме, поэтому при использовании дуплексной Ethernet
общая эффективность сети все равно будет выше, и администраторам сетей
полезно об этом знать.
Дуплексная Ethernet - это коммутируемая специализированная версия
стандартной Ethernet, в которой каналы со скоростью передачи 10 Мбит/с
можно формировать в двух направлениях, чтобы добиться суммарной пропускной
способности 20 Мбит/с, Аппаратные средства для реализации этой технологии
на рынке присутствуют в широком ассортименте. Так, поскольку шина Micro
Channel фирмы IBM обеспечивает пакетный режим, IBM предлагает для
дуплексных Ethernet-сетей свои платы LANStreamer и EtherStreamer,
рекламируя их как наиболее удачные разработки в этой области. Фирма Texas
Instruments также проявляет интерес к дуплексной Ethernet, но ее разработки
существенно отличаются от изделий других поставщиков Ethernet. Предлагается
также совместная разработка фирм SynOptics и Kalpana: дуплексный коммутатор
встроен в концентраторы. Compaq тоже не обошла вниманием этот сегмент
рынка. Она предлагает свою плату NetFlex с микросхемами Texas Instruments.
Обилие предложений на рынке порождает серьезную проблему для
администраторов сетей. Она заключается в несовместимости упомянутых
аппаратных средств. Поэтому, несмотря на то, что разработками в данной
области занимается такая авторитетная фирма, как Cabletron, многие
поставщики заняли выжидательную позицию, т.к. пока неизвестно, проявят ли
интерес покупатели к этой версии технологии. Если только потребитель не
приобрел одну из интеллектуальных разработок типа предлагаемых фирмами
Cabletron и SynOptics, то ему, конечно же, не следует торопиться с
вложением средств в эту технологию, ибо она не обеспечивает приемлемой
совместимости в сетях масштаба предприятия. Кроме того, при стоимости около
$700 за порт дуплексная Ethernet по цене значительно превосходит Ethernet
со скоростью передачи 100 Мбит/с.


100-VG AnyLAN.


Основными разработчиками технологии 100BaseVG AnyLAN, по реализации
напоминающей комбинацию Ethernet и Token Ring со скоростью передачи 100
Мбит/с, работающей на неэкранированных витых парах (UTP) категорий 3-5,
являются фирмы Hewlett-Packard, AT&T и IBM. Эта технология в конечном итоге
стала стандартом IEEE 802.12. В спецификации 100-VG (Voice Grade, т.е.
"класс передачи речи") предусматривается поддержка волоконно-оптических
кабельных систем и экранированных витых пар (STP). Число потенциальных
потребителей этой технологии представляется достаточно большим, поскольку
многие сети Token Ring включают кабели на экранированных витых парах,
поэтому при переходе от Token Ring со скоростью 16 Мбит/c к 100-VG не
потребуется менять существущую кабельную системы.
В технологии 100-VG используется не традиционный для Ethernet метод
CSMA/CD, а другой метод доступа - обработка запросов по приоритету (demand
priority). В этом случае всем узлам сети предоставляется право равного
доступа. Концентратор опрашивает каждый порт и проверяет наличие запроса на
передачу, а затем разрешает этот запрос в соответствии с приоритетом.
Имеются два уровня приоритетов - высокий и низкий.
Система обработки запросов по приоритету работает на четырехпарных
кабелях из неэкранированных витых пар категорий 3, 4 и 5, на двухпарных
кабелях из экранированных витых пар (STP или IBM тип 1), а также на
одномодовых и многомодовых волоконно-оптических кабелях. Для передачи
данных по неэкранированным витым парам применяется технология квадратурного
кодирования (quartel coding). Данные разбиваются на четыре параллельных
потока, каждый из которых направляется по одной паре четырехпарного UTP-
кабеля. В каждой паре проводов для передачи двух битов информации за один
цикл применяется эффективная схема кодирования 5В6В NRZ (пять битов - шесть
битов без возвращения к нулю). Таким образом, квадратурное кодирование
позволяет передавать по четырехпарному UTP-кабелю 100 Мбит данных в
секунду, при этом частоты сигналов в отдельных витых парах сохраняются на
уровне не выше 25 МГц - гораздо ниже пределов, установленных Федеральной
комиссией по связи США.
Для того чтобы обеспечить передачу 100 Мбит данных в секунду по кабелю
на экранированных витых парах, данные в сети 100-VG AnyLAN разбиваются на
два параллельных потока. Этот метод позволяет воспользоваться преимуществом
сравнительно высокого уровня экранирования, который обеспечивает
экранированная витая пара, и передавать данные на более высоких частотах. В
результате скорость передачи 100 Мбит/с достигается всего на двух парах
проводов.
Как и в технологии 10BaseT, в 100BaseVG AnyLAN возможно каскадирование
концентраторов в пределах одной подсети и расширение конфигурации сети без
дополнительных мостов или иных компонентов. В каскадной конфигурации 100-VG
AnyLAN протокол обработки запросов по приоритету позволяет концентраторам
автоматически определять, подключены они к концентратору более высокого
уровня или нет. Получив запрос на передачу пакета из подключенного узла,
концентратор нижнего уровня направляет этот запрос в концентратор
следующего более высокого уровня. Концентратор верхнего уровня проводит
арбитраж этого запроса вместе с запросами, поступившими из других узлов и
концентраторов. После того как концентратор верхнего уровня подтвердит по
очереди прием каждого запроса, подтверждение направляется по каскаду в
концентратор нижнего уровня, который по его получении подтверждает прием
всех ожидающих запросов, а после этого возвращает управление концентратору
более высокого уровня. Когда концентратор нижнего уровня передаст
подтверждение в запросивший узел, последний начнет передачу пакета, имея
гарантию его бесконфликтного прохождения по всем подключенным
концентраторам данной подсети.
Таким образом, схема арбитража запросов по приоритетам позволяет
работать множеству концентраторов по принципу равного доступа и без
снижения эффективности сети. Как и 10BaseT, сеть 100-VG AnyLAN можно
сегментировать с помощью мостов и коммутаторов, обеспечивая таким образом
одновременную передачу пакетов в отдельных подсетях, что еще более
увеличивает полосу пропускания для отдельных узлов и серверов. Вариант
топологии сети 100-VG AnyLAN представлен на Рис. 3.

[pic]
Рис. 3. Топология сети 100-VG AnyLAN

Серьезными недостатками технологии 100-VG являются отход от
традиционного для Ethernet метода доступа CSMA/CD и ощутимый недостаток
совместимости с существующими сетями Ethernet. Если технология 100-VG
AnyLAN применяется для расширения работающей сети 10BaseT, то для
соединения подсетей 10BaseT и 100-VG AnyLAN необходим мост-согласователь
скоростей передачи. Этот мост буферизует высокоскоростные пакеты,
поступающие в менее скоростную сеть. Поскольку и в 10BaseT, и в 100BaseVG
AnyLAN можно использовать один и тот же формат Ethernet-пакета,
преобразования пакетов и других операций обработки не требуется.
Для расширения узлов 10BaseT их сетевые адаптеры необходимо заменить
адаптерами 100-VG AnyLAN. Прокладывать новый кабель не нужно. Можно
использовать тот же соединитель RJ-45 и те же неэкранированные витые пары,
которые применяются в ЛВС 10BaseT. Второй шаг по замене старых узлов
10BaseT узлами 100-VG AnyLAN состоит в отключении кабельных соединителей
узлов от портов концентратора 10BaseT в монтажном шкафу и подключении их к
портам концентратора 100-VG AnyLAN.


Высокоскоростной Ethernet, или 100BaseX.


Самой распространенной является спецификаци 100Base-TX, в соответствии
с которой сигналы передаютс по двум парам медных проводов - так называемым
неэкранированным витым парам (unshielded twisted pair, UTP) категории 5 -
или по экранированным витым парам (shielded twisted pair, STP) типа 1.
Друга спецификация, 100Base-TF, требует более дорогостоящего волоконно-
оптического кабеля; сейчас в продаже имеетс небольшое число изделий для
100Base-TF, предназначенных прежде всего для магистральных сетей. Треть
спецификация - 100Base-T4 - предусматривает применение медного провода
категорий 3, 4 или 5; когда мы готовили настоящий обзор, в продаже еще не
было концентраторов 100Base-T4, но к моменту его публикации на рынке должны
появиться первые изделия, соответствующие этой спецификации.
В сентябре 1992 года фирма Grand Junction предложила схему, позволяющую
достичь в Ethernet скорости передачи 100 Мбит/с с сохранением метода
доступа CSMA/CD. Такое решение означало бы, что имеющиеся в наличии
драйверы для Ethernet будут работать без изменений. В конце 1993 года, пока
комитет 802.3 IEEE все еще обсуждал спецификацию 100BaseX, начались первые
поставки этих изделий, после чего IEEE передал разработку окончательной
редакции спецификации своему комитету 802.30.
Предложение фирмы Grand Junction по высокоскоростной технологии
Ethernet реализуется на уровне управления доступом к среде передачи (MAC)
протокола CSMA/CD в комбинации с уровнем зависимости от физической среды
(PMD — Physical Medium Dependent) стандарта ANSI ХЗТ9.5. Для реализации
необходимы две пары UTP-кабеля класса передачи данных. В результате
достигается повышение частоты передачи пакетов без изменения структуры
самих пакетов.
Главное преимущество технологии 100BaseX перед другими методами
реализации 100-Мбит/с версий Ethernet заключается в том, что степень ее
совместимости с существующими сетями Ethernet позволяет интегрировать ее в
эти сети с помощью мостов либо двухскоростных сетевых адаптеров. С
серьезной проблемой могут столкнуться только те администраторы сетей,
которые не имеют в своем распоряжении уже приложенных проводов категории 5.
Ожидается, что спросом будут использоваться интеллектуальные концентраторы,
обеспечивающие работу Ethernet и на 10, и на 100 Мбит/с. Скорее всего,
администраторы сетей предпочтут не приобретать адаптерные платы со
скоростью передачи 100 Мбит/с сразу для всех узлов, а сначала используют
высокоскоростной Ethernet для соединения серверов.
Быть может, самым важным фактором, который необходимо принимать во
внимание при расширении сети, является кабельная система. Во многих зданиях
старой постройки кабельная разводка выполнена неэкранированными витыми
парами категории 3, которые не смогут работать с рассмотренными здесь
изделиями 100Base-TX. Если в здании именно така разводка, то придется
либо заменить ее на кабель категории 5, либо использовать изделия 100Base-
T4, которые будут работать и с витыми парами категории 3.
Кроме того, нужно помнить, что не все правила, относящиеся к
стандартным сетям Ethernet, применимы дл сетей Fast Ethernet. В частности,
ограничения на длину соединений и правила последовательного соединени
концентраторов гораздо жестче: в цепочку можно включить только два
последовательно соединенных концентратора, причем расстояние между
оконечными узлами не должно превышать 205 м (в обычной Ethernet -
соответственно четыре концентратора и 2500 м). Если такие ограничени на
кабельную разводку вас не устраивают, можно рассмотреть два варианта - либо
применять издели 100VG-AnyLAN, либо остановить свой выбор на изделиях,
отвечающих стандарту 100Base-FX Fast Ethernet, предусматривающему
использование волоконно-оптического кабеля.
И наконец, хотя Fast Ethernet мало отличается от обычной спецификации
Ethernet, это все-таки не одно и то же. Поэтому вам придется найти способ,
как подключить группы, работающие в сети Fast Ethernet, ко всей остальной
сетевой инфраструктуре. Проще всего сделать это с помощью моста-
концентратора, который обеспечит все необходимые соединения между
существующим сегментом Ethernet и новой сетью Fast Ethernet.


Новые сетевые адаптеры, расширяющие возможности ЛВС


С развитием сетевых технологий возникла необходимость проведения
операций с большими объемами информации (с корпоративными базами данных), а
также использования в ЛВС систем видеоконференций и мультимедиа.
Все это требовало поиска возможностей увеличения производительности
компьютерных сетей. Когда спокойно текущий трафик ЛВС превратится в
стремительный поток, вам придется ускорить свою сеть, чтобы сервер не стал
для него плотиной. Решение проблемы - Fast Ethernet, сетевой стандарт,
предусматривающий скорость передачи данных 100 Мбит/с и ориентированный на
системы, требующие высокой пропускной способности: базы данных с
архитектурой "клиент-сервер", мультимедиа, видеоконференции. Адаптеры
10/100 идеально подходят для того, чтобы уже сейчас заложить основу дл
будущего перехода на Fast Ethernet, не затрагива пока существующей
кабельной системы, концентраторов и коммутаторов Ethernet.
Поскольку одновременный переход крупной организации на новые
высокопроизводительные сетевые стандарты для большинства из них оказывался
невозможным по финансовым причинам, разработчики сетевых аппаратных средств
в течение последних двух лет работали над тем, как одновременно добиться
повышения производительности уже существующих сетей Ethernet и обеспечить
при этом возможность постепенного перехода к "быстрым" 100-Мбит/с сетям.
Были предложены разнообразные технологии, например коммутации и
микросегментации сетей, однако на практике, особенно с активным внедрением
архитектуры клиент-сервер, оказывалось, что именно сервер ЛВС во многих
случаях является причиной существования "узких мест" в сети, снижая ее
пропускную способность.
В традиционной модели вычислений файловый сервер, на котором хранится
большая часть приложений и данных, осуществляет пересылку приложения по
запросу на рабочую станцию пользователя, где приложение и исполняется.
После того как такая пересылка осуществлена, для работы пользователя уже не
требуется частое осуществление операций ввода-вывода и, следовательно,
обращений сервера к установленному на нем сетевому адаптеру.
Технология же клиент-сервер использует в полной мере не только
вычислительную мощность процессора, но и пропускную способность сети. В
технологии клиент-сервер приложение исполняется на самом сервере, а на
сделавшую запрос рабочую станцию пересылаются только результаты. С
увеличением частоты запросов возрастает не только объем вычислений, но и
число операций ввода-вывода. В определенный момент достигается своего рода
"пик", после которого объем передаваемой по сети информации остается
практически постоянным. Таким образом, технология клиент-сервер предъявляет
повышенные требования не только к быстродействию ЦП и шины ввода-вывода
сервера, но и к производительности сетевого адаптера. В результате именно
сетевой адаптер стал одним из главных объектов для различных
технологических усовершенствований и доработок, суть которых можно свести к
двум "золотым правилам":
1.Сетевой адаптер должен работать со скоростями передачи данных,
сравнимыми с быстродействием ЦП и внутренней шины ввода-вывода сервера (или
рабочей станции).
2.Адаптер должен обрабатывать и передавать запросы и ответы, посылаемые
и получаемые от большого числа рабочих станций и сетевых устройств,
оснащенных аналогичными адаптерами.
Кроме того, к современным сетевым адаптерам предъявляются такие
требования, как поддержка технологии Plug and Play, возможность работы с
различными операционными системами, изменени параметров их конфигурации без
отключения компьютера от сети и др.
Новое поколение адаптеров EtherExpress, разработанных фирмой Intel для
систем на базе процессоров Intel 486 и Pentium, позволяет не только
повысить пропускную способность сети, но и облегчить управление ею.
Рассмотрим более подробно три модели сетевых адаптеров Intel: EtherExpress
PRO/10, EtherExpress PRO/100 и EtherExpress Flash32.
Фирме Intel удалось добиться существенного - до 30% по сравнению с
предыдущими моделями - роста производительности этих адаптеров благодаря
следующим оригинальным техническим решениям:
•реализации параллельной обработки сетевых пакетов; •использованию 32-
бит драйвера;
•увеличению буферной памяти адаптера до 32 Кбайт.
Параллельная обработка данных, применяемая Intel, позволяет адаптерам
EtherExpress PRO копировать пакеты данных из памяти компьютера и
одновременно передавать их в сеть, не дожидаясь получения всего пакета.
Приходящие из сети пакеты также записываются в буфер адаптера и
одновременно копируются в память компьютера, гарантируя эффективное
использование центрального процессора и увеличивая общую производительность
системы.
Сочетание параллельной обработки данных с увеличенным буфером (32
Кбайт) позволяет достигать наибольшей производительности в сетях с
интенсивным трафиком.
Наконец, 32-разрядный порт ввода-вывода, используемый в адаптерах
EtherExpress PRO, уменьшает нагрузку центрального процессора и оптимизирует
обмен информацией между адаптером и локальной памятью.
Автоматическое программное конфигурирование адаптера, не требующее
монтажа перемычек и "щелчков" переключателей и включающее установку
виртуальных загружаемых модулей Novell VLMs - Virtual Loadable Modules),
гарантирует простоту подсоединения адаптера к сети.
Централизованное управление каждым сетевым ПК осуществляется с помощью
встроенного ПО, включающего в себя пакет FlashWorks и программу поддержки
DMI (Desktop Management Interface). Пакет FlashWorks 1.6, поставляемый
только с адаптерами Intel, позволяет осуществлять централизованное
обновление драйверов, при котором новые версии системных драйверов
автоматически загружаются во флэш-память каждого установленного в сети
адаптера с помощью специальной утилиты. Поэтому администратору ЛВС будет
достаточно установить новые драйверы только на файловый сервер. Следует
отметить, что во флэш-памяти адаптера сохраняется истори последних пяти
изменений конфигурации аппаратного и программного обеспечения. Это
позволяет администратору ЛВС вернуться к старой конфигурации сети при
обнаружении каких-либо конфликтов вновь установленных драйверов с
программным или аппаратным обеспечением.
Другой возможностью адаптеров EtherExpress PRO является антивирусная
защита, которая осуществляется до загрузки операционной системы сервера или
рабочей станции и включает в себя автоматическое сканирование жестких
дисков компьютеров и удаление вирусов, обнаруженных в секторе начальной
загрузки.
Адаптер EtherExpress Flash 32 используется в компьютерах с шиной EISA.
Он работает в режиме главного абонента шины со встроенным программным
обеспечением FlashSet и FlashStart, упрощающим установку в сетях Novell.
Адаптер оснащен 32-разрядным процессором фирмы Intel с внутренним
четырехканальным контроллером DMA 82596 Ethernet. Высокоскоростной обмен
данными во врем операций чтения/записи данных обеспечивает 32-разрядный
прямой доступ к системной памяти главного компьютера.
Адаптеры EtherExpress PRO/100 в отличие от EtherExpress PRO/10
поддерживают стандарты как 10BaseT (10 Мбит/с), так и 100BaseTХ (100
Мбит/с), что особенно важно при использовании их в сетях, где установлены
коммутаторы и некоторые узлы сети работают в режиме передачи данных со
скоростью 100 Мбит/с, а остальные - 10 Мбит/с.
Для увеличения производительности сети адаптеры предусматривают так
называемую динамическую передачу, т. е. могут передавать многочисленные
кадры Ethernet последовательно, без временной паузы по окончании каждого
кадра. Все адаптеры EtherExpress PRO/100 могут работать в режиме 32-
разрядного главного абонента шины, что позволяет оптимизировать передачу
данных из компьютера в сеть и из сети в компьютер. В них использована
технология прямого доступа к шине, позволяющая избежать временного хранения
и перекопирования данных. Наиболее мощной моделью семейства PRO/100
является "интеллектуальный" адаптер PRO/100 Smart . Он оснащен RISC-
процессором Intel i960, который позволяет резко уменьшить загрузку ЦП
компьютера, а также содержит собственную 2-Мбайт оперативную память.
Адаптер EtherExpress PRO/100 Smart сертифицирован компанией Novell в
качестве MSL-адаптера, т. е. адаптера, применяющегося для связи и
синхронизации работы "зеркальных" серверов в отказоустойчивой сетевой
операционной системе Novell NetWare SFT III.



Распределенный волоконно-оптический интерфейс передачи
данных (FDDI)


Размышления над тем, как повысить производительность сети, являются
постоянным источником головной боли для администраторов сетей. Причина -
существование не только 100-Мбит/с Ethernet, но и АТМ (Asynchronous
Transfer Mode - асинхронного режима доставки, рассматриваемый ниже). На
сегодняшний день самым быстрым и не требующим больших затрат решением
продолжает оставаться распределенный волоконно-оптический интерфейс
передачи данных (FDDI), предложенный Американским национальным институтом
стандартов (ANSI). FDDI обеспечивает передачу данных со скоростью 100
Мбит/с между узлами, рабочими станциями и концентраторами на расстояние до
двух километров.
В 1994 году примерно 30 фирм предлагали компоненты для FDDI: мосты,
маршрутизаторы, шлюзы и концентраторы. В изделиях стандарта FDDI имеются
оптические преобразователи на светодиодах, работающие на длине волны 1300
нм. Применяется многомодовый волокно-оптический кабель со ступенчато
изменяющимся показателем преломления; диаметр световода составляет 62,5
мкм, а диаметр оболочки - 125 мкм. Волоконно-оптические версии FDDI все еще
очень дороги. Во многих случаях определяющими факторами при выборе этой
технологии являются расстояние между связываемыми узлами и степень защиты.
Оптическая передача по волоконно-оптическому кабелю делает данные
практически неуязвимыми для помех от расположенной рядом техники и для
попыток перехвата.


Основные компоненты сети FDDI


Стандарт FDDI определяет перечень компонентов сети, который включает
однократно подключенную станцию (SAS - Single Attached Station), двукратно
подключенную станцию (DAS - Dual Attached Station) и концентраторы
проводных линий. Соединения однократно подключенных станций с
концентраторами имеют топологию звезды (рис. 4). В роли концентраторов
могут выступать мэйнфреймы, мини-компьютеры и высокопроизводительные
рабочие станции. Разрыв кабеля однократно подключенной станции не выведет
из строя всю сеть, потому что концентратор осуществит обход этой станции и
продолжит передачу и прием информации.
[pic]

Рис. 4 Сеть FDDI на двойном кабеле

Такие концентраторы весьма привлекательны для системных интеграторов,
потому что позволяют подключать к сети от 4 до 16 станций с гораздо
меньшими затратами, чем при использовании двукратно подключенных
интерфейсов. Кроме того, подключенные к концентраторам устройства можно
отключать без какого-либо ущерба для сети в целом. Двукратно подключенное
устройство в случае прекращения работы может оказать отрицательное влияние
на сеть FDDI, потому что сеть посчитает его неисправным и попытается решить
эту проблему путем "заворачивания" (на этом явлении мы остановимся ниже).
Многие промышленные эксперты полагают, что в структурах сетей FDDI
концентраторы будут использоваться для компьютеров PC и других рабочих
станций, а более дорогие, но устойчивые к системным отказам интерфейсы
двукратного подключения - для мини-компьютеров и мэйнфреймов.
Для подсоединения двукратно подключенных станций в сети FDDI
используется двойной кабель. Интерфейс двукратного подключения обеспечивает
отказоустойчивость системы благодаря своей избыточности. В случае разрыва
кабеля сеть выполняет "заворачивание" - включает второе кольцо для обхода
отказавшей станции. Сеть продолжает работать, но ее производительность
падает. Некоторые поставщики предлагают интерфейсы двукратного подключения
с оптическим обводным кабелем, чтобы соединение левой части с ее правой
частью не пропадало даже при разрыве кабеля.


Интегрирование сетей FDDI с существующими ЛВС


Основными средствами объединения сетей FDDI с существующими ЛВС
являются мосты с инкапсуляцией данных, транслирующие мосты, мосты с
маршрутизацией от источника.
Метод инкапсуляции данных, используемый такими фирмами, как Fibronics
Inc., позволяет упаковывать данные в формат FDDI по особым алгоритмам.
Пакет берется из ЛВС и для прохода по кольцу FDDI инкапсулируется
(упаковывается) в FDDI-пакет. Инкапсулирующий мост на стороне приема
деинкапсулирует пакет и отправляет его по назначению. В процессах
инкапсуляции и деинкапсуляции применяются собственные алгоритмы, вследствие
чего инкапсулирующие мосты различных фирм-поставщиков являются
несовместимыми с мостами других фирм.
Транслирующие мосты, предлагаемые такими фирмами, как, например, Fiber-
Corn Inc., выполняют переадресацию данных методом, не зависящим от
протоколов. Транслирующий мост берет пакет из ЛВС (Ethernet, к примеру) и
Преобразует его в протокол FDDI. В пункте назначения второй мост
преобразует протокол FDDI обратно в протокол исходной ЛВС (или другой
протокол).


Основные компоненты расширения ЛВС


Современные компьютерные сети состоят из нескольких базовых
компонентов: концентраторов (hubs), объединяющих компьютеры (ПК, рабочие
станции, серверы) в локальные сети; мостов (bridges), расширяющих
возможности локальных сетей по подключению большего числа компьютеров;
маршрутизаторов (routers), объединяющих локальные сети, управляющих потоком
данных и повышающих безопасность сетей. Вместе эти компоненты, каждый из
которых разработан для эффективного решения определенной сетевой проблемы,
создают полный ансамбль устройств для построения сетей любого масштаба.

Концентраторы


Изначально локальная сеть предполагала применение кабеля, соединяющего
между собой компьютеры. Кабель в этом случае выполняет роль своеобразного
«эфира», который компьютеры используют для передачи сообщений. МДС-адреса
(media access addresses) в пакетах - порциях информации, передаваемых
компьютерами, - определяют источник и приемник этой информации. Сообщения,
переданные «в эфир», слышат все компьютеры, а МАС-адреса позволяют им
разобраться, кому эти сообщения предназначались. Никаких специальных
процедур по резервированию или подготовке канала к передаче не требуется -
только «говори и слушай». Простота сетей, построенных на таком
«широковещательном» принципе, определила их повсеместное распространение.
Однако с ростом сети обслуживание ее усложняется (при необходимости
подключить новый компьютер приходится проводить довольно сложные кабельно-
монтажные работы), а надежность такой сети стремительно падает (локализация
вышедшего из строя сегмента кабеля часто оказывается сложной, а порой и
невыполнимой задачей).
Концентраторы, пришедшие на смену «общему» кабелю, создали гораздо
более гибкую и удобную основу для построения локальных сетей. Концентратор
работает как «повторитель» (первый уровень OSI-модели), передавая сигнал,
поступивший на один из портов, без изменения на остальные порты.
Следовательно, каждый компьютер «слышит» весь трафик в сети, как если бы
это была «широковещательная» сеть с общим кабелем. Все разъемные соединения
оказываются сосредоточенными в одном месте, упрощая тем самым подключение
дополнительных рабочих мест в сеть.
Но концентраторы не решают проблему увеличения полосы пропускания сети
- с ростом количества компьютеров увеличивается и количество пакетов в
«эфире», что ведет к росту коллизий (наложений пакетов один на другой) и
соответственно к замедлению работы сети в целом. Многосегментные
концентраторы помогают устранить «узкие места», расщепляя сеть на сегменты.
Рабочие станции в рамках одного сегмента конкурируют между собой за общую
среду передачи данных, не мешая станциям в другом сегменте. Таким образом,
общая пропускная способность сети увеличивается практически кратно числу
сегментов. Поскольку каждый сегмент в многосегментном концентраторе
является независимым, то для их совместной работы требуется мост,
коммутатор или маршрутизатор для передачи пакетов из одного сегмента в
другой, что, в свою очередь, приводит к росту накладных расходов -
увеличивается стоимость подключения и время передачи пакета между
сегментами. Кроме того, возникает проблема конфигурирования таких систем.
Как наиболее оптимальным образом разбить станции по сегментам? Какие
приложения предполагают подключение клиента и сервера в рамках одного
сегмента? Кому задержка передачи данных через коммутатор или мост не
повредит? Но к тому моменту, когда ответы на эти и подобные вопросы
получены, в сети происходит еще что-нибудь, что требует дополнительной
переконфигурации сетевого оборудования. И поскольку все порты жестко
привязаны к кабельной системе, работа администратора сводится к бесконечным
путешествиям к месту установки концентратора для проведения необходимой
перекоммутации сети.

Конфигурируемые концентраторы

В этом смысле конфигурируемые концентраторы значительно облегчают
работу администратора. Порты таких концентраторов назначаются различным
сегментам программным путем. Благодаря этому администратор получает
возможность перемещать порты между сегментами с системной консоли с помощью
«мыши»; «захватил» порт мышкой, перенес его в другой сегмент - вот и вся
работа.

Модульные концентраторы

Модульные концентраторы - это отдельные сетевые устройства (Ethernet- и
Token Ring-концентраторы или серверы дистанционного доступа) в корпусах
небольшого размера, которые можно устанавливать друг на друга на столе или
в стойку. Каждый модульный блок может работать независимо или соединяться с
другими общим кабелем - образуя при этом единый комплекс, которым можно
управлять с одного рабочего места. В одной такой системе могут совмещаться
устройства различных типов, например коммутаторы, маршрутизаторы и ATM-
модули.
Модульные блоки по сравнению с выполненными на шасси имеют умеренную
цену. Модульный концентратор с SNMP-управлением на 12 портов обойдется от
60 до 75 долл. за порт. Поскольку все изготовители предоставляют
возможность использовать только один управляемый повторитель для каждой
модульной системы, цена одного порта с ростом числа клиентов уменьшается.
(Дл сравнения: шасси с конфигурацией на 300 портов стоит около 175 долл. за
порт; автономный Ethernet-концентратор на 8 портов фирмы Kingston
Technologies стоит примерно 30 долл. за порт и не содержит средств
управления.)
Но почему бы просто не покупать для создания сети лучшие в своем классе
устройства? Ответ: такой гетерогенный подход лишает вас централизованной
платформы управления. Поскольку каждый изготовитель поставляет собственный
пакет для управления, вам придется, чтобы извлечь максимум возможностей из
каждого устройства, работать со всеми такими пакетами. В то же время
модульные концентраторы представляют платформу, с которой вся система
выглядит как единое целое. Каждый порт рассматривается и управляется как ее
часть.
Устройства, выполненные на шасси, обеспечивают соединение
концентраторных плат и управление ими с помощью общей соединительной
панели. Некоторые изготовители шасси, например Bay Networks (Synoptics),
используют для управления установленными на шасси концентраторами
специальную шину управления. В модульных системах используется похожий, но
не идентичный подход. Поскольку каждый концентратор может работать как
автономное устройство, способ их соединения между собой зависит от
предпочтений конструкторов.
Наращиваемые модульные системы - прекрасный вариант для небольших,
средних и крупных сетей, особенно тех, которые работают с удаленными
офисами или пользователями. Их низкая цена, универсальность и простота
установки обеспечивают легкий путь модернизации и перехода к более крупным
и быстродействующим сетям. Даже администраторы сетей с большими центрами,
работающими с концентраторами на шасси, могут счесть модульные системы
отличным способом заполнения "пробелов".


Мосты


Все сети, за исключением самых крошечных, состоят из более чем одного
сегмента. Делается это либо для достижения большей удаленности между
конечными станциями, либо для увеличения пропускной способности сети. Чтобы
компьютеры могли обмениваться сообщениями так, как если бы они были
соединены одним кабелем, сегменты, в которых находятся компьютеры,
соединяются друг с другом через мосты или маршрутизаторы.
Мост состоит из аппаратных и программных средств, необходимых для
связывания в одну интерсеть двух отдельных ЛВС, или подсетей, расположенных
в одным месте. Мост самого простого типа анализирует 48-битовое поле адреса
пункта назначения пакета и сравнивает этот адрес с таблицей, в которой
указаны адреса всех рабочих станций данного сегмента сети. Если адрес не
соответствует ни одному из указанных в таблице, мост передает пакет в
следующий сегмент. Эти простые мосты продолжают передавать пакеты, переход
за переходом, до тех пор, пока они не достигнут сегмента сети, содержащей
компьютер с указанным адресом пункта назначения. Мосты, участвующие в таком
процессе анализа таблиц адресов и передачи пакетов, называются прозрачными
мостами. Этот метод используется во всех Ethernet-мостах и в некоторых
мостах в сетях Token Ring. Принцип работы моста такого типа показан на
рис.5.

[pic]


Рис. 5 Простой прозрачный мост

Некоторые мосты создают собственные таблицы сетевых адресов. Такие
мосты проверяют адрес отправителя и адрес получателя каждого пакета,
передаваемого в те ЛВС, к которым они подключены. Затем они строят таблицы
адресов, в которых перечисляются адреса отправителей пакетов их сети,
Имеющих соответствующий этой сети номер. После этого мосты сверяют адреса
получателей пакетов с адресами отправителей. Обнаружив совпадение, мост
фильтрует пакет и посылает его По сети дальше; станция-адресат распознает
свой адрес и копирует этот пакета свою память. Если совпадения нет, пакет
продвигается, т.е. ему позволяется перемещаться через мост в следующий
сегмент сети. Широковещательные и групповые пакеты продвигаются всегда,
поскольку их поля адресов получателей никогда не используются как адреса
отправителей.
Мосты "не понимают" протоколов более высокого уровня и не связаны с
ними. Они функционируют на подуровне управления доступом к среде передачи
(MAC) канального уровня модели OSI и отстоят далеко от протоколов верхних
уровней типа XNS и TCP/IP. Если обе сети соответствуют стандартам
управления логическим каналом IEEE 802.2, то мост может их связать
независимо от различий в средах передачи и методах доступа. Как станет ясно
из дальнейшего рассмотрения, это значит, что фирмы могут соединять мостами
свои сети Ethernet, сети Token Ring и ЛВС стандарта 802.3, используя
100BaseX Ethernet на витых парах класса передачи данных, 10BaseT Ethernet
на неэкранированных витых парах или тонкий коаксиальный кабель cheapernet.


Назначение мостов


При проектировании сетей мосты являются необходимыми элементами, потому
что с их помощью обеспечивается повышение эффективности, безопасности и
дальности. Чаще всего мосты устанавливают в целях повышения эффективности.
Мосты могут фильтровать пакеты согласно предварительно заданным критериям
оптимизации, поэтому администратор сети может воспользоваться мостом для
уменьшения перегрузки и повышения быстродействия: большая сеть делится на
несколько подсетей, которые соединяются мостами. Две небольшие сети будут
работать быстрее, чем одна большая, так как трафик локализуется в пределах
подсети.
Поскольку работу больших сетей Ethernet замедляют конфликты, есть смысл
строить более мелкие подсети Ethernet и реализовать такие службы, как
электронная почта, с помощью мостов. Как известно, максимальная длина сети
Ethernet равна 2,5 км. Кроме того, количество соседних сегментов сети не
должно быть больще трех, чтобы не превысить задержку распространения 9,6
мкс. Администраторы сетей и системные интеграторы обходят эти ограничения
именно с помощью мостов.
В сети Token Ring со скоростью передачи 4 Мбит/с количество рабочих
станций ограничено 72-мя (если она построена на неэкранированных витых
парах) или 270-ю (если используется экранированный кабель IBM тип 1).
Администраторы сетей могут обойти эти ограничения, сформировав небольшие
подсети и соединив их мостами. Подсети меньших размеров работают более
эффективно, они более просты в управлении и обслуживании.
Использование мостов приводит к повышению эффективности работы сети еще
и потому, что разработчик может использовать разные топологии и среды
передачи, а затем соединить эти сети посредством мостов. Например, если
кабинеты в отделе соединены витыми парами, то мостом можно соединить эту
сеть с корпоративной волоконно-оптической базовой магистралью. Поскольку
витые пары гораздо дешевле волоконно-оптического кабеля, такая структура
сети позволит сэкономить средства и повысить эффективность, так как в
базовой магистрали, на которую приходится большая часть трафика, будет
использоваться среда передачи с высокой пропускной способностью.
Мосты могут соединять две аналогичные сети с разными скоростями
передачи. Например, для одного отдела, возможно, вполне хватит сети StarLAN
со скоростью передачи 1 Мбит/с стандарта 802.3 на неэкранированных витых
парах, тогда как для опытного производства явно понадобится сеть 10Base5 на
толстом коаксиальном кабеле со скоростью передачи 10 Мбит/с. Мост
буферизует пакеты, поэтому передка с его помощью пакетов между ЛВС с
различными скоростями передачи не представляет трудностей.

Поскольку комитет IEEE 802 разработал для различных сетевых архитектур
общий уровень управления логическим каналом, то существует возможность
объединения, например, двух сетей Token Ring, разделенных ЛВС Ethernet ЛВС
Ethernet может пересылать пакеты так же, как почтальон может доставлять
письма, написанные на иностранном языке, если конверты (пакеты) оформлены в
соответствии с нормами и правилами, установленными стандартом.
Мосты прежде всего предназначены для повышения эффективности, однако их
часто используют и в целях повышения безопасности. Мосты можно
программировать на передачу только тех пакетов, которые содержат
определенные адреса отправителя и получателя, чтобы ограничить круг рабочих
станций, которые могут посылать и принимать информацию из другой подсети. В
сети, обслуживающей бухгалтерский учет, например, можно поставить мост,
который позволит принимать информацию лишь некоторым внешним станциям.
Мосты можно использовать не только для создания защитного барьера,
фильтрующего пакеты и предотвращающего несанкционированныйдоступ, но и в
целях повышения отказоустойчивости системы. Когда выходит из строя
единственный файловый сервер сети, прекращает работу вся сеть. Если же с
помощью внутренних мостов связать два файловых сервера, которые будут
постоянно подстраховывать друг друга, то, во-первых, возрастет
безопасность, во-вторых, снизится уровень трафика.
Наконец, мосты позволяют увеличить дальность охвата сети. Поскольку
мост ретранслирует пакет в широковещательном режиме на рабочие станции
принимающей сети, то он функционирует как повторитель. Тем самым
расстояние, которое пакет может пройти без затухания сигнала,
увеличивается. Часто мосты каскадируют, соединяя ЛВС последовательно (рис.
3.2).

Способы соединения ЛВС Ethernet и ЛВС Token Ring


Сеть предприятия по своему определению связывает воедино все
вычислительные ресурсы фирмы, в том числе ЛВС Ethernet и ЛВС Token Ring.
Например, в бухгалтерии сеть Ethernet соединяет персональные компьютеры, на
которых работают программы типа WordPerfect и Lotus 1-2-3, с центральной
машиной VAX, на которой работают специальные бухгалтерские программные
средства разработки документов DEC. В других отделах используются сети
Token Ring. Что же в такой ситуации должны делать администратор сети и
системный интегратор? Вы уже знаете о различиях в структуре кадра между
двумя этими сетями и о существенных расхождениях между методами остовного
дерева и маршрутизации от источника.
Совершенно необходимо помнить, что существует значительное расхождение
между понятиями связность (connectivity) и интероперабильность
(interoperability). Связность означает возможность соединения двух сетей
различной архитектуры и передачи данных по ним, тогда как
интероперабильность обозначает способность каждой из сетей обрабатывать
переданные в нее данные.
Иногда ничего, кроме связности, не требуется. Скажем, в сети
предприятия есть несколько сетей Ethernet и сеть Token Ring со скоростью
передачи 16 Мбит/с, служащая главным образом базовой магистралью,
гигантским коммутатором. Несмотря на различия кадров 802.3 и 802.5, уровень
MAC у них общий. Сеть Token Ring может передавать кадры Ethernet по кольцу
на мост, соединенный с другой сетью Ethernet. Кольцевая сеть не может
"открыть" кадр и "прочесть" заключенные в нем данные, но она способна
прочесть поля адреса источника и адресата. Мост Token Ring-Ethernet
обеспечивает в кольцевой сети маршрутизацию от источника, а в Ethernet -
прозрачное мостовое соединение.

Сейчас есть мосты, которые могут вносить в кадр изменения, необходимые
для преобразования формата Ethernet-кадра в формат кадра сети Token Ring.
Рабочие станции сети Token Ring "видят" этот мост в сети как обычный.
Рабочие станции в Ethernet, однако, рассматривают его как еще одну Ethernet-
станцию. Кадры, генерируемые в сети Token Ring и адресованные одной из
Ethernet-станций, посылаются на мост, где от них отделяется протокол
управления логическим каналом (LLC). Затем они конвертируются в Ethernet-
кадры и передаются по сети Ethernet.
Кадры, посылаемые станцией Ethernet на станцию Token Ring, должны
пройти дополнительный этап. Мост производит поиск в своей таблице адресов и
анализирует дополнительную информацию о маршрутизации, необходимую для
передачи пакета в сеть Token Ring.
Одними из первых мостов, в которых были реализованы описанные выше
функции, стали мосты Token-Ring - Ethernet фирмы CrossComm. Это семейство
поддерживает протоколы верхних уровней, включая NetWare, TCP/IP и LLC-
уровень стандарта 802.3. Что касается сред передачи, то здесь используются
толстые и тонкие коаксиальные кабели, Ethernet на витых парах, StarLAN на
витых парах, волоконно-оптическая Ethernet и волоконно-оптическая Token
Ring. Задача такого моста - выявлять Ethernet-пакеты, в которых нет поля
данных о маршрутизации от источника, и вставлять это поле, чтобы пакеты
могли двигаться по маркерно-кольцевой стороне моста. Реальное
преобразование протоколов осуществляется по собственной технологии фирмы
CrossComm, которая называется "режимом динамического конвертирования"
(dynamic conversion mode technology).
Сетевой мост 8209 фирмы IBM также может выполнять преобразование
протоколов Ethernet в протоколы ЛВС Token Ring. Поскольку максимальные
размеры кадра в Ethernet и Token Ring существенно различаются
(соответственно 1500 и около 5000 байтов), то мост 8209, пользуясь частью
маркерно-кольцевого протокола, "показывает" станции-источнику, что
максимальный размер кадра для нее - 1500 байтов. Меньший размер кадра
означает дополнительные накладные расходы на пересылку файлов, поскольку
требуется больше кадров.
Для рабочих станций Token Ring мост 8209 выглядит как мост с
маршрутизацией от источника, поскольку Ethernet-станции рассматривают все
маркерно-кольцевые станции как станции этого же Ethernet-сегмента.
Поскольку при маршрутизации от источника используются избыточные
параллельные мостовые соединения, а остовное дерево допускает наличие
только одного пути, то мост 8209 создает несколько соединений, однако ^
каждый данный момент времени только один путь может быть активным. Мост
8209 работает в трех режимах: Token Ring - Ethernet версии 2; Token Ring -
ЛВС стандарта 802.3; режим с определением типа ЛВС и последующим
переключением в режим 1 или режим 2.


Маршрутизаторы


Маршрутизаторы во многом снимают многие проблемы, связанные с
использованием мостов, создавая иерархическое объединение сетей. Все
сетевое пространство делится на подсети (subnetworks), охватывающие, в свою
очередь, сегменты или группы сегментов, построенных на основе мостов.
Маршрутизаторы передают трафик между подсетями, обеспечивают трансляцию
форматов пакетов, фильтрацию пакетов и усиливают защиту подсетей.
Маршрутизаторы передают пакеты, используя информацию сетевого уровня, а не
МАС-адреса. Сетевой адрес имеет два раздела: адрес подсети и адрес конечной
станции. Каждому сегменту сети или группе сегментов, объединенных мостами,
приписан уникальный адрес подсети, а каждому устройству (компьютеру,
маршрутизатору и т.д.) в составе подсети - уникальный адрес устройства.
Основываясь на иерархических адресах, маршрутизаторы обмениваются
информацией о топологии сети, так что каждый маршрутизатор может вычислить
путь до любой подсети. Причем администраторы сетей могут задавать различные
критерии оптимальности при выборе пути маршрутизатором, скажем,
минимизировать стоимость или время прохождения пакета.
Благодаря тому, что маршрутизаторы работают на сетевом уровне, они
могут выполнять и защитные функции (f

Новинки рефератов ::

Реферат: Первичная подготовка нефти (Химия)


Реферат: Оборона Киева 1941р. Трагедія армії Південно-Західного фронту. Генерал-полковник М. П. Кирпонос (История)


Реферат: Основы предпринимательства (Предпринимательство)


Реферат: отчет (Финансы)


Реферат: Страхование морских судов (Страхование)


Реферат: Международный маркетинг (Маркетинг)


Реферат: Генетическая инженерия (Биология)


Реферат: Ефективність управлінської діяльності і шляхи її формування (Менеджмент)


Реферат: Взаимодействие общества и природы (Биология)


Реферат: Валютные риски и способы управления ими (Биржевое дело)


Реферат: Культурное строительство в СССР в 20-30 годы (История)


Реферат: Конфликты (Психология)


Реферат: Нодальная анатомия некоторых представителей семейства Campanulaceae Juss (Биология)


Реферат: Работоспособность водителя (Транспорт)


Реферат: Положение воинов по законам царя Хаммурапи (История)


Реферат: Автоматизация учета труда и заработной платы на малом предприятии (Бухгалтерский учет)


Реферат: Великая отечественная война на территории Беларуси 1941-1945гг. (История)


Реферат: Предмет товароведения (Предпринимательство)


Реферат: Государственный совет (История)


Реферат: Маркетинг (Маркетинг)



Copyright © GeoRUS, Геологические сайты альтруист