СЕТИ И ОТКРЫТЫЕ СИСТЕМЫ

Сетевые архитектуры. 100VG-AnyLAN, IEEE 802.12. Особенности. Топология. Сравнение с 10Base-T и 100Base-T. Кабельная система. Характеристики сети.

Сетевые архитектуры. 100VG-AnyLAN, IEEE 802.12.
1993-1995гг. - Альтернатива Fast Ethernet, AT&T и HP - 100Base-VG. Усовершенствование метода доступа с учетом потребности мультимедийных приложений и сохранение формата кадра 802.3, поддержка кадра Token Ring (AnyLAN).

Особенности:

1. Метод доступа Demand Priority (концентратор - арбитр, решает проблему доступа к разделяемой среде. Два уровня приоритетов: низкий - для обычных приложений и высокий - для мультимедийных.
2. Новая схема квартетного кодирования Quartet Coding (5В/6В).
3. Отсутствие дальнейших перспектив у технологии 100VG-AnyLAN (Ethernet популярен).

Топология.
Корневой концентратор, звезда. Круговое сканирование своих портов с проверкой на запрос на передачу. Концентратор принимает кадр и передает его только тому порту, к кот. подсоединен приемник. Каждый имеет 1 восходящий и N нисходящих портов. Каждый порт конфигурится либо для нормального режима (передает кадры только для подключенного узла), либо для режима монитора (передача всех кадров, обрабатываемых концентратором - может использоваться для подключения анализатора протоколов).
Либо Ethernet, либо Token Ring в каждом сегменте. Если нужно связать два сегмента VG-AnyLAN с разными архитектурами, то мост, коммутатор или маршрутизатор.
Связь концентратор и узел - (4*UTP Cat 3, 4, 5 - MAX распространение), (2*UTP Cat 5), (2*STP Type 1), либо 2 парами одномодового или многомодового оптоволоконного кабеля.

Характеристика (HP report)	10Base-T	100VG-AnyLAN	100Base-T
Топология
Максимальный диаметр сети	2500 м	8000 м	412 м
Каскадирование концентраторов	Да; 3 уровня	Да; 5 уровней	Два концентратора максимум
Кабельная система
UTP Cat 3,4	100 м	100 м	100 м
UTP Cat 5	150 м	200 м	100 м
STP Type 1	100 м	100 м	100 м
Оптоволокно	2000 м	2000 м	412 м
Производительность
При длине сети 100 м	80% (теор.)	95% (продемонстр.)	80% (теоретическая)
При длине сети 2500 м	80% (теор.)	80% (продемонстр.)	Не поддерживается
Технология
Кадры IEEE 802.3	Да	Да	Да
Кадры 802.5	Нет	Да	Нет
Метод доступа	CSMA/CD	Demand Priority	CSMA/CD + подуровень согласования

Стек протоколов технологии 100VG-AnyLAN. Функции MAC уровня. Пример цикла кругового опроса.

Стек протоколов технологии 100VG-AnyLAN (рисунок).

Функции MAC уровня.

•  а) протокол доступа Demand Priority.
•  б) подготовка линии связи
•  в) формирования кадра.

а). Узел передает концентратору запрос на передачу с приоритетом. Сам приоритет не входи в VG-AnyLAN, а передается вышележащими уровнями (напр. Real Audio). Концентратор 1 уровня постоянно сканирует порты (алгоритм round-robin). В течение одного цикла кругового сканирования каждому узлу в сети разрешается передать только 1 кадр. Концентраторы, подсоединенные как узлы к корню, тоже сканируют порты и передают запрос выше. Конц. нижнего уровня с N портами может передать N кадров в течение 1 цикла опроса.
Сначала - высокоприоритетные запросы. При высоком трафике, когда низкому приоритету не пробиться, через нек. время запрос становится высоким.
Пример цикла кругового опроса.
Сначала предположим, что все порты передали запросы нормального приоритета и что в начальный момент времени корневой концентратор начал круговой опрос. Порядок обслуживания портов будет следующим: 1-1, 2-1, 2-3, 2-N, 1-3, 1-N.
Теперь предположим, что узлы 1-1, 2-3 и 1-3 выставили высокоприоритетные запросы. В этом случае порядок обслуживания будет таким: 1-1, 2-3, 1-3, 2-1, 2-N, 1-N.
б). Процедура подготовки линии Link Training (при включении или ошибке):
1. "обучает" внутренние схемы концентратора и узла приему и передаче данных.
2. также проверяет работоспособность линии, соединяющей концентратор и узел.
3. Концентратор автоматически узнает информацию об узлах, подключенных к каждому порту. Кадры, получаемые концентратором от узла во время подготовки, содержат данные о типе устройства (конечный узел, концентратор, мост, маршрутизатор, анализатор протокола и т.п.), режиме работы (нормальный или монитор), адресе узла, присоединенного к данному порту.
Процедура подготовки инициируется узлом, когда узел или концентратор впервые включаются или при первом присоединении узла к концентратору. Узел или концентратор могут потребовать выполнения процедуры подготовки при обнаружении ошибочной ситуации.
в). МАС получает кадр от LLC и добавляет к нему адрес узла-источника, дополняет поле данных байтами-заполнителями до минимально допустимого размера, если это требуется, а затем вычисляет контрольную сумму и помещает ее в соответствующее поле. После этого кадр передается на физический уровень.      

Функции уровня PMI. Квартетная канальная шифрация, кодирование 5B/6B. Функции уровня PMD.

Функции уровня PMI.

• а) квартетная канальная шифрация;
• б) кодирование 5B/6B;
• в) добавление к кадру преамбулы, начального и конечного ограничителей и передачу кадра на уровень PMD.

Скремблер - для уничтожение длинных последовательностей одинак. уровней - уменьшаются излучение кабелей и взаимные наводки.
Кодирование 5B/6B.
Создает сбалансированные коды, содержащие равное количество единиц и нулей, что обеспечивает гарантированную синхронизацию приемника при изменениях входного сигнала (существует только 16 сбалансированных символов, 32 комбинации, содержащиеся в квинтете, используют для своего представления два 6-ти битных символа, используемых по очереди для соблюдения баланса постоянного тока). Оставшиеся 16 - контроль за ошибками в передаче.

Байты	11000 101 | 11 00001 1 | 0010
Квинтеты данных	11000	10111	00001	10010
После скремблера	11000	01011	00000	01010
Секстеты 5B/6B.	110001	001110	001100	100110
	Сборка в кадр, преамбула, разделители, адреса, CRC
	NRZ 1 - 2	NRZ 3 - 6	NRZ 4 - 5	NRZ 7 - 8

Функции уровня PMD.

• а) мультиплексирование каналов (только для 2-х витых пар или оптоволокна);
• б) кодирование NRZ(30МГц*4=120=>5B/6B=>100Мбит/с);
• в) операции передачи сигналов по среде и контроль статуса физ. связи. Полнодуплекс (сигнальная инфа, 2+2 пары), полудуплекс (данные, все 4 пары).

Сигнализация о статусе связи, осуществляемая в полнодуплексном режиме, использует два низкочастотных сигнала, обозначаемые как Tone 1 (0.9МГц, 16 единиц/16 нулей) и Tone 2 (1.8МГц, 8/8).
Возможные статусы: Простой (Idle), запрос на передачу кадра с нормальным приоритетом, запрос на передачу кадра с высоким приоритетом, запрос на инициализацию процедуры подготовки линии, поступление кадра.

Пример работы сети 100VG-AnyLAN при передаче кадров данных.

t1 - момент проверки порта PC1.
Inc - поступление кадра вероятно в эти порты. PC2, PC3 прекращают слать тоновые сигналы в концентратор.
t2 - декодирование адреса назначения.

||

AlexMou@, 1999.