Сетевые технологии в задачах автоматизации и управления Стандартные

Сетевые технологии в задачах автоматизации и управления Стандартные сети

Характеристики классических вариантов стандартных локальных сетей Параметр сети Ethernet Token-Ring Arcnet FDDI 100 VGAny. LAN Стандарт IEEE 802. 3 IEEE 802. 5 Datapoint ISO 9314 IEEE 802. 12 Топология Шина Кольцо Звезда Скорость передачи 10 (100) Мбит/с (16) Мбит/с 2, 5 Мбит/с 100 Мбит/с Длина 5 км 6 км 20 км 1 км Среда КК ВП КК ОВ ВП Метод управления CSMA/CD Маркер Центр Код Манчестер Бифазный Arcnet 4 B/5 B 5 B/6 B Количество До 1024 До 260 До 255 До 1000 До 1024 КК — коаксиальный кабель, ВП — кабель на витых парах, ОВ — оптоволоконный кабель

Сети Ethernet и Fast Ethernet Появилась в 1972 году (разработчик фирма Xerox). В 1985 году сеть Ethernet стала международным стандартом. Основные характеристики первоначального стандарта IEEE 802. 3: топология – шина; среда передачи – коаксиальный кабель; скорость передачи – 10 Мбит/с; максимальная длина сети – 5 км; максимальное количество абонентов – до 1024; длина сегмента сети – до 500 м; количество абонентов на одном сегменте – до 100; метод доступа – CSMA/CD (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий);

Развитие Ethernet Классическая сеть Ethernet - 50 -омный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий). В 1995 году появился дополнительный стандарт на более быструю версию Ethernet, работающую на скорости 100 Мбит/с (так называемый Fast Ethernet, стандарт IEEE 802. 3 u) - витая пара или оптоволоконный кабель. В 1997 году появилась и версия на скорость 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet, стандарт IEEE 802. 3 z).

Топология Ethernet Максимальная длина кабеля сети в целом (максимальный путь сигнала) теоретически может достигать 6, 5 километров, но практически не превышает 3, 5 километров.

Структура пакета сети Ethernet Преамбула (8 байт), первые семь представляют собой код 1010, а последний байт – код 10101011. Адреса получателя (приемника) и отправителя (передатчика) включают по 6 байт Поле управления (L/T – Length/Type) содержит информацию о длине поля данных. , также может определять тип используемого протокола. Поле данных должно включать в себя от 46 до 1500 байт данных. Если пакет должен содержать менее 46 байт данных, то поле данных дополняется байтами заполнения. Поле контрольной суммы (FCS – Frame Check Sequence) содержит 32 разрядную циклическую контрольную сумму пакета (CRC) и служит для проверки правильности передачи пакета.

Четыре основных типа сегментов сети для Ethernet, работающей на скорости 10 Мбит/с: 10 BASE 5 (толстый коаксиальный кабель); 10 BASE 2 (тонкий коаксиальный кабель); 10 BASE-T (витая пара); 10 BASE-FL (оптоволоконный кабель). Три типа сегментов для сети Ethernet, работающей на скорости 100 Мбит/с (Fast Ethernet): 100 BASE-T 4 (счетверенная витая пара); 100 BASE-TX (сдвоенная витая пара); 100 BASE-FX (оптоволоконный кабель).

Сеть Token-Ring (маркерное кольцо) Предложена компанией IBM в 1985 году. Token-Ring является в настоящее время международным стандартом IEEE 802. 5

Соединение абонентов сети Token-Ring в кольцо с помощью концентратора (MAU)

Концентратор Token-Ring (8228 MAU) Активный концентратор восстанавливает сигнал, приходящий от абонента (то есть работает, как концентратор Ethernet). Пассивный концентратор не выполняет восстановление сигнала, только перекоммутирует линии связи.

Объединение концентраторов MAU в нормальном режиме Сворачивание кольца при повреждении кабеля

Распад кольца при множественных повреждениях кабеля

Основные технические характеристики классического варианта сети Token-Ring максимальное количество концентраторов типа IBM 8228 MAU – 12; максимальное количество абонентов в сети – 96; максимальная длина кабеля между абонентом и концентратором – 45 метров; максимальная длина кабеля между концентраторами – 45 метров; максимальная длина кабеля, соединяющего все концентраторы – 120 метров; скорость передачи данных – 4 Мбит/с и 16 Мбит/с.

Параметры Token-Ring Для передачи информации применяется бифазный код (точнее, его вариант с обязательным переходом в центре битового интервала). Token-Ring на скорость 100 Мбит/с (High Speed Token-Ring, HSTR) и на 1000 Мбит/с (Gigabit Token -Ring). Используется классический маркерный метод доступа.

Время передачи в Token-Ring Предельное время передачи пакета - 10 мс. При максимальном количестве абонентов 260 полный цикл работы кольца составит 260 x 10 мс = 2, 6 с. Каждый абонент сети (его сетевой адаптер) должен выполнять следующие функции: выявление ошибок передачи; контроль конфигурации сети (восстановление сети при выходе из строя того абонента, который предшествует ему в кольце); контроль временных соотношений, принятых в сети.

Активный монитор в Token-Ring Функции: запускает в кольцо маркер в начале работы и при его исчезновении; регулярно (раз в 7 с) сообщает о своем присутствии специальным управляющим пакетом (AMP – Active Monitor Present); удаляет из кольца пакет, который не был удален пославшим его абонентом; следит за допустимым временем передачи пакета.

Формат маркера сети Token-Ring Форматы начального (SD) и конечного (ED) разделителей J - низкий уровень сигнала в течение всего битового интервала. К - высокий уровень сигнала в течение всего битового интервала. Бит I (Intermediate) - признак промежуточного пакета (1 соответствует первому в цепочке или промежуточному пакету, 0 – последнему в цепочке или единственному пакету). Бит E (Error) - признак обнаруженной ошибки (0 соответствует отсутствию ошибок, 1 – их наличию).

Формат байта управления доступом Биты (поле) приоритета может быть от 0 до 7, причем 7 соответствует наивысшему приоритету, а 0 – низшему. Бит маркера определяет, присоединен ли к маркеру пакет или нет (единица соответствует маркеру без пакета, нуль – маркеру с пакетом). Биты (поле) резервирования позволяют абоненту зарезервировать свое право на дальнейший захват сети, то есть занять очередь на обслуживание. Содержимое поля резервирования аналогично содержимому поля приоритета, но говорит о будущем приоритете.

Формат информационного пакета (кадра) Token-Ring

Объединение сегментов магистральным кольцом с помощью мостов или центральным коммутатором

Сеть Arcnet(или ARCnet от английского Attached Resource Computer Net, компьютерная сеть соединенных ресурсов) Разработана компанией Datapoint Corporation в 1977 году. Достоинства по сравнению с Ethernet: ограниченная величина времени доступа, высокаю надежность связи, простота диагностики, а также сравнительно низкая стоимость адаптеров. Недостатки: низкая скорость передачи информации (2, 5 Мбит/с), система адресации и формат пакета. Среда передачи - коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 93 Ом. Топология - классическая шина и пассивная звезда.

Топология сети Arcnet

Основные технические характеристики сети Arcnet Среда передачи – коаксиальный кабель, витая пара. Максимальная длина сети – 6 километров. Максимальная длина кабеля от абонента до пассивного концентратора – 30 метров. Максимальная длина кабеля от абонента до активного концентратора – 600 метров. Максимальная длина кабеля между активным и пассивным концентраторами – 30 метров. Максимальная длина кабеля между активными концентраторами – 600 метров. Максимальное количество абонентов в сети – 255. Максимальное количество абонентов на шинном сегменте – 8. Минимальное расстояние между абонентами в шине – 1 метр. Максимальная длина шинного сегмента – 300 метров. Скорость передачи данных – 2, 5 Мбит/с.

Маркерный метод доступа в сети Arcnet Последовательность действий абонентов при данном методе: 1. Абонент, желающий передавать, ждет прихода маркера. 2. Получив маркер, он посылает запрос на передачу абоненту-приемнику информации (спрашивает, готов ли приемник принять его пакет). 3. Приемник, получив запрос, посылает ответ (подтверждает свою готовность). 4. Получив подтверждение готовности, абонент-передатчик посылает свой пакет. 5. Получив пакет, приемник посылает подтверждение приема пакета. 6. Передатчик, получив подтверждение приема пакета, заканчивает свой сеанс связи. После этого маркер передается следующему абоненту по порядку убывания сетевых адресов.