Технологии локальных компьютерных сетей

Содержание

Слайд 2

Источники стандартов

ISO-International Organization for Standardisation (OSI)
IEEE –Institute of Electrical and Electronic Engineers(стандарты

Источники стандартов ISO-International Organization for Standardisation (OSI) IEEE –Institute of Electrical and
802)
Internet Engineering Task Force (RFC)

Слайд 3

Сеть - это …

совместное использование распределенных ресурсов:
принтера;
файлов;
доступ к базам данных;
общение в сети

Сеть - это … совместное использование распределенных ресурсов: принтера; файлов; доступ к
посредством электронной почты и др.

Слайд 4

Аппаратные и программные компоненты сети

компьютеры;
коммуникационное оборудование и кабельная система (сеть передачи данных)

Аппаратные и программные компоненты сети компьютеры; коммуникационное оборудование и кабельная система (сеть
или среда передачи данных;
операционная система;
сетевые приложения.

Слайд 5

Возможности сети, предоставляемые предприятию

разделение дорогостоящих ресурсов и обеспечение совместного доступа к ним;
улучшение

Возможности сети, предоставляемые предприятию разделение дорогостоящих ресурсов и обеспечение совместного доступа к
доступа к информации;
свобода в территориальном размещении компьютеров;
эффективный обмен информацией;
быстрое и качественное принятие решений при работе в группе.

Слайд 6

Локальная вычислительная сеть (LAN)

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - это набор аппаратных средств

Локальная вычислительная сеть (LAN) Локальная вычислительная сеть (ЛВС) - это набор аппаратных
и программных алгоритмов, обеспечивающих соединение компьютеров и других устройств и позволяющих им обмениваться информацией между любыми компьютерами и другими устройствами данной группы.

Слайд 7

Отличительные признаки локальной вычислительной сети

Высокая скорость передачи информации, большая пропускная способность

Отличительные признаки локальной вычислительной сети Высокая скорость передачи информации, большая пропускная способность
сети. Приемлемая скорость сейчас — не менее 10 Мбит/с.
Низкий уровень ошибок передачи (или, что то же самое, высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10-8— 10-12.
Эффективный, быстродействующий механизм управления обменом по сети.
Заранее четко ограниченное количество компьютеров, подключаемых к сети.

Слайд 8

Недостатки ЛВС

Сеть требует дополнительных материальных затрат
Сеть требует приема на работу специалиста

Недостатки ЛВС Сеть требует дополнительных материальных затрат Сеть требует приема на работу
(администратора сети)
Сеть ограничивает возможности перемещения компьютеров, подключенных к ней.
Сети представляют собой прекрасную среду для распространения компьютерных вирусов.
Сеть резко повышает опасность несанкционированного доступа к информации с целью ее кражи или уничтожения.

Слайд 9

Функции устройств в сети

узел (node);
сервер (server);
клиент (client) или рабочая станция.

Функции устройств в сети узел (node); сервер (server); клиент (client) или рабочая станция.

Слайд 10

Витая пара

CAT 1 или 2 – передача звуковых сигналов или низкоскоростная передача

Витая пара CAT 1 или 2 – передача звуковых сигналов или низкоскоростная
данных (модем);
CAT 3 – передача данных со скоростью 10 Мбит/с;
CAT 4 – передача данных со скоростью 16 Мбит/с;
CAT 5 – передача данных со скоростью 100 Мбит/с.

Слайд 11

Сетевой адаптер

Основные функции:
Преобразует данные для передачи по сети;
Посылает данные другому компьютеру;
Получает данные

Сетевой адаптер Основные функции: Преобразует данные для передачи по сети; Посылает данные
из сети и преобразует их в формат, понятный компьютеру

Слайд 12

Сетевая операционная система

Связывает все компьютеры и периферийные устройства в сети;
координирует функции всех

Сетевая операционная система Связывает все компьютеры и периферийные устройства в сети; координирует
компьютеров и периферийные устройства;
обеспечивает защищенный доступ к данным и периферийным устройствам.

Слайд 13

Развитие Ethernet

10 Mbps Ethernet
IEEE 802.3 1980s

100 Mbps Ethernet
IEEE 802.3u
1992 - 1995

1000 Mbps

Развитие Ethernet 10 Mbps Ethernet IEEE 802.3 1980s 100 Mbps Ethernet IEEE
Ethernet IEEE 802.3z, 802.3ab 1995 - 1999

10/100/1000 Mbps Ethernet Link AggregationIEEE 802.3ad
1998 - 2000

10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae 1999 - March, 2002

Слайд 14

ТОПОЛОГИИ


1.Спецификация 10Base-2
Предполагает построение Ethernet на основе тонкого коаксиального кабеля R6-58

ТОПОЛОГИИ 1.Спецификация 10Base-2 Предполагает построение Ethernet на основе тонкого коаксиального кабеля R6-58
A/H с волновым сопротивлением 50 Ом. Используется BNC-T-коннектор. Максимальная длина сегмента 300 м. Максимальное количество рабочих станций на сегмента – 30

Один из терминалов должен быть заземлён
Расстояние между рабочими станциями кратно 0,5 м.
Скорость передачи 10 Мбит/с

Слайд 15

2.Магистральная топология 10Base-5

10Base-5 используется толстый коаксиальный кабель R6-11 (жёлтый Ethernet).
Максимальная длина

2.Магистральная топология 10Base-5 10Base-5 используется толстый коаксиальный кабель R6-11 (жёлтый Ethernet). Максимальная
кабеля 500 м.
Максимальное количество рабочих станций 100.
Максимальная длина трансиверного кабеля 50 м.
Расстояние между трансиверными блоками nx2,5 м.

Слайд 16

3. 10Base-T

Используется кабель – витая пара ИТР3 (ИТР5) Используется разъём RJ-45

3. 10Base-T Используется кабель – витая пара ИТР3 (ИТР5) Используется разъём RJ-45

Слайд 17

3 основных типа уровней доступа
к передающей среде в ЛВС:

3 основных типа уровней доступа к передающей среде в ЛВС:

Слайд 18

В Ethernet CSMA/CD – случайный множественный метод доступа с
контролем несущей и обнаружением

В Ethernet CSMA/CD – случайный множественный метод доступа с контролем несущей и
конфликтов. Его основная идея:
рабочая станция перед тем, как начать передачу прослушивает канал
на наличие в нём сигнала передачи. Для того, чтобы рабочая
станция однозначно идентифицировала занятость среды, в
передаваемый сигнал включается некоторая постоянная несущая,
наличие которой определяется сетевым адаптером как занятость
канала. Если среда свободна, то рабочая станция начинает
немедленно передавать данные следующего формата кадра:
1.Преамбула (начальный ограничитель)  8 байт
2.Адрес получателя 6 байт
3.Адрес отправителя   6 байт
4.Тип передаваемых данных   2 байта
5.Data   46-1500 байт
6.Контрольная сумма кадра   4 байт
Минимальная длина кадра - 72 байта

Ethernet CSMA/CD

Слайд 19

Модификации CSMA/CD

1.

Рабочая станция не прослушивает среду передачи данных, а в любой момент

Модификации CSMA/CD 1. Рабочая станция не прослушивает среду передачи данных, а в
может начать передачу, в случае коллизии передача повторяется через случайный интервал времени.

Рабочая станция прослушивает канал. Если канал свободен, то она выполняет передачу. Если канал занят, то через случайный  интервал времени выполняется повторная попытка прослушивания канала.

2. Сеть с чисто контролем несущей

Слайд 20

Компьютер А начинает передавать данные

Компьютер В начинает передавать данные

Компьютер В обнаруживает коллизию

Компьютер

Компьютер А начинает передавать данные Компьютер В начинает передавать данные Компьютер В
А обнаруживает коллизию

Коллизия (англ. collision — ошибка наложения, столкновения) — в терминологии компьютерных и сетевых технологий, наложение двух и более кадров от станций, пытающихся передать кадр в один и тот же момент времени.

Слайд 21

Метод доступа CSMA/CD

Передача данных в сети Ethernet

Метод доступа CSMA/CD Передача данных в сети Ethernet

Слайд 22

Происхождение коллизии в сети Ethernet

Происхождение коллизии в сети Ethernet

Слайд 23

Звездообразная топология Ethernet

Звездообразная топология Ethernet

Слайд 24

Стандарты цветовых маркировок Т-568А и Т-568B

Соединение порта свитча\хаба с компьютером. В

Стандарты цветовых маркировок Т-568А и Т-568B Соединение порта свитча\хаба с компьютером. В
этом случае кабель с обеих сторон обжимается по одному и тому же стандарту или 568A или 568B.
Соединение порта свитча\хаба с портом другого свитча\хаба, или компьютера с компьютером. Необходимо перекрещивание информационных пар, т. е. с одной стороны кабель должен быть обжат по стандарту 568А, а с другой стороны по стандарту 568В

Слайд 25

Стандарт Ethernet (IEEE 802.3u 100Base-T)

Технология Fast Ethernet является эволюционным развитием классической технологии Ethernet.

Стандарт Ethernet (IEEE 802.3u 100Base-T) Технология Fast Ethernet является эволюционным развитием классической
Ее основными достоинствами являются:
увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;
сохранение метода случайного доступа Ethernet;
сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционных сред передачи данных - витой пары и оптоволоконного кабеля.

Слайд 26

Стеки Ethernet и Fast Ethernet

LLC (802.2)

MAC

LLC (802.2)

MAC

п/у согласования

п/у физ. кодирования PCS

Physical Medium
Attachment

Стеки Ethernet и Fast Ethernet LLC (802.2) MAC LLC (802.2) MAC п/у
(PMA)

PM Dependent

autonegotiation

MDI

Physical Medium
Attachment (PMA)

Medium Dependent Interface
(разъем)

AUI

Medium
Independent Interface (MII)

физический уровень

канальный уровень

802.3 10Base-T

802.3u 100Base-T

Media
Dependent
Interface

Слайд 27

ПОДУРОВНИ
PCS – подуровень физического кодирования.
PMA – подуровень физического присоединения.
PMD – подуровень, зависящий

ПОДУРОВНИ PCS – подуровень физического кодирования. PMA – подуровень физического присоединения. PMD
от физической среды.
Autonegotiation – подуровень определения скорости передачи.
Подуровень согласования предназначен для согласования параметров физического интерфейса и классического канального уровня стандарта Ethernet.
Интерфейс MII поддерживает независимый от физической среды способ обмена данными между MAC подуровнем устройством физического уровня.

Слайд 28

Fast Ethernet (100 Mbps)

В мае 1995 года комитет IEEE принял спецификацию Fast

Fast Ethernet (100 Mbps) В мае 1995 года комитет IEEE принял спецификацию
Ethernet в качестве стандарта 802.3u. Отличия FE от E обусловлены не только использованием различных вариантов кабельных систем и электрических параметров импульсов, как это сделано в технологии 10 Мб/с Ethernet, но и способом кодирования сигналов и количеством используемых в кабеле проводников.

Слайд 29

Физический уровень 100Base-FX

2 многомодовых оптических волокна 62,5х125 микрон. Максимальная длина сегмента 2

Физический уровень 100Base-FX 2 многомодовых оптических волокна 62,5х125 микрон. Максимальная длина сегмента
км.
Прием данных в параллельной форме от MAC-подуровня, трансляция их в один поток бит (TX или FX) и передача их через разъем в кабель и наоборот на приемной стороне. PHY FX == PCS (4b/5b), PMA, PMD. PHY FX и TX похожи.
4b/5b: физ. кодирование - NRZI, сл. для того, чтобы избавиться от длинных последовательностей 0 применяют логического кодирование - 4b/5b.
Из 32 комбинаций 5 бит используется 16, остальные - под служебные.
Схема непрерывного обмена информацией. В отличие от 10BaseT, незанятая сеть наполнена символами Idle (11111) - поддерживается синхронизм и проверяется целостность сети. Есть запрещенные комбинации, сл. повышается устойчивость сети за счет отбрасывания таких символов.

MII

PHY FX/TX

MAC

MDI

MII

PHY FX/TX

MAC

MDI

Tx

Tx

Rx

Rx

11111

11111

11111

11111

11111

11111

Слайд 30

Физический уровень 100Base-TX

Двухпарная неэкранированная UTP 5 кат.(длина сегмента 100м)
или STP 150

Физический уровень 100Base-TX Двухпарная неэкранированная UTP 5 кат.(длина сегмента 100м) или STP
Ом. PHY FX == PCS (4b/5b), PMA, TP-PMD + Auto-negotiation. Отличия от FX - использование метода MLT-3 для передачи 5-битовых порций и договор о скорости работы порта.
Auto-negotiation - автопереговоры по принятию режима работы порта (PHY TX и PHY T4).
Автопереговоры позволяют сетевым картам проделать следующее:
сообщить о спецификации Ethernet и доп. возможностях на другой конец UTP и договориться о максимальном приемлемом для обоих режиме (из пяти возможных по убыванию для Fast Ethernet):
- 100Base-TX full-duplex (2 пары категории 5 (или Type 1A STP)
- 100Base-T4 (4 пары категории 3)
- 100Base-TX (2 пары категории 5 (или Type 1A STP) - 10Base-T full-duplex (2 пары категории 3) - 10Base-T (2 пары категории 3)

Слайд 31

Физический уровень 100Base-T4

Четырехпарная витая пара 3, 4, 5 категорий. Максимальная длина сегментов

Физический уровень 100Base-T4 Четырехпарная витая пара 3, 4, 5 категорий. Максимальная длина
до 100м PHY T4 == PCS (8B/6T), PMA + Auto-negotiation. 8B/6T (8 бит / 6 триад): каждые 8 бит информации MAC-уровня кодируются 6-ю троичными цифрами (ternary symbols), то есть цифрами, имеющими три состояния, битовое расстояние - 40 наносекунд. (28=256, 36=729, введена избыточность)
Группы из 6-ти троичных цифр затем передаются в три передающих витых пары. Четвертая пара - для прослушивания несущей частоты в целях обнаружения коллизии. 3*25МГц(такт)*8/6=3*33.3 Мбит/c=100Мбит/с. Соединение RJ-45 карты с портом репитера по спецификации PHY T4:

1
2
3
4
5
6
7
8

1
2
3
4
5
6
7
8

передача (1-2)

прием (3-6)

двунаправ. пара (4-5)

двунаправ. пара (7-8)

MDI сетевой карты

MDI-X концентратора

Слайд 32


Для упрощенного перехода со V=10 Мбит/с на V=100 Мбит/с и обеспечения совместимой

Для упрощенного перехода со V=10 Мбит/с на V=100 Мбит/с и обеспечения совместимой
работы в одной сети стандарт 100Base-T включает средства автоматического определения скорости работ, т.е. сетевой адаптер после включения питания выполняет тест целостности сети, посылая импульсы быстрой связи FLP. Если устройство на другом конце сегмента поддерживает стандарт FEthernet, то оно воспринимает эти импульсы и в ответ посылает импульсы FLP. В результате V=100 Мбит/с, иначе (если ответа нет) V=10 Мбит/с .

FLP

100 Мбит/с

10 Мбит/с

hub

Слайд 33

Топологические характеристики Fast Ethernet

Топологические характеристики Fast Ethernet

Слайд 34

Топологические характеристики Fast Ethernet

Топологические характеристики Fast Ethernet

Слайд 35

Топологические правила 100Base-T

В спецификации FE выделяют 2 класса концентраторов и говорят, что

Топологические правила 100Base-T В спецификации FE выделяют 2 класса концентраторов и говорят,
в домене коллизии допускается наличие только одного кон-ра 1-ого и двух конц-ров 2-ого класса.

switch

switch

Hub II

Hub II

switch

MMF

2 км

100 м

100 м

5 м

100 м

100 м

MMF

160 м

UTP

100 м

100 м

MMF

412 м

100 м

100 м

100 Base-T hub

Слайд 36

В результате диаметр домена коллизии для концентраторов I класса для UTP 5

В результате диаметр домена коллизии для концентраторов I класса для UTP 5
cat. составляет 200 м.
Диаметр домена коллизий для концентраторов II класса для UTP 5 cat. составляет 205 м.
При использовании одного сегмента на оптике и несколько сегментов на витой паре, диаметр домена коллизии – 260 м.

Слайд 37

При наличии нескольких сегментов на оптическом кабеле, а также сегментов на витой

При наличии нескольких сегментов на оптическом кабеле, а также сегментов на витой
паре, диаметр домена коллизии 272м, где 136м отводится на оптоволокно.
При соединении многомодовым оптическим волокном в полудуплексе расстояние между коммутаторами 412м.
При соединении с полным дуплексом расстояние между коммутаторами не>2 км.

Слайд 38

Архитектура сети Token Ring

Архитектура сети Token Ring

Слайд 39

Звездно-кольцевая топология

802.5
V=14-16 Мбит/сек

MSAU

Звездно-кольцевая топология 802.5 V=14-16 Мбит/сек MSAU

Слайд 40

Сеть способна обнаруживать неисправности

При включении питания на рабочей станции сетевой адаптер выполняет

Сеть способна обнаруживать неисправности При включении питания на рабочей станции сетевой адаптер
тестирование соединения кабеля через петлю обратной связи в кабеле находится фантомный ток, который вызывает срабатывание релейных схем блока MSAU и подключение рабочих станций к кольцу.

Слайд 41

Маркерный метод доступа

Маркерный метод доступа

Слайд 42

Движение маркера

Движение маркера

Слайд 43

Принцип действия концентратора Token Ring (MSAU)

Принцип действия концентратора Token Ring (MSAU)

Слайд 44

Оборудование

Сетевой адаптер Token Ring

Оборудование Сетевой адаптер Token Ring

Слайд 45

Структура маркера

1 байт начальный ограничитель
1 байт поле управления
1 байт конечный ограничитель

Структура маркера 1 байт начальный ограничитель 1 байт поле управления 1 байт конечный ограничитель

Слайд 46

Структура кадра

Начальный ограничитель
Поле управления
Управление кадром
Адрес получателя
Адрес отправителя
Полезная информация
Контрольная сумма
Конечный ограничитель
Статус кадра

- 1

Структура кадра Начальный ограничитель Поле управления Управление кадром Адрес получателя Адрес отправителя
байт

Слайд 47

Архитектура сети Arcnet

Архитектура сети Arcnet

Слайд 48

Топология сети Arcnet

Шинная топология

Двухточечное соединение

Звездообразная топология на основе хаба (активный и пассивный

Топология сети Arcnet Шинная топология Двухточечное соединение Звездообразная топология на основе хаба (активный и пассивный хаб)
хаб)

Слайд 49

Шинная топология

Максимальная длина 300м

8 рабочих станций

RG-62/V 93 Ом

Шинная топология Максимальная длина 300м 8 рабочих станций RG-62/V 93 Ом

Слайд 50

Двухточечное соединение

Максимальная длина 600м

Двухточечное соединение Максимальная длина 600м

Слайд 51

Звездная топология на основе хаба. С активным и пассивным хабом

Длинна сегмента

Звездная топология на основе хаба. С активным и пассивным хабом Длинна сегмента
600м для активного хаба

Длинна сегмента 30м для пассивного хаба

Слайд 52

Полная организация сети Arcnet

Полная организация сети Arcnet

Слайд 53

Оборудование

Hub Arcnet

Кабель

Плата Arcnet

Оборудование Hub Arcnet Кабель Плата Arcnet

Слайд 54

Arcnet Hub AN-808

Arcnet Hub AN-808

Слайд 55

Основные характеристики

Скорость сети: 2,5Мбит/сек
В сети не должно быть более 255 рабочих станций
Используется

Основные характеристики Скорость сети: 2,5Мбит/сек В сети не должно быть более 255
детерминированный маркерный метод доступа

Слайд 56

Метод доступа Arcnet

Данный метод подразумевает, что право на использование общей среды передачи

Метод доступа Arcnet Данный метод подразумевает, что право на использование общей среды
информации передается организованным способом при помощи уникального кадра, маркера на основе логического кольца.
Каждый узел знает свой собственный идентификатор и знает адрес следующего узла, которому он должен передать маркер.

Слайд 57

Потеря маркера в сети Arcnet

Потеря маркера произойти из-за повреждения одного из узлов

Потеря маркера в сети Arcnet Потеря маркера произойти из-за повреждения одного из
логического кольца , т.е. маркер приходит в определенный узел и дальше не передается.
Реконфигурация кольца выполняется при добавлении или удалении рабочей станции из кольца.
Имя файла: Технологии-локальных-компьютерных-сетей.pptx
Количество просмотров: 36
Количество скачиваний: 0