Технологии локальных сетей (ЛВС) ARCNET Token Ring Ethernet FDDI Fast Ethernet 100VG-AnyLAN Gigabit Ethernet Особенности технологий локальных сетей: - реализуют 2 нижних уровня модели OSI - структура локальных сетей должна быть четко определенной (например общая шина, кольцо); - совместное использовании кабелей всеми компьютерами сети в режиме разделения времени. Преимущества: простота логики и аппаратно-программных средств. Недостатки: ограничения на пропускную способность и надежность (только 1 путь передачи данных). Средства повышения надежности и скорости: использование мостов и маршрутизаторов для структуризации (объединене элементарных структур в единую сеть). Стандарты локальных сетей IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике Стандарты IEEE 802.x (1980 г.): •802.1 - объединение сетей •802.2 - управление логической передачей данных •802.3 - Ethernet •802.4 - сети Token Bus; •802.5 - сети Token Ring; •802.6 - сети мегаполисов (MAN); •802.7 - группа по широкополосной передаче; •802.8 - группа по волоконно-оптическим сетям; •802.9 - интегрированные сети передачи голоса и данных; •802.10 - сетевая безопасность; •802.11 - беспроводные сети; •802.12 – сети 100VG-AnyLAN Стандарты локальных сетей Уровни OSI Верхние уровни Управление логическим звеном (LLC) Канальный Управление доступом к среде (MAC) Уровень MAC обеспечивает корректное совместное использование общей среды. Уровень LLC отвечает за передачу кадров данных между узлами, реализует функции интерфейса с сетевым уровнем. Передача физических сигналов Физический Интерфейс с устройством доступа Средства подключения к физической среде Интерфейс связи со средой Физическая среда Технология Ethernet (802.3) 1980 г. фирмы DEC, Intel и Xerox •10Base-5 - ("толстый" коаксиал) •10Base-2 - ("тонкий" коаксиал) •10Base-T - кабель с неэкранированной витой парой (UTP) •10Base-F - волоконно-оптический кабель Концентратор Метод разделения среды передачи данных: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection)- множественный доступ с контролем носителя и обнаружением столкновений (коллизий). Коллизия – конфликт доступа к среде при попытке нескольких станций одновременно начать передачу. Домен коллизий (collision domain) - это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Мосты, коммутаторы и маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий. Технология Ethernet (802.3) Узлу требуется передать данные Канал занят? Метод CSMA/CD: множественный доступ с контролем носителя и обнаружением коллизий Да Нет Начать передачу Обнаружена коллизия? Да Послать сигнал коллизии Ожидание Нет П=П+1 Продолжить передачу Нет П>К Передача закончена? Да Передача завершена Нет Да Много коллизий. Отмена передачи Вычисление времени след. попытки Технология Ethernet (802.3) 10Base-T (1991 г.): Скорость передачи по шине 10 Мбит/с. В домене коллизий (сегменте) не может быть более 1024 узлов. Не более 4 концентраторов между любыми двумя станциями. Максимальная длина кабеля между узлами 100 м. Технология Fast Ethernet (1995 г.) Особенности: Пропускная способность 100 Мбит/c. Топология – звезда (дерево) Физические среды: витая пара, оптоволокно. Подуровень LLC Типы кабеля: TX – 2-х парный T4 – 4-х парный Подуровень MAC Согласование Интерфейс MII Физический уровень 100Base-FX Оптоволокно 100Base-TX Витая пара 100Base-T4 Витая пара Технология Gigabit Ethernet (1998 г.) Скорость 1000 Мбит/c. Физическая среда: оптоволокно, витая пара Технология 100VG-AnyLAN (1995 г.) VG – Voice Grade (витая пара категории 3) AnyLan – любые сети Особенности: Пропускная способность 100 Мбит/c. Метод доступа Demand Priority (приоритетный) Кадры передаются только станции назначения Наличие центрального концентратора (топология – дерево) Среда передачи – счетверенная витая пара (UTP), сдвоенная витая пара (STP), оптоволокно Режимы передачи – полудуплекс (4 пары в одном направлении), полнодуплекс (2 пары в одном направлении, 2 в другом) Технология Token Ring Разработана в 1984 г. компанией IBM Особенности: Сеть с передачей маркера Топология: кольцо Пропускная способность 4-16 Мбит/c. Количество узлов – до 260 Физическая среда: оптоволокно, витая пара. Технология FDDI Fiber Distributed Data Interface 1988 г. Оптоволоконный интерфейс распределенных данных. Топология: двойное кольцо длиной до 100 км. Пропускная способность 100 Мбит/c. Количество узлов – до 500 Физическая среда: оптоволокно, витая пара. Основное применение: магистральные сети. Структуризация локальных сетей Причины организации ЛВС и их объединения: 1. Организация сети отделов и рабочих групп 2. Территориальные ограничения 3. Загрузка линий связи 4. Несколько ЛВС технически надежнее одной 5. Построение системы безопасности Физическая структура – топология физических связей. Логическая структура – топология логических связей (разбиение на логические сегменты с локализованным трафиком). Структуризация локальных сетей Коммуникационные устройства для логической структуризации: Мост (bridge) – изолирует трафик одной сети от другой по аппаратным адресам. Коммутатор (switch) – аналог моста, но каждый порт обрабатывает кадры независимо от других портов. Маршрутизатор (router) – распределение трафика между подсетями на основе составных числовых адресов, выбор оптимального маршрута, связь подсетей с разными технологиями. Шлюз (gateway) – объединение сетей с разным системным и прикладным ПО. Структуризация локальных сетей Структуризация локальных сетей 1 2 1 3 Концентратор 4 2 3 Мост 5 6 4 1 2 3 4 5 6 Коммутатор 5 6 Виртуальные локальные сети Группа узлов сети, трафик которой изолирован от других узлов, называется виртуальной сетью (Virtual LAN, VLAN). Группировка портов коммутатора – каждый порт приписывается к конкретной виртуальной сети.