Реферати

Реферат: Мережі FDDI

Міжнародні стандарти фінансової звітності. Історія й основні етапи розробки Міжнародних стандартів фінансової звітності, їхній зміст і призначення, використання в сучасній російській практиці бухгалтерії. Опис і аналіз ефективності основних положень МСФО 15, МСФО 21 і МСФО 29.

Облік витрат на оплату праці. Витрата по оплаті праці робітників, облік особового складу підприємства і робітника часу. Синтетичний і аналітичний облік витрат по зарплаті і соціальних виплатах. Склад витрат і первинні документи по управлінському обліку праці і заробітній платі.

Особливості конфекционирования матеріалів виробів зі шкіри. Загальна характеристика жіночих туфель зі шкіри, вимоги до їхньої якості. Конфекционирование й економічне обґрунтування матеріалів для зовнішніх, внутрішніх і проміжних деталей взуття. Ранжирування фізико-механічних властивостей підкладкових матеріалів.

Чотиритактний дизель для вантажного автомобіля. Розрахунок чотиритактного дизеля, призначеного для вантажного автомобіля. Технічна характеристика двигуна прототипу ЯМЗ-236. Тепловий розрахунок і баланс дизеля. Параметри робочого тіла, навколишнього середовища і залишкові гази. Процеси впуску і запуску.

Антропологічна теорія (Ч. Ломброзо). Суть підходу Антропологічної теорії зводиться до наступного: злочин, чинений злочинною особистістю, таке ж природне явище, як народження, хвороба, смерть. Тому причини злочинності лежать у самій психофізіологічній природі особистості.

- принцип дії, вживане обладнання, варіанти використання

В Росії продовжується процес інтенсивного впровадження нових і модернізації існуючих локальних обчислювальних мереж (ЛВС). Зростаючі розміри мереж, прикладні програмні системи, що вимагають все більших швидкостей обміну інформацією, вимоги, що підвищуються до надійності і отказоустойчивости вимушують шукати альтернативу традиційним мережам Ethernet і Arcnet. Один з видів високошвидкісних мереж - FDDI (Fiber Distributed Data Interface - розподілений оптоволоконний інтерфейс даних). У курсовій роботі розглядаються можливості використання FDDI при побудові корпоративних комп'ютерних комплексів.

Мережеві комп'ютерні комплекси стають невід'ємними засобами виробництва будь-якої організації або підприємства. Швидкий доступ до інформації, її достовірність підвищують імовірність прийняття правильних рішень персоналом і, в кінцевому результаті, імовірність виграшу в конкурентній боротьбі. У своїх керівниках і інформаційних системах фірми бачать кошти стратегічної переваги над конкурентами і розглядають інвестиції в них як капітальні вкладення.

У зв'язку з тим, що обробка і пересилка інформації за допомогою комп'ютерів стають все швидше і ефективніше, відбувається справжній інформаційний вибух. ЛВС починають зливатися в територіально-розподілені мережі, збільшується кількість підключених до ЛВС серверів, робочих станцій і периферійного обладнання.

Сьогодні в Росії комп'ютерні мережі багатьох великих підприємств і організацій являють собою одну або декілька ЛВС, побудованих на основі стандартів Arcnet або Ethernet. Як мережева операційна середа звичайно застосовується NetWare v3.12 або Windows NT з одним або декількома файловими серверами. Ці ЛВС або зовсім не мають зв'язку один з одним, або сполучаються кабелем, працюючим в одному з цих стандартів, через внутрішні або зовнішні програмні маршрутизатори NetWare.

Сучасні операційні системи і прикладне програмне забезпечення вимагають для своєї роботи пересилки великих обсягів інформації. Одночасно з цим потрібно забезпечувати передачу інформації з все більшими швидкостями і на все більші відстані. Тому рано або пізно продуктивність мереж Ethernet і програмних мостів і маршрутизаторів перестають задовольняти зростаючим потребам користувачів, і вони починають розглядати можливості застосування в своїх мережах більш швидкісних стандартів. Одним з них є FDDI.

Принцип дії мережі FDDI

Мережу FDDI являє собою волоконно-оптичне маркерное кільце з швидкістю передачі даних 100 Мбіт/сікти.

Стандарт FDDI був розроблений комітетом X3T9.5 Американського національного інституту стандартизації (ANSI). Мережі FDDI підтримується всіма ведучими виробниками мережевого обладнання. У цей час комітет ANSI X3T9.5 перейменований в X3T12.

Використання як середа поширення волоконної оптики дозволяє істотно розширити смугу пропускання кабеля і збільшити відстані між мережевими пристроями.

Порівняємо пропускну спроможність мереж FDDI і Ethernet при многопользовательском доступі. Допустимий рівень утилізації мережі Ethernet лежить в межах 35% (3.5 Мбіт/сікти) від максимальної пропускної спроможності (10 Мбіт/сікти), в іншому випадку імовірність виникнення колізій стає не дуже високою і пропускна спроможність кабеля різко знизиться. Для мереж FDDI допустима утилізація може досягати 90-95% (90-95 Мбіт/сікти). Таким чином, пропускна спроможність FDDI приблизно в 25 раз вище.

Детермінований природа протоколу FDDI (можливість прогнозу максимальної затримки при передачі пакету по мережі і можливість забезпечити гарантовану смугу пропускання для кожної з станцій) робить його ідеальною для використання в мережевих АСУ в реальному часі і в додатках, критичних до часу передачі інформації (наприклад, для передачі відео і звукової інформації).

Багато Які з своїх ключових властивостей FDDI успадкувала від мереж Token Ring (стандарт IEEE 802.5). Передусім - це кільцева топологія і маркерний метод доступу до середи. Маркер - спеціальний сигнал, що обертається по кільцю. Станція, що отримала маркер, може передавати свої дані.

Однак FDDI має і ряд принципових відмінностей від Token Ring, що робить її більш швидкісним протоколом. Наприклад, змінений алгоритм модуляції даних на фізичному рівні. Token Ring використовує схему манчестерського кодування, що вимагає подвоєння смуги сигналу, що передається відносно даних, що передаються. У FDDI реалізований алгоритм кодування "п'ять з чотирьох" - 4В/5В, що забезпечує передачу чотирьох інформаційних біт п'ятьма бітами, що передаються. При передачі 100 Мбіт інформації в секунду фізично в мережу транслюється 125 Мбіт/сікти, замість 200 Мбіт/сікти, що був потрібен би при використанні манчестерського кодування.

Оптимізовано і управління доступу до середи (Medium Access Control - VAC). У Token Ring воно засноване на побітовій основі, а в FDDI на паралельній обробці групи з чотирьох або восьми бітів, що передаються. Це знижує вимоги до швидкодії обладнання.

Фізично кільце FDDI освічене волоконно-оптичним кабелем з двома светопроводящими волокнами. Одне з них утворить первинне кільце (primary ring), є основним і використовується для циркуляції маркерів даних. Друге волокно утворить повторне кільце (secondary ring), є резервним і в нормальному режимі не використовується.

Станції, підключені до мережі FDDI, поділяються на дві категорії.

Станції класу А мають фізичне підключення до первинного і повторного кілець (Dual Attached Station - двократно підключена станція);

2. Станції класу В мають підключення тільки до первинного кільця (Single Attached Station - однократно підключена станція) і підключається тільки через спеціальні пристрої, звані концентраторами.

Порти мережевих пристроїв, що підключаються до мережі FDDI, класифікуються на 4 категорії: А порти, В порти, М порти і S порти. Портом А називається порт, що приймає дані з первинного кільця і що передає їх у повторне кільце. Порт В - це порт, що приймає дані з повторного кільця і що передає їх в первинне кільце. М (Master) і S (Slave) порт передають і приймають дані з одного і того ж кільця. М порт використовується на концентраторе для підключення Single Attached Station через S порт.

Стандарт X3T9.5 має ряд обмежень. Загальна довжина двійчастого волоконно-оптичного кільця - до 100 км. До кільця можна підключити до 500 станцій класу А. Расстояніє між вузлами при використанні многомодового волоконно-оптичного кабеля - до 2 км, а при використанні одномодового кабеля визначається в основному параметрами волокна і приемо-передаючого обладнання (може досягати 60 і більше за км).

Топологія.

Вживані при побудові ЛВС механізми контролю потоків є топологічний залежними, що унеможливлює одночасне використання Ethernet IEEE 802.x, FDDI ANSI, Token Ring IEEE 802.6 і інших в межах єдиної середи поширення. Незважаючи на той факт, що Fibre Channel в якійсь мірі може нагадувати так звичні нам ЛВС, його механізм контролю потоків ніяк не пов'язаний з топологією середи поширення і базується на абсолютно інакших принципах.

Кожний N_порт при підключенні до гратки Fibre Channel проходить через процедуру реєстрації (log-in) і отримує інформацію про адресний простір і можливості всіх інших вузлів, на основі чого стає ясно, з ким з них він зможе працювати і на яких умовах. А оскільки механізм контролю потоків в Fibre Channel є прерогативою самої гратки, то для вузла абсолютно неважливо, яка топологія лежить в її основі.

Точка-точка

Сама проста схема, заснована на послідовному полнодуплексном з'єднанні двох N_портов з взаємоприйнятними параметрами фізичного з'єднання і однаковими класами сервісу. Один з вузлів отримує адресу 0, а інший - 1.

У суті, така схема може розглядатися як окремий випадок кільцевої топології, де немає необхідності в розмежуванні доступу шляхом арбітражу. Як типовий приклад такого підключення можемо привести з'єднання сервера, що найчастіше зустрічається із зовнішнім RAID масивом.

Петля з арбітражним доступом

Класична схема підключення до 126 портів, з якою все і починалося, якщо судити по абревіатурі FC-AL.

Будь-які два порти в кільці можуть обмінюватися даними за допомогою полнодуплексного з'єднання точно так само, як і у випадку "точка-точка". При цьому всі інші виконують роль пасивних повторителей сигналів рівня FC-1 з мінімальними затримками, в чому, мабуть, укладається одна з основних переваг технології FC-AL перед SSA. Справа в тому, що адресація в SSA побудована на знанні кількості проміжних портів між відправником і одержувачем, тому адресний заголовок кадру SSA містить лічильник переходів (hop count). Що Кожний зустрічається на шляху кадру порт зменшує вміст цього лічильника на одиницю і після цього наново генерує CRC, тим самим істотно збільшуючи затримку передачі між портами. Для уникнення цього небажаного ефекту розробники FC-AL вважали за краще використати абсолютну адресацію, що в результаті дозволило ретранслювати кадр в незмінному вигляді і з мінімальною латентностью.

Що Передається з метою арбітражу слово ARB не розуміється і не використовується звичайними N_портами, тому при такій топології додаткові властивості вузлів означаються, як NL_порт.

Основною перевагою петлі з арбітражним доступом є низька собівартість в перерахунку на кількість підключених пристроїв, тому найчастіше вона використовується для об'єднання великої кількості жорстких дисків з дисковим контроллером. На жаль, вихід їх ладу будь-якого NL_порта або з'єднувального кабеля розмикає петлю і робить її непрацездатної, через що в чистому вигляді така схема зараз вже не вважається перспективною. Крім того, додавання або видалення NL_порта викликає досить тривалий процес ініціалізації LIP (Loop Initialization Process), який може вимірюватися десятками секунд при великій кількості підключених вузлів.

У цей час найбільше поширення отримала схема організації петлі за допомогою активних концентраторов, які уміють ізолювати пошкоджений NL_порт шляхом автоматичного підключення внутрішнього резервного шляху.

Ще одним ваговитим доводом на користь використання концентратора є розширені можливості управління і більш зручна схема межпортових з'єднань.

Комутована гратка

Найбільш перспективна топологія, що дозволяє подолати всі обмеження петлі з арбітражним доступом і представити кожному N_порту виділений канал FC-AL. Як вже зрозуміло з назви, в основу гратки встановлений Fibre Channel комутатор з F_портами (Fabric ports).

Приблизно так само, як і в ЛВС, до портів комутатора можуть підключатися інші комутатори або концентратори, в такому випадку це буде називатися з'єднанням через E_порт або FL_порт відповідно.

Отказоустойчивость мереж FDDI

Стандарт ANSI X3T9.5 регламентує 4 основних отказустойчивих властивості мереж FDDI:

1. Кільцева кабельна система зі станціями класу А отказоустойчива до однократного обриву кабеля в будь-якому місці кільця. Станції, що знаходяться по обидві сторони обриву, переконфигурируют шлях циркуляції маркера і даних, підключаючи для цього повторне волоконно-оптичне кільце.

2. Вимкнення живлення, відмова однієї з станцій класу В або обрив кабеля від концентратора до цієї станції буде виявлений концентратором, і станеться відключення станції від кільця.

3. Дві станції класу В підключені відразу до двох концентраторам. Цей спеціальний вигляд підключення називається Dual Homing і може бути використаний для отказоустойчивого (до несправностей в концентраторе або в кабельній системі) підключення станцій класу В за рахунок дублювання підключення до основного кільця. У нормальному режимі обмін даними відбувається тільки через одну концентратор. Якщо по якій-небудь причині зв'язок втрачається, то обмін буде здійснюватися через другу концентратор.

4. Вимкнення живлення або відмова однієї з станцій класу А не приведе до відмови інших станцій, підключених до кільця, т. до. світловий сигнал буде просто пасивно передаватися до наступної станції через оптичний перемикач (Optical Bypass Switch). Стандарт допускає мати до трьох послідовно розташованих вимкнених станцій.

Оптичні перемикачі виробляють фірми Molex і AMP.

Синхронна і асинхронна передача

Підключення до мережі FDDI станції можуть передавати свої дані в кільце в двох режимах - в синхронному і в асинхронному.

Синхронний режим влаштований таким чином. У процесі ініціалізації мережі визначається очікуваний час обходу кільця маркером - TTRT (Target Token Rotation Time). Кожної станції, що захопила маркер, відводиться гарантований час для передачі її даних в кільце. Після закінчення цього часу станція повинна закінчити передачу і послати маркер в кільце.

Кожна станція в момент посилки нового маркера включає таймер, що вимірює тимчасової інтервал до моменту повернення до неї маркера - TRT (Token Rotation Timer). Якщо маркер повернеться до станції раніше очікуваного часу обходу TTRT, то станція може продовжити час передачі своїх даних в кільце і після закінчення синхронної передачі. На цьому заснована асинхронна передача. Додатковий тимчасової інтервал для передачі станцією буде рівний різниці між очікуваним і реальним часом обходу кільця маркером.

З описаного вище алгоритму видно, що якщо одна або декілька станцій не мають достатнього об'єму даних, щоб повністю використати тимчасової інтервал для синхронної передачі, то невикористана ними смуга пропускання відразу стає доступною для асинхронної передачі іншими станціями.

Кабельна система

Подстандарт FDDI PMD (Physical medium-dependent layer) як базова кабельна система визначає многомодовий волоконно-оптичний кабель з діаметром световодов 62.5/125 мкм. Допускається застосування кабелів з іншим діаметром волокон, наприклад: 50/125 мкм. Довжина хвилі - 1300 нм.

Середня потужність оптичного сигналу на вході станції повинна бути не менше за-31 dBm. При такій вхідній потужності імовірність помилки на біт при ретрансляції даних станцією не повинна перевищувати 2.5*10-10. При збільшенні потужності вхідного сигналу на 2 dBm, ця імовірність повинна знизитися до 10-12.

Максимально допустимий рівень втрат сигналу в кабелі стандарт визначає рівним 11 dBm.

Подстандарт FDDI SMF-PMD (Single-mode fiber Physical medium-dependent layer) визначає вимоги до фізичного рівня при використанні одномодового волоконно-оптичного кабеля. У цьому випадку як передаючий елемент звичайно використовується лазерний світлодіод, а дистанція між станціями може досягати 60 і навіть 100 км.

FDDI модулі для одномодового кабеля випускає, наприклад, фірма Cisco Systems для своїх маршрутизаторів Cisco 7000 і AGS+. Сегменти одномодового і многомодового кабеля в кільці FDDI можуть чергуватися. Для названих маршрутизаторів фірми Cisco є можливість вибору модулів з всіма чотирма комбінаціями портів: многомодовий-многомодовий, многомодовий-одномодовий, одномодовий-многомодовий, одномодовий-одномодовий.

Фірма Cabletron Systems Inc. випускає повторители Dual Attached - FDR-4000, які дозволяють підключити одномодовий кабель до станції класу А з портами, призначеними для роботи на многомодовом кабелі. Ці повторители дають можливість збільшити відстань між вузлами FDDI кільця до 40 км.

Подстандарт фізичного рівня CDDI (Copper Distributed Data Interface - розподілений інтерфейс даних по мідних кабелях) визначає вимоги до фізичного рівня при використанні екранованої (IBM Type 1) і не екранованої (Category 5) пар, що виються. Ця значно спрощує процес інсталяції кабельної системи і здешевлює її, мережеві адаптери і обладнання концентраторов. Відстані між станціями при використанні пар, що виються не повинні перевищувати 100 км.

Фірма Lannet Data Communications Inc. випускає FDDI модулі для своїх концентраторов, які дозволяють працювати або в стандартному режимі, коли повторне кільце використовується тільки з метою отказоустойчивости при обриві кабеля, або в розширеному режимі, коли повторне кільце також використовується для передачі даних. У другому випадку смуга пропускання кабельної системи розширяється до 200 Мбіт/сікти.

Підключення обладнання до мережі FDDI

Є два основних способи підключення комп'ютерів до мережі FDDI: безпосередньо, а також і через мости або маршрутизатори до мереж інших протоколів.

Безпосереднє підключення

Цей спосіб підключення використовується, як правило, для підключення до мережі FDDI файлів, архивационних і інших серверів, середніх і великих ЕОМ, тобто ключових мережевих компонентів, що є головними обчислювальними центрами, що надають сервіс для багатьох користувачів і вимагаючих високих швидкостей введення-висновку по мережі.

Аналогічно можна підключити і робочі станції. Однак, оскільки мережеві адаптери для FDDI вельми дорогі, цей спосіб застосовується тільки в тих випадках, коли висока швидкість обміну по мережі є обов'язковою умовою для нормальної роботи додатку. Приклади таких додатків: системи мультимедіа, передача відео і звукової інформації.

Для підключення до мережі FDDI персональних комп'ютерів застосовуються спеціалізовані мережеві адаптери, які звичайним образом вставляються в один з вільних слотов комп'ютера. Такі адаптери виробляються фірмами: 3Com, IBM, Microdyne, Network Peripherials, SysKonnect і інш. На ринку є карти під всі поширені шини - ISA, EISA і Micro Channel; є адаптери для підключення станцій класів А або В для всіх видів кабельної системи - волоконно-оптичної, екранованої і неекранованої пар, що виються.

Все ведучі виробники UNIX машин (DEC, Hewlett-Packard, IBM, Sun Microsystems і інші) передбачають інтерфейси для безпосереднього підключення до мереж FDDI.

Підключення через мости і маршрутизатори

Мости (bridges) і маршрутизатори (routers) дозволяють підключити до FDDI мережі інших протоколів, наприклад, Token Ring і Ethernet. Це робить можливим економічне підключення до FDDI великого числа робочих станцій і іншого мережевого обладнання як в нових, так і у вже існуючих ЛВС.

Конструктивно мости і маршрутизатори виготовляються в двох варіантах - в закінченому вигляді, що не допускає подальшого апаратного нарощування або переконфигурації (так звані standalone-пристрої), і у вигляді модульних концентраторов.

Прикладом standalone-пристроїв є: Router BR фірми Hewlett-Packard і EIFO Client/Server Switching Hub фірми Network Peripherals.

Модульні концентратори застосовуються в складних великих мережах як центральні мережеві пристрої. Концентратор являє собою корпус з джерелом живлення і з комунікаційною платою. У слоти концентратора вставляються мережеві комунікаційні модулі. Модульна конструкція концентраторов дозволяє легко зібрати будь-яку конфігурацію ЛВС, об'єднати кабельні системи різних типів і протоколів. Вільними слоти, що Залишилися можна використати для подальшого нарощування ЛВС.

Концентратори виробляються багатьма фірмами: 3Com, Cabletron, Chipcom, Cisco, Gandalf, Lannet, Proteon, SMC, SynOptics, Wellfleet і іншими.

Концентратор - це центральний вузол ЛВС. Його відмова може привести до зупинки всієї мережі, або, принаймні, значній її частині. Тому більшість фірм, виробляючих концентратори, вживають спеціальних заходів для підвищення їх отказоустойчивости. Такими заходами є резервування джерел живлення в режимі розділення навантаження або гарячого резервування, а також можливість зміни або доустановки модулів без відключення живлення (hot swap).

Для того щоб знизити вартість концентратора, всі його модулі запитиваются від загального джерела живлення. Силові елементи джерела живлення є найбільш вірогідною причиною його відмови. Тому резервування джерела живлення істотно продовжує термін безвідмовної роботи. При інсталяції кожний з джерел живлення концентратора може бути підключений до окремого джерела безперебійного живлення (UPS) на випадок несправностей в системі електропостачання. Кожний з UPS бажано підключити до отельним силових електричних мереж від різних підстанцій.

Можливість зміни або доустановки модулів (часто включаючи і джерела живлення) без відключення концентратора дозволяє провести ремонт або розширення мережі без припинення сервісу для тих користувачів, мережеві сегменти яких підключені до інших модулів концентратора.

Мости FDDI-Ethernet

Мости працюють на перших двох рівнях моделі взаємодії відкритих систем - на фізичному і канальному - і призначені для зв'язку декількох ЛВС однотипних або різних протоколів фізичного рівня, наприклад, Ethernet, Token Ring і FDDI.

За своїм принципом дії мости поділяються на два типи (Sourece Routing - маршрутизація джерела) вимагають, щоб вузол-відправник пакету розміщував в ньому інформацію про шлях його маршрутизації. Іншими словами, кожна станція повинна мати вбудовані функції по маршрутизації пакетів. Другий тип мостів (Transparent Bridges - прозорі мости) забезпечують прозорий зв'язок станцій, розташованих в різних ЛВС, і всі функції по маршрутизації виконують тільки самі мости. Нижче ми будемо вести мову тільки про такі мости.

Всі мости можуть поповнювати таблицю адрес (Learn addresses), маршрутизировать і фільтрувати пакети. Інтелектуальні мости, крім того, з метою підвищення безпека або продуктивність можуть фільтрувати пакети по критеріях, що задаються через систему управління мережею.

Коли на один з портів моста приходить пакет даних, міст повинен або переправити його на той порт, до якого підключений вузол призначення пакету, або просто відфільтровувати його, якщо вузол призначення знаходиться на тому ж самому порту, з якого прийшов пакет. Фільтрація дозволяє уникнути зайвого трафіка в інших сегментах ЛВС.

Кожний міст будує внутрішню таблицю фізичних адрес підключених до мережі вузлів. Процес її заповнення полягає в наступному. Кожний пакет має в своєму заголовку фізичні адреси вузлів відправлення і призначення. Отримавши на один з своїх портів пакет даних, міст працює по наступному алгоритму. На першому кроці міст перевіряє, чи занесений в його внутрішню таблицю адреса вузла відправника пакету. Якщо немає, то міст заносить його в таблицю і зв'язує з ним номер порту, на який поступив пакет. На другому кроці перевіряється, чи занесений у внутрішню таблицю адреса вузла призначення. Якщо немає, то міст передає прийнятий пакет у всі мережі, підключені до всіх інших його портів. Якщо адреса вузла призначення знайдена у внутрішній таблиці, міст перевіряє, чи підключена ЛВС вузла призначення до того ж самому порту, з якого прийшов пакет, чи ні. Якщо немає, то міст відфільтровувати пакет, а якщо так, то передає його тільки на той порт, до якого підключений сегмент мережі з вузлом призначення.

Три головних параметри моста:

- розмір внутрішньої адресної таблиці;

- швидкість фільтрації;

- швидкість маршрутизації пакетів.

Розмір адресної таблиці характеризує максимальне число мережевих пристроїв, трафік яких може маршрутизировать міст. Типові значення розмірів адресної таблиці лежать в межах від 500 до 8000. Що ж станеться у випадку, якщо кількість підключених вузлів перевищить розміри адресної таблиці? Оскільки більшість мостів зберігають в ній мережеві адреси вузлів, що останніми передавали свої пакети, міст поступово буде "забувати" адреси вузлів, резе що інших передають пакети. Це може привести до зниження ефективності процесу фільтрації, але не викличе принципових проблем в роботі мережі.

Швидкості фільтрації і маршрутизації пакетів характеризують продуктивність моста. Якщо вони нижче за максимально можливу інтенсивність передачі пакетів по ЛВС, то міст може бути причиною затримок і зниження продуктивності. Якщо вище - означає вартість моста вище мінімально необхідної. Розрахуємо, якої повинна бути продуктивність моста для підключення до FDDI декількох ЛВС протоколу Ethernet.

Обчислимо максимально можливу інтенсивність пакетів мережі Ethernet. Структура пакетів Ethernet показана в таблиці 1. Мінімальна довжина пакету рівна 72 байт або 576 біт. Час, необхідне для передачі одного біта по ЛВС протоколу Ethernet з швидкістю 10 Мбіт/сікти дорівнює 0.1 мксек. Тоді час передачі мінімального по довжині пакету становитиме 57.6*10-6сек. Стандарт Ethernet вимагає паузи між пакетами в 9.6 мксек. Тоді кількість пакетів, переданих за 1 сік, буде така, що дорівнює 1/((57.6+9.6)*10-6)=14880 пакетів в секунду.

Якщо міст приєднує до мережі FDDI N мереж протоколу Ethernet, то, відповідно, його швидкості фільтрації і маршрутизації повинні бути рівні N*14880 пакетів в секунду.

Довжина в байтах

8

6

6

2

від 46 до 1500

4

Поле

Преамбула

Адреса одержувача

Адреса відправника

Тип/довжина

Дані

Контрольна сума

Таблиця 1.

Структура пакету в мережах Ethernet.

З боку порту FDDI швидкість фільтрації пакетів повинна бути значно вище. Для того, щоб міст не знижував продуктивність мережі, вона повинні складати біля 500000 пакетів в секунду.

За принципом передачі пакетів мости поділяються на Encapsulating Bridges і Translational Bridges пакети фізичного рівня однієї ЛВС цілком переносять в пакети фізичного рівня інший ЛВС. Після проходження по другий ЛВС інший аналогічний міст видаляє оболонку з проміжного протоколу, і пакет продовжує своє руху в початковому вигляді.

Такі мости дозволяють зв'язати FDDI-магістраллю два ЛВС протоколи Ethernet. Однак в цьому випадку FDDI буде використовуватися тільки як середа передачі, і станції, підключені до мереж Ethernet, не будуть "бачити" станцій, безпосередньо підключених до мережі FDDI.

Мости другого типу виконують перетворення з одного протоколу фізичного рівня в іншій. Вони видаляють заголовок і замикаючу службову інформацію одного протоколу і переносять дані в інший протокол. Таке перетворення має істотну перевагу: FDDI можна використати не тільки як середу передачі, але і для безпосереднього підключення мережевого обладнання, прозоро видимого станціями, підключеними до мереж Ethernet.

Таким чином, подібні мости забезпечують прозорість всіх мереж по протоколах мережевого і більш верхніх рівнів (TCP/IP, Novell IPX, ISO CLNS, DECnet Phase IV і Phase V, AppleTalk Phase 1 і Phase 2, Banyan VINES, XNS і інш.).

Ще одна важлива характеристика моста - наявність або відсутність підтримки алгоритму резервних шляхів (Spannig Tree Algorithm - STA) IEEE 802.1D. Іногда його називають також стандартом прозорих мостів (Transparent Bridging Standard - TBS).

На мал. 1 показана ситуація, коли між ЛВС1 і ЛВС2 існують два можливих шляхи - через міст 1 або через міст 2. Ситуації, аналогічні цим, називаються активними петлями. Активні петлі можуть викликати серйозні мережеві проблеми: дублюючі пакети порушують логіку роботи мережевих протоколів і приводять до зниження пропускної спроможності кабельної системи. STA забезпечує блокування всіх можливих шляхів, крім одного. Проте, у разі проблем з основною лінією зв'язку, одні з резервних шляхів відразу буде призначений активним.

Інтелектуальні мости

Досі ми обговорювали властивості довільних мостів. Інтелектуальні мости мають ряд додаткових функцій.

Для великих комп'ютерних мереж однієї з ключових проблем, що визначають їх ефективність, є зниження вартості експлуатації, рання діагностика можливих проблем, скорочення часу пошуку і усунення несправностей.

Для цього застосовуються системи централізованого управління мережею. Як правило вони працюють по SNMP протоколу (Simple Network Management Protocol) і дозволяють адміністратору мережі з його робочого місця:

- конфігурувати порти концентраторов;

- проводити набір статистики і аналіз трафік. Наприклад, для кожної підключеної до мережі станції можна отримати інформацію про те, коли вона останній раз посилала пакети в мережу, про число пакетів і байт, прийнятих кожною станцією з ЛВС, відмінних від тієї, до якої вона підключена, число переданих широкомовних (broadcast) пакетів і т. д.;

- встановлювати додаткові фільтри на порти концентратора по номерах ЛВС або по фізично адресам мережевих пристроїв з метою посилення захисту від несанкціонованого доступу до ресурсів мережі або для підвищення ефективності функціонування окремих сегментів ЛВС;

- оперативно отримувати повідомлення про всі виникаючі проблеми в мережі і легко їх локалізувати;

- провести діагностику модулів концентраторов;

- переглядати в графічному вигляді зображення передніх панелей модулів, встановлених у видалену концентратори, включаючи і поточний стан індикаторів (це можливе завдяки тому, що програмне забезпечення автоматично розпізнає, який саме з модулів встановлений в кожний конкретний слот концентратора, і отримує інформацію і поточному статусі всіх портів модулів);

- переглядати системних журнал, в який автоматично записується інформація про всі проблеми з мережею, про час включення і вимкнення робочих станцій і серверів і про всі інші важливі для адміністратора події.

Перераховані функції властиві все інтелектуальним мостам і маршрутизаторам. Частина з них (наприклад, Prism System фірми Gandalf), крім того, володіють наступними важливими розширеними можливостями:

1. Пріоритети протоколів. По окремих протоколах мережевого рівня деякі концентратори працюють як маршрутизатори. У цьому випадку може підтримуватися установка пріоритетів одних протоколів над іншими. Наприклад, можна встановити пріоритет TCP/IP над всіма іншими протоколами. Це означає, що пакети TCP/IP будуть передаватися насамперед (це буває корисно у разі недостатньої смуги пропускання кабельної системи).

2. Захист від "штормів широкомовних пакетів" (broadcast storm). Одна з характерних несправностей мережевого обладнання і помилок в програмному забезпеченні - мимовільна генерація з високою інтенсивністю broadcast-пакетів, т. е. пакетів, адресованих всім іншим підключеним до мережі пристроям. Мережева адреса вузла призначення такого пакету складається з одних одиниць. Отримавши такий пакет на один з своїх портів, міст повинен адресувати його на всі інші порти, включаючи і FDDI порт. У нормальному режимі такі пакети використовуються операційними системами для службових цілей, наприклад, для розсилки повідомлень про появу в мережі нового сервера. Однак при високій інтенсивності їх генерації, вони відразу займуть всю смугу пропускання. Міст забезпечує захист мережі від перевантаження, включаючи фільтр на тому порту, з якого поступають такі пакети. Фільтр не пропускає broadcast-пакети і іншу ЛВС, оберігаючи тим самим іншу мережу від перевантаження і зберігаючи її працездатність.

3. Збір статистики в режимі "Що, якщо?" Ця опція дозволяє віртуально встановлювати фільтри на порти моста. У цьому режимі фізично фільтрація не проводиться, але ведеться збір статистики про пакети, які були б відфільтровувати при реальному включенні фільтрів. Це дозволяє адміністратору заздалегідь оцінити наслідки включення фільтра, знижуючи тим самим імовірність помилок при неправильно встановлених умовах фільтрації і не приводячи до збоїв в роботі підключеного обладнання.

Приклади використання FDDI

Приведемо два найбільш типових прикладу можливого використання мереж FDDI.

Додатки клієнт-сервер. FDDI застосовується для підключення обладнання, що вимагає широкої смуги пропускання від ЛВС. Звичайно це файлові сервери NetWare UNIX машини і великі універсальні ЕОМ (mainframes). Крім того, як було відмічено вище, безпосередньо до мережі FDDI можуть бути підключені і деякі робочі станції, що вимагають високих швидкостей обміну даними.

Робочі станції користувачів підключаються через многопортовие мости FDDI-Ethernet. Міст здійснює фільтрацію і передачу пакетів не тільки між FDDI і Ethernet, але і між різними Ethernet-мережами. Пакет даних буде переданий тільки в той порт, де знаходиться вузол призначення, зберігаючи смугу пропускання інших ЛВС. З боку мереж Ethernet їх взаємодія еквівалентна зв'язку через магістраль (backbone), тільки в цьому випадку вона фізично існує не у вигляді розподіленої кабельної системи, а цілком зосереджена в многопортовом мосту (Collapsed Backbone або Backbone-in-a-box).

У залежність від кожного конкретного випадку (відстані між серверами, умови експлуатації, вимоги до надійності, вартість і т. д.) сервери можуть підключатися до FDDI або як станції класу А, або як станції класу FDDI застосовується для зв'язку ЛВС протоколу Ethernet, розташованих в декількох будівлях. Як правило, в кожному з будівель досить розмістити по одному многопортовому мосту. У залежності від концентрації робочих станцій, кожний з Ethernet портів може обслуговувати один або декілька поверхів будівлі.

Самосинхронизирующиеся коди

При передачі цифрових сигналів по аналогових лініях зв'язку передаюча і приймаюча станції повинні бути синхронізовані між собою по частоті передачі біт в каналі. У іншому випадку неминучі помилки при прийомі.

У випадку, якщо приймач і передавач розташовані близько один від одного, то для синхронізації можна використати окремий канал або лінію. Якщо ж станції рознесені на великі відстані, то стає вигідніше вбудувати можливість частотної настройки в сам сигнал. Для цього застосовуються самосинхронизирующиеся коди. Ідея складається в тому, щоб сигнал, що передається часто міняв свій стан (з 0 на 1 і навпаки) навіть у випадку, якщо передаються довгі послідовності даних, що складаються тільки з одних 0 або тільки з одних 1.

Манчестерське кодування - одне з способів побудови самосинхронизирующегося коду. Цей код забезпечує зміну стану сигналу при представленні кожного біта. Манчестерське кодування вимагає подвоєної швидкості передачі сигналу в бодах відносно даних, що передаються.

Застосований в FDDI самосинхронизирующийся код 5В/4В є однією з можливих альтернатив для манчестерського кодування. У таблиці представлений спосіб кодування чотирьох інформаційних біт п'ятьма сигнальними бітами коду 5В/4В. Коди перетворення підібрані таким чином, щоб забезпечити можливо більш часту зміну сигналу, незалежно від вигляду даних, що передаються.

4 біта даних

5 біт даних

0000

11110

0001

01001

0010

10100

0011

10101

0100

01010

0101

01011

0110

01110

0111

01111

1000

10010

1001

10011

1010

10110

1011

10111

1100

11010

1101

11011

1110

11100

1111

11101