загрузка...
загрузка...
На головну

Ethernet - приклад стандартної технології з комутацією пакетів

  1. CASE-технології
  2. CRM-технології
  3. Fast Ethernet
  4. Fill in the missing numerals in the following sentences as in the example given for the first sentence. (Вставте пропущене ім'я числівник як в прикладі.)
  5. G Ethernet
  6. Gigabit Ethernet на кручений парі категорії 5

Розглянемо, яким чином описані раніше концепції втілені в одній з перших стандартних мережевих технологій - технології Ethernet, що працює з бітовою швидкістю 10 Мбіт / с. У цьому розділі ми торкнемося лише найзагальніших принципів функціонування Ethernet. Детальний опис технології Ethernet ви знайдете в частині III.

· топологія. Існує два варіанти технології Ethernet: Ethernet на яку поділяє середовищі і комутований варіант Ethernet. У першому випадку все вузли мережі поділяють загальну середу передачі даних, і мережа будується по топології загальної шини. На рис. 3.16 показаний найпростіший варіант топології - все комп'ютери мережі підключені до загальної розділяється середовищі, що складається з одного сегмента коаксіального кабелю.

Мал. 3.16. Мережа Ethernet на розділяється

У тому випадку, коли мережа Ethernet не використовує поділюване середовище, а будується на комутаторах, об'єднаних дуплексними каналами зв'язку, говорять про коммутируемом варіанті Ethernet. Топологія в цьому випадку є топологією дерева, тобто такий, при якій між двома будь-якими вузлами мережі існує рівно один шлях. Приклад топології комутованою мережі Ethernet показаний на рис. 3.17.

Мал. 3.17. Деревоподібна топологія комутованою мережі Ethernet

Топологічні обмеження (тільки деревоподібна структура зв'язків комутаторів) пов'язані зі способом побудови таблиць просування комутаторами Ethernet.

· спосіб комутації. В технології Ethernet використовується дейтаграмному комутація пакетів. Одиниці даних, якими обмінюються комп'ютери в мережі Ethernet, називаються кадрами. Кадр має фіксований формат і поряд з полем даних містить різну службову інформацію. У тому випадку, коли мережа Ethernet побудована на комутаторах, кожен комутатор просуває кадри відповідно до тих принципів комутації пакетів, які були описані раніше. А ось у разі односегментной мережі Ethernet виникає законне питання: де ж виконується комутація? Де хоча б один комутатор, який, як ми сказали, є головним елементом будь-якої мережі з комутацією пакетів? Або ж Ethernet підтримує особливий вид комутації? Виявляється, комутатор в односегментной мережі Ethernet існує, але його не так просто розгледіти, тому що його функції розподілені по всій мережі. «Комутатор» Ethernet складається з мережевих адаптерів і розділяється середовища. Мережеві адаптери є інтерфейси такого віртуального комутатора, а поділюване середовище - комутаційний блок, який передає кадри між інтерфейсами. Частина функцій комутаційного блоку виконують адаптери, так як вони вирішують, який кадр адресовано їх комп'ютера, а який - ні.

· адресація. Кожен комп'ютер, а точніше кожен мережевий адаптер, має унікальний апаратний адресу (так званий МАС-адреса, ви вже зустрічали цей акронім в розділі 2). Адреса Ethernet є плоским числовим адресою, ієрархія тут не використовується. Підтримуються адреси для вибіркової, широкомовної і групової розсилки.

· Поділ середовища і мультиплексування. У мережі Ethernet на комутаторах кожен канал є дуплексним каналом зв'язку, і проблеми його поділу між інтерфейсами вузлів не виникає. Передавачі комутаторів Ethernet використовують дуплексні канали зв'язку для мультиплексування потоків кадрів від різних кінцевих вузлів. У разі Ethernet на розділяється кінцеві вузли застосовують спеціальний метод доступу з метою синхронізації використання єдиного полудуплексного каналу зв'язку, що об'єднує всі комп'ютери мережі. Єдиного арбітра в мережі Ethernet на яку поділяє середовищу немає, натомість всі вузли вдаються до розподіленого випадкового методу доступу. Інформаційні потоки, що надходять від кінцевих вузлів мережі Ethernet, мультиплексируются в єдиному передавальному каналі в режимі поділу часу. Тобто кадрам різних потоків по черзі надається канал. Щоб підкреслити не завжди очевидну різницю між поняттями мультиплексування і поділу середовища, розглянемо ситуацію, коли з усіх комп'ютерів мережі Ethernet тільки одному потрібно передавати дані, причому дані від декількох додатків. У цьому випадку проблема поділу середовища між мережевими інтерфейсами не виникає, в той час як завдання передачі декількох інформаційних потоків по загальній лінії зв'язку (тобто мультиплексування) залишається.

· кодування. Адаптери Ethernet працюють з тактовою частотою 20 МГц, передаючи в середу прямокутні імпульси, відповідні одиницям і нулях даних комп'ютера. Коли починається передача кадру, то все його біти передаються в мережу з постійною швидкістю 10 Мбіт / с (кожен біт передається за два такту). Ця швидкість визначається пропускною здатністю лінії зв'язку в мережі Ethernet.

· надійність. Для підвищення надійності передачі даних в Ethernet використовується стандартний прийом - підрахунок контрольної суми і передача її в кінцевик кадру. Якщо приймаючий адаптер шляхом повторного підрахунку контрольної суми виявляє помилку в даних кадру, то такий кадр відкидається. Повторна передача кадру протоколом Ethernet не виконується, це завдання має вирішуватися іншими технологіями, наприклад протоколом TCP в мережах TCP / IP.

· черги. У комутованих мережах Ethernet черзі кадрів, готових до відправки, організовуються звичайним для мереж з комутацією пакетів способом, тобто за допомогою буферної пам'яті інтерфейсів комутатора.

У мережах Ethernet на розділяється комутатори відсутні. На перший погляд може здатися, що в Ethernet на яку поділяє середовищу немає черг, властивих мереж з комутацією пакетів. Однак відсутність комутатора з буферною пам'яттю в мережі Ethernet не означає, що черг в ній немає. Просто тут черги перемістилися в буферну пам'ять мережевого адаптера. У ті періоди часу, коли середовище зайнята передачею кадрів інших мережевих адаптерів, дані (запропоноване навантаження) як і раніше надходять в мережевий адаптер. Так як вони не можуть бути передані в цей час в мережу, вони починають накопичуватися у внутрішньому буфері адаптера Ethernet, утворюючи чергу. Тому в мережі Ethernet існують змінні затримки доставки кадрів, як і у всіх мережах з комутацією пакетів.

висновки

У мережах з комутацією каналів за запитом користувача створюється безперервний інформаційний канал, який утворюється шляхом резервування «ланцюжка» ліній зв'язку, що з'єднують абонентів на час передачі даних. На всьому своєму протязі канал передає дані з однієї і тієї ж швидкістю. Це означає, що через мережу з комутацією каналів можна якісно передавати дані, чутливі до затримок (голос, відео). Однак неможливість динамічного перерозподілу пропускної здатності фізичного каналу є принциповим недоліком мережі з комутацією каналів, який робить її неефективною для передачі пульсуючого комп'ютерного трафіку.

При комутації пакетів передані дані розбиваються у вихідному вузлі на невеликі частини - пакети. Пакет забезпечується заголовком, в якому вказується адреса призначення, тому він може бути оброблений комутатором незалежно від інших даних. Комутація пакетів підвищує продуктивність мережі при передачі пульсуючого трафіку, так як при обслуговуванні великої кількості незалежних потоків періоди їх активності не завжди збігаються в часі. Пакети надходять в мережу без попереднього резервування ресурсів в тому темпі, в якому їх генерує джерело. Однак цей спосіб комутації має і негативні сторони: затримки передачі носять випадковий характер, тому виникають проблеми при передачі трафіку реального часу. У мережах з комутацією пакетів може використовуватися один з трьох алгоритмів просування пакетів: дейтаграмному передача, передача з встановленням логічного з'єднання і передача з встановленням віртуального каналу.

Запитання і завдання

1. Які з наведених тверджень вірні при будь-яких умовах:

а) в мережах з комутацією пакетів необхідно попередньо встановлювати з'єднання;

б) в мережах з комутацією каналів не потрібно вказувати адресу призначення даних;

в) мережу з комутацією пакетів більш ефективна, ніж мережу з комутацією каналів;

г) мережа з комутацією каналів надає взаємодіє абонентам гарантовану пропускну здатність.

2. Які з сформульованих властивостей складеного каналу завжди відповідають дійсності:

а) дані, що надійшли в складовою канал, доставляються абонента без затримок і втрат;

б) складовою канал закріплюється за двома абонентами на постійній основі;

в) кількість елементарних каналів, що входять в складовою канал між двома абонентами, дорівнює кількості проміжних вузлів плюс 1;

г) складовою канал має постійну і фіксовану пропускну здатність на всьому своєму протязі.

3. Нехай для передачі голосу використовується дискретизація за часом з інтервалом 25 мкс і дискретизація за значеннями на рівня 1024 градації звукового сигналу. Яка пропускна здатність необхідна для передачі отриманого таким чином голосового трафіку?

4. За яких умов в комутаторах мережі з комутацією пакетів повинна бути передбачена буферизация? Варіанти відповідей:

а) коли середня швидкість надходження даних в комутатор перевищує середню швидкість їх обробки комутатором;

б) завжди;

в) якщо пакети мають велику довжину;

г) якщо пропускна здатність мережі нижче сумарної інтенсивності джерел трафіку.

5. Визначте, на скільки збільшиться час передачі даних в мережі з комутацією пакетів у порівнянні з мережею комутації каналів, якщо відомі такі величини:

· Загальний обсяг переданих даних - 200 Кбайт;

· Сумарна довжина каналу - 5000 км;

· Швидкість передачі сигналу - 0,66 швидкості світла;

· Пропускна здатність каналу - 2 Мбіт / с;

· Розмір пакета без урахування заголовка - 4 Кбайт;

· Розмір заголовка - 40 байт;

· Інтервал між пакетами - 1 мс;

· Кількість проміжних комутаторів - 10;

· Час комутації на кожному комутаторі - 2 мс.

Вважайте, що мережа працює в недовантажених режимі, так що черги в комутаторах відсутні.


 



Попередня   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   Наступна

комутація каналів | елементарний канал | складовою канал | Неефективність при передачі пульсуючого трафіку | комутація пакетів | буферизація пакетів | дейтаграмному передача | Передача зі встановленням логічного з'єднання | Передача зі встановленням віртуального каналу | Транспортна аналогія для мереж з комутацією пакетів і каналів |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати