2710

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
________ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)________________
Институт управления и информационных технологий
Кафедра «Вычислительные системы и сети»
Б.В. Желенков
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Физический уровень
Рекомендовано редакционно-издательским советом
университета в качестве методического указания
для студентов IV курса специальности «Вычислительные
машины, комплексы, системы и сети» и направления
«Информатика и вычислительная техника»
Москва - 2007
УДК 681.3
Ж 51
Желенков Б.В. Основы сетевых технологий. Физический
уровень: Методические указания.- М.: МИИТ, 2007. - 43с.
Методические указания предназначены для выполнения
лабораторных работ по дисциплине «Сети ЭВМ и
телекоммуникации»
для
студентов
для
студентов
специальности
«Вычислительные
машины,
комплексы,
системы и сети» и родственных специальностей.
Содержат начальные сведения о принципах построения
вычислительных сетей и взаимодействия устройств на
физическом уровне.
О Московский государственный университет путей сообщения
(МИИТ), 2007
Содержание
Лабораторная работа №1 «Уровни модели OSI»..........................
Лабораторная работа №2 «Системы кодирования».....................
Лабораторная работа №3 «Витая пара. Обжим кабеля»..............
Лабораторная работа №4 «Расчет работоспособности сети».....
Лабораторная работа №5 «Структурированная кабельная
система»...............................................................................................
Лабораторная работа №6 «Устройство и принципы работы
концентраторов».................................................................................
Литература.................................................................................
4
9
17
24
30
36
42
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
«У Р О В Н И М О Д Е Л И O SI»
ЦЕЛЬ: ИЗУЧЕНИЕ ФУНКЦИЙ И ЗАДА Ч УРОВНЕЙ МОДЕЛИ
OSIИ СТЕКА TCP/IP.
1.
ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Модель взаимодействия открытых систем- Open System
Interconnection (OSI). Модель OSI определяет различные уровни
взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает,
какие функции должен выполнять каждый уровень. В модель OSI
входит семь уровней: прикладной, представительный, сеансовый,
транспортный, сетевой, канальный и физический.
Модель OSI описывает только системные средства
взаимодействия, реализуемые операционной системой, системными
утилитами, системными аппаратными средствами.
Преимущества создания модели OSI
1. стандартизирует сетевые компоненты;
2. позволяет совместно использовать сетевое оборудование и
программное обеспечение различных производителей;
3. изменения в одном уровне не приводят к изменениям во всех
других.
Физический ypoBeHb(Physical layer)
1. имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи;
2. определяет электрические и механические характеристики
среды передачи данных;
3. определяет способы цифрового и логического кодирования
информации;
4. определяет стандарты разъемов для соединения рабочей
станции и среды передачи информации;
5. функции физического уровня реализуются во всех
устройствах, подключенных к сети;
6. реализуется концентраторами.
Канальный уровень(сЫа link).
1. имеет дело с кадрами;
2. проверяет доступность среды передачи данных;
3. выполняет обнаружение и коррекцию ошибок;
4. работает с физическими адресами (MAC), которые
помещаются в заголовке кадра;
5. выполняет доставку кадра конкретной рабочей станции;
6. выполняет доставку кадра только в сети с определенной
топологии связей, для которой был разработан протокол
данного уровня;
7. реализуется сетевыми картами и коммутаторами.
Сетевой ypoBem>(Network layer)
1. работает с пакетами;
2. объединяет несколько сетей - обеспечивает доставку данных
между сетями;
3. решает
задачу
выбора
оптимального
маршрута
(маршрутизации) передачи данных из одной сети в другую;
4. для решения задачи маршрутизации использует таблицы
маршрутизации, которые строятся с помощью протоколов
маршрутизации (routing protocols);
5. для передачи пакетов из одной сети в другую по выбранному
маршруту служит сетевой протокол (routing protocol);
6. для доставки пакетов в сеть назначения использует
логические адреса (ЕР-адреса);
7. использует маршрутизаторы.
Транспортный ypoBeHb(transport)
1. работает с сегментами;
2. обеспечивает передачу данных с заданной степенью
надежности;
3. обеспечивает необходимый класс сервиса, задаваемый
верхними уровнями;
4. использует два типа протоколов - протокол с установкой
соединения и подтверждением (TCP) и протокол без
установки соединения и без подтверждения (UDP);
5. реализован в средствах операционной системы на
оборудовании пользователя.
Сеансовый ypoBeHb(Session layer)
1. обеспечивает управление диалогом в процессе передачи
данных;
2. устанавливает, управляет и уничтожает сеанс связи;
3. определяет, какая из сторон является активной, предоставляет
средства синхронизации;
4. вставляет контрольные точки в длинные потоки данных,
чтобы иметь возможность повторной передачи не всего
сообщения, а только некоторой его части.
5. реализован в средствах операционной системы на
оборудовании пользователя.
Представительный ypoBeHb(Presentation layer)
1. обеспечивает единую форму представления передаваемой по
сети информации, не меняя ее содержания;
2. позволяет
преодолеть
синтаксические
различия
в
представлении данных или различия в кодах символов,
например кодов ASCII и EBCDIC;
3. может выполняться шифрование и дешифрование данных;
4. реализован в средствах
операционной
системы
на
оборудовании пользователя.
Прикладной ypoBeHb(Application layer)
1. это набор протоколов, с помощью которых пользователи сети
получают доступ к разделяемым ресурсам;
2. это набор программ, обеспечиваючих интерфейс пользователя
с сетевыми ресурсами.
3. реализован в средствах
операционной
системы
на
оборудовании пользователя.
Сетезависимые и сетенезависимые уровни
Функции всех уровней модели OSI могут быть отнесены либо
к функциям, зависящим от конкретной технической реализации
сети, либо к функциям, ориентированным на работу с
приложениями.
Три нижних уровня - физический, канальный и сетевой являются сетезависимыми, то есть протоколы этих уровней тесно
связаны с технической реализацией сети и используемым
коммуникационным оборудованием.
Три верхних уровня - прикладной, представительный и
сеансовый - ориентированы на программные приложения.
Транспортный уровень является промежуточным, он скрывает
все детали функционирования нижних уровней от верхних. Это
позволяет разрабатывать приложения, не зависящие от технических
средств непосредственной транспортировки сообщений.
Компьютер А
Прикладной уровень
Представительный
Уровень.....
Сеансовый уровень
—
ч
(
Ч
Сетевой уровень
Канальный уровень
1
j
у
Сегменты
Прикладной уровень
N
)
Представительный
_______ уровень________
\
/
Сеансовый уровень
N
✓
}
(гЦ
у
)
Поток данных
Л
4
Транспортный уровень
Компьютер В
Сетенезавизимые протоколы
11
1
Транспортный уровень
Сетевой уровень
Пакеты
j 11 )
Кадры
\
/
Канальный уровень
э
Физический уровень
j
Физический уровень
4
Биты
—
Сетезависимь е протоколы
Инкапсуляция.
При прохождении данных через уровни OSI, они делятся на блоки,
которые снабжаются заголовками, служебной и контрольной
информацией. Такая процедура называется инкапсуляцией.
Формирование данных.
1. Алфавитно-цифровая информация преобразуется в данные
которые могут быть переданы через сеть.
2. Упаковка данных для передачи через сеть. Данные
упаковываются
в сегменты
обеспеченные функцией
транспортировки и надежной передачи.
3. Добавление сетевого адреса в заголовок. Сегменты
помещаются в пакеты, которые содержат логический адрес
источника и назначения.
4. Добавления физического адреса в заголовок. Каждое сетевое
устройство помещает пакет в кадр, при этом каждый кадр
снабжается физическим адресом источника и назначения,
добавляется необходимая информация для непосредственной
передачи информации в данной среде.
5. Преобразованный в биты для передачи кадр, преобразуется в
логической 0 и 1, соответствующие уровни для передачи в
сети.
Application
Presentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
DATA
Segment
Packet
Frame
Bit
Соответствие между уровнями модели OSI и стеком ТСРЯР.
Объединяет три верхних уровня OSI и
Application
в
себя
функции
Presentation Application включает
представления, кодирования, а также
Session
контроля за установление соединения.
Transport
Transport Функции совпадают
Network
Internet
Передает пакеты из любой сети в
общую сеть (внешнюю) и доставляет
их по назначению независимо от
маршрута и сетей, через которые они
пройдут.
Data Link
Physical
Network
access
Обеспечивает физическую передачу
данных в сети. В этот уровень входят
детали технологии LAN и WAN.
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Выполняется в «Интерактивном курсе лабораторных работ» в виде
тестирования.
3.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА
В качестве отчета предоставляется результат тестирования.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
«С И С Т Е М Ы К О Д И Р О В А Н И Я »
ЦЕЛЬ: ОЗНАКОМИТЬ ОБУЧАЕМОГО СО СПОСОБАМИ
ФИЗИЧЕСКОГО И ЛОГИЧЕСКОГО ЦИФРОВОГО
КОДИРОВАНИЯ НА ФИЗИЧЕСКОМ УРОВНЕ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ
ДАННЫХ В СЕТЯХ.
1.
ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
При цифровом кодировании дискретной информации
применяют потенциальные и импульсные коды.
Потенциальные коды для представления логических единиц и
нулей используют только значение потенциала сигнала.
Импульсные коды представляют двоичные данные либо
импульсами определенной полярности, либо частью импульса перепадом потенциала определенного направления.
Требования к методам цифрового кодирования
Для передачи дискретной информации с использованием
прямоугольных импульсов необходимо выбрать такой способ
кодирования, который одновременно достигал бы следующих
целей:
• имел при одной и той же битовой скорости наименьшую
ширину спектра результирующего сигнала;
• обеспечивал
синхронизацию
между
передатчиком
и
приемником;
• обладал способностью распознавать ошибки;
.
обладал низкой стоимостью реализации.
Физическое кодирование. Потенциальные коды.
Потенциальный код без возвращения к нулю(7Уon Return to
Zero, NRZ)
При передаче последовательности единиц сигнал не
возвращается к нулю в течение такта. Метод NRZ прост в
реализации, обладает хорошей распознаваемостью ошибок (из-за
двух резко отличающихся потенциалов), но не обладает свойством
самосинхронизации. При передаче длинной последовательности
единиц или нулей сигнал на линии не изменяется, поэтому
приемник не может по входному сигналу опрбеделить моменты
времени для считывания данных.
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
Метод
биполярного
кодирования
с
альтернативной
инверсией(>1Щ1.
При биполярном кодировании с альтернативной инверсией
(Bipolar Alternate Mark Inversion , AMI) используются три уровня
потенциала - отрицательный, нулевой и положительный. Для
кодирования логического нуля используется нулевой потенциал, а
логическая единица кодируется либо положительным потенциалом,
либо отрицательным, при этом потенциал каждой новой единицы
противоположен потенциалу предыдущей. Код AMI частично
ликвидирует проблемы постоянной составляющей и отсутствия
самосинхронизации, присущие коду NRZ. Это происходит при
передаче длинных последовательностей единиц.
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
Потенциальный код с инверсией при единице (NRZI)
При потенциальном кодировании с инверсией при единице
(Non Return to Zero with ones Inverted, NRZI) используется только
два уровня сигнала. При передаче нуля он передает потенциал,
который был установлен в предыдущем такте (то есть не меняет
его), а при передаче единицы потенциал инвертируется на
противоположный. Этот код удобен в тех случаях, когда
использование третьего уровня сигнала весьма нежелательно,
например в оптических кабелях, где устойчиво распознаются два
состояния сигнала - свет и темнота.
0
1
0
0
1
~П
0
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
I______________________Г 1 _ Г 1 _
Потенциальный код 2B1Q
Это потенциальный код с четырьмя уровнями сигнала для
кодирования данных. Каждые два бита (2В) передаются за один
такт сигналом, имеющим четыре состояния ( 1Q).
- Паре бит 00 соответствует потенциал -2,5 В.
- Паре бит 01 соответствует потенциал -0,833 В.
- Паре бит 11 соответствует потенциал +0,833 В.
- Паре бит 10 соответствует потенциал +2,5 В.
С помощью кода 2B1Q можно по одной и той же линии
передавать данные в два раза быстрее, чем с помощью кода AMI
или NRZI.
0
1
0
0
1 0 1 0
__________
+2,5
+0,833
-0,833
-2,5
0
0
0
0
1
1
1
1
Физическое кодирование. Импульсные коды
Биполярный импульсный код
В биполярном импульсном коде единица представлена
импульсом одной полярности, а ноль - другой Каждый импульс
длится половину такта. Такой код обладает отличными
самосинхронизирующими
свойствами,
но
постоянная
составляющая, может присутствовать, например, при передаче
длинной последовательности единиц или нулей.
0
I___ I
0
I
1
0
0
1
1
1
Манчестерский код
В локальных сетях до недавнего времени самым
распространенным методом кодирования был манчестерский код.
Он применяется в технологиях Ethernet и Token Ring. В
манчестерском коде для кодирования единиц и нулей используется
перепад потенциала, то есть фронт импульса.
При манчестерском кодировании каждый такт делится на две
части.
Информация
кодируется
перепадами
потенциала,
происходящими в середине каждого такта. Единица кодируется
перепадом от низкого уровня сигнала к высокому, а ноль обратным перепадом. В начале каждого такта может происходить
служебный перепад сигнала, если нужно представить несколько
единиц или нулей подряд.
0
0
1
0
1
t
()
i
1
l
t
t
T
Логическое кодирование
Логическое
кодирование
используется
для
улучшения
потенциальных кодов типа AMI, NRZI или 2Q1B. Логическое
кодирование должно заменять длинные последовательности бит,
приводящие к постоянному потенциалу путем добавления единиц.
Избыточные коды
Избыточные коды основаны на разбиении исходной
последовательности бит на части, которые часто называют
символами. Затем каждый исходный символ заменяется на новый,
который имеет большее количество бит, чем исходный.
Логический код 4В/5В, заменяет исходные символы длиной в
4 бита на символы длиной в 5 бит. Так как результирующие
символы содержат избыточные биты, то общее количество битовых
комбинаций в них больше, чем в исходных. Результирующие
символы содержат 32 битовых комбинации, а исходные символы только 16. Поэтому в результирующем коде можно отобрать 16
таких комбинаций, которые не содержат большого количества
нулей, а остальные считать запрещенными кодами (code violation).
Кроме устранения постоянной составляющей и придания коду
свойства самосинхронизации, избыточные коды позволяют
приемнику распознавать искаженные биты. Если приемник
принимает запрещенный код, значит, на линии произошло
искажение сигнала.
Код 4В/5В затем передается по линии с помощью физического
кодирования по одному из методов потенциального кодирования,
чувствительному только к длинным последовательностям нулей.
Исходный
код
0000
0001
0010
ООН
0100
0101
ОНО
0111
Результирующий
код
Н ПО
01001
10100
10101
01010
01011
01110
01111
Исходный
код
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
Результирующий
код
10010
10011
10110
10111
11010
поп
11100
11101
Скремблирование
Перемешивание данных скремблером перед передачей
заключаются в побитном вычислении результирующего кода на
основании бит исходного кода и полученных в предыдущих тактах
бит результирующего кода. Например, скремблер может
реализовывать следующее соотношение:
где Bi - двоичная цифра результирующего кода, полученная на i-м
такте работы скремблера;
Ai - двоичная цифра исходного кода, поступающая на i-м такте
на вход скремблера;
Bi-З и Bi-5 - двоичные цифры результирующего кода,
полученные на 3 и 5 тактов ранее текущего тактаЗ;
После получения результирующей последовательности
приемник передает ее дескремблеру, который восстанавливает
исходную
последовательность
на
основании
обратного
соотношения:
С, = А ®А„® А-, = U ® A -3® A > A -3® A -, = 4
Пример скремблирования кода 1010 0000 0000 1101 и кодирования
по коду AMI.
В9=А9+В6+В4=0+0+1=1
В10=А10+В7+В5=0+1+0=1
В11=А11+В8+В6=0+1+0=1
В12=А12+В9+В7=0+1+1=0
В13=А13+В10+В8=1+1+1=1
В14=А14+В11+В9=1+1+1=1
В15=А15+В12+В10=0+0+1=1
В16=А16+В13+В11=1+1+1=1
В1=А1=1
В2=А2=0
ВЗ=АЗ=1
В4=А4+В1=0+1=1
В5=А5+В2=0+0=0
В6=А6+ВЗ+В1=0+1+1=0
В7=А7+В4+В2=0+1+0=1
В8=А8+В5+ВЗ=0+0+1=1
В
1
1
в
2
0
В
3
1
в
4
1
В
5
0
в
6
0
в
7
1
В
8
1
В
9
1
В1
0
1
В1
1
1
В1
2
0
В1
3
1
В1
4
1
В1
5
1
В1
6
1
Различные
алгоритмы
скрэмблирования
отличаются
количеством слагаемых, дающих цифру результирующего кода, и
сдвигом между слагаемыми.
B8ZS и HDB3
Логическое кодирование B8ZS (Bipolar with 8-Zeros
Substitution) и HDB3 (High-Density Bipolar 3-Zeros) используются
для улучшения кода Bipolar AMI. Они основанны на искусственном
искажении последоватльности нулей запрещенными символами.
Код B8ZS исправляет только последовательности, состоящие
из 8 нулей. При нахождении такой последовательности в исходном
коде, она заменяется на последовательность 000VI 0V1 , где V сигнал единицы, запрещенной для данного такта полярности, то
есть сигнал, не изменяющий полярность предыдущей единицы, 1 дополнительная единица, вместо исходного нуля.
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1 0 1
1 0 1
0
0
0
V
1
*
0
V
1
*
0
1
1
0
1
Код B8ZS построен так, что его постоянная составляющая
равна нулю при любых последовательностях двоичных цифр.
Код HDB3 исправляет любые четыре подряд идущих нуля в
исходной последовательности. Каждые четыре нуля заменяются
четырьмя сигналами, в которых имеется один сигнал V. Если перед
заменой исходный код содержал нечетное число единиц, то
используется последовательность 000V, а если число единиц было
четным - последовательность 1 00V.
1
0
1
1
0
1
0
0
1___ i
0
0
0
0
0
V
0
1
_ |
0
*
0
0
0
0
0
V
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Закодировать 32-х битную последовательность следующими
кодами:
1 .NRZ.
2. AMI.
3. NRZI.
4. 2B1Q
5. Биполярным импульсным кодом.
6. Манчестерским кодом.
7. Выполнить скремблирование исходного кода и представить
кодирование по AMI. HDB3
8. Выполнить преобразование исходного кода по B8ZS и
представить кодирование по AMI
9. Выполнить преобразование исходного кода по HDB3 и
представить кодирование по AMI
Все задания выполнить в виде временных диаграмм в
письменном виде.
3.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА
- титульный лист;
- временные диаграммы всех кодов заданной 32-х битной
последовательности.
4.
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Последовательность бит получить в «Интерактивном курсе
лабораторных работ».
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
«В И Т А Я П АРА. О Б Ж И М К А Б Е Л Я »
ЦЕЛИ: ОЗНАКОМИТЬ ОБУЧАЕМОГО С ФИЗИЧЕСКОЙ
СРЕДОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ ВИТОЙ ПАРЫ И
ПРИВИТЬ ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ ПО ТЕРМИНИРОВАНИЮ
КАБЕЛЯ.
1.
ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Витые пары бывают экранированными и неэкранированными,
одножильными и многожильными.
Одножильные - более жесткие - применяются для прокладки
магистральных линий локальной сети (например, между
различными помещениями в одном здании).
Многожильные - гибкие - используются для подключения
пользовательских компьютеров к магистральным линиям, из них
изготавливают патчкорды.
В локальной сети рекомендуется использовать кабели витой
пары пятой категории и выше. Такой кабель содержит 4 витые
пары, т.е. 8 проводников.
Экранированные кабели витой пары используются для
линий внешней прокладки (подвески). В некоторых случаях можно
использовать экранированные кабели для внутренней прокладки:
■ если представляются возможными большие влияния
установленного в помещении оборудования на сигнальные линии
кабеля и/или
• если потребитель обеспокоен возможными влияниями
электромагнитного излучения сигнальных линий кабеля на
оборудование или организмы, размещенные в помещении (Fast
Ethernet 100Mbps 100Base-TX и ATM 155 Mbps).
Экранированные
кабели
выпускаются
с
различным
исполнением экрана: оплетка (STP), экранирование фольгой (FTP),
различные варианты усиленных (двойных) экранов (SSTP, SFTP).
Следует учитывать, что различные фирмы используют различные
варианты обозначений для описания способов экранирования
кабеля. Для большинства применений вполне достаточно
использовать кабели с одиночным экраном (STP или FTP). И
только для действительно тяжелых условий следует применять
усиленные (двойные) экраны.
SAJTP
об *и й экран
*н е *и *я оболочка
еипгдепара
дрвнвосмый проводник
U7P
SA/ГР
»итая пере
экран питой пары
общий экран
внешняя оболочка
дренажный проводник
STP
тгр
Для всех линий кабеля экранированной витой пары в ОДНОЙ
точке экрана следует обеспечить надежное заземление экрана.
Для подключения витых пар используются разъемы
стандарта RJ-45, которые в зависимости от вида кабеля витой
пары бывают:
экранированными или неэкранированными;
для одножильных или многожильных витых пар;
конструктивно выполненными со вставками или без вставок.
Вставки выполняют роль направляющих для проводников витой
пары, упрощающих заправку проводников в корпус разъема.
Вид сберху со стороны контактов
К ак
различить
разъемы
для
одножильных
и
многожильных витых пар? Корпуса разъемов выполнены из
прозрачного пластика, поэтому внутренние части контактов
разъема хорошо различимы. Нужно обратить внимание на
конструктивное выполнение тех частей контактов, которые
предназначены для соединения с проводниками витой пары.
Контакты разъемов для многожильных проводников имеют вид
двухзубой вилочки, внутренние поверхности зубцов которой имеют
заточку по типу ножа и при опрессовке прорезают изоляцию
проводника, раздвигая его жилы, таким образом, создается контакт.
В разъемах для одножильных проводников зубцы вилочки слегка
раздвинуты в стороны и при опрессовке охватывают жилу с двух
сторон, прорезая изоляцию, и, создавая контакт.
Для разделки витых пар используют специальное устройство скримпер, которое имеет три рабочие области и соответственно
выполняет три функции.
1.
Ближе всего к рукояткам устройства располагается область, в
которой установлен нож для обрезания проводников витой пары.
2.
В центре находится гнездо для обжима разъема.
3.
В верхней части устройства - область для зачистки наружной
изоляции витой пары (внутренняя изоляция проводников не
зачищается, а как уже было сказано, прорезается контактами
разъема).
После зачистки разводят провода витой пары в одной
плоскости в определенном порядке, выравнивают длину всех
проводов и еще раз ровно подрезают.
Важно помнить - длина развитой части кабеля для обжима,
должна составлять не более 13 мм.
Порядок разводки проводов для разъемов RJ-45 определяется
стандартами EIA/TIA568A и Е1А/ПА568В. Цифрами на рисунке
обозначены номера контактов разъема.
Номера контактов
Разводка проводов
Если кабель содержит только две пары:
1OBase-T/100Base-TX
Одна сторона
Другая
сторона
Цвет провода
Номер
Цвет провода
контакта
1
Белыйоранжевый
2
Оранжевый
3
Белый-синий
4
-----------------
Номер
контакта
1
Белыйоранжевый
2
Оранжевый
3
Белый-синий
4
------------------
5
-----------------
5
6
7
Синий
-----------------
6
7
Синий
---------
Если кабель содержит четыре пары, то варианта заделки 568А
или 568В зависит исключительно от принятого в данной сети. Оба
этих варианта эквивалентны.
EIA/TIA-568A
Одна сторона
Цвет провода
Номер
контакта
1
Белыйзеленый
2
Зеленый
3
Белыйоранжевый
4
Синий
5
Белый-синий
6
Оранжевый
7
Белыйкоричневый
8
Коричневый
\/Т1А-568В
Одна
сторона
Номер
Цвет
контакта провода
1
Белыйоранжевый
2
Оранжевый
3
Белыйзеленый
4
Синий
5
Белый-синий
6
Зеленый
7
Белыйкоричневый
8
Коричневый
Другая
сторона
Цвет провода
Номер
контакта
1
Белыйзеленый
2
Зеленый
3
Белыйоранжевый
Синий
4
5
Белый-синий
6
Оранжевый
7
Белыйкоричневый
8
Коричневый
Другая
сторона
Цвет провода
Номер
контакта
1
Белыйоранжевый
2
Оранжевый
3
Белыйзеленый
4
Синий
5
Белый-синий
6
Зеленый
7
Белыйкоричневый
8
Коричневый
Кабель может быть прямой - обжим обоих разъемов
производится по одинаковой схеме - 568А или 568В.
Кабель может быть кроссированный - обжим одного разъема
производится по схеме 568А, другого по схеме 568В.
Это зависит от того, какие сетевые устройства будут
соединяться этим кабелем.
Сетевая
карта
Сетевая
кроссирова
нный
карта
Концентра прямой
тор
Коммутато прямой
Р
Маршрута кроссирова
затор
нный
Коммутато Маршрута
затор
Р
прямой
кроссирова
нный
кроссирова кроссирова прямой
нный
нный
кроссирова кроссирова прямой
нный
нный
кроссирова
прямой
прямой
нный
Концентра
тор
прямой
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Выполнить обжим витой пары по схеме в соответствии с
вариантом.
2. Проверить результат обжима специальным тестером для
витой пары.
3.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА
Работоспособный кабель для соединения сетевых устройств.
4. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Вар
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Первый
разъем
568А
568А
568В
568А
568А
568В
568А
568А
568В
568А
568А
568В
568А
568А
568В
568А
568А
568В
568А
568А
Второй
разъем
568А
568В
568В
568А
568В
568В
568А
568В
568В
568А
568В
568В
568А
568В
568В
568А
568В
568В
568А
568В
Длина кабеля
(м)
ОД
ОД
ОД
0,4
0,4
0,4
0,5
0,5
0,5
0,6
0,6
0,6
0,7
0,7
0,7
0,8
0,8
0,8
0,9
0,9
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
«Р А С Ч Е Т Р А Б О Т О С П О С О Б Н О С Т И СЕТИ »
ЦЕЛЬ:
ОЗНАКОМИТЬ
ОБУЧАЕМОГО
С
ПРАВИЛАМИ
РАССЧЕТА РАБОТОСПОСОБНОСТИ СЕТИ\ СОСТОЯЩЕЙ ИЗ
ОДНОГО ДОМЕНА КОЛЛИЗИЙ И ЗАКРЕПИТЬ НА ПРАКТИКЕ
ПРАВИЛА ПОСТРОЕНИЯ ШИРОКОВЕЩАТЕЛЬНЫХ ДОМЕНОВ
ETHERNET
1.
ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Для корректной работы сети Ethernet необходимо соблюдать
ограничения,
установленные
для
различных
стандартов
физического уровня.
Наиболее часто возникают проблемы, связанные с
несоответствием длины отдельного сегмента кабеля, а также
количеством повторителей в домене коллизий.
Правила «5-4-3» для коаксиальных сетей и «4-х
повторителей» для сетей на основе витой пары и оптоволокна
оставляют большой «запас прочности» сети.
Например, если посчитать время двойного оборота в сети,
состоящей из 4-х повторителей 10Base-5 и 5-ти сегментов
максимальный длины 500 м, то окажется, что оно составляет 537
битовых интервала. А так как время передачи кадра минимальной
длины, состоящего вместе с преамбулой 72 байт, равно 575
битовым интервалам, то видно, что разработчики стандарта
Ethernet оставили 38 битовых интервала в качестве запаса для
надежности. Тем не менее комитет 802.3 говорит, что и 4
дополнительных битовых интервала создают достаточный запас
надежности.
Комитет IEEE 802.3 приводит исходные данные о задержках,
вносимых повторителями и различными средами передачи данных,
для тех специалистов, которые хотят самостоятельно рассчитывать
максимальное количество повторителей и максимальную общую
длину сети, не довольствуясь теми значениями, которые приведены
в правилах «5-4-3» и «4-х хабов».
‘ Такие расчеты полезны для сетей, состоящих из смешанных
кабельных систем, например коаксиала и оптоволокна, на которые
правила о количестве повторителей не рассчитаны. При этом
максимальная длина каждого отдельного физического сегмента
должна строго соответствовать стандарту.
Необходимые условия для обеспечения работоспособности
сети Ethernet:
.
количество станций в сети не более 1024;
.
максимальная длина каждого физического сегмента
не больше значения, определенного в соответствующем
стандарте физического уровня;
•
время двойного оборота сигнала (Path Delay Value,
PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга
станциями сети не более 575 битовых интервала;
•
сокращение межкадрового интервала IPG (Path
Variability Value, P W ) при прохождении последовательности
кадров через все повторители должно быть не больше, чем 49
битовых интервала. Так как при отправке кадров конечные
узлы обеспечивают начальное межкадровое расстояние в 96
битовых интервала, то после прохождения повторителя оно
должно быть не меньше, чем 96 - 49 = 47 битовых интервала.
Соблюдение этих требований обеспечивает корректность
работы сети даже в случаях, когда нарушаются некоторые правила
конфигурирования, определяющие максимальное количество
повторителей и общую длину сети в 2500 м.
Расчет PDV
Для упрощения расчетов обычно используются справочные
данные IEEE, содержащие значения задержек распространения
сигналов в повторителях, приемопередатчиках и различных
физических средах. В таблице приведены данные, необходимые для
расчета значения PDV для всех физических стандартов сетей
Ethernet. Битовый интервал обозначен как bt.
Тип
сегмента
10Base-5
10Base-2
10Base-T
10Base-FB
lOBase-FL
FOIRL
A U I(>2 m)
База
левого
сегмента,
bt
11,8
11,8
15,3
-
12,3
7,8
0
База
промежуточн
ого сегмента,
bt
46,5
46,5
4 2 ,0
24,0
33,5
29,0
0
База
правого
сегмента
,b t
169,5
169,5
165,5
-
156,5
152,0
0
Задержк Максималь
длина
а на 1м, ная
bt
сегмента, м
0,0866
0,1026
0,113
0,1
од
0,1
0,1026
500
185
100
2000
2000
1000
2+48
Комитет 802.3 старался максимально упростить выполнение
расчетов, поэтому данные, приведенные в таблице, включают сразу
несколько этапов прохождения сигнала. Например, задержки,
вносимые повторителем, состоят из задержки входного трансивера,
задержки блока повторения и задержки выходного трансивера. В
таблице все эти задержки представлены одной величиной,
названной базой сегмента. Чтобы не нужно было два раза
складывать задержки, вносимые кабелем, в таблице даются
удвоенные величины задержек для каждого типа кабеля.
Левым сегментом называется сегмент, в котором начинается
путь сигнала от выхода передатчика (выход Тх ) узла - источника.
Правым сегментом называется сегмент, в котором находится
вход Rx узла -приемника. Он может являться наиболее удаленным
узлом. Именно здесь может произойти столкновение кадров и
возникает коллизия.
Промежуточные сегменты - остальные сегменты, через
которые проходит сигнал от источника к приемнику.
С каждым сегментом связана постоянная задержка, названная
базой, которая зависит только от типа сегмента и от положения
сегмента на пути сигнала (левый, промежуточный или правый).
База правого сегмента, в котором возникает коллизия, намного
превышает базу левого и промежуточных сегментов.
Кроме этого, с каждым сегментом связана задержка
распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, которая зависит от
длины сегмента и вычисляется путем умножения времени
распространения сигнала по одному метру кабеля (в битовых
интервалах) на длину кабеля в метрах.
Расчет заключается в вычислении задержек, вносимых
каждым отрезком кабеля (приведенная в таблице задержка сигнала
на 1 м кабеля умножается на длину сегмента), а затем
суммировании этих задержек с базами левого, промежуточных и
правого сегментов.
Общее значение P D V не должно превышать 575.
Так как левый и правый сегменты имеют различные величины
базовой задержки, то в случае различных типов сегментов на
удаленных краях сети необходимо выполнить расчеты дважды:
один раз принять в качестве левого сегмента сегмент одного типа, а
во второй - сегмент другого типа. Результатом можно считать
максимальное значение PDV.
Рассмотрим пример расчета сети.
1Ярвн1
К0£*4бнгр^р 3
D
10Base-FB SOQrn
Е
10Base-FB 400m
ifoi looooooifSll
Кощенг^тор A
F
10Base-FL 600m
Концейтоатор 2
C
10bese-FB 1000m
\
tSrsssnraj
KOHupwpafrop 1
10Base-T 100m
Концентратор 5
G
10Base-5100m
10Base-T 110m
□
□
Workstation
Workstation
Workstation
Расчет промежуточных сегментов - C, D, Е, F.
С = 24,0+0,1*1000=124
D = 24,0+0,1*500=74
Е = 24,0+0,1*400=64
F = 33,5+0,1*600=93,5
Суммарная задержка на промежуточных сегментах составит £ =
124+74+64+93,5=355,5
Первый вариант. Сегменты А и В - левые, G - правый.
А = 15,3+0,113*100=26,6
В = 15,3+0,113*110=27,7
G = 169,5+0,0866*100=178,2
Маршрут X A G=26,6+355,5+178,2=560,3 < 575 - работает.
Маршрут £ В G=27,7+355,5+178,2=561,4 < 575- работает.
Второй вариант. Сегмент G - левый, А и В - правые.
G = 11,8+0,0866*100=20,5
А =165,5 +0,113*100=176,8
В =165,5 +0,113*110=177,9
Маршрут £ G А =20,5+355,5+176,8= 552,8 < 575 - работает.
Маршрут X G В =20,5+355,5+177,9= 553,9 < 575- работает.
Так как значение PDV меньше максимально допустимой величины
575, то эта сеть проходит по критерию времени двойного оборота
сигнала несмотря на то, что ее общая длина составляет больше 2500
м, а количество повторителей - больше 4-х.
Расчет P W
Чтобы признать конфигурацию сети корректной, нужно
рассчитать
также
уменьшение
межкадрового
интервала
повторителями, то есть величину P W .
Сокращение межкадрового интервала должно быть не
больше, чем 49 битовых интервала.
Для расчета P W можно воспользоваться значениями
максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при
прохождении
повторителей
различных
физических
сред,
рекомендованными IEEE.
Тип сегмента
10Base-5
10Base-2
10Base-FB
10Base-FL
10Base-T
Передающий
сегмент, bt
или 16
10.5
10.5
Промежуточный
сегмент, bt
И
2
8
8
В соответствии с этими данными рассчитаем значение PVV для
нашего примера.
Первый вариант. Сегменты А и В - левые.
А = 10,5, В = 10,5
С=2
D=2
Е=2
F=8
G = 11
Маршрут X Аили В G= 10,5+2+2+2+8+11 = 35,5 < 49 - работает.
Второй вариант. Сегмент G - левый.
G = 16
С=2
D=2
Е=2
F=8
А = 8, В = 8
Маршрут £ G Аили В = 16+2+2+2+8+8 = 38 < 49 - работает.
В рассмотренном примере сеть соответствует стандартам Ethernet
по всем параметрам, связанным и с длинами сегментов, и с
количеством повторителей, несмотря на то, что в ней используется
5 повторителей и длина сегмента В больше стандартной.
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. В «Интерактивном курсе лабораторных работ» получить схему.
2. Рассчитать ее PDV и P W по каждому маршруту.
3. Сделать выводы о работоспособности.
3.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА
Выполняется
индивидуально
лабораторных работ»
в
«Интерактивном
курсе
«С Т Р У К ТУ РИ РО В А Н Н А Я К А Б Е Л Ь Н А Я СИ СТЕМ А»
ЦЕЛЬ: ДАТЬ ОБУЧАЕМОМУ БАЗОВЫЕ НАВЫКИ ПО
РАЗРАБОТКЕ
И
ДОКУМЕНТИРОВАНИЮ
СТРУКТУРИРОВАННОЙ КАБЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
1.
ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Структурированная кабельная система (СКС) представляет
собой иерархическую кабельную систему здания или группы
зданий, разделенную на структурные подсистемы. СКС состоит из
набора
медных
и
оптических
кабелей,
кросс-панелей,
соединительных шнуров, кабельных разъемов, модульных гнезд,
информационных розеток и вспомогательного оборудования.
Все перечисленные элементы интегрируются в единую
систему и эксплуатируются согласно определенным правилам.
В основу концепции структурированных кабельных систем
положена возможность реализации следующих основных
принципов:
Универсальность
Для передачи данных в ЛВС, организации локальной
телефонной сети, передачи видеоинформации или сигналов от
датчиков пожарной безопасности или охранных систем
используется единая кабельная система.
Гибкость
СКС позволяют быстро и легко изменять конфигурацию
кабельной системы и управлению перемещениями внутри здания и
между зданиями.
Устойчивость
Тщательно спланированная СКС устойчива к внештатным
ситуациям и гарантирует высокую надежность и защиту данных в
течение многих лет.
Сравнительные характеристики различных архитектур СКС
Существуют два варианта архитектуры проводки:
•
традиционная архитектура иерархической звезды;
•
архитектура одноточечного управления.
Архитектура иерархической звезды может применяться как
для группы зданий, так и для одного отдельно взятого здания.
Иерархическая звезда состоит из центрального кросса системы,
главных кроссов зданий и горизонтальных этажных кроссов.
Центральный кросс связан с главными кроссами зданий при
помощи внешних кабелей. Этажные кроссы связаны с главным
кроссом здания кабелями вертикального ствола.
Архитектура
иерархической
звезды
обеспечивает
максимальную гибкость управления и максимальную способность
адаптации системы к новым приложениям.
Архитектура одноточечного управления звезда состоит из
главного кросса здания и горизонтальных этажных кроссов,
соединенных между собой кабелями вертикального ствола.
Архитектура одноточечного администрирования разработана
для максимальной простоты управления. Обеспечивая прямое
соединение всех рабочих мест с главным кроссом, она позволяет
управлять системой из одной точки, оптимальной для
расположения централизованного активного оборудования.
Преимущества СКС над обычными кабельными системами:
• для передачи данных, голоса и видеосигнала используется
единая кабельная система;
• использование универсальных розеток на рабочих местах
позволяет подключать к ним различные виды оборудования.
• оправдывают капиталовложения за счет длительного
использования и эксплуатации сети;
• обладают модульностью и возможностями
внесения
изменений и наращивания без замены всей существующей
сети;
• допускают
одновременное
использование
нескольких
различных сетевых протоколов;
• не зависят от изменений технологий и поставщика
оборудования;
• используют стандартные компоненты и материалы;
• допускают управление и администрирование минимальным
количеством обслуживающего персонала;
• позволяют комбинировать в одной сети волоконнооптический и медный кабель;
Структура СКС
СКС должна состоять из любой или всех нижеперечисленных
подсистем:
• Магистральная подсистема группы зданий
. Магистральная подсистема здания или вертикальная
подсистема
• Горизонтальная подсистема
• Подсистема рабочего места
Данные подсистемы включают в себя следующие функциональные
элементы:
• Главный Распределительный Пункт (ГРП)
. Магистральный кабель территории
• Распределительный Пункт Здания (РПЗ)
• Магистральный кабель здания
• Распределительный Пункт Этажа (РПЭ)
• Горизонтальный кабель
• Точка перехода (ТП)
• Телекоммуникационный Разъем (ТР)
Подсистема рабочего места
Данная
подсистема
обеспечивает
соединение
информационной розетки (телекоммуникационного разъема) и
активного
устройства
(компьютер/телефон).
Телекоммуникационные разъемы располагаются на стене, на полу
или в любой другой области рабочего места. При проектировании
кабельной системы телекоммуникационные разъемы должно
размещаться в легкодоступных местах. Высокая плотность
размещения разъемов повышает гибкость системы по отношению к
изменениям. Во многих странах разъемы устанавливаются из
расчета: два разъема на минимум 6 кв. м. и максимум 10 кв. м.
рабочей площади. Разъемы могут устанавливаться как отдельно,
так и в группе, но каждое рабочее место должно быть снабжено
минимум двумя разъемами.
Каждый телекоммуникационный разъем должен быть
промаркирован постоянной, хорошо заметной для пользователя,
этикеткой.
Горизонтальная подсистема
Горизонтальная
подсистема
является
частью
телекоммуникационной кабельной системы, которая проходит
между телекоммуникационной розеткой/коннектором на рабочем
месте и горизонтальным кроссом в телекоммуникационном шкафу.
Каждый этаж здания рекомендуется обслуживать своей
собственной Горизонтальной подсистемой.
Все горизонтальные кабели, независимо от типа передающей
среды, не должны превышать 90 м на участке от
телекоммуникационной
розетки
на
рабочем
месте
до
горизонтального кросса. На каждое рабочее место должно быть
проложено как минимум два горизонтальных кабеля.
Каждый сегмент кабеля UTP/ScTP между горизонтальной
частью кросса в телекоммуникационном шкафу и информационной
розеткой не должен содержать муфт.
Вертикальная подсистема
Вертикальтная подсистема должна включать в себя кабель,
установленный
вертикально
между
этажными
телекоммуникационными шкафами, главный или промежуточный
кроссы в многоэтажном здании, а также кабель, установленный
горизонтально между телекоммуникационными шкафами, главный
или промежуточный кроссы в протяженном одноэтажном здании.
Все
телекоммуникационные
кабельные
системы
и
оборудование должны быть заземлены в соответствии с
соответствующими нормативами и правилами.
Магистральная подсистема
Магистральная подсистема включает в себя кабель,
проложенный между зданиями,
в туннеле,
закопанный
непосредственно в землю или в любой комбинации этих способов и
проходящий от главного кросса к промежуточному кроссу в
системе, состоящей из нескольких зданий.
Все кабели между зданиями должны быть установлены с
соблюдением требований соответствующих нормативов.
Размещение аппаратной или телекоммуникационного шкафа
Телекоммуникационные шкафы должны обеспечивать все
необходимые
условия
(пространство,
питание,
условия
окружающей среды и т.д.) для пассивных элементов и активного
оборудования, установленного в них. Каждый шкаф должен иметь
прямой выход на магистральные кабели.
Заземление телекоммуникационного оборудования должно
проводиться в соответствии с местными и государственными
нормативами.
Оборудование включает в себя арматуру кроссов, патч-панели
и стойки, активное телекоммуникационное оборудование, а также
приспособления и устройства для проведения тестирования.
Основные стандарты по СКС
Основными стандартами по СКС являются *
• Международный стандарт ISO/IEC 11801 Generic Cabling for
Customer Premises
• Европейский стандарт EN 50173 Information technologyGeneric cabling systems
• Американский стандарт ANSPTIA/EIA 568-B Commercial
Building Telecommunication Cabling Standard
1. В соответствии с заданием составить документацию на одну из
лабораторий кафедры.
2. Составить проект для этой лаборатории в соответствии с
требованиями СКС
3.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА
- титульный лист;
- план лаборатории с соблюдением масштаба;
- схема прокладки существующих кабельных трасс в лаборатории;
- схема размещения розеток и коммутационного оборудования;
- таблица нумерации розеток, разъемов патч-панелей и портов
коммутационного оборудования;
- схема прокладки кабельных трасс в лаборатории в соответствии с
требованиями СКС;
- схема размещения розеток и коммутационного оборудования в
соответствии с требованиями СКС;
- таблица нумерации розеток, разъемов патч-панелей и портов
коммутационного оборудования в соответствии с новым проектом.
4.
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Задания выдаются на бригаду (2-Зчел.). Лаборатория выбирается на
усмотрение преподавателя.
«У С ТРО Й С ТВ О И П Р И Н Ц И П Ы Р А Б О Т Ы
К О Н Ц Е Н ТР А ТОРОВ»
ЦЕЛЬ: ОЗНАКОМИТЬ ОБУЧАЕМЫХ С АППАРАТНЫМИ
ОСОБЕННОСТЯМИ УСТРОЙСТВА КОНЦЕНТРАТОРОВ И
ПРИНЦИПАМИ ИХ РАБОТЫ
1.
ПОДГОТОВКА К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Функции концентраторов
Во всех технологиях локальных сетей определено устройство,
которое имеет несколько равноправных названий - концентратор
(concentrator), хаб (hub), повторитель (repeater). В зависимости от
области применения этого устройства в значительной степени
изменяется состав его функций и конструктивное исполнение.
Основная функция концентратора - это повторение кадра
либо на всех портах (как определено в стандарте Ethernet), либо
только на некоторых портах, в соответствии с алгоритмом,
определенным соответствующим стандартом.
Концентратор обычно имеет несколько портов, к которым с
помощью отдельных физических сегментов кабеля подключаются
конечные узлы сети - компьютеры.
Концентратор объединяет отдельные физические сегменты
сети в единую разделяемую среду, доступ к которой
осуществляется в соответствии с одним из рассмотренных
протоколов локальных сетей - Ethernet, Token Ring и т. п. Так как
логика доступа к разделяемой среде существенно зависит от
технологии, то для каждого типа технологии выпускаются свои
концентраторы - Ethernet; Token Ring;
В технологии Ethernet в сетях на основе коаксиального кабеля
обычными являлись двухпортовые повторители, соединяющие
только два сегмента кабеля, поэтому термин концентратор к ним не
применялся.
С появлением спецификации 10Base-T для витой пары
повторитель стал неотъемлемой частью сети Ethernet, так как без
него связь можно было организовать только между двумя узлами
сети.* Многопортовые повторители Ethernet на витой паре стали
называть концентраторами или хабами, так как в одном устройстве
действительно
концентрировались связи
между большим
количеством узлов сети. Концентратор Ethernet обычно имеет от 8
до 72 портов, причем основная часть портов предназначена для
подключения кабелей на витой паре.
На рисунке показан концентратор Ethernet, рассчитанный на
образование небольших сегментов разделяемой среды. Он имеет 16
портов стандарта 10Base-T с разъемами RJ-45, а также один порт
AUI для подключения внешнего трансивера, работающего на
коаксиал или оптоволокно.
Для соединения концентраторов технологии 10Base-T между
собой в иерархическую систему можно применять те же порты, что
и для подключения конечных станций.
При этом надо учитывать, что обычный порт RJ-45,
предназначенный для подключения сетевого адаптера и
называемый
MDI-Х
(кроссированный
MDI),
имеет
инвертированную разводку контактов разъема, чтобы сетевой
адаптер можно было подключить к концентратору с помощью
стандартного соединительного кабеля, не кроссирующего
контакты.
При соединения концентраторов через стандартный порт
MDI-Х приходится использовать нестандартный кабель с
перекрестным соединением пар. Поэтому некоторые изготовители
снабжают концентратор выделенным портом MDI, в котором нет
кроссирования пар. Таким образом, два концентратора можно
соединить обычным некроссированным кабелем, если это делать
через порт MDI-Х одного концентратора и порт MDI второго. Чаще
один порт концентратора может работать и как порт MDI-Х, и как
порт MDI, в зависимости от положения кнопочного переключателя.
Отключение портов
Концентратор может отключать некорректно работающие
порты, изолируя тем самым остальную часть сети от возникших в
узле проблем. Эту функцию называют автосегментацией
(autopartitioning). Для концентратора FDDI эта функция для многих
ошибочных ситуаций является основной, так как определена в
протоколе.
Ситуации, в которых концентраторы Ethernet и Fast Ethernet
выполняют отключение порта.
•
Отсутствие
ответа
на
последовательность
импульсов link test, посылаемых во все порты каждые 16 мс. В
этом случае неисправный порт переводится в состояние
«отключен», но импульсы link test будут продолжать
посылаться в порт с тем, чтобы при восстановлении
устройства работа с ним была продолжена автоматически.
•
Ошибки на уровне кадра. Если интенсивность
прохождения через порт кадров, имеющих ошибки,
превышает заданный порог, то порт отключается, а затем, при
отсутствии ошибок в течение заданного времени, включается
снова. Такими ошибками могут быть: неверная контрольная
сумм, неверная длина кадра (больше 1518 байт или меньше 64
байт), неоформленный заголовок кадра.
•
Множественные коллизии Если концентратор
фиксирует, что источником коллизии был один и тот же порт
60 раз подряд, то порт отключается. Через некоторое время
порт снова будет включен.
•
Затянувшаяся передача (jabber). Как и сетевой
адаптер, концентратор контролирует время прохождения
одного кадра через порт. Если это время превышает время
передачи кадра максимальной длины в 3 раза, то порт
отключается.
Конструктивное исполнение концентраторов
Многосегментные концентраторы
В таких концентраторах имеется несколько несвязанных
внутренних шин, которые предназначены для создания нескольких
разделяемых сред. Между собой компьютеры, подключенные к
разным сегментам, общаться через концентратор не могут, так как
шины внутри концентратора никак не связаны. Многосегментные
концентраторы нужны для создания разделяемых сегментов, состав
которых может легко изменяться.
Большинство многосегментных концентраторов, например
System 5000 компании Nortel Networks или Ports witch Hub
компании 3Com, позволяют выполнять операцию соединения порта
с одной из внутренних шин чисто программным способом,
например с помощью локального конфигурирования через
консольный порт. Возможность многосегментного концентратора
программно изменять связи портов с внутренними шинами
называется
конфигурационной
коммутацией
(configuration
switching).
Для крупных сетей многосегментный концентратор играет
роль интеллектуального кроссового шкафа, который выполняет
новое соединение не за счет механического перемещения вилки
кабеля в новый порт, а за счет программного изменения внутренней
конфигурации устройства.
На конструктивное устройство концентраторов большое
влияние оказывает их область применения. Концентраторы рабочих
групп чаще всего выпускаются как устройства с фиксированным
количеством портов, корпоративные концентраторы - как
модульные устройства на основе шасси, а концентраторы отделов
могут иметь стековую конструкцию. Такое деление не является
жестким, и в качестве корпоративного концентратора может
использоваться, например, модульный концентратор.
Концентратор с фиксированным количеством портов
Концентратор представляет собой отдельный корпус со всеми
необходимыми элементами (портами, органами индикации и
управления, блоком питания), и эти элементы заменять нельзя.
Все порты такого концентратора поддерживают одну среду
передачи, общее количество портов изменяется от 4-8 до 24.
Один порт может быть специально выделен для подключения
концентратора к магистрали сети или же для объединения
концентраторов (в качестве такого порта часто используется порт с
интерфейсом AUI, в этом случае применение соответствующего
трансивера позволяет подключить концентратор к практически
любой физической среде передачи данных).
Модульный концентратор
Концентратор выполняется в виде отдельных модулей с
фиксированным количеством портов, устанавливаемых на общее
шасси. Шасси имеет внутреннюю шину для объединения
отдельных модулей в единый повторитель.
Часто такие концентраторы являются многосегментными,
тогда в пределах одного модульного концентратора работает
несколько несвязанных между собой повторителей.
Для модульного
концентратора могут существовать
различные типы модулей, отличающиеся количеством портов и
типом поддерживаемой физической среды.
Стековый концентратор
Концентратор представляет собой отдельный корпус с
фиксированным количеством портов. При этом он дополнительно
имеет специальные порты и кабели для объединения нескольких
таких корпусов в единый повторитель. Такая конструкция получает
общий блок повторения, обеспечивает общую ресинхронизацию
сигналов для всех своих портов и поэтому с точки зрения правила
4-х хабов считается одним повторителем.
Если стековые концентраторы имеют несколько внутренних
шин, то при соединении в стек, эти шины объединяются и
становятся общими для всех устройств стека.
Стековые концентраторы могут поддерживать различные
физические среды передачи.
Модульно-стековые концентраторы
Это модульные концентраторы, объединенные специальными
связями в стек. Как правило, корпуса таких концентраторов
рассчитаны на небольшое количество модулей (1-3). Эти
концентраторы сочетают достоинства концентраторов обоих типов.
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Изучить теоретический материал по организации работы
концентраторов и их аппаратной реализации.
2. Ознакомиться с основными узлами и системами контроля на
примере лабораторных коммутаторов.
3.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА
Зачет по лабораторной работе выставляется по результатам
собеседованием с преподавателем.
Литература
1 Я.М.Голдовский. Введение в сетевые технологии Cisco.
Электронное учебное пособие. МИИТ, 2005 г.
2 Б.В.Желенков. Использование сетевого оборудования
Cisco. Электронное учебное пособие. МИИТ, 2005 г.
3 Б.В.Желенков. Работа коммутаторов Cisco в локальных
сетях. МИИТ, 2007 г.
4 В.Г.Олифер, Н.А.Олифер. Компьютерные сети. Принципы,
технологии, протоколы. 3_е издание. - СПб.: Питер, 2006.
5 Основы организации сетей Cisco, том1.: Пер. с англ. - М.
Издательский дом «Вильямс», 2002.
Учебно-методическое издание
Желенков Борис Владимирович
ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Физический уровень
Методические указания
Подписано к печати Лб, /2,0?.
Тираж 100 экз.
Уел, печ. л.
Формат 60 х 84 1/16
Заказ -
.
- M S __________________ И зд №
206-07
127994, Москва, ул. Образцова, 15
Типография МИИТа