Характеристика технологии FDDI в КС
Обеспечение передачи информации с большими скоростями и на большие расстояния. Применение волоконно-оптического кабеля для передачи данных. Построение локально-вычислительных сетей. Классическая схема подключения портов. Особенности технологии FDDI.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.03.2014 |
| Размер файла | 37,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"
Отделение СПО
Курсовая работа
По дисциплине: "МДК 02.01 Инфокоммуникационные системы и сети"
"Характеристика технологии FDDI в КС"
Выполнил Рыбенков И.С.
Руководитель: Галкин В.П.
Арзамас 2013
Оглавление
Введение
1. Обзор технологии FDDI
1.1 Основные характеристики технологии FDDI
1.2 Топология сетей FDDI
1.3 Особенности технологии FDDI
1.4 Доступ к среде
1.5 Отказоустойчивость сетей FDDI
1.6 Синхронная и асинхронная передача
1.7 Кабельная система
2. Подключение оборудования к сети FDDI
2.1 Непосредственное подключение
2.2 Подключение через мосты и маршрутизаторы
2.3 Характеристика мостов. Мосты FDDI-Ethernet
2.4 Интеллектуальные мосты
2.5 Примеры использования FDDI. Приложения клиент-сервер
Заключение
Глоссарий
Список использованных источников
Приложения
Введение
Сетевые компьютерные комплексы становятся неотъемлемыми средствами производства любой организации или предприятия. Быстрый доступ к информации, ее достоверность повышают вероятность принятия правильных решений персоналом и, в конечном итоге, вероятность выигрыша в конкурентной борьбе. В своих управляющих и информационных системах фирмы видят средства стратегического превосходства над конкурентами и рассматривают инвестиции в них как капитальные вложения. В связи с тем, что обработка и пересылка информации с помощью компьютеров становятся все быстрее и эффективнее, происходит настоящий информационный взрыв. Локальные вычислительные сети начинают сливаться в территориально-распределенные сети, увеличивается количество подключенных к ЛВС серверов, рабочих станций и периферийного оборудования в России компьютерные сети многих крупных предприятий и организаций представляют собой одну или несколько ЛВС, построенных на основе стандарта Ethernet. Эти ЛВС либо совсем не имеют связи друг с другом, либо соединяются кабелем, работающим в одном из этих стандартов, через внутренние или внешние программные маршрутизаторы.
Современные операционные системы и прикладное программное обеспечение требуют для своей работы пересылки больших объемов информации. Одновременно с этим требуется обеспечивать передачу информации со все большими скоростями и на все большие расстояния. Поэтому рано или поздно производительность сетей Ethernet и программных мостов и маршрутизаторов перестают удовлетворять растущим потребностям пользователей, и они начинают рассматривать возможности применения в своих сетях более скоростных стандартов
В данной курсовой работе будут рассматриваться характеристики и особенности технологии одного из таких скоростных стандартов - FDDI.
1. Обзор технологии FDDI
Стандарт FDDI был разработан в 1988 году комитетом X3T9.5 Американского национального института стандартизации ANSI. И ее официальное название оптоволоконный интерфейс распределенных данных (Fiber Distributed Data Interface). Это первая технология, в которой средой передачи данных является волоконно-оптический кабель. Работы по созданию технологий и устройств, для использования волоконно-оптических каналов в локальных сетях начались в 80-е годы, вскоре после начала промышленной эксплуатации подобных каналов в территориальных сетях.
Сети FDDI поддерживается всеми ведущими производителями сетевого оборудования. В настоящее время комитет ANSI X3T9.5 переименован в X3T12. Технология с успехом применяется для использования на магистральных соединениях между сетями, поскольку дублирование двух оптоволоконных колец повышает надёжность системы. Также FDDI используется для подключения к сети высокопроизводительных серверов, в корпоративных и городских локальных сетях.
1.1 Основные характеристики технологии FDDI
Сеть FDDI представляет собой волоконно-оптическое маркерное кольцо с двумя светопроводящими волокнами со скоростью передачи данных 100 Мбит/сек. Одно из светопроводящих волокон образует первичное кольцо (Primary Ring). Оно является основным и используется для циркуляции маркеров данных. Втовое волокно образует вторичное кольцо (Secondary Ring) и является резервным, не использующемся в нормальном режиме. Рекомендуется использовать в качестве среды распространения волоконный кабель, так как он позволяет существенно расширить полосу пропускания и увеличить расстояния между сетевыми устройствами. Однако можно использовать и медный кабель, в таком случае используется сокращение CDDI (Copper Distributed Data Interface).
1.2 Топология сетей FDDI
Применяемые при построении ЛВС механизмы контроля потоков являются топологически зависимыми, что делает невозможным одновременное использование Ethernet IEEE 802.x, FDDI ANSI, Token Ring IEEE 802.6 и прочих в пределах единой среды распространения. Несмотря на тот факт, что Fibre Channel в какой-то мере может напоминать столь привычные нам ЛВС, его механизм контроля потоков никак не связан с топологией среды распространения и базируется на совершенно иных принципах.
Каждый N-порт при подключении к решетке Fibre Channel проходит через процедуру регистрации и получает информацию об адресном пространстве и возможностях всех остальных узлов, на основании чего становится ясно, с кем из них он сможет работать и на каких условиях. А так как механизм контроля потоков в Fibre Channel является прерогативой самой решетки, то для узла совершенно неважно, какая топология лежит в ее основе.
Точка-точка
Самая простая схема, основанная на последовательном полнодуплексном соединении двух N-портов с взаимоприемлемыми параметрами физического соединения и одинаковыми классами сервиса. Один из узлов получает адрес 0, а другой - 1.
В сущности, такая схема может рассматриваться как частный случай кольцевой топологии, где нет необходимости в разграничении доступа путем арбитража. В качестве типичного примера такого подключения можем привести наиболее часто встречающееся соединение сервера с внешним RAID массивом.
Петля с арбитражным доступом
Классическая схема подключения до 126 портов, с которой все и начиналось, если судить по аббревиатуре FC-AL.
Любые два порта в кольце могут обмениваться данными посредством полнодуплексного соединения точно так же, как и в случае "точка-точка". При этом все остальные выполняют роль пассивных повторителей с минимальными задержками.
Основным преимуществом петли с арбитражным доступом является низкая себестоимость в пересчете на количество подключенных устройств, поэтому наиболее часто она используется для объединения большого количества жестких дисков с дисковым контроллером. К сожалению, выход их строя любого NL-порта или соединительного кабеля размыкает петлю и делает ее неработоспособной, из-за чего в чистом виде такая схема сейчас уже не считается перспективной. Кроме того, добавление или удаление NL-порта вызывает достаточно длительный процесс инициализации LIP (Loop Initialization Process), который может измеряться десятками секунд при большом количестве подключенных узлов.
В настоящее время наибольшее распространение получила схема организации петли с помощью активных концентраторов, которые умеют изолировать поврежденный NL-порт путем автоматического подключения внутреннего резервного пути.
Еще одним веским доводом в пользу использования концентратора являются расширенные возможности управления и более удобная схема межпортовых соединений.
Коммутируемая решетка
Наиболее перспективная топология, позволяющая преодолеть все ограничения петли с арбитражным доступом и представить каждому N-порту выделенный канал FC-AL. Как уже понятно из названия, в основу решетки положен Fibre Channel коммутатор с F-портами (Fabric ports).
Примерно так же, как и в ЛВС, к портам коммутатора могут подключаться другие коммутаторы или концентраторы, в таком случае это будет называться соединением через E-порт или FL-порт соответственно.
1.3 Особенности технологии FDDI
Сравним пропускную способность сетей FDDI и Ethernet при многопользовательском доступе. Допустимый уровень утилизации сети Ethernet лежит в пределах 35% (3.5 Мбит/сек) от максимальной пропускной способности (10 Мбит/сек), в противном случае вероятность возникновения коллизий становится слишком высокой и пропускная способность кабеля резко снизится. Для сетей FDDI допустимая утилизация может достигать 90-95% (90-95 Мбит/сек). Таким образом, пропускная способность FDDI приблизительно в 25 раз выше.
Детерминированная природа протокола FDDI (возможность предсказания максимальной задержки при передаче пакета по сети и возможность обеспечить гарантированную полосу пропускания для каждой из станций) делает его идеальным для использования в сетевых АСУ в реальном времени и в приложениях, критичных ко времени передачи информации (например, для передачи видео и звуковой информации).
Многие из своих ключевых свойств FDDI получила от сетей Token Ring (стандарт IEEE 802.5). Прежде всего - это кольцевая топология и маркерный метод доступа к среде. Маркер - специальный сигнал, вращающийся по кольцу. Рабочая станция, получившая маркер, может передавать свои данные. порт волоконный локальный сеть
Однако FDDI имеет и ряд принципиальных отличий от Token Ring, делающий ее более скоростным протоколом. Например, изменен алгоритм модуляции данных на физическом уровне. Token Ring использует схему манчестерского кодирования, требующую удвоения полосы передаваемого сигнала относительно передаваемых данных. В FDDI реализован алгоритм кодирования "пять из четырех" - 4В/5В, обеспечивающий передачу четырех информационных бит пятью передаваемыми битами. При передаче 100 Мбит информации в секунду физически в сеть транслируется 125 Мбит/сек, вместо 200 Мбит/сек, что потребовалось бы при использовании манчестерского кодирования.
1.4. Доступ к среде
Оптимизировано и управление доступа к среде (Medium Access Control - MAC). В Token Ring оно реализовано на побитовой основе, а в FDDI на параллельной обработке группы из четырех или восьми передаваемых битов. Это снижает требования к быстродействию оборудования.
Станции, подключенные к сети FDDI, подразделяются на две категории.
1. Станции класса А имеют физические подключения к первичному и вторичному кольцам (Dual Attached Station - двукратно подключенная станция);
2. Станции класса B имеют подключение только к первичному кольцу (Single Attached Station - однократно подключенная станция) и подключается только через специальные устройства, называемые концентраторами.
Порты сетевых устройств, подключаемых к сети FDDI, классифицируются на 4 категории: А порты, В порты, М порты и S порты. Портом А называется порт, принимающий данные из первичного кольца и передающий их во вторичное кольцо. Порт В - это порт, принимающий данные из вторичного кольца и передающий их в первичное кольцо. М (Master) и S (Slave) порт передают и принимают данные с одного и того же кольца. М порт используется на концентраторе для подключения Single Attached Station через S порт.
Стандарт X3T9.5 имеет ряд ограничений. Общая длина двойного волоконно-оптического кольца - до 100 км. К кольцу можно подключить до 500 станций класса А. Расстояние между узлами при использовании многомодового волоконно-оптического кабеля - до 2 км, а при использовании одномодового кабеля определяется в основном параметрами волокна и приемо-передающего оборудования (может достигать 60 и более км).
1.5 Отказоустойчивость сетей FDDI
Стандарт ANSI X3T9.5 регламентирует 4 основных отказоустойчивых свойства сетей FDDI:
1. Кольцевая кабельная система со станциями класса А отказоустойчива к однократному обрыву кабеля в любом месте кольца. Станции, находящиеся по обе стороны обрыва, переконфигурируют путь циркуляции маркера и данных, подключая для этого вторичное волоконно-оптическое кольцо.
2. Выключение питания, отказ одной из станций класса В или обрыв кабеля от концентратора до этой станции будет обнаружен концентратором, и произойдет отключение станции от кольца.
3. Две станции класса В подключены сразу к двум концентраторам. Этот специальный вид подключения называется Dual Homing и может быть использован для отказоустойчивого (к неисправностям в концентраторе или в кабельной системе) подключения станций класса В за счет дублирования подключения к основному кольцу. В нормальном режиме обмен данными происходит только через один концентратор. Если по какой-либо причине связь теряется, то обмен будет осуществляться через второй концентратор.
4. Выключение питания или отказ одной из станций класса А не приведет к отказу остальных станций, подключенных к кольцу, т. к. световой сигнал будет просто пассивно передаваться к следующей станции через оптический переключатель (Optical Bypass Switch). Стандарт допускает иметь до трех последовательно расположенных выключенных станций.
1.6 Синхронная и асинхронная передача
Подключение к сети FDDI станции могут передавать свои данные в кольцо в двух режимах - в синхронном и в асинхронном.
Синхронный режим устроен следующим образом. В процессе инициализации сети определяется ожидаемое время обхода кольца маркером - TTRT (Target Token Rotation Time). Каждой станции, захватившей маркер, отводится гарантированное время для передачи ее данных в кольцо. По истечении этого времени станция должна закончить передачу и послать маркер в кольцо.
Каждая станция в момент посылки нового маркера включает таймер, измеряющий временной интервал до момента возвращения к ней маркера - TRT (Token Rotation Timer). Если маркер возвратится к станции раньше ожидаемого времени обхода TTRT, то станция может продлить время передачи своих данных в кольцо и после окончания синхронной передачи. На этом основана асинхронная передача. Дополнительный временной интервал для передачи станцией будет равен разности между ожидаемым и реальным временем обхода кольца маркером.
Из описанного выше алгоритма видно, что если одна или несколько станций не имеют достаточного объема данных, чтобы полностью использовать временной интервал для синхронной передачи, то неиспользованная ими полоса пропускания сразу становится доступной для асинхронной передачи другими станциями.
1.7 Кабельная система
FDDI устанавливает два типа используемого оптического волокна: одномодовое (иногда называемое мономодовым) и многомодовое. Моды можно представить в виде пучков лучей света, входящего в оптическое волокно под определенным углом. Одномодовое волокно позволяет распространяться через оптическое волокно только одному моду света, в то время как многомодовое волокно позволяет распространяться по оптическому волокну множеству мод света. Так как множество мод света, распространяющихся по оптическому кабелю, могут проходить различные расстояния (в зависимости от угла входа), и, следовательно, достигать пункт назначения в разное время (явление, называемое модальной дисперсией), одномодовый световод способен обеспечивать большую полосу пропускания и прогон кабеля на большие расстояния, чем многомодовые световоды. Благодаря этим характеристикам.
Подстандарт FDDI с использованием многомодового оптоволоконного кабеля в качестве базовой кабельной системы определяет многомодовый волоконно-оптический кабель с диаметром световодов 62.5/125 мкм. Допускается применение кабелей с другим диаметром волокон, например: 50/125 мкм. Длина волны - 1300 нм. Средняя мощность оптического сигнала на входе станции должна быть не менее -31 dBm. При такой входной мощности вероятность ошибки на бит при ретрансляции данных станцией не должна превышать 2.5*10-10 . При увеличении мощности входного сигнала на 2 dBm, эта вероятность должна снизиться до 10-12 .
Максимально допустимый уровень потерь сигнала в кабеле стандарт определяет равным 11 dBm.
Подстандарт FDDI с использованием одномодового оптоволоконного кабеля определяет требования к физическому уровню при использовании одномодового волоконно-оптического кабеля. В этом случае в качестве передающего элемента обычно используется лазерный светодиод, а дистанция между станциями может достигать 60 и даже 100 км. Сегменты одномодового и многомодового кабеля в кольце FDDI могут чередоваться.
Подстандарт физического уровня CDDI (Copper Distributed Data Interface - распределенный интерфейс данных по медным кабелям) определяет требования к физическому уровню при использовании экранированной и не экранированной витых пар. Эта значительно упрощает процесс инсталляции кабельной системы и удешевляет ее, сетевые адаптеры и оборудование концентраторов. Расстояния между станциями при использовании витых пар не должны превышать 100 км.
2. Подключение оборудования к сети FDDI
Есть два основных способа подключения компьютеров к сети FDDI: непосредственно, а также и через мосты или маршрутизаторы к сетям других протоколов.
2.1 Непосредственное подключение
Этот способ подключения используется, как правило, для подключения к сети FDDI файлов, архивационных и других серверов, средних и больших ЭВМ, то есть ключевых сетевых компонентов, являющихся главными вычислительными центрами, предоставляющими сервис для многих пользователей и требующих высоких скоростей ввода-вывода по сети.
Аналогично можно подключить и рабочие станции. Однако, поскольку сетевые адаптеры для FDDI весьма дороги, этот способ применяется только в тех случаях, когда высокая скорость обмена по сети является обязательным условием для нормальной работы приложения. Примеры таких приложений: системы мультимедиа, передача видео и звуковой информации.
Для подключения к сети FDDI персональных компьютеров применяются специализированные сетевые адаптеры, которые обычным образом вставляются в один из свободных слотов компьютера. Есть адаптеры для подключения станций классов А или В для всех видов кабельной системы - волоконно-оптической, экранированной и неэкранированной витых пар.
2.2 Подключение через мосты и маршрутизаторы
Мосты и маршрутизаторы позволяют подключить к FDDI сети других протоколов, например, Token Ring и Ethernet. Это делает возможным экономичное подключение к FDDI большого числа рабочих станций и другого сетевого оборудования как в новых, так и в уже существующих сетей.
Конструктивно мосты и маршрутизаторы изготавливаются в двух вариантах - в законченном виде, не допускающем дальнейшего аппаратного наращивания или переконфигурации, и в виде модульных концентраторов.
Модульные концентраторы применяются в сложных больших сетях в качестве центральных сетевых устройств. Концентратор представляет собой корпус с источником питания и с коммуникационной платой. В слоты концентратора вставляются сетевые коммуникационные модули. Модульная конструкция концентраторов позволяет легко собрать любую конфигурацию ЛВС, объединить кабельные системы различных типов и протоколов. Оставшиеся свободными слоты можно использовать для дальнейшего наращивания сети.
Концентратор - это центральный узел локальной вычислительной сети. Его отказ может привести к остановке всей сети, или, по крайней мере, значительной ее части. Поэтому большинство фирм, производящих концентраторы, принимают специальные меры для повышения их отказоустойчивости. Такими мерами являются резервирование источников питания в режиме разделения нагрузки или горячего резервирования, а также возможность смены или до установки модулей без отключения питания.
Для того чтобы снизить стоимость концентратора, все его модули запитываются от общего источника питания. Силовые элементы источника питания являются наиболее вероятной причиной его отказа. Поэтому резервирование источника питания существенно продлевает срок безотказной работы. При инсталляции каждый из источников питания концентратора может быть подключен к отдельному источнику бесперебойного питания (UPS) на случай неисправностей в системе электроснабжения. Каждый из UPS желательно подключить к отельным силовым электрическим сетям от разных подстанций.
Возможность смены или доустановки модулей (часто включая и источники питания) без отключения концентратора позволяет провести ремонт или расширение сети без прекращения сервиса для тех пользователей, сетевые сегменты которых подключены к другим модулям концентратора.
2.3 Характеристика мостов. Мосты FDDI-Ethernet
Мосты работают на первых двух уровнях модели взаимодействия открытых систем - на физическом и канальном - и предназначены для связи нескольких ЛВС однотипных или различных протоколов физического уровня, например, Ethernet, Token Ring и FDDI.
По своему принципу действия мосты подразделяются на два типа:
1. Sourece Routing - маршрутизация источника - требует, чтобы узел-отправитель пакета размещал в нем информацию о пути его маршрутизации. Другими словами, каждая станция должна иметь встроенные функции по маршрутизации пакетов.
2. Transparent Bridges - прозрачные мосты - обеспечивают прозрачную связь станций, расположенных в разных ЛВС, и все функции по маршрутизации выполняют только сами мосты. Ниже мы будем вести речь только о таких мостах.
Все мосты могут пополнять таблицу адресов, маршрутизировать и фильтровать пакеты. Интеллектуальные мосты, кроме того, в целях повышения безопасности или производительности могут фильтровать пакеты по критериям, задаваемым через систему управления сетью.
Когда на один из портов моста приходит пакет данных, мост должен или переправить его на тот порт, к которому подключен узел назначения пакета, или просто отфильтровать его, если узел назначения находится на том же самом порту, с которого пришел пакет. Фильтрация позволяет избежать излишнего трафика в других сегментах ЛВС.
Каждый мост строит внутреннюю таблицу физических адресов подключенных к сети узлов. Процесс ее заполнения заключается в следующем. Каждый пакет имеет в своем заголовке физические адреса узлов отправления и назначения. Получив на один из своих портов пакет данных, мост работает по следующему алгоритму. На первом шаге мост проверяет, занесен ли в его внутреннюю таблицу адрес узла отправителя пакета. Если нет, то мост заносит его в таблицу и связывает с ним номер порта, на который поступил пакет. На втором шаге проверяется, занесен ли во внутреннюю таблицу адрес узла назначения. Если нет, то мост передает принятый пакет во все сети, подключенные ко всем остальным его портам. Если адрес узла назначения найден во внутренней таблице, мост проверяет, подключена ли ЛВС узла назначения к тому же самому порту, с которого пришел пакет, или нет. Если нет, то мост отфильтровывает пакет, а если да, то передает его только на тот порт, к которому подключен сегмент сети с узлом назначения - скорость маршрутизации пакетов.
Размер адресной таблицы характеризует максимальное число сетевых устройств, трафик которых может маршрутизировать мост. Типичные значения размеров адресной таблицы лежат в пределах от 500 до 8000. Что же произойдет в случае, если количество подключенных узлов превысит размеры адресной таблицы? Поскольку большинство мостов хранят в ней сетевые адреса узлов, последними передававшими свои пакеты, мост постепенно будет "забывать" адреса узлов, резервируя других передающих пакеты. Это может привести к снижению эффективности процесса фильтрации, но не вызовет принципиальных проблем в работе сети.
Скорости фильтрации и маршрутизации пакетов характеризуют производительность моста. Если они ниже максимально возможной интенсивности передачи пакетов по ЛВС, то мост может являться причиной задержек и снижения производительности. Если выше - значит стоимость моста выше минимально необходимой. Рассчитаем, какой должна быть производительность моста для подключения к FDDI нескольких сетей протокола Ethernet.
Вычислим максимально возможную интенсивность пакетов сети Ethernet. Минимальная длина пакета равна 72 байт или 576 бит. Время, необходимое для передачи одного бита по ЛВС протокола Ethernet со скоростью 10 Мбит/сек равно 0.1 мксек. Тогда время передачи минимального по длине пакета составит 57.6*10-6 сек. Стандарт Ethernet требует паузы между пакетами в 9.6 мксек. Тогда количество пакетов, переданных за 1 сек, будет равно 1/((57.6+9.6)*10-6)=14880 пакетов в секунду.
Если мост подсоединяет к сети FDDI N сетей протокола Ethernet, то, соответственно, его скорости фильтрации и маршрутизации должны быть равны N*14880 пакетов в секунду.
Со стороны порта FDDI скорость фильтрации пакетов должна быть значительно выше. Для того, чтобы мост не снижал производительность сети, она должна составлять около 500000 пакетов в секунду.
По принципу передачи пакетов мосты подразделяются на Encapsulating Bridges и Translational Bridges пакеты физического уровня одной ЛВС целиком переносят в пакеты физического уровня другой ЛВС. После прохождения по второй ЛВС другой аналогичный мост удаляет оболочку из промежуточного протокола, и пакет продолжает свое движения в исходном виде.
Такие мосты позволяют связать FDDI-магистралью две ЛВС протокола Ethernet. Однако в этом случае FDDI будет использоваться только как среда передачи, и станции, подключенные к сетям Ethernet, не будут "видеть" станций, непосредственно подключенных к сети FDDI.
Мосты второго типа выполняют преобразование из одного протокола физического уровня в другой. Они удаляют заголовок и замыкающую служебную информацию одного протокола и переносят данные в другой протокол. Такое преобразование имеет существенное преимущество: FDDI можно использовать не только как среду передачи, но и для непосредственного подключения сетевого оборудования, прозрачно видимого станциями, подключенными к сетям Ethernet.
Таким образом, подобные мосты обеспечивают прозрачность всех сетей по протоколам сетевого и более верхних уровней. Еще одна важная характеристика моста - наличие или отсутствие поддержки алгоритма резервных путей. Иногда его называют также стандартом прозрачных мостов.
2.4 Интеллектуальные мосты
До сих пор мы обсуждали свойства произвольных мостов. Интеллектуальные мосты имеют ряд дополнительных функций.
Для больших компьютерных сетей одной из ключевых проблем определяющих их эффективность, является снижение стоимости эксплуатации, ранняя диагностика возможных проблем, сокращение времени поиска и устранения неисправностей. Для этого применяются системы централизованного управления сетью. Они позволяют администратору сети с его рабочего места:
1. конфигурировать порты концентраторов; подключенной к сети станции можно получить информацию о том, когда она последний раз посылала пакеты в сеть, о числе пакетов и байт, принятых каждой станцией с ЛВС, отличных от той, к которой она подключена, число переданных broadcast-пакетов и т. д.;
2. устанавливать дополнительные фильтры на порты концентратора по номерам ЛВС или по физически адресам сетевых устройств с целью усиления защиты от несанкционированного доступа к ресурсам сети или для повышения эффективности функционирования отдельных сегментов ЛВС; 3. оперативно получать сообщения обо всех возникающих проблемах в сети и легко их локализовать;
4. проводить диагностику модулей концентраторов;
5. просматривать в графическом виде изображение передних панелей модулей, установленных в удаленные концентраторы, включая и текущее состояние индикаторов (это возможно благодаря тому, что программное обеспечение автоматически распознает, какой именно из модулей установлен в каждый конкретный слот концентратора, и получает информацию и текущем статусе всех портов модулей);
6. просматривать системных журнал, в который автоматически записывается информация обо всех проблемах с сетью, о времени включения и выключения рабочих станций и серверов и обо всех других важных для администратора событиях.
Перечисленные выше функции свойственны всем интеллектуальным мостам и маршрутизаторам. Часть из них, кроме того, обладают следующими важными расширенными возможностями:
1. Приоритеты протоколов:
По отдельным протоколам сетевого уровня некоторые концентраторы работают в качестве маршрутизаторов. В этом случае может поддерживаться установка приоритетов одних протоколов над другими. Например, можно установить приоритет TCP/IP над всеми остальными протоколами. Это означает, что пакеты TCP/IP будут передаваться в первую очередь (это бывает полезно в случае недостаточной полосы пропускания кабельной системы).
2. Защита от "штормов широковещательных пакетов":
Одна из характерных неисправностей сетевого оборудования и ошибок в программном обеспечении - самопроизвольная генерация с высокой интенсивностью broadcast-пакетов, т. е. пакетов, адресованных всем остальным подключенным к сети устройствам. Сетевой адрес узла назначения такого пакета состоит из одних единиц. Получив такой пакет на один из своих портов, мост должен адресовать его на все другие порты, включая и FDDI порт. В нормальном режиме такие пакеты используются операционными системами для служебных целей, например, для рассылки сообщений о появлении в сети нового сервера. Однако при высокой интенсивности их генерации, они сразу займут всю полосу пропускания. Мост обеспечивает защиту сети от перегрузки, включая фильтр на том порту, с которого поступают такие пакеты. Фильтр не пропускает broadcast-пакеты и другие ЛВС, предохраняя тем самым остальную сеть от перегрузки и сохраняя ее работоспособность.
3. Сбор статистики в режиме "Что, если?":
Эта опция позволяет виртуально устанавливать фильтры на порты моста. В этом режиме физически фильтрация не проводится, но ведется сбор статистики о пакетах, которые были бы отфильтрованы при реальном включении фильтров. Это позволяет администратору предварительно оценить последствия включения фильтра, снижая тем самым вероятность ошибок при неправильно установленных условиях фильтрации и не приводя к сбоям в работе подключенного оборудования.
2.5 Примеры использования FDDI. Приложения клиент-сервер
FDDI применяется для подключения оборудования, требующего широкой полосы пропускания от сети. Обычно это файловые серверы UNIX машины и большие универсальные ЭВМ. Кроме того, как было отмечено выше, непосредственно к сети FDDI могут быть подключены и некоторые рабочие станции, требующие высоких скоростей обмена данными.
Рабочие станции пользователей подключаются через многопортовые мосты FDDI-Ethernet. Мост осуществляет фильтрацию и передачу пакетов не только между FDDI и Ethernet, но и между различными Ethernet-сетями. Пакет данных будет передан только в тот порт, где находится узел назначения, сохраняя полосу пропускания других ЛВС. Со стороны сетей Ethernet их взаимодействие эквивалентно связи через магистраль, только в этом случае она физически существует не в виде распределенной кабельной системы, а целиком сосредоточена в многопортовом мосту.
В зависимости от каждого конкретного случая (расстояния между серверами, условия эксплуатации, требования к надежности, стоимость и т. д.) серверы могут подключаться к FDDI либо как станции класса А, либо как станции класса В.
Магистраль
FDDI применяется для связи ЛВС протокола Ethernet, расположенных в нескольких зданиях. Как правило, в каждом из зданий достаточно разместить по одному многопортовому мосту. В зависимости от концентрации рабочих станций, каждый из Ethernet портов может обслуживать один или несколько этажей здания.
Отметим один недостаток: при отключении двух станций возможна микросегментация кольца FDDI. Обычно в сети магистральные узлы работают непрерывно без отключений. Более того, как сами коммутаторы, так и файл-серверы подключаются к источникам бесперебойного питания, Однако сама возможность отключения или выхода из строя имеется. Для повышения надежности можно отдельные станции подключать через двойное кольцо.
Заключение
В данной курсовой работе мы рассмотрели технологию FDDI. Охарактеризовали кабельную систему. Обозначили топологии этих сетей. Рассмотрены характеристики мостов, указаны способы подключения оборудования FDDI, а также были приведены примеры использования данной технологии.
В FDDI, несомненно, есть масса преимуществ. Более высокая пропускная способность, невероятно-большая максимальная длина сети и более высокая надежность за счет двух оптоволоконных колец дают ей высокое преимущество перед такими технологиями, как Token Ring и Ethernet.
Коаксиальные кабели, составляющие основу магистральных линий связи, могут обеспечивать только определенную полосу пропускания, размер которой значительно ниже требуемой. При этом, чем больше передаваемой информации, тем более часто по кабельной трассе приходится устанавливать регенерационное оборудование для восстановления формы передаваемых сигналов. Выходом из создавшегося положения явилось создание волоконно-оптических линий связи. Развитие современных средств информационных и телекоммуникационных технологий стало бы невозможным без волоконной оптики.
Однако высокая стоимость оптоволоконного оборудования, отказоустойчивость на уровне протокола и большие расстояния между узлами сети сказались на стоимости подключения к сети. Поэтому для подключения клиентских компьютеров эта технология оказалась, слишком дорогой.
Глоссарий
|
№ |
Термин |
Пояснение |
|
|
1 |
FDDI |
Оптоволоконный распределенный интерфейс передачи данных - сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям, основанная на топологии резервированного двойного кольца с подсоединяемыми деревьями. FDDI определяется физическим и канальным уровнями, разделенными на подуровни. Скорость передачи данных в FDDI составляет 100 Мбит/сек. |
|
|
2 |
Ethernet |
Tехнология построения локальной вычислительной сети на основе коаксиального кабеля. В Ethernet все узлы могут принимать все сообщения. Топология Ethernet - линейная или звездообразная, скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек. |
|
|
3 |
Token Ring |
Эстафетная кольцевая сеть - кольцевая сеть, в которой передача данных основана на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия короткой уникальной последовательности битов (маркера) из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных в Token Ring составляет 4 или 16 Мбит/сек.В сетях Token Ring с медным кабелем, физической топологией является звезда, а логической топологией - кольцо. |
|
|
4 |
Топология |
Cпособ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств |
|
|
5 |
Кольцо |
Это топология, в которой каждый компьютер соединён линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передаёт. |
|
|
6 |
Звезда |
Базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети |
|
|
7 |
Микросегментация |
Технология построения сети, в которой все узлы соединяются непосредственно с коммутатором с помощью индивидуальных линий связи. |
|
|
8 |
Маршрутизатор |
Специализированный сетевой компьютер, имеющий как минимум один сетевой интерфейс и пересылающий пакеты данных между различными сегментами сети, связывающий разнородные сети различных архитектур, принимающий решения о пересылке на основании информации о топологии сети и определённых правил, заданных администраторов |
|
|
9 |
Алгоритм |
Набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата решения задачи за конечное число действий. |
|
|
10 |
Сегмент сети |
Логически или физически обособленная часть сети. |
|
|
11 |
Сетевой концентратор или хаб |
устройство для объединения компьютеров в сеть Ethernet c применением кабельной инфраструктуры типа витая пара. |
Список использованных источников
1. Кунегин С.В. Сайт, посвященный информационным и телекоммуникационным технологиям:
2. Технологии FDDI и 100VG-Any LAN. http://lectures.net.ru/lan/7/
3. "Волоконно-оптические сети". "Эко-Трендз", 2001г. - 514с.
4. Майкл Дж. Мартин. "Введение в сетевые технологии. Практическое руководство по организации сетей". "Лори", 2002 г. - 688 с.
5. В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. "Компьютерные сети. Принципы, Технологии, Протоколы" "Domestic library" 2004г. - 319с
6. Гринфилд Дэвид. "Оптические сети" [Текст] / "DiaSoft", 2002г. - 256с.
7. Иванов, А.Б. "Волоконная оптика" [Текст] / "Сайрус Системс", 1999г. - 658с.
8. Дж. Гауэр. "Оптические системы связи" [Текст] / Радио и связь, 1989г. - 504с.
9. Александр Кузин, Виктор Демин Компьютерные сети. 2005 г.
10. В.Г. Аверин. Компьютерные сети и телекоммуникации. 2009 г.
11. Руденков Н.А, Долинер Л.И. Основы сетевых технологий/ 12. Олифер. В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - 2010.
12. Дмитрий Иртегов Введение в сетевые технологии. 2004 г.
13. Эндрю Татембаум, Девид Уэзерол. Компьютерные сети. 2012 г.
14. Елена Смирнова Павел Козик. Технологии современных сетей Ethernet 2012 г.
15. Вильям Столингс. Компьютерные сети, протоколы и технологии Интернета. 2005 г.
16. Николай Максимов, Игорь Попов. Компьютерные сети. 2010 г.
17. Николай Кузьменко Компьютерные сети и сетевые технологии. 2013 г.
Приложения
Таблица
|
Характеристики технологий |
Технология |
|||
|
FDDI |
Ethernet |
Token Ring |
||
|
Пропускная способность |
100 |
10 |
16 |
|
|
Топология |
Двойное кольцо |
Шина, звезда |
Звезда, кольцо |
|
|
Метод доступа |
Маркерный, доля от времени оборота маркера |
CSMA/CD |
Маркерный, приоритетная система резервирования |
|
|
Среда передачи данных |
Оптоволокно, неэкранированная витая пара |
Толстый коаксиал, тонкий коаксиал, витая пара, оптоволокно |
Экранированная и неэкранированная витая пара, оптоволокно |
|
|
Максимальная длина сети (без мостов) |
2 км |
2500 м |
100 м |
|
|
Максимальное количество узлов |
500 |
1024 |
260 |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
История создания стандарта FDDI, основы технологии. Одиночное и двойное присоединение к сети, количество MAC-узлов у станции, структура физического соединения. Требования к мощности оптических сигналов, кабели, разъемы, конфигурирование внутреннего пути.
курсовая работа [403,6 K], добавлен 15.10.2009Сетевые компьютерные комплексы как неотъемлемое средство производства любой организации или предприятия. FDDI как стандарт передачи данных в локальной сети, протянутой на расстоянии до 200 километров, его структура и основные элементы, принципы работы.
реферат [33,3 K], добавлен 24.12.2010Назначение и классификация компьютерных сетей. Распределенная обработка данных. Классификация и структура вычислительных сетей. Характеристика процесса передачи данных. Способы передачи цифровой информации. Основные формы взаимодействия абонентских ЭВМ.
контрольная работа [36,8 K], добавлен 21.09.2011Технология построения сетей передачи данных. Правила алгоритма CSMA/CD для передающей станции. Анализ существующей сети передачи данных предприятия "Минские тепловые сети". Построение сети на основе технологии Fast Ethernet для административного здания.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 15.02.2013Создание цифровой сети интегрированных услуг. Организация электронной передачи данных между предприятиями. Сущность технологии открытых систем. Основные виды модуляции модемов. Цифровые технологии передачи данных. Основные характеристики сетевых карт.
реферат [35,7 K], добавлен 26.03.2010Базовые технологии, протоколы и стандарты построения локальных и глобальных сетей. Протоколы передачи данных в телекоммуникационных системах. Стеки коммуникационных протоколов, линии связи, стандарты кабелей, коаксиальные и волоконно-оптические кабели.
курсовая работа [47,9 K], добавлен 15.07.2012Характеристика и специфические признаки, назначение локальной сети FDDI. Описание и отличительные черты сеансового уровня модели OSI, ее функциоальные особенности. Топология и форма сети типа "Кольцо". Общая характеристика протокола передачи файлов.
контрольная работа [20,4 K], добавлен 05.02.2011Обзор и анализ возможных технологий построения сети: Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet. Основные виды кабелей и разъемов. Выбор архитектуры, топологии ЛВС; среды передачи данных; сетевого оборудования. Расчет пропускной способности локальной сети.
дипломная работа [476,4 K], добавлен 15.06.2015Понятие и классификация систем передачи данных. Характеристика беспроводных систем передачи данных. Особенности проводных систем передачи данных: оптико-волоконных и волоконно-коаксиальных систем, витой пары, проводов. Оценка производителей аппаратуры.
курсовая работа [993,0 K], добавлен 04.03.2010Назначение системы управления базой данных. Передача данных в сетях ЭВМ: схема передачи информации, характеристика каналов передачи информации. Информационные ресурсы, которые содержит Интернет. Электронная почта - информационная услуга компьютерной сети.
контрольная работа [43,4 K], добавлен 26.04.2009
