Диагностика локальной сети

 

Содержание(большими)

 

Введение ( тут вроде цифра нужна) – нумерация страницы -----4

1 Стандарты сетей………………….…………………...….…………….………..5

1.1 Ethernet……………………...……………………….………..…………8

1.2 TokenRing…………………..………….………….…..……....………..10

2 Основные характеристики TokenRing……………….………..…..…………..11

2.1 Сетевое оборудование TokenRing….............….……..…..…............13

2.2 Топология………………………………….……………..…......……..15

2.3 Среда передачи……………………………….……………......………17

2.4 Организация функционирования……………………..……...............20

2.5 Передача маркера…………………………………………….………..23

2.6 Физический уровень TokenRing…………………..……....…….........25

3 Форматы кадров Token Ring……………………………..……..……....……...28

3.1 Маркер…………………………………………..……..………….……28

3.2 Кадр данных…………………………………..……..………....….......31

3.3 Прерывающая последовательность……………………..……...….…35

4 Область применения…………………………………....…...………….….…...36

Заключение……………………………………………………………....……......37

Список использованных источников………………………………….……....38

 

ВВЕДЕНИЕ

 

TokenRing — технология локальной вычислительной сети (LAN) кольца с «маркерным доступом» — протокол локальной сети, который находится на канальном уровне (DLL) модели OSI. Он использует специальный трёхбайтовый фрейм, названный маркером, который перемещается вокруг кольца. Владение маркером предоставляет его обладателю право передавать информацию на носителе. Кадры кольцевой сети с маркерным доступом перемещаются в цикле.

В отличие от сетей CSMA/CD (например, Ethernet) сети с передачей маркера являются детерминистическими сетями. Это означает, что можно вычислить максимальное время, которое пройдет, прежде чем любая конечная станция сможет передавать. Эта характеристика, а также некоторые характеристики надежности, делают сеть TokenRing идеальной для применений, где задержка должна быть предсказуема и важна устойчивость функционирования сети. Примерами таких применений является среда автоматизированных станций на заводах.

Применяется как более дешёвая технология, получила распространение везде, где есть ответственные приложения, для которых важна не столько скорость, сколько надёжная доставка информации.

 

1 Стандарты сетей

В 80-е годы, произошёл бурный рост компьютерных технологий, связанный с появлением новой элементной базы, и новым витком развития сетевых решений.

Были приняты основные сетевые стандарты для локальных сетей: в 1980 году —Ethernet, в 1985 — TokenRing, в конце 80-х FDDI. Это позволило обеспечить совместимость сетевых операционных систем на нижних уровнях, а также стандартизировать интерфейс ОС с драйверами сетевых адаптеров.

В 1980 году в результате работы «комитета 802», организации InstituteofElectricalandElectronicsEngineers, IEEE, было принято семейство стандартов IEEE 802-х, которые содержат рекомендации по проектированию нижних уровней локальных сетей. Позже результаты работы этого комитета легли в основу комплекса международных стандартов ISO 8802-1...5.

Стандарты семейства IEEE 802.х охватывают два нижних уровня модели ISO/ OSI - физический и канальный, потому что именно эти уровни в наибольшей степени отражают специфику локальных сетей.

Функции канального уровня подразделяются на два подуровня:

1. управление доступом к среде передачи (MediaAccessControl, MAC);
2. управление логическим соединением (LogicalLinkControl, LLC).

 

Подуровень MAC определяет такие элементы канального уровня, как логическая топология сети, метод доступа к среде передачи информации и правила физической адресации между сетевыми объектами. Аббревиатура MAC используется также при определении физического адреса сетевого устройства: физический адрес устройства (который определяется внутри сетевого устройства или сетевой карты на этапе производства) часто называют МАС-адресом этого устройства.

Существует возможность программно изменить МАС-адрес большого количества сетевых устройств, особенно сетевых карт. При этом необходимо помнить, что канальный уровень модели ISO/OSI накладывает ограничения на использование МАС-адресов: в одной физической сети не может быть двух или более устройств, использующих одинаковый МАС-адрес.

Для определения физического адреса сетевого объекта может быть использовано понятие «адрес узла». Адрес узла чаще всего совпадает с МАС - адресом или определяется логически при программном переназначении адреса.

Подуровень LLC определяет правила синхронизации передачи и сервиса соединений. Этот подуровень канального уровня тесно взаимодействует с сетевым уровнем модели ISO/OSI и отвечает за надежность физических (с использованием МАС-адресов) соединений. Канальный уровень обеспечивает сервис соединений.

Существует три типа сервиса соединений:

1. сервис без подтверждения и без установления соединений (unacknowledgedconnectionless) -посылает и получает фреймы без управления потоком и без контроля ошибок или последовательности пакетов;
2. сервис, ориентированный на соединение (connection-oriented), -обеспечивает управление потоком, контроль ошибок и последовательности пакетов посредством выдачи квитанций (подтверждений);
3. сервис с подтверждением без установления соединения (acknowledgedconnectionless) -использует квитанции для управления потоком и контроля ошибок при передачах между двумя узлами сети.

Сервис соединений использует подтверждения, или квитанции, представляющие собой специальные сообщения, которые подтверждают факт приема фрейма или пакета данных. Подтверждения используются для управления потоком данных LLC-уровня и для контроля ошибок.

 

 

1.1Ethernet

Ethernet - это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей. Общее количество сетей, использующих в настоящее время Ethernet, оценивается в 5 миллионов, а количество компьютеров, работающих с установленными сетевыми адаптерами Ethernet - в 50 миллионов.

Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из вариантов этой технологии. В более узком смысле, Ethernet - это сетевой стандарт, основанный на технологиях экспериментальной сети EthernetNetwork, которую фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году (еще до появления персонального компьютера). Метод доступа был опробован еще раньше: во второй половине 60-х годов в радиосети Гавайского университета использовались различные варианты случайного доступа к общей радиосреде, получившие общее название Aloha. В 1980 году фирмы DEC, Intel и Xerox совместно разработали и опубликовали стандарт Ethernet версии II для сети, построенной на основе коаксиального кабеля. Поэтому стандарт Ethernet иногда называют стандартом DIX по заглавным буквам названий фирм.

На основе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE 802.3, который во многом совпадает со своим предшественником, но некоторые различия все же имеются. В то время, как в стандарте IEEE 802.3 различаются уровни MAC и LLC, в оригинальном Ethernet оба эти уровня объединены в единый канальный уровень. В Ethernet определяется протокол тестирования конфигурации (EthernetConfigurationTestProtocol), который отсутствует в IEEE 802.3. Несколько отличается и формат кадра, хотя минимальные и максимальные размеры кадров в этих стандартах совпадают.

В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE 802.3 имеет различные модификации - 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F.

Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов физического уровня технологии Ethernet используется манчестерский код.

Все виды стандартов Ethernet используют один и тот же метод разделения среды передачи данных - метод CSMA/CD.

 

1.2 TokenRing

Сети стандарта TokenRing, также как и сети Ethernet, используют разделяемую среду передачи данных, которая состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему используется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциями права на использование кольца в определенном порядке. Право на использование кольца передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером или токеном.

Стандарт TokenRing был принят комитетом 802.5 в 1985 году. В это же время компания IBM приняла стандарт TokenRing в качестве своей основной сетевой технологии. В настоящее время именно компания IBM является основным законодателем моды технологии TokenRing, производя около 60% сетевых адаптеров этой технологии.

Сети TokenRing работают с двумя битовыми скоростями - 4 Мб/с и 16 Мб/с. Первая скорость определена в стандарте 802.5, а вторая является новым стандартом де-факто, появившимся в результате развития технологии TokenRing. Смешение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается.

Сети TokenRing, работающие со скоростью 16 Мб/с, имеют и некоторые усовершенствования в алгоритме доступа по сравнению со стандартом 4 Мб/с.

 

2 Основные характеристики TokenRing

В сетях TokenRing при передаче данных используется разделяемая среда. В этой технологии эта среда представляет собой отрезки кабеля, при помощи которых все рабочие станции сети соединены в кольцо. Это кольцо является в этих сетях общим ресурсом, который разделяется всеми станциями, а для того, чтобы получить к нему доступ, используется детерминированный алгоритм, а не алгоритм случайного доступа, как в сетях Ethernet. Основой детерминированного алгоритма является передача оборудованию сети правомочий для использования разделяемой среды – кольца – в строго определенном порядке. Передача этого права осуществляется при помощи использования кадра, который имеет специальный формат и носит название токена (token) или маркера.

Именно эта сетевая технология используется фирмой IBM как основная при организации локальных сетей, которые базируются на вычислительных машинах различных категорий – персональных компьютерах, мейнфреймах, мини-компьютерах. Корпорация IBM производит примерно 60% сетевых устройств, работающих по технологии TokenRing, и является главным разработчиком инновационных технологий этого стандарта сетей на сегодняшний день.

Локальные сети технологии TokenRing способны работать только с двумя скоростями – либо 4, либо 16 мегабит в секунду, причем в одном кольце не допускается работа сетевого оборудования на разных скоростях. По сравнению с сетями, работающими на скорости 4 мегабита в секунду, сети TokenRing стандарта 16 Мбит/сек включают в себя некоторые улучшения в алгоритме предоставления доступа к разделяемой среде.

В сравнении с технологией Ethernet, TokenRing представляет собой более сложную технологию, в которую включены средства обеспечения устойчивости к отказам. Сеть TokenRing содержит функции мониторинга своей работы, использующие обратную связь для контроля приема-передачи кадров в кольцеобразной структуре, когда отправленный кадр обязательно возвращается отправителю. Многие ошибки, обнаруженные при работе сети, в некоторых случаях могут быть исправлены автоматически, как, например, может восстановиться пропавшийтокен. Если же ошибки не могут быть устранены автоматом, то происходит их фиксация, а исправление затем выполняет менеджер сети.

В TokenRing существует понятие активный монитор. Этим термином обозначается один из компьютеров сети, который выполняет функции контроля за ее работой. Активным монитором назначается та станция в сети, значение MAC-адреса которой является максимальным при инициализации кольца. В случае неисправности активного монитора происходит повторная инициализация кольца и назначается другой активный монитор. Для обнаружения отказа активного монитора он во время работы посылает в сеть кадр специального формата, который сообщает о его работоспособности. Частота генерации такого кадра составляет 3 секунды, а при его отсутствии в сети в течение определенного времени (более 7 секунд) снова начинается процедура определения нового компьютера, который будет играть роль активного монитора.

 

2.1 Сетевое оборудование  TokenRing

Концентратор TokenRing (MSAU) представляет собой набор блоков TCU (TrunkCouplingUnit – блок подключения к магистрали), к которым отдельными радиальными кабелями (lobecabling) подключаются станции. Блок TCU содержит реле, в нормальном состоянии замыкающее магистраль в обход порта (одновременно замыкает вход и выход порта со стороны станции). Если к порту подключена станция, то она выдает “фантомный” сигнал постоянного тока, переключающий реле. Если станция отключается от кольца или происходит обрыв кабеля, реле восстанавливает обходной путь. Станция, физически подключенная к TCU, может проверить свою линию до MSAU (поскольку TCU обеспечивает замыкание ее приемника на ее передатчик), и, в случае исправности линии, выдать “фантомный сигнал”.

Кроме блоков TCU (обычно от 8 до 24), концентраторы MSAU имеют два порта для образования кольца концентраторов: порт RI (RingIn, вход кольца) и порт RO (RingOut, выход кольца). Эти порты также снабжены реле, обеспечивающим замыкание магистрали в обход отключенного порта.