Сети fddi
Появление FDDI в конце 80-х г.г. связано с возросшими требованиями к скорости передачи данных в вычислительных сетях и между ними.
С функциональной точки зрения сети FDDI являются развитием стандарта IEEE 802.5, поскольку используют один и тот же метод доступа к среде передачи данных ( 8 ааркерный метод), а самое главное, имеют практически идентичные форматы кадров.
Общая характеристика архитектуры сетей стандарта FDDI:
— информационный блок – кадр
— размер кадра – до 4500 байт (с преамбулой 30 байт)
— среда передачи – волоконно-оптический кабель (может быть экранированная витая пара)
— доступ к среде передачи –- маркерный метод
— скорость передачи данных — 100 Мбит/с
— физическая топология – «звезда», «двойное кольцо»
— логическая топология — «кольцо»
— размеры сетей – до 100 км при расстоянии между узлами до 2 км.
Отличие FDDI от IEEE 802.5 заключается в топологии, поскольку в FDDI реализована физическая топология «двойное кольцо», при этом допускается физическое подключение отдельных узлов по топологии «звезда». В связи с этим в стандарте определены лва типа узлов сети FDDI: однократно подключенные (SAS) и двукратно подключенные (DAS).
Другим принципиальным отличием FDDI является способ управления маркером. Если в сетях IEEE 802.5 маркер освобождался узлом, передавшим данные после подтверждения их получения, то в FDDI маркер освобождается сразу после окончания передачи кадра в сеть, поэтому в сетях FDDI одновременно могут существовать несколько маркеров и соответственно по сети одновременно могут передаваться несколько кадров с данными.
Вместе с тем опять же, в отличие от IEEE 802.5, маркер «захватывается» на определенный интервал времени, в течение которого узел может формировать и передавать кадры в сеть. Маркер освобождается в двух случаях: либо истек временной интервал, либо узел закончил передачу данных. Эти два решения в совокупности со средой передачи данных (волоконно-оптический кабель) позволили достичь высокой скорости передачи данных до 100 Мбит/с.
Отличительная особенность данной архитектуры – аппаратная избыточность, обусловленная наличием двух колец с линиями связи (основное и дополнительное). Информационные потоки (кадры) в кольцах ориентированы в противоположных направлениях. В случае сбоя в одном кольце сеть автоматически реконфигурируется и данные начинают передаваться по второму кольцу в другом направлении. В случае повреждения обоих колец обход поврежденного участка осуществляется «заворотом» сети.
Сети FDDI чаще всего используются для объединения в единую сеть отдельных вычислительных подсетей, например для объединения двух локальных вычислительных сетей стандарта IEEE 802.3 и IEEE 802.4, расположенных в пределах от сотен метров до десятка километров. На базе FDDI могут создаваться локальные вычислительные сети, основным трафиком которых является мультимедийная информация. .(П.Н. Башлы. Современные сетевые технологии. Учебное пособие. М. Горячая линия-Телеком, 2006, 334 с., с.49-51).
Сети ieee 802.11
Стек протоколов IEEE 802.11 (беспроводные локальные сети) соответствует общей структуре стандартов комитета 802, то есть состоит из физического уровня и уровня МАС, над которыми работает уровень LLC. Как и у всех технологий семейства 802, технология 802.11 определяется нижними двумя уровнями, то есть физическим уровнем и уровнем МАС, а уровень LLC выполняет свои стандартные общие для всех технологий LAN функции. Так как искажения кадров в беспроводной среде более вероятны, чем в проводной, уровень LLC должен, скорее всего, использоваться в режиме LLC2. Но это уже не зависит от технологии 802.11, режим работы уровня LLC выбирается протоколами верхних уровней.
На физическом уровне существует несколько вариантов спецификаций, которые отличаются используемым частотным диапазоном, методом кодирования и как следствие – скоростью передачи данных. Все варианты физического уровня работают с одним и тем же алгоритмом уровня МАС, но некоторые временные параметры уровня МАС зависят от используемого физического уровня.
В 1997 г. был принят стандарт 802.11 с 3-мя вариантами физического уровня, которые обеспечивают передачу данных со скоростями 1 и 2 Мбит/с:
— первый – среда инфракрасные волны диапазона 850 нм, источник – либо полупроводниковый лазерный диод, либо светодиод, зона покрытия – зона прямой видимости. Стандарт предусматривает три варианта распространения излучения: ненаправленную антенну, отражение от потолка и фокусное направленное излучение. В первом случае узкий луч рассеивается с помощью системы линз. Фокусное направленное излучение предназначено для организации двухточечной связи, например, между двумя зданиями
— второй – среда микроволновый диапазон 2,4 ГГц, основан на методе FNSS, В методе FNSS каждый узкий канал имеет ширину 1 МГЦ. Частотная манипуляция (FSK) с двумя состояниями сигнала (частотами) дает скорость 1 Мбит/с, с четырьмя состояниями – 2 Мбит/с. В случае FNSS сеть может состоять из сот, причем для исключения взаимного влияния в соседних сотах могут применяться ортогональные последовательности частот. Количество каналов и частота переключения между каналами настраивается, так что при развертывании беспроводной локальной сети можно учитывать особенности регулирования спектра частот конкретной страны. Так, в США в диапазоне 2, 4 ГГц может быть до 79 каналов, причем максимальное время нахождения на каждом канале не должно превышать 400 мс
— третий – тот же диапазон 2,4 ГГц, основан на методе DSSS, где в качестве последовательности чипов применяется 11-битный код 10110111000. Каждый бит кодируется путем двоичной (1 Мбит/с) или квадратурной фазовой (2 Мбит/с) манипуляции.
В 1999 г. были приняты еще два варианта физического уровня – 802.11а и 802.11b:
— 802.11а обеспечивает повышение скорости за счет более высокого диапазона (5 ГГц). Для этого задействуются 300 МГц из этого диапазона, ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM) и прямая коррекция ошибок (FEC). Скорости передачи данных составляют 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 и 54 Мбит/с. Диапазон 5 ГГц спецификации 802.11а пока мало «населен» и обеспечивает высокие скорости передачи данных. Однако его использование связано с двумя проблемами. Во-первых, оборудование для этих частот еще слишком дорогое, во-вторых, в некоторых странах частоты этого диапазона подлежат лицензированию.
— 802.11b по-прежнему использует диапазон 2, 4 ГГц, что позволяет задействовать более дешевое оборудование. Для повышения скорости до 11 Мбит/с, которая сопоставима со скоростью классического стандарта Ethernet. Здесь применяется более эффективный метод DSSS, использующий технику COMPLEMENTARY CODE KEYING (CCK).
В 2003 г. разработан еще один стандарт физического уровня 802.11g – диапазон 2,4 ГГц, скорость передачи данных до 54 Мбит/с, используется ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM). До недавнего времени в США в диапазоне 2,4 ГГц разрешалось работать только за счет расширения спектра. Снятие этого ограничения дало импульс новым разработкам, в результате появилась новая высокоскоростная беспроводная технология. Для обратной совместимости с 802.11b поддерживается также техника ССК.
Диаметр сети 802.11 зависит от многих параметров, в том числе и от диапазона частот. Обычно диаметр беспроводной локальной сети находится в пределах от 100 до 300 м.
Следует отметить, что уровень МАС выполняет в беспроводных сетях больше функций, чем в проводных. Функции МАС в стандарте 802.11 включают:
— доступ к разделяемой среде
— обеспечение мобильности станций при наличии нескольких базовых станций
— обеспечение безопасности, эквивалентной безопасности проводных локальных сетей.
Станции могут использовать разделяемую среду для того, чтобы передавать данные:
— непосредственно друг другу в пределах одной BSS-сети
— в пределах одной BSS-сети транзитом через точку доступа
— между разными BSS-сетями через две точки доступа и распределенную систему
— между BSS-сетью и проводной локальной сетью через точку доступа, распределенную систему и портал (коммутатор или маршрутизатор).
Стандарт 802.11 поддерживает два типа топологий локальных сетей: с базовым и с расширенным наборами услуг.
Сеть с базовым набором услуг (Basic Service Set, BSS) образуется отдельными станциями, базовая станция отсутствует, узлы взаимодействуют друг с другом непосредственно. Для того, чтобы войти в BSS-сеть, станция должна выполнить процедуру присоединения.
BSS-сети не являются традиционными сотами в отношении зон покрытия, они могут находиться друг от друга на значительном расстоянии, а могут частично или полностью перекрываться – стандарт 802.11 оставляет здесь свободу для проектировщика сети.
В сетях, обладающих инфраструктурой, некоторые станции сети являются базовыми, или, в терминологии 802.11, точками доступа (Access Point, AP). Станция, которая выполняет функции АР, является членом какой-нибудь BSS-сети. Все базовые станции сети связаны между собой с помощью распределенной системы (Distribution System, DS), в качестве которой может использоваться та жн среда (то есть радио- лил инфракрасные волны)Ю что и для взаимодействия между станция или же отличная от нее, например проводная. Точки доступа вместе с распределенной системой поддерживают службу распределенной системы (Distribution System Service, DSS). Задачей DSS является передача пакетов между станциями, которые по каким-то причинам не могут или не хотят взаимодействовать между собой непосредственно. Наиболее очевидной причиной использования DSS является принадлежность станций разным BSS-сетям. В этом случае они передают кадр своей точке доступа, которая через DS передает его точке доступа, обслуживающей BSS-сеть со станцией назначения.
Сеть с расширенным набором услуг (Extended Service Set, ESS) состоит из нескольких BSS-сетей, объединенных распределенной средой. ESS-сеть обеспечивает станциям мобильность – они могут переходить из одной BSS-сети в другую. Эти перемещения обеспечиваются функциями уровня МАС рабочих и базовых станций, поэтому они совершенно прозрачны для уровня LLC. ESS-сеть может также взаимодействовать с проводной локальной сетью. Для этого в распределенной системе должен присутствовать портал.
В сетях 802.11 уровень МАС обеспечивает два режима доступа к разделяемой среде: распределенный режим DCF (Distributed Coordination Function) и централизованный режим PCF (Point Coordination Function). (В.Г.Олифер, Н.А.Олифер . Компьютерные сети . Учебник. С.-П: Питер, 2006. – 958с., с. 463-467)