Топология сети 100vg anylan
В качестве альтернативы технологии Fast Ethernet, фирмы AT&T и HP выдвинули проект новой технологии со скоростью передачи данных 100 Мб/с — 100Base-VG. В этом проекте было предложено усовершенствовать метод доступа с учетом потребности мультимедийных приложений, при этом сохранить совместимость формата пакета с форматом пакета сетей 802.3. В сентябре 1993 года по инициативе фирм IBM и HP был образован комитет IEEE 802.12, который занялся стандартизацией новой технологии. Проект был расширен за счет поддержки в одной сети кадров не только формата Ethernet, но и формата Token Ring. В результате новая технология получила название 100VG-AnyLAN, то есть технология для любых сетей (Any LAN — любые сети), имея в виду, что в локальных сетях технологии Ethernet и Token Ring используются в подавляющем количестве узлов.
Летом 1995 года технология 100VG-AnyLAN получила статус стандарта IEEE 802.12.
В технологии 100VG-AnyLAN определены новый метод доступа Demand Priority и новая схема квартетного кодирования Quartet Coding, использующая избыточный код 5В/6В.
Метод доступа Demand Priority основан на передаче концентратору функций арбитра, решающего проблему доступа к разделяемой среде. Метод Demand Priority повышает коэффициент использования пропускной способности сети за счет введения простого, детерминированного метода разделения общей среды, использующего два уровня приоритетов: низкий — для обычных приложений и высокий — для мультимедийных.
Технология 100VG-AnyLAN имеет меньшую популярность среди производителей коммуникационного оборудования, чем конкурирующее предложение — технология Fast Ethernet. Компании, которые не поддерживают технологию 100VG-AnyLAN, объясняют это тем, что для большинства сегодняшних приложений и сетей достаточно возможностей технологии Fast Ethernet, которая не так заметно отличается от привычной большинству пользователей технологии Ethernet. В более далекой перспективе эти производители предлагают использовать для мультимедийных приложений технологию АТМ, а не 100VG-AnyLAN.
Тем не менее, число сторонников технологии 100VG-AnyLAN растет и насчитывает около 30 компаний. Среди них находятся не только копании Hewlett-Packard и IBM, но и такие лидеры как Cisco Systems, Cabletron, D-Link и другие. Все эти компании поддерживают обе конкурирующие технологии в своих продуктах, выпуская модули с портами как Fast Ethernet, так и 100VG-AnyLAN.
Структура сети 100VG-AnyLAN
Сеть 100VG-AnyLAN всегда включает центральный концентратор, называемый концентратором уровня 1 или корневым концентратором (рисунок 3.1).
Корневой концентратор имеет связи с каждым узлом сети, образуя топологию типа звезда. Этот концентратор представляет собой интеллектуальный центральный контроллер, который управляет доступом к сети, постоянно выполняя цикл «кругового» сканирования своих портов и проверяя наличие запросов на передачу кадров от присоединенных к ним узлов. Концентратор принимает кадр от узла, выдавшего запрос, и передает его только через тот порт, к которому присоединен узел c адресjv, совпадающиv с адресом назначения, указанным в кадре.
Рис. 3.1 . Структура сети 100VG-AnyLAN
Каждый концентратор может быть сконфигурирован на поддержку либо кадров 802.3 Ethernet, либо кадров 802.5 Token Ring. Все концентраторы, расположенные в одном и том же логическом сегменте (не разделенном мостами, коммутаторами или маршрутизаторами), должны быть сконфигурированы на поддержку кадров одного типа. Для соединения сетей 100VG-AnyLAN, использующих разные форматы кадров 802.3, нужен мост, коммутатор или маршрутизатор. Аналогичное устройство требуется и в том случае, когда сеть 100VG-AnyLAN должна быть соединена с сетью FDDI или АТМ.
Каждый концентратор имеет один «восходящий» (up-link) порт и N «нисходящих» портов (down-link), как это показано на рисунке 3.2.
Рис. 3.2. Круговой опрос портов концентраторами сети 100VG-AnyLAN
Восходящий порт работает как порт узла, но он зарезервирован для присоединения в качестве узла к концентратору более высокого уровня. Нисходящие порты служат для присоединения узлов, в том числе и концентраторов нижнего уровня. Каждый порт концентратора может быть сконфигурирован для работы в нормальном режиме или в режиме монитора. Порт, сконфигурированный для работы в нормальном режиме, передает только те кадры, которые предназначены узлу, подключенному к данному порту. Порт, сконфигурированный для работы в режиме монитора, передает все кадры, обрабатываемые концентратором. Такой порт может использоваться для подключения анализатора протоколов.
Узел представляет собой компьютер или коммуникационное устройство технологии 100VG-AnyLAN — мост, коммутатор, маршрутизатор или концентратор. Концентраторы, подключаемые как узлы, называются концентраторами 2-го и 3-го уровней. Всего разрешается образовывать до трех уровней иерархии концентраторов.
Связь, соединяющая концентратор и узел, может быть образована либо 4 парами неэкранированной витой пары категорий 3, 4 или 5 (4-UTP Cat 3, 4, 5), либо 2 парами неэкранированной витой пары категории 5 (2-UTP Cat 5), либо 2 парами экранированной витой пары типа 1 (2-STP Type 1), либо 2 парами многомодового оптоволоконного кабеля.
Варианты кабельной системы могут использоваться любые, но ниже будет рассмотрен вариант 4-UTP, который был разработан первым и получил наибольшее распространение.
Технология локальных сетей 100vg-AnyLan
В качестве альтернативы технологии Fast Ethernet, фирмы AT&T и Hewlett Packard выдвинули проект новой технологии со скоростью передачи данных до 100 Мб/с — l00Base-VG. В этом проекте было предложено усовершенствовать метод доступа с учетом потребности мультимедийных приложений, при этом сохранить совместимость формата пакета с форматом пакета сетей 802.3.
В сентябре 1993 года по инициативе фирм IBM и HP был образован комитет IЕЕE 802.12, который занялся высокоскоростным расширением стандарта IEEE 802.3 (известного также как 100BASE-T, или Ethernet на витой паре) технологии 100BASE-VG. Проект был расширен за счет поддержки в одной сети кадров не только формата Ethernet, но и формата Token Ring. В результате новая технология получила название 100VG-AnyLAN, то есть технология для любых сетей (Any LAN — любые сети), имея в виду, что в локальных сетях технологии Ethernet и Token Ring используются в подавляющем количестве узлов.
Летом 1995 года технология l00VG-AnyLAN получила статус стандарта IEEE 802.12.
100 BASE — VG—AnyLAN — технология построения локальных сетей, поддерживающая форматы данных Ethernet и Token Ring со скоростью передачи 100 Мбит/с по стандартным витым парам и оптоволокну.
Тем не менее, этот протокол не может быть назван разновидностью Ethernet, так как он не использует механизма CSMA/CD управления доступом к среде передачи данных.
В технологии l00VG-AnyLAN определены новый метод доступа Demand Priority.
Метод доступа Demand Priority основан на передаче концентратору функций арбитра решающего проблему доступа к разделяемой среде. Метод Demand Priority повышает коэффициент использования пропускной способности сети за счет введения простого детерминированного метода разделения общей среды, использующего два уровня приоритетов — низкий и высокий. Низкий уровень приоритетов соответствует обычным данным (файловая служба, служба печати и т. п.), а высокий приоритет соответствует данным, чувствительным к временным задержкам (например, мультимедиа). Приоритеты запросов имеют статическую и динамическую составляющие, то есть станция с низким уровнем приоритета, долго не имеющая доступа к сети, получает высокий приоритет.
Структура сети l00vg-AnyLan
Сеть l00VG-AnyLAN состоит из центрального концентратора, называемого также корневым или концентратором уровня 1, и соединенных с ним конечных узлов и других концентраторов.
Корневой концентратор имеет связи с каждым узлом сети, образуя топологии типа звезда, причем петли и ветвления не допускаются. Этот концентратор представляет собой интеллектуальный центральный контроллер, который управляет доступом к сети, постоянно выполняя цикл “кругового” сканирования своих портов и проверяя наличие запросов на передачу кадров от присоединенных к ним узлов. Концентратор принимает кадр от узла, выдавшего запрос, и передает его только через тот порт, к которому присоединен узел с адреса, совпадающего с адресом назначения, указанным в кадре.
Станция, желающая передать пакет, посылает специальный низкочастотный сигнал концентратору, запрашивая передачу кадра и указывая его приоритет.
Если сеть свободна, то концентратор разрешает передачу пакета. После анализа адреса получателя в принятом пакете концентратор автоматически отправляет пакет станции назначения. Если сеть занята, концентратор ставит полученный запрос в очередь, которая обрабатывается в соответствии с порядком поступления запросов и с учетом приоритетов. Если к порту подключен другой концентратор, то опрос приостанавливается до завершения опроса концентратором нижнего уровня. Станции, подключенные к концентраторам различного уровня иерархии, не имеют преимуществ по доступу к разделяемой среде, так как решение о предоставлении доступа принимается после проведения опроса всеми концентраторами опроса всех своих портов.
Каждый концентратор и сетевой адаптер 100VG-AnyLAN должен быть настроен либо на работу с кадрами 802.3 Ethernet либо с кадрами 802.5 Token Ring, причем одновременно циркуляция обоих типов кадров не допускается.
Для таких сетей предназначены специальные 100VG-AnyLAN-мосты Token Ring — Ethernet.
Все концентраторы, расположенные в одном и том же логическом сегменте (не разделенном мостами, коммутаторами или маршрутизаторами), должны быть сконфигурированы на поддержку кадров одного типа. Для соединения сетей l00VG-AnyLAN, использующих разные форматы кадров 802.3, нужен мост, коммутатор или маршрутизатор. Аналогичное устройство требуется и в том случае, когда сеть l00VG-AnyLAN должна быть соединена с сетью FDDI или АТM.
Каждый концентратор имеет один “восходящий” (up-link) порт и N нисходящих портов (down-link).
Восходящий порт работает как порт узла, но он зарезервирован для присоединения в качестве узла к концентратору более высокого уровня. Нисходящие порты служат для присоединения узлов, в том числе и концентраторов нижнего уровня. Каждый порт концентратора может быть сконфигурирован для работы в нормальном режиме или в режиме монитора. Порт, сконфигурированный для работы в нормальном режиме, передает только те кадры, которые предназначены узлу, подключенному к данному порту. Порт, сконфигурированный для работы в режиме монитора, передает все кадры, обрабатываемые концентратором. Такой порт может использоваться для подключения анализатора протоколов.
Узел представляет собой компьютер или коммуникационное устройство технологии l00VG -AnyLAN — мост, коммутатор, маршрутизатор или концентратор. Концентраторы, подключаемые как узлы, называются концентраторами 2-го и 3-го уровней. Всего разрешается образовывать до трех уровней иерархии концентраторов.
Стандартом предусмотрено до 1024 узлов в одном сегменте сети, но из-за снижения производительности сети реальный максимум — 250 узлов. Похожими соображениями определяется и максимальное удаление между узлами — 2,5 км.
В соответствии с рекомендациями IEEE 802.ID между двумя узлами одной сети не может быть более семи мостов.
Технология l00VG-AnyLAN поддерживает несколько спецификаций физического уровня, соединяющего концентратор и узел. Первоначальный вариант был рассчитан на четыре неэкранированные витые пары категорий 3, 4, 5 (4-UTP Cat 3, 4, 5).Позже появились варианты физического уровня, рассчитанные на две неэкранированные витые пары категории 5 (2-UTP Cat 5), две экранированные витые пары типа 1 (2-STP Type 1)
или же два оптических многомодовых оптоволокна.
Для кабелей, содержащих четыре неэкранированные витые пары одна пара служит для передачи данных, одна — для разрешения конфликтов; две оставшиеся пары не используются. Очевидно, что передача данных по всем четырем парам даст выигрыш вчетверо.
При работе с экранированными кабелями, характерными для сетей Token Ring, используются две витые пары, но при вдвое большей частоте (благодаря тому, что кабель экранирован). При передаче по такому кабелю каждая пара используется в качестве фиксированного однонаправленного канала. По одной паре передаются входные данные, по другой выходные. Стандартное удаление узлов, на котором гарантируются параметры передачи, — 100 м для пар третьей и четвертой категории и 200 м для пятой.
Допускается использование оптоволоконных пар. Благодаря такому носителю покрываемое расстояние увеличивается до двух километров. Как и в случае экранированного кабеля, используется двунаправленное соединение.
В основе кабельной системы 100VG-AnyLAN лежит технология, называемая передачей сигналов квартетом (quartet signaling) и задействующая все четырe витые пары кабеля.
Результаты сравнения технологии 100VG—AnyLAN с технологиями 10Base—T и 100Base—T