Старейшие стандартные сети
Сеть Arcnet (или ARCnet от английского Attached Resource Computer Net , компьютерная сеть соединенных ресурсов) – это одна из старейших сетей. Она была разработана компанией Datapoint Corporation еще в 1977 году. Международные стандарты на эту сеть отсутствуют, хотя именно она считается родоначальницей метода маркерного доступа. Несмотря на отсутствие стандартов, сеть Arcnet до недавнего времени (в 1980 – 1990 г.г.) пользовалась популярностью, даже серьезно конкурировала с Ethernet . Большое количество компаний (например, Datapoint, Standard Microsystems, Xircom и др.) производили аппаратуру для сети этого типа. Но сейчас производство аппаратуры Arcnet практически прекращено.
Среди основных достоинств сети Arcnet по сравнению с Ethernet можно назвать ограниченную величину времени доступа, высокую надежность связи, простоту диагностики, а также сравнительно низкую стоимость адаптеров. К наиболее существенным недостаткам сети относятся низкая скорость передачи информации (2,5 Мбит/с), система адресации и формат пакета .
Для передачи информации в сети Arcnet используется довольно редкий код, в котором логической единице соответствует два импульса в течение битового интервала, а логическому нулю – один импульс. Очевидно, что это самосинхронизирующийся код , который требует еще большей пропускной способности кабеля, чем даже манчестерский.
В качестве среды передачи в сети используется коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 93 Ом, к примеру, марки RG-62A/U. Варианты с витой парой (экранированной и неэкранированной) не получили широкого распространения. Были предложены и варианты на оптоволоконном кабеле, но и они также не спасли Arcnet .
В качестве топологии сеть Arcnet использует классическую шину ( Arcnet -BUS), а также пассивную звезду ( Arcnet -STAR). В звезде применяются концентраторы ( хабы ). Возможно объединение с помощью концентраторов шинных и звездных сегментов в древовидную топологию (как и в Ethernet ). Главное ограничение – в топологии не должно быть замкнутых путей (петель). Еще одно ограничение: количество сегментов, соединенных последовательной цепочкой с помощью концентраторов, не должно превышать трех.
Концентраторы бывают двух видов:
- Активные концентраторы (восстанавливают форму приходящих сигналов и усиливают их). Количество портов – от 4 до 64. Активные концентраторы могут соединяться между собой (каскадироваться).
- Пассивные концентраторы (просто смешивают приходящие сигналы без усиления). Количество портов – 4. Пассивные концентраторы не могут соединяться между собой. Они могут связывать только активные концентраторы и/или сетевые адаптеры.
Шинные сегменты могут подключаться только к активным концентраторам.
Сетевые адаптеры также бывают двух видов:
- Высокоимпедансные (Bus), предназначенные для использования в шинных сегментах:
- Низкоимпедансные (Star), предназначенные для использования в пассивной звезде.
Низкоимпедансные адаптеры отличаются от высокоимпедансных тем, что они содержат в своем составе согласующие 93-омные терминаторы. При их применении внешнее согласование не требуется. В шинных сегментах низкоимпедансные адаптеры могут использоваться как оконечные для согласования шины. Высокоимпедансные адаптеры требуют применения внешних 93-омных терминаторов . Некоторые сетевые адаптеры имеют возможность переключения из высокоимпедансного состояния в низкоимпедансное, они могут работать и в шине, и в звезде.
Таким образом, топология сети Arcnet имеет следующий вид (рис. 7.15).
Рис. 7.15. Топология сети Arcnet типа шина (B – адаптеры для работы в шине, S – адаптеры для работы в звезде)
Основные технические характеристики сети Arcnet следующие.
- Среда передачи – коаксиальный кабель, витая пара.
- Максимальная длина сети – 6 километров.
- Максимальная длина кабеля от абонента до пассивного концентратора – 30 метров.
- Максимальная длина кабеля от абонента до активного концентратора – 600 метров.
- Максимальная длина кабеля между активным и пассивным концентраторами – 30 метров.
- Максимальная длина кабеля между активными концентраторами – 600 метров.
- Максимальное количество абонентов в сети – 255.
- Максимальное количество абонентов на шинном сегменте – 8.
- Минимальное расстояние между абонентами в шине – 1 метр.
- Максимальная длина шинного сегмента – 300 метров.
- Скорость передачи данных – 2,5 Мбит/с.
При создании сложных топологий необходимо следить за тем, чтобы задержка распространения сигналов в сети между абонентами не превышала 30 мкс. Максимальное затухание сигнала в кабеле на частоте 5 МГц не должно превышать 11 дБ.
В сети Arcnet используется маркерный метод доступа (метод передачи права ), но он несколько отличается от аналогичного в сети Token-Ring . Ближе всего этот метод к тому, который предусмотрен в стандарте IEEE 802.4. Последовательность действий абонентов при данном методе:
- Абонент, желающий передавать, ждет прихода маркера.
- Получив маркер, он посылает запрос на передачу абоненту-приемнику информации (спрашивает, готов ли приемник принять его пакет).
- Приемник, получив запрос, посылает ответ (подтверждает свою готовность).
- Получив подтверждение готовности, абонент-передатчик посылает свой пакет.
- Получив пакет, приемник посылает подтверждение приема пакета.
- Передатчик, получив подтверждение приема пакета, заканчивает свой сеанс связи. После этого маркер передается следующему абоненту по порядку убывания сетевых адресов.
Таким образом, в данном случае пакет передается только тогда, когда есть уверенность в готовности приемника принять его. Это существенно увеличивает надежность передачи.
Так же, как и в случае Token-Ring , конфликты в Arcnet полностью исключены. Как и любая маркерная сеть , Arcnet хорошо держит нагрузку и гарантирует величину времени доступа к сети (в отличие от Ethernet ). Полное время обхода маркером всех абонентов составляет 840 мс. Соответственно, этот же интервал определяет верхний предел времени доступа к сети.
Маркер формируется специальным абонентом – контроллером сети. Им является абонент с минимальным (нулевым) адресом.
Если абонент не получает свободный маркер в течение 840 мс, то он посылает в сеть длинную битовую последовательность (для гарантированного уничтожения испорченного старого маркера). После этого производится процедура контроля сети и назначения (при необходимости) нового контроллера.
Размер пакета сети Arcnet составляет 0,5 Кбайта. Помимо поля данных в него входят также 8-битные адреса приемника и передатчика и 16-битная циклическая контрольная сумма ( CRC ). Такой небольшой размер пакета оказывается не слишком удобным при высокой интенсивности обмена по сети.
Адаптеры сети Arcnet отличаются от адаптеров других сетей тем, что в них необходимо с помощью переключателей или перемычек установить собственный сетевой адрес (всего их может быть 255, так как последний, 256-ой адрес применяется в сети для режима широкого вещания). Контроль уникальности каждого адреса сети полностью возлагается на пользователей сети. Подключение новых абонентов становится при этом довольно сложным, так как необходимо задавать тот адрес , который еще не использовался. Выбор 8-битного формата адреса ограничивает допустимое количество абонентов в сети – 255, что может быть недостаточно для крупных компаний.
В результате все это привело к практически полному отказу от сети Arcnet . Существовали варианты сети Arcnet , рассчитанные на скорость передачи 20 Мбит/с, но они не получили широкого распространения.
1. ArcNet. Методы доступа и адресации.
ARCnet комбинирует передачу маркера со звездообразной, шинной или древовидной топологией (вместо кольцевой топологии, как в IBMTokenRing).
В ARCnet применяется широковещательная передача сигналов в топологии «звезда», аналогичная широковещательной рассылке в шине Ethernet.
В ARCnet применяется широковещательная передача сигналов в топологии «звезда», аналогичная широковещательной рассылке в шине Ethernet. Между тем есть важное отличие: сетевые платы ARCnet не могут передавать сигнал, пока не получат маркер. Комбинация передачи маркера с одной из перечисленных топологий превращает ARCnet в относительно гибкий и надежный стандарт топологии.
Для многих организаций ARCnet остается вполне функциональным и экономичным способом построения сети. Теоретически сеть ARCnet способна поддерживать до 255 узлов, но системы ARCnet такого размера непрактичны. В новых инсталляциях локальных сетей редко выбирают ARCnet, поскольку это более медленная и закрытая архитектура, чем другие доступные сегодня сетевые технологии. ARCnet имеет следующие спецификации:
Максимальное расстояние между узлами
Максимальное расстояние между узлом и пассивным концентратором
Максимальное расстояние между пассивным и активным концентраторами
ARCnet имеет два главных недостатка. Прежде всего, она обеспечивает низкую скорость передачи данных — 2.5 Мбит/с. В схеме передачи маркера ARCnet применяется топология «логическое кольцо», основанная на адресах узлов, а не на их физическом местоположении. В ARCnet маркер передается не следующей рабочей станции, «сидящей» на кабеле, а сетевому узлу со следующим адресом (в возрастающем порядке). Такое использование адресов узлов означает, что ARCnet будет передавать маркер станции со следующим адресом, независимо от того, где она находится — в той же комнате или совсем в другом здании. Кроме того, в ARCnet маркер передается с фиксированной скоростью. Все это снижает быстродействие локальной сети. В то же время правильная инсталляция позволит свести данную проблему к минимуму.
Другой причиной падения популярности ARCnet стала ее патентованная, замкнутая архитектура. ARCnet была спроектирована для обеспечения взаимодействия устройств. С тех пор в данной области появились существенные усовершенствования. В то же время устройства ARCnet достаточно стандартизированы, чтобы любое из них (от любого производителя) можно было подключить к любой сети ARCnet.
ARCnet обладает и некоторыми реальными преимуществами. Ее звездообразная топология и кабельная фильтрация повышают надежность сети. В распределенной звездообразной архитектуре ARCnet использует для управления и маршрутизации маркеров данных от одной станции к другой пассивные и активные концентраторы. Поскольку маркер передается с фиксированной скоростью, конфликтов не возникает, поэтому ARCnet функционирует очень стабильно.