Курс лекций по информатике Монохроматические мониторы Видеоплаты Видеографическая матрица Стандарт SVGA Видеопамять Последовательные порты Протоколы коррекции ошибок Рабочие станции Сетевые адаптеры

Адаптеры Ethernet

Сети типа Ethernet позволяют подключать к ним разнообразное оборудование, включая компьютеры с операционной системой UNIX, компьютеры фирм Apple, IBM и их аналоги. Платы адаптеров выпускают десятки конкурирующих между собой фирм. В зависимости от толщины используемого кабеля, сети Ethernet монтируются в трех вариантах: ThinNet, UTP и ThickNet. Кабели ThickNet позволяют организовать связь на больших расстояниях, но они гораздо дороже остальных. Скорость передачи данных в сети Ethernet составляет 10 Мбит/с.

Если в сети не происходит передач данных (нет запросов рабочих станций и ответов файл-серверов), сигналы в ней отсутствуют. После того, как рабочая станция передала свой запрос по кабелю локальной сети, он освобождается для других посылок. Но что произойдет, если две или более рабочих станции (да и вообще два любых активных компонента) попытаются использовать сеть одновременно?

Предположим, что какаялибо рабочая станция обращается к файл-серверв тот момент, когда он отвечает другой станции. Возникает так называемое столкновение (collision). (Напомним, что в каждый момент времени в сети могут взаимодействовать только два компьютера.) Оба "столкнувшихся" компьютера (файл-сервербочая станция) прекращают передачи и через некоторое время предпринимают новую попытку. В сетевых адаптерах Ethernet для того, чтобы обнаружить столкновения, используется метод, основанный на обнаружении несущей чужого сигнала в сетевом кабеле (принцип сокращенно называется CSMA/CD — Carrier Sense, Multiple Access /Collision Detection). Интервал времени, на который каждый из компьютеров прекращает передачу, выбирается случайным образом. После перерыва один из них практически всегда начнет передавать свои посылки раньше, чем другой (вероятность появления одинаковых случайных задержек в двух компьютерах чрезвычайно мала). Этот метод довольно эффективен, однако при повышении интенсивности обменов в сети частота столкновений возрастает, и ожидать ответов на запросы приходится все дольше и дольше. Может случиться так, что на выходы из столкновений будет уходить больше времени, чем на передачу данных. Поэтому фирмы IBM и Texas Instruments, стремясь избавиться от этого недостатка сетей Ethernet, разработали сеть Token Ring.

Адаптеры Token Ring

За исключением волоконнооптических систем, Token Ring оказываются самыми дорогими из локальных сетей. Для прокладки линий связи в них могут быть использованы как экранированные, так и неэкранированные витые пары. Расходы на сеть Token Ring оправдываются при интенсивных обменах и большом количестве рабочих станций. Такие сети можно встретить в крупных фирмах и организациях, особенно в тех случаях, когда в качестве основных используются большие компьютеры. Скорость обмена данными в сетях Token Ring лежит в пределах от 4 до 16 Мбит/с.

Между рабочими станциями сети Token Ring постоянно передается электронная "эстафетная палочка" (token). Эстафета представляет из себя короткое сообщение, означающее, что сеть свободна. Если станции нечего передать в сеть, то после приема эстафеты она тут же передает ее следующей по порядку рабочей станции. Станция может передать сообщение по локальной сети только после приема эстафеты. Если сеть занята, а вы хотите со своей рабочей станции передать сообщение другой станции или файл-сервер, вам придется терпеливо ждать, пока эстафета дойдет до вас. Только после этого рабочая станция сможет передать сообщение. Сообщение проходит через все станции и файл-серверы сети и, сделав полный круг, возвращается к передатчику. После этого передатчик посылает в сеть новую эстафету, показывая тем самым, что сеть вновь свободна. Во время прохода сообщения по кругу одна из рабочих станций или файл-серверопределяют, что сообщение адресовано именно ей (или ему), и приступает к его обработке.

Сеть Token Ring не столь расточительна в расходовании ресурсов, как это может показаться на первый взгляд. Время, затрачиваемое на прохождение эстафеты, ничтожно мало даже при 100 или 200 рабочих станциях. Определенным станциям и файл-серверм можно назначить приоритеты для того, чтобы они могли чаще получать доступ к локальной сети. Очевидно, что сеть с передачей эстафеты при интенсивных обменах намного эффективнее, чем сеть Ethernet с обнаружением столкновений.

Хотя сети ARCnet и Token Ring несовместимы друг с другом, тем не менее в ARCnet используется аналогичный способ передачи эстафеты для организации доступа к локальной сети рабочих станций и файл-серверов.

Иногда некоторые рабочие станции ошибаются и "теряют" эстафету. Станции локальной сети следят друг за другом и, если это случается, вступает в действие довольно сложная процедура восстановления потерянной эстафеты. Сеть Token Ring несколько сложнее, чем Ethernet, и ее сетевые адаптеры, естественно, дороже.

Требования к файл-серверамТипичный файл-сервер представляет из себя компьютер, предназначенный, в основном, для организации совместного использования дискового пространства, файлов и принтера.

ОЗУ сервера Сетевая операционная система загружается в ОЗУ компьютера так же, как и любое другое приложение, и объем памяти, естественно, должен быть достаточным для этого.

Протоколы, кадры и организация связи Сетевые адаптеры принимают и передают сообщения, а по кабелям эти сообщения распространяются. Вложение кадров Многоуровневое построение протоколов обмена позволяет максимально эффективно организовать взаимодействие компьютеров в сети. Приведем краткое описание этих уровней.

Физический уровень Сети Ethernet В сетях с обнаружением столкновений плата сетевого адаптера работает следующим образом. Адрес получателя. В этом поле из шести байт записывается адрес той рабочей станции, которая должна принять кадр. Размеры кадров в сети Ethernet и в стандарте IEEE 802.3 (для разновидности 10BASE5) одинаковы: от 64 до 1518 байт (если не учитывать преамбулу и SFD).

Кадры Token Ring В 1985 г. фирмы Texas Instruments и IBM совместно разработали комплект микросхем TMS380 (хотя сама фирма IBM его так и не использовала, а разработала свой комплект ИС, который, в основном, совместим с TMS380).

Эстафета На рис. 11.16 показан первый из форматов пакетов сообщений IEEE 802.5 — эстафета.

Кадр данных На рис. 11.17 показан второй из стандартных форматов пакетов сообщений IEEE 802.5 — кадр данных.

Управление кадром (FC). Это однобайтное поле включает в себя два подполя — тип кадра и идентификатор МАС кадра:

FF СССССС. Код прерывания На рис. 11.18 показан третий из стандартных форматов пакетов сообщений IEEE 802.5 — код (последовательность) Возможна еще одна ситуация: адрес получателя распознан, но бит копирования кадра не установлен в единицу.

Скорость передачи данных в локальной сети