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

Оценка быстродействующих сетевых адаптеров

Ранее говорилось о том, что существуют два типа сетей — с обнаружением столкновений и передачей эстафеты. Схемы сетевых адаптеров разрабатываются специально для реализации одного из протоколов нижнего уровня — Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet и т.д.

При высоком быстродействии рабочих станций и файл-серверов сеть также должна быть быстродействующей. Даже скорость передачи данных 16 Мбит/с может оказаться недостаточной, если программыприложения обрабатывают большие объемы данных. Сеть TCNS фирмы ThomasConrad с протоколом FDDI работает со скоростью 100 Мбит/с, но стоит не намного дороже сети Token Ring. В этой сети можно пользоваться операционными системами NetWare, LAN Manager, POWERLan, LANtastic и другими NOS, совместимыми с ARCnet. Разумеется, для того, чтобы использовать все возможности сети TCNS, нужны быстродействующие компьютеры. Шлюзы и мультиплексоры протоколов Существует два принципиально отличных способа построения продуктов межсетевого взаимодействия, которые во многом определяют их потребительские характеристики.

В сети TCNS можно использовать экранированные витые пары (типа 1) или коаксиальные кабели (типа RG62A/U), уже проложенные для Token Ring или ARCnet, или волоконнооптические кабели с рабочим диаметром световода 62,5 мкм. Все эти кабели можно использовать одновременно, если установить распределительное устройство TCNS Smart Hub с разными разъемами. Сеть TCNS может быть иметь ячеистую структуру, так же, как и сети ARCnet и Token Ring. В адаптерах и распределительных устройствах TCNS для волоконнооптических кабелей используются разъемы типа ST, байонетные разъемы типа BNC — для коаксиальных кабелей и разъемы типа DB9 — для экранированных витых пар. Основные стандарты сетевого уровня. Информационно-вычислительные системы и сети

Регистры сетевого адаптера TCNS совместимы с регистрами адаптеров ARCnet, что позволяет использовать в сети TCNS стандартные драйверы сети ARCnet. Фирма ThomasConrad предлагает и свои, более быстродействующие, драйверы. В комплект сети TCNS входят сетевые адаптеры с разъемами для подключения различных кабелей, одно или несколько "интеллектуальных" распределительных устройств (Smart Hubs) и программыдрайверы. Адаптеры выпускаются для 16 или 32разрядных шин ISA или EISA. К одному сегменту локальной сети можно подключать до 255 рабочих станций; они могут быть удалены на значительные расстояния: до 900 м от распределительного устройства при использовании волоконнооптического кабеля, до 150 м — с экранированной витой парой и до 100 м — с коаксиальным кабелем типа RG62A/U.

Адаптеры для сетей с обнаружением столкновений и передачей эстафеты — достаточно сложные устройства, самостоятельно определяющие, когда можно передать свой кадр, и распознающие те кадры, которые им предназначены. Работая совместно с управляющей программой, оба типа адаптеров в процессе передачи или приема кадра выполняют семь основных операций. При передаче данных эти действия выполняются в приведенном ниже порядке, а при приеме он изменяется на противоположный.

1. Обмен данными. Данные передаются из ОЗУ компьютера адаптеру или из адаптера в память компьютера через канал ПДП, совместно используемую область памяти или с помощью программного ввода/вывода.

Запоминание в буфере. Пока сетевой адаптер обрабатывает данные, они хранятся в его буфере. Это позволяет плате получить доступ сразу ко всему кадру и компенсировать разницу между быстродействием сети и скоростью обработки данных компьютером.

Формирование кадра. Сетевой адаптер должен разбить поступившие данные на отдельные блоки (а при приеме — собрать их вместе). В сетях Ethernet размер этих блоков — около 1500 байт, а в сетях TokenRing кадр обычно имеет длину 4 К. Пакету данных должен предшествовать заголовок, а в конце его записывается заключение (trailer). Заголовок и заключение вместе образуют на физическом уровне протокола "конверт" (см. предыдущие разделы данной главы). Именно на этом этапе формируется законченный и готовый к передаче кадр. (При приеме сообщения адаптер на этом этапе "распечатывает конверт", удаляя заголовок и заключение.)

Доступ к кабелю. В сети с обнаружением столкновений, например, Ethernet, сетевой адаптер до начала передачи (или повторной передачи в случае столкновения) проверяет доступность линии. В сети с передачей эстафеты адаптер дожидается получения эстафеты. (Конечно, при приеме эти действия не выполняются.)

Параллельно/последовательное преобразование. При передаче биты данных из буфера последовательно передаются в сеть (при приеме последовательно вводятся в буфер из сети).

Кодирование /декодирование. Формируются электрические сигналы, соответствующие передаваемым данным или восстанавливаются данные из принимаемых сигналов. В большинстве сетевых адаптеров используется один из вариантов кода Manchester. При таком кодировании каждый бит представляется не уровнем напряжения, а наличием или отсутствием перепада сигнала, а в поток данных автоматически вводится синхросигнал (см. сноску несколькими страницами ранее). 1. Передача/прием импульсов.  Электрические кодированные импульсы, образующие кадр данных, усиливаются и передаются по кабелю. (При приеме импульсы передаются "вверх" на этап декодирования). Все эти действия выполняются за тысячные доли секунды. Пока вы читали обо всех этих этапах, по локальной сети могли бы пройти тысячи кадров.

Сетевые адаптеры и управляющая программа обнаруживают и, по возможности, корректируют ошибки, возникшие в результате воздействия помех, возникновения столкновений (в сетях типа Ethernet) или неисправности оборудования. Обычно ошибки обнаруживаются с помощью включаемой в кадр контрольной суммы CRC. Контроль CRC производится в приемнике, и, если вычисленное приемником значение не совпадает с записанным в кадре, приемник сообщает отправителю об ошибке и запрашивает повторную передачу кадра. Сетевые адаптеры отличаются друг от друга не только методами доступа к линии и протоколами обмена, но и другими параметрами, в частности:

скоростью передачи данных;

емкостью встроенного ОЗУ (буфера кадров и данных);

типом системной шины, на работу с которой они рассчитаны (8разрядная, 16разрядная или МСА);

допустимым быстродействием шины (некоторые адаптеры не могут работать при слишком высокой ее тактовой частоте);

совместимостью с различными комплектами микросхем системной платы;

использованием канала ПДП;

линиями ЗПр и адресами В/В;

"интеллектом" (на некоторых платах устанавливается свой МП, например 80186);

типами установленных разъемов.

Скорость передачи данных в локальной сети