Сеть 100VG-AnyLAN
|
|
Сеть lOOVG-AnyLAN - это одна из последних разработок высокоскоростных локальных сетей, недавно появившаяся на рынке. |
|
Она разработана фирмами Hewlett-Packard и IBM и соответствует стандарту IEEE 802.12, так что уровень ее стандартизации достаточно высокий. |
|
Главными достоинствами ее являются большая скорость обмена, сравнительно невысокая стоимость аппаратуры (примерно вдвое дороже по сравнению с наиболее популярной сетью Ethernet 10BASE-T), централизованный метод управления обменом без конфликтов и совместимость на уровне пакетов с популярными сетями Ethernet и Token-Ring. |
|
В названии сети цифра 100 соответствует скорости 100 Мбит/с, буквы VG обозначают дешевую витую пару категории 3 (Voice Grade), a AnyLAN (любая сеть) обозначает то, что сеть совместима с двумя самыми распространенными сетями. |
|
Основные технические характеристики сети lOOVG-AnyLAN следующие. |
|
Скорость передачи - 100 Мбит/с. |
|
Топология - звезда с возможностью наращивания. |
|
Метод доступа - централизованный, бесконфликтный (Demand Priority - с запросом приоритета). |
|
Среда передачи - счетверенная неэкранированная витая пара (кабели UTP категории 3,4 или 5), сдвоенная витая пара (кабель UTP категории 5), сдвоенная экранированная витая пара (STP), а также оптоволоконный кабель. |
|
Сейчас в основном распространена счетверенная витая пара. |
|
Максимальная длина кабеля между концентратором и абонентом и между концентраторами - 100 м (для UTP кабеля категории 3), 150 м (для UTP кабеля категории 5 и экранированного кабеля), 2 км (для оптоволоконного кабеля). |
|
Таким образом, параметры сети 100VG-AnyLAN довольно близки к параметрам сети Fast Ethernet. |
|
Однако главное преимущество Fast Ethernet - это полная совместимость с наиболее распространенной сетью Ethernet (в случае lOOVG-AnyLAN для этого обязательно требуется коммутатор или мост). |
|
В то же время, централизованное управление lOOVG-AnyLAN, исключающее конфликты и гарантирующее предельную величину времени доступа (чего не предусмотрено в сети Ethernet), также нельзя сбрасывать со счетов. |
|
Сеть lOOVG-AnyLAN состоит из центрального (основного) концентратора уровня 1, к которому могут подключаться как отдельные абоненты, так и концентраторы уровня 2, к которым в свою очередь подключаются абоненты и концентраторы уровня 3. |
|
При этом сеть может иметь не более трех таких уровней. |
|
Получается, что максимальный размер сети может составлять 600 метров для неэкранированной витой пары. |
|
В отличие от неинтеллектуальных концентраторов других сетей (например, Ethernet), концентраторы сети lOOVG-AnyLAN - это интеллектуальные контроллеры, которые управляют всем доступом к сети. |
|
Для этого они непрерывно контролируют запросы, поступающие на все порты. Концентраторы принимают все приходящие пакеты и отправляют их только тем абонентам, которым они адресованы. |
|
Однако никакой обработки информации они не производят, то есть в данном случае получается все-таки не настоящая (активная) звезда, но и не пассивная звезда. |
|
Каждый из концентраторов может быть настроен на работу с форматами пакетов Ethernet или пакетов Token-Ring. |
|
При этом концентраторы всей сети должны работать с пакетами только какого-нибудь одного формата. |
|
Для связи с сетями Ethernet и Token-Ring необходимы мосты, но мосты довольно простые. |
|
Концентраторы имеют один порт верхнего уровня (для присоединения его к концентратору более высокого уровня) и несколько портов нижнего уровня (для присоединения абонентов). |
|
В качестве абонента может выступать компьютер (рабочая станция), сервер, мост, маршрутизатор, коммутатор, а также другой концентратор. |
|
Каждый порт концентратора может быть установлен в один из двух возможных режимов работы. |
|
Нормальный режим предполагает пересылку абоненту, присоединенному к порту, только пакетов, адресованных лично ему. |
|
Мониторный режим предполагает пересылку абоненту, присоединенному к порту, всех пакетов, приходящих на концентратор. |
|
Этот режим позволяет одному из абонентов контролировать работу всей сети в целом (выполнять функцию мониторинга). |
|
Метод доступа к сети lOOVG-AnyLAN довольно типичен для сетей с топологией «звезда» и состоит в следующем. |
|
Каждый желающий передавать абонент посылает концентратору свой запрос на передачу. |
|
Концентратор циклически прослушивает всех абонентов по очереди и дает право передачи абоненту, следующему по порядку за тем, который закончил передачу. |
|
То есть величина времени доступа гарантирована. |
|
Но этот простейший алгоритм усложнен в сети lOOVG-AnyLAN, так как запросы могут иметь два уровня приоритета: |
|
нормальный уровень приоритета используется для обычных приложений; |
|
высокий уровень приоритета используется для приложений, требующих быстрого обслуживания. |
|
Запросы с высоким уровнем приоритета обслуживаются раньше, чем запросы с нормальным приоритетом. |
|
Если приходит запрос высокого приоритета, то нормальный порядок обслуживания прерывается, и после окончания приема текущего пакета обслуживается запрос высокого приоритета. |
|
Если таких высокоприоритетных запросов несколько, то возврат к нормальной процедуре обслуживания происходит только после полной обработки всех этих запросов. |
|
При этом концентратор следит за тем, чтобы не была превышена установленная величина гарантированного времени доступа. |
|
Если высокоприоритетных запросов слишком много, то запросы с нормальным приоритетом автоматически переводятся им в ранг высокоприоритетных. |
|
Таким образом, даже низкоприоритетные запросы не будут ждать своей очереди слишком долго. |
|
Концентраторы более низких уровней также анализируют запросы абонентов, присоединенных к ним, и в случае необходимости пересылают их запросы к концентратору более высокого уровня. |
|
За один раз концентратор более низкого уровня может передать концентратору более высокого уровня не один пакет (как обычный абонент), а столько пакетов, сколько абонентов присоединено к нему. |
|
Так в случае одновременного возникновения заявок на передачу у всех абонентов (компьютеров) порядок обслуживания будет такой: компьютер 1~2, затем 1-3, потом 2-1, 2-4, 2-8, и далее 1~6. |
|
Однако так будет только при одинаковом (нормальном) приоритете всех запросов. Если же, например, от компьютеров 1-2, 2-4 и 2-8 поступят высокоприоритетные запросы, то порядок обслуживания будет таким: 1-2,2-4,2-8,1-3,2-1,1-6. |
|
Помимо собственно передачи пакетов и пересылки запросов на передачу, в сети применяется также специальная процедура подготовки к связи (Link Training), во время которой концентратор и абоненты обмениваются между собой управляющими пакетами. |
|
При этом проверяется правильность присоединения линий связи и их исправность. Одновременно концентратор получает информацию об особенностях абонентов, подключенных к нему, об их назначении и их сетевых адресах. |
|
Запускается данная процедура самим абонентом при включении питания или после подключения к концентратору, а также автоматически при большом уровне ошибок. |
|
Интересно решена в сети lOOVG-AnyLAN проблема кодирования передаваемых данных. |
|
Вся передаваемая информация проходит следующие этапы обработки. |
|
Разделение на квинтеты (группы по 5 бит). |
|
Перемешивание, скремблирование (scrambling) полученных квинтетов. |
|
Кодирование квинтетов специальным кодом 5В6В (этот код обеспечивает в выходной последовательности не более трех единиц или нулей подряд, что используется для детектирования ошибок). |
|
Добавление начального и конечного разделителей кадра. |
|
Сформированные таким образом кадры передаются в 4 линии передачи (при использовании счетверенной витой пары). |
|
При сдвоенной витой паре и оптоволоконном кабеле применяется временное мультиплексирование информации в каналах. |
|
В результате этих действий достигается рандомизация сигналов, то есть выравнивание количества передаваемых единиц и нулей, снижение взаимовлияния кабелей друг на друга и самосинхронизация передаваемых сигналов без удвоения требуемой полосы пропускания, как в случае кода Манчестер-П. |
|
В случае использования счетверенной витой пары передача по каждой из четырех витых пар производится со скоростью 30 Мбит/с. |
|
Суммарная скорость передачи составляет 120 Мбит/с. |
|
Однако полезная информация вследствие использования кода 5В6В передается при этом всего лишь со скоростью 100 Мбит/с. |
|
Таким образом, пропускная способность кабеля должна быть не менее 15 МГц. |
|
Этому требованию удовлетворяет кабель с витыми парами категории 3. |
|
В сети 100 VG-AnyLAN предусмотрены два режима обмена: полудуплексный и полнодуплексный. |
|
При полудуплексном обмене все четыре витые пары используются для передачи одновременно в одном направлении (от абонента к концентратору или наоборот). |
|
Он используется для передачи пакетов. |
|
При полнодуплексном обмене две витые пары передают в одном направлении, а две другие - в другом направлении. |
|
Он используется для передачи управляющих сигналов. |
|
Для управления используются два тональных сигнала. |
|
Первый из них представляет собой последовательность из 16 логических единиц и 16 логических нулей, следующих со скоростью 30 Мбит/с (в результате частота сигнала получается равной 0,9375 МГц). |
|
Второй тональный сигнал имеет вдвое большую частоту (1,875 МГц) и образуется чередованием восьми логических единиц и восьми логических нулей. |
|
Все управление сетью осуществляется комбинацией этих двух тональных сигналов. |
|
Когда ни у абонента, ни у концентратора нет информации для передачи, оба они посылают по обеим линиям первый тоновый сигнал (1~1). |
|
Если принимаемый концентратором пакет может быть адресован данному абоненту, ему посылается комбинация сигналов 1-2. |
|
При этом абонент должен прекратить передачу управляющих сигналов концентратору и освободить эти две линии связи для пересылки информационных пакетов. |
|
Такая же комбинация (1 - 2), полученная концентратором, означает запрос на передачу пакета с нормальным приоритетом. |
|
Запрос на передачу пакета с высоким приоритетом передается комбинацией 2—1. Наконец, комбинация 2-2 сообщает как абоненту, так и концентратору о необходимости перейти к процедуре подготовки к связи. |
|
Таким образом, сеть lOOVG-AnyLAN представляет собой довольно доступное решение для увеличения скорости передачи до 100 Мбит/с. |
|
Однако она не обладает полной совместимостью ни с одной из стандартных сетей, поэтому ее дальнейшая судьба проблематична. |
|
К тому же, в отличие от сети FDDI, она не имеет никаких рекордных параметров. |
