Arhitekture ali tehnologije LAN lahko razdelimo na dve generaciji. Prva generacija vključuje arhitekture, ki zagotavljajo nizke in srednje hitrosti prenosa podatkov: Ethernet 10 Mbps, Token Ring (16 Mbps) in ARC net (2,5 Mbps).
Za prenos podatkov te tehnologije uporabljajo kable z bakrenim jedrom. Druga generacija tehnologij vključuje sodobne visokohitrostne arhitekture: FDDI (100 Mbps), ATM (155 Mbps) in nadgrajene različice arhitektur prve generacije (Ethernet): Fast Ethernet (100 Mbps) in Gigabit Ethernet (1000 Mbps) . Izboljšane arhitekture prve generacije so zasnovane za bakrene in optične kable. Nove tehnologije (FDDI in ATM) so usmerjene v uporabo optičnih linij za prenos podatkov in se lahko uporabljajo za hkraten prenos različnih vrst informacij (video, glas in podatki). Omrežna tehnologija je minimalni nabor standardnih protokolov ter programske in strojne opreme, ki jih izvajajo, kar zadostuje za izgradnjo računalniškega omrežja. Omrežne tehnologije imenujemo osnovne tehnologije. Trenutno obstaja ogromno omrežij z različnimi stopnjami standardizacije, vendar se široko uporabljajo znane tehnologije, kot so Ethernet, Token-Ring, Arcnet, FDDI.
Metode dostopa do omrežja
ethernet je metoda večkratnega dostopa s poslušanjem nosilca in reševanjem kolizij (konfliktov). Pred začetkom prenosa vsaka delovna postaja ugotovi, ali je kanal prost ali zaseden. Če je kanal prost, začne postaja oddajati podatke. V resnici konflikti povzročijo zmanjšanje zmogljivosti omrežja le, če deluje 80–100 postaj. Metoda dostopa Arcnet. Ta način dostopa je postal razširjen predvsem zaradi dejstva, da je oprema Arcnet cenejša od opreme Ethernet ali Token-Ring. Arcnet se uporablja v lokalnih omrežjih s topologijo zvezda. Eden od računalnikov ustvari poseben žeton (posebno sporočilo), ki se zaporedno prenaša iz enega računalnika v drugega. Če mora postaja poslati sporočilo, potem ko prejme žeton, oblikuje paket, skupaj z naslovom pošiljatelja in ciljnim naslovom. Ko paket doseže ciljno postajo, se sporočilo odklopi od žetona in posreduje postaji. Metoda dostopa token ring. To metodo je razvil IBM; zasnovan je za topologijo obroča omrežja. Ta metoda je podobna Arcnetu, saj prav tako uporablja žeton, ki se prenaša z ene postaje na drugo. Za razliko od Arcneta metoda dostopa Token Ring omogoča dodeljevanje različnih prioritet različnim delovnim postajam.
Osnovne LAN tehnologije
Tehnologija Ethernet je trenutno najbolj priljubljena na svetu. V klasičnem omrežju Ethernet se uporablja standardni koaksialni kabel dveh vrst (debel in tanek). Vendar postaja različica etherneta s sukanim parom vse pogostejša, saj jo je veliko lažje namestiti in vzdrževati. Uporabljajo se vodilne topologije in pasivne zvezdaste topologije. Standard določa štiri osnovne vrste medijev.
10BASE5 (debel koaksialni kabel);
10BASE2 (tanek koaksialni kabel);
10BASE-T (sukani par);
10BASE-F (kabel iz optičnih vlaken).
Fast Ethernet je hitra različica omrežja Ethernet, ki zagotavlja hitrost prenosa 100 Mbps. Omrežja Fast Ethernet so združljiva z omrežji, ki temeljijo na standardu Ethernet. Osnovna topologija omrežja Fast Ethernet je pasivna zvezda.
Standard določa tri vrste medijev za Fast Ethernet:
100BASE-T4 (štiri parica);
100BASE-TX (dvojni sukani par);
100BASE-FX (kabel iz optičnih vlaken).
Gigabit Ethernet je hitra različica omrežja Ethernet, ki zagotavlja hitrost prenosa 1000 Mbps. Omrežni standard Gigabit Ethernet trenutno vključuje naslednje vrste medijev:
1000BASE-SX - segment na večmodnem optičnem kablu z valovno dolžino svetlobnega signala 850 nm.
1000BASE-LX – segment na večmodnem in enomodnem optičnem kablu z valovno dolžino svetlobnega signala 1300 nm.
1000BASE-CX - segment na električnem kablu (oklopljena parica).
1000BASE-T - segment na električnem kablu (štirikratna neoklopljena sukana parica).
Zaradi združljivosti omrežij je enostavno in enostavno povezati segmente Ethernet, Fast Ethernet in Gigabit Ethernet v eno omrežje.
Omrežje Token-Ring predlaga IBM. Token-Ring je bil namenjen omrežju vseh vrst računalnikov proizvajalca IBM (od osebnih do velikih). Omrežje Token-Ring ima topologijo star-ring. Omrežje Arcnet je eno najstarejših omrežij. Omrežje Arcnet kot topologijo uporablja "bus" in "pasivno zvezdo". Omrežje Arcnet je bilo zelo priljubljeno. Med glavnimi prednostmi omrežja Arcnet so visoka zanesljivost, nizki stroški adapterjev in prilagodljivost. Glavna pomanjkljivost omrežja je nizka hitrost prenosa podatkov (2,5 Mbit/s). FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - standardizirana specifikacija za omrežno arhitekturo za hiter prenos podatkov po optičnih vlaknih. Hitrost prenosa - 100 Mbps. Glavne tehnične značilnosti omrežja FDDI so naslednje:
Največje število naročnikov omrežja je 1000.
Največja dolžina omrežnega obroča je 20 km
Največja razdalja med naročniki omrežja je 2 km.
Prenosni medij - optični kabel
Način dostopa – marker.
Hitrost prenosa informacij – 100 Mbps.
Tema 1.3: Odprti sistemi in model OSI
Tema 1.4: Osnove lokalnih omrežij
Tema 1.5: Osnovne tehnologije LAN
Tema 1.6: Osnovne komponente programske in strojne opreme LAN
Lokalna omrežja
1.5. Jedrne tehnologije ali omrežne tehnologije lokalnih omrežij
1.5.3. Omrežne tehnologije lokalnih omrežij
V lokalnih omrežjih se praviloma uporablja skupni medij za prenos podatkov (enokanalni), glavna vloga pa je dodeljena protokolom fizičnega in povezovalnega sloja, saj ti nivoji v največji meri odražajo posebnosti lokalnih omrežij.
Omrežna tehnologija je dogovorjen niz standardnih protokolov ter programske in strojne opreme, ki jih izvajajo, kar zadostuje za izgradnjo lokalnega omrežja. Omrežne tehnologije imenujemo osnovne tehnologije ali omrežne arhitekture lokalnih omrežij.
Omrežna tehnologija oziroma arhitektura določa topologijo in način dostopa do medija za prenos podatkov, kabelskega sistema oziroma medija za prenos podatkov, format okvirja omrežja, vrsto kodiranja signala, hitrost prenosa v lokalnem omrežju. V sodobnih lokalnih omrežjih se široko uporabljajo tehnologije ali omrežne arhitekture, kot so Ethernet, Token-Ring, ArcNet, FDDI.
Omrežne tehnologije IEEE802.3/Ethernet LAN
Trenutno je ta omrežna tehnologija najbolj priljubljena na svetu. Priljubljenost zagotavljajo preproste, zanesljive in poceni tehnologije. V klasičnem lokalnem omrežju Ethernet se uporablja standardni koaksialni kabel dveh vrst (debel in tanek).
Vendar postaja različica etherneta s sukanim parom vse pogostejša, saj jo je veliko lažje namestiti in vzdrževati. Ethernet LAN uporablja topologijo vodila in pasivne zvezde, metoda dostopa pa je CSMA/CD.
Standard IEEE802.3 ima glede na vrsto medija za prenos podatkov spremembe:
- 10BASE5 (debel koaksialni kabel) - zagotavlja hitrost prenosa podatkov 10 Mbps in dolžino segmenta do 500m.
- 10BASE2 (tanek koaksialni kabel) - zagotavlja hitrost prenosa podatkov 10 Mbps in dolžino segmenta do 200m.
- 10BASE-T (Unshielded Twisted Pair) - omogoča ustvarjanje omrežja v zvezdni topologiji. Razdalja od koncentratorja do končnega vozlišča je do 100m. Skupno število vozlišč ne sme presegati 1024.
- 10BASE-F (optični kabel) - omogoča ustvarjanje omrežja v zvezdni topologiji. Razdalja od koncentratorja do končnega vozlišča je do 2000m.
Pri razvoju omrežne tehnologije Ethernet so bile ustvarjene možnosti za visoke hitrosti: IEEE802.3u/Fast Ethernet in IEEE802.3z/Gigabit Ethernet. Glavna topologija, ki se uporablja v omrežjih Fast Ethernet in Gigabit Ethernet, je pasivna zvezda.
Omrežna tehnologija Fast Ethernet zagotavlja hitrost prenosa 100 Mbps in ima tri modifikacije:
- 100BASE-T4 - uporablja neoklopljeni sukani par (četverni sukani par). Razdalja od koncentratorja do končnega vozlišča je do 100m.
- 100BASE-TX - uporablja dva sukana para (neoklopljen in oklopljen). Razdalja od koncentratorja do končnega vozlišča je do 100m.
- 100BASE-FX - uporablja optični kabel (dve vlakni na kabel). Razdalja od koncentratorja do končnega vozlišča je do 2000m.
Omrežna tehnologija lokalnih omrežij Gigabit Ethernet - zagotavlja hitrost prenosa 1000 Mbps.
Obstajajo naslednje spremembe standarda:
- 1000BASE-SX - uporablja optični kabel z valovno dolžino svetlobe 850 nm.
- 1000BASE-LX - uporablja optični kabel z valovno dolžino svetlobe 1300 nm.
- 1000BASE-CX - uporablja oklopljeni sukani par.
- 1000BASE-T - uporablja štirikratni neoklopljen sukani par.
Lokalna omrežja Fast Ethernet in Gigabit Ethernet so združljiva z lokalnimi omrežji, narejenimi po tehnologiji Ethernet (standard), zato je segmente Ethernet, Fast Ethernet in Gigabit Ethernet enostavno in enostavno povezati v eno računalniško omrežje.
Omrežne tehnologije LAN IEEE802.5/Token-Ring
Omrežje Token-Ring vključuje uporabo skupnega medija za prenos podatkov, ki nastane z združevanjem vseh vozlišč v obroč.
Omrežje Token-Ring ima topologijo zvezda-obroč (glavni obroč in dodatna zvezdasta topologija). Za dostop do medija za prenos podatkov se uporablja metoda markerjev (deterministična metoda markerjev).
Standard podpira sukani par (oklopljen in neoklopljen) in optični kabel. Največje število vozlišč na obroču je 260, največja dolžina obroča je 4000 m Hitrost prenosa podatkov je do 16 Mbps.
Omrežne tehnologije IEEE802.4/ArcNet LAN
ArcNet LAN kot topologijo uporablja "bus" in "pasivno zvezdo". Podpira oklopljene in neoklopljene sukane parice in optične kable.
ArcNet za dostop do medija uporablja metodo prenosa pooblastil. ArcNet LAN je eno najstarejših omrežij in je zelo priljubljeno. Med glavnimi prednostmi lokalnega omrežja ArcNet so visoka zanesljivost, nizki stroški adapterjev in prilagodljivost.
Glavna pomanjkljivost omrežja je nizka hitrost prenosa podatkov (2,5 Mbit/s). Največje število naročnikov je 255. Največja dolžina omrežja je 6000 metrov.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Omrežne tehnologije LAN
FDDI- standardizirana specifikacija za omrežno arhitekturo za hiter prenos podatkov po optičnih vlaknih. Hitrost prenosa - 100 Mbps. Ta tehnologija v veliki meri temelji na arhitekturi Token-Ring in uporablja deterministični žetonski dostop do medija za prenos podatkov.
Največja dolžina omrežnega obroča je 100 km. Največje število naročnikov omrežja je 500. Omrežje FDDI je zelo visoko zanesljivo omrežje, ki je ustvarjeno na osnovi dveh optičnih obročev, ki tvorita glavno in rezervno pot prenosa podatkov med vozlišči.
Računalniška omrežja so razdeljena v tri glavne razrede:
1. Lokalna računalniška omrežja (LAN - LocalAreaNetwork) so omrežja, ki združujejo računalnike, ki se geografsko nahajajo na enem mestu. Lokalno omrežje združuje računalnike, ki so fizično blizu drug drugemu (v isti sobi ali zgradbi).
2. Regionalna računalniška omrežja (MAN - MetropolitanAreaNetwork) so omrežja, ki združujejo več lokalnih računalniških omrežij, ki se nahajajo na istem ozemlju (mesto, regija ali regija, na primer Daljni vzhod).
3. Prostranska omrežja (WAN - Wide Area Network) so omrežja, ki združujejo številna lokalna, regionalna omrežja in
računalniki posameznih uporabnikov, ki se nahajajo na poljubni medsebojni razdalji (internet, FIDO).
Trenutno se uporabljajo naslednji standardi za gradnjo lokalnih omrežij:
Arcnet; (IEEE 802.4)
Token Ring;(802,5)
Ethernet.(802,3)
Razmislimo o vsakem od njih podrobneje.
Tehnologija IEEE 802.4 ARCNET (ali ARCnet, od Attached Resource Computer NETwork) je tehnologija LAN, katere namen je podoben namenu Etherneta ali Token Ring. ARCNET je bila prva mikroračunalniška omrežna tehnologija in je postala zelo priljubljena v osemdesetih letih prejšnjega stoletja za pisarniško avtomatizacijo. Namenjen je organizaciji LAN v omrežni topologiji "zvezda".
Osnova komunikacijske opreme je:
stikalo
pasivno/aktivno vozlišče
Stikalna oprema ima prednost, saj omogoča oblikovanje omrežnih domen. Aktivna vozlišča se uporabljajo, ko je delovna postaja daleč (obnovijo obliko signala in ga ojačajo). Pasivno - z majhno. Omrežje uporablja princip dodeljenega dostopa delovnih postaj, to pomeni, da ima pravico do prenosa tista postaja, ki je od strežnika prejela tako imenovani programski žeton. To pomeni, da se izvaja deterministični omrežni promet.
Prednosti pristopa:
Opombe: sporočila, ki jih prenašajo delovne postaje, tvorijo čakalno vrsto na strežniku. Če je čas storitve v čakalni vrsti znatno (več kot 2-krat) večji od največjega časa dostave paketov med dvema najbolj oddaljenima postajama, se šteje, da je pasovna širina omrežja dosegla svojo največjo mejo. V tem primeru je nadaljnja širitev omrežja nemogoča in potrebna je namestitev drugega strežnika.
Specifikacije omejitev:
Najmanjša razdalja med delovnimi postajami, povezanimi z istim kablom, je 0,9 m.
Največja dolžina omrežja po najdaljši trasi je 6 km.
Omejitve so povezane s strojno zakasnitvijo pri prenosu informacij z velikim številom preklopnih elementov.
Največja razdalja med pasivnim vozliščem in delovno postajo je 30 m.
Največja razdalja med aktivnim in pasivnim vozliščem je 30 m.
Med aktivnim vozliščem in aktivnim vozliščem - 600 m.
Prednosti:
Nizki stroški omrežne opreme in možnost ustvarjanja razširjenih omrežij.
Napake:
Nizka hitrost prenosa podatkov. Po širjenju Etherneta kot tehnologije za ustvarjanje LAN je ARCNET našel pot v vgrajene sisteme.
Podporo za tehnologijo ARCNET (zlasti distribucijo specifikacij) skrbi neprofitna organizacija ARCNET Trade Association (ATA).
Tehnologija - ArcNET arhitekturo predstavljata dve glavni topologiji: vodilo in zvezda. Prenosni medij je koaksialni kabel RG-62 z valovno impedanco 93 ohmov, navit na vtiče BNC z ustreznim premerom zaključka (drugačen od vtičev 10Base-2 (»tanek« Ethernet).
Omrežna oprema je sestavljena iz omrežnih adapterjev in zvezdišč. Omrežni adapterji so lahko za topologijo vodila, za zvezdo in univerzalni. Vozlišča so lahko aktivna ali pasivna. Pasivna vozlišča se uporabljajo za ustvarjanje zvezdnih delov omrežja. Aktivna vozlišča so lahko za topologijo vodila, zvezde in mešane topologije. Vrata za topologijo vodila niso fizično združljiva z vrati za topologijo zvezda, čeprav imajo enako fizično povezavo (vtičnica BNC).
V primeru vodilne topologije so delovne postaje in strežniki med seboj povezani s pomočjo T-konektorjev (enako kot pri 10Base-2 (»tanek« Ethernet)), povezani z omrežnimi adapterji in zvezdišči ter povezani s koaksialnim kablom. Skrajne točke segmenta se zaključujejo s konicami z uporom 93 ohmov. Število naprav na enem vodilu je omejeno. Najmanjša razdalja med priključki je 0,9 metra in mora biti večkratnik te vrednosti. Za lažje rezanje lahko na kabel nanesete oznake. Posamezne avtobuse je mogoče kombinirati z avtobusnimi vozlišči.
Pri uporabi zvezdaste topologije se uporabljajo aktivna in pasivna vozlišča. Pasivno zvezdišče je uporovni razdelilnik, ki omogoča povezavo štirih kablov. Vsi kabli so v tem
V tem primeru so povezani po principu "od točke do točke", brez oblikovanja avtobusov. Med dvema aktivnima napravama ne smeta biti povezani več kot dve pasivni vozlišči. Najmanjša dolžina katerega koli omrežnega kabla je 0,9 metra in mora biti večkratnik te vrednosti. Obstaja omejitev dolžine kabla med aktivnimi in pasivnimi vrati, med dvema pasivnima priključkoma, med dvema aktivnima priključkoma.
V mešani topologiji se uporabljajo aktivna vozlišča, ki podpirajo obe vrsti povezave.
Na omrežnih adapterjih delovnih postaj in strežnikov, ki uporabljajo mostičke ali DIP stikala, je nastavljen edinstven omrežni naslov, dovoljenje za uporabo razširitvenega čipa BIOS, ki omogoča oddaljeni zagon delovne postaje (lahko brez diska), vrsta povezave (topologija vodila ali zvezda), povezava vgrajenega terminatorja (zadnja dva odstavka nista obvezna). Omejitev števila delovnih postaj je 255 (glede na bitno globino registra omrežnih naslovov). V primeru, da imata dve napravi enak omrežni naslov, obe izgubita svojo funkcionalnost, vendar ta kolizija ne vpliva na delovanje omrežja kot celote.
V topologiji vodila prekinitev kabla ali zaključka povzroči, da omrežje ne deluje za vse naprave, povezane s segmentom, ki mu ta kabel pripada (to je od zaključka do zaključka). Pri zvezdasti topologiji prekinitev katerega koli kabla povzroči okvaro segmenta, ki ga ta kabel odklopi od datotečnega strežnika.
Logična arhitektura ArcNET je obroč z dostopom do žetonov. Ker takšna arhitektura načeloma ne dopušča kolizij, se je pri razmeroma velikem številu gostiteljev (v praksi je bilo testiranih 25-30 delovnih postaj) izkazalo, da je zmogljivost omrežja ArcNET višja od 10Base-2, s štirikrat nižjo hitrost v okolju (2,5 proti 10 Mbps).
Tehnologija 802.5 Token Ring je tehnologija lokalnega omrežja (LAN) obroča z "dostopom do žetonov" - protokolom lokalnega omrežja, ki se nahaja na plasti podatkovne povezave (DLL) modela OSI. Uporablja poseben tribajtni okvir, imenovan marker, ki se premika po obroču. Posedovanje oznake daje imetniku pravico do prenosa informacij na nosilcu. Okvirji token ring se premikajo v zanki Postaje v lokalnem omrežju (LAN) Token ring so logično organizirane v topologijo obroča s podatki, ki se pošiljajo zaporedno od ene postaje obroča do druge s kontrolnim žetonom, ki kroži po nadzornem obroču. Ta mehanizem za posredovanje žetonov si delijo ARCNET, vodilo žetonov in FDDI in ima teoretične prednosti pred stohastičnim CSMA/CD Ethernetom.
Token Ring Token Passing in IEEE 802.5 sta glavna primera omrežij za posredovanje žetonov. Omrežja za posredovanje žetonov po omrežju premikajo majhen blok podatkov, imenovan žeton. Lastništvo tega žetona zagotavlja pravico do prenosa. Če gostitelj, ki prejme žeton, nima informacij za pošiljanje, preprosto posreduje žeton naslednji končni postaji. Vsaka postaja lahko drži marker določen najdaljši čas (privzeto je 10 ms).
Ta tehnologija ponuja rešitev za problem kolizij, do katerih pride med delovanjem lokalnega omrežja. V tehnologiji Ethernet do takšnih kolizij pride med hkratnim prenosom informacij več delovnih postaj, ki se nahajajo znotraj istega segmenta, to je z uporabo skupnega fizičnega podatkovnega kanala.
Če ima postaja, ki ima v lasti žeton informacije za prenos, zgrabi žeton, spremeni en njegov bit (zaradi česar se žeton spremeni v zaporedje »začetek podatkovnega bloka«), dopolni informacijo, ki jo želi oddati. in te informacije pošlje naslednjemu obročnemu omrežju postaje. Ko informacijski blok kroži po obroču, v omrežju ni žetona (razen če obroč zagotavlja "zgodnjo sprostitev žetona"), zato morajo druge postaje, ki želijo posredovati informacije, počakati. Zato v omrežjih Token Ring ne more priti do kolizij. Če je zagotovljena predčasna sprostitev žetona, se lahko nov žeton sprosti po končanem prenosu podatkovnega bloka.
Informacijski blok kroži po obroču, dokler ne doseže predvidene ciljne postaje, ki kopira informacije za nadaljnjo obdelavo. Informacijski blok še naprej kroži po obroču; končno se odstrani, ko doseže postajo, ki je poslala blok. Pošiljajoča postaja lahko preveri vrnjeni blok, da zagotovi, da si ga je ciljna postaja ogledala in nato kopirala.
Obseg Za razliko od omrežij CSMA/CD (npr. Ethernet) so omrežja s posredovanjem žetonov deterministična omrežja. To pomeni, da je mogoče izračunati najdaljši čas, ki bo pretekel, preden bo katera koli končna postaja lahko oddala. Ta lastnost, skupaj z nekaterimi značilnostmi zanesljivosti, naredi omrežje Token Ring idealno za aplikacije, kjer mora biti zakasnitev predvidljiva in je pomembna stabilnost omrežja. Primeri takih aplikacij so okolje avtomatiziranih postaj v tovarnah.
Uporablja se kot cenejša tehnologija in je postala razširjena povsod tam, kjer obstajajo kritične aplikacije, za katere ni pomembna toliko hitrost kot zanesljiva dostava informacij. Trenutno Ethernet ni slabši od Token Ring v smislu zanesljivosti in je bistveno višji v zmogljivosti.
Spremembe Token Ring Na voljo sta 2 spremembi hitrosti prenosa: 4 Mbps in 16 Mbps. V Token Ring se uporablja 16 Mbps
tehnologija zgodnjega sproščanja markerjev. Bistvo te tehnologije je v tem, da postaja, ki je »ujela« žeton, na koncu prenosa podatkov ustvari brezplačen žeton in ga sproži v omrežje. Poskusi uvedbe tehnologije 100 Mbps komercialno niso bili uspešni. Tehnologija Token Ring trenutno ni podprta.
Tehnologija 802.3 Ethernet ether "eter") je paketna tehnologija za prenos podatkov predvsem lokalnih računalniških omrežij.
Ethernetni standardi opredeljujejo žične povezave in električne signale na fizičnem sloju, format okvirja in protokole za nadzor dostopa do medijev na sloju podatkovne povezave modela OSI. Ethernet je v glavnem opisan s standardi IEEE 802.3. Ethernet je postal najpogostejša tehnologija LAN v sredini 1990-ih in je nadomestil starejše tehnologije, kot so Arcnet, FDDI in token ring.
Za izvedbo del pri ustvarjanju lokalnega omrežja je treba upoštevati naslednje:
* Ustvarjanje lokalnega omrežja in nastavitev opreme za dostop do interneta;
* Izbira opreme mora temeljiti na tehničnih specifikacijah, ki lahko izpolnjujejo zahteve glede hitrosti prenosa podatkov;
* Oprema mora biti varna, zaščitena pred električnim udarom ljudi;
* Vsaka delovna postaja mora imeti omrežni kabel za povezavo v omrežje;
* Možna razpoložljivost wi-fi v celotni pisarni;
* Lokacija delovnih mest mora izpolnjevati zahteve standardov za postavitev opreme v izobraževalne ustanove;
* Stroški izdelave lokalnega omrežja morajo biti ekonomsko upravičeni;
* Zanesljivost lokalnega omrežja.
Razmislimo o uporabi zgoraj navedenega v realnih omrežnih tehnologijah. Omrežna tehnologija je dogovorjen nabor standardnih protokolov ter programske in strojne opreme, ki jih izvaja (na primer omrežni adapterji, gonilniki, kabli in konektorji), ki zadostuje za izgradnjo računalniškega omrežja, tj. to je minimalni nabor orodij, s katerimi lahko zgradite delujoče omrežje; včasih omrežne tehnologije se imenujejo osnovne tehnologije, kar pomeni, da je osnova vsakega omrežja zgrajena na njihovi podlagi. Trenutno obstaja več kot 200 omrežij z določeno stopnjo standardizacije, vendar jih ni več kot 10 prejelo široke distribucije in splošnega priznanja. To je posledica dejstva, da so ta omrežja podprta s strani najmočnejših podjetij in tako pripeljana na raven mednarodnih standardov. Znane tehnologije, kot so Ethernet, Token-Ring, Arcnet, FDDI, so lahko primeri osnovnih tehnologij.
OMREŽJE ETHERNET. Omrežje Ethernet je med standardnimi omrežji najbolj razširjeno. Pojavil se je leta 1972 (razvijalec je bilo znano podjetje Xerox). Leta 1985 je omrežje Ethernet postalo mednarodni standard, sprejeli so ga največji mednarodni standardizacijski organi: odbor 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) in ECMA (European Computer Manufacturers Association). Standard se imenuje IEEE 802.3. Določa večkratni dostop do kanala vodilnega tipa z zaznavanjem trkov in nadzorom prenosa, tj. z že omenjenim načinom dostopa CSMA/CD.
Glavne značilnosti standarda IEEE 802.3 so naslednje: topologija - "bus", prenosni medij - koaksialni kabel, hitrost prenosa - 10 Mbps, največje število naročnikov - do 1024, dolžina segmenta omrežja - do 500 m, število naročnikov na enem segmentu - do 100 .
V klasičnem omrežju Ethernet se uporablja standardni koaksialni kabel dveh vrst (debel in tanek). Vendar pa v Zadnje čase Različica Etherneta, ki kot prenosni medij uporablja sukane parice, je vse pogostejša, saj sta namestitev in vzdrževanje veliko enostavnejša. IN Zadnja leta pojavila se je hitrejša različica Etherneta, ki deluje s hitrostjo 100 Mbps (Fast Ethernet). Določen je tudi standard za uporabo v omrežju z optičnimi kabli. Poleg standardne topologije vodila se uporablja tudi topologija pasivne zvezde. Glavna stvar je, da v nastali topologiji ni zaprtih poti (zank). Pravzaprav se izkaže, da so vsi naročniki povezani z istim "busom", saj se signal vsakega od njih širi v vse smeri hkrati in se ne vrne nazaj. Največja dolžina kabla celotnega omrežja (največja signalna pot) lahko teoretično doseže 6,5 km, vendar praktično ne presega 2,5 km.
HITRO ETHERNET OMREŽJE. Omrežje Fast Ethernet je komponento Standard IEEE 802.3, ki se je pojavil šele leta 1995. Je hitrejša različica standardnega omrežja Ethernet, ki deluje s hitrostjo 100 Mbps. Da bi ohranili združljivost s prejšnjimi različicami Etherneta, standard določa poseben mehanizem za Fast Ethernet za samodejno zaznavanje hitrosti prenosa v načinu samodejnega dialoga, kar omogoča omrežnim adapterjem Fast Ethernet, da samodejno preklopijo iz 10 Mbps na 100 Mbps in obratno .
Osnovna topologija omrežja Fast Ethernet je pasivna zvezda. Fast Ethernet zahteva obvezno uporabo dražjih vozlišč kot pri Ethernetu. Vozlišča so v tem primeru lahko medsebojno povezana s povezanimi segmenti, kar vam omogoča gradnjo kompleksnih konfiguracij.
Lokalna omrežja vseh drugih vrst, razen Etherneta, so veliko manj pogosta.
OMREŽJE FDDI. Omrežje FDDI (iz angleščine Fiber Distributed Data Interface) je eden najnovejših dosežkov v standardih lokalnih omrežij. Standard FDDI, ki ga je predlagal Ameriški nacionalni inštitut za standarde (ANSI), je bil prvotno osredotočen na visoko hitrost prenosa (100 Mbps) in na uporabo naprednega optičnega kabla (valovna dolžina svetlobe - 850 nm). Zato v tem primeru razvijalci niso bili omejeni z okvirom standardov, ki so se osredotočali na nizke hitrosti in električni kabel.
Izbira optičnega vlakna kot prenosnega medija je takoj določila prednosti novega omrežja: visoko odpornost na hrup in tajnost prenosa informacij. Visoka hitrost prenosa, ki jo je veliko lažje doseči z optičnim kablom, omogoča marsikatero nalogo, ki v počasnejših omrežjih ni mogoča, na primer prenos slike v realnem času. Poleg tega optični kabel zlahka reši problem prenosa podatkov na razdalji več kilometrov brez posredovanja, kar vam omogoča izgradnjo veliko večjih omrežij, ki pokrivajo celo cela mesta, hkrati pa imajo vse prednosti lokalnih omrežij (zlasti nizko napako oceniti). In čeprav oprema FDDI še ni dobila široke distribucije, je zelo obetavna.
Standard FDDI je temeljil na metodi dostopa do žetonov, ki jo predvideva mednarodni standard IEEE 802.5 Token-Ring. Majhne razlike od tega standarda določa potreba po zagotavljanju visoke hitrosti prenosa informacij na velike razdalje. Topologija omrežja FDDI je obroč, z uporabo dveh večsmernih optičnih kablov, ki omogoča prenos informacij z dvakratno efektivno hitrostjo 200 Mbps (pri čemer vsak od obeh kanalov deluje s hitrostjo 100 Mbps).
Glavne tehnične značilnosti omrežja FDDI so naslednje: Največje število naročnikov omrežja je 1000. Največja dolžina omrežnega obroča je 20 km. Največja razdalja med naročniki omrežja je 2 km. Prenosni medij - optični kabel (možna je uporaba električnega sukanega para).
Način dostopa - marker.
Hitrost prenosa informacij - 100 Mbps (200 Mbps za dupleksni način prenosa).
Kot lahko vidite, ima FDDI velike prednosti pred vsemi prej obravnavanimi omrežji. Celo omrežje Fast Ethernet z enako pasovno širino 100 Mbps se ne more kosati s FDDI v smislu dovoljene velikosti omrežja in dovoljenega števila naročnikov.signal, ki prehaja po obroču, da se zagotovi največji dovoljeni čas dostopa.
Standard FDDI za doseganje visoke prilagodljivosti omrežja predvideva vključitev dveh vrst omrežnih adapterjev v obroč:
1. Adapterji razreda A so povezani z notranjim in zunanjim obročem omrežja. V tem primeru je realizirana možnost izmenjave s hitrostmi do 200 Mbps ali možnost redundantnega omrežnega kabla (če je glavni kabel poškodovan, se uporabi rezervni kabel). Oprema tega razreda se uporablja na najbolj kritičnih delih omrežja.
2. Adapterji razreda B se povezujejo samo z zunanjim obročem omrežja. Morda so preprostejši in cenejši od adapterjev razreda A, vendar ne bodo imeli enakih zmogljivosti.
Standard FDDI predvideva možnost ponovne konfiguracije omrežja, da se ohrani njegovo delovanje v primeru okvare kabla. Poškodovani del kabla se odstrani iz obroča, vendar celovitost omrežja ni kršena zaradi prehoda na en obroč namesto dveh (tj. adapterji razreda A začnejo delovati kot adapterji razreda B).
Kljub očitnim prednostim omrežje FDDI še ni postalo razširjeno, predvsem zaradi visokih stroškov njegove opreme. Vendar se lahko situacija v bližnji prihodnosti spremeni.
GIGABITNO ETHERNET OMREŽJE. Hitrost omrežja Fast Ethernet, ostalih omrežij, ki delujejo s hitrostjo 100 Mbps, trenutno zadošča zahtevam večine nalog, v nekaterih primerih pa tudi to ni dovolj. To še posebej velja v situacijah, ko je treba v omrežje povezati sodobne visoko zmogljive strežnike ali zgraditi omrežja z velikim številom naročnikov, ki zahtevajo visoko intenzivnost prometa.
Ohranjanje kontinuitete omogoča enostavno in preprosto povezovanje segmentov Ethernet, Fast Ethernet in Gigabit Ethernet v eno omrežje in postopen prehod na nove hitrosti, uvajanje gigabitnih segmentov le v najbolj obremenjene odseke omrežja. Poleg tega tako visoka prepustnost res ni potrebna povsod.
Hiter razvoj lokalnih omrežij, ki je zdaj dodatno utelešen v standardu 10 Gigabit Ethernet in brezžičnih omrežnih tehnologijah IEEE 802.11b/a, vzbuja vedno več pozornosti. Za kabelska omrežja je tehnologija Ethernet postala de facto standard. In čeprav tehnologije Ethernet že dolgo ni bilo mogoče najti v svoji klasični obliki, so ideje, ki so bile prvotno zapisane v protokolu IEEE 802.3, dobile svoje logično nadaljevanje tako v tehnologiji Fast Ethernet kot v Gigabit Ethernet. Zaradi zgodovinske poštenosti ugotavljamo, da si pozornost zaslužijo tudi tehnologije, kot so Token Ring, ARCNET, 100VG-AnyLAN, FDDI in Apple Talk. No. Obnovimo zgodovinsko pravičnost in se spomnimo tehnologij preteklih dni.
Mislim, da vam ne morem povedati o hitrem napredku v industriji polprevodnikov v zadnjem desetletju. Omrežno opremo je doletela usoda celotne industrije: plaz rasti proizvodnje, visoke hitrosti in najnižje cene. Leta 1995, ki velja za prelomno v zgodovini razvoj interneta, je bilo prodanih približno 50 milijonov novih vrat Ethernet. Ni slab začetek za prevlado na trgu, ki je v naslednjih petih letih postala velika.
Za specializirano telekomunikacijsko opremo ta cenovna raven ni na voljo. Kompleksnost naprave ne igra posebne vloge - vprašanje je bolj v količini. Zdaj se zdi povsem naravno, toda pred desetimi leti absolutna prevlada Etherneta še zdaleč ni bila očitna (na primer, v industrijskih omrežjih še vedno ni jasnega vodje).
Le v primerjavi z drugimi načini gradnje omrežij pa se lahko razkrijejo prednosti (ali slabosti) današnjega voditelja.
Glavni načini dostopa do medija do prenosnega medija
Fizični principi, po katerih deluje oprema, niso preveč zapleteni. Glede na način pridobivanja dostopa do prenosnega medija jih lahko razdelimo v dva razreda: deterministične in nedeterministične.
Pri determinističnih metodah dostopa se prenosni medij porazdeli med vozlišča s pomočjo posebnega nadzornega mehanizma, ki zagotavlja prenos podatkov vozlišč za določeno časovno obdobje.
Najpogostejši (a nikakor ne edini) deterministični metodi dostopa sta metoda anketiranja in metoda prenosa. Metoda anketiranja je malo uporabna v lokalnih omrežjih, vendar se pogosto uporablja v industriji za nadzor procesov.
Način prenosa pa je primeren za prenos podatkov med računalniki. Načelo delovanja je prenos storitvenega sporočila - žetona - po omrežju z obročno logično topologijo.
Pridobitev žetona daje napravi pravico do dostopa do skupnega vira. Izbira na delovni postaji je v tem primeru omejena le na dve možnosti. V obeh primerih mora žeton poslati naslednji napravi v čakalni vrsti. Poleg tega je to mogoče storiti po dostavi podatkov naslovniku (če obstajajo) ali takoj (če ni informacij, ki jih je treba posredovati). Za čas prenosa podatkov v omrežju ni žetona, druge postaje ne morejo prenašati, kolizije pa so načeloma nemogoče. Za obvladovanje morebitnih napak, zaradi katerih se lahko žeton izgubi, obstaja mehanizem za njegovo regeneracijo.
Metode naključnega dostopa imenujemo nedeterministične. Zagotavljajo tekmovanje vseh omrežnih vozlišč za pravico do prenosa. Možno je, da več vozlišč oddaja hkrati, kar povzroči trke.
Najpogostejša metoda te vrste je CSMA / CD (carrier-sense multiple access / collision detection) - večkratni dostop z zaznavanjem nosilca / zaznavanjem trkov. Pred začetkom prenosa podatkov naprava »posluša« omrežje in se prepriča, da je ne uporablja nihče drug. Če prenosni medij v tistem trenutku nekdo uporablja, adapter zakasni prenos, če ne, začne prenašati podatke.
V primeru, da dva adapterja, ki sta zaznala prosto linijo, začneta oddajati hkrati, pride do kolizije. Ko je zaznan, se oba prenosa prekineta in napravi po poljubnem času ponovita prenos (seveda predhodno ponovno »poslušata« kanal zaradi zasedenosti). Za pridobitev informacij mora naprava prejeti vse pakete v omrežju, da ugotovi, ali je cilj.
Iz zgodovine Etherneta
Če bi razpravo o lokalnih omrežjih začeli s katero koli drugo tehnologijo, ne bi upoštevali dejanskega pomena, ki ga ima Ethernet trenutno na tem področju. Bodisi po volji okoliščin bodisi zaradi tehničnih prednosti, a danes je brez konkurence, saj zaseda okoli 95% trga.
Ethernetov rojstni dan je 22. maj 1973. Na ta dan sta Robert Metcalfe in David Boggs objavila opis eksperimentalne mreže, ki sta jo zgradila v raziskovalnem centru Xerox. Temeljil je na debelem koaksialnem kablu in je zagotavljal hitrost prenosa podatkov 2,94 Mbps. Novo tehnologijo so poimenovali Ethernet (ethernet), po radijskem omrežju ALOHA Univerze na Havajih, ki je uporabljalo podoben mehanizem za razdelitev prenosnega medija (radia).
Do konca sedemdesetih let prejšnjega stoletja so bili za Ethernet postavljeni trdni teoretični temelji. In februarja 1980 je Xerox skupaj z DEC in Intel predstavil razvoj IEEE, ki je bil tri leta kasneje odobren kot standard 802.3.
Metoda dostopa do medija Ethernet ni deterministična in je večkratni dostop z zaznavanjem nosilca z zaznavanjem trkov (CSMA/CD). Preprosto povedano, naprave si naključno delijo prenosni medij. V tem primeru lahko algoritem vodi do daleč od enake rešitve rivalstva med postajami za dostop do medija. To pa lahko povzroči dolge zamude pri dostopu, zlasti v pogojih prezasedenosti. V skrajnih primerih lahko hitrost prenosa pade na nič.
Zaradi tega neurejenega pristopa je dolgo veljalo (in še vedno velja), da Ethernet ne zagotavlja visokokakovostnega prenosa podatkov. Napovedovano je bilo, da ga bo najprej zamenjal marker Token Ring, nato ATM, vendar se je v resnici vse zgodilo ravno obratno.
Dejstvo, da Ethernet še vedno prevladuje na trgu, je posledica velikih sprememb, ki jih je doživel od svojega 20-letnega obstoja. Tisti »gigabit« v polnem dupleksu, ki ga zdaj vidimo že v začetnih omrežjih, je malo podoben predniku družine 10Base 5. Hkrati je po uvedbi 10Base-T združljivost ohranjena tako pri ravni interakcije naprav in na ravni kabelske infrastrukture.
Razvoj od enostavnega k zapletenemu, ki raste skupaj s potrebami uporabnikov, je ključ do neverjetnega uspeha tehnologije. Presodite sami:
- Marec 1981 - 3Com predstavi sprejemnik-sprejemnik Ethernet;
- September 1982 - izdelan je bil prvi omrežni adapter za osebni računalnik;
- 1983 - pojavila se je specifikacija IEEE 802.3, definirana je bila topologija vodila omrežja 10Base 5 (debel Ethernet) in 10Base 2 (tanek Ethernet). Hitrost prenosa - 10 Mbps. Največja razdalja med točkami enega segmenta je nastavljena - 2,5 km;
- 1985 - Izdana je bila druga različica specifikacije IEEE 802.3 (Ethernet II), v kateri so bile narejene manjše spremembe v strukturi glave paketa. Oblikovana je trda identifikacija Ethernet naprav (MAC naslovi). Ustvarjen je bil seznam naslovov, kjer lahko vsak proizvajalec registrira edinstveno ponudbo (trenutno samo 1250 $);
- September 1990 - IEEE odobri tehnologijo 10Base-T (twisted-pair) s fizično topologijo zvezda in vozlišči. Logična topologija CSMA/CD se ni spremenila. Standard je temeljil na razvoju SynOptics Communications pod splošnim imenom LattisNet;
- 1990 - Kalpana (kasneje hitro kupljena skupaj z bodočim velikanom Cisco razvila stikalo CPW16) ponuja preklopno tehnologijo, ki temelji na zavračanju uporabe skupnih komunikacijskih linij med vsemi segmentnimi vozlišči;
- 1992 - začetek uporabe stikal (swich). Z uporabo informacij o naslovu, ki jih vsebuje paket (naslov MAC), stikalo organizira neodvisne virtualne kanale med pari vozlišč. Preklapljanje tako rekoč neopazno za uporabnika spremeni nedeterministični model Ethernet (s konkurenco za pasovno širino) v sistem s prenosom podatkov;
- Specifikacija IEEE 802.3x iz leta 1993 uvaja polni dupleks in nadzor povezave za 10Base-T, specifikacija IEEE 802.1p dodaja multicast in 8-stopenjski prednostni sistem. predlagan hitri ethernet;
- junija 1995 je bil predstavljen Fast Ethernet, standard IEEE 802.3u (100Base-T).
Na tem kratka zgodovina lahko zaključimo: Ethernet je dobil precej moderno obliko, vendar se razvoj tehnologije seveda ni ustavil - o tem bomo govorili malo kasneje.
Nezasluženo pozabljen ARCNET
ttached Resource Computing Network (ARCNET) je omrežna arhitektura, ki jo je sredi 70. let razvil Datapoint. ARCNET ni bil sprejet kot standard IEEE, vendar je delno skladen z IEEE 802.4 kot omrežje za posredovanje žetonov (logični obroč). Velikost podatkovnega paketa je lahko poljubna med 1 in 507 bajti.
Od vseh lokalnih omrežij ima ARCNET najobsežnejše topološke zmogljivosti. V istem omrežju je mogoče uporabiti obroč, skupno vodilo, "zvezdo", "drevo". Poleg tega se lahko uporabljajo zelo dolgi segmenti (do nekaj kilometrov). Enake široke možnosti veljajo za prenosni medij - primerni so tako koaksialni kabli in kabli z optičnimi vlakni kot tudi sukani par.
Temu poceni standardu je prevlado na trgu preprečila nizka hitrost - le 2,5 Mbps. Ko je Datapoint v začetku 90-ih razvil ARCNET PLUS s hitrostjo prenosa do 20 Mbps, je bil čas že izgubljen. Hitri Ethernet ARCNET-u ni pustil niti najmanjše možnosti za široko uporabo.
Kljub temu lahko v prid velikemu (a nikoli uresničenemu) potencialu te tehnologije rečemo, da v nekaterih panogah (običajno sistemi za vodenje procesov) ta omrežja še vedno obstajajo. Deterministični dostop, zmožnosti samodejne konfiguracije, pogajanja o menjalnem tečaju v razponu od 120 Kbps do 10 Mbps v težkih realnih pogojih naredijo ARCNET preprosto nepogrešljiv.
Poleg tega ARCNET omogoča nadzornim sistemom, da natančno določijo največji dostopni čas do katere koli naprave v omrežju pod katero koli obremenitvijo z uporabo preproste formule: T = (TDP + TOBSNb)SND, kjer sta TDP in TOB čas prenosa podatkovni paket oziroma en bajt, odvisno od izbrane hitrosti prenosa, Nb je število podatkovnih bajtov, ND je število naprav v omrežju.
Token Ring - klasičen primer podajanja žetona
oken ring je še ena tehnologija, ki izvira iz 70. let prejšnjega stoletja. Ta razvoj modrega velikana - IBM-a, ki je osnova standarda IEEE 802.5, je imel več možnosti za uspeh kot mnoga druga lokalna omrežja. Token Ring je klasično omrežje za posredovanje žetonov. Logična topologija (in fizična v prvih različicah omrežja) je obroč. Sodobnejše modifikacije so zgrajene na sukanem paru v zvezdni topologiji in so z nekaterimi zadržki združljive z Ethernetom.
Prvotna bitna hitrost, opisana v IEEE 802.5, je bila 4 Mbps, vendar obstaja kasnejša izvedba 16 Mbps. Zaradi bolj urejenega (determinističnega) načina dostopanja do medija je bil Token Ring v zgodnjih fazah razvoja pogosto promoviran kot boljša zamenjava za Ethernet.
Kljub obstoju sheme prednostnega dostopa (ki je bila dodeljena vsaki postaji posebej) ni bilo mogoče zagotoviti stalne bitne hitrosti (Constant Bit Rate, CBR) iz zelo preprostega razloga: aplikacije, ki so lahko izkoristile te sheme, so takrat ne obstaja. In zdaj jih ni veliko več.
Glede na to okoliščino je bilo mogoče zagotoviti le, da se bo zmogljivost za vse postaje v omrežju enako zmanjšala. Toda to ni bilo dovolj za zmago na tekmovanju in zdaj je skoraj nemogoče najti resnično delujoče omrežje Token Ring.
FDDI - prvi LAN z optičnimi vlakni
Tehnologijo Fiber Distributed Data Interface (FDDI) je leta 1980 razvil odbor ANSI. Bilo je prvo računalniško omrežje, ki je kot prenosni medij uporabljalo samo optični kabel. Razlogi, ki so proizvajalce spodbudili k ustvarjanju FDDI, so bili nezadostna hitrost (ne več kot 10 Mbit / s) in zanesljivost (pomanjkanje shem redundance) lokalnih omrežij v tistem času. Poleg tega je bil to prvi (in ne preveč uspešen) poskus prenosa omrežij za prenos podatkov na »transportno« raven, ki bi konkurirala SDH.
Standard FDDI določa prenos podatkov po dvojnem obroču optičnega kabla s hitrostjo 100 Mbps, kar omogoča zanesljiv (rezerviran) in hiter kanal. Razdalje so precejšnje - do 100 km vzdolž oboda. Logično je bilo delovanje omrežja zgrajeno na posredovanju žetona.
Poleg tega je bila zagotovljena razvita shema za določanje prednosti prometa. Sprva so bile delovne postaje razdeljene na dve vrsti: sinhrone (s konstantno pasovno širino) in asinhrone. Ta pa je posredoval prenosni medij po osemstopenjskem sistemu prioritet.
Nezdružljivost z omrežji SDH ni omogočila, da bi FDDI zasedel pomembno nišo na področju transportnih omrežij. Danes je to tehnologijo praktično izpodrinil ATM. In visoki stroški FDDI niso pustili nobene možnosti v boju proti Ethernetu za lokalno nišo. Standard in poskusi prehoda na cenejši bakreni kabel niso pomagali. Tehnologija CDDI, ki je temeljila na principih FDDI, vendar je kot prenosni medij uporabljala sukani par, ni bila priljubljena in se je ohranila le v učbenikih.
Razvoj AT&T in HP - 100VG-AnyLAN
to tehnologijo, tako kot FDDI, lahko pripišemo drugi generaciji lokalnih omrežij. Nastala je v zgodnjih 90-ih s skupnimi prizadevanji AT&T in HP kot alternativa tehnologiji Fast Ethernet. Poleti 1995 je skoraj istočasno s svojim konkurentom prejel status standarda IEEE 802.12. 100VG-AnyLAN je imel dobre možnosti za zmago zaradi svoje vsestranskosti, odločnosti in popolnejše združljivosti kot Ethernet z obstoječimi kabelskimi omrežji (sukani par kategorije 3).
Shema kodiranja Quartet, ki uporablja redundantno kodo 5V / 6V, je omogočila uporabo 4-parnega kabla kategorije 3 z zvitimi paricami, ki je bil takrat skoraj bolj pogost kot sodobna kategorija 5. Prehodno obdobje dejansko ni vplivalo na Rusijo, kjer so bila zaradi poznejšega začetka gradnje komunikacijskih sistemov omrežja že povsod položena po 5. kategoriji.
Poleg uporabe podedovanega ožičenja je mogoče vsako vozlišče 100VG-AnyLAN konfigurirati tako, da podpira okvirje 802.3 (Ethernet) ali okvire 802.5 (Token Ring). Metoda dostopa do medijev Demand Priority definira preprost dvonivojski sistem prioritete - visoko za multimedijske aplikacije in nizko za vse ostale.
Moram reči, da je bila to resna ponudba za uspeh. Če povzamemo visoke stroške zaradi večje zapletenosti in v veliki meri bližine tehnologije replikaciji s strani proizvajalcev tretjih oseb. K temu je dodano že znano pomanjkanje pravih aplikacij iz Token Ring, ki izkoriščajo prednostni sistem. Posledično je 100Base-T uspelo trajno in dokončno prevzeti vodilno vlogo v industriji.
Inovativne tehnične ideje so nekoliko kasneje našle uporabo najprej v 100Base-T2 (IEEE 802.3u), nato pa v "gigabitnem" Ethernet 1000Base-T.
Apple Talk, lokalni pogovor
Apple Talk je sklad protokolov, ki ga je predlagal Apple v zgodnjih 80-ih. Sprva so bili protokoli Apple Talk uporabljeni za delo z omrežno opremo, ki se skupaj imenuje Local Talk (adapterji, vgrajeni v računalnike Apple).
Topologija omrežja je bila zgrajena kot navadno vodilo ali »drevo«, njegova največja dolžina je bila 300 m, hitrost prenosa 230,4 Kbps. Prenosni medij - oklopljeni sukani par. Segment lokalnega pogovora lahko združuje do 32 vozlišč.
Zaradi nizke pasovne širine je bil hitro potreben razvoj adapterjev za omrežna okolja z večjo pasovno širino: Ether Talk, Token Talk in FDDI Talk za Ethernet, Token Ring oziroma FDDI. Tako je Apple Talk šel po poti univerzalnosti na ravni podatkovne povezave in se lahko prilagodi vsaki fizični izvedbi omrežja.
Tako kot večina drugih Applovih izdelkov tudi ta omrežja živijo v "jabolčnem" svetu in se praktično ne prekrivajo z osebnim računalnikom.
UltraNet - omrežje za superračunalnike
Druga praktično neznana vrsta omrežij v Rusiji je UltraNet. Aktivno se je uporabljal za delo z računalniškimi sistemi superračunalniškega razreda in velikimi računalniki, vendar se Gigabit Ethernet trenutno aktivno izpodriva.
UltraNet uporablja zvezdno topologijo in je sposoben zagotoviti hitrosti izmenjave podatkov do 1 Gbps med napravami. To omrežje odlikuje zelo kompleksna fizična izvedba in zelo visoke cene, primerljive s superračunalniki. UltraNet nadzirajo osebni računalniki, ki so povezani s centralnim vozliščem. Poleg tega lahko omrežje vključuje mostove in usmerjevalnike za povezovanje z omrežji, zgrajenimi z uporabo tehnologij Ethernet ali Token Ring.
Kot prenosni medij se lahko uporablja koaksialni kabel in optična vlakna (za razdalje do 30 km).
Industrijska in specializirana omrežja
Opozoriti je treba, da se podatkovna omrežja ne uporabljajo samo za komunikacijo med računalniki ali za telefonijo. Še vedno obstaja precej velika niša industrijskih in specializiranih naprav. Na primer, tehnologija CANBUS je zelo priljubljena, zasnovana za zamenjavo debelih in dragih kabelskih snopov v avtomobilih z enim običajnim vodilom. To omrežje nima velike izbire fizičnih povezav, dolžina segmenta je omejena in nizka (do 1 Mbps) hitrost prenosa. Vendar pa je CANBUS uspešna kombinacija indikatorjev kakovosti, potrebnih za manjšo in srednjo avtomatizacijo, in nizkega cenovnega nivoja implementacij. Takšni sistemi lahko vključujejo tudi ModBus, PROFIBUS, FieldBus.
Danes se interesi razvijalcev CAN krmilnikov postopoma usmerjajo k avtomatizaciji doma.
ATM kot univerzalna tehnologija prenosa podatkov
Opis standarda ATM ni zaman uvrščen na konec članka. To je morda eden zadnjih, a neuspešnih poskusov boja proti Ethernetu na njegovem področju. Te tehnologije so si po zgodovini nastanka, poteku implementacije in ideologiji pravo nasprotje. Če se je Ethernet dvigoval »od spodaj navzgor, od posameznega k splošnemu«, povečeval hitrost in kakovost, sledil potrebam uporabnikov, potem se je ATM razvijal povsem drugače.
Sredi 80-ih sta Ameriški nacionalni inštitut za standarde (ANSI) in Mednarodni svetovalni odbor za telefonijo in telegrafijo (CCITT, CCITT) začela razvijati standarde ATM (Asynchronous Transfer Mode) kot nabor priporočil za B-ISDN (Broadband Integrated Storitve Digitalno omrežje). Šele leta 1991 so prizadevanja akademske znanosti dosegla vrhunec v ustanovitvi ATM Foruma, ki še danes določa razvoj tehnologije. Prvi večji projekt s to tehnologijo leta 1994 je bil hrbtenica znanega omrežja NSFNET, ki je prej uporabljalo kanal T3.
Bistvo delovanja bankomatov je zelo preprosto: mešati morate vse vrste prometa (glas, video, podatki), zgostiti in prenašati po enem komunikacijskem kanalu. Kot smo že omenili, tega ne dosežemo s tehničnimi preboji, temveč s številnimi kompromisi. Na nek način je to podobno načinu reševanja diferencialnih enačb. Neprekinjeni podatki so razdeljeni na intervale, ki so dovolj majhni za izvedbo preklopnih operacij.
Seveda je takšen pristop močno otežil že tako težko nalogo razvijalcev in proizvajalcev realne opreme in, za trg nesprejemljivo, zavlekel čas izvedbe.
Na velikost minimalne porcije podatkov (celic – v terminologiji ATM) vpliva več dejavnikov. Po eni strani povečanje velikosti zmanjša zahteve glede hitrosti procesorja celičnega stikala in izboljša učinkovitost uporabe kanala. Po drugi strani pa manjša ko je celica, prej je prenos možen.
Dejansko, medtem ko se ena celica prenaša, druga (celo najbolj prednostna) čaka. Močna matematika, čakalna vrsta in mehanizmi za določanje prednosti lahko nekoliko ublažijo učinek, ne pa odpravijo vzroka. Po precej dolgem poskusu leta 1989 je bila velikost celice določena na 53 bajtov (5 bajtov storitev in 48 bajtov podatkov). Očitno je ta velikost lahko različna za različne hitrosti. Če je za hitrosti od 25 do 155 Mbps primerna velikost 53 bajtov, potem za gigabit 500 bajtov ne bo nič slabše, za 10 gigabitov pa je primernih tudi 5000 bajtov. Toda v tem primeru postane problem združljivosti nerešljiv. Argumenti nikakor niso akademske narave – prav omejitev preklopne hitrosti je postavila tehnično mejo za povečanje hitrosti ATM na več kot 622 Mbps in močno povečala stroške pri nižjih hitrostih.
Drugi kompromis bankomatov je povezovalno usmerjena tehnologija. Pred prenosno sejo se na povezovalnem sloju vzpostavi navidezni kanal pošiljatelj-prejemnik, ki ga druge postaje ne morejo uporabljati, medtem ko se pri tradicionalnih tehnologijah statističnega multipleksiranja povezava ne vzpostavi in se paketi z določenim naslovom postavijo v prenos. srednje. V ta namen se v preklopno tabelo vnese številka vrat in identifikator povezave, ki je prisoten v glavi vsake celice. Nato stikalo obdela dohodne celice na podlagi ID-jev povezav v njihovih glavah. Na podlagi tega mehanizma je mogoče regulirati prepustnost, zakasnitev in maksimalno izgubo podatkov za vsako povezavo – torej zagotoviti določeno kakovost storitve.
Vse te lastnosti in dobra združljivost s hierarhijo SDH so omogočile, da je ATM relativno hitro postal standard za hrbtenična podatkovna omrežja. Toda s polno implementacijo vseh možnosti tehnologije so bile velike težave. Kot se je že večkrat zgodilo, lokalna omrežja in odjemalske aplikacije niso podpirale funkcij ATM, brez tega pa se je zmogljiva tehnologija z velikim potencialom izkazala le za nepotrebno preobrazbo med svetoma IP (v bistvu Ethernet) in SDH. To je zelo žalostna situacija, ki jo je skupnost bankomatov poskušala odpraviti. Na žalost je prišlo do nekaj strateških napak. Kljub vsem prednostim optičnih vlaken pred bakrenimi kabli je zaradi visokih stroškov vmesniških kartic in stikalnih vrat uporaba 155 Mbps bankomatov v tem segmentu trga izjemno draga.
V svojem poskusu opredelitve rešitev za namizne računalnike z nizko hitrostjo se je forum ATM zapletel v uničujočo razpravo o tem, na katero hitrost in vrsto povezave naj cilja. Proizvajalci so razdeljeni v dva tabora: zagovornike bakrenega kabla s hitrostjo 25,6 Mbps in zagovornike optičnega kabla s hitrostjo 51,82 Mbps. Po seriji odmevnih konfliktov (prvotno je bilo izbrano 51,82 Mbps) je ATM Forum za standard razglasil 25 Mbps. Toda dragoceni čas je bil za vedno izgubljen. Na tehnološkem trgu se nismo morali srečati s »klasičnim« ethernetom s skupnim prenosnim medijem, temveč s hitrim ethernetom in komutiranim 10Base-T (z upanjem na kmalu pojav komutiranega 100Base-T). Visoka cena, majhno število proizvajalcev, potreba po bolj kvalificiranem servisu, težave z gonilniki itd. samo poslabšal situacijo. Upanje za uvedbo v segment korporativnih omrežij je propadlo, precej šibek vmesni položaj bankomatov pa je bil za nekaj časa popravljen. To je njen položaj v industriji danes.
ComputerPress 10 "2002
