Technologie sieciowe

Technologie sieciowe
Token Ring IEEE 802.5 –
metoda tworzenia sieci LAN opracowana przez firmę IBM w latach 70-tych, dziś powoli
wypierana przez technologię Ethernetu. Szybkość przesyłania informacji w sieciach Token
Ring wynosi 4 lub 16 Mb/s.
W oryginalnej IBM-owskiej sieci Token-Ring stacje robocze podłącza się bezpośrednio do
urządzeń MAU (ang. Multistation Access Unit), które z kolei łączy się ze sobą tak, by
tworzyły jeden duży pierścień.
Topologia fizyczna: gwiazda
Topologia logiczna: pierścień
Wykorzystuje technikę przekazywania "żetonu" (ang. token passing), stosowaną również
w technologii FDDI. Stacja, która ma wiadomość do nadania, czeka na wolny żeton. Kiedy
go otrzyma, zmienia go na żeton zajęty i wysyła go do sieci, a zaraz za nim blok danych
zwany ramką (frame). Ramka zawiera część komunikatu (lub cały komunikat), który miała
wysłać stacja. Zastosowanie systemu sterowania dostępem do nośnika za pomocą
przekazywania żetonu zapobiega wzajemnemu zakłócaniu się przesyłanych wiadomości i
gwarantuje, że w danej chwili tylko jedna stacja może nadawać dane.
Standard IEEE 802.5 - IBM Token Ring [edytuj]
Metoda usuwania ramek: Source Removal
Metoda generowania znacznika: Single Token(opcjonalnie - Multiple Token)
Szybkość transmisji 4Mbit/s lub 16Mbit/s
Maksymalna długość ramki: 4500B (4Mbit/s) lub 18000 (16Mbit/s)
Medium transmisyjne: skrętka nieekranowana, skrętka ekranowana, światłowód
Kod transmisyjny: bifazowy ze znakami załamań kodowych J i K
Maksymalna liczba stacji: 256 (ograniczona możliwością zapewnienia
synchronizacji)
Automatyczna rekonfiguracja i izolowanie stacji uszkodzonych
Stacja Monitor: wybierana automatycznie w procesie elekcji lidera
Możliwość stosowania ośmiu poziomów priorytetu transmisji
Znacznik
SD
8b
Ramka
SD
8b
AC
8b
AC
8b
FC
1b
ED
8b
DA
6b
SA
6b
Data
0 - 4500b
SD - Start Delimiter (Flaga Początku)
AC - Access Control (Pole Sterujące)
FC - Frame Control
SA - Source Address (Adres stacji źródłowej)
DA - Destination Address (Adres stacji docelowej)
FCS - Frame Check Sequence
ED - End Delimiter
FS - Frame Status
WZiPT PL mgr inż. Dariusz Kuś
FCS
4b
ED
8b
FS
1b
Zasady generowania wolnego tokena.
Single Frame
Zasada pojedynczej ramki. Stacja oczekuje na odebranie całej swojej ramki, dopiero
potem uwalnia token. Metoda stosowana, gdy długość ramki jest znacznie większa od
długości bitowej pierścienia.
Single Token
Zasada pojedynczego tokena. Stacja oczekuje jedynie na odebranie początku własnej
ramki (SD AC FC DA SA). Po odebraniu początku własnej ramki stacja generuje wolny
token. W stan retransmisji przełącza się po odebraniu końca swojej ramki. W pierścieniu
przebywa zawsze jeden token (wolny lub zajęty).
Multiple Token
Stacja po zakończeniu transmisji natychmiast generuje wolny token. Metoda stosowana
dla bardzo długich sieci. Podobnie jak w pozostałych metodach stacja przełącza się w
stan retransmisji dopiero po odebraniu końca własnej ramki.
FDDI
Przepływność: 100 Mb/s
Metoda dostępu: Token Passing
Medium transmisyjne: kabel światłowodowy (jedno- i wielomodowy)
Topologia: podwójny pierścień (ang. Dual Ring)
ATM
DSL
DSL (ang. Digital Subscriber Line) - cyfrowa linia abonencka, rodzina technologii
szerokopasmowego dostępu do Internetu. Standardowa prędkość odbierania danych
waha się od 128 Kbps do 24.000 Kbps, w zależności od zastosowanej technologii.
Dla ADSL prędkość wysyłania danych jest niższa od prędkości ich odbierania, natomiast
w SDSL prędkości te są symetryczne. Wynalazcą modemów DSL był Joseph
W.Lechleitter, pracownik firmy Bellcore, który zademonstrował projekt budowy tych
urządzeń w latach 80.
Według szacunków firmy badawczej Point Topic [1] pod koniec marca 2004 r. na całym
świecie było 73,4 mln użytkowników dostępu do Internetu w technologii DSL (najwięcej w
Chinach – 13,9 mln, Japonii – 11 mln i USA – ok. 10,5 mln). Szacuje się, że w Polsce z
technologii DSL korzystało (koniec 2006 r) ok. 1,5 mln osób.
Historia
Początek technologii DSL datuje się na rok 1988, kiedy pracownicy firmy Bellcore
opracowali metodę przesyłu sygnału cyfrowego przez niewykorzystywane pasmo
wyższych częstotliwości dostępne na zwykłej linii telefonicznej łączącej centralę
telefoniczną z lokalem abonenta. Technologia DSL umożliwia wykorzystanie istniejących
linii telefonicznych do komunikacji cyfrowej i przesyłanie sygnału cyfrowego parą
przewodów miedzianych zwykłej linii telefonicznej (tzw. skrętką) bez zakłócania usług
głosowych. Operatorzy Lokalnych Central Telefonicznych ILEC (ang. Incumbent Local
WZiPT PL mgr inż. Dariusz Kuś
Exchange Carries) nie byli entuzjastycznie nastawieni do DSL, według nich nie było
opłacalne instalowanie drugiej linii telefonicznej dla klientów, którzy preferowali połączenia
dodzwaniane (ang. dial-up), a szerokopasmowe łącza stałaby się konkurencją
istniejącego już ISDN. Sytuacja zmieniła się w późnych latach 90., kiedy operatorzy sieci
telewizji kablowych rozpoczęli kampanię marketingową na rzecz szerokopasmowego
dostępu do Internetu. ILEC uświadamiając sobie, że większość klientów wybiera dostęp
szerokopasmowy, pospieszyli z udostępnianiem technologii DSL.
DSL jest główną konkurencją dla modemów kablowych zapewniającą szybki dostęp do
Internetu użytkownikom domowym w Europie oraz Ameryce Północnej. W standardzie
ADSL możliwy jest przesył danych z prędkością 8 Mbit/s na odległość 2 km przy użyciu
skrętki przewodów miedzianych. W przypadku dalszych odległości następuje wyraźny
spadek maksymalnej przepustowości. Najnowszy standard ADSL2+ daje możliwość
przesyłania strumienia danych z prędkością do 24 Mbit/s, w zależności od odległości do
multipleksera dostępowego cyfrowych linii abonenckich DSLAM (ang. DSL Access
Multiplexer).
Działanie
Przyłącze lokalne Publicznej Komutowanej Sieci Telefonicznej (PSTN, ang. Public
Switched Telephone Network) projektowane było dla komunikacji głosowej i sygnalizacji,
w postaci najstarszych, podstawowych usług telefonicznych POTS (ang. Plain Old
Telephone Services). Z przyczyn ekonomicznych system telefoniczny przesyła sygnał
mowy ograniczając zakres częstotliwości do przedziału 300-3400 Hz (taki zakres
częstotliwości jest wystarczający do zrozumienia ludzkiej mowy). Usługi wykorzystujące
modemy w sieci telefonicznej są ograniczone przepustowością kanału telefonicznego.
W lokalnych centralach telefonicznych mowa jest próbkowana z częstotliwością 8000 Hz,
kodowana w formie 8-bitowego sygnału i przesyłana dalej w postaci strumienia danych 64
kbit/s.
Przyłącze lokalne łączące centralę telefoniczną z większością abonentów jest zdolne do
przesyłania częstotliwości wyższych niż wynoszący 3,4 kHz limit POTS. Limit ten może
być wyższy w zależności od odległości i jakości przyłącza. Technologia DSL wykorzystuje
wyższe, nieużywane pasmo przyłącza poprzez tworzenie kanałów o szerokości 4312,5Hz
pomiędzy 10 - 100 kHz. Przydział kanałów jest kontynuowany na wyższych
częstotliwościach (dla ADSL do 1,1 MHz) aż do czasu, gdy nowe kanały będą uznane za
nienadające do użytku. Liczba możliwych do wykorzystania kanałów zależy między innymi
od odległości i jakości połączenia. Pula kanałów jest rozdzielana na dwie grupy strumieni
ruchu – wysyłania i odbierania – opartych na wstępnie skonfigurowanych proporcjach. W
założonej grupie odrębne kanały są spajane w jedną parę cykli, każdy w innym kierunku.
Podobnie jak analogowe modemy, nadajniki DSL stale monitorują jakość kanałów i w
zależności od tego, czy dany kanał jest użyteczny, czy też nie, są one dodawane lub
usuwane.
Cechy:
• Odpowiednie filtry umożliwiają jednoczesne działanie usług głosowych oraz DSL.
• Modem DSL może korzystać z tej samej linii abonenckiej co urządzenia
komunikacji oparte na POTS, włączając faksy i modemy analogowe.
• W tym samym czasie tylko jeden modem DSL może używać linii abonenta.
WZiPT PL mgr inż. Dariusz Kuś
Wyposażenie
• Modem DSL
• Rozdzielacz sygnału (splitter) był instalowany blisko punktu rozgraniczenia, z
którym instalowana była dedykowana linia.
• Filtru DSL w każde gniazdo telefoniczne za wyjątkiem tego, do którego podłączony
będzie modem. Filtr rozdziela pasmo na sygnał o częstotliwościach powyżej 4kHz,
które trafiają do modemu oraz na sygnał o częstotliwości poniżej 4kHz dla
pozostałych urządzeń.
W centrali telefonicznej sygnał jest również separowany. Sygnał cyfrowy kierowany jest do
karty modemowej a następnie do multipleksera, który kończy cykle DSL sumując je i
przekazuje do kolejnego transportu.
Protokoły i konfiguracje
Wiele technologii DSL na tym samym połączeniu wprowadza, przez niskopoziomową
warstwę strumienia bitu, warstwę ATM do adaptacji liczby różniących się technologii.
Implementacje DSL mogą tworzyć sieci mostowe. W takiej konfiguracji, grupa
komputerów abonenta efektywnie łączy się w pojedynczą podsieć. Wcześniej
implementacje używały protokołu DHCP, który umożliwia uzyskanie od serwera danych
konfiguracyjnych takich jak adres IP abonenta z uwierzytelnieniem przez adres MAC czy
przydzieloną nazwę hosta. Późniejsze implementacje często używają protokołu PPP
przez Ethernet lub ATM (PPPoE lub PPPoA).
ADSL pozwala na transmisję z prędkością od 16 kb/s do 15 Mb/s. Prędkość, z jaką można
wysyłać dane, jest zwykle znacznie niższa (najczęściej o połowę i więcej).
Technologia ADSL została opisana w rekomendacjach ITU-T G.992.1, G.992.2 (G.Lite) (i
kolejnych) oraz w standardzie ANSI T1.413-1998.
Wersje ADSL
ADSL1 - najstarsza wersja technologii, umożliwiająca transmisję danych z
prędkością 1,536 Mb/s lub 2,048 Mb/s, na odległość nie większą niż 5,5 km.
ADSL2 - umożliwia transmisję danych z prędkością 3,072 Mb/s lub 3,096 Mb/s, na
odległość nie większą niż 3,7 km.
ADSL2+ - umożliwia transmisję danych z prędkością około 24 Mb/s, na odległość
nie większą niż 2 km. Technologia wykorzystywana w systemach TVoDSL i VOD.
Najnowsza technologia wprowadzana w krajach Europy Zachodniej od 2004 roku,
a w Polsce od 2005 roku. Umożliwia odbiór cyfrowych kanałów telewizyjnych i
szereg usług multimedialnych.
ADSL3 - umożliwia transmisję danych z prędkością 6,144 Mb/s lub 8,448 Mb/s, na
odległość nie większą niż 2,5 km. Prędkość wysyłania natomiast wynosi ok. 1Mb/s
SDSL - technologia przesyłu danych za pomocą telefonicznej linii abonenckiej
pozwalająca użytkownikowi połączyć się z siecią danych (np. Internetem) w sposób
symetryczny. Umożliwia profesjonalne zastosowania, wideokonferencje czy budowanie
korporacyjnych sieci wirtualnych. Oferuje prędkość transmisji: 1,536Mb/s (T1) lub 2Mb/s
(E1).
WZiPT PL mgr inż. Dariusz Kuś