Công nghệ mạng của mạng cục bộ. Tạo ra các công nghệ mạng cục bộ tiêu chuẩn

Kiến trúc hoặc công nghệ mạng cục bộ có thể được chia thành hai thế hệ. Thế hệ đầu tiên bao gồm các kiến ​​trúc cung cấp tốc độ truyền thông tin thấp và trung bình: Ethernet 10 Mbit/s), Token Ring (16 Mbit/s) và mạng ARC (2,5 Mbit/s).

Những công nghệ này sử dụng cáp đồng để truyền dữ liệu. Thế hệ công nghệ thứ hai bao gồm các kiến ​​trúc tốc độ cao hiện đại: FDDI (100 Mbit/s), ATM (155 Mbit/s) và các phiên bản nâng cấp của kiến ​​trúc thế hệ đầu tiên (Ethernet): Fast Ethernet (100 Mbit/s) và Gigabit Ethernet (1000 Mbit/giây). Các phiên bản cải tiến của kiến ​​trúc thế hệ đầu tiên được thiết kế cho cả việc sử dụng cáp lõi đồng và đường truyền dữ liệu cáp quang. Các công nghệ mới (FDDI và ATM) tập trung vào việc sử dụng đường dữ liệu cáp quang và có thể được sử dụng để truyền đồng thời nhiều loại thông tin khác nhau (video, giọng nói và dữ liệu). Công nghệ mạng là tập hợp tối thiểu các giao thức tiêu chuẩn, phần mềm và phần cứng triển khai chúng, đủ để xây dựng một mạng máy tính. Công nghệ mạng được gọi là công nghệ cốt lõi. Hiện nay, có một số lượng lớn mạng với nhiều mức độ tiêu chuẩn hóa khác nhau, nhưng các công nghệ nổi tiếng như Ethernet, Token-Ring, Arcnet, FDDI đã trở nên phổ biến.

Phương thức truy cập mạng

Ethernet là một phương thức đa truy cập với khả năng lắng nghe sóng mang và giải quyết xung đột (xung đột). Trước khi bắt đầu truyền, mỗi máy trạm sẽ xác định xem kênh đó rảnh hay bận. Nếu kênh trống, trạm bắt đầu truyền dữ liệu. Trên thực tế, xung đột chỉ làm giảm hiệu suất mạng khi có 80–100 trạm đang hoạt động. Phương thức truy cập Arcnet. Phương thức truy cập này đã trở nên phổ biến chủ yếu là do thiết bị Arcnet rẻ hơn thiết bị Ethernet hoặc Token-Ring. Arcnet được sử dụng trong các mạng cục bộ có cấu trúc liên kết hình sao. Một trong các máy tính tạo ra một mã thông báo đặc biệt (tin nhắn đặc biệt), mã này được truyền tuần tự từ máy tính này sang máy tính khác. Nếu một trạm cần truyền một tin nhắn, nó sau khi nhận được mã thông báo sẽ tạo thành một gói hoàn chỉnh với địa chỉ nguồn và đích. Khi gói đến trạm đích, thông báo sẽ được “rút” khỏi mã thông báo và truyền đến trạm. Phương thức truy cập Nhẫn mã thông báo. Phương pháp này được IBM phát triển; nó được thiết kế cho cấu trúc liên kết mạng vòng. Phương pháp này tương tự như Arcnet vì nó cũng sử dụng mã thông báo được truyền từ trạm này sang trạm khác. Không giống như Arcnet, phương thức truy cập Token Ring cho phép bạn chỉ định các mức độ ưu tiên khác nhau cho các máy trạm khác nhau.

Các công nghệ mạng LAN cơ bản

Công nghệ Ethernet hiện nay phổ biến nhất trên thế giới. Mạng Ethernet cổ điển sử dụng hai loại cáp đồng trục tiêu chuẩn (dày và mỏng). Tuy nhiên, phiên bản Ethernet sử dụng cặp xoắn làm phương tiện truyền dẫn ngày càng trở nên phổ biến vì việc cài đặt và bảo trì chúng đơn giản hơn nhiều. Cấu trúc liên kết kiểu “bus” và “sao thụ động” được sử dụng. Tiêu chuẩn xác định bốn loại phương tiện truyền dẫn chính.

 10BASE5 (cáp đồng trục dày);

 10BASE2 (cáp đồng trục mỏng);

 10BASE-T (cặp xoắn);

 10BASE-F (cáp quang).

Fast Ethernet là loại mạng Ethernet tốc độ cao cung cấp tốc độ truyền 100 Mbit/s. Mạng Fast Ethernet tương thích với các mạng dựa trên tiêu chuẩn Ethernet. Cấu trúc liên kết cơ bản của mạng Fast Ethernet là hình sao thụ động.

Tiêu chuẩn xác định ba loại phương tiện truyền dẫn cho Fast Ethernet:

 100BASE-T4 (cặp xoắn bốn);

 100BASE-TX (cặp xoắn kép);

 100BASE-FX (cáp quang).

Gigabit Ethernet là loại mạng Ethernet tốc độ cao cung cấp tốc độ truyền 1000 Mbit/s. Tiêu chuẩn mạng Gigabit Ethernet hiện bao gồm các loại phương tiện truyền dẫn sau:

 1000BASE-SX – một đoạn trên cáp quang đa mode có bước sóng tín hiệu ánh sáng 850 nm.

 1000BASE-LX – phân đoạn trên cáp quang đa mode và đơn mode có bước sóng tín hiệu ánh sáng 1300 nm.

 1000BASE-CX – đoạn trên cáp điện (cặp xoắn có vỏ bọc).

 1000BASE-T – đoạn trên cáp điện (cặp xoắn bốn lớp không được che chắn).

Do các mạng tương thích nhau nên việc kết nối các phân đoạn Ethernet, Fast Ethernet và Gigabit Ethernet vào một mạng đơn giản và dễ dàng.

Mạng Token-Ring được IBM đề xuất. Token-Ring nhằm mục đích kết nối tất cả các loại máy tính do IBM sản xuất (từ máy tính cá nhân đến máy tính lớn). Mạng Token-Ring có cấu trúc liên kết vòng hình sao. Mạng Arcnet là một trong những mạng lâu đời nhất. Mạng Arcnet sử dụng “bus” và “ngôi sao thụ động” làm cấu trúc liên kết của nó. Mạng Arcnet rất phổ biến. Một trong những ưu điểm chính của mạng Arcnet là độ tin cậy cao, chi phí bộ điều hợp thấp và tính linh hoạt. Nhược điểm chính của mạng là tốc độ truyền thông tin thấp (2,5 Mbit/s). FDDI (Giao diện dữ liệu phân tán sợi quang) – một đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn hóa cho kiến ​​trúc mạng để truyền dữ liệu tốc độ cao qua đường cáp quang. Tốc độ truyền tải – 100 Mbit/s. Các đặc tính kỹ thuật chính của mạng FDDI như sau:

 Số lượng thuê bao mạng tối đa là 1000.

 Chiều dài tối đa của vòng mạng là 20 km

 Khoảng cách tối đa giữa các thuê bao mạng là 2 km.

 Môi trường truyền dẫn - cáp quang

 Phương thức truy cập – token.

 Tốc độ truyền thông tin – 100 Mbit/s.

GIỚI THIỆU………………………………..3

1 MẠNG ETHERNET VÀ MẠNG ETHERNET NHANH CHÓNG………………………5

2 MẠNG RING TOKEN………………………..9

3 MẠNG ARCNET…………………………………………………….14

4 MẠNG LƯỚI FDDI……………………………………………18

5 MẠNG 100VG-AnyLAN………………………….23

6 MẠNG SIÊU TỐC ĐỘ……………………….25

7 MẠNG KHÔNG DÂY……………………….31

KẾT LUẬN…………………………………………………….36

DANH MỤC NGUỒN SỬ DỤNG………….39

GIỚI THIỆU

Kể từ khi các mạng cục bộ đầu tiên ra đời, hàng trăm công nghệ mạng khác nhau đã được phát triển, nhưng chỉ một số ít trở nên phổ biến rộng rãi. Điều này trước hết là do mức độ tiêu chuẩn hóa cao của các nguyên tắc mạng và sự hỗ trợ của chúng bởi các công ty nổi tiếng. Tuy nhiên, các mạng tiêu chuẩn không phải lúc nào cũng có đặc điểm phá kỷ lục và cung cấp các chế độ trao đổi tối ưu nhất. Nhưng khối lượng sản xuất thiết bị lớn và do đó giá thành thấp mang lại cho họ những lợi thế to lớn. Điều quan trọng nữa là các nhà sản xuất phần mềm cũng chủ yếu tập trung vào các mạng phổ biến nhất. Do đó, người dùng chọn mạng tiêu chuẩn được đảm bảo đầy đủ về khả năng tương thích của thiết bị và chương trình.

Mục đích của khóa học này là xem xét các công nghệ mạng cục bộ hiện có, đặc điểm và ưu điểm hoặc nhược điểm của chúng so với nhau.

Tôi chọn chủ đề công nghệ mạng cục bộ vì theo tôi, chủ đề này đặc biệt phù hợp hiện nay, khi tính di động, tốc độ và sự tiện lợi được đánh giá cao trên toàn thế giới mà ít lãng phí thời gian nhất có thể.

Hiện nay, việc giảm số lượng loại mạng được sử dụng đã trở thành xu hướng. Thực tế là việc tăng tốc độ truyền trong mạng cục bộ lên 100, thậm chí 1000 Mbit/s đòi hỏi phải sử dụng các công nghệ tiên tiến nhất và nghiên cứu khoa học tốn kém. Đương nhiên, chỉ những công ty lớn nhất hỗ trợ mạng tiêu chuẩn và các loại mạng tiên tiến hơn của họ mới có thể mua được điều này. Ngoài ra, một số lượng lớn người tiêu dùng đã cài đặt một số loại mạng và không muốn thay thế ngay lập tức và hoàn toàn thiết bị mạng. Khó có khả năng các tiêu chuẩn mới về cơ bản sẽ được áp dụng trong tương lai gần.

Thị trường cung cấp các mạng cục bộ tiêu chuẩn với tất cả các cấu trúc liên kết có thể có, vì vậy người dùng có quyền lựa chọn. Mạng tiêu chuẩn cung cấp nhiều kích cỡ mạng, số lượng thuê bao có thể chấp nhận được và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng là giá thiết bị. Nhưng việc lựa chọn vẫn không hề dễ dàng. Thật vậy, không giống như phần mềm, không khó để thay thế, phần cứng thường tồn tại trong nhiều năm; việc thay thế nó không chỉ dẫn đến chi phí đáng kể và nhu cầu nối lại dây cáp mà còn phải sửa đổi hệ thống máy tính của tổ chức. Về vấn đề này, sai sót trong việc lựa chọn thiết bị thường đắt hơn nhiều so với sai sót trong việc lựa chọn phần mềm.

1 MẠNG ETHERNET VÀ MẠNG ETHERNET NHANH CHÓNG

Phổ biến nhất trong số các mạng tiêu chuẩn là mạng Ethernet. Nó xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1972 (được phát triển bởi công ty nổi tiếng Xerox). Mạng này tỏ ra khá thành công và kết quả là vào năm 1980, nó được hỗ trợ bởi các công ty lớn như DEC và Intel). Bằng những nỗ lực của họ, vào năm 1985, mạng Ethernet đã trở thành một tiêu chuẩn quốc tế và được các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế lớn nhất áp dụng: Ủy ban IEEE 802 (Viện Kỹ sư Điện và Điện tử) và ECMA (Hiệp hội các nhà sản xuất máy tính Châu Âu).

Tiêu chuẩn này được gọi là IEEE 802.3 (đọc bằng tiếng Anh là “tám oh hai chấm ba”). Nó xác định nhiều quyền truy cập vào một kênh loại bus đơn với tính năng phát hiện xung đột và điều khiển truyền dẫn. Một số mạng khác cũng đáp ứng tiêu chuẩn này vì mức độ chi tiết của nó thấp. Kết quả là các mạng IEEE 802.3 thường không tương thích với nhau về cả đặc tính thiết kế và điện. Tuy nhiên, gần đây chuẩn IEEE 802.3 đã được coi là chuẩn cho mạng Ethernet.

Các đặc điểm chính của chuẩn IEEE 802.3 ban đầu:

• cấu trúc liên kết – xe buýt;
• môi trường truyền dẫn – cáp đồng trục;
• tốc độ truyền – 10 Mbit/s;
• chiều dài mạng tối đa – 5 km;
• số lượng người đăng ký tối đa – lên tới 1024;
• chiều dài đoạn mạng – lên tới 500 m;
• số lượng người đăng ký trên một phân khúc – lên tới 100;
• phương pháp truy cập – CSMA/CD;
• Truyền dẫn băng hẹp, nghĩa là không điều chế (kênh đơn âm).

Nói đúng ra, có những khác biệt nhỏ giữa tiêu chuẩn IEEE 802.3 và Ethernet nhưng chúng thường bị bỏ qua.

Mạng Ethernet hiện nay là mạng phổ biến nhất trên thế giới (hơn 90% thị trường) và có lẽ nó sẽ vẫn như vậy trong những năm tới. Điều này được hỗ trợ rất nhiều bởi thực tế là ngay từ đầu các đặc điểm, thông số và giao thức của mạng đã mở, do đó một số lượng lớn các nhà sản xuất trên thế giới bắt đầu sản xuất thiết bị Ethernet hoàn toàn tương thích với nhau. .

Mạng Ethernet cổ điển sử dụng cáp đồng trục 50 ohm gồm hai loại (dày và mỏng). Tuy nhiên, gần đây (kể từ đầu những năm 90), phiên bản Ethernet được sử dụng rộng rãi nhất là sử dụng cặp xoắn làm phương tiện truyền dẫn. Một tiêu chuẩn cũng đã được xác định để sử dụng trong mạng cáp quang. Các bổ sung đã được thực hiện đối với tiêu chuẩn IEEE 802.3 ban đầu để phù hợp với những thay đổi này. Năm 1995, một tiêu chuẩn bổ sung xuất hiện cho phiên bản Ethernet nhanh hơn hoạt động ở tốc độ 100 Mbit/s (còn gọi là Fast Ethernet, tiêu chuẩn IEEE 802.3u), sử dụng cáp xoắn đôi hoặc cáp quang làm phương tiện truyền dẫn. Năm 1997, một phiên bản có tốc độ 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, chuẩn IEEE 802.3z) cũng xuất hiện.

Ngoài cấu trúc liên kết bus tiêu chuẩn, cấu trúc liên kết hình sao thụ động và cây thụ động đang ngày càng được sử dụng nhiều hơn.

Cấu trúc liên kết mạng Ethernet cổ điển

Chiều dài cáp tối đa của toàn bộ mạng (đường tín hiệu tối đa) về mặt lý thuyết có thể đạt tới 6,5 km, nhưng thực tế không vượt quá 3,5 km.

Mạng Fast Ethernet không có cấu trúc liên kết bus vật lý; chỉ sử dụng hình sao thụ động hoặc cây thụ động. Ngoài ra, Fast Ethernet có nhiều yêu cầu nghiêm ngặt hơn về độ dài mạng tối đa. Rốt cuộc, với tốc độ truyền tăng gấp 10 lần và giữ nguyên định dạng gói, độ dài tối thiểu của nó sẽ ngắn hơn mười lần. Do đó, giá trị cho phép của thời gian truyền tín hiệu kép qua mạng giảm đi 10 lần (5,12 μs so với 51,2 μs trong Ethernet).

Mã Manchester tiêu chuẩn được sử dụng để truyền thông tin trên mạng Ethernet.

Việc truy cập vào mạng Ethernet được thực hiện bằng phương pháp CSMA/CD ngẫu nhiên, đảm bảo sự bình đẳng của các thuê bao. Mạng sử dụng các gói có độ dài thay đổi với cấu trúc.

Đối với mạng Ethernet hoạt động ở tốc độ 10 Mbit/s, tiêu chuẩn xác định bốn loại phân đoạn mạng chính, tập trung vào các phương tiện truyền thông tin khác nhau:

• 10BASE5 (cáp đồng trục dày);
• 10BASE2 (cáp đồng trục mỏng);
• 10BASE-T (cặp xoắn);
• 10BASE-FL (cáp quang).

Tên của đoạn bao gồm ba phần tử: số “10” có nghĩa là tốc độ truyền 10 Mbit/s, từ BASE có nghĩa là truyền trong dải tần cơ sở (nghĩa là không điều chế tín hiệu tần số cao) và cuối cùng là phần tử là độ dài cho phép của đoạn: “5” – 500 mét, “2” – 200 mét (chính xác hơn là 185 mét) hoặc loại đường truyền thông: “T” – cặp xoắn (từ tiếng Anh “twisted-pair” ), “F” – cáp quang (từ tiếng Anh “cáp quang”).

Tương tự, đối với mạng Ethernet hoạt động ở tốc độ 100 Mbit/s (Fast Ethernet), tiêu chuẩn xác định ba loại phân đoạn, khác nhau về loại phương tiện truyền dẫn:

• 100BASE-T4 (cặp xoắn bốn);
• 100BASE-TX (cặp xoắn kép);
• 100BASE-FX (cáp quang).

Ở đây, số “100” có nghĩa là tốc độ truyền 100 Mbit/s, chữ “T” có nghĩa là cặp xoắn và chữ “F” có nghĩa là cáp quang. Loại 100BASE-TX và 100BASE-FX đôi khi được kết hợp dưới tên 100BASE-X, còn 100BASE-T4 và 100BASE-TX được gọi là 100BASE-T.

Sự phát triển của công nghệ Ethernet ngày càng rời xa tiêu chuẩn ban đầu. Việc sử dụng các phương tiện truyền dẫn và chuyển mạch mới giúp tăng đáng kể kích thước của mạng. Việc loại bỏ mã Manchester (trong mạng Fast Ethernet và Gigabit Ethernet) giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu và giảm yêu cầu về cáp. Việc từ chối phương pháp điều khiển CSMA/CD (với chế độ trao đổi song công hoàn toàn) giúp tăng đáng kể hiệu quả hoạt động và loại bỏ các hạn chế về độ dài mạng. Tuy nhiên, tất cả các loại mạng mới cũng được gọi là mạng Ethernet.

MẠNG 2 TOKEN-RING

Mạng Token-Ring được IBM đề xuất vào năm 1985 (phiên bản đầu tiên xuất hiện vào năm 1980). Nó nhằm mục đích kết nối tất cả các loại máy tính do IBM sản xuất. Việc nó được hỗ trợ bởi IBM, nhà sản xuất thiết bị máy tính lớn nhất, cho thấy rằng nó cần được quan tâm đặc biệt. Nhưng điều quan trọng không kém là Token-Ring hiện là tiêu chuẩn quốc tế IEEE 802.5 (mặc dù có những khác biệt nhỏ giữa Token-Ring và IEEE 802.5). Điều này đặt mạng này ở cùng mức trạng thái với Ethernet.

Token-Ring được phát triển như một giải pháp thay thế đáng tin cậy cho Ethernet. Và mặc dù Ethernet hiện đang thay thế tất cả các mạng khác, Token-Ring không thể bị coi là lỗi thời một cách vô vọng. Hơn 10 triệu máy tính trên toàn thế giới được kết nối bởi mạng này.

IBM đã làm mọi thứ để đảm bảo khả năng phân phối mạng của mình rộng nhất có thể: tài liệu chi tiết đã được phát hành, ngay cả sơ đồ mạch của bộ điều hợp. Kết quả là, nhiều công ty, chẳng hạn như 3COM, Novell, Western Digital, Proteon và các công ty khác đã bắt đầu sản xuất bộ điều hợp. Nhân tiện, khái niệm NetBIOS được phát triển riêng cho mạng này cũng như cho một mạng khác, Mạng PC IBM. Nếu các chương trình NetBIOS của Mạng PC được tạo trước đó được lưu trữ trong bộ nhớ chỉ đọc tích hợp của bộ điều hợp, thì trong mạng Token-Ring, chương trình mô phỏng NetBIOS đã được sử dụng. Điều này giúp có thể đáp ứng linh hoạt hơn với các tính năng phần cứng và duy trì khả năng tương thích với các chương trình cấp cao hơn.

Mạng Token-Ring có cấu trúc liên kết vòng, mặc dù bề ngoài nó trông giống một ngôi sao hơn. Điều này là do thực tế là các thuê bao cá nhân (máy tính) kết nối với mạng không trực tiếp mà thông qua các trung tâm đặc biệt hoặc nhiều thiết bị truy cập (MSAU hoặc MAU - Multistation Access Unit). Về mặt vật lý, mạng tạo thành cấu trúc liên kết vòng sao. Trên thực tế, các thuê bao vẫn hợp nhất thành một vòng, nghĩa là mỗi thuê bao truyền thông tin đến một thuê bao lân cận và nhận thông tin từ một thuê bao khác.

Cấu trúc liên kết vòng sao của mạng Token-Ring

Hub (MAU) cho phép bạn tập trung cài đặt cấu hình, ngắt kết nối các thuê bao bị lỗi, giám sát hoạt động của mạng, v.v. Nó không thực hiện bất kỳ xử lý thông tin nào.

Đối với mỗi thuê bao, bộ tập trung sử dụng một bộ kết nối đường trục đặc biệt (TCU - Trunk Coupling Unit), đảm bảo thuê bao sẽ tự động đưa thuê bao vào vòng nếu nó được kết nối với bộ tập trung và hoạt động bình thường. Nếu thuê bao ngắt kết nối khỏi bộ tập trung hoặc bị lỗi, TCU sẽ tự động khôi phục tính toàn vẹn của vòng mà không có sự tham gia của thuê bao này. TCU được kích hoạt bởi tín hiệu dòng điện một chiều (còn gọi là dòng điện "ảo"), xuất phát từ một thuê bao muốn tham gia vòng tròn

Hub trong mạng có thể là trung tâm duy nhất, trong trường hợp này, chỉ những thuê bao được kết nối với nó mới được đóng trong vòng. Nhìn bên ngoài, cấu trúc liên kết này trông giống như một ngôi sao. Nếu bạn cần kết nối nhiều hơn tám thuê bao vào mạng thì một số hub sẽ được kết nối bằng cáp trung kế và tạo thành cấu trúc liên kết vòng hình sao.

Cấu trúc liên kết vòng rất nhạy cảm với sự đứt cáp vòng. Để tăng khả năng tồn tại của mạng, Token-Ring cung cấp chế độ được gọi là gấp vòng, cho phép bạn bỏ qua điểm dừng.

Ở chế độ bình thường, các hub được kết nối thành một vòng bằng hai dây cáp song song, nhưng thông tin chỉ được truyền qua một trong số chúng.

Trong trường hợp một cáp bị hỏng (đứt), mạng sẽ truyền qua cả hai cáp, do đó bỏ qua phần bị hỏng. Đồng thời, thứ tự bỏ qua các thuê bao kết nối với các trung tâm thậm chí còn được giữ nguyên. Đúng, tổng chiều dài của chiếc nhẫn tăng lên.

Trong trường hợp nhiều cáp bị hỏng, mạng sẽ chia thành nhiều phần (phân đoạn) không được kết nối với nhau nhưng vẫn hoạt động đầy đủ. Phần tối đa của mạng vẫn được kết nối như trước. Tất nhiên, điều này không còn cứu toàn bộ mạng nữa, nhưng nó cho phép, với sự phân bổ chính xác số thuê bao giữa các trung tâm, bảo toàn một phần đáng kể các chức năng của mạng bị hỏng.

Một số trung tâm có thể được kết hợp về mặt cấu trúc thành một nhóm, một cụm, trong đó các thuê bao cũng được kết nối thành một vòng. Việc sử dụng cụm cho phép bạn tăng số lượng người đăng ký được kết nối với một trung tâm, ví dụ: lên tới 16 (nếu cụm bao gồm hai trung tâm).

Phương tiện truyền dẫn trong mạng IBM Token-Ring ban đầu là cặp xoắn, cả không được che chắn (UTP) và được che chắn (STP), nhưng sau đó các tùy chọn thiết bị xuất hiện cho cáp đồng trục, cũng như cho cáp quang theo tiêu chuẩn FDDI.

Đặc điểm kỹ thuật chính của phiên bản cổ điển của mạng Token-Ring:

• số lượng trung tâm tối đa của loại IBM 8228 MAU là 12;
• số lượng thuê bao tối đa trong mạng – 96;
• chiều dài cáp tối đa giữa thuê bao và hub là 45 mét;
• chiều dài cáp tối đa giữa các hub là 45 mét;
• chiều dài tối đa của cáp kết nối tất cả các hub là 120 mét;
• tốc độ truyền dữ liệu – 4 Mbit/s và 16 Mbit/s.

Tất cả các đặc tính đưa ra đều liên quan đến trường hợp sử dụng cáp xoắn đôi không có vỏ bọc. Nếu sử dụng phương tiện truyền dẫn khác, hiệu suất mạng có thể thay đổi. Ví dụ: khi sử dụng cặp xoắn được bảo vệ (STP), số lượng thuê bao có thể tăng lên 260 (thay vì 96), chiều dài cáp có thể tăng lên 100 mét (thay vì 45), số lượng hub có thể tăng lên 33, và tổng chiều dài của vòng kết nối các trung tâm có thể lên tới 200 mét. Cáp quang cho phép bạn tăng chiều dài cáp lên tới hai km.

Mạng Token-Ring ở phiên bản cổ điển kém hơn mạng Ethernet cả về kích thước cho phép và số lượng thuê bao tối đa. Về tốc độ truyền, Token-Ring hiện có sẵn phiên bản 100 Mbps (High Speed ​​​​Token-Ring, HSTR) và 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring). Các công ty hỗ trợ Token-Ring (bao gồm IBM, Olicom, Madge) không có ý định từ bỏ mạng của mình, coi đây là đối thủ xứng tầm với Ethernet.

So với thiết bị Ethernet, thiết bị Token-Ring đắt hơn đáng kể vì nó sử dụng phương pháp quản lý trao đổi phức tạp hơn, do đó mạng Token-Ring chưa trở nên phổ biến.

Tuy nhiên, không giống như Ethernet, mạng Token-Ring có thể xử lý mức tải cao (hơn 30-40%) tốt hơn nhiều và cung cấp thời gian truy cập được đảm bảo. Điều này là cần thiết, ví dụ, trong các mạng công nghiệp, nơi mà sự chậm trễ trong việc phản ứng với các sự kiện bên ngoài có thể dẫn đến tai nạn nghiêm trọng.

Mạng Token-Ring sử dụng phương thức truy cập mã thông báo cổ điển, nghĩa là mã thông báo liên tục lưu hành xung quanh vòng mà người đăng ký có thể đính kèm gói dữ liệu của họ. Điều này ngụ ý một lợi thế quan trọng của mạng này là không có xung đột, nhưng cũng có những nhược điểm, đặc biệt là nhu cầu kiểm soát tính toàn vẹn của mã thông báo và sự phụ thuộc của chức năng của mạng vào mỗi người đăng ký (trong trường hợp có một trục trặc, thuê bao phải bị loại khỏi vòng).

Điều thú vị là phiên bản nhanh hơn của Token-Ring (16 Mbit/s trở lên) sử dụng phương pháp được gọi là phương pháp Phát hành mã thông báo sớm (ETR). Nó tránh việc sử dụng mạng lãng phí trong khi gói dữ liệu đang lặp lại cho người gửi.

3 MẠNG ARCNET

Mạng Arcnet (hoặc ARCnet từ Mạng máy tính tài nguyên đính kèm của Anh, mạng máy tính gồm các tài nguyên được kết nối) là một trong những mạng lâu đời nhất. Nó được phát triển bởi Datapoint Corporation vào năm 1977. Không có tiêu chuẩn quốc tế nào cho mạng này, mặc dù nó được coi là tổ tiên của phương thức truy cập mã thông báo. Mặc dù thiếu các tiêu chuẩn nhưng mạng Arcnet cho đến gần đây (1980 - 1990) vẫn phổ biến, thậm chí cạnh tranh gay gắt với Ethernet. Một số lượng lớn các công ty (ví dụ: Datapoint, Standard Microsystems, Xircom, v.v.) đã sản xuất thiết bị cho loại mạng này. Nhưng hiện nay việc sản xuất thiết bị Arcnet thực tế đã chấm dứt.

Một trong những ưu điểm chính của mạng Arcnet so với Ethernet là thời gian truy cập hạn chế, độ tin cậy liên lạc cao, dễ chẩn đoán và chi phí bộ điều hợp tương đối thấp. Những nhược điểm đáng kể nhất của mạng bao gồm tốc độ truyền thông tin thấp (2,5 Mbit/s), hệ thống địa chỉ và định dạng gói.

Để truyền thông tin trên mạng Arcnet, một mã khá hiếm được sử dụng, trong đó một mã logic tương ứng với hai xung trong một khoảng bit và số 0 logic tương ứng với một xung. Rõ ràng, đây là mã tự hẹn giờ yêu cầu băng thông cáp thậm chí còn lớn hơn cả Manchester.

Phương tiện truyền dẫn trong mạng là cáp đồng trục có trở kháng đặc tính là 93 Ohms, ví dụ: nhãn hiệu RG-62A/U. Các tùy chọn có cặp xoắn (được che chắn và không được che chắn) không được sử dụng rộng rãi. Các phương án cáp quang cũng được đề xuất nhưng cũng không cứu được Arcnet.

Là một cấu trúc liên kết, mạng Arcnet sử dụng bus cổ điển (Arcnet-BUS), cũng như một ngôi sao thụ động (Arcnet-STAR). Ngôi sao sử dụng bộ tập trung (hub). Có thể kết hợp các phân đoạn bus và sao thành cấu trúc liên kết cây bằng cách sử dụng các hub (như trong Ethernet). Hạn chế chính là không được có đường dẫn (vòng) khép kín trong cấu trúc liên kết. Một hạn chế khác: số lượng phân đoạn được kết nối trong chuỗi nối tiếp sử dụng hub không được vượt quá ba.

Có hai loại bộ tập trung:

• Bộ tập trung hoạt động (khôi phục hình dạng của tín hiệu đến và khuếch đại chúng). Số lượng cổng là từ 4 đến 64. Các trung tâm hoạt động có thể được kết nối với nhau (xếp tầng).
• Hub thụ động (chỉ cần trộn các tín hiệu đến mà không cần khuếch đại). Số lượng cổng – 4. Các hub thụ động không thể kết nối với nhau. Họ chỉ có thể liên kết các trung tâm hoạt động và/hoặc bộ điều hợp mạng.

Do đó, cấu trúc liên kết của mạng Arcnet như sau.

Cấu trúc liên kết mạng Arcnet là loại bus (B – bộ điều hợp để làm việc trên xe buýt, S – bộ điều hợp để làm việc trong hình sao)

Các đặc tính kỹ thuật chính của mạng Arcnet như sau.

• Phương tiện truyền dẫn - cáp đồng trục, đôi xoắn.
• Chiều dài mạng tối đa là 6 km.
• Chiều dài cáp tối đa từ thuê bao đến hub thụ động là 30 mét.
• Chiều dài cáp tối đa từ thuê bao đến hub hoạt động là 600m.
• Chiều dài cáp tối đa giữa các hub chủ động và thụ động là 30 mét.
• Chiều dài cáp tối đa giữa các hub hoạt động là 600 mét.
• Số lượng thuê bao tối đa trong mạng là 255.
• Số lượng thuê bao tối đa trên phân khúc xe buýt là 8.
• Khoảng cách tối thiểu giữa các thuê bao trên xe buýt là 1 mét.
• Chiều dài tối đa của một đoạn xe buýt là 300 mét.
• Tốc độ truyền dữ liệu – 2,5 Mbit/s.

Mạng Arcnet sử dụng phương thức truy cập mã thông báo (phương thức chuyển giao quyền), nhưng nó hơi khác so với phương thức của mạng Token-Ring. Phương pháp này gần nhất với phương pháp được cung cấp trong tiêu chuẩn IEEE 802.4. Chuỗi hành động của người đăng ký với phương pháp này:

1. Người đăng ký muốn truyền sẽ đợi mã thông báo đến.

2. Sau khi nhận được token, nó sẽ gửi yêu cầu chuyển thông tin đến thuê bao nhận (hỏi xem người nhận có sẵn sàng chấp nhận gói tin của mình hay không).

3. Người nhận sau khi nhận được yêu cầu sẽ gửi phản hồi (xác nhận sự sẵn sàng của nó).

4. Sau khi nhận được xác nhận sẵn sàng, thuê bao truyền sẽ gửi gói tin của mình.

5. Sau khi nhận được gói tin, người nhận sẽ gửi xác nhận gói tin.

6. Máy phát sau khi nhận được xác nhận đã nhận gói sẽ kết thúc phiên liên lạc của nó. Sau đó, mã thông báo sẽ được chuyển đến người đăng ký tiếp theo theo thứ tự địa chỉ mạng giảm dần.

Giống như Token-Ring, xung đột được loại bỏ hoàn toàn trong Arcnet. Giống như bất kỳ mạng token nào, Arcnet chịu tải tốt và đảm bảo thời gian truy cập mạng dài (không giống như Ethernet). Tổng thời gian để điểm đánh dấu bỏ qua tất cả người đăng ký là 840 ms. Theo đó, khoảng thời gian tương tự xác định giới hạn trên của thời gian truy cập mạng.

Kích thước gói mạng Arcnet là 0,5 KB. Ngoài trường dữ liệu, nó còn bao gồm các địa chỉ máy phát và máy thu 8 bit và tổng kiểm tra tuần hoàn 16 bit (CRC). Kích thước gói nhỏ như vậy hóa ra không thuận tiện lắm khi cường độ trao đổi mạng cao.

Bộ điều hợp mạng Arcnet khác với bộ điều hợp của các mạng khác ở chỗ chúng yêu cầu bạn đặt địa chỉ mạng của riêng mình bằng cách sử dụng bộ chuyển mạch hoặc bộ nhảy (tổng cộng có thể có 255 bộ điều hợp, vì địa chỉ cuối cùng, thứ 256 được sử dụng trong mạng cho chế độ phát sóng). Việc kiểm soát tính duy nhất của mỗi địa chỉ mạng hoàn toàn thuộc về người dùng mạng. Việc kết nối thuê bao mới trở nên khá phức tạp vì phải đặt địa chỉ chưa được sử dụng. Việc chọn định dạng địa chỉ 8 bit sẽ giới hạn số lượng thuê bao được phép trên mạng ở mức 255, con số này có thể không đủ đối với các công ty lớn.

Kết quả là tất cả những điều này đã dẫn đến việc mạng Arcnet gần như bị loại bỏ hoàn toàn. Có nhiều biến thể của mạng Arcnet được thiết kế cho tốc độ truyền 20 Mbit/s, nhưng chúng không được sử dụng rộng rãi.

4 MẠNG FDDI

Mạng FDDI (từ Giao diện dữ liệu phân tán cáp quang của Anh, giao diện dữ liệu phân tán cáp quang) là một trong những phát triển mới nhất trong các tiêu chuẩn mạng cục bộ. Tiêu chuẩn FDDI được đề xuất bởi Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ ANSI (thông số kỹ thuật ANSI X3T9.5). Tiêu chuẩn ISO 9314 sau đó đã được thông qua, phù hợp với các thông số kỹ thuật của ANSI. Mức độ chuẩn hóa mạng khá cao.

Không giống như các mạng cục bộ tiêu chuẩn khác, tiêu chuẩn FDDI ban đầu tập trung vào tốc độ truyền cao (100 Mbit/s) và sử dụng cáp quang hứa hẹn nhất. Do đó, trong trường hợp này, các nhà phát triển không bị hạn chế bởi các tiêu chuẩn cũ, vốn tập trung vào tốc độ thấp và cáp điện.

Việc lựa chọn cáp quang làm phương tiện truyền dẫn đã xác định những ưu điểm của mạng mới như khả năng chống ồn cao, bảo mật tối đa khi truyền thông tin và khả năng cách ly điện tuyệt vời của các thuê bao. Tốc độ truyền cao, dễ dàng đạt được hơn nhiều trong trường hợp cáp quang, giúp giải quyết nhiều nhiệm vụ không thể thực hiện được với các mạng tốc độ thấp hơn, chẳng hạn như truyền hình ảnh trong thời gian thực. Ngoài ra, cáp quang dễ dàng giải quyết vấn đề truyền dữ liệu qua khoảng cách vài km mà không cần chuyển tiếp, điều này giúp có thể xây dựng các mạng lớn thậm chí bao phủ toàn bộ thành phố và có tất cả các ưu điểm của mạng cục bộ (đặc biệt là sai số thấp). tỷ lệ). Tất cả điều này đã quyết định mức độ phổ biến của mạng FDDI, mặc dù nó chưa phổ biến như Ethernet và Token-Ring.

Tiêu chuẩn FDDI dựa trên phương thức truy cập mã thông báo được cung cấp bởi tiêu chuẩn quốc tế IEEE 802.5 (Token-Ring). Sự khác biệt nhỏ so với tiêu chuẩn này được xác định bởi nhu cầu đảm bảo truyền thông tin tốc độ cao trên khoảng cách xa. Cấu trúc liên kết mạng FDDI là cấu trúc vòng, cấu trúc liên kết phù hợp nhất cho cáp quang. Mạng sử dụng hai cáp quang đa hướng, một trong số đó thường được dự trữ, nhưng giải pháp này cho phép sử dụng truyền thông tin song công (đồng thời theo hai hướng) với tốc độ hiệu dụng gấp đôi 200 Mbit/s (với mỗi cáp của hai kênh hoạt động ở tốc độ 100 Mbit/s). Cấu trúc liên kết vòng sao với các hub được bao gồm trong vòng (như trong Token-Ring) cũng được sử dụng.

Đặc tính kỹ thuật chính của mạng FDDI.

• Số lượng thuê bao mạng tối đa là 1000.
• Chiều dài tối đa của vòng mạng là 20 km.
• Khoảng cách tối đa giữa các thuê bao mạng là 2 km.
• Phương tiện truyền dẫn – cáp quang đa mode (có thể sử dụng cáp xoắn đôi điện).
• Phương thức truy cập là mã thông báo.
• Tốc độ truyền thông tin – 100 Mbit/s (200 Mbit/s đối với chế độ truyền song công).

Tiêu chuẩn FDDI có những lợi thế đáng kể so với tất cả các mạng đã thảo luận trước đó. Ví dụ: mạng Fast Ethernet có cùng băng thông 100 Mbps không thể sánh được với FDDI về mặt kích thước mạng cho phép. Ngoài ra, phương thức truy cập mã thông báo FDDI, không giống như CSMA/CD, cung cấp thời gian truy cập được đảm bảo và không có xung đột ở bất kỳ mức tải nào.

Giới hạn về tổng chiều dài mạng là 20 km không phải do sự suy giảm tín hiệu trong cáp mà do nhu cầu giới hạn thời gian để tín hiệu truyền hoàn toàn dọc theo vòng để đảm bảo thời gian truy cập tối đa cho phép. Nhưng khoảng cách tối đa giữa các thuê bao (2 km với cáp đa mode) được xác định chính xác bởi độ suy giảm tín hiệu trong cáp (không được vượt quá 11 dB). Cũng có thể sử dụng cáp chế độ đơn, trong trường hợp đó khoảng cách giữa các thuê bao có thể đạt tới 45 km và tổng chiều dài vòng có thể là 200 km.

Để đạt được tính linh hoạt cao của mạng, tiêu chuẩn FDDI cung cấp hai loại thuê bao trong vòng:

• Các thuê bao (trạm) loại A (thuê bao đính kèm kép, DAS - Trạm đính kèm kép) được kết nối với cả hai vòng mạng (nội bộ và bên ngoài). Đồng thời, khả năng trao đổi ở tốc độ lên tới 200 Mbit/s hoặc dự phòng cáp mạng được thực hiện (nếu cáp chính bị hỏng thì sử dụng cáp dự phòng). Thiết bị thuộc loại này được sử dụng ở những phần quan trọng nhất của mạng xét về mặt hiệu suất.
• Các thuê bao (trạm) loại B (thuê bao kết nối đơn, SAS - Trạm đính kèm đơn) chỉ được kết nối với một vòng mạng (bên ngoài). Chúng đơn giản hơn và rẻ hơn so với bộ điều hợp Loại A, nhưng không có khả năng như vậy. Chúng chỉ có thể được kết nối với mạng thông qua một hub hoặc switch bypass, công tắc này sẽ tắt chúng trong trường hợp khẩn cấp.

Ngoài bản thân các thuê bao (máy tính, thiết bị đầu cuối, v.v.), mạng còn sử dụng Bộ tập trung dây, việc bao gồm nó cho phép thu thập tất cả các điểm kết nối ở một nơi nhằm mục đích giám sát hoạt động của mạng, chẩn đoán lỗi và đơn giản hóa việc cấu hình lại. Khi sử dụng các loại cáp khác nhau (ví dụ cáp quang và cáp xoắn đôi), hub còn thực hiện chức năng chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang và ngược lại. Bộ tập trung cũng có kết nối kép (DAC - Bộ tập trung đính kèm kép) và kết nối đơn (SAC - Bộ tập trung đính kèm đơn).

Ví dụ về cấu hình mạng FDDI

Tiêu chuẩn FDDI cũng cung cấp khả năng cấu hình lại mạng để duy trì chức năng của mạng trong trường hợp cáp bị lỗi.

Không giống như phương pháp truy cập được đề xuất bởi tiêu chuẩn IEEE 802.5, FDDI sử dụng cái gọi là truyền nhiều mã thông báo. Nếu trong trường hợp mạng Token-Ring, mã thông báo mới (miễn phí) chỉ được người đăng ký truyền sau khi gói của anh ta được trả lại cho anh ta, thì trong FDDI, mã thông báo mới được người đăng ký truyền ngay sau khi kết thúc quá trình truyền gói của anh ta ( tương tự như cách thực hiện với phương pháp ETR trong mạng Ring-Ring). Trình tự các hành động ở đây như sau:

1. Thuê bao muốn truyền sẽ đợi mã thông báo theo sau mỗi gói.

2. Khi mã thông báo đến, người đăng ký sẽ xóa nó khỏi mạng và truyền gói của nó. Do đó, có thể có nhiều gói trên mạng cùng lúc nhưng chỉ có một mã thông báo.

3. Ngay sau khi truyền gói tin của mình, người đăng ký sẽ gửi mã thông báo mới.

4. Người đăng ký nhận có địa chỉ của gói sẽ sao chép gói đó từ mạng và ghi chú vào trường trạng thái gói, gửi nó đi xa hơn dọc theo vòng.

5. Sau khi nhận lại gói tin của mình qua vòng, thuê bao sẽ hủy gói tin đó. Trong trường trạng thái gói, nó có thông tin về việc có lỗi hay không và liệu người nhận có nhận được gói hay không.

Mạng FDDI không sử dụng hệ thống ưu tiên và đặt trước như Token-Ring. Nhưng có một cơ chế lập kế hoạch tải thích ứng.

Tóm lại, cần lưu ý rằng mặc dù có những ưu điểm rõ ràng của FDDI, mạng này vẫn chưa trở nên phổ biến, điều này chủ yếu là do chi phí thiết bị cao (khoảng vài trăm, thậm chí hàng nghìn đô la). Lĩnh vực ứng dụng chính của FDDI hiện nay là các mạng cơ bản, lõi (Backbone) kết hợp nhiều mạng. FDDI cũng được sử dụng để kết nối các máy trạm hoặc máy chủ mạnh mẽ yêu cầu liên lạc tốc độ cao. Người ta kỳ vọng rằng Fast Ethernet có thể thay thế FDDI, nhưng những lợi thế của cáp quang, quản lý mã thông báo và kích thước mạng cho phép phá kỷ lục hiện đã đưa FDDI vượt lên trên đối thủ. Và trong trường hợp chi phí của thiết bị là quan trọng, phiên bản FDDI cặp xoắn (TPDDI) có thể được sử dụng ở những khu vực không quan trọng. Ngoài ra, chi phí của thiết bị FDDI có thể giảm đáng kể khi khối lượng sản xuất tăng lên.

5 MẠNG 100VG-AnyLAN

Mạng 100VG-AnyLAN là một trong những phát triển mới nhất của mạng cục bộ tốc độ cao mới xuất hiện trên thị trường. Nó được phát triển bởi Hewlett-Packard và IBM và tuân thủ tiêu chuẩn quốc tế IEEE 802.12 nên mức độ tiêu chuẩn hóa của nó khá cao.

Ưu điểm chính của nó là tốc độ trao đổi cao, chi phí thiết bị tương đối thấp (đắt khoảng gấp đôi so với thiết bị của mạng Ethernet 10BASE-T phổ biến nhất), phương pháp quản lý trao đổi tập trung mà không có xung đột, cũng như khả năng tương thích ở cấp độ gói. định dạng với mạng Ethernet và Token-Ring.

Trong tên mạng 100VG-AnyLAN, số 100 tương ứng với tốc độ 100 Mbps, chữ VG biểu thị cáp xoắn đôi không được che chắn giá rẻ thuộc loại 3 (Voice Grade) và AnyLAN (bất kỳ mạng nào) biểu thị rằng mạng tương thích với hai mạng phổ biến nhất.

Đặc tính kỹ thuật chính của mạng 100VG-AnyLAN:

• Tốc độ truyền tải – 100 Mbit/s.
• Cấu trúc liên kết – ngôi sao có khả năng mở rộng (cây). Số mức xếp tầng của bộ tập trung (hub) lên tới 5.
• Phương thức truy cập - tập trung, không xung đột (Ưu tiên nhu cầu - với yêu cầu ưu tiên).
• Phương tiện truyền dẫn là bốn cặp xoắn không được che chắn (cáp UTP loại 3, 4 hoặc 5), cặp xoắn kép (cáp UTP loại 5), cặp xoắn kép được bảo vệ (STP) và cáp quang. Ngày nay, cáp xoắn đôi là phổ biến nhất.
• Chiều dài cáp tối đa giữa hub và thuê bao và giữa các hub là 100 mét (đối với cáp UTP loại 3), 200 mét (đối với cáp UTP loại 5 và cáp có vỏ bọc), 2 km (đối với cáp quang). Kích thước mạng tối đa có thể là 2 km (được xác định bằng độ trễ có thể chấp nhận được).
• Số lượng người đăng ký tối đa là 1024, số lượng khuyến nghị lên tới 250.

Như vậy, các thông số của mạng 100VG-AnyLAN khá gần với các thông số của mạng Fast Ethernet. Tuy nhiên, ưu điểm chính của Fast Ethernet là khả năng tương thích hoàn toàn với mạng Ethernet phổ biến nhất (trong trường hợp 100VG-AnyLAN, điều này cần có cầu nối). Đồng thời, khả năng điều khiển tập trung của 100VG-AnyLAN, giúp loại bỏ xung đột và đảm bảo thời gian truy cập tối đa (không được cung cấp trong mạng Ethernet), cũng không thể giảm bớt.

Cấu trúc mạng 100VG-AnyLAN

Mạng 100VG-AnyLAN bao gồm một trung tâm Cấp 1 trung tâm (chính, gốc), trong đó cả các thuê bao riêng lẻ và các trung tâm Cấp 2 có thể được kết nối, đến lượt các thuê bao và các trung tâm Cấp 3 có thể được kết nối, v.v. Trong trường hợp này, mạng có thể có không quá năm cấp độ như vậy (trong phiên bản gốc không có quá ba cấp độ). Kích thước mạng tối đa có thể là 1000 mét đối với cáp xoắn đôi không được che chắn.

Do đó, mạng 100VG-AnyLAN cung cấp giải pháp hợp lý để tăng tốc độ truyền lên tới 100 Mbps. Tuy nhiên, nó không hoàn toàn tương thích với bất kỳ mạng tiêu chuẩn nào, vì vậy số phận tương lai của nó có vấn đề. Ngoài ra, không giống như mạng FDDI, nó không có bất kỳ tham số bản ghi nào. Rất có thể, 100VG-AnyLAN, mặc dù có sự hỗ trợ của các công ty uy tín và mức độ tiêu chuẩn hóa cao, vẫn sẽ chỉ là một ví dụ về các giải pháp kỹ thuật thú vị.

Khi nói đến mạng Fast Ethernet 100Mbps phổ biến nhất, 100VG-AnyLAN cung cấp gấp đôi chiều dài cáp UTP Loại 5 (lên đến 200 mét), cũng như phương pháp quản lý lưu lượng không tranh chấp.

6 MẠNG SIÊU TỐC ĐỘ

Tốc độ của Fast Ethernet và các mạng khác hoạt động ở tốc độ 100 Mbps hiện đáp ứng yêu cầu của hầu hết các tác vụ, nhưng trong một số trường hợp, điều này vẫn chưa đủ. Đặc biệt trong những tình huống cần kết nối các máy chủ hiện đại hiệu suất cao vào mạng hoặc xây dựng mạng có số lượng lớn thuê bao yêu cầu cường độ lưu lượng truy cập cao. Ví dụ, việc xử lý mạng các hình ảnh động 3D đang ngày càng được sử dụng nhiều hơn. Tốc độ của máy tính không ngừng tăng lên, chúng cung cấp tỷ giá trao đổi ngày càng cao với các thiết bị bên ngoài. Kết quả là mạng có thể là điểm yếu nhất của hệ thống và thông lượng của nó sẽ là yếu tố hạn chế chính trong việc tăng hiệu suất.

Công việc nhằm đạt được tốc độ truyền 1 Gbit/s (1000 Mbit/s) đã được một số công ty thực hiện khá tích cực trong những năm gần đây. Tuy nhiên, Gigabit Ethernet có thể là mạng hứa hẹn nhất. Điều này trước hết là do việc chuyển đổi sang nó sẽ không gây đau đớn nhất, rẻ nhất và có thể chấp nhận được về mặt tâm lý. Xét cho cùng, mạng Ethernet và phiên bản Fast Ethernet của nó ngày nay đã vượt xa tất cả các đối thủ cạnh tranh về doanh số và mức độ phổ biến trên thế giới.

Mạng Gigabit Ethernet là sự phát triển tiến hóa tự nhiên của khái niệm vốn có trong mạng Ethernet tiêu chuẩn. Tất nhiên, nó thừa hưởng tất cả những khuyết điểm của những người tiền nhiệm trực tiếp, chẳng hạn như thời gian truy cập mạng không được đảm bảo. Tuy nhiên, băng thông khổng lồ khiến việc tải mạng đến các mức mà yếu tố này trở nên quyết định trở nên khá khó khăn. Nhưng việc duy trì tính liên tục cho phép bạn kết nối khá đơn giản các phân đoạn Ethernet, Fast Ethernet và Gigabit Ethernet vào mạng và quan trọng nhất là chuyển dần sang tốc độ mới, chỉ giới thiệu các phân đoạn gigabit trong các phần bận rộn nhất của mạng. (Hơn nữa, băng thông cao như vậy không thực sự cần thiết ở mọi nơi.) Nếu nói về các mạng gigabit cạnh tranh, việc sử dụng chúng có thể yêu cầu thay thế hoàn toàn thiết bị mạng, điều này sẽ ngay lập tức dẫn đến chi phí lớn.

Mạng Gigabit Ethernet vẫn giữ nguyên phương thức truy cập CSMA/CD đã được chứng minh trong các phiên bản trước và sử dụng cùng định dạng gói (khung) và cùng kích thước. Không cần chuyển đổi giao thức tại các điểm nối với phân đoạn Ethernet và Fast Ethernet. Điều duy nhất cần thiết là sự phối hợp của tỷ giá hối đoái, vì vậy lĩnh vực ứng dụng chính của Gigabit Ethernet sẽ chủ yếu là kết nối các trung tâm Ethernet và Fast Ethernet với nhau.

Với sự ra đời của các máy chủ cực nhanh và sự phổ biến của các máy tính cá nhân cao cấp tiên tiến nhất, lợi ích của Gigabit Ethernet ngày càng trở nên rõ ràng. Do đó, bus hệ thống PCI 64-bit, vốn đã là một tiêu chuẩn thực tế, hoàn toàn đạt được tốc độ truyền dữ liệu cần thiết cho một mạng như vậy.

Công việc tạo ra mạng Gigabit Ethernet đã được tiến hành từ năm 1995. Năm 1998, một tiêu chuẩn có tên IEEE 802.3z (1000BASE-SX, 1000BASE-LX và 1000BASE-CX) đã được thông qua. Quá trình phát triển được thực hiện bởi một liên minh được thành lập đặc biệt (Gigabit Ethernet Alliance), đặc biệt, bao gồm một công ty thiết bị mạng nổi tiếng như 3Com. Năm 1999, tiêu chuẩn IEEE 802.3ab (1000BASE-T) được thông qua.

Danh pháp của các phân đoạn mạng Gigabit Ethernet hiện bao gồm các loại sau:

• 1000BASE-SX là một đoạn trên cáp quang đa mode có bước sóng tín hiệu ánh sáng 850 nm (dài tới 500 mét). Máy phát laser được sử dụng.
• 1000BASE-LX là phân khúc trên cáp quang đa mode (dài tới 500 mét) và cáp quang đơn mode (dài tới 2000 mét) với bước sóng tín hiệu ánh sáng 1300 nm. Máy phát laser được sử dụng.
• 1000BASE-CX – đoạn trên cặp xoắn được che chắn (dài tới 25 mét).
• 1000BASE-T (tiêu chuẩn IEEE 802.3ab) – một đoạn trên cặp xoắn đôi không được che chắn loại 5 (dài tới 100 mét). Mã hóa 5 cấp (PAM-5) được sử dụng và việc truyền ở chế độ song công hoàn toàn được thực hiện trên mỗi cặp theo hai hướng.

Đặc biệt đối với mạng Gigabit Ethernet, phương pháp mã hóa thông tin truyền 8V/10V đã được đề xuất, dựa trên nguyên tắc tương tự như mã 4V/5V của mạng FDDI (ngoại trừ 1000BASE-T). Do đó, 8 bit thông tin cần truyền được liên kết với 10 bit được truyền qua mạng. Mã này cho phép bạn duy trì khả năng tự đồng bộ hóa, dễ dàng phát hiện sóng mang (thực tế truyền tải), nhưng không yêu cầu tăng gấp đôi băng thông, như trường hợp của mã Manchester.

Để tăng khoảng thời gian mạng Ethernet 512 bit tương ứng với độ dài gói tối thiểu (51,2 μs trong mạng Ethernet và 5,12 μs trong mạng Fast Ethernet), các phương pháp đặc biệt đã được phát triển. Đặc biệt, độ dài gói tối thiểu đã được tăng lên 512 byte (4096 bit). Nếu không, khoảng thời gian 0,512 µs sẽ giới hạn quá mức giới hạn độ dài của mạng Gigabit Ethernet. Tất cả các gói có độ dài nhỏ hơn 512 byte được mở rộng lên 512 byte. Trường mở rộng được chèn vào gói sau trường tổng kiểm tra. Điều này yêu cầu xử lý gói bổ sung, nhưng kích thước mạng tối đa cho phép sẽ lớn hơn 8 lần so với khi không có các biện pháp đó.

Ngoài ra, Gigabit Ethernet còn cung cấp khả năng truyền gói tin theo khối (nổ khung). Trong trường hợp này, một thuê bao đã nhận được quyền truyền và có một số gói để truyền có thể truyền không phải một mà nhiều gói, tuần tự và được gửi đến các thuê bao người nhận khác nhau. Các gói được truyền bổ sung chỉ có thể ngắn và tổng chiều dài của tất cả các gói trong một khối không được vượt quá 8192 byte. Giải pháp này cho phép bạn giảm số lần tiếp quản mạng và giảm số lần va chạm. Khi sử dụng chế độ khối, chỉ gói đầu tiên của khối được mở rộng lên 512 byte để kiểm tra xem có bất kỳ xung đột nào trong mạng hay không. Các gói khác lên tới 512 byte có thể không được mở rộng.

Sử dụng mạng Gigabit Ethernet để kết nối các nhóm máy tính

Sử dụng Gigabit Ethernet để kết nối máy chủ tốc độ cao

Mạng Gigabit Ethernet chủ yếu được sử dụng trong các mạng kết nối máy tính của các doanh nghiệp lớn nằm trong một số tòa nhà. Nó cho phép, với sự trợ giúp của các bộ chuyển mạch thích hợp để chuyển đổi tốc độ truyền, cung cấp các kênh liên lạc băng thông cao giữa các bộ phận riêng lẻ của mạng phức tạp hoặc các đường liên lạc giữa các bộ chuyển mạch và máy chủ tốc độ cực cao.

Có khả năng trong một số trường hợp, Gigabit Ethernet sẽ thay thế mạng cáp quang FDDI, mạng này hiện được sử dụng ngày càng nhiều để kết nối một số mạng cục bộ, bao gồm cả Ethernet. Đúng, FDDI có thể kết nối các thuê bao ở xa nhau hơn nhiều, nhưng xét về tốc độ truyền thông tin, Gigabit Ethernet vượt trội hơn đáng kể so với FDDI.

Nhưng ngay cả mạng Gigabit Ethernet cũng không thể giải quyết được một số vấn đề. Phiên bản Ethernet 10 Gigabit đã được cung cấp, được gọi là Ethernet 10Gigabit (tiêu chuẩn IEEE 802.3ae, được thông qua năm 2002). Về cơ bản nó khác với các phiên bản trước. Phương tiện truyền dẫn độc quyền là cáp quang. Cáp điện đôi khi chỉ có thể được sử dụng để liên lạc ở khoảng cách ngắn (khoảng 10 mét). Chế độ trao đổi là song công hoàn toàn. Định dạng gói Ethernet giống nhau. Đây có lẽ là thứ duy nhất còn sót lại từ tiêu chuẩn Ethernet ban đầu (IEEE 802.3).

Tóm lại, đôi lời về một giải pháp thay thế cho mạng tốc độ cực cao. Chúng ta đang nói về một mạng có công nghệ ATM (Chế độ truyền không đồng bộ). Công nghệ này được sử dụng trong cả mạng cục bộ và toàn cầu. Ý tưởng chính là truyền dữ liệu số, thoại và đa phương tiện trên cùng một kênh. Nói đúng ra thì không có tiêu chuẩn nghiêm ngặt nào cho thiết bị ATM.

Ban đầu, tốc độ truyền 155 Mbit/s được chọn (đối với hệ thống máy tính để bàn - 25 Mbit/s), sau đó là 662 Mbit/s và hiện công việc đang được tiến hành để tăng tốc độ lên 2488 Mbit/s. Về tốc độ, ATM cạnh tranh thành công với Gigabit Ethernet. Nhân tiện, ATM xuất hiện sớm hơn Gigabit Ethernet.Là phương tiện truyền thông tin trên mạng cục bộ, công nghệ ATM liên quan đến việc sử dụng cáp quang và cặp xoắn không được che chắn. Các mã được sử dụng là 4B/5B và 8B/10B.

Sự khác biệt cơ bản giữa ATM và các mạng khác là việc loại bỏ các gói thông thường với các trường địa chỉ, điều khiển và dữ liệu. Tất cả thông tin được truyền đi được đóng gói trong các gói vi mô (ô) dài 53 byte. Mỗi ô có một tiêu đề 5 byte cho phép các thiết bị phân phối thông minh sắp xếp các ô và đảm bảo chúng được truyền theo đúng trình tự. Mỗi ô có 48 byte thông tin. Kích thước tối thiểu của chúng cho phép sửa lỗi và định tuyến ở cấp độ phần cứng. Nó cũng đảm bảo tính đồng nhất của tất cả các luồng thông tin trên mạng và thời gian chờ truy cập vào mạng là tối thiểu.

Tiêu đề bao gồm các mã định danh cho đường dẫn, kênh phân phối, loại thông tin, chỉ báo mức độ ưu tiên phân phối và tổng kiểm tra tiêu đề để xác định sự hiện diện của lỗi truyền.

Nhược điểm chính của các mạng sử dụng công nghệ ATM là chúng hoàn toàn không tương thích với bất kỳ mạng hiện có nào. Về nguyên tắc, việc chuyển đổi suôn sẻ sang ATM là không thể, tất cả các thiết bị cần phải được thay đổi cùng một lúc và chi phí của nó vẫn rất cao. Đúng vậy, công việc đang được tiến hành để đảm bảo khả năng tương thích và giá thành thiết bị cũng đang giảm. Hơn nữa, nhiệm vụ truyền hình ảnh qua mạng máy tính ngày càng nhiều.

Ngay cả trong thời gian gần đây, công nghệ ATM được coi là đầy hứa hẹn và phổ biến, có khả năng thay thế các mạng cục bộ truyền thống. Tuy nhiên, hiện tại, do sự phát triển thành công của các mạng cục bộ truyền thống nên việc sử dụng ATM chỉ giới hạn ở các mạng toàn cầu và mạng đường trục.

7 MẠNG KHÔNG DÂY

Cho đến gần đây, thông tin liên lạc không dây trong mạng cục bộ thực tế không được sử dụng. Tuy nhiên, từ cuối những năm 90 của thế kỷ 20, mạng cục bộ không dây (WLAN - Wireless LAN) đã thực sự bùng nổ. Điều này chủ yếu là do những tiến bộ trong công nghệ và sự tiện lợi mà mạng không dây có thể mang lại. Theo những dự báo hiện tại, số lượng người sử dụng mạng không dây sẽ đạt 44 triệu vào năm 2005, và 80% tổng số máy tính di động sẽ được trang bị khả năng truy cập tích hợp vào các mạng như vậy.

Năm 1997, tiêu chuẩn IEEE 802.11 cho mạng không dây được thông qua. Hiện tiêu chuẩn này đang tích cực phát triển và đã bao gồm một số phần, bao gồm ba mạng cục bộ (802.11a, 802.11b và 802.11g). Tiêu chuẩn bao gồm các thông số kỹ thuật sau:

• 802.11 là chuẩn WLAN gốc. Hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu từ 1 đến 2 Mbit/s.
• 802.11a là chuẩn WLAN tốc độ cao cho tần số 5 GHz. Hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu 54 Mbps.
• 802.11b là chuẩn WLAN cho tần số 2,4 GHz. Hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu 11 Mbps.
• 802.11e—Chỉ định các yêu cầu về chất lượng yêu cầu cần thiết cho tất cả các giao diện vô tuyến IEEE WLAN.
• 802.11f – mô tả thứ tự liên lạc giữa các điểm truy cập ngang hàng.
• 802.11g – thiết lập kỹ thuật điều chế bổ sung cho tần số 2,4 GHz. Được thiết kế để cung cấp tốc độ truyền dữ liệu lên tới 54 Mbit/s.
• v802.11h – mô tả việc quản lý phổ tần 5 GHz để sử dụng ở Châu Âu và Châu Á.
• 802.11i – Khắc phục các sự cố bảo mật hiện có trong lĩnh vực giao thức xác thực và mã hóa.

Tiêu chuẩn IEEE 802.11 được phát triển và hỗ trợ bởi ủy ban Liên minh Wi-Fi. Thuật ngữ Wi-Fi (độ trung thực của mạng không dây) được sử dụng làm tên chung cho các tiêu chuẩn 802.11a và 802.11b, cũng như tất cả các tiêu chuẩn mạng cục bộ không dây (WLAN) tiếp theo.

Thiết bị mạng không dây bao gồm các điểm truy cập không dây và bộ điều hợp không dây cho mỗi thuê bao.

Các điểm truy cập hoạt động như các bộ tập trung cung cấp thông tin liên lạc giữa các thuê bao với nhau, cũng như chức năng của cầu nối giao tiếp với mạng cáp cục bộ và Internet. Một số điểm truy cập gần đó tạo thành vùng truy cập Wi-Fi, trong đó tất cả các thuê bao được trang bị bộ điều hợp không dây đều có quyền truy cập vào mạng. Các vùng truy cập (Hotspot) như vậy được tạo ra ở những nơi đông người: sân bay, khuôn viên trường đại học, thư viện, cửa hàng, trung tâm thương mại, v.v.

Mỗi điểm truy cập có thể phục vụ nhiều thuê bao, nhưng càng nhiều thuê bao thì tốc độ truyền hiệu quả cho mỗi thuê bao càng thấp. Phương thức truy cập mạng – CSMA/CD. Mạng được xây dựng trên nguyên tắc di động. Mạng cung cấp cơ chế chuyển vùng, nghĩa là nó hỗ trợ kết nối tự động đến một điểm truy cập và chuyển đổi giữa các điểm truy cập khi thuê bao di chuyển, mặc dù tiêu chuẩn không thiết lập các quy tắc chuyển vùng nghiêm ngặt.

Do kênh vô tuyến không cung cấp mức độ bảo vệ cao chống lại việc nghe lén nên mạng Wi-Fi sử dụng cơ chế bảo vệ thông tin tích hợp đặc biệt. Nó bao gồm các công cụ và quy trình xác thực để ngăn chặn truy cập trái phép vào mạng và mã hóa để ngăn chặn việc chặn thông tin.

Tiêu chuẩn IEEE 802.11b được áp dụng vào năm 1999 và do tập trung vào dải tần 2,4 GHz đã phát triển nên đã trở nên phổ biến nhất trong các nhà sản xuất thiết bị. Nó sử dụng phương pháp DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) làm công nghệ vô tuyến cơ bản, có khả năng chống hỏng, can thiệp dữ liệu cao, bao gồm cả can thiệp có chủ ý và phát hiện. Vì thiết bị 802.11b hoạt động ở tốc độ tối đa 11 Mbps có phạm vi ngắn hơn so với ở tốc độ thấp hơn nên chuẩn 802.11b cung cấp khả năng giảm tốc độ tự động khi chất lượng tín hiệu suy giảm. Thông lượng (lý thuyết là 11 Mbit/s, thực tế - từ 1 đến 6 Mbit/s) đáp ứng yêu cầu của hầu hết các ứng dụng. Khoảng cách lên tới 300 mét, nhưng thường lên tới 160 mét.

Chuẩn IEEE 802.11a được thiết kế để hoạt động ở dải tần 5 GHz. Tốc độ truyền dữ liệu lên tới 54 Mbps, tức là nhanh hơn khoảng năm lần so với mạng 802.11b. Đây là băng thông rộng nhất trong họ tiêu chuẩn 802.11. Ba tốc độ bắt buộc được xác định - 6, 12 và 24 Mbit/s và năm tốc độ tùy chọn - 9, 18, 36, 48 và 54 Mbit/s. Ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) được sử dụng làm phương pháp điều chế tín hiệu. Sự khác biệt đáng kể nhất của nó so với các phương pháp DSSS là OFDM liên quan đến việc truyền song song tín hiệu mong muốn trên một số tần số trong phạm vi, trong khi công nghệ trải phổ truyền tín hiệu một cách tuần tự. Kết quả là dung lượng kênh và chất lượng tín hiệu tăng lên. Nhược điểm của 802.11a bao gồm mức tiêu thụ điện năng cao của các máy phát vô tuyến ở tần số 5 GHz, cũng như phạm vi ngắn hơn (khoảng 100 m). Ngoài ra, các thiết bị 802.11a đắt hơn nhưng theo thời gian, khoảng cách về giá giữa các sản phẩm 802.11b và 802.11a sẽ thu hẹp lại.

Tiêu chuẩn IEEE 802.11g là tiêu chuẩn mới chi phối việc xây dựng mạng WLAN hoạt động ở dải tần 2,4 GHz không được cấp phép. Sử dụng công nghệ Ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM), tốc độ truyền dữ liệu tối đa trong mạng không dây IEEE 802.11g là 54 Mbps. Thiết bị tương thích với IEEE 802.11g, chẳng hạn như các điểm truy cập không dây, cho phép các thiết bị không dây IEEE 802.11g và IEEE 802.11b kết nối đồng thời với mạng. Chuẩn 802.11g là sự phát triển của 802.11b và tương thích ngược với 802.11b. Về lý thuyết, 802.11g có những ưu điểm của hai phiên bản tiền nhiệm. Ưu điểm của 802.11g bao gồm tiêu thụ điện năng thấp, khoảng cách xa (lên tới 300 m) và khả năng truyền tín hiệu cao.

Đặc điểm kỹ thuật IEEE 802.11d. thiết lập các yêu cầu chung cho lớp vật lý (quy trình hình thành kênh, chuỗi tần số giả ngẫu nhiên, v.v.). Chuẩn 802.11d vẫn đang được phát triển.

Đặc tả IEEE 802.11e sẽ cho phép tạo ra các mạng không dây đa dịch vụ cho các tập đoàn và người tiêu dùng cá nhân. Trong khi vẫn duy trì khả năng tương thích hoàn toàn với các tiêu chuẩn 802.11a và b hiện tại, nó sẽ mở rộng chức năng của chúng bằng cách cung cấp dữ liệu đa phương tiện trực tuyến và chất lượng dịch vụ được đảm bảo. Cho đến nay, phiên bản sơ bộ của thông số kỹ thuật 802.11e đã được phê duyệt.

Thông số kỹ thuật IEEE 802.11f mô tả giao thức trao đổi thông tin dịch vụ giữa các điểm truy cập (Giao thức điểm truy cập liên kết, IAPP), cần thiết để xây dựng mạng dữ liệu không dây phân tán. Hiện tại đang trong quá trình phát triển.

Thông số kỹ thuật IEEE 802.11h cung cấp khả năng bổ sung các thuật toán hiện có để lựa chọn tần số hiệu quả cho mạng không dây văn phòng và đường phố, cũng như các công cụ để quản lý việc sử dụng phổ tần, giám sát công suất bức xạ và tạo các báo cáo thích hợp. Hiện tại đang trong quá trình phát triển.

Các nhà sản xuất thiết bị Wi-Fi bao gồm các công ty nổi tiếng như Cisco Systems, Intel, Texas Instruments và Proxim.

Vì vậy, mạng không dây rất hứa hẹn. Bất chấp những thiếu sót, nhược điểm chính là phương tiện truyền dẫn không được bảo vệ, chúng cung cấp kết nối đơn giản cho các thuê bao không cần cáp, tính di động, tính linh hoạt và khả năng mở rộng mạng. Ngoài ra, và quan trọng là người dùng không bắt buộc phải có kiến ​​thức về công nghệ mạng.

PHẦN KẾT LUẬN

Dựa trên những tiến bộ mà công nghệ mạng có thể đạt được trong những năm gần đây, không khó để đoán rằng trong tương lai gần tốc độ truyền dữ liệu qua mạng cục bộ ít nhất sẽ tăng gấp đôi. Ethernet 10 megabit thông thường, từ lâu đã chiếm vị trí thống trị, ít nhất là từ Nga, đang được thay thế tích cực bằng các công nghệ truyền dữ liệu hiện đại hơn và nhanh hơn đáng kể.

Dựa trên tài liệu được xem xét, cần rút ra các kết luận sau:

1) Phổ biến nhất trong số các mạng tiêu chuẩn là mạng Ethernet. Mạng Ethernet hiện nay là phổ biến nhất trên thế giới (hơn 90% thị trường) và có lẽ nó sẽ vẫn như vậy trong những năm tới. Điều này được hỗ trợ rất nhiều bởi thực tế là ngay từ đầu các đặc điểm, thông số và giao thức của mạng đã mở, do đó một số lượng lớn các nhà sản xuất trên thế giới bắt đầu sản xuất thiết bị Ethernet hoàn toàn tương thích với nhau. .

2) Mạng Token-Ring (token ring) được IBM đề xuất vào năm 1985 (phiên bản đầu tiên xuất hiện vào năm 1980). Token-Ring được phát triển như một giải pháp thay thế đáng tin cậy cho Ethernet. Và mặc dù Ethernet hiện đang thay thế tất cả các mạng khác, Token-Ring không thể bị coi là lỗi thời một cách vô vọng. Hơn 10 triệu máy tính trên toàn thế giới được kết nối bởi mạng này.

3) Mạng Arcnet (hoặc ARCnet từ Mạng máy tính tài nguyên đính kèm của Anh, mạng máy tính gồm các tài nguyên được kết nối) là một trong những mạng lâu đời nhất. Mặc dù thiếu các tiêu chuẩn nhưng mạng Arcnet cho đến gần đây (1980 - 1990) vẫn phổ biến, thậm chí cạnh tranh gay gắt với Ethernet. Một số lượng lớn các công ty (ví dụ: Datapoint, Standard Microsystems, Xircom, v.v.) đã sản xuất thiết bị cho loại mạng này. Nhưng hiện nay việc sản xuất thiết bị Arcnet thực tế đã chấm dứt.

3) Mạng FDDI (từ Giao diện dữ liệu phân tán cáp quang của Anh, giao diện dữ liệu phân tán cáp quang) là một trong những phát triển mới nhất trong các tiêu chuẩn mạng cục bộ. Việc lựa chọn cáp quang làm phương tiện truyền dẫn đã xác định những ưu điểm của mạng mới như khả năng chống ồn cao, bảo mật tối đa khi truyền thông tin và khả năng cách ly điện tuyệt vời của các thuê bao. Tốc độ truyền cao, dễ dàng đạt được hơn nhiều trong trường hợp cáp quang, giúp giải quyết nhiều nhiệm vụ không thể thực hiện được với các mạng tốc độ thấp hơn, chẳng hạn như truyền hình ảnh trong thời gian thực. Ngoài ra, cáp quang dễ dàng giải quyết vấn đề truyền dữ liệu qua khoảng cách vài km mà không cần chuyển tiếp, điều này giúp có thể xây dựng các mạng lớn thậm chí bao phủ toàn bộ thành phố và có tất cả các ưu điểm của mạng cục bộ (đặc biệt là sai số thấp). tỷ lệ). Tất cả điều này đã quyết định mức độ phổ biến của mạng FDDI, mặc dù nó chưa phổ biến như Ethernet và Token-Ring.

4) Mạng 100VG-AnyLAN là một trong những phát triển mới nhất về mạng cục bộ tốc độ cao mới xuất hiện trên thị trường. Ưu điểm chính của nó là tốc độ trao đổi cao, chi phí thiết bị tương đối thấp, phương pháp quản lý trao đổi tập trung mà không có xung đột, cũng như khả năng tương thích ở cấp độ định dạng gói với mạng Ethernet và Token-Ring. Do đó, mạng 100VG-AnyLAN cung cấp giải pháp hợp lý để tăng tốc độ truyền lên tới 100 Mbps. Tuy nhiên, nó không hoàn toàn tương thích với bất kỳ mạng tiêu chuẩn nào, vì vậy số phận tương lai của nó có vấn đề. Ngoài ra, không giống như mạng FDDI, nó không có bất kỳ tham số bản ghi nào. Rất có thể, 100VG-AnyLAN, mặc dù có sự hỗ trợ của các công ty uy tín và mức độ tiêu chuẩn hóa cao, vẫn sẽ chỉ là một ví dụ về các giải pháp kỹ thuật thú vị.

5) Công việc đạt được tốc độ truyền 1 Gbit/s (1000 Mbit/s) đã được một số công ty thực hiện khá tích cực trong những năm gần đây. Tuy nhiên, Gigabit Ethernet có thể là mạng hứa hẹn nhất. Điều này trước hết là do việc chuyển đổi sang nó sẽ không gây đau đớn nhất, rẻ nhất và có thể chấp nhận được về mặt tâm lý. Mạng Gigabit Ethernet là sự phát triển tiến hóa tự nhiên của khái niệm vốn có trong mạng Ethernet tiêu chuẩn.

6) Công nghệ ATM (Chế độ truyền không đồng bộ). Công nghệ này được sử dụng trong cả mạng cục bộ và toàn cầu. Ý tưởng chính là truyền dữ liệu số, thoại và đa phương tiện trên cùng một kênh. Sự khác biệt cơ bản giữa ATM và các mạng khác là việc loại bỏ các gói thông thường với các trường địa chỉ, điều khiển và dữ liệu. Nhược điểm chính của các mạng sử dụng công nghệ ATM là chúng hoàn toàn không tương thích với bất kỳ mạng hiện có nào. Ngay cả trong thời gian gần đây, công nghệ ATM được coi là đầy hứa hẹn và phổ biến, có khả năng thay thế các mạng cục bộ truyền thống. Tuy nhiên, hiện tại, do sự phát triển thành công của các mạng cục bộ truyền thống nên việc sử dụng ATM chỉ giới hạn ở các mạng toàn cầu và mạng đường trục.

7) Cho đến gần đây, thông tin liên lạc không dây trong mạng cục bộ thực tế không được sử dụng. Tuy nhiên, từ cuối những năm 90 của thế kỷ 20, mạng cục bộ không dây (WLAN - Wireless LAN) đã thực sự bùng nổ. Điều này chủ yếu là do những tiến bộ trong công nghệ và sự tiện lợi mà mạng không dây có thể mang lại. Thuật ngữ Wi-Fi (độ trung thực của mạng không dây) được sử dụng làm tên chung cho các tiêu chuẩn 802.11a và 802.11b, cũng như tất cả các tiêu chuẩn tiếp theo liên quan đến mạng cục bộ không dây (WLAN). Bất chấp những thiếu sót, nhược điểm chính là phương tiện truyền dẫn không được bảo vệ, chúng cung cấp kết nối đơn giản cho các thuê bao không cần cáp, tính di động, tính linh hoạt và khả năng mở rộng mạng. Ngoài ra, và quan trọng là người dùng không bắt buộc phải có kiến ​​thức về công nghệ mạng.

DANH SÁCH NGUỒN SỬ DỤNG

1. Hambraken, D. Mạng máy tính: Per. từ tiếng Anh / D. Hambraken - M.: DMK Press, 2004. - 448 tr.

2. Guk, M. Phần cứng của mạng cục bộ / M. Guk. - St. Petersburg: Peter, 2001. - 576 tr.

3. Novikov, Yu.V. Mạng cục bộ. Kiến trúc / Yu.V. Novikov, S.V. Kondratenko.- M.: EKOM, 2000.- 312 tr.

4. Novikov, Yu.V. Thiết bị mạng cục bộ: chức năng, lựa chọn, phát triển / Yu.V. Novikov, D.G. Karpenko.- M.: EKOM, 1998.- 288 tr.

5. Nans, B. Mạng máy tính / B. Nans.- M.: BINOM, 1996. - 400 tr.

6. Lapshinsky, A.V. Mạng cục bộ của máy tính cá nhân: Trong 2 phần / A.V. Lapshinsky.- M.: MEPhI, 1994.- 264c.

7. Frolov, A.V. Mạng cục bộ của máy tính cá nhân / A.V. Frolov, G.V. Frolov.- M.: DIALOG-MEPhI, 1993.- 176 tr.

8. Công nghệ Wi-Fi [nguồn điện tử] - Elekron. Dữ liệu.- Chế độ truy cập: http: www.wi-fi.uz.- Cap. từ màn hình.

9. Công nghệ mạng cục bộ từ Rurik đến Gigabit [tài nguyên điện tử]. - Elekron. Dữ liệu.- Chế độ truy cập: http: Compress.ru/Archive/CP/2002/10/23.- Cap. từ màn hình.

Vào giữa những năm 80, tình hình mạng cục bộ bắt đầu thay đổi đáng kể. Các công nghệ tiêu chuẩn để kết nối máy tính vào mạng đã được thiết lập - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Máy tính cá nhân đóng vai trò là động lực mạnh mẽ cho sự phát triển của chúng. Những sản phẩm hàng hóa này là những yếu tố lý tưởng để xây dựng mạng - một mặt, chúng đủ mạnh để chạy phần mềm mạng, nhưng mặt khác, rõ ràng chúng cần tập hợp sức mạnh tính toán của mình để giải quyết các vấn đề phức tạp, cũng như chia sẻ các thiết bị ngoại vi và ổ đĩa đắt tiền. mảng. Do đó, máy tính cá nhân bắt đầu chiếm ưu thế trong các mạng cục bộ, không chỉ với tư cách là máy khách mà còn là trung tâm lưu trữ và xử lý dữ liệu, tức là máy chủ mạng, thay thế máy tính mini và máy tính lớn khỏi những vai trò quen thuộc này.

Các công nghệ mạng tiêu chuẩn đã biến quá trình xây dựng mạng cục bộ từ một nghệ thuật trở thành một công việc thường ngày. Để tạo mạng, chỉ cần mua bộ điều hợp mạng có tiêu chuẩn phù hợp, chẳng hạn như Ethernet, cáp tiêu chuẩn, kết nối bộ điều hợp với cáp bằng đầu nối tiêu chuẩn và cài đặt một trong các hệ điều hành mạng phổ biến trên máy tính, chẳng hạn như NetWare. Sau đó, mạng bắt đầu hoạt động và việc kết nối từng máy tính mới không gây ra bất kỳ sự cố nào - một cách tự nhiên, nếu bộ điều hợp mạng có cùng công nghệ được cài đặt trên đó.

Mạng cục bộ, so với mạng toàn cầu, đã đưa ra rất nhiều điều mới mẻ trong cách người dùng tổ chức công việc của họ. Việc truy cập vào các tài nguyên được chia sẻ trở nên thuận tiện hơn nhiều - người dùng có thể chỉ cần xem danh sách các tài nguyên có sẵn thay vì nhớ số nhận dạng hoặc tên của chúng. Sau khi kết nối với tài nguyên từ xa, có thể làm việc với tài nguyên đó bằng các lệnh đã quen thuộc với người dùng khi làm việc với tài nguyên cục bộ. Hậu quả, đồng thời, động lực của sự tiến bộ này là sự xuất hiện của một số lượng lớn người dùng không chuyên nghiệp, những người không cần học các lệnh đặc biệt (và khá phức tạp) để làm việc trên mạng. Và các nhà phát triển mạng cục bộ đã có cơ hội triển khai tất cả những tiện ích này nhờ sự xuất hiện của các đường truyền cáp chất lượng cao, trên đó ngay cả các bộ điều hợp mạng đầu tiên cũng

Phần thực tế.

Đề án tạo mạng cục bộ (ít nhất 3 tùy chọn).

Ví dụ sử dụng 3 máy tính lớn, 5 thiết bị đầu cuối và 5 người dùng trên mỗi thiết bị đầu cuối.

Tùy chọn 1 – kết nối mạng không cần modem.

Tùy chọn thứ 2 - sử dụng modem.

Tùy chọn thứ 3 - sử dụng CS (hệ thống liên lạc)

Huyền thoại

Máy tính lớn

Người dùng

Phần cuối

Đường dây điện thoại

1.Tạo sơ đồ kết nối mạng cục bộ (theo tùy chọn).

2.Mô tả hoạt động của mạng.

3.Trả lời các câu hỏi bảo mật.

Câu hỏi kiểm soát

Định nghĩa mạng LAN.

Ưu điểm của việc sử dụng mạng LAN.

Nhược điểm của việc sử dụng mạng LAN.

Máy tính lớn là gì?

Xử lý hàng loạt là gì?

Hệ thống chia sẻ thời gian là gì?

Hệ thống đa thiết bị đầu cuối là gì?

Những lý do chính cho sự xuất hiện của mạng lưới toàn cầu?

Máy tính mini dựa trên cái gì?

Sự xuất hiện của mạng máy tính địa phương đầu tiên?

Liệt kê các công nghệ tiêu chuẩn chính để kết nối máy tính vào mạng?

Sự khác biệt giữa mạng cục bộ và mạng diện rộng?

Bài tập

	Máy tính lớn	Phần cuối	Người dùng

dữ liệu có thể được trao đổi. Khi kết nối bị ngắt, trạm bắt đầu ngắt sẽ gửi thông báo tương ứng cho bên kia.

Giao thức gói dữ liệu cung cấp dịch vụ phân phối dữ liệu không đáng tin cậy. Dữ liệu được gửi mà không có cảnh báo và giao thức không chịu trách nhiệm về việc gửi dữ liệu đó.

Giao thức datagram hoạt động khá nhanh vì... không thực hiện bất kỳ hành động nào khi gửi dữ liệu.

Truyền dữ liệu ở cấp độ vật lý

Có hai phương pháp truyền thông tin: 1. Điều chế tương tự 2. Mã hóa kỹ thuật số

Điều chế tương tự - được sử dụng khi truyền dữ liệu qua đường dây điện thoại (kênh liên lạc băng thông hẹp). Tín hiệu có dạng hình sin. Ba phương pháp được sử dụng để mã hóa thông tin:

Điều chế biên độ, tức là thay đổi biên độ tín hiệu tần số sóng mang

Điều chế tần số, tức là thay đổi tần số tín hiệu

Điều chế pha, tức là thay đổi pha tín hiệu

Mã hóa kỹ thuật số là phương pháp biểu diễn thông tin dưới dạng xung hình chữ nhật. Có hai phương pháp mã hóa kỹ thuật số:

Mã hóa tiềm năng - chỉ các giá trị tiềm năng của tín hiệu được sử dụng để biểu thị số 0 và số 1, đồng thời các cạnh của nó bị bỏ qua.

Mã hóa xung - cho phép bạn biểu diễn dữ liệu bằng sự khác biệt tiềm năng theo một hướng nhất định.

Văn học:

Chủ đề 4. Công nghệ mạng cục bộ

Các câu hỏi cần nghiên cứu:

Tiêu chuẩn IEEE 802

công nghệ Ethernet

Công nghệ vòng mã thông báo

Công nghệ FDDI

Tiêu chuẩn IEEE 802

Vào năm 1980 Viện IEEE đã tổ chức Ủy ban 802 với mục tiêu phát triển các tiêu chuẩn mạng cục bộ. Các tiêu chuẩn này mô tả hoạt động của mạng cục bộ ở cấp độ liên kết vật lý và dữ liệu. Lớp liên kết được chia thành hai lớp con: lớp liên kết logic (Lớp liên kết logic, LLC) và lớp điều khiển truy cập phương tiện (MAC).

Lớp MAC đồng bộ hóa quyền truy cập vào phương tiện dùng chung và xác định thời điểm trạm có thể bắt đầu truyền dữ liệu có sẵn.

Sau khi có được quyền truy cập vào phương tiện, dữ liệu sẽ được truyền theo các tiêu chuẩn được xác định ở cấp độ LLC. Lớp LLC chịu trách nhiệm liên lạc với lớp mạng và cũng truyền dữ liệu với mức độ tin cậy được chỉ định.

Ở cấp LLC, ba thủ tục truyền dữ liệu được sử dụng:

1. LLC1 – truyền dữ liệu với việc thiết lập và xác nhận kết nối

2. LLC2 – truyền dữ liệu mà không cần thiết lập và xác nhận kết nối

3. LLC3 – truyền dữ liệu mà không thiết lập kết nối nhưng có xác nhận đã nhận dữ liệu.

Các giao thức LLC và MAC độc lập lẫn nhau - mỗi giao thức lớp MAC có thể được sử dụng với bất kỳ giao thức lớp LLC nào và ngược lại.

Tiêu chuẩn 802.1 mô tả các khái niệm chung về mạng cục bộ, xác định kết nối ba cấp của tiêu chuẩn 802 với mô hình bảy cấp, cũng như các tiêu chuẩn để xây dựng các mạng phức tạp dựa trên cấu trúc liên kết cơ bản (internetworking). Các tiêu chuẩn này bao gồm các tiêu chuẩn mô tả chức năng của bridge/switch, các tiêu chuẩn để kết nối các mạng không đồng nhất bằng cầu quảng bá và các tiêu chuẩn để xây dựng mạng ảo (VLAN) dựa trên các switch.

công nghệ Ethernet

Thuật ngữ Ethernet dùng để chỉ một nhóm giao thức mạng cục bộ được mô tả theo tiêu chuẩn IEEE 802.3 và sử dụng phương pháp truy cập phương tiện CSMA/CD.

Hiện nay có 3 loại công nghệ chính hoạt động trên cơ sở cáp quang hoặc cáp xoắn đôi không có vỏ bọc:

1. 10 Mbps - Ethernet 10Base-T

2. 100 Mbps - Ethernet nhanh

3. 1000 Mbps - Gigabit Ethernet

Ethernet 10-Mbit bao gồm ba tiêu chuẩn lớp vật lý:

1. 10Base – 5 (“Đồng trục dày”) – sử dụng cáp đồng trục có đường kính 0,5 inch, trở kháng đặc tính 50 Ohms, làm phương tiện truyền dẫn. Độ dài tối đa của một đoạn không có bộ lặp là 500m. Không quá 100 bộ thu phát có thể được kết nối với một phân đoạn. Khi xây dựng mạng, quy tắc được sử dụng“3-4-5” (3 đoạn “đã tải”, 4 bộ lặp, không quá 5 đoạn). Bộ lặp được kết nối bằng bộ thu phát, tức là. không thể có nhiều hơn 297 nút trong mạng. Để ngăn chặn sự xuất hiện của tín hiệu phản xạ, người ta sử dụng các đầu cuối có điện trở 50 Ohm.

2. 10 Base – 2 (“Đồng trục” mỏng) – sử dụng cáp đồng trục có đường kính 0,25 inch, trở kháng đặc tính 50 Ohms, làm phương tiện truyền dẫn. Độ dài tối đa của một đoạn không có bộ lặp là 185m. Không quá 30 nút có thể được kết nối với một phân đoạn. Khi xây dựng mạng, quy tắc “3-4-5” được sử dụng (3 phân đoạn “đã tải”, 4 bộ lặp, không quá 5 phân đoạn). Để ngăn chặn sự xuất hiện của tín hiệu phản xạ, người ta sử dụng các đầu cuối có điện trở 50 Ohm.

3. 10 Base – T (Cặp xoắn không được che chắn) – hai cặp xoắn không được che chắn được sử dụng làm phương tiện truyền dẫn, các nút được kết nối với một hub và

tạo thành một cấu trúc liên kết sao. Khoảng cách từ bộ lặp đến trạm không quá 100 mét đối với loại cáp không thấp hơn 3. Các hub có thể được kết nối với nhau, làm tăng độ dài của đoạn mạng logic (miền va chạm). Khi xây dựng mạng, sử dụng quy tắc 4 hub (giữa hai nút mạng bất kỳ không được quá 4 bộ lặp), số lượng nút trong mạng không được vượt quá 1024.

100 - megabit Ethernet (Fast Ethernet) bao gồm các thông số kỹ thuật sau:

1. 100Base – TX. Phương tiện truyền dữ liệu là cáp xoắn đôi không được che chắn thuộc loại không thấp hơn 5. Hỗ trợ chức năng tự động cảm biến. Có thể hoạt động song công hoàn toàn.

2. 100Base – FX Sử dụng cáp quang đa mode.

3. 100Base – T4 Sử dụng 4 cặp xoắn để truyền dữ liệu qua cáp Loại 3. Không hỗ trợ truyền dữ liệu song công hoàn toàn.

Mạng Ethernet 100 Mbit sử dụng bộ lặp của hai loại (I và II). Bộ lặp loại I có thể kết nối các kênh đáp ứng các yêu cầu khác nhau, chẳng hạn như 100Base-TX và 100Base-T4 hoặc 100Base-FX. Chỉ có thể sử dụng một bộ lặp Loại I trong một phân đoạn logic. Các bộ lặp này thường có khả năng quản lý tích hợp bằng giao thức SNMP.

Bộ lặp loại II không thực hiện chuyển đổi tín hiệu và chỉ có thể kết hợp các phân đoạn cùng loại. Một phân đoạn logic có thể chứa không quá hai bộ lặp Loại II.

Khi xây dựng mạng, phải tính đến các hạn chế sau:

Tất cả các đoạn cáp xoắn không được vượt quá 100 m, các đoạn cáp quang không được vượt quá 412 m, khoảng cách giữa các hub loại II không được vượt quá 5 m.

1000 – megabit (Gigabit) Ethernet được mô tả theo các tiêu chuẩn sau:

IEEE 802.3z(1000Base-TX, 1000Base-LX, 1000Base-SX)

IEEE 802.3ab(1000Base-T)

1000Base-TX: phương tiện truyền dẫn – cáp đồng được bảo vệ dài tới 25m. 1000Base-LX: phương tiện truyền dẫn – cáp quang đơn mode, chiều dài lên tới 5000m. 1000Base-CX: phương tiện truyền dẫn – cáp quang đa mode, chiều dài lên tới 550m. 1000Base-T: phương tiện truyền dẫn – UTP CAT5/CAT5e, chiều dài đoạn lên tới 100m.

Khi thiết kế mạng Ethernet, yêu cầu phát hiện xung đột chính xác phải luôn được đáp ứng. Để làm được điều này, thời gian truyền của một khung có độ dài tối thiểu phải vượt quá hoặc bằng kích thước của khoảng thời gian mà khung sẽ di chuyển gấp đôi khoảng cách giữa hai nút mạng xa nhất.

Công nghệ vòng mã thông báo

Nó được IBM phát triển vào năm 1984. Cấu trúc liên kết của mạng Token Ring là một vòng trong đó tất cả các trạm được kết nối bằng các đoạn cáp.Phương thức truy cập mạng là token. Quyền truyền dữ liệu được lấy bởi trạm đã sở hữu điểm đánh dấu - một khung có định dạng đặc biệt. Khoảng thời gian mà một trạm có thể truyền được xác định bởi thời gian lưu giữ mã thông báo.

Dữ liệu được truyền ở hai tốc độ – 4 và 16 Mbit/s. Không được phép hoạt động ở các tốc độ khác nhau trong một vòng. Để giám sát trạng thái của mạng, một trong các trạm được chọn để hoạt động như một giám sát hoạt động khi vòng được khởi tạo.

TRONG Mạng Token Ring có tốc độ truyền 4 Mbit, một trạm truyền một khung dữ liệu, được truyền theo vòng tròn bởi tất cả các trạm cho đến khi được trạm đích nhận được. Trạm nhận sao chép khung vào bộ đệm của nó, đặt dấu hiệu cho thấy khung đã được nhận thành công và truyền nó đi xa hơn dọc theo vòng. Trạm gửi khung sẽ xóa khung khỏi mạng và nếu thời gian giữ mã thông báo chưa hết hạn, nó sẽ truyền khung dữ liệu tiếp theo. Tại một thời điểm, mã thông báo hoặc khung dữ liệu có mặt trên mạng.

TRONG Mạng Token Ring có tốc độ truyền 16 Mbit sử dụng thuật toán phát hành mã thông báo sớm. Bản chất của nó nằm ở chỗ trạm truyền khung dữ liệu của nó sau đó truyền khung đánh dấu mà không cần đợi khung dữ liệu quay trở lại dọc theo vòng. Trong trường hợp này, các khung dữ liệu và mã thông báo đồng thời lưu chuyển xung quanh vòng, nhưng chỉ trạm đã bắt được mã thông báo mới có thể truyền dữ liệu.

Đối với các loại tin nhắn khác nhau, các khung có thể được chỉ định mức độ ưu tiên khác nhau

– từ 0 đến 7. Khung đánh dấu có hai trường trong đó ghi các giá trị ưu tiên hiện tại và dành riêng. Một trạm chỉ có thể nhận được mã thông báo nếu giá trị ưu tiên dữ liệu của nó lớn hơn hoặc bằng giá trị ưu tiên của mã thông báo. Mặt khác, nó có thể ghi giá trị ưu tiên của dữ liệu vào trường ưu tiên dành riêng của mã thông báo, dành riêng nó trong lần chuyển tiếp theo (nếu trường này chưa được dành riêng cho dữ liệu có mức ưu tiên cao hơn). Trạm quản lý để nhận được mã thông báo, sau khi hoàn thành việc truyền dữ liệu của mình, sẽ ghi đè các bit của trường ưu tiên dự trữ vào trường ưu tiên của mã thông báo và đặt lại trường ưu tiên dự trữ. Cơ chế ưu tiên chỉ được sử dụng khi ứng dụng yêu cầu.

Ở cấp độ vật lý, các nút trong mạng Token Ring được kết nối bằng nhiều thiết bị truy cập (MSAU - Multistation Access Unit), được kết nối bằng các đoạn cáp và tạo thành một vòng. Tất cả các trạm trong vòng đều hoạt động với tốc độ như nhau, chiều dài tối đa của vòng là 4000m.

Công nghệ FDDI

Giao diện dữ liệu phân tán sợi quang - Giao diện dữ liệu phân tán sợi quang, được phát triển bởi ANSI từ năm 1986 đến 1988. Đây là công nghệ mạng cục bộ đầu tiên sử dụng cáp quang. Để tăng độ tin cậy, FDDI được xây dựng trên cơ sở hai vòng cáp quang, tạo thành đường dẫn dữ liệu chính và dự phòng. Để đảm bảo độ tin cậy, các nút được kết nối với cả hai vòng. Trong quá trình hoạt động bình thường, dữ liệu chỉ truyền qua vòng sơ cấp. Nếu xảy ra lỗi và một phần của vòng sơ cấp không thể truyền dữ liệu thì thao tác gấp vòng sẽ được thực hiện - tức là hợp nhất vòng chính với vòng thứ cấp và tạo thành một vòng duy nhất.

Mạng FDDI sử dụng phương thức truy cập phương tiện dựa trên mã thông báo hoạt động dựa trên thuật toán mã thông báo phát hành sớm. Công nghệ FDDI hỗ trợ truyền hai loại lưu lượng – đồng bộ (âm thanh, video) và không đồng bộ (dữ liệu). Kiểu dữ liệu được xác định bởi trạm. Mã thông báo luôn có thể được ghi lại trong một khoảng thời gian nhất định để truyền các khung đồng bộ và chỉ trong trường hợp không có tình trạng quá tải vòng - để truyền khung không đồng bộ.

Số lượng trạm tối đa có kết nối kép trong vòng là 500, chiều dài tối đa của vòng là 100 km. Khoảng cách tối đa giữa hai nút lân cận là 2 km.

Mạng máy tính được chia thành ba lớp chính:

1. Mạng máy tính cục bộ (LAN – LocalAreaNetwork) là mạng kết nối các máy tính có vị trí địa lý ở một nơi. Mạng cục bộ kết hợp các máy tính nằm gần nhau (trong cùng một phòng hoặc tòa nhà).

2. Mạng máy tính khu vực (MAN - MetropolitanAreaNetwork) là mạng kết nối một số mạng máy tính cục bộ nằm trong cùng một lãnh thổ (thành phố, vùng hoặc vùng, ví dụ: Viễn Đông).

3. Mạng diện rộng (WAN - WideAreaNetwork) là mạng kết hợp nhiều mạng cục bộ, mạng khu vực và

máy tính của người dùng cá nhân nằm ở khoảng cách bất kỳ với nhau (Internet, FIDO).

Hiện nay, các tiêu chuẩn xây dựng mạng cục bộ sau đây được sử dụng:

Arcnet;(IEEE 802.4)

Nhẫn mã thông báo;(802.5)

Ethernet.(802.3)

Chúng ta hãy xem xét từng người trong số họ chi tiết hơn.

Công nghệ IEEE 802.4 ARCNET (hay ARCnet, từ Mạng máy tính tài nguyên đính kèm tiếng Anh) là một công nghệ mạng LAN, mục đích của nó tương tự như mục đích của Ethernet hoặc Token ring. ARCNET là công nghệ đầu tiên để tạo mạng máy tính vi mô và trở nên rất phổ biến vào những năm 1980 để tự động hóa doanh nghiệp. Được thiết kế để tổ chức mạng LAN theo cấu trúc liên kết mạng “sao”.

Cơ sở của thiết bị truyền thông là:

công tắc

trung tâm thụ động/chủ động

Thiết bị chuyển mạch có một ưu điểm là nó cho phép hình thành các miền mạng. Các hub hoạt động được sử dụng khi máy trạm ở xa (chúng khôi phục hình dạng tín hiệu và khuếch đại nó). Bị động - khi nhỏ. Mạng sử dụng nguyên tắc truy cập được chỉ định cho các máy trạm, nghĩa là trạm đã nhận được cái gọi là mã thông báo phần mềm từ máy chủ có quyền truyền. Đó là, lưu lượng mạng xác định được thực hiện.

Ưu điểm của phương pháp:

Ghi chú: Tin nhắn được gửi bởi máy trạm tạo thành hàng đợi trên máy chủ. Nếu thời gian phục vụ hàng đợi đáng kể (hơn 2 lần) vượt quá thời gian phân phối gói tối đa giữa hai trạm ở xa nhất thì coi như dung lượng mạng đã đạt giới hạn tối đa. Trong trường hợp này, việc mở rộng mạng hơn nữa là không thể và cần phải cài đặt máy chủ thứ hai.

Giới hạn đặc tính kỹ thuật:

Khoảng cách tối thiểu giữa các máy trạm kết nối với cùng một cáp là 0,9 m.

Chiều dài mạng tối đa dọc theo tuyến đường dài nhất là 6 km.

Những hạn chế liên quan đến độ trễ phần cứng trong việc truyền thông tin với số lượng lớn các phần tử chuyển mạch.

Khoảng cách tối đa giữa hub thụ động và máy trạm là 30 m.

Khoảng cách tối đa giữa trung tâm chủ động và thụ động là 30 m.

Giữa trung tâm hoạt động và trung tâm hoạt động - 600 m.

Thuận lợi:

Chi phí thiết bị mạng thấp và khả năng tạo mạng mở rộng.

Sai sót:

Tốc độ truyền dữ liệu thấp. Sau sự phổ biến của Ethernet như một công nghệ LAN, ARCNET đã tìm thấy ứng dụng trong các hệ thống nhúng.

Tổ chức phi lợi nhuận Hiệp hội Thương mại ARCNET (ATA) tham gia hỗ trợ công nghệ ARCNET (đặc biệt là việc phân phối các thông số kỹ thuật).

Công nghệ - Kiến trúc ArcNET được thể hiện bằng hai cấu trúc liên kết chính: bus và star. Phương tiện truyền dẫn là cáp đồng trục RG-62 có trở kháng đặc tính 93 Ohms, được kẹp vào phích cắm BNC có đường kính đầu cuối thích hợp (khác với phích cắm 10Base-2 (“Ethernet mỏng”)).

Thiết bị mạng bao gồm các bộ điều hợp mạng và các hub. Bộ điều hợp mạng có thể dành cho cấu trúc liên kết bus, cấu trúc liên kết hình sao và phổ quát. Hub có thể hoạt động hoặc thụ động. Các hub thụ động được sử dụng để tạo ra các phần hình sao của mạng. Các trung tâm hoạt động có thể dành cho cấu trúc liên kết bus, sao và hỗn hợp. Các cổng cho cấu trúc liên kết bus không tương thích về mặt vật lý với các cổng cho cấu trúc liên kết hình sao, mặc dù chúng có cùng kết nối vật lý (ổ cắm BNC).

Trong trường hợp cấu trúc liên kết bus, các máy trạm và máy chủ được kết nối với nhau bằng đầu nối chữ T (giống như trong 10Base-2 (“Ethernet mỏng”) được kết nối với bộ điều hợp mạng và hub và được kết nối bằng cáp đồng trục. Các điểm cực trị của đoạn này được kết thúc bằng các đầu có điện trở 93 Ohms. Số lượng thiết bị trên một xe buýt bị hạn chế. Khoảng cách tối thiểu giữa các đầu nối là 0,9 mét và phải là bội số của giá trị này. Để thuận tiện cho việc cắt, có thể đánh dấu lên cáp. Xe buýt riêng lẻ có thể được kết hợp bằng cách sử dụng các trung tâm xe buýt.

Khi sử dụng cấu trúc liên kết hình sao, các hub chủ động và thụ động sẽ được sử dụng. Hub thụ động là một bộ chia điện trở cho phép bạn kết nối bốn dây cáp. Tất cả các loại cáp trong này

Trong trường hợp này, chúng được kết nối trên cơ sở điểm-điểm mà không tạo thành các bus. Không nên có nhiều hơn hai hub thụ động được kết nối giữa hai thiết bị đang hoạt động. Chiều dài tối thiểu của bất kỳ cáp mạng nào là 0,9 mét và phải là bội số của giá trị này. Có giới hạn về độ dài cáp giữa các cổng chủ động và thụ động, giữa hai cổng thụ động và giữa hai cổng hoạt động.

Với cấu trúc liên kết hỗn hợp, các trung tâm hoạt động được sử dụng để hỗ trợ cả hai loại kết nối.

Trên bộ điều hợp mạng của máy trạm và máy chủ, sử dụng bộ nhảy hoặc bộ chuyển mạch DIP, một địa chỉ mạng duy nhất được đặt, quyền sử dụng chip mở rộng BIOS cho phép khởi động máy trạm từ xa (có thể không cần đĩa), loại kết nối (cấu trúc liên kết bus hoặc sao), kết nối của một thiết bị đầu cuối tích hợp (hai điểm cuối cùng là tùy chọn). Giới hạn số lượng máy trạm là 255 (theo độ rộng của thanh ghi địa chỉ mạng). Nếu hai thiết bị có cùng địa chỉ mạng, cả hai đều mất chức năng nhưng việc va chạm này không ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ mạng.

Trong cấu trúc liên kết bus, cáp hoặc đầu cuối bị hỏng dẫn đến không thể hoạt động mạng đối với tất cả các thiết bị được kết nối với phân đoạn bao gồm cáp này (nghĩa là từ đầu cuối này đến đầu cuối khác). Với cấu trúc liên kết hình sao, việc đứt bất kỳ cáp nào đều dẫn đến lỗi phân đoạn bị ngắt kết nối với máy chủ tệp bằng cáp này.

Kiến trúc logic của ArcNET là một vòng token. Vì về nguyên tắc, kiến ​​trúc này không cho phép xung đột với số lượng máy chủ tương đối lớn (trong thực tế, 25-30 máy trạm đã được thử nghiệm), hiệu suất của mạng ArcNET hóa ra cao hơn 10Base-2, với bốn tốc độ trong môi trường thấp hơn nhiều lần (2,5 so với 10 Mbit/s).

Công nghệ Token Ring 802.5 là công nghệ vòng mạng cục bộ (LAN) với “truy cập mã thông báo” - một giao thức mạng cục bộ được đặt ở lớp liên kết dữ liệu (DLL) của mô hình OSI. Nó sử dụng một khung ba byte đặc biệt gọi là điểm đánh dấu để di chuyển xung quanh vòng. Việc sở hữu một điểm đánh dấu mang lại cho chủ sở hữu quyền truyền tải thông tin trên phương tiện. Các khung mạng vòng mã thông báo di chuyển theo vòng lặp. Các trạm trên mạng cục bộ (LAN) vòng mã thông báo được tổ chức hợp lý theo cấu trúc liên kết vòng với dữ liệu được truyền tuần tự từ trạm vòng này sang trạm vòng khác với mã thông báo điều khiển lưu thông xung quanh vòng truy cập điều khiển. Cơ chế chuyển mã thông báo này được chia sẻ bởi ARCNET, bus mã thông báo và FDDI và có những ưu điểm về mặt lý thuyết so với Ethernet CSMA/CD ngẫu nhiên.

Chuyển mã thông báo Vòng mã thông báo và IEEE 802.5 là những ví dụ điển hình về mạng chuyển mã thông báo. Mạng chuyển mã thông báo di chuyển một khối dữ liệu nhỏ gọi là mã thông báo dọc theo mạng. Việc sở hữu mã thông báo này đảm bảo quyền chuyển nhượng. Nếu nút nhận mã thông báo không có thông tin để gửi, nó chỉ chuyển tiếp mã thông báo đến điểm cuối tiếp theo. Mỗi trạm có thể giữ điểm đánh dấu trong một thời gian tối đa nhất định (mặc định - 10 ms).

Công nghệ này đưa ra giải pháp cho vấn đề xung đột phát sinh khi vận hành mạng cục bộ. Trong công nghệ Ethernet, những xung đột như vậy xảy ra khi thông tin được truyền đồng thời bởi một số máy trạm nằm trong cùng một phân đoạn, nghĩa là sử dụng một kênh dữ liệu vật lý chung.

Nếu trạm sở hữu mã thông báo có thông tin cần truyền, nó sẽ bắt mã thông báo, thay đổi một bit của mã thông báo đó (kết quả là mã thông báo trở thành chuỗi "bắt đầu khối dữ liệu"), hoàn thành nó với thông tin mà nó muốn truyền và gửi thông tin đó tới mạng vòng của trạm tiếp theo. Khi một khối thông tin lưu thông quanh vòng, không có mã thông báo nào trên mạng (trừ khi vòng cung cấp giải phóng mã thông báo sớm), do đó các trạm khác muốn truyền thông tin buộc phải chờ. Do đó, không thể xảy ra xung đột trong mạng Token Ring. Nếu việc phát hành mã thông báo sớm được đảm bảo thì mã thông báo mới có thể được phát hành sau khi quá trình truyền khối dữ liệu hoàn tất.

Khối thông tin luân chuyển xung quanh vòng cho đến khi đến được trạm đích dự kiến, trạm này sẽ sao chép thông tin để xử lý tiếp. Khối thông tin tiếp tục luân chuyển quanh vòng; nó sẽ bị xóa vĩnh viễn sau khi đến trạm đã gửi khối. Trạm gửi có thể kiểm tra khối được trả về để đảm bảo rằng nó đã được xem và sau đó được sao chép bởi trạm đích.

Phạm vi ứng dụng Không giống như mạng CSMA/CD (ví dụ Ethernet), mạng chuyển mã thông báo là mạng xác định. Điều này có nghĩa là có thể tính toán thời gian tối đa sẽ trôi qua trước khi bất kỳ trạm cuối nào có thể truyền. Đặc điểm này, cũng như một số đặc điểm về độ tin cậy, làm cho mạng Token Ring trở nên lý tưởng cho các ứng dụng trong đó độ trễ phải có thể dự đoán được và độ ổn định của mạng là quan trọng. Ví dụ về các ứng dụng như vậy là môi trường của các trạm tự động trong nhà máy.

Nó được sử dụng như một công nghệ rẻ hơn và đã trở nên phổ biến ở bất cứ nơi nào có các ứng dụng quan trọng mà tốc độ không quan trọng bằng việc cung cấp thông tin đáng tin cậy. Hiện tại, Ethernet không thua kém Token Ring về độ tin cậy và hiệu suất cao hơn đáng kể.

Sửa đổi Token Ring Có 2 sửa đổi về tốc độ truyền: 4 Mbit/s và 16 Mbit/s. Token Ring sử dụng 16 Mbps

công nghệ giải phóng điểm đánh dấu sớm. Bản chất của công nghệ này là một trạm đã “bắt” được một mã thông báo, sau khi hoàn thành việc truyền dữ liệu, sẽ tạo ra một mã thông báo miễn phí và đưa nó vào mạng. Những nỗ lực giới thiệu công nghệ 100 Mbit/s đã không đạt được thành công về mặt thương mại. Công nghệ Token Ring hiện không được hỗ trợ.

Công nghệ Ethernet 802.3 từ tiếng Anh. ether “ether”) là công nghệ gói để truyền dữ liệu chủ yếu trên mạng máy tính cục bộ.

Các tiêu chuẩn Ethernet xác định các kết nối dây và tín hiệu điện ở lớp vật lý, các định dạng khung và các giao thức điều khiển truy cập phương tiện ở lớp liên kết dữ liệu của mô hình OSI. Ethernet chủ yếu được mô tả theo tiêu chuẩn IEEE nhóm 802.3. Ethernet trở thành công nghệ mạng LAN phổ biến nhất vào giữa những năm 1990, thay thế các công nghệ cũ như Arcnet, FDDI và Token ring.

Khi thực hiện công việc tạo mạng cục bộ, bạn cần cân nhắc những điều sau:

* Tạo mạng cục bộ và thiết lập thiết bị để truy cập Internet;

* Việc lựa chọn thiết bị phải căn cứ vào đặc tính kỹ thuật có thể đáp ứng được yêu cầu về tốc độ truyền dữ liệu;

* Thiết bị phải đảm bảo an toàn, tránh bị điện giật cho con người;

* Mỗi máy trạm phải có cáp mạng để kết nối vào mạng;

* Có thể có Wi-Fi trong toàn bộ văn phòng;

* Vị trí nơi làm việc phải đáp ứng yêu cầu về tiêu chuẩn bố trí thiết bị trong cơ sở giáo dục;

* Chi phí tạo mạng cục bộ phải hợp lý về mặt kinh tế;

* Độ tin cậy của mạng cục bộ.