Современные сетевые технологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Разница между процессорами CISC, RISC и MISC

Микропроцессоры CISC - с полным набором системы команд.

Для них характерно:

· сравнительно небольшое число регистров (8-16);

· большое количество и высокий уровень сложности машинных команд;

· большое количество методов адресации;

· преобладание двухадресного формата команд;

· наличие команд обработки типа регистр-память;

· для выполнения каждой команды требуется несколько тактов процессора (как следствие - более низкое быстродействие по сравнению с RISC.)

Микропроцессоры RISC - с усеченным набором системы команд.

Для них характерно:

· достаточно большое число регистров (32 и больше), что позволяет хранить больший объем данных;

· простота структуры и небольшой набор команд;

· используются трехадресные команды, что помимо упрощения дешифрации дает возможность сохранять большее число переменных в регистрах без их последующей перезагрузки;

· обмен между регистрами и памятью выполняется только с помощью команд загрузки\записи;

· обеспечивает быстродействие, равное тактовой частоте, т.е. одна команда за один такт.

Микропроцессоры MISC - с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием.

Для них характерно:

· ограниченное число команд - 20-30;

· для кодировки команд используется 5-ти разрядное поле команды;

· стековая архитектура системы команд.

2. Виды неклассических архитектур

- магистральные (конвейерные) МПВС (многопроцессорные вычислительные системы).

Процессоры одновременно выполняют разные операции над последовательным потоком обрабатываемых данных - многократный поток команд с однократным потоком данных (МКОД или MISD - Multiple Instruction Single Data). Разновидность: параллельно-конвейерная модификация (MMISD), т. е. многопроцессорная (Multiple) MISD-архитектура.

- векторные МПВС.

Все процессоры одновременно выполняют одну команду над различными данными - однократный поток команд с многократным потоком данных (ОКМД или SIMD - Single Instruction Multiple Data). Разновидность: параллельно-векторная модификация (MSIMD), т. е. многопроцессорная SIMD_архитектура.

- матричные МПВС.

МП одновременно выполняют разные операции над несколькими последовательными потоками обрабатываемых данных - многократный поток команд с многократным потоком данных (МКМД или МIМD - Multiple Instruction Multiple Data).

3. Что такое параллелизм в архитектуре ЭВМ

Параллельная обработка данных на ЭВМ имеет две разновидности: конвейерность и собственно параллельность.

Параллельность - сходные действия над группами данных выполняются одновременно одинаковыми процессорами.

Идея конвейерной обработки заключается в выделении отдельных этапов выполнения общей операции, причем каждый этап, выполнив свою работу, передает результат следующему, одновременно принимая новую порцию входных данных.

Аппаратно параллелизм ЭВМ поддерживается на четырех основных уровнях:

- многомашинном;

- мультипроцессорном;

- однопроцессорном с несколькими исполнительными устройствами;

- конвейеризацией обработки данных.

4. Что такое ассоциативный процессор и его отличие от фон-Неймановской адресации

Ассоциативный процессор - специализированный процессор, реализованный на базе ассоциативного запоминающего устройства и предназначенный для одновременного выполнения операций над массивами данных последовательно по разрядам этих данных.

В ЭВМ классической (фон-Неймановской) архитектуры, чтобы найти значение элемента данных указывается начальное значение адреса блока памяти, а затем смещение относительно начального адреса. Эти два значения складываются, и получается искомый адрес.

При ассоциативной адресации данные выбираются не по адресу, а по содержимому полей.

5. Разница между аналоговыми и цифровыми ЭВМ

Цифровые вычислительные машины (ЦВМ) - вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, в цифровой форме.

Аналоговые вычислительные машины (АВМ) - вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т. е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения).

Формы представления информации: а - аналоговая; б - цифровая импульсная.

АВМ очень просты и удобны в эксплуатации; программирование задач для решения на них нетрудоемкое; скорость решения задач может быть сделана сколь угодно большой (больше, чем у ЦВМ), но точность решения задач очень низкая. Для большинства современных научных задач это совершенно неприемлемая точность вычислений, поэтому аналоговые ЭВМ имеет смысл использовать в тех областях, где обрабатываемые данные имеют нечисловую природу (например, в так называемых задачах распознавания образов).

На АВМ можно также эффективно решать математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики.

6. В чем недостатки аналоговых ЭВМ

· Очень низкая точность решения задач (относительная погрешность составляет 2-5 %);

· алгоритмическая ограниченность решаемых задач;

· ручной ввод решаемой задачи в машину;

· большой объём задействованного оборудования, растущий с увеличением сложности задачи.

7. Векторные и конвейерные архитектуры

Векторные архитектуры (SIMD) - использован одиночный поток команд и множественный

поток данных. Это позволяет выполнить одну арифметическую операцию сразу над многими данными, например над элементами вектора. Способ выполнения векторных операций подробно не оговаривается, поэтому обработка элементов вектора может производиться либо процессорной матрицей, либо с помощью конвейера.

Конвейерные архитектуры (MISD) - используется множественный поток команд и одиночный поток данных. Подразумевается наличие в архитектуре многих процессоров, обрабатывающих один и тот же поток данных. Однако нет примера реально существующей вычислительной системы, построенной на данном принципе.

К классу MISD может быть отнесена единственная архитектура - конвейер, но при условии, что каждый этап выполнения запроса является отдельной командой.

8. Почему в одноранговой сети не может быть много машин

Одноранговые - это такие сети, в которых все компьютеры равноправны и нет выделенного сервера. Каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Нет отдельного ПК, ответственного за администрирование всей сети. Пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем ПК сделать доступными всей сети.

Одноранговая сеть подходит там, где число пользователей не превышает 10 человек, пользователи расположены компактно, защита данных не критична.

При увеличении числа рабочих станций эффективность их использования резко уменьшается. Сеть становится неработоспособной. Это происходит не потому, что сеть не может функционировать правильно, а потому, что пользователи не в состоянии справиться со сложностью сети, а централизованное управление отсутствует.

При достижении определённого критического размера сети наступает такой момент, что в сети одновременно существует множество серверов с одинаковыми функциями.

9. В каких областях оправдано применение аналоговых ЭВМ

Аналоговые ЭВМ имеет смысл использовать в тех областях, где обрабатываемые данные имеют нечисловую природу (например, в так называемых задачах распознавания образов).

На АВМ можно также эффективно решать математические задачи, содержащие дифференциальные уравнения, не требующие сложной логики.

10. Топология звезда является активной или пассивной

Звезда, у которой центральным элементом является ПК, называется «активной» или «истинной» звездой. Серьезный недостаток этой топологии - ограничение количества подключаемых абонентов (центральный абонент может обслуживать не более 8-16 периферийных).

Существует также топология, называемая «пассивной» звездой. В центре сети с данной топологией помещается не ПК, а концентратор (hub), выполняющий те же функции, что и репитер. Он восстанавливает проходящие сигналы и посылает их в другие линии связи.

Можно выделить также промежуточный тип топологии между активной и пассивной звездой. В этом случае концентратор не только ретранслирует поступающие из него сигналы, но и осуществляет управление обменом данными, хотя сам в обмене не участвует.

11. Понятие «сегмента» и «магистрали»

Сегментом называют сеть, в состав которой входят рабочие станции и другие пользовательские устройства, например, принтер. Крупная корпоративная сеть состоит из множества таких ЛВС, причем все они подсоединены к общей сети, которая называется магистралью. Магистраль выполняет в основном функции канала, по которому сегменты связываются друг с другом.

За счет использования магистрали для передачи потока данных из одного сегмента в другой эффективность работы сети существенно возрастает.

12. Виды смешенных топологий

1) Последовательная цепочка (звезда-шина).

Звезда-шина - это комбинация топологий «шина» и «звезда». Несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной линейной шины. В этом случае выход из строя одного ПК не оказывает никакого влияния на сеть. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему ПК и концентраторов.

2) Звезда-кольцо.

Звезда-кольцо похожа на звезду-шину. В обоих случаях ПК подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы (хабы) в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного хаба они образуют звезду.

3) Комбинированная сетевая топология «дерево».

Она образуется в основном в виде комбинаций топологий кольцо, звезда и шина. Основание дерева вычислительной сети располагается в точке (корень), в которой собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева).

13. Какие виды кабеля требуют подключения через трансивер

Толстый коаксиальный кабель. Трансивер подключается к толстому коаксиальному кабелю с помощью специального коннектора, называемого «зуб вампира». Этот «зуб» прокалывает изоляцию до проводящей жилы.

14. Начиная с какой категории витую пару можно применять в сетях и на какие скорости

Начиная с категории 3.

Категория 3. Обеспечивает передачу данных со скоростью до 10 Мбит/с.

Категория 4. Обеспечивает передачу данных со скоростью до 16 Мбит/с.

Категория 5. Обеспечивает передачу данных со скоростью до 100 Мбит/с.

Категория 5-улучшенный. Обеспечивает передачу на скоростях свыше 100 Мбит/с.

Категория 6. Поддерживает передачу на скоростях до 250 Мбит/с.

Категория 7. Предназначен для передачи на скоростях до 600 Мбит/с.

15. Чем отличаются одномодовое и многомодовое оптоволокно

Диаметр сердцевины одномодовых волокон составляет от 7 до 9 микрон. Благодаря малому диаметру достигается передача по волокну лишь одной моды (пучка света) электромагнитного излучения, за счёт чего исключается влияние дисперсионных искажений.

Многомодовые волокна отличаются от одномодовых диаметром сердцевины, который составляет 50 микрон в европейском стандарте и 62,5 микрон в североамериканском и японском стандартах. Из-за большого диаметра сердцевины по многомодовому волокну распространяется несколько мод излучения -- каждая под своим углом, из-за чего импульс света испытывает дисперсионные искажения и из прямоугольного превращается в колоколоподобный.

Пропускная способность выше у одномодового оптоволокна.

16. Как подается сигнал в одномодовое и многомодовое оптоволокно

Ввод излучения для одномодового оптоволокна осуществляется узким лучом точно вдоль оси сердечника оптоволокна. В качестве оптического источника излучения здесь применим только лазерный диод, так как при таком малом диаметре оптического волокна световой поток, создаваемый светодиодом, невозможно без больших потерь направить в волокно.

Для многомодовых волокон может использоваться и более дешевый светодиодный излучатель.

17. Виды юстировки

Существуют 2 вида юстировки:

1) пассивный вид:

· Юстировка по оболочке оптического волокна - пассивный вид юстировки, который осуществляется с помощью V-образных направляющих, фиксирующих концы сращиваемых оптических волокон. Используется для сварки оптического волокна на городских и локальных сетях, где не предъявляется высоких требований к вносимым сварным соединением потерям.

· Юстировка по сердцевине оптического волокна, осуществляемая с использованием системы PAS. Предусматривает выравнивание сердцевин свариваемых оптических волокон по их геометрическим размерам с помощью боковой подсветки концов.

2) активный вид - основан на выравнивании сердцевин оптических волокон по принципу минимизации потерь тестового светового сигнала, распространяющегося через место сварки.

Существует три метода активной юстировки:

· Использование оптического излучателя и приемника на противоположных концах оптических волокон, подлежащих сварке.

· Использование оптического передатчика на дальнем конце и детектора в точке соединения.

· Юстировка по сердцевине оптического волокна, осуществляемая с использованием системы LID. В основу метода положено введение тестового оптического сигнала в сердцевину одного из соединяемых оптических волокон и поиск его в сердцевине второго соединяемого волокна путем изгиба.

18. Что такое «нивелирование»

Нивелирование - простейший способ уменьшения дисперсии волоконно_оптического кабеля. Эффект дисперсии заключается в том, что вошедшие в канал под различными углами лучи света проходят различное расстояние и прибывают к получателю в разное время.

В результате нивелирования лучи света синхронизируются таким образом, что дисперсия на стороне приемника уменьшается.

19. Чем организационно отличаются локальные и мобильные беспроводные сети

Локальные сети используют технические средства той организации, где функционирует сеть. Трансиверы обеспечивает обмен сигналами между ПК с беспроводным подключением и остальной сетью. Они устанавливают радиоконтакт между переносными устройствами.

В мобильных сетях используются телефонные системы и общественные службы. При этом применяются сотовые сети, пакетное радиовещание и спутниковая связь.

20. Какие известны современные технологии беспроводных сетей

Классификация беспроводных технологий по дальности действия:

- Беспроводные персональные сети (WPAN). Примеры технологий - Bluetooth.

- Беспроводные локальные сети (WLAN). Примеры технологий - Wi-Fi.

- Беспроводные сети масштаба города (WMAN). Примеры технологий - WiMAX.

Существуют такие беспроводные способы передачи:

1) Локальные сети:

- Инфракрасные беспроводные сети. Используют для передачи инфракрасные лучи. Этот способ позволяет осуществлять передачу с большой скоростью, однако подвержен помехам со стороны сильных источников света (например, окно).

- Лазер. Требует прямой видимости. Если луч прервется, то прервется и передача.

- Радиопередача в узком спектре (одночастотная передача). Приемник и передатчик настраиваются на одну частоту.

- Радиопередача в рассеянном спектре. Задействована некоторая полоса частот. Доступные частоты разделены на каналы, или интервалы.

- Передача «точка-точка». Применяется радиоканал «точка-точка». Предусматривает обмен данными только между ПК.

2) Мобильные сети:

- Сотовые сети. Сотовые цифровые пакеты данных используют ту же технологию, что и сотовые телефоны. Они передают данные по существующим для передачи речи сетям в те моменты, когда эти сети не заняты. Это очень быстрая технология связи с задержкой в доли секунды.

- Пакетное радиовещание. Данные разбиваются на пакеты с адресами источника, приемника и информацией для коррекции ошибок. Пакеты передаются на спутник, который транслирует их в широковещательном режиме. Устройства с соответствующим адресом принимают эти пакеты.

- Спутниковая связь.

- Микроволновые (СВЧ) технологии.

ассоциативный процессор сеть беспроводной

21. В чем разница между пакетом и кадром

Кадры (фреймы) - это логически организованная структура, в которую можно помещать данные.

Пакет - это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое.

Фреймы представляют информацию, используемую на канальном уровне семиуровневой модели OSI, а пакеты относятся к сетевому уровню модели OSI.

Пакет является частью кадра и имеет свой заголовок.

22. Что такое категории Project 802

Проект 802 определяет различные аспекты сети, относящиеся к физической кабельной системе и передаче данных, что соответствует физическому и канальному уровням модели OSI.

Спецификации 802 предусматривают 12 категорий:

802.1 - Межсетевое взаимодействие;

802.2 - Управление логической связью (LLC, Logical Link Control);

802.3 - Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Ethernet);

802.4 - ЛВС с топологией «шина» с передачей маркера (Token Bus);

802.5 - ЛВС с топологией «кольцо» с передачей маркера (Token Ring);

802.6 - Средние и городские сети (MAN);

802.7 - Консультативный совет по широковещательной технологии;

802.8 - Консультативный совет по оптоволоконной технологии;

802.9 - Сети для совместной передачи речи и данных;

802.10 - Защита в сетях;

802.11 - Беспроводные сети;

802.12 - ЛВС с доступом по приоритету запроса (Demand Priory Access LAN, 100BaseVG_AnyLan).

23. В чем принципиальная разница между семиуровневой моделью и Project 802

Семиуровневая модель OSI описывает семь уровней взаимодействия между сетевыми устройствами. Два нижних уровня (Физический и Канальный) определяют физическую среду передачи данных и устанавливают, каким образом несколько ПК могут одновременно использовать сеть, не мешая друг другу. Project 802 относится именно к этим двум уровням.

24. Какой из параметров ручной настройки платы сетевого адаптера является необязательным

Параметры конфигурации платы сетевого адаптера:

прерывание;

базовый адрес порта ввода/вывода;

базовый адрес памяти;

используемый трансивер.

Параметры платы сетевого адаптера чаще всего устанавливаются в программном обеспечении, но они должны совпадать с установками, заданными на плате перемычками или DIP_переключателями.

Многие платы сетевых адаптеров не используют адресное пространство системы, следовательно, такой параметр, как базовый адрес памяти, у них отсутствует.

25. Критерии выбора платы сетевого адаптера

При покупке адаптера необходимо учитывать перечисленные ниже вопросы.

- Для чего используется сетевой адаптер - для хост-компьютера, сервера или рабочей станции? Для адаптеров хост-компьютеров и серверов требуется быстрая системная шина (например, PCI). Требование высокой производительности для сетевых адаптеров рабочих станций определяется теми приложениями, которые на них выполняются;

- Какая сетевая среда и какой метод доступа к сети используются? Для каждой среды и метода доступа нужны свои сетевые адаптеры (например, для сетей с маркерным кольцом, Ethernet, Fast Ethernet и т. д.);

- Кто выпускает данную модель адаптера? Следует приобретать только высококачественные сетевые адаптеры известных производителей;

- Какой тип шины используется в компьютере или сетевом оборудовании? Подходит ли сетевой адаптер к имеющимся слотам расширения шины;

- Какая операционная система установлена на компьютере? Для любого сетевого адаптера необходим драйвер, совместимый с имеющейся системой (например, с Windows 2000, Windows XP и т. д.);

- Какой режим передачи данных используется в сети - полудуплексный или дуплексный? Сетевые адаптеры должны работать в обоих режимах, это обеспечивает возможность изменения или модернизации сети;

- Если адаптер предназначен для специфических случаев (например, для FDDI), то как он подключается к сети? Адаптеры FDDI могут использовать как единичное, так и двойное подключение. Кроме того, в некоторых случаях применяются адаптеры, не имеющие встроенного трансивера (в этом случае трансивер должен приобретаться отдельно).

26. В чем назначение методов доступа

Метод доступа - набор правил, которые определяют, как компьютер должен отправлять и принимать данные по сетевому кабелю.

Методы доступа служат для предотвращения одновременного доступа к кабелю нескольких компьютеров, упорядочивая передачу и прием данных по сети и гарантируя, что в каждый момент времени только один компьютер может выполнять передачу.

Основные методы доступа:

1. Множественный доступ с контролем несущей:

· с обнаружением коллизий;

· с предотвращением коллизий.

2. Доступ с передачей маркера. Только компьютер, получивший маркер, может передавать данные;

3. Доступ по приоритету запроса.

27. Что такое коллизия и в каком из методов и как она ликвидируется

Если два компьютера попытаются одновременно передавать данные, их пакеты «столкнутся» друг с другом и будут испорчены. Это так называемая коллизия.

· При множественном доступе с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD) все компьютеры в сети - и клиенты, и серверы - «прослушивают» кабель, стремясь обнаружить передаваемые данные (т. е. трафик), чтобы, обнаружив коллизии, некоторое время переждать, а затем возобновить передачу.

Обнаружив коллизию, система немедленно останавливает передачу данных и начинает передачу сигнала затора, сообщая всем системам сети о том, что произошла коллизия, и поэтому необходимо игнорировать все пакеты, находящиеся в сети в данный момент, и не начинать передачу данных, пока сеть не очистится. После передачи сигнала затора система выдерживает паузу до новой попытки передать данные.

· Множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий (сокращенно CSMA/CA). Каждый компьютер перед передачей данных в сеть сигнализирует о своем намерении, поэтому остальные компьютеры «узнают» о готовящейся передаче и стараются избежать коллизий.

28. В каком из методов доступа коллизия исключается

Доступ с передачей маркера.

Пакет особого типа, маркер (token), циркулирует по кольцу от компьютера к компьютеру. Чтобы послать данные в сеть, любой из компьютеров сначала должен дождаться прихода свободного маркера и захватить его. Когда какой-либо компьютер «наполнит» маркер своей информацией и пошлет его по сетевому кабелю, другие компьютеры уже не могут передавать данные. Так как в каждый момент времени только один компьютер будет использовать маркер, то в сети не возникнет коллизий.

29. Какой метод доступа в какой реальной сети работает

CSMA/CD - Ethernet

CSMA/CA - Local Talk (сеть AppleTalk)

Доступ с передачей маркера - Token Ring, ArcNet, FDDI

Доступ по приоритету запроса - 100VG-AnyLAN (стандарт сети Ethernet со скоростью передачи данных 100 Мбит/с)

30. Как обнаруживается и ликвидируется сбой в сетях Token Ring

Если какая-либо станция перестает «слышать» сигнал от своего ближайшего соседа по сети (станции NAUN) в течение 7 с, то передача данных по сети немедленно прекращается. Станция, перестав получать сигнал, генерирует специальный предупреждающий о сбое кадр BCN, предназначенный для всех сетевых устройств и содержащий адрес станции NAUN. При получении кадра BCN станция NAUN немедленно отключается от сети и производит тестирование соединительного кабеля. Если при этом повреждение кабеля или порта не обнаружено, то станция NAUN вновь включается в работу, а первая станция, не получив кадр BCN, в свою очередь отключается от сети и проводит тестирование соединительного кабеля и порта MAU. При обнаружении сбоя станция автоматически отключается от сети и кольцо замыкается. При этом на ближайшего соседа «ниже» по кольцу возлагается обязанность удалить из сети пакеты отказавшей станции.

31. Система приоритетов в сетях Token Ring

Для различных видов сообщений передаваемым кадрам могут назначаться различные приоритеты: от 0 (низший) до 7 (высший). Решение о приоритете конкретного кадра принимает передающая станция. Маркер также всегда имеет некоторый уровень текущего приоритета. Станция имеет право захватить переданный ей маркер только тогда, когда приоритет ее кадра выше приоритета маркера, либо равен ему. Иначе станция обязана передать маркер следующей станции.

Если приоритет имеющихся у станции кадров ниже приоритета маркера, то ее сетевой адаптер может поместить наибольший приоритет своих кадров в резервные биты маркера, но только если записанный в резервных битах приоритет ниже его собственного. В результате в резервных битах приоритета устанавливается наивысший.

Станция, закончив передачу, передает освободившийся маркер соседу, переписав при этом значение резервного приоритета в поле приоритета маркера, резервный приоритет обнуляется. Поэтому при следующем проходе маркера по кольцу его захватит станция с наивысшим приоритетом.

32. Какое устройство в сетях Token Ring реализует все механизмы встроенной отказоустойчивости

Для контроля сети одна из станций выполняет роль так называемого активного монитора. Активный монитор выбирается во время инициализации кольца как станция с максимальным значением МАС-адреса. Если активный монитор выходит из строя, процедура инициализации кольца повторяется и выбирается новый активный монитор. Чтобы сеть могла обнаружить отказ активного монитора, последний в работоспособном состоянии каждые 3 секунды генерирует специальный кадр своего присутствия. Если этот кадр не появляется в сети более 7 секунд, то остальные станции сети начинают процедуру выборов нового активного монитора.

33. Какие разновидности кадров Token Ring относятся к подуровням LLC и МAC

Кадр данных может переносить либо служебные данные для управления кольцом (данные МАС-уровня), либо пользовательские данные (LLC-уровня).

Шесть типов управляющих кадров МАС-уровня:

Станция, которая впервые присоединяется к кольцу, посылает кадр «Тест дублирования адреса» (Duplicate Test, DAT), чтобы удостоверится, что ее адрес уникальный;

Активный монитор периодически посылает в кольцо кадр «Существует активный монитор» (Active Monitor Present, AMP), чтобы сообщить другим станциям о том, что он работоспособен;

Кадр «Существует резервный монитор» (Standby Monitor Present, SMP) отправляется станцией, не являющейся активным монитором;

Резервный монитор отправляет кадр «Маркер заявки» (Claim Token, CT), когда отказывает активный монитор, затем резервные мониторы договариваются между собой, какой из них станет новым активным монитором;

Станция отправляет кадр «Сигнал» (beacon frame) в случае возникновения сетевых проблем;

Кадр «Очистка» (Purge, PRG) используется новым активным монитором для очистки кольца.

34. Как обнаруживается сбой в сети FDDI

В стандартах FDDI уделяется много внимания различным процедурам, которые позволяют определить наличие отказа в сети, а затем произвести необходимую реконфигурацию. Сеть FDDI может полностью восстанавливать свою работоспособность в случае единичных отказов ее элементов. При множественных отказах сеть распадается на несколько не связанных сетей.

Для изоляции сбоев здесь используется метод, называемый «испусканием маяка». ПК, обнаруживший сбой, начинает посылать в сеть сигнал - маяк, до тех пор, пока не примет маяк от предшествующего в кольце ПК. Это продолжается, пока не останется одного, находящегося непосредственно за неисправным участком ПК, который не посылает маяк.

Когда посылающий маяк ПК примет наконец свой собственный маяк, он поймет, что неисправность была устранена, восстановит маркер, и сеть восстановится.

«Заворачивание маркера» - способ обеспечения отказоустойчивости системы, начинающий действовать в случае разрыва в одном из двух колец. Если в кольце происходит разрыв, то вначале идентифицируется отказавший домен (область, которая не может больше передавать данные). Отказавший домен включает в себя машину, ближайшую к разрыву кабеля, и ближайший узел в направлении движения маркера. «Заворачивание маркера» изменяет маршрут пакетов в двух рабочих станциях, ограничивающих отказавший домен.

35. Какова роль станций классов А и Б при ликвидации сбоя в сетях FDDI

Станции класса А, находящиеся по обе стороны обрыва, переконфигурируют путь циркуляции маркера и данных, подключая для этого вторичное волоконно-оптическое кольцо.

Выключение питания, отказ одной из станций класса В или обрыв кабеля от концентратора до этой станции будет обнаружен концентратором, и произойдет отключение станции от кольца.

36. Синхронная и асинхронная передача в сетях FDDI

Подключенные к сети FDDI станции могут передавать свои данные в кольцо в двух режимах - в синхронном и в асинхронном.

Синхронный: В процессе инициализации сети определяется ожидаемое время обхода кольца маркером - TTRT (Target Token Rotation Time). Каждой станции, захватившей маркер, отводится гарантированное время для передачи ее данных в кольцо. По истечении этого времени станция должна закончить передачу и послать маркер в кольцо.

Каждая станция в момент посылки нового маркера включает таймер, измеряющий временной интервал до момента возвращения к ней маркера - TRT (Token Rotation Timer). Если маркер возвратится к станции раньше ожидаемого времени обхода TTRT, то станция может продлить время передачи своих данных в кольцо и после окончания синхронной передачи. На этом основана асинхронная передача. Дополнительный временной интервал для передачи станцией будет равен разности между ожидаемым и реальным временем обхода кольца маркером.

37. Работа первичного кольца FDDI

Станция начинает передачу своих кадров данных, если она получила от предыдущей станции специальный кадр - токен доступа. После этого она может передавать свои кадры, если они у нее имеются, в течение времени, называемого временем удержания токена - Token Holding Time (THT). После истечения времени THT станция обязана завершить передачу своего очередного кадра и передать токен доступа следующей станции. Если же в момент принятия токена у станции нет кадров для передачи по сети, то она транслирует токен следующей станции.

Каждая станция в сети принимает передаваемые ей предшествующим соседом кадры и анализирует их адрес назначения. Если адрес назначения не совпадает с ее собственным, то она транслирует кадр своему последующему соседу. Если станция захватила токен и передает свои собственные кадры, то на протяжении этого периода времени она не транслирует приходящие кадры, а удаляет их из сети.

Если же адрес кадра совпадает с адресом станции, то она копирует кадр в свой внутренний буфер, проверяет его корректность (по контрольной сумме) и передает исходный кадр по сети последующей станции.

После этого кадр продолжает путешествовать по сети, транслируясь каждым узлом. Станция, являющаяся источником кадра для сети, ответственна за то, чтобы удалить кадр из сети после того, как он, совершив полный оборот, вновь дойдет до нее, проверяя при этом признаки кадра, дошел ли он до станции назначения и не был ли при этом поврежден.

38. Обеспечение отказоустойчивости сети FDDI

Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Использование двух колец - это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI. В случае какого-либо вида отказа, когда часть первичного кольца не может передавать данные, первичное кольцо объединяется со вторичным, образуя вновь единое кольцо.

Отказоустойчивость сетей FDDI обеспечивается за счет управления уровнем SMТ другими уровнями: с помощью уровня PHY устраняются отказы сети по физическим причинам (например, из-за обрыва кабеля), а с помощью уровня MAC - логические отказы сети (например, потеря нужного внутреннего пути передачи токена и кадров данных между портами концентратора).

39. Типы трафика FDDI

Синхронный трафик может потреблять часть общей полосы пропускания сети FDDI, равную 100 Mb/сек; остальную часть может потреблять асинхронный трафик.

Синхронная полоса пропускания выделяется тем станциям, которым необходима постоянная возможность передачи. Например, наличие такой возможности помогает при передаче голоса и видеоинформации. Другие станции используют остальную часть полосы пропускания асинхронно.

Распределение асинхронной полосы пропускания производится с использованием восьмиуровневой схемы приоритетов. Каждой станции присваивается определенный уровень приоритета пользования асинхронной полосой пропускания.

40. Стек протоколов FDDI

FDDI определяет протокол физического уровня и протокол подуровня доступа к среде (MAC) канального уровня.

Физический уровень разделен на два подуровня:

§ независимый от среды подуровень PHY (Physical) выполняет кодирование и декодирование данных, циркулирующих между МАС-уровнем и уровнем PMD, а также обеспечивает тактирование информационных сигналов.

§ зависящий от среды подуровень PMD (Physical Media Dependent), обеспечивает необходимые средства для передачи данных от одной станции к другой по оптоволокну.

Уровень MAC ответственен за управление доступом к сети, а также за прием и обработку кадров данных.

Уровень SMT выполняет все функции по управлению и мониторингу всех остальных уровней стека протоколов FDDI.

41. Порты FDDI

Порты сетевых устройств, подключаемых к сети FDDI, классифицируются на 4 категории:

А порты, В порты, М порты и S порты.

Портом А называется порт, принимающий данные из первичного кольца и передающий их во вторичное кольцо.

Порт В - это порт, принимающий данные из вторичного кольца и передающий их в первичное кольцо.

М (Master) и S (Slave) порт передают и принимают данные с одного и того же кольца. М порт используется на концентраторе для подключения Single Attached Station через S порт.

42. 4 свойства отказоустойчивости FDDI

1) Кольцевая кабельная система со станциями класса А отказоустойчива к однократному обрыву кабеля в любом месте кольца. Станции, находящиеся по обе стороны обрыва, переконфигурируют путь циркуляции маркера и данных, подключая для этого вторичное волоконно-оптическое кольцо.

2) Выключение питания, отказ одной из станций класса В или обрыв кабеля от концентратора до этой станции будет обнаружен концентратором, и произойдет отключение станции от кольца.

3) Две станции класса В подключены сразу к двум концентраторам. Этот специальный вид подключения называется Dual Homing и может быть использован для отказоустойчивого подключения станций класса В за счет дублирования подключения к основному кольцу. В нормальном режиме обмен данными происходит только через один концентратор. Если по какой-либо причине связь теряется, то обмен будет осуществляться через второй концентратор.

4) Выключение питания или отказ одной из станций класса А не приведет к отказу остальных станций, подключенных к кольцу, т. к. световой сигнал будет просто пассивно передаваться к следующей станции через оптический переключатель (Optical Bypass Switch).

43. Стек протоколов Fibre Channel

Волоконно-оптический канал Fibre Channel (FC) - схема соединения, поддерживающая не только собственный протокол, но также протоколы FDDI, SCSI, IP и некоторые другие. Fibre Channel представляет собой сверхвысокоскоростную (до 1 Гбит/с и выше) схему полнодуплексной передачи данных с малой задержкой (10-30 мкс) на расстояния до 10 км.

Fibre Channel составляет комплекс стандартов, которые представляются в виде пятиуровневой модели:

FC-3 - общие сервисы, описывает общие процедуры для таких особых ситуаций, как запись данных с чередованием на дисковый массив или многоадресная рассылка через видеосервер.

FC-4 - протокол отображения, обеспечивает преобразование различных сетевых протоколов и приложений.

Размещено на Allbest.ru