Jump to content

სტანდარტული ქსელები


Recommended Posts

თავი.6. სტანდარტული ქსელები

ლოკალური ქსელების შექმნის მომენტიდან დღემდე შემუშავებულ იქნა ასობით სხვადასხვა ქსელური ტექნოლოგია, მაგრამ მათგან გავრცელება ჰპოვა რამოდენიმემ. რაც დაკავშირებულია, უპირველეს ყოვლისა, ქსელის ორგანიზაციის პრინციპების სტანდარტიზაციის მაღალი დონით და მათი მხარდაჭერით ცნობილი კომპანიების მიერ.

განვიხილოთ ყველაზე პოპულარული სტანდარტული ლოკალური ქსელების აპარატურის ძირითადი თავისებურებები.

ცხრ. 6.1-ში მოცემულია სტანდარტული ლოკალური ქსელების მახასიათებლების კლასიკური ვარიანტები. ყველა სტანდარტულ ქსელს გააჩნია რამოდენიმე ვარიანტი, რომლებიც განსხვავდებიან გამოყენებული კაბელის ტიპით, გადაცემის სიჩქარით, ქსელის დასაშვები ზომებით

k52ji4pbuv25wfgec754.jpg

სტანდარტულ ქსელებს შორის ყველაზე ფართო გავრცელება ჰპოვა Ethernet ქსელმა. Pპირველად ის გამოჩნდა 1972 წელს (რომელიც შეიმუშავა კომპანია Xerox-მა). Qქსელი საკმაოდ წარმატებული აღმოჩნდა და 1980 წელს მხარი დაუჭირეს ცნობილმა კომპანიებმა, როგორიცაა DEC და Iნტელ (ამ კომპანიების გაერთიანებას დაერქვა DIX). M1985 წელს კი Ethernet გახდა საერთაშორისო სტანდარტი, რომელიც მიიღო უმსხვილესმა საერთაშორისო სტანდარტების ორგანიზაციამ: კომიტეტი 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) და ECMA (European Computer Manufacturers Association).

სტანდარტმა მიიღო სახელწოდება IEEE 802.3-ის სახით. ის განსაზღვრავს მრავალჯერად წვდომას სალტის ტიპის მონოარხთან, ამასთანავე აღმოაჩენს კონფლიქტებს და აკონტროლებს გადაცემას, ანუ CSMA/CD წვდომის მეთოდით.

IEEE 802.3 სტანდარტის მახასითებლები:

• ტოპოლოგია – სალტისებრი;

• გადამცემი გარემო – კოაქსიალური კაბელი;

• გადაცემის სიჩქარე – 10მბიტ/წმ;

• ქსელის მაქსიმალური სიგრძე – 5კმ;

• აბონენტების მაქსიმალური რაოდენობა – 1024-მდე;

• ქსელის სეგმენტის სიგრძე – 500მ-მდე;

• აბონენტების რაოდენობა ერთ სეგმენტზე – 100-მდე;

• წვდომის მეთოდი - CSMA/ჩD;

• მცირეზოლიანი გადაცემა, ე.ი. მოდულაციის გარეშე (მონოარხი).

Ethernet ქსელი ამჟამად ძალიან პოპულარულია მსოფლიოში (ბაზრის 90%-ზე მეტს იკავებს). მისი პოპულარობა გამოიწვია იმანაც, რომ თავიდანვე ქსელის მახასითებლები, პარამეტრები, და პროტოკოლები ღია იყო, რის შედეგადაც მწარმოებლების დიდი რიცხვი უშვებდა Ethernet-ის აპარატურას, რომლებიც ერთმანეთთან იყვნენ თავსებადი.

Ethernet კლასიკურ ქსელში გამოიყენებოდა 50-ომიანი კოქსიალური კაბელი ორი ტიპის (მსხვილი და წვრილი). თუმცა 90 წლებიდან ფართო გავრცელება ჰპოვა Ethernet-ის ვერსიამ ხვეული წყვილის ბაზაზე. აგრეთვე განსაზღვრულია სტანდარტი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის გამოყენებით. 1995 წელს შეიქმნა Eტჰერნეტ-ის უფრო სწრაფი ვერსიის სტანდარტი, რომელიც მუშაობდა 100მბიტ/წმ სიჩქარეზე (ე.წ. Fast Ethernet, სტანდარტი IEEE 802.3u), რომელიც გადამცემ გარემოდ იყენებს ხვეულ წყვილს ან ოპტიკურ-ბოჭკოვან კაბელს. 1997 წელს შეიქმნა ვერსია 1000მბიტ/წმ სიჩქარეზე (Gigabit Ethernet, სტანდარტი IEEE 802.3z).

სალტის სტანდარტული ტოპოლოგიის გარდა ძალიან ფართოდ გამოიყენება პასიური ვარსკვლავისა და პასიური ხის ტოპოლოგიები. Aამ შემთხვევაში გამოიყენება რეპიტერები და რეპიტერული კონცენტრატორები, რომლებიც აერთებენ ქსელის სხვადასხხა ნაწილებს (სეგმენტებს). რის შედეგადაც ფორმირდება ხისებრი სტრუქტურა სხვადასხვა ტიპის სეგმენტებზე (ნახ.6.1)

9r0p0pxqyaog15y6mc9k.jpg

სეგმენტად შეიძლება გამოყენებულ იქნას კლასიკური სალტე ანუ ერთეული აბონენტი. სალტური სეგმენტებისთვის გამოიყენება კოაქსიალური კაბელი, ხოლო პასიური ვარსკვლავის შემთხვევაში (კონცენტრატორთან კომპიუტერების შესაერთებლად) – ხვეული წყვილი და ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები. მთავარი მოთხოვნილებაა მოცემული ტოპოლოგიისადმი – არ იყოს მასში ჩაკეტილი გზები (პეტლები). Fფაქტიურად გამოდის, რომ ყველა აბონენტი მიერთებულია ფიზიკურ სალტესთან. რადგანაც სიგნალი ყოველი აბონენტიდან ვრცელდება ყველა მიმართულებით და უკან აღარ ბრუნდება (როგორც წრის შემთხვევაში).

კაბელის მაქსიმალური სიგრძე მთლიანობაში თეორიულად აღწევს 6.5 კმ-ს, მაგრამ პრაქტიკულად არ აღემატება 3.5 კმ-ს.

Fast Ethernet ქსელში სალტის ტოპოლოგია არ არის გათვალისწინებული, მასში გამოიყენება მხოლოდ პასიური ვარსკვლავი და ხე. Fast Ethernet ქსელში უფრო მკაცრი მოთხოვნებია ქსელის სიგრძის მიმართ. გადაცემის სიჩქარის 10-ჯერ გაზრდისას და პაკეტის ფორმატის დაცვისას, მისი მინიმალური სიგრძე 10-ჯერ მცირდება. ამასთანავე 10-ჯერ მცირდება ქსელში სიგნალის გავლის ორმაგი დროის დასაშვები სიდიდე (5,12მკწმ ნაცვლად 51,2მკწმ-ისა Eტჰერნეტ -ში).

ინფორმაციის გადასაცემად Ethernet ქსელში გამოიყენება მანჩესტერის კოდი.

წვდომა Ethernet ქსელში ხორციელდება შემთხვევითი CSMA/CD მეთოდით, რომელიც უზრუნველყოფს აბონენტების თანასწორობას. ქსელში გამოიყენება ცვალებადი სიგრძის პაკეტები შემდეგი სტრუქტურით (ნახ. 6.2) (რიცხვებით აღნიშნულია ბაიტების რაოდენობა).

b4rxe91qdz5rqlp125fw.jpg

Ethernet კადრი (ანუ პაკეტი პრეამბულის გარეშე) უნდა შეადგენდეს არაუმცირეს 512-ბიტიან ინტერვალს ანუ 51,2 მკწმ-ს (დაახლოებით ეს არის ქსელში გავლის ორმაგი დროის ზღვრული სიდიდე). გათვალისწინებულია ინდივიდუალური, ჯგუფური და ფართომაუწყებლობითი დამისამართება.

Ethernet პაკეტში შედის შემდეგი ველები:

• პრეამბულა, რომელიც შედგება 8 ბაიტისაგან, პირველი შვიდი წარმოადგენს კოდს 10101010, ხოლო უკანასკნელი – 10101011 კოდს. IEEE 802.3 სტანდარტში მე-8 ბაიტს უწოდებენ კადრის საწყისს (SFD – Start of Frame Delimiter) და წარმოქმნის პაკეტის ცალკეულ ველებს.

• მიმღების (გადამცემის) და გადამცემის (მიმღების) მისამართები შეცავენ 6 ბაიტს თითოეული, რომლებიც მინიჭება ხდება სტანდარტების მიხედვით. სამისამართო ველები მუშავდება აბონენტების აპარატურით.

• მართვის ველი (L/T – Length/Type) შეიცავს ინფორმაციას მონაცემთა ველის სიგრძეზე. მას შეუძლია აგრეთვე განსაზღვროს გამოყენებული პროტოკოლის ტიპი. თუ ამ ველის მნიშვნელობა 1500-ზე მეტი არ არის, მაშინ ის მიუთითებს მონაცემთა ველზე. თუ აღემატება, მაშინ ის განსაზღვრავს კადრის ტიპს. მართვის ველი მუშავდება პრგორამულად.

• მონაცემთა ველი უნდა შეიცავდეს 46-დან 1500 ბაიტამდე მონაცემებს. თუ პაკეტი შეიცავს 46 ბაიტზე ნაკლებ მონაცემებს, მაშინ მონაცემთა ველი ივსება ბაიტებით. IEEE 802.3 სტანდარტის მიხედვით პაკეტის სტრუქტურაში გამოიყოფა სპეციალური შევსების ველი (pad data – უმნიშვნელო მონაცემები), რომელსაც შეიძლება ჰქონდეს ნულოვანი სიგრძე, როცა მონაცემები საკმარისია (მეტია 46 ბაიტზე).

• საკონტროლო ჯამის ველი (FCS – Frame Check Sequence) შეადგენს პაკეტის 32-თანრიგა ციკლურ საკონტროლო კოდს (CRC), რომელიც ამოწმებს პაკეტის გადაცემის სისწორეს.

მაშასადამე, კადრის (პაკეტის პრეამბულის გარეშე) სიგრძე შეადგენს 64 ბაიტს (512 ბიტს). სახელდობრ ეს სიდიდე განსაზღვრავს ქსელში მაქსიმალურად დასაშვებ ორმაგ დაყოვნებას 512 ბიტიან ინტერვალში (51,2 მკწმ Ethernet-თვის ან 5,12 მკწმ-ს Fast Ethernet-თვის). სტანდარტის მიხედვით პრეამბულა შეიძლება შემცირდეს პაკეტის გავლისას სხვადასხვა ქსელურ მოწყობილობებში გავლისას, ამიტომაც მას არ ითვალისწინებენ. კადრის მაქსიმალური სიგრძე ტოლია 1518 ბაიტის (12144 ბიტის, ე.ი. 1214,4 მკწმ Ethernet-თვის ან 121,44 მკწმ-ს Fast Ethernet-თვის). ეს ძალიან მნიშვნელოვანია ქსელური მოწყობილობის ბუფერული მეხსიერების ზომის შესარჩევად და ქსელის ზოგადი დატვირთვის შესაფასებლად.

Pპრეამბულის ფორმატის შერჩევა შემთხვევითი არ არის. ერთიანებისა და ნულების (101010...10) მონაცვლეობა მანჩესტერის კოდში ხასიათდება იმით, რომ გადასვლები ამ შემთხვევაში მხოლოდ ბიტურ ინტერვალებში ხდება (საინფრომაციო გადასვლები). თავისთავად საკმარისია მიმღები დაყენდეს (დასინქრონდეს) ასეთი თანმიმდევრობით იმ შემთხვევაშიც თუ ის რამოდინიმე ბიტით მცირდება. ხოლო ორი ერთეული ბიტი (11) არსებითად განსხვავდება 101010...10 კომბინაციისგან (გადასვლები ხდება ბიტური ინტერვალების საზღვარზეც). Aამიტომაც უკვე დაყენებული მიმღები ადვილად არჩევს მათ და არჩევს სასრგებლო ინფორმაციის დასაწყისს (კადრის დასაწყისი).

Ethernet ქსელისთვის, რომელიც მუშობს 10 მბიტ/წმ სიჩქარით, სტანდარტი განსაზღვრავს ქსელის სეგმენტის ოთხ ძირითად ტიპს, რომლებიც ორიენტირებულია გადაცემის გარემოს სხვადასხვა ტიპებზე:

• 10BASE5 (მსხვილი კოაქსიალური კაბელი);

• 10BASE2 (წვრილი კოაქსიალური კაბელი);

• 10BASE-T (ხვეული წყვილი);

• 10BASE-FL (ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი).

სეგმენტის დასახელება მოიცავს სამ ელემენტს: ციფრი “10” ნიშნავს გადაცემის სიჩქარეს – 10 მბიტ/წმ, სიტყვა BASE – გადაცემას სიხშირეთა ძირითად ზოლში (ე.ი. მაღალსიხშირიანი სიგნალს მოდულაციის გარეშე), ხოლო ბოლო ელემენტი – სეგმენტის დასაშვებ სიგრძეს: “5” – 500მეტრს, “2” – 200მეტრს (უფრო სწორედ 185 მეტრს) ან კავშირის არხის ტიპს: “T”-ხვეული წყვილი ("twisted-pair"), "F" – ოპტიკურ-ბოჭკოვან კაბელს ("fiber optic").

ზუსტად ასევე Eტჰერნეტ ქსელისთვის, რომელიც მუშობს 100 მბიტ/წმ სიჩქარით (Fast Ethernet), სტანდარტი განსაზღვრავს ქსელის სეგმენტის სამ ძირითად ტიპს, ორიენტირებულს ინფორმაციის გადაცემის გარემოს სხვადასხვა ტიპებზე:

• 100BASE-T4 (გაოთხმაგებული ხვეული წყვილი);

• 100BASE-TX (გაორმაგებული ხვეული წყვილი);

• 100BASE-FX (ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი).

Aაქ ციფრი “100” ნიშნავს გადაცემის სიჩქარეს - 100 მბიტ/წმ, “თ”-ხვეული წყვილს ("twisted-pair"), "F" – ოპტიკურ-ბოჭკოვან კაბელს ("fiber optic"). 100BASE-TX და 100BASE-FX ზოგჯერ ერთიანდებიან 100BASE-X- ის ქვეშ, ხოლო 100BASE-T4 და 100BASE-TX - 100BASE-T –ის ქვეშ.

Ethernet-ის ტექნოლოგიები ვითარდება და ძველი სტანდარტებისგან საკმაოდ განსხვავდება. Aახალი გადაცემის გარემოსა და კომუტატორების გამოყენება არსებითად ზრდის ქსელის მაშტაბებს. მანჩესტერის კოდის ხმარებიდან ამოღება (Fast Ethernet და Ggigabit Ethernet ქსლებში) ზრდის მონაცემთა გადაცემის სიჩქარეს და ამცირებს მოთხოვნებს კაბელის მიმართ. CSMA/CD მართვის მეთოდის ხმარებიდან ამოღება (გაცვლის სრულ დუპლექსურ რეჟიმში) საშუალებას იძლევა მკვეთრად გაზარდოს მუშაობის ეფექტურობა და მოიხსნას შეზღუდვა ქსელის სიგრძეზე. ქსელის ახალ სახეცვლიბებესაც Ethernet –ს უწოდებენ.

  • Upvote 1
Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.