|
Politica de confidentialitate |
|
• domnisoara hus • legume • istoria unui galban • metanol • recapitulare • profitul • caract • comentariu liric • radiolocatia • praslea cel voinic si merele da aur | |
Retele locale de mare viteza HSLAN | ||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
Competitia intre proiectantii si fabricantii de elemente pentru retelele locale, competitie destinata cresterii vitezei de transmisie, a fiabilitatii retelelor, dar si a mentinerii costurilor in domenii abordabile, este in plina desfasurare. Sunt numeroase propuneri pentru dezvoltarea de retele locale de mare viteza, numite HSLAN (High Speed LAN). In general aceste propuneri pot fi impartite in doua mari grupe:
Retelele FDDI au fost prezentate in capitolul ..., reteaua DTR in capitolul ..., iar elementele de baza ale tehnologiei ATM si realizarea emularii LAN au fost prezentate de capitolul ... In continuare se prezinta celelalte variante de HSLAN. Pentru dezvoltarea standardelor in domeniul retelelor de mare viteza, organizatia IEEE a decis constituirea a doua noi grupuri de lucru, grupul 802.12, pentru dezvoltarea retelei 100BaseVG si grupul 802.13, pentru retea 100BaseX.
Reteaua 100BaseVG
Reteaua 100BaseVG este o retea ce opereaza la 100Mbps, in banda de baza, folosind ca medii de comunicatie cablul UTP cu 4 perechi de fire, categoria 3 (Voice Grade), de categoriile 4 si 5, dar prevede operarea si pe cablu STP cu doua perechi de fire sau pe cablu optic. Tehnologia 100VG-AnyLAN, cum mai este denumita, prevede posibilitatea folosirii regulilor de proiectare (formate de pachete compatibile) si a topologiilor de tip 10BaseT si Token Ring, cu implicatii in facilitarea procesului de ridicare a performantelor pentru numeroasele retele de acest tip existente. O retea 100BaseVG prezinta o topologie; radacina arborelui este un concentrator central (hub), de la care pleaca legaturile catre noduri. Ca noduri, pot fi configurate simple statii, alte concentratoare sau echipamente de interconectare la retele de tip Ethernet, Token Ring (bridges), sau routere pentru accesul la retele WAN, sau interconectare cu retele ATM sau FDDI. Concentratorul central este un controller inteligent care gestioneaza reteaua prin efectuarea unui proces continuu de baleiere a ei, un proces de interogare de tip round-robin. Se determina astfel cererile de transmisie sau de servicii ale elementelor din retea. Concentratorul preia pachetele de la statiile sursa si le dirijeaza spre statiile destinatie intr-un mod sigur si coerent. Hubul poate fi configurat pentru a accepta si procesa atat pachete Ethernet 802.3, cat si 802.5. Deoarece concentratorul 100VG-AnyLAN poate fi folosit la diverse nivele ale arborelui topologic, el prevede un port pentru legatura ‘in sus’, catre nivelul superior si mai multe porturi pentru conexiunile ‘in jos’. Deasemenea intr-o retea, doar unul din concentratoare va fi programat in mod monitor, devenind radacina a arborelului topologic, celelalte vor opera in modul normal, prin care vor dirija pachete de la unul din porturile sale de intrare spre unul (sau mai multe) din porturile sale de iesire. Din punct de vedere arhitectural, al ierarhiei de protocoale, reteaua 100BaseVG prezinta urmatoarele nivele:
Stratul de acces la mediu MAC
Algoritmul de acces la mediu se bazeaza pe un mecanism de cerere serviciu, cererea avand atasata o prioritate. Protocolul DP (Demand Priority) se bazeaza pe faptul ca orice nod din retea, cand are de transmis date in retea, genereaza o cerere catre concentratorul, fie central (hub), daca este direct conectat la el, fie unul intremediar, cel la care este conectat. Cererea are atasata o prioritate. Prioritatea poate fi una normala (normal priority), pentru datele uzuale, sau poate fi de valoare ridicata (high priority), pentru pachete ce transporta informatii ale unor aplicatii cu timp critic (aplicatii de timp real, multimedia). Acordarea prioritatii se face de catre nivelele software superioare si este adusa la cunostinta nivelului MAC prin campurile corespunzatoare ale pachetelor. Concentratorul central va detine lista cu cererile de prioritate normala si lista separata a cererilor cu prioritate ridicata. Protocolul DP se bazeaza pe urmatoarele elemente:
Pentru o retea 100BaseVG, faza de initializare a retelei, numita LT (Link Training), are rol de initializare a hubului, a celorlalte noduri din retea si de verificare a conexiunilor. In acest sens se schimba intre hub si noduri o serie de pachete cu rol de test, prin care hubul ‘invata’ configuratia retelei (tipul nodului - concentrator, bridge, router, simpla statie-, modul de operare al nodului, adresele statiilor conectate). O faza de ‘training’ similara este initiata de fiecare nod care este atasat la retea, sau este demarata la reinitializarea retelei.
Substratul PMI
Functiile substratului fizic independent de mediu PMI (Physical Medium Independent) se refera la:
Aceste functii sunt impuse de mediul fizic folosit cu precadere de acest tip de retea; este vorba de cablul cu patru perechi de fire rasucite UTP, de categoriile 3 (numit voice grade), 4 si 5. Din aceasta cauza, cele patru perechi de fire rasucite formeaza patru canale de comunicatie, putand spune ca viteza globala de transmisie de 100Mbps se realizeaza prin cele patru canale, fiecare cu viteza de 25Mbps. Pentru punerea pe canal a informatiei, se strabat urmatorii pasi:
De remarcat ca daca se folosesc alte medii de transmisie, precum cablu STP cu doua perechi de fire sau cablul optic, sunt necesare scheme de multiplexare, implementate in stratul PMD, care convertesc cele patru canale in doua (cablu STP) sau un canal (cablu cu fibra optica mono sau multi-modala).
Substratul PMD
Substratul fizic dependent de mediu PMD (Physical Medium Dependent) asigura functii referitoare la multiplexarea canalelor (daca reteaua este implementata cu cablu STP sau fibra optica), codarea NRZ a datelor pentru transmitere, transmiterea si receptia datelor in mediu si controlul starii legaturii fizice intre nod si hub. Codarea NRZ este eficienta si sigura, codand un bit per perioada de ceas, dar mai ales asigura posibilitatea utilizarii cablurilor UTP-3, cu operarea in voice grade. De remarcat ca pentru asigurarea unei viteze de transmisie globale de 100Mbps, sau de 25Mbps pe fiecare canal, rata de codare trebuie sa fie de 30Mbps per canal, sau de 120Mbps pentru intreaga retea. O rata de codare de 30Mbps pe fiecare canal, necesita un semnal purtator de frecventa de 15MHz, la o asemenea frecventa interferenta intre perechile de fire si emisiile electromagnetice avand valori mici. Operarea in mediu (se intelege in primul rand cablu UTP categoriile 3,4,5) se poate face fie in modul semiduplex HDX (half-duplex), fie total duplex FDX (full-duplex). Controlul legaturii insa este obligatoriu sa se faca in mod FDX. Pentru aceasta, procedura de control a starii legaturii (Link-status Control) foloseste o combinatie de doua tonuri de joasa frecventa, combinatie ce codifica starea legaturii intre hub si nod. Fiecare ton consta dintr-un semnal de joasa frecventa, ce transmite un anumit sablon de biti (tonul T1 codifica un sablon de 16 biti consecutivi 1, urmati de 16 biti consecutivi 0, iar tonul T2 codifica un sablon de 8 biti consecutivi 1 urmat de 8 biti consecutiv 0). Tabelul ... prezinta definirea combinatiilor posibile:
Combinatia ‘Inactiv’ indica unui nod ca nu sunt pachete de receptionat de la hub, iar unui hub ii indica ca nodul nu are cereri de transmisie. Combinatia interpretata ca ‘sosire pachet de date’ indica ca exista date care sunt destinate acelui port, in consecinta statia (nodul) va sista emisia de tonuri pe canalele de receptie si va receptiona datele. Cererile de transmitere pachet (fie de prioritate normala, fie de prioritate ridicata) sunt emise de noduri si interpretate de hub. O cerere de initializare (Link training), codificata prin combinatia T2-T2, poate fi emisa atat de hub, cat si de nod.
Pentru impunerea noului tip de retea si asigurarea succesului comercial, multe retele (mai ales cele produse de Hewlett Packard) pot opera atat ca 100BaseVG, cat si ca o retea bazata Ethernet, precum 10BaseT. Cablarea retelei 100VG se face respectand normele EIA/TIA 568, prevazand o lungime de cablu UTP de maxim 100m, de maxim 150m pentru cablu STP si 2000m pentru o legatura pe fibra optica.
Reteaua Ethernet 100BaseX
Oricine utilizeaza in ziua de azi o retea Ethernet la 10Mbps (sunt peste 40 milioane utilizatori), ar dori cresterea performantelor sale, datorita noilor aplicatii, indeosebi aplicatii multimedia, care solicita o banda de frecventa superioara, deci operarea la viteza ridicata. Este normal ca un mare numar de firme constructoare, implicate in producerea de echipament Ethernet traditional, sa caute solutii pentru realizarea unei noi retele, tot de tip Ethernet, dar de viteza superioara. Deasemenea organizatiile de standardizare au creat grupuri speciale de lucru pentru reproiectarea unei retele Ethernet rapide. Astfel a fost creat grupul de lucru IEEE pentru elaborarea standardului 802.13 (pentru retea 100BaseX), precum si o asociatie (Fast Ethernet Alliance) pentru promovarea produselor si standardizarea in domeniul retelei Ethernet rapide. Mai populara decat numele 100BaseX este denumirea Fast Ethernet, utilizata cu precadere si in acest capitol. O retea de tip 100BaseX este bazata pe Ethernet, putand a fi numita Ethernet la 100Mbps sau Fast Ethernet. In esenta o retea Fast Ethernet utilizeaza aceeasi metoda de acces la mediu, aceleasi cabluri si conectori precum Ethernet traditional la 10Mbps, mai precis precum retelele 10BaseT sau 10BaseF. Cu mici exceptii este o retea Ethernet, dar de 10 ori mai rapida, cu parametri similari, dar cu valori de 10 ori mai mari sau mai mici. Iar pretul, astazi, este doar de doua ori mai mare! Fast Ethernet este definita pentru trei implementari fizice diferite:
Parametrul care s-a modificat esential pentru o retea Fast Ethernet fata de reteaua Ethernet la 10Mbps, este domeniul de coliziune. Aceasta are implicatii deosebite asupra topologiei posibile. Pentru o retea Ethernet traditionala, domeniul de coliziune (definit ca o retea CSMA/CD in care daca doua statii atasate incearca transmisie, va exista coliziune), este reprezentat de numarul de biti ce pot circula in mediu intr-un sens, si este de 256 biti. La o viteza de transmisie de 10 ori mai mare, domeniul de coliziune scade; practic, acesta se traduce prin faptul ca daca intr-o retea Ethernet la 10Mbps puteau exista patru repetoare (cinci segmente), la o retea Fast Ethernet nu ar mai putea exista decat unul sau cel mult doua repetoare intre segmentele retelei. Aceasta duce iminent la schimbarea topologiei, respectiv trebuie prevazute elemente care segmenteaza legaturile, pentru a nu exista mai mult de doua repetoare cascadate. Deci locul repetoarelor il iau unitatile de comutare de pachete (fie multi-port switched hub, fie bridge sau router), unitati care nu propaga semnalele de coliziune, deci separa domeniile de coliziune... vezi Tanenbaum. Daca retelele traditionale de tip CSMA/CD sau Token Ring sunt de tip ‘shared networks’, in sensul ca statiile conectate impart banda oferita de mediul de transmisie, tendinta actuala este pentru realizarea de retele care utilizeaza mediul in mod dedicat, fiind bazate pe legaturi punct-la-punct, cu posibilitati de comunicare full duplex. Aceasta se realizeaza prin utilizarea elementelor de comutare LAN, switch-uri LAN, elemente ce prevad posibilitatea comutarii foarte rapide a pachetelor de la un port al sau la altul (sunt de fapt echipamente bridge multiport). Astfel astazi notiunea Switched Ethernet are acoperirea. O alta modalitate de sporire a vitezei este folosirea acelor medii care permit operarea full-duplex FDX. Pentru retelele Ethernet cu legaturi FDX se recomanda utilizarea cablului UTP cu patru perechi, STP cu doua perechi si a fibrei optice.
Reteaua Gigabit Ethernet
Dezvoltarea retelelor Ethernet continua in acesti ani cu propunerea de standard si realizarea retelei Ethernet la 1000Mbps. Forte reunite ale IEEE, prin comitetul de lucru 802.3z sau 802.3ab si colective in cadrul organizatiei Fast Ethernet Alliance au pus in discutie deja o varianta de standard (standard draft) pentru reteaua 1000BaseT, bazata pe cablu cu perechi de fire rasucite sau retea 1000BaseLX, bazata pe fibra optica. Deoarece toate aceste retele poarta numele generic Gigabit Ethernet, se va folosi si aceasta denumire pe parcurs. Gigabit Ethernet defineste acelasi format de cadru, foloseste metoda de acces CSMA/CD, are aceleasi mecanisme de control si management ca reteaua traditionala, opereaza in mod FDX si ... de 100 ori mai repede. Ca medii fizice propuse, se preconizeaza utilizarea cu precadere a cablului cu perechi de fire rasucite de categoria 5, dar si folosirea noilor tipuri de cablu, aflate in curs de standardizare, de categoria 6 (suporta transmisie la 200MHz) si categoria 7 (poate transporta semnal la 600MHz). Reteaua, numita 1000BaseT, ar prevedea o lungime a cablurilor intre statii si concentrator de peste 100m, supunandu-se normelor EIA/TIA 568. Fibra optica constituie mediul pe baza caruia se vor realiza retele de tip 1000BaseCX, pentru interconectarea de clustere de echipamente, 1000BaseSX, pentru conectarea ‘pe orizontala’ intre cladiri si 1000BaseLX, pentru realizarea de legaturi de tip backbone pentru interconectarea diverselor retele.
Retele fara cablaj - WLAN (Wireless LANs)
Retelele nebazate pe cablaj (numite si retele fara fir), denumite prescurtat in continuare retele WLAN, au o dezvoltare importanta, datorata progreselor in comunicatiile digitale, comunicatiile mobile si tehnologia semiconductoarelor. Desi inca performantele WLAN sunt inferioarea retelelor cablate, ele constituie un complement la acestea. Ele au o dezvoltare si o utilitate similara cu cea avuta de echimapentele de calcul mobile, precum calculatoarele notebook sau laptop. Deci, ele prezinta diverse avantaje asupra celor bazate pe cablaj, si anume:
Necesitatea de a dezvolta un model de operare care sa asigure compatibilitatea intre diversii producatori de echipamente WLAN, a facut ca organizatiile de standardizare IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) si ETSI (European Telecommunications Standards Institute), sa organizeze un grup de lucru pentru elaborarea unui standard pentru WLAN, folosindu-se deasemenea experienta acumulata incadrul forumului WLI Forum (Wireless LAN Interoperability Forum). Astfel a aparut standardul 802.11, standard pentru retelele WLAN, comparat ca importanta cu standardul 802.3 pentru retelele LAN obisnuite. Dupa lungimea de unda folosita, retelele WLAN se pot considera a fi:
Standardul dezvoltat se ocupa in principal de doua nivele, dezvoltand protocoale specifice pentru nivelul:
WLAN bazat pe raze infrarosii
Pentru o retea WLAN avand nivelul fizic bazat pe folosirea razelor infrarosii, fiecare statie legata la LAN poseda un echipament de conectare (transceiver) alcatuit dintr-un LED (Light Emitting Diode) ce emite in infra-rosu, si o fotodioda functionand pe aceeasi lungime de unda. Se pot folosi trei moduri de conectare a statiilor:
Ultimele doua moduri folosesc pentru propagarea fascicolului luminos suprafete pentru reflectarea razelor infrarosii, fie suprafete pasive (precum tavanul sau peretii incaperii), cazul ultimei metode, fie active (numite sateliti), cu rol de amplificare si directionare a semnalului, cazul semi-difuziei. Aceste doua ultime metode sunt folosite la implementarea WLAN cu difuzie (broadcast), precum retele de tip Ethernet.
WLAN bazat pe unde radio in banda ISM
In spectrul electromagnetic, anumite bande de frecventa sunt alocate, prin reglementari internationale, unor aplicatii civile, in domeniul industrial, stiintific si medical, de unde vine si denumirea de banda ISM. In ultimii ani, operatorii WLAN au folosit intens aceste bande (pentru care nu este necesara licenta, singura restrctie este sa nu se emita la o putere superioara de 1W), ajungandu-se la un nivel de interferente ce coboara calitatea comunicatiei. S-a facut necesara utilizarea unei metode de modulare noi, folosita pana atunci doar pentru transmisiile militare, metoda numita modularea prin largirea spectrului (spread spectrum modulation). In esenta ea consta in raspandirea, distribuirea, energiei unui semnal de banda limitata, in cadrul unei bande mult mai largi, densitatea spectrala a energiei scazand. Se obtine astfel un semnal cu o energie inferioara celui a zgomotului de fond ambiental, deci semnalul devine imperceptibil, iar interferentele sunt minime. Standardul 802.11 defineste la nivel fizic doua tehnici pentru obtinerea unui semnal de banda limitata cu spectru largit:
La nivelul protocoalelor pentru accesul la mediu (protocoale MAC), standardul propune metoda accesului multiplu prin detectarea purtatoarei si evitarea coliziunii (CSMA/CA). Fiind un protocol bazat pe rezervare, nu pe concurenta, alocandu-se un punct central de control, metoda devine eficienta pentru aplicatiile WLAN, asigurand o utilizare eficienta a spectrului. Topologiile specificate de standard sunt dealtfel definite atat pe baza de statii pereche (retea ad-hoc, in care fiecare doua statii comunica intre ele in mod direct), cat si pe baza punctelor de acces, definite ca servere logice si indeplinind functii de interconectare a doua (sau mai multe ) statii WLAN sau de interconectare cu o retea LAN. Este de notat si faptul ca la nivelul MAC s-au proiectat algoritmi specifici retelelor WLAN, precum:
Nivelele superiare ale ierarhiei de protocoale nu sunt specificate, putandu-se opta pentru arhitectura dorita.
Bibliografie IEEE P802.11, Working Group for Wireless LANs. IEEE 802.11 Tutorial |
||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
Copyright© 2005 - 2024 | Trimite document | Harta site | Adauga in favorite |
|