PTS. Podstawy Technik Sieciowych. Podstawy UŜytkowania Sieci Komputerowych. część 1. Elementy warstw niŝszych. materiały pomocnicze do zajęć

Transkrypt

1 Kliknij, WyŜsza aby edytować Szkoła Informatyki styl wzorca w tytułu Łodzi, Wydział Zamiejscowy w Bydgoszczy dr inŝ. Mirosław Maszewski Podstawy UŜytkowania Sieci Komputerowych PTS Podstawy Technik Sieciowych część 1. Elementy warstw niŝszych materiały pomocnicze do zajęć Bydgoszcz, 2003 r. Sieci Komputerowe M. Maszewski 1

2 Struktury okablowania sieci komputerowych Kable teleinformatyczne są elementem okablowania strukturalnego, które ma na celu umoŝliwienie przyłączenia do sieci znajdujących się w pomieszczeniach biurowych komputerów, telefonów, telefaksów oraz wideotelefonów. Dalszym, kolejnym etapem okablowania jest podłączenie terminali ISDN w rozwiązaniu wąsko i szerokopasmowym. Okablowanie oparte jest na trójstrefowej koncepcji składającej się z: strefy pierwszej - połączenia zewnętrzne realizowane są kablami optotelekomunikacyjnymi kanałowymi, ziemnymi i nadziemnymi strefy drugiej - połączenia pionowe(lokalne, piętrowe w budynku) wykonywane są kablami optotelekomunikacyjnymi stacyjnymi jednodomowymi i wielodomowymi albo kablami symetrycznymi - teleinformatycznymi. strefy trzeciej - połączenia poziome (m. In. Podłączenia urządzeń końcowych) wykonywane są kablami symetrycznymi - teleinformatycznymi Podłączenia te, w szczególności strefy 2 i 3, są wykonywane najczęściej w oparciu o kabel teleinformatycznych kategorii 5 typu UTP, FTP, STP czy SSTP skręcony z 4 par. UTP - kable nieekranowane FTP - kable ekranowane taśmą AL. STP - kable ekranowane taśmą AL. Wraz z oplotem z drutów CuSn SSTP - kaŝda para ekranowana taśmą AL. Oraz oplot z drutów CuSn na środku Sieci Komputerowe M. Maszewski 2

3 Ogólny schemat ideowy okablowania strukturalnego Sieci Komputerowe M. Maszewski 3

4 Podstawowe rodzaje typów kabli stosowanych w sieciach LAN Sieci Komputerowe M. Maszewski 4

5 Kable miedziane Sieci Komputerowe M. Maszewski 5

6 Okablowanie sieci komputerowych - miedziane kable skręcane Pozwala to na realizację wielu równoległych połączeń pomiędzy pomieszczeniami a centralnymi węzłami sieci. Daje to moŝliwości transmisji z bardzo dobrą jakością głosu w postaci analogowej i cyfrowej, danych z małą i bardzo duŝą prędkością (systemy ETHERNET, TOKEN RING, ATM i inne), obrazów wideo (telewizja o duŝej rozdzielczości - HDTV) oraz wykorzystanie w zakładowych systemach bezpieczeństwa. Kable teleinformatyczne symetryczne zaleŝnie od przepływności binarnej podzielono na kategorie: Kategoria Przepływność binarna 1 i 2 Systemy akustyczne 3 Do 10 Mbit/s 4 Do 16 Mbit/s 5 Do 100 Mbit/s 6,7 pow. 100 Mbit/s Sieci Komputerowe M. Maszewski 6

7 Specyfikacja techniczna kabla UTP Konstrukcja: przewodnik: Ŝyła miedziana o średnicy 0,5 mm średnica na izolacji: 0,96 mm liczba par: 4 kolory Ŝył w parach: biała/niebieska, biała/pomarańczowa, białą/zielona, biała/brązowa powłoka z PCV maksymalna średnica kabla: 5,2 mm nadruk na powłoce: kabel UTP 4x2x0,5 Kat 5. Parametry mechaniczne: waga: 32 kg/km maksymalna siła naciągu układanego kabla: 120 N minimalny promień gięcia: 4 średnice kabla temperatura pracy kabli: -20 do +60 C temperatura układania kabli: 0 do 50 C Parametry elektryczne: impedancja falowa: 100 Ω rezystancja torów transmisyjnych: < 192 Ω/km Sieci Komputerowe M. Maszewski 7

8 Specyfikacja techniczna kabla FTP Konstrukcja: przewodnik: Ŝyła miedziana o średnicy 0,5 mm średnica na izolacji: 1,00 mm liczba par: 4 kolory Ŝył w parach: biała/niebieska, biała/pomarańczowa, białą/zielona, biała/brązowa skręcony ośrodek pokryty wzdłuŝnie 2 taśmami taśma estrofolowa: Φ 25 mm taśma Al/PE aluminium do środka: Φ 25 mm Ŝyła uziemiająca Φ 0,5 mm ocynowana ułoŝona wzdłuŝnie pomiędzy taśmami powłoka z PCV maksymalna średnica kabla: 5,6 mm nadruk na powłoce: kabel FTP 4x2x0,5 Kat 5. Parametry mechaniczne: waga: 37 kg/km maksymalna siła naciągu układanego kabla: 120 N minimalny promień gięcia: 4 średnice kabla temperatura pracy/układania kabli: C/ C Parametry elektryczne: impedancja falowa: 100 Ω rezystancja torów transmisyjnych: < 192 Ω/km Sieci Komputerowe M. Maszewski 8

9 Specyfikacja techniczna kabla STP Konstrukcja: przewodnik: Ŝyła miedziana o średnicy 0,5 mm średnica na izolacji: 1,00 mm liczba par: 4 kolory Ŝył w parach: biała/niebieska, biała/pomarańczowa, biała/zielona, biała/brązowa skręcony ośrodek pokryty wzdłuŝnie 2 taśmami taśma estrofolowa: Φ 25 mm taśma Al/PE aluminium do środka: Φ 25 mm dodatkowo ośrodek pokryty oplotem z drutów CuSn Ŝyła uziemiająca Φ 0,5 mm ocynowana ułoŝona wzdłuŝnie pomiędzy taśmami powłoka z PCV maksymalna średnica kabla: 7,0 mm nadruk na powłoce: kabel STP 4x2x0,5 Kat 5. Parametry mechaniczne: waga: 61 kg/km maksymalna siła naciągu układanego kabla: 120 N minimalny promień gięcia: 4 średnice kabla temperatura pracy/układania kabli: C/ C Parametry elektryczne: impedancja falowa: 100 Ω rezystancja torów transmisyjnych: < 192 Ω/km Sieci Komputerowe M. Maszewski 9

10 Specyfikacja techniczna kabla SSTP Konstrukcja: przewodnik: Ŝyła miedziana o średnicy 0,6 mm średnica na izolacji: 1,40 mm liczba par: 4 kolory Ŝył w parach: biała/niebieska, biała/pomarańczowa, biała/zielona, biała/brązowa na kaŝdą skręconą parę nałoŝona wzdłuŝnie folia poliestrowa pokryta AL o szerokości 12 mm skręcony ośrodek pokryty oplotem z drutów CuSn Ŝyła uziemiająca Φ 0,5 mm ocynowana ułoŝona wzdłuŝnie pomiędzy taśmą a oplotem powłoka z PCV maksymalna średnica kabla: 8,4 mm nadruk na powłoce: kabel SSTP 4x2x0,5 Kat 5. Parametry mechaniczne: waga: 89 kg/km maksymalna siła naciągu układanego kabla: 120 N minimalny promień gięcia: 4 średnice kabla temperatura pracy/układania kabli: C/ C Parametry elektryczne: impedancja falowa: 100 Ω rezystancja torów transmisyjnych: < 133,2 Ω/km Sieci Komputerowe M. Maszewski 10

11 Standardy okablowania złączy dla sieci Ethernet W zakresie norm okablowania strukturalnego dla sieci komputerowej typu Ethernet obecnie stosuje się złącza typu RJ 45 dla kabli skręcanych kategorii 5 zarabiane w jednym z dwóch standardów. Standard T568A Pin Kolor kabla 1 biało-zielony 2 zielony 3 biało-pomarańczowy 4 niebieski 5 biało-niebieski 6 pomarańczowy 7 biało-brązowy 8 brązowy Standard T568B Pin Kolor kabla 1 biało-pomarańczowy 2 pomarańczowy 3 biało-zielony 4 niebieski 5 biało-niebieski 6 zielony 7 biało-brązowy 8 brązowy Sieci Komputerowe M. Maszewski 11

12 Kable Światłowodowe Sieci Komputerowe M. Maszewski 12

13 Umiejscowienie transmisji światłowodowej w widmie elektromagnetycznym Sieci Komputerowe M. Maszewski 13

14 Widmo tłumienności światłowodu krzemowego W transmisji światłowodowej stosuje się trzy okna optyczne (860, 1300, 1550 nm) o obniŝonym współczynniku tłumienia a dla włókna krzemowego. Do optycznej lokalizacji błędów stosuje sięświatło widzialne 670 nm, a dla dostępu sieciowego na małym dystansie promieniowanie 780 nm pochodzące z tanich laserów. Podczas testowania włókien światłowodowych w trakcie ich pracy (on-line monitoring) oraz w aplikacjach długodystansowych stosuje się lasery emitujące promieniowanie o długości fali 1625 nm. Sieci Komputerowe M. Maszewski 14

15 Rodzaje włókien światłowodowych Ze względu na atrakcyjną niską cenę włókna wielomodowe są uŝywane do aplikacji w sieciach LAN, podczas gdy droŝsze włókna jednomodowe są stosowane zasadniczo do przekazów telekomunikacyjnych wymagających duŝej szerokości pasma transmisyjnego oraz aplikacjach sieci WAN. Typowe długości pojedynczych odcinków kabli światłowodowych podano na następnym slajdzie. Sieci Komputerowe M. Maszewski 15

16 Zasięg i aplikacje włókien optycznych MoŜliwe do osiągnięcia odległości dla typowych aplikacji sieci LAN i WAN wielomodowe MM 850/1300 nm, przepływność około 10 Mbit/s jednomodowe SM 1300/1550 nm, przepływność około 10 Gbit/s jednomodowe SM 780 nm, przepływność około 10 Mbit/s Sieci Komputerowe M. Maszewski 16

17 Nadajnik i odbiornik światłowodowy Typy zastosowanego włókna krzemowego i charakterystyka widmowa uŝytego źródła światła określają podstawowe właściwości toru światłowodowego. Do transmisji światłowodowych jako źródła światła stosuję się: diody LED (Light Emitting Diode) uŝywane do transmisji na krótkich dystansach i przy niewielkich szybkościach przekazu, zwykle stosowane w sieciach LAN diody laserowe, przeznaczone głównie do transmisji długodystansowych o wysokiej przepływności przez jednomodowe włókna światłowodu SM. Dla tych aplikacji stosowane są zarówno lasery MLM jak i SLM. W zaleŝności od aplikacji światłowodowych dobiera się odpowiednie fotodetektory promienia laserowego wykorzystywane w odbiornikach transmisyjnych Si: Fotodetektory krzemowe są najlepszym rozwiązaniem w aplikacjach transmitujących sygnały w zakresie światła widzialnego (od 400 do 1000 nm) Ge: Detektory germanowe umoŝliwiają zadawalający odbiór we wszystkich trzech oknach optycznych włókna światłowodowego (od 750 do 1600 nm) InGaAs: Fotodetektory z arsenkiem galu i indu sąodpowiednie do wykrywania fal optycznych o długości > 1000 nm (szczególnie w 3 oknie światłowodu). Sieci Komputerowe M. Maszewski 17

18 Złącza światłowodowe W praktycznych zastosowaniach światłowodowych sieci teleinformatycznych zarówno LAN i WAN stosuje się dwa typy złączy: Złącza stykowe PC (identyfikacja przez kolor zielony) Złącza kątowo-stykowe APC (identyfikacja przez kolor niebieski) Sieci Komputerowe M. Maszewski 18

19 Optotelekomunikacyjny kabel stacyjny - jednowłóknowy Zastosowanie: przeznaczone są do transmisji sygnałów cyfrowych i analogowych w całym paśmie optycznym, wykorzystywanym w systemach transmisji danych, głosu i obrazu, stosowanych w teleinformatycznych sieciach lokalnych. przystosowane do układania w pomieszczeniach zamkniętych wykonywania połączeń między urządzeniami optoelektronicznymi liczba włókien: 1 Legenda: a) włókno optyczne b) tuba: φ 0,9 mm c) włókna aramidowe d) powłoka kabla Własności uŝytkowe: powłoka z PCV nadruk na powłoce: kabel YOTKS. Barwa powłoki ochronnej: Ŝółta - kable jednomodowe czerwona - kable jednomodowe z dyspersją pomarańczowa - kable wielomodowe (G/50) zielona - kable wielomodowe (G/62,5) Parametry mechaniczne: waga: 12 kg/km maksymalna siła naciągu układanego kabla: 400 N minimalny promień zginania: jednokrotnego : 15 średnic zewnętrznych kabla wielokrotnego : 20 średnic zewnętrznych kabla temperatura pracy/układania kabli: C / C Sieci Komputerowe M. Maszewski 19

20 Optotelekomunikacyjny kabel stacyjny - jednowłóknowy cd. Parametry transmisyjne: tłumienność jednostkowa: wielomodowe: 850 / ,0 / 0,8 [db / km] jednomodowe: 1300 / ,35 / 0,25 [db / km] Parametry dodatkowe: maksymalna średnica zewnętrzna kabla: 3,0 mm standardowa długość odcinka fabrykacyjnego: 500 m pakowanie : bębny drewniane specyfikacja oznaczania Y - Powłoka polwinitowa (nierozprzestrzeniająca płomienia) OTK - Optotelekomunikacyjny kabel S - Stacyjny kabel 1 - jedno włókno światłowodu (kabel simplex) J - rodzaj światłowodu J - jednomodowy JP - jednomodowy z przesuniętą dyspersją G/50 - wielomodowy 50/125 um G/62,5 - wielomodowy 62,5/125 um -3,0 - wymiar zewnętrzny kabla: 2,5; 2,8; 3,0 mm Sieci Komputerowe M. Maszewski 20

21 Optotelekomunikacyjny kabel stacyjny - dwuwłóknowy Zastosowanie: przeznaczone są do transmisji sygnałów cyfrowych i analogowych w całym paśmie optycznym, wykorzystywanym w systemach transmisji danych, głosu i obrazu, stosowanych w teleinformatycznych sieciach lokalnych. przystosowane do układania w pomieszczeniach zamkniętych wykonywania połączeń między urządzeniami optoelektronicznymi liczba włókien: 2 Legenda: a) włókno optyczne b) tuba: φ 0,9 mm c) włókna aramidowe d) powłoka kabla Własności uŝytkowe: powłoka z PCV nadruk na powłoce: kabel YOTKS. Barwa powłoki ochronnej: Ŝółta - kable jednomodowe czerwona - kable jednomodowe z dyspersją pomarańczowa - kable wielomodowe (G/50) zielona - kable wielomodowe (G/62,5) Parametry mechaniczne: waga: 24 kg/km maksymalna siła naciągu układanego kabla: 800 N minimalny promień zginania: jednokrotnego : 15 średnic zewnętrznych kabla wielokrotnego : 20 średnic zewnętrznych kabla temperatura pracy/układania kabli: C / C Sieci Komputerowe M. Maszewski 21

22 Optotelekomunikacyjny kabel stacyjny - dwuwłóknowy cd. Parametry transmisyjne: tłumienność jednostkowa: wielomodowe: 850 / ,0 / 0,8 [db / km] jednomodowe: 1300 / ,35 / 0,25 [db / km] Parametry dodatkowe: maksymalna średnica zewnętrzna kabla: 6,0 x 3,0 mm standardowa długość odcinka fabrykacyjnego: 500 m pakowanie : bębny drewniane specyfikacja oznaczania Y - Powłoka polwinitowa (nierozprzestrzeniająca płomienia) OTK - Optotelekomunikacyjny kabel S - Stacyjny kabel 2 - dwa włókna światłowodu (kabel duplex) J - rodzaj światłowodu J - jednomodowy JP - jednomodowy z przesuniętą dyspersją G/50 - wielomodowy 50/125 um G/62,5 - wielomodowy 62,5/125 um -6,0 - wymiar zewnętrzny kabla w mm Sieci Komputerowe M. Maszewski 22

23 Złącza światłowodowe typu simplex Złącza tego typu stosuje się dla zakończeńświatłowodowych kabli pojedynczych Sieci Komputerowe M. Maszewski 23

24 Złącza światłowodowe typu Duplex Złącza tego typu stosuje się dla zakończeńświatłowodowych kabli podwójnych Sieci Komputerowe M. Maszewski 24

25 Standardy światłowodowej transmisji cyfrowej w sieciach LAN Sieci Komputerowe M. Maszewski 25

26 Standardy światłowodowej transmisji cyfrowej w sieciach WAN Sieci Komputerowe M. Maszewski 26

27 Podstawowe elementy popularnych standardów sieci komputerowych Sieci Komputerowe M. Maszewski 27

28 Podstawowe elementy sieci komputerowych karty sieciowe koncentratory wzmacniające (repeater) koncentratory routery bridge gateway Sieci Komputerowe M. Maszewski 28

29 Karty sieciowe Karta sieciowa to płytka drukowana instalowana w wolnym gnieździe magistrali komputera. Składa się z kontrolera LAN, transformatora złącza sieciowego RJ-45 i\lub BNC, pamięci EEPROM oraz opcjonalnie pamięci FLASH NajwaŜniejszym z wymienionych elementów jest moduł kontrolera LAN. Odpowiednio wysoką prędkość transmisj (np. 100 Mbit/s) zapewnia scalenie w jednym układzie wszystkich elementów realizujących funkcje kontrolera. Takie rozwiązanie znacznie skraca długość połączeń między elementami wewnątrz kontrolera, a tym samym czas transmisji sygnałów. Kontroler LAN wykonany zwykle w technologii CMOS charakteryzuje się równieŝ małym poborem prądu. Karta sieciowa PCI Sieci Komputerowe M. Maszewski 29

30 Karty sieciowe (cd.) Po włączeniu komputera karta zostaje skonfigurowana według parametrów odczytanych z modułu pamięci EEPROM. Pamięć ta przeznaczona jest do przechowywania wszystkich parametrów konfiguracji zdefiniowanych przez uŝytkownika - full duplex, prędkość transmisji, inicjalizacja BootROM-u. Zadaniem transformatora jest zapewnienie izolacji pomiędzy kartą a okablowaniem sieciowym w celu ochrony kontrolera LAN przed przepięciami elektrycznymi. Karta sieciowa ISA Sieci Komputerowe M. Maszewski 30

31 Wzmacniak (repeater) Wzmacniak (repeater) jest względnie prostym urządzeniem, które wzmacnia sygnał wejściowy, nie zmieniając jego kształtu. Działa ono wyłącznie na poziomie warstwy 1 (fizycznej) modelu OSI. Sieci Komputerowe M. Maszewski 31

32 Koncentrator Jest bardzo podobny w swoim działaniu do repeatera. Jedyna w zasadzie róŝnica między nimi polega na tym, Ŝe koncentrator nie wzmacnia sygnału ani nie powtarza sygnałów. Koncentratory tego rodzaju słuŝą w zasadzie wyłącznie do łączenia wielu stacji roboczych, umoŝliwiając tworzenie sieci o topologii gwiazdy. Sieci Komputerowe M. Maszewski 32

33 Bridge Bridge (most) funkcjonuje jako samodzielne urządzenie, ale jest jednocześnie elementem składowym sieci. W modelu OSI most funkcjonuje w warstwie łącza danych. Za pomocą mostu moŝna połączyć dwa dowolne urządzenia spełniające specyfikacje podwarstwy MAC zawarte w normie IEEE 802 Most tworzy tor komunikacji pomiędzy dwoma lub większą liczbą segmentów sieci lub podsieci. Most umoŝliwia stacji działającej w jednej podsieci na przesyłanie komunikatu w trybie rozgłaszania do innej podsieci. Główne powody instalowania mostów to: Zwiększenie zasięgu lub liczby węzłów w całej sieci Zredukowanie nadmiarowego natęŝenia ruchu Łączenie róŝnych sieci Sieci Komputerowe M. Maszewski 33

34 Gateway Gateway to bramka będąca komputerem lub innym urządzeniem, działającym jako translator pomiędzy dwoma systemami posługującymi się odmiennymi protokołami, formatami struktur danych lub architekturą. RóŜnica pomiędzy bramą a mostem polega na tym, Ŝe most przepuszcza informacje pomiędzy dwoma systemami, nie dokonując konwersji. Brama zmienia natomiast strukturę pakietu na taką, która funkcjonuje w systemie przeznaczenia. Bramy działają w dowolnej warstwie wyŝszej od warstwy sieciowej modelu OSI. Sieci Komputerowe M. Maszewski 34

35 Router Jest to urządzenie posiadające umiejętność kierowania danych do wielu róŝnych sieci. Jego głównym zadaniem jest odczytywanie adresów z poszczególnych pakietów, tak aby wiedzieć gdzie je kierować. Router stara się przesłać kaŝdy pakiet do jego miejsca przeznaczenia najszybszą moŝliwą drogą,która niekoniecznie musi pokrywać się z drogą najkrótszą. Przekierowywanie pakietów między sieciami lokalnymi działa podobnie jak sortowanie przesyłek pocztowych, które pojadą do kilkudziesięciu miejsc przeznaczenia osiągalnych z danego urzędu poczty. Routery są nafaszerowane wiedzą o istniejących połączeniach,zazwyczaj są to bardzo mocne komputery mające zakodowane w swej pamięci tzw. tabele routingu, czyli informacje o wszystkich moŝliwych połączeniach w swoim zasięgu i ich stanie. Sieci Komputerowe M. Maszewski 35

36 Architektury popularnych standardów sieci komputerowych Sieci Komputerowe M. Maszewski 36

37 Architektura sieci typu CSMA/CD (Ethernet) Sieci Komputerowe M. Maszewski 37

38 Architektura sieci typu CSMA/CD (Ethernet) Technologia opracowywana w latach siedemdziesiątych ostatecznie standaryzowana w 1980 r w normie IEEE Obecnie jedna z najpopularniejszy technologii sieciowych. Sposób działania określa się skrótem CSMA/CD: KaŜda stacja widzi wszystkie przepływające ramki i muszą analizować nagłówek ramki w celu oceny czy dana ramka jest dla niej przeznaczona Stacja która zamierza nadawać nasłuchuje czy w sieci odbywa się ruch. Chcąc wysłać swoje dane, musi ona odczekać do momentu, kiedy w sieci nie ma Ŝadnego ruchu - (wykrycie braku nośnej w kanale transmisyjnym). Po rozpoczęciu nadawania stacja musi nadzorować sytuację w linii i w przypadku gdyby 2 stacje podjęły decyzję o nadawaniu informacji jednocześnie (kolizja) wówczas obie mają obowiązek zamilknąć i podjąć ponowną próbę nadawania po upływie pewnego czasu. Obecnie istnieją 3 technologie Ethernet: 10Base-2/5/T - przepływność 10 Mbit/s 100Base-T/FL - przepływność 100 Mbit/s (zwany Fast Ethernet) 1000Base-FL/T - przepływność 1 Gbit/s (zwany Gigabit Ethernet) Sieci Komputerowe M. Maszewski 38

39 Architektura sieci typu CSMA/CD (Ethernet) - ramka Adres stacji Adres stacji Preambuła Typ Dane FCS odbiorczej nadawczej Preambuła - zmieniający się ciąg jedynek i zer zawiadamiający stację odbiorczą o napływającej ramce Adresy stacji nadawczej i odbiorczej - 3 pierwsze bajty są związane z konkretnym dostawcą. Adres nadawczy musi być typu unicast. Adres odbiorczy moŝe być uni-, multilub broadcast. Typ - określa protokół wyŝszej warstwy do odbierania danych, oraz długość pola danych. Dane - pole informacji przeznaczonych dla wyŝszej warstwy protokołu transmisyjnego. FCS - sekwencja sprawdzania danych. Tworzona jest przez stację nadawczą i sprawdzana przez stację odbiorczą w celu kontroli poprawności przesyłanych danych. Sieci Komputerowe M. Maszewski 39

40 Architektura sieci typu Token Ring Sieci Komputerowe M. Maszewski 40

41 Architektura sieci typu Token Ring Technologia opracowywana w latach siedemdziesiątych przez firmę IBM ostatecznie standaryzowana w normie IEEE Obecnie najpopularniejsza technologia sieciowa IBM i druga w popularności po Ethernecie. Fizyczna konfiguracja sieci oparta jest na filozofii zamkniętej pętli. Urządzenia w poszczególnych węzłach sieci są tak zbudowane aby sieć działała nawet po odłączeniu końcówek z danego węzła. Token ring stosuje metodę dostępu nazywaną Token-passing. W pierścieniu sieci Token Ring krąŝy małą ramka zwana token (Ŝeton). Stacja sieciowa uzyskuje prawo do nadawania swojej informacji tylko wtedy gdy posiada token. Jeśli dowolna stacja sieciowa otrzymuje token, ale w tym momencie nie ma nic do nadawania to przesyłą go do następnej w kolejności stacji sieciowej. KaŜda stacja moŝe przetrzymywać token tylko przez określony czas. Stacja nadając informację pochodzącą od warstwy wyŝszej formuje odpowiednią ramkę informacyjną i wysyłą ją do pierścienia. PoniewaŜ w tym czasie w sieci nie przesyła się token-u (inne stacje nie mogą nadawać) nie występuje tu problem kolizji Sieci Komputerowe M. Maszewski 41

42 Architektura sieci typu Token Ring Ramka informacyjna, krąŝąc w pierścieniu osiąga wreszcie stację odbiorczą, która kopiuje zawartość pola informacyjnego do dalszego przetwarzania w warstwie wyŝszej. Ramka kontynuuje dalszą wędrówkę w sieci aŝ do momentu osiągnięcia stacji nadawczej. Tutaj zostaje usunięta z pierścienia. Inaczej niŝ w technologii CSMA/CD sieci Token Ring mają charakter deterministyczny, co oznacza moŝliwość wyznaczenia maksymalnego czasu który upłynie od momentu rozpoczęcia transmisji przez dowolną stację. Właściwość ta jest wielce przydatna w aplikacjach, w których opóźnienie musi być przewidywalne, np.: w sieciach przemysłowych wspomagających pracę urządzeń w fabrykach. Sieć Token Ring uŝywa systemu priorytetów zezwalającemu stacjom o wysokim priorytecie na częstsze uŝywanie sieci. W tym celu ramka została wyposaŝona w pola: priorytet i rezerwacja tokena. Stacja o wysokim priorytecie moŝe w swojej ramce informacyjnej ustawić pole rezerwacja i tym samym zarezerwować sobie token na następny obieg w pierścieniu. Oferowane szybkości tranmisji: 4 Mbit/s i 16 Mbit/s Sieci Komputerowe M. Maszewski 42

43 Architektura sieci typu Token Ring - ramka > Sterowanie Sterowanie Adres stacji Adres stacji Stan Start Dane FCS End dostępem ramką odbiorczej nadawczej ramki Start - alarmuje kaŝdą stację o nadejściu ramki Sterowanie dostępem - zawiera informacje o: priorytecie, rezerwacji, identyfikacji ramki (token - dane) Sterowanie ramką - określa czy ramka ma charakter danych czy informacji sterującej. Adresy stacji nadawczej i odbiorczej - 6 bajtowe pola adresowe określające nadawcę i odbiorcę informacji. Dane - pole informacji przeznaczonych dla wyŝszej warstwy protokołu transmisyjnego. FCS - sekwencja sprawdzania danych. Tworzona jest przez stację nadawczą i sprawdzana przez stację odbiorczą w celu kontroli poprawności przesyłanych danych. End - sygnalizuje koniec tokena i logiczną sekwencję ramek. Stan ramki - 1 bajtowe pole kończące ramkę typu: dane Sieci Komputerowe M. Maszewski 43

44 Architektura sieci typu Token Bus Sieci Komputerowe M. Maszewski 44

45 Architektura sieci typu Token Bus Technologia opracowywana w latach siedemdziesiątych ostatecznie standaryzowana w normie IEEE Fizyczna konfiguracja sieci to połączenie filozofii struktury magistrali z sieci CSMA/CD z logiczną ideą przekazywania token-a. Urządzenia w poszczególnych węzłach sieci są tak zbudowane aby sieć działała nawet po odłączeniu końcówek z danego węzła. Token Bus stosuje równieŝ metodę dostępu nazywaną Token-passing, co pozwala na przesyłanie w sieci tylko jednego sygnału w tym samym czasie. Dzięki temu unika się problemu kolizji występującego w sieci Ethernet. Oferowane w tej technologii przepływności: 1, 5, 10 Mbit/s Zaletą sieci Token Bus jest znacznie łatwiejsza do implementacji struktura okablowania magistralowego niŝ sieć typu pierścień. PoniewaŜ jednak sieć ta musi logicznie implementować strukturę pierścienia okupione to jest większym narzutem przetwarzanych informacji w węzłach związanym z koniecznością przechwytywania i regenerowania tokena zanim zostanie on przesłany dalej w sieci. Rozwiązanie to jest mało znane i głównie implementowane w przemysłowych sieciach sterowania procesami automatycznymi w fabrykach. Sieci Komputerowe M. Maszewski 45

46 Architektura sieci typu FDDI (łącza światłowodowe) Sieci Komputerowe M. Maszewski 46

47 Architektura sieci typu FDDI (łącza światłowodowe) Technologia opracowywana w połowie lat osiemdziesiątych przez Amerykański instytut standaryzacji ANSI, a następnie umiędzynarodowiona przez ISO. Technologia jest obecnie często uŝywana do budowy sieci lokalnych i szkieletowych wymagających duŝych prędkości transmisji przy większych odległościach niŝ standardy oparte na okablowaniu miedzianym. Podstawowe zalety to : duŝa przepływność przy wysokiej niezawodności duŝe odległości pomiędzy stacjami odporność na zakłócenia elektromagnetyczne i róŝnice fazy napięcia sieciowego Parametry: przepływność : Metoda dostępu: Medium transmisyjne : Topologia: 100 Mbit/s Token Passing kabel światłowodowy podwójny pierścień (Dual-Ring) Sieci Komputerowe M. Maszewski 47

48 Architektura sieci typu FDDI (łącza światłowodowe) W technologii FDDI stosuje się topologie podwójnego pierścienia, czyli struktury składającej się z dwóch róŝnych fizycznie pierścieni światłowodowych. Oznaczenie kodowe technologii 100BaseFL Ruch ramek w kaŝdym z nich odbywa się w przeciwnym kierunku. Pierwszy z pierścieni nazywamy podstawowym (Primary ring), a drugi dodatkowym (Secondary ring). W czasie normalnej pracy pierścień podstawowy słuŝy do transmisji danych, a pierścień dodatkowy jest nieczynny. Zasadniczym celem podwójnego pierścienia jest zapewnienie wysokiej niezawodności. W przypadku uszkodzenia pierścienia podstawowego pracę przejmuje pierścień dodatkowy gwarantując poprawności pracy sieci. W zaleŝności od zastosowanego kabla światłowodowego FDDI oferuje następujące odległości między krańcowymi stacjami w pierścieniu: kabel wielomodowy - 0,4-2 km kabel jednomodowy km Jako nadajniki dla włókien wielomodowych stosuje się diody LED, natomiast dla włókien jednomodowych stosuje się laser. Sieci Komputerowe M. Maszewski 48

49 Architektura sieci typu FDDI (łącza światłowodowe) - ramka Preambuła Start Sterowanie ramki Preambuła Preambuła - unikalna sekwencja przygotowująca kaŝdą stację do przyjęcia ramki Start - wskazuje początek ramki wzorem sygnalizacyjnym Sterowanie ramką - wskazuje rozmiar pól adresowych, rodzaj danych i informacje ster. Adresy stacji nadawczej i odbiorczej - 6 bajtowe pola adresowe określające nadawcę i odbiorcę informacji. Dane - pole informacji przeznaczonych dla wyŝszej warstwy protokołu transmisyjnego. FCS - sekwencja sprawdzania danych. Tworzona jest przez stację nadawczą i sprawdzana przez stację odbiorczą w celu kontroli poprawności przesyłanych danych. End - sygnalizuje koniec tokena i ramki Adres stacji Adres stacji odbiorczej nadawczej Token Start Sterowanie ramki Dane FCS Koniec Koniec Status ramki Stan ramki -pozwala stacji nadawczej określić czy wystąpił błąd i czy stacja odbiorcza rozpoznała i skopiowała pole informacyjne ramki. Sieci Komputerowe M. Maszewski 49