Главная Промышленная стандартизация



Цикл чтения может выполняться с вставлением тактов ожидания до появления сигнала готовности данных (RDYD) иа линии STAT1 (рис. 7.12). Цикл «чтеине-моднфнкация-запись» состоит из двух последовательных циклов чтения и записи с передачей адреса-в начале цикла.

Цикл передачи блока является обычным циклом записи, в ко* тором передается от 64 до 160 разрядов данных. Число передавае-мых32-разрядиых слов указывается во втором такте на линиях

7.6.3. Физическая реализация

Конструкция, в которой реализуется магистраль, использует принцип MICRAI (Micro CRate Interconnect). Объединительная панель выполнена на поверхности керамического цилиндра диаметром 20 мм и высотой 80 мм, в соединителях которого в радиальном направлении, под углом 15°, размещается до 13 модулей размером 125X80 мм. Через 35-контактный соединитель модуля передаются 15 линий интерфейса, пять или более линий питания и земли. Остальные контакты можно использовать для дополнительных связей модулей. Драйверы магистрали реализованы иа быстродействуюнщх КМОП-схемях.

Стандартные комнонеиты могут устанавливаться в модуле на некотором расстоянии от соединителя. Иа расстоянии 50 мм допускается установка элементов высотой 13 мм В 50-мнллнметровой зоне соединителя устанавливаются конденсаторы развязки питания и компоненты малой высоты, H,i задней стороне крейга ошывтнва-ется НСТ0Ч1И1К иитат1Я (5 В, 10 А), а снизу - блок вен;нляцш.

Глава 8

Интерфейсы и протоколы локальных вычислительных сетей

8.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

8.1.1. Основные понятия

Физическая среда (Transmission medium) - физический материал, но которому перемещаются данные между поцключеннымн станциями локальной вычислительной сети (ЛВС) (например, витая па ра. коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель).

Диспетчер станции - lll\CU (Station Management - МОТ)- концептуальный элемент управления станции, взаимодействующий со всеми уровнями станции и ответстветщый за установку и сброс управляющих параметров, получение отчетов об ошибочных ситуациях и определение необходимости подключения станций к магист» ради (кольцу или щине) и отключения их от магистрали.

Мост ЛВС (LAN Bridge) - устройство, соединяющее две ЛВС, которые используют один и тот же протокол управления логическим звеном., но, возможно, различные протоколы управления доступом к среде.

Шлюч ЛВС (LAN Gateway) - устройство, которое соединяет ЛВС с другой сетью (локальной нлн глобальной), нспользукицей другие протоколы.

Монитор (Monitor) - станция кольцевой сети, которая управляет инициализацией кольца, его реконфигурацией (подключением и отключением станций) и выполняет функции сбора и анализа ошибок.

Регенеративный повторитель (Regenerative repeater) - устройство, используемое для расширения топологии и взанмосвязаиностн сети за пределы, налагаемые одним сегментом физической среды, и выполняющее функции восстановления амплитуды, формы сигналов и, в некоторых случаях, добавления префиксов-заполнителей для компенсации потерь символов в предыдущих станциях и повторителях.

Распределитель (Head-end) - устройство в широкополосных ЛВС, принимающее сигналы из станции и ретра!тслирующее их всем другим станциям сети (ретрансляция может потребовать сдвига частоты).

Протокол управления доступом к среде (Medium Access Control Protocol)-протокол, управляющий достугом к физической среде и учитывающий топологические аспекты сети и особенности физической среды с целью обеспечения обмена дашшпш между станциями сети

Протокол управления логическим звеном (Logical Link Control Protocol) - протокол, управляющий нолученнсм кадров и их обменом между станция.ми независимо от способа коллективного исполь-зонання среды.

Широковещательная передача (Broadcast) - пере.тача кадра станцией ЛВС, который должен быть поспрн.ият всеми остальными станциями той же ЛВС.

Групповая передача (.Multicast) - передача станпнсй -ЛВС кадра, который должен быть воспр1н1Ят группой выбранных станций тон же ЛВС

Шинная сеть (Bus nelwork) - ЛВС, в которой имеется только один маршрут между любыми двумя станциями и в которой данные, нередавасмые любш") станцией, одинаково доступны всем другим станциям данной сети. Шинная сеть может иметь л1н:ейную, радиальную нли лревонндную конфигурацию.

Сеть коллсктизного доступа с опознаванием necyuieu и обнаружением конфликтов - КЦОиЮК (Carrier sense mulliple access with eolllsslon detection - CS.WA/CD) - шинная сеть, в которой протоко.п требует опознавания несущей для обн,-»ружеиия нередачн другой станции и конф;ликтьг разрешаются путем повторных передач кадра.

Кольцевая сеть (Rmg network) - ЛВС, обеспечивающая однонаправленную передачу данных между станциями по одной фнзиче-с;ой среде с возвратом даииых к передающей станции.

Звездно-кольцевая сеть (Star/ring network - кольцевая сеть с однонаправленной передачей, в которой несколько сгруппированных станций подключены к физической среде посредством интерфейсных людулей.

Кольцевая сеть с маркерным доступом -КМ.Л (Token-ring network) - кольцевая сеть, в которой используется процедура передачи маркера.

Кольцевая сеть с тактированным доступом - КТД (Slotted-ring network)-кольцевая сеть, в которой передача данных тактируется в регулярные интервалы времени синхронно для всех станций.



ЛВС основной полосы частот (Baseband LAN) - ЛВС, в которой данные кодируются и передаются без модуляции несущей.

Широкополосная ЛВС (Broadband LAN)-ЛВС, в которой нс-пользются методы уплотнения и модуляции.

Кадр данных (Frame)-форматированная битовая последовательность, которая содержит данные пользователя, управляющую информацию и передается между станциями кольца.

Кадр маркера (То1<еп) - форматированная битовая последовательность, передаваемая между станциями ЛВС шпнпого или кольцевого типа с целью упорядочешюй (в соответствии с адресами станций и приоритетностью данных) передачи станциям полномочий на доступ к физической среде.

процедура передачи маркера (Token passing procednre) - совокупность правил, в соответствии с которыми станция сети с передачей маркера получает, удерживает и передает маркер.

Станционная задержка (Station delay) - промежуток времени между моментом поступления последнего сигнала кадра управления доступом к среде (УДС) в интерфейс управления доступом станции и моментом выдачи первого символа этого кадра передатчиком стан-нни.

Период усечения кадра (Slot-time)-единица времени в сети шинного Tiuia со случайиы.м доступом (ШСД), которая зависит or реализации и в случае обнаружения конфликта используется для определения длительностей задержек, после которых можно осуществлять попытку повторных передач.

Усеченный экспоненциальный двоичный алгоритм отсрочки (Truncated binary exponential bacl<off) - алгоритм в сети ШСД, используемый для иланирования повторных передач после обиаруже-мня конфликта, при котором повторная передача задерживается иа период времени, вычисляемый ira основе периода yceneFiHH кадра и числа попыток повторной передачи.

Сигнал искажения (Jam signal)-битовая комбииацчя в сети ШСД, передавасмзя erainuiert с целью информирования всех остальных станций о налнчни ко11фликтной ситуации в физической среде.

Время ожидания ответа (Slot time) - максималыюс время в сети, щннпого г.!па с маркерным доступом (Ш.МД), в течение которого .лобая 113 станций должна ждать ответа от другой станции и кото-ioe вычисляется по следующей формуле: время ожидания ответа 1.авио п (((2 задсрлчка тракта перс-дачи + суммарная задержка всех -ппп;:й)-f запас ;адсжиости)/символьный интервал УДС + 7)/8), где - целое число; запас F[aдeжпocти не менее символьного интервала

:ДС.

Окно ответа (Response window)-базовая единица времени и сети ШМД, отсчитываемая станцией от момента окончания передачи кадра УДС до получения ответа от другой станции и равная времени ожидания ответа. Если станция, ожидающая ответа, обнаружит в интервале окна ответа передачу от другой станции, она не должна возобновлять свою передачу, пока не закончится прием передаваемых данных.

Задержка кругового обхода (Round-trip propagation time) - удвоенное время прохождения бита между двумя наиболее удаленными станциями шинной сети.

Кольцевая задержка (Ring latency) - время в сети КМД, измеряемое в битовых интервалах при данной скорости передачи, необходимое для однократного распространения сигналов по всему кольцу.

Это время слагается из задержки тракта передачи и суммы всех станционных задержек.

Модуляция сдвигом частоты (Frequency Shift Keying - FSK) - метод модуляцив сигналов, прн котором информация представляется несущей со сдвигом частоты передаваемого сигнала на одну из небольшого набора частот.

Фазонепрерывная нодуляция сдвигом частоты (Phase-continuous FSK) - разновидность модуляции сдвигом частоты, при которой изменение частоты сигналов осуществляется непрерывно (в отличие 07 скачкообразного перехода от одной частоты к другой, выполняемого, например, переключателем).

Фазокогерентная модуляция сдвигом частоты (Phase-coherent [SK) - разновидность модуляции сдвигом частоты, при которой две частоты совместно используются для одной скорости передачи дан-ь-ых, а переходы между этими частотами происходят при пересечении нулевого уровня cnniajiOM несущей.

Двубинарная амплитдуно-фазовая модуляция - двубинарная ЛФМ (Duobinary AM/PSK modulation) - вид модуляции, при которой данные предварительно кодируются и передаются в виде двубн-иарных импульсов, модулирующих по амплитуде и фазе несущую частоту. При этом приемники могут демодулировать и модулировать сигнал без необходимости восста1ювления фазы сигнала.

Многоуровневая двубинарная амплитудно-фазовая модуляция (Multi-level duobinary AM/PSK)-вид двубинарной АФМ, которая использует более двух различных уровней амп.штудиой модуляции.

Такт (Slot) - группа нз 40, .56, 72 или 88 последовательных битовых позиций потока битов, циркулирующая по кольцу сети КТД и вмещающая одни м:ти-пакет.

Тактовая группа (Slot structnre) - один ил!) иесколько последовательных тактов одинаковой длины, циркулирующих по кольну в сети КТД с пробелом (последог.ательиость бнт 0) между концом последнего такта группы и началом первого такта группы.

Мини-пакет (Mini-packet) -блок даииых в сети КТД, размещаемый в такте и используемый для переноса фрагментов кадров между узлами под управлением ООД.

Розетка сетевого соединителя (Ring connector socket) -розетка в сети КТД, с помощью которой к кольцу подсоедщшю гея станция, узел сети илч вилка связности.

Вилка сетевого соединителя (Ring connector plug)-соедннн-тельпая вилка в сети КТД иа стороне станции илн узла, обеспечивающая соединение с розеткой сетевого соединителя.

Вилка связности (Continuity phig)-соед1[1[[1тель!!ая вилка в сети КТД, обеспеЧ![вающая связность сети при отсутств;п1 устройств, подключаемых к розетке сетевого соединителя.

Логический сегмент кольца (Logical ring segment) -часть кольца в сети КТД, охватывающая одни илн несколько физических сегментов, соединенных вилками связности н расположенная между двумя розетками сетевого соединителя, к которым подключены повторители.

8.1.2. Развитие ЛВС и стандартизация

Локальная вычнслительиая сеть представляет собой в общем случае коммуникационную систему, которая принадлежит одной организации и позволяет прн помощи единой передающей среды сообщаться друг с другом однотипным или разнородным средствам вычислительной и микропроцессорной техники. Связь может осущест-



вляться также между различными аппаратными средствами: большими, малыми и мнкроЭВМ, специализированными процессорами, персональными ЭВМ, терминалами и терминальными станциими, различным периферийным оборудованием, накопителями на МД и МЛ, а также специализированными средствами (регистрирующие и копирующие устройства, графопостроители, устройства связи с объектом и т. д.).

При этом ЛВС обеспечивает простое и удобное объединение всех средств в пределах помещения, этажа, здания, производственного комплекса илн группы зданий.

При стандартизации ЛВС главным образом учитывают нх особенности и специфику применения. На верхних уровнях (начиная с транспортного) протоколы ЛВС близки к аналогичным протоколам эталоигюй модели ВОС МОС или совпадают с ними. На нижних уровнях (особенно на уровне звена данных и физическом) в значительной мере проявляется специфика ЛВС, обусловливающая разработки отдельных стандартов.

Работы по стандартизации ЛВС ведутся в нескольких ос1ювных направлениях (п основпом независимо): для крупных ЭВМ, для учреждений, для бытовых применений, для распределенных систем управления (РСУ) технологическими процессамч.

Стандартизацией ЛВС крупных ЭВ.М занимается комитет ХЗТ9.5 института ANSI. В 1982 г. комитет подготовил стандарт для ЛВС со скоростью 50 Мбит/с. Стандарт представлен в подкомитет МОС/ТК97/ПК13 н принят за основу прн разработке стандарта 9314 (в двух частях) по волоконно-оптическому 1Итерфейсу распределенных данных (ВИРД).

Одной нз первых приступила к разработке учрежденческих ЛВС фирма Xerox учредив консорциум Elhcrnet, в который кроме Xerox вошли фирмы Inlel и DEC. В 1980 г. консорциум пинустил документацию иа есть Elhcrnet, которая иа долгое время стала фактически стандартом для ЛВС инннюй конфигурации.

В 1980 г п институте IEEE организован комитет 802 по стандартизации ЛВС. Работы комитета проводятся п двух направлениях стандартизацни протоколов; шинной ЛВС на основе сети Ethernet и кольцевой ЛВС с маркерным доступом. Реззльтаты работ взяты МОС/ТК97/ПК6 за основу нрн разработке кемплекса международныч стандартов 8S02.I. .5, большинство нз которых находится в стадии завершення.

В Великобритании метод тактированного доступа к кольцу использован в ЛВС «Кембриджское кольцо» H,i5op национальных стандартов BSI но указанному методу представлен в МОС/ТК97/ПКЗ и принят в качестве исходной версии разрабатываемого стандарта S802.7.

В 1932 г. в работы по стандартизации ЛВС включился ТК24 ЕСМА, опубликовав стандарты ЕСМА-80, -81, -82 для ЛВС, аналогичной Ethernt, и впоследствии стандарты ЕСМА-89, -90 по методу, нередачи маркера.

Важным событием в разработке и стандартизации ЛВС стало создание фирмой IBM кольцевой сети с маркерным доступом с пропускной способностью 4 Мбит/с. Организация этой сети в основном аналогична стандарту МОС 8802.5.

Среди большого разнообразия используемых методов построения ЛВС наибольшее применение должны найти методы, принятые в качестве международных стандартов, поскольку они в течение многих лет исследовались в научных лабораториях, апробированы во мно-

гих странах и учитывают возможности дальнейшего развития ЛВС.

Перечень основных международных стандартов по ЛВС приведен в приложении 2. Структура разрабатываемых МОС стандартов и их расположение отиосителыю эталонной модели ВОС приведены на рис. 8.1. Стандартизуемые МОС типы ЛВС более подробно рассматриваются в § 8.2-8.5.

IEEE 802.1 "Введение в ЛВС"

1ЕЕЕ 802.2, ISO 8802.2 "Упраолеиие логическим звеном

IEEE 802.3, ISO S802.3, ECMA-SO, -81,82

ICEE802.4, ISO 8S02.4, C.CMA-SO ШГЛД

IEEE 602.5, ISO 8802.5,

ЕСМА-89 КМД

ISO 8802,7

Уровень эвена данных

Физический уровень

Рис. 8.1. Международные стандарты по ЛВС

8.1.3. Требования к ЛВС и их особенности

Осио»опи.1атающне требования к ЛВС, ориеитнрог1ащ1ым на передачу дыщых, сформулированы в 1981 г. комитетом IEEE и опубликованы в виде проекта стандарта. Последующая практика разработки и применения ЛВС в основном подтвердила правомерность этих требоваинн, хотя и внесла в них коррективы.

Прнвод1ьмый ниже перечень требовании к ЛВС основан на анализе упомянутых источнпков. Не все из иерсчисленных ниже требований япляются общими для всех типов ЛВС. Стенень выполнимости некоторых нз них существе1нк1 зависит от назначения, способов использования ЛВС и ряда друпгх факторов.

Общие требования:

выполнение разнообразных функций но передаче даиных, включая пересылку файлов, поддержку терм1Н1алов (в том числе высокоскоростных графических), электронную почту, обмен с внешними за-помииающ1М11 устройствами (ВЗУ), обработку сообщешш, доступ к файлам и базам данных, передачу речевых сообщении;

подключение большого набора стандартных и специальных устройств, в том числе: больших, малых и персональных ЭВМ, терминалов, ВЗУ, алфавитно-цифровых печатающих устройств (АЦПУ), графопостроителей, факсимильных устройств, оборудования контроля и управления и др.;

подключение как современных и перспективных, так и ранее разработанных устройств с различными программными средствами, архитектурой, принципами работы;

доставка пакетов адресату с высокой достоверностью с обеспечением виртуальных соединений и датаграммной службы;

обеспечение непосредственной взаимосвязи между подключенными устройствами без промежуточного накопления и хранения информации (возможны, однако, промежуточные функции преобразования протоколов, нли функции регистрации потока);

простота монтажа, модификации и расширения сети; подключе-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [48] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67


0.0218