2.2 Высокоскоростные сети.
Введение................................................................................................................... 2
АТМ.......................................................................................................................... 3
Модель STM............................................................................................................................................................................................... 4
Переход на ATM....................................................................................................................................................................................... 5
Статистическое мультиплексирование.............................................................................................................................................. 5
Типы сетевых пользовательских интерфейсов ATM...................................................................................................................... 5
Формат данных ATM.............................................................................................................................................................................. 6
Уровень протокола ATM........................................................................................................................................................................ 6
Физический уровень................................................................................................................................................................................. 6
Контроль прохождения данных........................................................................................................................................................... 6
100VG-AnyLAN....................................................................................................... 8
Топология................................................................................................................................................................................................... 8
Оборудование............................................................................................................................................................................................ 8
100VG-AnyLAN и модель OSI............................................................................................................................................................... 9
Кадр передачи 100VG-AnyLAN......................................................................................................................................................... 10
Физический уровень сетей 100VG-AnyLAN................................................................................................................................... 11
Управление передачей данных в сетях........................................................................................................................................... 11
Fast Ethernet........................................................................................................... 12
100BaseT - старший брат 10BaseT................................................................................................................................................... 12
СОХРАНЕНИЕ ПРОТОКОЛА............................................................................................................................................................. 13
ТРИ ВИДА FAST ETHERNET............................................................................................................................................................. 14
БЕГУН НА КОРОТКИЕ ДИСТАНЦИИ............................................................................................................................................ 14
КАК УСТАНОВИТЬ 100BASET........................................................................................................................................................ 15
ОБМАНЧИВАЯ БЫСТРОТА............................................................................................................................................................... 15
Сети Gigabit Ethernet............................................................................................ 16
Стандартизация Gigabit Ethernet...................................................................................................................................................... 16
СТАНДАРТЫ GIGABIT ETHERNET................................................................................................................................................ 17
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАДЕРЖКА............................................................................................................................................. 17
РАСШИРЕНИЕ НЕСУЩЕЙ................................................................................................................................................................. 18
БУФЕРНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ..................................................................................................................................................... 19
МЕХАНИЗМЫ КОНТРОЛЯ ПОТОКОВ.......................................................................................................................................... 19
ОСНОВНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................................................................................. 19
Гигабитное оборудование................................................................................................................................................................... 19
Где и как применять Gigabit Ethernet................................................................................................................................................ 20
Gigabit Ethernet на UTP......................................................................................................................................................................... 22
Проблемы Gigabit Ethernet................................................................................................................................................................... 22
ВЕРСТОВЫЕ СТОЛБЫ........................................................................................................................................................................ 24
FDDI........................................................................................................................ 25
Fibre Channel......................................................................................................... 26
Основы frame relay............................................................................................... 28
Проблемы стандартизации................................................................................................................................................................. 28
Логическая характеристика протокола FR.................................................................................................................................... 28
Процедурная характеристика протокола FR................................................................................................................................ 28
Управление доступом и защита от перегрузок............................................................................................................................. 29
Адресация в сетях FR............................................................................................................................................................................ 30
Интерфейс локального управления.................................................................................................................................................. 30
Логическая характеристика LMI...................................................................................................................................................... 31
Процедурная характеристика LMI................................................................................................................................................... 31
Некоторые дополнения........................................................................................................................................................................ 32
Коммутируемые виртуальные каналы............................................................................................................................................ 33
Ретрансляция кадров и речевой трафик.......................................................................................................................................... 33
Будущее высокоскоростных сетей...................................................................... 36
КОМУ ЭТО НУЖНО?........................................................................................................................................................................... 36
НАБИРАЯ СКОРОСТЬ......................................................................................................................................................................... 37
ПРОБЛЕМЫ РАССТОЯНИЯ............................................................................................................................................................... 38
КАЧЕСТВО УСЛУГ............................................................................................................................................................................... 39
ЧЕГО НАМ ЖДАТЬ?............................................................................................................................................................................. 40
Небольшая задержка............................................................................................................................................................................ 40
Выводы.................................................................................................................. 42
Новые требования к производительности сетей, предъявляемые современными приложениями, такими как мультимедиа, распределенные вычисления, системы оперативной обработки транзакций, вызывают насущную необходимость расширения соответствующих стандартов. Привычный десятимегабитный Ethernet, долгое время занимающий главенствующие позиции, во всяком случае, глядя из России, активно вытесняется более современными и существенно более быстрыми технологиями передачи данных.
На рынке высокоскоростных (более 100 Мбит/с) сетей, пару лет назад представленных лишь сетями FDDI, сегодня предлагается около десятка различных технологий, как развивающих уже существующие стандарты, так и основанных на концептуально новых. Среди них следует особо выделить:
· Старый добрый оптоволоконный интерфейс FDDI, а также его расширенный вариант, FDDI II, специально адаптированный для работы с информацией мультимедиа, и CDDI, реализующий FDDI на медных кабелях. Все версии FDDI поддерживают скорость обмена 100 Мбит/с.
· 100Base X Ethernet, представляющую собой высокоскоростной Ethernet с множественным доступом к среди и обнаружением коллизий. Данная технология - экстенсивное развитие стандарта IEEE802.3.
· 100Base VG AnyLAN, новую технологию построения локальных сетей, поддерживающую форматы данных Ethernet и Token Ring со скоростью передачи 100 Мбит/сек по стандартным витым парам и оптоволокну.
· Gigabit Ethernet. Продолжение развития сетей Ethernet и Fast Ethernet.
· ATM, технологию передачи данных, работающую как на существующем кабельном оборудовании, так и на специальных оптических линиях связи. Поддерживает скорости обмена от 25 до 622 Мбит/сек с перспективой увеличения до 2.488 Гбит/сек.
· Fibre Channel, оптоволоконную технологию с коммутацией физических соединений, предназначенную для приложений, требующих сверхвысоких скоростей. Ориентиры - кластерные вычисления, организация взаимодействия между суперкомпьютерами и высокоскоростными массивами накопителей, поддержка соединений типа рабочая станция - суперкомпьютер. Декларированы скорости обмена от 133 Мбит до гигабита в секунду (и даже более).
Заманчивы, но далеко не ясны очертания технологии FFOL (FDDI Follow on LAN), инициативы ANSI, призванной в будущем заменить FDDI с новым уровнем производительности 2.4 Гбайт/сек.
АТМ - ребенок телефонных компаний. Технология эта разрабатывалась далеко не в расчете на компьютерные сети передачи данных. ATM радикально отличается от обычных сетевых технологий. Основная единица передачи в этом стандарте - это ячейка, в отличие от привычного пакета. Ячейка содержит в себе 48 байт данных и 5 байт заголовка. Частично это необходимо, чтобы обеспечить очень маленькое время задержки при передачи мультимедийных данных. (Фактически, размер ячейки явился компромиссом между американским телефонными компаниями, которые предпочитают размер ячейки 64 байта, и европейскими, у которых он равен 32 байтам).
Устройства АТМ устанавливают связь между собой и передают данные по виртуальным каналам связи, которые могут быть временными или постоянными. Постоянный канал связи - это путь, по которому передается информация. Он всегда остается открытым вне зависимости от трафика. Временные каналы создаются по требованию и, как только передача данных заканчивается, закрываются.
С самого начала АТМ проектировался как система коммутации с помощью виртуальных каналов связи, которые обеспечивают заранее специфицированный уровень качества сервиса (Quality of Service - QoS ) и поддерживают постоянную или переменную скорость передачи данных. Модель QoS позволяет приложениям запросить гарантированную скорость передачи между приемником и источником, не обращая внимания на то, сколь сложен путь между ними. Каждый АТМ - коммутатор, связываясь с другим, выбирает такой путь, который гарантирует требуемую приложением скорость.