Κεφάλαιο 12. Πρότυπα. Ανακεφαλαίωση Ερωτήσεις

Transcript

1 Κεφάλαιο 12 Πρότυπα Μάθηµα 12.1: Μάθηµα 12.2: Μάθηµα 12.3: Μάθηµα 12.4: Μάθηµα 12.5: Πρότυπα FDDI-I και FDDI-II Πρότυπο 100 Mbps Ethernet Πρότυπο 100Base-VGAnyLAN Πρότυπο Gigabit Ethernet Πρότυπο LATM Ανακεφαλαίωση Ερωτήσεις

2 Επιµέλεια : Αθανάσιος Ι. Μάργαρης (amarg@uom.gr) 126 Ερώτηση 1 η µέχρι τώρα? : Πόσες παραλλαγές του Ethernet έχετε γνωρίσει Απάντηση : Το πρότυπο τοπικών δικτύων Ethernet χρησιµοποιήθηκε για πρώτη φορά στα συνήθη τοπικά δίκτυα και υποστήριζε ταχύτητες µεταφοράς δεδοµένων της τάξης των 10 Mbps. Ως πρότυπο, φέρει το όνοµα IEEE ή απλά και οι τρεις πιο γνωστές και ευρέως χρησιµοποιούµενες υλοποιήσεις του είναι η 10Base-5 που χρησιµοποιεί οµοαξονικό καλώδιο µε µέγιστο µήκος τα 500 µέτρα, η 10Base-2 που χρησιµοποιεί οµοαξονικό καλώδιο µε µέγιστο µήκος τα 185 µέτρα, και η 10Base-Τ, που χρησιµοποιεί συνεστραµµένο ζεύγος καλωδίων, µε µέγιστο µήκος τα 100 µέτρα. Στην περίπτωση των τοπικών δικτύων υψηλών επιδόσεων, το πρότυπο Ethernet χρησιµοποιείται µε νέες προδιαγραφές κυρίως όσον αφορά το µέσο µετάδοσης, µε αποτέλεσµα την αύξηση του ρυθµού µετάδοσης στα 100 Mbps ή ακόµη και στα 1000 Mbps. Παραλλαγές του Ethernet που υποστηρίζουν ρυθµούς µεταφοράς δεδοµένων της τάξης των 100 Mbps, είναι το Fast Ethernet (IEEE 802.3u) και το VGAnyLAN (ΙΕΕΕ ) το οποίο ας σηµειωθεί πως δεν είναι καθαρό Ethernet αλλά ένα υβριδικό µοντέλο που συνδυάζει χαρακτηριστικά από το Ethernet και το Token Ring. Όσον αφορά το Fast Ethernet, αυτό συναντάται σε τρεις διαφορετικές υλοποιήσεις στην 100Base-TX, που χρησιµοποιεί µη θωρακισµένο συνεστραµµένο ζεύγος καλωδίων κατηγορίας 5 (UTP-5), στην 100Base-T4, που χρησιµοποιεί µη θωρακισµένο συνεστραµµένο ζεύγος καλωδίων κατηγορίας 3 (UTP-3) και στην 100Base-FX που χρησιµοποιεί καλώδια πολύτροπων οπτικών ινών και είναι ιδανικά για τη χρήση τους ως δίκτυα κορµού (backbone networks). Η τελευταία παραλλαγή του Ethernet την οποία έχουµε γνωρίσει µέχρι τώρα, είναι το Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z) που απαντάται σε τρεις διαφορετικές µορφές: την 1000Base-LX που χρησιµοποιεί ακτίνες laser µακροκυµάτων µέσω µονότροπης και πολύτροπης οπτικής ίνας, την 1000Base-SX που χρησιµοποιεί ακτίνες laser των βραχέων κυµάτων µέσω πολύτροπης οπτικής ίνας, και την 1000Base-CX που χρησιµοποιεί το «ισορροπηµένο» θωρακισµένο καλώδιο χαλκού, µε αντίσταση 150 Ohm. Ερώτηση 2 η : Μπορούµε να συνδέσουµε µεταξύ τους δίκτυα διαφορετικής τεχνολογίας? Απάντηση : Η διασύνδεση δικτύων διαφορετικής τεχνολογίας γενικά είναι δυνατή, αν και απαιτεί ενδιάµεσο εξειδικευµένο εξοπλισµό ο οποίος θα γεφυρώσει τις τεχνολογικές διαφορές που υφίστανται ανάµεσα στα δύο δίκτυα. Χαρακτηριστικό παράδειγµα µιας τέτοιας περίπτωσης, είναι η χρήση ενός δακτυλίου FDDI ως δίκτυο κορµού (backbone network), πάνω στο οποίο θα συνδεθούν δίκτυα που χαρακτηρίζονται από µικρότερους ρυθµούς µεταφοράς δεδοµένων, όπως είναι για παράδειγµα εκείνα που χρησιµοποιούν ως πρότυπο το Fast Ethernet. Στην περίπτωση αυτή ανάµεσα στο δίκτυο του Fast Ethernet και στο δακτύλιο FDDI παρεµβάλλεται µιας ειδική συσκευή που ονοµάζεται συλλέκτης (concentrator) και η οποία αναλαµβάνει τη διαδικασία της φωτοηλεκτρικής µετατροπής για τις

3 Μετάδοση δεδοµένων & ίκτυα Υπολογιστών (Τόµος II) 127 συνδεδεµένες συσκευές. Αυτό συµβαίνει διότι όπως είναι γνωστό από τη βασική θεωρία, οι οπτικές ίνες διαρρέονται από φως, ενώ τα οµοαξονικά και συνεστραµµένα καλώδια, διαρρέονται από ηλεκτρικό ρεύµα. Ερώτηση 3 η : Τι φυσικό µέσο χρησιµοποιεί το Gigabit Ethernet Απάντηση : Το πρωτόκολλο του Gigabit Ethernet χρησιµοποιεί διάφορα είδη φυσικών µέσων για την υλοποίησή του, ορίζοντας µε τον τρόπο αυτό τα τρία επόµενα πρότυπα : Πρότυπο 1000BASE-CX που χρησιµοποιεί ισοζυγισµένες χάλκινες γραµµές (και πιο συγκεκριµένα θωρακισµένο καλώδιο χαλκού αντίστασης 150 Ohm) µε µέγιστη απόσταση τα 25 µέτρα. Πρότυπο 1000BASE-LX που χρησιµοποιεί µονότροπη και πολύτροπη οπτική ίνα και ακτίνες laser µακρών κυµάτων, µε µέγιστη απόσταση τα 3 χιλιόµετρα Πρότυπο 1000Base-SX που χρησιµοποιεί πολύτροπη οπτική ίνα και ακτίνες laser βραχέων κυµάτων µε µέγιστη απόσταση τα 550 µέτρα. Επίσης η επιτροπή IEEE 802.3ab αναπτύσσει το νέο πρότυπο 1000Base-T που χρησιµοποιεί χάλκινο καλώδιο τεσσάρων συνεστραµµένων ζευγών κατηγορίας 5, που θα επιτρέπει µετάδοση σε απόσταση µέχρι και 100 µέτρα. Ερώτηση 4 η : Γιατί χρησιµοποιούµε το τοπικό δίκτυο υψηλών επιδόσεων σαν δίκτυο κορµού? Απάντηση : Στις περιπτώσεις µεγάλων δικτύων υπολογιστών λαµβάνει χώρα υποδιαίρεση του δικτύου σε πολλά τµήµατα ανάλογα µε τις ανάγκες που αυτά πρόκειται να καλύψουν. Όλα αυτά τα τµήµατα συνδέονται πάνω στο δικτυακό κορµό του δικτύου (backbone), ο οποίος θεωρείται ως το κεντρικό τµήµα του δικτύου. Επειδή δε, ο δικτυακός κορµός θα πρέπει να είναι σε θέση να εξυπηρετήσει τις αιτήσεις όλων των τµηµάτων του δικτύου, ταυτόχρονα, θα πρέπει να χαρακτηρίζεται από πολύ µεγάλο ρυθµό µεταφοράς δεδοµένων, και από µεγάλη ικανότητα ανίχνευσης και διόρθωσης λαθών. Για το λόγο αυτό ως δίκτυα κορµού, χρησιµοποιούνται δίκτυα υψηλών επιδόσεων, τα οποία χαρακτηρίζονται από τις παραπάνω ιδιότητες. Παράδειγµα δικτύων υψηλών επιδόσεων που χρησιµοποιούνται ως δίκτυα κορµού είναι το Gigabit Ethernet και το FDDI.

4 Επιµέλεια : Αθανάσιος Ι. Μάργαρης (amarg@uom.gr) 128 Σχήµα 42 : Παράδειγµα δικτυακού κορµού και τµηµάτων δικτύου Ερώτηση 5 η : Τι είναι ο µεταγωγός σε ένα τοπικό δίκτυο υψηλών επιδόσεων? Απάντηση : Σε ένα τοπικό δίκτυο υψηλών επιδόσεων, ο µεταγωγός δεν είναι τίποτε άλλο από µια γέφυρα πολλαπλών εισόδων εξόδων η οποία προωθεί τα πακέτα από τις εισόδους της στις εξόδους της. Η απόφαση σε ποια έξοδο θα προωθηθεί κάθε πακέτο βασίζεται στη διεύθυνση MAC που περιλαµβάνεται στην επικεφαλίδα του πακέτου. Εποµένως οι µεταγωγείς αποφασίζουν για την προώθηση των πακέτων, βασισµένοι στο δεύτερο επίπεδο του µοντέλου αναφοράς OSI (επίπεδο διασύνδεσης δεδοµένων, data link layer) σε αντίθεση µε τους δροµολογητές (routers) οι οποίοι λειτουργούν στο τρίτο επίπεδου αυτού του µοντέλου (επίπεδο δικτύου, network layer). Επιπλέον, οι µεταγωγείς δεν τροποποιούν τα πακέτα που διέρχονται µέσα από αυτούς, σε αντίθεση µε τους δροµολογητές, οι οποίοι πρέπει σε κάθε πακέτο να προσθέσουν τη διεύθυνση MAC του επόµενου δροµολογητή, στον οποίο πρόκειται να κατευθυνθεί το πακέτο. Στην περίπτωση κατά την οποία το τοπικό δίκτυο υψηλών επιδόσεων χρησιµοποιείται ως δίκτυο κορµού το οποίο εξυπηρετεί µικρότερα τοπικά δίκτυα, αυτά συνδέονται στις διάφορες πόρτες του µεταγωγού και δουλεύουν όλα ταυτόχρονα και ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Με τον τρόπο αυτό, η χρήση ενός µεταγωγού, αυξάνει σηµαντικά τη συνολική χωρητικότητα του δικτύου. Τέλος, όσον αφορά τις τεχνικές προώθησης των πακέτων, προς τον τελικό τους προορισµό, οι δύο πιο συνηθισµένες από αυτές είναι (α) η αποθήκευση και προώθηση (store and forward), και (β) η άµεση προώθηση (cut-through). Στην περίπτωση της πρώτης

5 Μετάδοση δεδοµένων & ίκτυα Υπολογιστών (Τόµος II) 129 µεθόδου ο µεταγωγός αρχίζει να προωθεί το πακέτο στην έξοδο αφού πρώτα το έχει λάβει και το έχει αποθηκεύσει ολόκληρο, ενώ στη δεύτερη περίπτωση, αρχίζει να το προωθεί αµέσως, αφού πρώτα εξακριβώσει σε ποια έξοδο πρέπει να κατευθυνθεί.