برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

معایب CSMA/CD:
  • فریم های تداخلی به درستی دریافت نمی شوند و ایستگاههای فرستنده دوباره باید فریم را ارسال کنند که زمان زیادی را تلف کرده و کارآئی را پائین می آورد.
  • زمان تلف شده برای رفع مشکل تداخل فریم ها باعث افزایش انتظار ایستگاههای فرستنده می شود.

 

در فریم 802.3 IEEE آدرس مقصد دارای انواع زیر است :

(1 Unicast : دریافت کننده یک ایستگاه منحصر به فرد است و آدرس آن. MAC Add کارت شبکه می باشد.

(2 Multicast : دریافت کنندگان گروهی از ایستگاهها هستند که آدرس آنها توسط مدیر شبکه تعیین می شود.

(3 Broadcast : دریافت کنندگان کلیه ایستگاههای متصل به شبکه هستند که در این صورت آدرس مقصد معمولاً ffff.ffff.ffff می باشد.

در اترنت دو توپولوژی Star و Bus قابل پیاده سازی است . در توپولوژی Bus تمام ایستگاهها فریم ارسالی را دریافت می کنند و آدرس موجود در فیلد آدرس مقصد را با MAC  Add. خود مقایسه می کنند. تنها یک ایستگاه که MAC Add. آن با آدرس مقصد مطابقت دارد آن را دریافت کرده و بقیه ایستگاهها آن را دور می ریزند.در توپولوژی Star از hub و Switch یا Bridge استفاده می شود که در این حالت بار ترافیکی شبکه کمتر است.

 

استانداردهای اترنت

 

10 Base 2

10 base 5

10 base T

10 base FL

Medium

Coaxial(Thinnet)

Coaxial(Thicknet)

UTP CAT 3,5,5e

Fiber Optic

Connector

BNC

DIX/AUI

RJ-45

MTRJ

Max. Segment

185 m

500 m

100 m

2000 m

Nodes/Seg.

30

100

 

1024

Topology

BUS

BUS

STAR

STAR

 

 

در توپولوژی Bus در دو سر Segment باید از Terminator استفاده کرد که در 10Base 2  از مقاومت 150 اهمی و در  10Base 5 ازمقاومت 50 اهمی به عنوان Terminator استفاده می شود . اترنت اجازه استفاده از     چهارrepeater   در شبکه را میدهد و حداکثر طول شبکه بدون استفاده از repeater 500 متر است.

10 Base 5 برای Backbone مناسب است .  10 Base 2ارزان بوده و به راحتی قابل نصب وپیکربندی می باشد.  10 Base Tارزان بوده و از 2 زوج کابل UTP  استفاده می کند و از repeater برای گسترش طول شبکه استفاده می شود.

در اترنت حداقل سایز فریم 64 بایت و حداکثر 1512 بایت است. از Manchester Ercoding استفاده می کند و دارای تأخیر انتشار 512 bit time می باشد.

بطور خلاصه اترنت از توپولوژی Bus یا Star استفاده می کند پروتکل آن CSMA/CDاست. پهنای باند آن 10Mb/s است ودارای استاندار IEEE 802.3 می باشد. اترنت همچنین انواع کابلها را پشتیبانی می کند.

 

 

 


Fast Ethernet

 

سرعت این شبکه 100Mb/s است و دارای استاندارد 802.3U می باشد و از پروتکل CSMA/CD استفاده می کند.برخی بر این نظرند که چون داده در این شبکه با سرعت بیشتری در حرکت است احتمال بروز collision کمتر است. در هنگام استفاده از توپولوژی Point To Point و مد انتقالی full duplex پروتکل CSMA/CD غیرفعال می گردد و در این حالت Collision رخ نمی دهد. برای Fast Ethernet یک زیر لایه همگرا (Convergence Sublayer)CS برای ایجاد ارتباط بین زیر لایه MAC با زیر لایه

PMD(Physical Medium Dependent)  وجود دارد. وظیفه CS کدگذاری و کد برداری از داده ها با استفاده از روش 4B/5B می باشد.به این صورت که کلمه های 4 بیتی را از لایه MAC دریافت کرده , اطلاعات را با 5 بیت کد می کند و به فرم سریال به لایه فیزیکی انتقال می دهد. CS عکس این اعمال را هنگام انتقال داده از Physical Layer به Mac Layer انجام می دهد.

(MII) Media Independ Interface واسطه ای بین CS با PMD است و Mac Layer را قادرمی سازد که مستقل از انواع Physical Layer عمل کند . چنانچه MII داخل کارت شبکه وجود نداشته باشد می توان آن را از طریق 40 pin connector پیاده سازی نمود.

انواع physical layer در Fast Ethernet :

100 Base T4 :

کابل مورد استفاده در نسخة  CAT 3 , UTP  100 Base T4که شامل 4  زوج سیم است ، می باشد. شماره 3 و 4 برای انتقال داده ها و یک رشته سیم از زوج سیم شماره 1 و یک رشته از زوج سیم شماره 2 برای CSMA/CD مورد استفاده قرار می گیرند.

 

 

 

100 Base TX :

این فن آوری از 2 زوج کابل UTP (CAT - 5) و (Type-1)STP پشتیبانی می کند. 100 Base TXدر حالت full duplex دارای سرعت انتقالMb/s  200 می باشد.

 

100 Base T2 :

از 2 زوج کابلهای CAT 3 و CAT 4 یا UTP CAT 5 استفاده می شود.

 

100 Base fx :

در اینجا از کابل فیبرنوری برای مبادله اطلاعات استفاده می شود.

کابل استاندارد برای این شبکه یک زوج فیبرنوری Multi Mode می باشد که قطر هسته آن 62.5  میکرون و روکش آن 125 میکرون است و از کانکتور SC استفاده می کند و از توپولوژی Point To Point استفاده می کند.

 


Fast Ethernet Repeaters

 

شامل دو نوع کلاس I و II می باشد :

به عنوان مثال با استفاده ازRepeater  کلاس I می توان یک ایستگاه 100 Base TX را به یک ایستگاه 

  100 Base fx متصل کرد.

تکرار کننده کلاس II برای اتصال ایستگاههایی با رسانه های انتقال همنوع و یکسان بکار می روند. در شبکه اترنت استفاده از یک تکرار کننده کلاس I  و 2 تکرار کننده کلاس II مجاز می باشد.

 

 

Medium

Connector

Max. cable length 

Topology

Half/Full Duplex

100 Base TX

UTP CAT 5 ,CAT5e,

STP Type 1

(2 pairs)

RJ-45

100m

Star

Half/Full

100 Base T4

UTP CAT 3

(4 pairs)

RJ-45

100m

Star

Half

100 Base T2

UTP CAT 3,4,5 (2 pairs)

RJ-45

100m

Star

Half/Full

100 Base FX

Multi mode

62.5/125

Singlemode

SC,ST

400/2000m

MMF

10000m SMF

Point-to-point

Full

 

 

 

 

 


Gigabit Ethernet

 

این تکنولوژی در سال 1998 استاندارد شد و برای بالا بردن میزان انتقال داده بین server , client  و همچنین اتصال Switch های Fast Ethernet به یکدیگر مناسب است. سرعت آن 1Gb/s است و دارای استاندارد  IEEE 802.3U می باشد و از عملکرد full duplex و half duplex پشتیبانی می کند.

در حالت  half duplex از پروتکل CSMA/CD استفاده می کند. Media آن فیبرنوری و سیم مسی می باشد . از  (Quality Of Service) QOS پشتیبانی می کند که امکان مبادله صوت, تصویر و داده روی گیگا بیت اترنت را فراهم می آورد.

اجزای شبکه گیگابیت اترنت عبارتند از:

  • 1) کارت شبکه گیگا بیت اترنت
  • 2) سوئیچ هایی برای اتصال شبکه های متعارف مثل اترنت و FDDI و ... به اترنت گیگا بیت
  • 3) سوئیچ های گیگا بیت اترنت
  • 4) توزیع کننده بافرداده

 

لایة اتصال فیزیکی :

برای انواع رسانه های انتقال به شرح زیر است :

  • 1000Base Lx :‌برای امواج لیزری با طول موج بلند nm (LW) 0013 به روی فیبرهای SMF و MMF طراحی شده است .
  • 1000 Base SX : از امواج لیزری با طول موج کوتاه(SW) 850nm به روی فیبر (MMF) استفاده می شود.
  • 1000 Base T : از چهار کابل UTP CAT-5 با کانکتور RJ-45 به عنوان رسانه انتقال استفاده می کند و حداکثر طول آن 100m می باشد وبا استاندارد802.3ab IEEE مشخص می شود.
  • 1000 Base CX : از استاندارد 802.3z استفاده کرده و از دو جفت STP به عنوان رسانه انتقال با حداکثر طول 25m استفاده میکند.

پهنای باند مدال : تعیین کننده پهنای باند یک کابل فیبرنوری است و با MHZ*km نمایش داده می شود. هرچه سرعت داده ها افزایش می یابد طول کابل کاهش پیدا می کند.

کابل فیبرنوری تک حالته : برای مخابره اطلاعات در مسافتهای طولانی با نور لیزری و طول موج 1300nm استفاده می شود. 1000 Base LX با استفاده از این کابل می تواند داده ها را حداکثر تا  m5000 ارسال کنند.

کابل فیبرنوری چند حالته : 1000 Base SX با استفاده از این کابل داده ها را حداکثر تا مسافت 220-250m و 1000 Base LX با استفاده از MMF داده ها را حداکثر تا مسافت 500m ارسال می کند.

سیم مســی :   1000 BaseTاز چهار جفت سیم به هم تابیده (UTP) با حداکثر طول 100m استفاده     می کند. 1000 Base CX از زوج سیم STP برای مسافت کمتر 25m استفاده می کند.به منظور برآوردن سرعت 1000 Mb/s فرکانس پالسها در کابل مسی 250MHz است.

 

 

Standard

Disance

in Meter

Modal Bandwidth

MHz*km

Diameter

in Micron

Medium

Physical Layer Specification

802.3z

220

160

62.5

MMF

1000 Base SX

270

200

62.5

MMF

500

500

50

MMF

550

550

50

MMF

802.3Z

550

 

500

 

62.5

MMF

1000 Base LX

550

400

50

MMF

550

500

50

MMF

5000

-

9

SMF

802.3z

25

-

-

STP

1000 Base CX

802.3 ab

100

-

-

UTP

CAT 5

1000 Base T

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

زیر لایه MAC :

 

Half Duplex mode از پرتوکل CSMA/CD استفاده می کند که فاصله بین 2 station را محدود می کند.

از ارسال اطلاعات به صورت full duplex و  half-duplex پشتیبانی می کند. این زیرلایه در حالت

 Half-duplex از پروتکل CSMA/CD و در حالت full duplex  از پروتکل IEEE 802.3X که پروتکل ارتباطی نقطه به نقطه می باشد استفاده می کند. حداقل اندازه فریم در گیگابیت اترنت512 بایت است .

در گیگا بیت اترنت باید نسبت حداکثر طول کابل برای تشخیص Collision باید به 20m برسد که بجای آن Slot Size از 64 بایت به 512 بایت افزایش پیدا می کند و بــرای سازگاری با حداقل انــدازه فریم در اترنت بیتهای افــزوده شــده, به نام carrier extension ,در ناحیه داده قرار نمی گیرند. ولی اگر طول داده کمتر از این مقدار باشد بوسیله carrier extensionآن را به 512 بایت می رسانند و این نشانه ها قبل از اینکه FCS محاسبه شود از فریم پاک می شوند.روش carrier extension پهنای باند را هدر می دهد به این صورت که ممکن اسـت بیتهای اضافه زیــادی همراه Data Packet کوچک فرستاده شـود که در نتیجــه data throughput تنها کمی زیادتر از Fast Ethernet باشد.به همین علت از روش دیگری به نام Packet Bursting استفاده می شود.

در این روش چنانچه یک station بخواهد فریم های زیادی با طول کمتر از 512 بایت ارسال کند اولین فریم براساس روش carrier extension پر می شود. فریم های بعدی می توانند بوسیله IPG(Inter Packet Gap) پر شوند و این روش به 8K Byte داده محدودمی شود.

carrier extension و Packet Bursting تنها در حالت half duplex کاربرد دارند.

Full Duplex از پرتوکل IEEE 802.3X استفاده می کند و عضو مهمی درگسترش اترنت به سرعتهای گیگابیتی است، در این حالت گسترش شبکه بوسیله CSMA/CD که در معرض Collision قرار دارد محدود نمی شود. ( با گسترش شبکه استفاده کننده از CSMA/CD , Collision افزایش پیدا می کند). در این روش دریافت و ارسال داده به طور همزمان است.

کاربرد Full duplex در اتصال سوییچ به سوییچ ، سرور و روتر و اتصالاتی برای فواصل طولانی می باشد. در این روش بین 2 نود باید یک اتصال مجزا وجود داشته باشد و 2 کنترل کننده MAC نیز در دو طرف وجود دارد.، زمانی می توان از full-duplex استفاده کرد که شبکه به گونه ای باشد که در آن Collision وجود نداشته باشد.

 

 Buffer distributor

 یک full-duplex hub چند پورتی است و وظیفه آن اتصال چند لینک گیگا بیت اترنت به یکدیگر است. به این ترتیب که ابتدا فریم گیگابیت اترنت را درخود ذخیره کرده و سپس آن را به همه پورتها غیر از پورت ورودی انتقال دهد. این وسیله قادر است بیش از یک frame در بافر خود ذخیزه کند.

در این وسیله از پروتکل CSMA/CD استفاده می شود و چون در آن  collision رخ نمی دهد این پروتکل هیچگونه محدودیتی در فاصله یا تعداد بیتهای فریم اعمال نمی کند.

هزینه Buffer distributor از switch کمتر می باشد.

 

Flow Control with Full Duplex Ethernet

 

پورت full-duplex دارای بافر ذخیره سازی در مسیر ورودی و خروجی می باشد وهنگامیکه ایستگاه فرستنده داده ای بیشتر از آنچه ایستگاه گیرنده بتواند پردازش کند می فرستد، مورد استفاده قرار می گیرد. برای جلوگیری از دور ریخته شدن Packet های بعدی در اثر سرریز شدن بافر ، Flow Control برای Ethernet به عنوان جزئی از IEEE 802.3X تعریف شد.

اثر Packet  های گم شده به وسیله پرتوکلهای لایه های بالاتر تحت پوشش قرار میگیرد مانند TCP ، SPX ، NFS و.... که با (Positive Acknowledgment and Retransmission) PAR کار می کنند. در اینجا وقتی Data در یک جهت ارسال شد یک سیگنال ACK از طرف مقابل ( گیرنده) مبنی بر دریافت صحیح Packet دریافت می شود ولی اگر سیگنال ACK دریافت نشد پس از مدت زمان مشخصی فرستنده دوباره Packet را ارسال می کند.

چنانچه گیرنده در وضعیتی نباشد که packet را پردازش کند یک سیگنال PAUSE Packets به طرف فرستنده ارسال می شود که باعث می شود فرستنده Packet دیگری  نفرستند. این مکانیزم Stop-Start , بافر را از سرریز شدن باز می دارد. برای Flow Control  2 حالت Symmetrical و Asymmetrical وجود دارد.

Symmetrical Flow Control بین switchها می باشد که باید یکدیگر را کنترل کنند.

Asymmetrical Flow Control بین Station و پورت تکرار کننده Full-Duplex می باشد.

هماهنگی در Flow Control بوسیله auto negotiation حاصل می شود.

 

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :