Полнодуплексные протоколы локальных сетей

Некоторые компании стали развивать технологию коммутации для повышения производительности других технологий локальных сетей, таких как Token Ring и FDDI. Эти коммутаторы поддерживали как алгоритм работы прозрачного моста, так и алгоритм моста с маршрутизацией от источника. Внутренняя организация коммутаторов различных производителей иногда очень отличалась от структуры первого коммутатора EtherSwitch, однако принцип параллельной обработки кадров по каждому порту оставался неизменным.

Широкому применению коммутаторов, безусловно, способствовало то обстоятельство, что внедрение технологии коммутации не требовало замены установленного в сетях оборудования - сетевых адаптеров, концентраторов, кабельной системы. Порты коммутаторов работали в обычном полудуплексном режиме, поэтому к ним прозрачно можно было подключить как конечный узел, так и концентратор, организующий целый логический сегмент.

Так как коммутаторы и мосты прозрачны для протоколов сетевого уровня, то их появление в сети не оказало никакого влияния на маршрутизаторы сети, если они там имелись.

Удобство использования коммутатора состоит еще и в том, что это самообучающееся устройство и, если администратор не нагружает его дополнительными функциями, конфигурировать его не обязательно - нужно только правильно подключить разъемы кабелей к портам коммутатора, а дальше он будет работать самостоятельно и эффективно выполнять поставленную перед ним задачу повышения производительности сети.

Содержание

Лекция 11. Режимы работы и конструкции коммутаторов. 2

Лекция 12. Дополнительные функции и производительность коммутаторов. 11

Лекция 13. Глобальные сети. Выделенные каналы. 23

Лекция 14. Агрегированные каналы. Сетевой уровень. Протокол TCP/IP. 37

Лекция 15. Маршрутизация. 49

Лекция 16. Возможности маршрутизаторов. 60

Лекция 17. ISDN - цифровые сети с интегральными услугами. 66

Лекция 18. Удаленный доступ. xDSL. Кабельное ТВ.. 74

Лекция 19. Глобальные сети на технике виртуальных каналов. 83

Лекция 20. Технологии виртуальных каналов Frame Relay и ATM... 90

Лекция 11. Режимы работы и конструкции коммутаторов.

Полнодуплексные протоколы локальных сетей

При подключении порта компьютера или коммутатора к разделяемой среде, он должен поддерживать полудуплексный режим - передает кадр только после «прослушивания» линии на коллизии.

Однако, когда к порту коммутатора подключен только один компьютер, причем по двум раздельным каналам, появляется возможность работать как в обычном полудуплексном режиме, так и в полнодуплексном. Подключение к портам коммутатора не сегментов, а отдельных компьютеров называется микросегментацией.

В обычном режиме работы порт коммутатора по-прежнему распознает коллизии, Доменом коллизий в этом случае будет участок сети, включающий передатчики( Тх) и приемники (Rx) коммутатора и сетевого адаптера и две витые пары, соединяющие передатчики с приемниками (рис. 1).

Рис. 1. Домен коллизий при полудуплексной передаче

Коллизия возникает, когда передатчики порта коммутатора и сетевого адаптера одновременно или почти одновременно начинают передачу своих кадров, считая, что сегмент свободен. Правда, вероятность коллизии в таком сегменте гораздо меньше, чем в сегменте, состоящем из 20-30 узлов, но она не нулевая. При этом максимальная производительность сегмента Ethernet в 14 880 кадров в секунду делится между передатчиком коммутатора и передатчиком сетевого адаптера примерно пополам - по 7440 кадров в секунду.

В полнодуплексном режиме идет одновременная передача данных передатчиками коммутатора и сетевого адаптера по двум разным линиям связи.

При полнодуплексной связи порты Ethernet могут передавать данные со скоростью 20 Мбит/с - по 10 Мбит/с в каждом направлении.

Естественно, необходимо, чтобы МАС - узлы обеих устройств поддерживали этот режим. В случае, когда только один узел будет поддерживать полнодуплексный режим, второй узел будет постоянно фиксировать коллизии и приостанавливать свою работу, в то время как первый узел будет продолжать передавать данные, которые никто в этот момент не принимает. При включении полнодуплексного режима: отменяется прослушивание коллизий в сетях Ethernet, а в сетях Token Ring и FDDI - кадры посылаются в коммутатор, не дожидаясь прихода токена доступа. Фактически, при работе в полнодуплексном режиме МАС - узел не использует метод доступа к среде, разработанный для данной технологии.

Так как переход на полнодуплексный режим работы требует изменения логики работы МАС - узлов и драйверов сетевых адаптеров, то он сначала был опробован при соединении двух коммутаторов. Уже первые модели коммутатора EtherSwitch компании Kalpana поддерживали полнодуплексный режим при взаимном соединении, обеспечивая скорость взаимного обмена 20 Мбит/с.

Позже появились версии полнодуплексного соединения FDDI-коммутаторов, которые при одновременном использовании двух колец FDDI обеспечивали скорость обмена в 200 Мбит/с.

После опробования полнодуплексной технологии на соединениях коммутатор-коммутатор разработчики реализовали ее и в сетевых адаптерах, в основном адаптерах Ethernet и Fast Ethernet. При разработке технологий Fast Ethernet и Gigabit Ethernet полнодуплексный режим стал одним из двух полноправных стандартных режимов работы узлов сети. Многие сетевые адаптеры сейчас поддерживают оба режима работы: полудуплексный - при подключении к концентратору и полнодуплексный - при подключении к коммутатору.

Вывод :
полудуплексный режим – это режим прослушивания коллизий и поочередной передачи двумя узлами
полнодуплексный режим – это передача кадров двумя узлами в любое время по двум разным линиям связи