Сетевые адаптеры

1.

Лекция 7. Сетевые адаптеры

2. Темы лекции

Функционирование сетевого адаптера.
Трансивер
Три поколения сетевых адаптеров.
Стандарт IEEE 802.1p, IEEE 802.1Q

3. Функции сетевого адаптера

Сетевой адаптер
осуществляет доступ к разделяемой среде передачи
данных,
принимает и передает кадры, непосредственно
взаимодействуя на уровне электрических сигналов со
средой передачи данных.
Сетевой адаптер работает на физическом и канальном
уровнях модели OSI.

4. Структурная схема сетевого адаптера

Компьютер
Блок сопряжения
с компьютером
Блок управления
доступом
Блок управления
передачей
Сетевой адаптер
Сетевой адаптер
Блок управления
приемом
Приемопередатчики
Среда передачи

5. Назначение функциональных блоков сетевого адаптера

Приемопередатчик - согласует логические сигналы, формируемые в
адаптере, с физическими сигналами среды передачи данных - сигналами в
коаксиальном кабеле, витой паре, оптоволоконном кабеле. Тем самым он
реализует управление физическим каналом.
Блок управления доступом - выполняет протокол доступа к физическому
каналу, взаимодействуя с ним через приемопередатчик.
Блок управления передачей - обеспечивает вывод на приемопередатчик
последовательности битов, соответствующих кадру.
Блок управления приемом - анализирует кадры, передаваемые через
физический канал, и выделяет кадры, адресованные узлу, обслуживаемому
адаптером.
Блок сопряжения с интерфейсом компьютера - связывает компьютер с
приемопередатчиком и блоками управления доступом, передачей и приемом
через одну из существующих внутренних компьютерных шин.

6. Управление приемом и передачей

Блок сопряжения с компьютером
Управление
приемом
Буфер ввода
Буфер вывода
Преобразователь
последовательного кода в
параллельный
Управление
передачей
Преобразователь
параллельного кода в
последовательный
B
Счетчик длины
C
A
Генератор контрольной суммы
Распознаватель
адреса
Удаление
Бит-стаффинга
Бит-стаффинга
D
Распознаватель
Последовательности
Начала кадра
Генератор
Последовательности
Начала кадра
E
Распознаватель
Последовательности
Конца кадра
Генератор
Последовательности
Конца кадра
Приемопередатчик

7. Трансивер

AUI-интерфейс
Трансивер

8. Функции трансивера

1. Прием и передача данных с кабеля на кабель.
2. Определение коллизий на кабеле.
3. Электрическая развязка между кабелем и остальной
частью адаптера.
4. Защита кабеля от некорректной работы адаптера.

9. Общий вид трансивера спецификации 10BASE-5

10. AUI (attachment unit interface) интерфейс - 15-контактный разъём для соединения между портом сетевого адаптера устройства

AUI (attachment unit interface) интерфейс - 15-контактный разъём
для соединения между портом сетевого адаптера устройства
и контроллером Ethernet

11. Поколения сетевых адаптеров

Поколения
I поколение
Элементная
база
Метод
обработки
кадра
Размер
буфера
данных
Дискретные
логические
элементы (ИС)
Последовательный
1 блок
Не стандартный (для
каждого сетевого
адаптера свой драйвер)
БИС, СБИС
Многоблочная
буферизация
Десятки
блоков
Стандартный драйвер,
удовлетворяющий
стандартам NDIS
(3Com, Microsoft) и ODI
(Novell)
ASIC (заказные
СБИС)
Конвейерный
метод
обработки
кадров
Десятки
Кбайт
Стандартный драйвер,
удовлетворяющий
стандартам NDIS
(3Com, Microsoft) и ODI
(Novell)
ASIC (заказные
СБИС)
Конвейерный
метод
обработки
кадров
Десятки
Кбайт
Поддержка агента
удаленного
мониторинга RMON.
Поддержка функции
приоритизации кадров
(стандарт 802.1p)
II поколение
III
поколение
IVпоколение
Тип драйвера

12. Стандарт IEEE 802.1р

Стандарт IEEE 802.1p специфицирует метод указания приоритета кадра,
основанный на использовании новых полей, определенных в стандарте IEEE
802.1Q.
PCP Приоритет
Аббревиатура
Тип трафика
Фоновый режим.
Данные резервного копирования
1
0 (низший)
Background (BK)
0
1
Best Effort (BE)
С наилучшим усилием. Обычный трафик LAN
2
2
Excelent Effort (EE)
С максимальным усилием. Трафик
некритической по задержке, но критической по
потерям.
3
3
Critical Applications
(CA)
Критичные приложения
4
4
Video (VI)
Video, < 100 ms задержка и jitter
5
5
Voice (VO)
Voice, < 10 ms задержка и jitter
6
6
IC
Межсетевое управление
7
7
(высший)
NC
Сетевое управление

13. Стандарт IEEE 802.1Q

CFI= 0 — канонический (MAC-кадр), CFI=1 — не канонический (кадр Token Ring, FDDI).
VID указывает какому VLAN принадлежит кадр. Диапазон возможных значений VLAN от 0 до 4095.

14.

Классификация методов маршрутизации
Маршрутизация в сетях – процесс определения пути следования
информации от источника к адресату.
Цель – обеспечение наилучшего пути следования с точки зрения
минимальной задержки и максимальной пропускной способности
сети.

15.

Простая лавинная маршрутизация

16.

Простая маршрутизация по предыдущему опыту

17. Концентраторы.

Основная функция концентратора технологии Ethernet - повторение
сигналов, поступающих на один из его портов, на всех остальных
портах синхронно с сигналами-оригиналами. Поэтому концентратор
Ethernet называют также повторителем. Англоязычные названия данного
устройства - hub, repeater, concentrator.
Концентратор Ethernet используется для увеличения максимальной длины
сегмента для стандартов 10Base-5 и 10Base-2 на коаксиальном кабеле, а в
стандартах l0Base-T, l0Base-F и новом стандарте l00Base-T концентратор
является необходимым устройством для соединения отдельных
компьютеров в сеть. Название повторитель (repeater) чаще используется
для стандартов на коаксиале, а для остальных стандартов используется
название концентратор (hub или concentrator), что отражает тот факт, что
данные устройства реализуют не только функцию повторения сигналов
(которая, естественно, реализуется концентраторами этих технологий), но и
концентрируют в одном центральном устройстве функции объединения
компьютеров в сеть.

18. Соединение типа «станция-концентратор» и «концентратор-концентратор»

19. Дополнительные функции концентраторов

Объединение сегментов с различными
физическими средами (например, коаксиал, витая
пара и оптоволокно)
Автосегментация портов (partitioning)
Поддержка резервных связей между
концентраторами
Защита от несанкционированного доступа к
передаваемым по сети данным

20. Конструктивное исполнение концентраторов

Концентратор с фиксированным количеством
портов
Модульный концентратор
Стековый концентратор
Модульно-стековые концентраторы