100VG-AnyLAN - Teoria, Technologia, Praktyka

Technologia 100VG-AnyLAN, uznana ostatnio przez międzynarodowy komitet normalizacyjny IEEE jako standard sieciowy IEEE802.12, jest połączeniem protokołu, techniki dostępu do medium i sposobu przesyłania danych w sieciach lokalnych z szybkością 100 Mbps. W kolejnych, czterech wydaniach tygodnika Computerworld omawiane bedą najważniejsze zagadnienia związane z tą technologią: teoretyczny opis działania sieci 100VG-AnyLAN, zakres stosowania oraz praktyczne przykłady instalacji.

Technologia 100VG-AnyLAN, uznana ostatnio przez międzynarodowy komitet normalizacyjny IEEE jako standard sieciowy IEEE802.12, jest połączeniem protokołu, techniki dostępu do medium i sposobu przesyłania danych w sieciach lokalnych z szybkością 100 Mbps. W kolejnych, czterech wydaniach tygodnika Computerworld omawiane bedą najważniejsze zagadnienia związane z tą technologią: teoretyczny opis działania sieci 100VG-AnyLAN, zakres stosowania oraz praktyczne przykłady instalacji.

Podstawowymi cechami technologii 100VG-AnyLAN jest: gwarantowane pasmo przenoszenia danych w sieci, zdeterminowany maksymalny czas przesłania pakietu oraz możliwość zachowania istniejącego okablowania sieci lokalnej UTP kategorii 3, 4 lub 5 oraz STP i światłowodowej. Ideą 100VG-AnyLAN jest nowy protokół dostępu do medium przenoszącego sygnał elektryczny - Priorytet Żądań.

Trochę historii

Przed rozwojem sieci lokalnych, gdy dominowały duże komputery, używano do przesyłania danych linii telefonicznych o małej przepustowości. Ograniczone pasmo przenoszenia (3 kHz dla typowych linii fonicznych) spowodowało w latach 70. próby rozwiązania tego problemu. Dały one wiele propozycji, z których dwie, Ethernet i Token Ring, znalazły powszechne zastosowanie. Zdobyły one dominującą pozycję na rynku sieci lokalnych.

Ethernet

Ethernet (standard IEEE 802.3) opracowała w latach 70. przez firma Xerox dla połączenia minikomputerów z szybkością 10 Mbps. Technologię sieciową uznano jako standard w 1985 r. Podstawą konstrukcji sieci Ethernet było podłączenie wielu stacji (węzłów) do wspólnej magistrali opartej na kablu koncentrycznym.

Podstawą dostępu do medium jest CSMA/CD, jest to skrót utworzony od angielskiego określenia "carier sense, multiple access with collision detection", czyli badanie nośnej z wielokrotnym dostępem i detekcją kolizji. Technologia ta zakłada, że każda stacja ma równy dostęp do medium. Bada czy inna stacja nie zajmuje medium, a gdy medium jest wolne - nadaje, sprawdzając czy nie ma kolizji z inną stacją, która mogłaby w tym samym czasie zacząć nadawanie.

Pakiet może mieć maksymalnie długość do 1500 bajtów, co daje pewne ograniczenia w możliwości przesyłania danych. Jeżeli występowała kolizja, tzn. dwie stacje zdecydowały się jednocześnie nadawać, obie musiały przerwać nadawanie, odczekać losowy odcinek czasu i spróbować ponownie. Takie działanie jest uzasadnione, gdy do magistrali przyłączonych jest kilka lub kilkanaście stacji. Przy kilkudziesięciu i więcej stacjach nadających w sieci, udział kolizji w zajętości całego pasma przenoszenia wzrasta tak znacznie, że tylko mniejsza jego część wykorzystywana jest na transmisję danych.

Każda stacja musi bez przerwy "słuchać" sygnałów występujących w magistrali aby wykryć pakiety adresowane do niej,a więc może także kopiować pakiety przeznaczone dla innych stacji. Ta cecha technologii Ethernet stwarza więc możliwość "podsłuchiwania" sieci. Brak jest także mechanizmu określania priorytetów poszczególnych stacji. Wszystkie, niezależnie od ich ważności dla użytkowników, mają jednakowe prawo dostępu do medium.

Opracowana w 1987 r. topologia typu gwiazda fizyczna - magistrala logiczna (po raz pierwszy zaproponowana przez firmę Hewlett-Packard) nazwana 10Base-T, została włączona do standardu w 1990 r. Używa ona skrętki telefonicznej dla przesyłania danych. W tej topologii wystarczają dwie pary przewodów dla każdej stacji. W węźle łączeniowym, wszystkie przewody są dołączone do koncentratora, który realizuje funkcję magistrali. 10Base-T jest obecnie najczęściej stosowaną konfiguracją sieciową opartą na standardzie IEEE 802.3.

Token Ring

Token Ring (standard IEEE 802.5) zaproponowała firma IBM jako rozwiązanie problemów związanych z kolizjami w Ethernecie. Działa przy szybkościach 4 lub 16 Mbps. Zastandard IEEE uznano w 1984 r., czyli wcześniej niż 802.3. Podstawowe cechy tej technologii, to oryginalna logiczna struktura sieci w formie pierścienia oraz dwa rodzaje pakietów: znaczniki (token) i pakiety danych (do 4500 bajtów). Jako medium wykorzystuje się kabel IBM typ 1 (ekranowana, dwuparowa skrętka, inaczej STP). Obecnie najczęściej instaluje się Token Ring w topologii fizycznej gwiazdy - logicznego pierścienia.

Sposób dostępu do medium zaprojektowano dla wyeliminowania kolizji i zapewnienia stopniowania priorytetów. Opiera się na krążącym w sieci znaczniku - krótkim pakiecie służącym tylko do tego celu. Zapobiega on możliwości nadawania danych przez stacje, które nie są "właścicielem" znacznika. Sposób dostępu umożliwia także zrealizowanie ośmiopoziomowego priorytetu w dostępie do medium.