Инструментальды ортаның жұмысын сипаттау

Мәліметтерді тасымалдау биттік жылдамдығын 100 Мбит/с-ке дейін жоғарлату;

Желінің қарсылығына тұрақтылығын әртүрлі қалыптағы қарсылығынан кейін оның қалыптандыру стандарттың процедура арқылы жоғарлату – кабельдің сынуы, түйнектің дұрыс емес жұмысы, концентратор, линияда шу дәрежесінің жоғары болуы т.с.с.;

Асинхронды және синхронды (қалып қоюына сезімталдығы) трафиктер үшін желінің потенциалды жіберуші мүмкіндігін максималды эффективті қолдану.

FDDI желісі екі  оптоталшықты сақина негізінде  құрылады, олар желінің түйнектер  арасында мәліметтер тасымалдау  негізгі және резервті жолдарын  жасайды. Екі сақинаның болуы  – бұл FDDI желісінде қарсылығына  тұрақтылығын жоғарлату негізгі әдісі, және түйнектер бұл жоғарғы қауіпсіз потенциалды алу үшін екі сақинаға қосылуға керек.

Желінің нормалды жұмыс режимінде мәліметтер тек бірінші (Primary) сақинаның барлық түйнектер мен барлық кабельдің әсерлері арқылы өтеді, бұл режим Thru режимі деп аталады. («транзитті»). Екінші сақина (Secondary) бұл режимде қолданылмайды.

Қандай да бір қарсылығын жағдайда, бірінші сақинаның бөлігі мәліметтерді тасымалдай алмаса (мысалы, кабельдің үзілуі немесе түйнектің қарсылығы), бірінші сақина екіншімен біріктіріледі, тағы да бірлік сақина пайда болады. Желінің жұмыс істеу бұл режимі Wrap деп аталады, сақиналарды «айналдыру». Айналдыру операциясы  концентраторлар және/немесе FDDI желілік адаптерлер құрылғылармен іске асырылады. Бұл процедраны азайту үшін мәліметтер бірінші сақина арқылы әрдайым бір бағытқа тасымалданады (диаграммаларда бұл бағыт сағаттың тіліне қарсы бейнеленеді), ал екіншіде – керісінше (сағат тіліне сәкес бейнеленеді). Сондықтан жалпы сақинаны 2 сақинадан құру үшін станциялардың тасымалдаушылар станциялардың қабылдағыштарға көрші қосылып қалады, бұл дұрыс көрші станциялар тасымалдауды және ақпаратты қабылдауды арасында мүмкіндік береді.

FDDI стандарттарда  көп көңіл әртүрлі процедураларға  бөлінеді, олар желіде қарсылығын  бар екенін анықтайтын мүмкіндік береді, сосын керекті реконфигурацияны шығарады. FDDI желісі оның элементтердің бірлік қарсылық жағдайда өзінің жұмыс қабілетілігін толық қайта қалпына келтірей алады. Егер желіде көп қарсылық болғанда, ол бірнеше байланысты емес желілерге бөлінеді. FDDI технологиясы Token Ring технологияның қарсылықты анықтайтын механизмдерін желіде мәліметтерді тасымалдау жолдар реконфигурация механизмдермен толықтырады; ол екінші сақинамен қамтамасыз еткен резервті байланыс бар болуына негізделген.

FDDI желілерде  сақиналар мәліметтерді тасымалдау  жалпы бөлгіш орта ретінде  қарастырылады, сондықтан оған арнайы  кіру әдісі анықталған. Бұл әдіс Token Ring желілердің кіру әдісіне  өте жақын маркерлік (токендік) сақина  әдісі – Token Ring деп аталады.

Әдістің айырмашылығы  FDDI желіде маркерді ұстау уақытта ол тұрақты шама болмайды, Token Ring желіде сияқты, кадрларды приоритет механизмі  FDDI технологиясында жоқ, бірақ Token Ring технологиясында аналогты қабылданған. Технологияның трафигін 2 класқа бөлген – асинхронды және синхронды, соңғысы әрдайым жұмыс істейді. Басқа да кадрларды сақинаның станциялар арасында тасымалдау МАС дәрежесінде толықтай Token Ring технологияға сәйкес келеді.  FDDI станциясы маркерді босату ерте алгоритмді қолданады, 16 Мбит/с жылдамдықпен Token Ring желіде сияқты.

МАС дәрежесінің адрестері технологияға стандартты ІЕЕЕ 802 форматын иемденеді, онда приоритеті өрістері жоқ.

FDDI технологияның  структурасының протоколдары OSI жеті  дәрежелі моделіне сәйкестігі  көрсетілген.  FDDI физикалық дәреженің протоколын және каналды дәреженің (МАС) ортасына ену дәреже асты протоколын анықтайды. Басқа көптеген локальды желілердің технологияларда сияқты,  FDDI технологияда LLC мәліметтер каналын басқаратын дәреже асты протоколын қолданады, ІЕЕЕ 802.2 стандартта анықталған. Осыдан,  FDDI технологиясы ANSI институтында құралған және стандартталған болса да, ІЕЕ8 комитетпен емес, ол толық 802 стандарт структурасына енеді.

FDDI технологияның  ерекшілігі станцияны басқару  дәрежесі – station Management (SMT) болып табылады. SMT дәрежелі басқаруда барлық функцияларды және  FDDI протоколдарда стекта барлық басқа дәрежелерін моноторингін жасайды, сақинаны басқаруда FDDI желінің барлық түйнек атқарады. Сондықтан барлық түйнектер желіні басқаруда арнайы SMT кадрлармен алмасады.

FDDI сақинаның  станциясы асинхронды кадр тасымалдау  үшін станция уақыт интервалын  өлшеу керек, бұл интервал маркердің  уақыт айналымы (Token Rotation Time, TRT) деп  аталынады. TRT интервалы басқа шамамен  – T-Opr сақина арқылы максималды  болатын маркердің уақыт айнамалымен салыстырылады.

FDDI стандарттың  қарсы тұрақтылығын қамтамасыз  ету үшін екі оптоталшықты  сақина құру – бірінші және  екінші қарастырылған.  FDDI стандартында  станция желіге қосылудың екі  түрі рұқсат етіледі. Бірінші  және екінші сақинаға бір уақытта қосылу екілік қосылу деп аталады – Dual Attachment, DA. Тек бірінші сақинаға қосылу бірлік қосылу – Single  Attachment, SA деп аталады.

FDDI стандартта  желіде соңғы түйнектер бар  – станциялардың (Station), және концентраторлардың (Concentrator). Станциялар мен концентраторлар үшін желіге қосылу қандай да бір түрі – бірлік немесе екілік рұқсат етіледі. Осыған сәйкес бұндай құрылғылар келесі атауларды иемденеді: SAS (Single Attachment Station), DAS (Dual Attachment Station),     SAC (Single Attachment Concentrator), DAC (Dual Attachment Concentrator).

Физикалық орта  FDDI технологияның негізінде талшықты – оптикалық кабелдер және ОТР 5 категориялы (бұл вариант физикалық дәреженің ТР-РМD деп аталады) қолданады.

Сақина екілік қосылуда максималды станциялар саны – 500, екілік сақинаның максималды диаметрі – 100 км. Көпмодовты кабель үшін көрші түйнектер арасында максималды арақашықтық 2 км, UPT категорияның витті қосы үшін – 5-100 м, ал бірдомовты оптоталшыққа оның қасиетіне сәйкес келеді.

Классикалық 10-мегабиттік Ethernet 15 жыл бойы көптеген қолданушыларға керек болды. Бірақ та 90 жылдар басында оның толық емес кіру мүмкіндігі сезінуі басталды. Intel 80286 немесе 80386 ISA (8 Мбайт/с) немесе EISA (32 Мбайт/с) шиналармен процессорлы компьютерлер үшін Ethernet сегменттің кіру мүмкіндігі «память-диск» каналдың 1/32 немесе 1/8-ін құрды, және бұл мәліметтер көлемімен қатынасымен жақсы келесті болған. Локальды өңделді мәліметтері желі арқылы. Одан қатты жоғары РСІ (133 Мбайт/с) шинамен (клиенттік) станциялар үшін бұл мөлшер 1/133-ке дейін түсті, бұл жеткіліксіз болды. Сондықтан көптеген 10 мегабиттік Ethernet сегменттері бос емес болды, олардың ішінде серверлер реакциясы төмендеді, коллизиялар пайда болу жиілігі жоғарлады, бұл одан да керек кіру мүмкіндігін төмендетті.

 «Жаңа» Ethernet технологияны құрастыруы керек  болды, ол сапа және баға жөнінде  эффективті және өндірісі 100 Мбит/с  болу керек болды. Іздеу және  зерттеу нәтижесінде ғалымдар  екі топқа бөлінді, бұдан екі  жаңа технологиялар Fast Ethernet және 100VG – AnyLAN пайда болды. Олардың классикалық Ethernet-тен айырмашылығы бар.

1992 жылы желілік  құрылғылдарды шығарушы группа, олардың ішінде Ethernet, Syn Optics, 3 Com және  тағы басқа технологиялардың  көшбасшылары Fast Ethernet Alliance коммерциялық емес топты құрды, бұл Ethernet технологияның белгілерін максималды дәрежеде сақтайтын жаңа технологияның стандартын құру үшін болды.

Екінші топты Hewlett – Packard және AT&T компаниялар басқарды, олар Ethernet технологияның кейбір танымал кемшіліктерін алып тастауды ұтымды жағдайын ұсынды. Кейбір уақыттан кейін бұл компанияларға ІВМ компаниясы қосылды, ал Token Ring желілер мен жаңа технология арасында байланыс орнатуды ұсынды.

ІЕЕЕ институттың 802 комитеті жаңа жоғары жылдамдықты технологиялардың  техникалық потенциалын зерттеді. 1992 жылдың соңынан 1993 жылдың аяғына дейін арасында ІЕЕЕ группа 100 мегабиттік шешімін зерттеді, басқа өндірушілер ұсынған. Ол екі топтың ұсыныстарын қарастырды.

Негізгі проблема CSMA/CD кездейсоқ ену әдісін сақтауы болды. КР және  AT&T компаниясы жаңа ену әдісін, Demand Priority – сұранысқа приоритеттік енуді ұсынды. Ол Ethernet және 802.3 стандарт технологиямен байланыс тапқан жоқ және оны стандартизациялау үшін ІЕЕЕ 802.12 жаңа комитет құрылды.

1995 жылдың күзінде  екі технологиялар ІЕЕЕ стандарт болды. ІЕЕЕ 802.3 комитеті 802.3u стандарт негізінде Fast Ethernet спецификациясын қабылдады, ол жеке стандарт ретінде болған жоқ, ал 802.3 стандарттың 21-інші және 30-ыншы бөлім ретінде қосымша болып табылады. 802.12 комитеті 100VG – AnyLAN технологияны қабылдады, ол Demand Priority жаңа ену әдісі қолданады және екі форматтың кадрларын Ethernet және Token Ring-ті қабылдайды.

Fast Ethernet-тің Ethernet технологиядан барлық ерекшеліктері  физикалық дәрежеге негізделеді. Fast Ethernet-те МАС және LLC дәрежелер өзінің қалпында қалды, және оларды 802.3 және 802.2 стандарттардың бөлімдері анықтайды.

Fast Ethernet-тің  физикалық дәреженің күрделі  структурасында 3 варианты кабельдік  жүйелер қолданылады:

Көпмодты талшықты – оптикалық кабелі, 2 талшық қолданады;

5 категорияның  виттік қосымша, 2 қосымша қолданылады;

3 категорияның  виттік қосымша, 4 қосымша қолданылады;

100VG – AnyLAN технологиясы 3 категориялы UTP кабельді қолданады, ол 4 қосымша арқылы бір уақытта 100 Мбит/с жылдамдықта мәліметтерді тасымалдайды, 5 категориялы UTP кабель үшін физикалық стандарт бар, STP Type 1 кабель және талшықты – оптикалық кабель үшін.

Корпаротивті желілерді құру кезінде Fast Ethernet өнімдер орталықта тез пайда болуымен желілік интеграторлар және админстраторлар белгілі бір азайтуды сезді. Көптеген жағдайларда серверлер 100 мегабиттік каналға қосылған желілер магистральдарын және 100 Мбит/с жылдамдықпен жұмыс істейтін FDDI және Fast Ethernet магистралдарын тығыздады. Келесі дәрежелі иерархиялық жылдамдықтарды керек етті. 1995 жылы одан жоғары дәрежелі жылдамдықты АТМ коммутаторлары бере алды, сол уақытта бұл технологияның локальды желіде жылжу керекті құрылғылар болмау арқасында (бірақ LAN Emulation – LANE спецификациясы 1995 жылдың басында қабылданды, оның іске асыру болашақта көрінді) оларды локальды желіге қабылдануды ешкім болмаған. Осыдан АТМ технологиясы өте жоғары дәрежелі бағасымен ерекшеленеді.

Сондықтан жаңа жоғары биттік жылдамдықпен Ethernet стандартын шығару қарастырылды. 1996 жылдың жазында протоколды құрастыруға 802.3z тобы құрылды, ол максималды Ethernet-ке ұқсас, бірақ 1000 Мбит/с биттік жылдамдықпен болды. Ол Gigabit Ethernet-ке магистральды желілерді ауыстыру болды. Сол уақытта гигабиттік жылдамдықпен мәліметтерді тасымалдау тәжірибесі болды, ол территориалды желілерде (SDH технологиясы), және локальды – Fibre Channel технологияда қолданды, ол негізінен үлкен компьютерлерге жоғары жылдамдықты периферийлерді қосуға және гигабитке жақын жылдамдықпен талшықты – оптикалық кабель арқылы мәліметтерді тасымалдау үшін қолданылады, 8В/10В код арқылы.

Gigabit Ethernet Alliance облысқа Bay Networks, Cisco Systems және 3 Сom өндіріс  флагмандар кірді, олардың саны 100-ге  жетті. Физикалық дәреженің бірінші  түрі ретінде Fibеr Channel 8В/10В кодпен  қабылданды.

Стандарттың бірінші версиясы 1997 жылдың қаңтарда қарастырылды, 802.3z стандарты 1998 жылдың 29 маусымда ІЕЕЕ 802.3 комитет арқасында қабылданды. Gigabit Ethernet-тің 5 категориялы виттік қосымшада іске асыру жұмыстары арнайы 802.аь комитетке берілді, ол бұл стандарттың проектіде бірнеше вариантын қарастырды, 1997 жылдың жазында оптоталшықты кабельде Gigabit Ethernet-тің бірінші құрылғысы шықты.

Gigabit Ethernet-тің Ethernet және Fast Ethernet технологиялармен ортақ  қасиеттер:

Ethernet кадрлардың  барлық форматтары сақталады;

Протоколдың жарты дуплексті версиясы CSMA/CD ену әдіспен қолдайтын және толық дуплексті версия коммутаторларымен жұмыс істейтін сол күйінде болады;

Кабельдің барлық негізгі түрлері қолдайды, Ethernet-те және Fast Ethernet-те қолданатын: талшықты – оптикалық, 5 категориясы виттік қосымша, коаксиал.

Бірлік цифрлық желілердің 2 технологиясы бар – плезиохронды цифрлық иерархиялы (Plesiochronic Digital Hierarchy, PDH), және соңғы технология – синхронды цифрлық иерархиялы (Synchronous Digital Hierarchy, SDH). Америкада SDH технологияға Sonet стандарт сәйкес келеді.

Цифрлық мультиплексивті аппаратура және коммутация 60 жылдардың соңында АТ&Т компаниямен құрылды, ол телефондық желілер арасында ірі коммутаторлар байланысын шешу үшін. FDM технологияда бір уақытта 12 немесе 60 абоненттік каналдар арқылы мәліметтерді тасымалдау үшін виттік қосымша қолданылды,ол байланыстың жылдамдығын жоғарлату үшін қымбат коаксиалды кабелдерін қолданады.

Т1 аппаратура құрылды, ол цифрлық түрде 24 абоненттің мәліметтерін мультиплексирлеу, тасымалдау және коммутирлеуді (тұрақты негізде) істеді, ол дауыстарды 8000 Гц жиілікпен цифрлады және дауысты импульсті – кодтық модуляция (Pulse Code Modulation, PCM) арқылы кодтары нәтижесінде әрбір абоненттік канал 64 Кбит/с мәліметтердің цифрлық ағысын жасады. Магистралды АТС қосу үшін Т1 каналдары жіз мультиплексивті құрылғылар болды, сондықтан технологияда иерархиялы жылдамдықпен каналдарды жасау іске асырды. Т1 типті төрт канал цифрлық иерархияның келесі дәрежелі каналға біріктірілді – Т2, мәліметтерді 6,312 Мбит/с жылдамдықпен тасымалдайды, жеті каналдар Т2 қосылып Т3-ті береді, ол мәліметтерді 44,736 Мбит/с жылдамдықпен тасымалдайды, Т1, Т2, Т3 аппаратура өзара байланысты, магистралды және периферийлі каналдармен иерархиялық желіні 3 дәрежелі жылдамдықпен жасайды.

Цифрлық иерархиялық технологиясы СЕІТТ – арқылы стандарталды. Т каналдардың халықаралық стандартта аналогты Е1, Е2, Е3 каналдары болып табылады, олардың басқа жылдамдықтар – 2,048 Мбит/с, 8,488 Мбит/с, 34,368 Мбит/с. Оларды DSN (Digital Signal) деп белгілейді. Практикада негізінен Т1/Е1 және Т3/Е3 каналдары қолданады.

Синхронды цифрлық иерархиялық технологиясын BellCore компаниясы шығарды, оның атауы «синхронды оптикалық желілер» - Synchronous Optical NETs, SONET болды. Стандарттық бірінші варианты 1984 жылы пайда болды, сосын бұл технология Т1ANSI комитетпен стандарталған. Келесіде халықаралық стандарттың құрастырушылардың негізгі мақсаты барлық цифрлық каналдар трафиктерін тасымалдауды жоғары жылдамдықты магистралды желіде талшықты – оптикалық кабельде және жылдамдықтардың иерархиясын, PDH технологиясының иерархиясын жалғастыратын, секундта бірнеше гегабит жылдамдыққа дейін қамтамасыз ететін технологияны құрды. Осыдан Synchronous Digital Hierarchy, SDH (G1707-6.709 спецификациялар) халқаралық стандарт шықты.