3.2.8 Kohtvõrgu tehnoloogiad

Kohtvõrgu
tehnoloogiad määravad ära kõik komponendid, mis on vajalikud üle võrgu
toimuvaks infovahetuseks. Kohtvõrgu tehnoloogiad koosnevad topoloogiast, ülekandemeediumist,
ülekandemeediumi haldamise algoritmist ja võrgus kulgeva informatsiooni
kodeerimise meetodist.Iga nimetatud komponendi jaoks on määratud üldised
tehnoloogilised standardid. Sellised standardid on määranud IEEE ja neid tuntakse nime all IEEE 802.
Standardid on jagatud osadeks, osad 802.3 kuni 802.5 kirjeldavad peamisi
kohtvõrgu tehnoloogiaid. Etherneti erinevad standardid jagunevad:
- 802.3 - Ethernet, 10BASE
- 802.3u - Fast Ethernet (100 Mbit/s), 100BASE
- 802.3z - Gigabit Ethernet üle fiiberoptilise või koaksiaalkaabli
- 802.3ab - Gigabit Ethernet üle keerdpaarkaabli, 1000BASE
- 802.3ae - 10-Gigabit Ethernet, 10GBASE
Erinevused kohtvõrgu tehnoloogiate vahel on topoloogia, ülekandemeedium ja sidekanali algoritm. Standard 802.3 kirjeldab Ethernet'i võrke, mis kaustavad kanali haldamise algoritmi nimega CSMA/CD (Carrier sense multiple access with collision detection), standard 802.4 kirjeldab lubasiinivõrku ja standard 802.5 lubaringvõrku. Standardis 802.3 kirjeldatud võrkudel võib olla kas siini- või tähttopoloogia. Siinitopoloogia on esimene seda tüüpi võrkudes kasutatud topoloogia, seega juurdepääsu haldamine ülekandemeediumile oli üks peamisi ülesandeid, mis tuli lahendada. Algoritm, millega juhitakse sidekanalile juurdepääsu, on nende võrgutopoloogiate puhul rajatud protokollile, mida nimetatakse CSMA. Täpsemalt, tegemist on kandjatajuriga CSMA protokolliga: CSMA/CD. CSMA/CD protokoll on väga lihtne ja väga tõhus, see garanteerib hea jõudluse ja suured andmesidekiirused. CSMA/CD protokolli lihtsus ja tõhusus võimaldavad 802.3 kohtvõrgu standardite laialdast kasutust, mis ongi suure ülekaaluga enimkasutatav võrgulahendus.
Võrgu arhitektuur |
Topoloogia |
Kaabel |
Andmeedastuskiirus |
Pöördusmeetod |
10BaseT |
Täht |
UTP CAT 3 |
10 Mbps |
CSMA/CD |
100BaseT |
Täht |
UTP CAT 5 |
100 Mbps |
CSMA/CD |
1000BaseTX |
Täht |
UTP CAT 5,5e,6 |
1 Gbps |
CSMA/CD |
10GBaseLR |
Täht |
Fiiberoptiline, UTP CAT 6 |
10 Gbps |
CSMA/CD |
Lubaring |
Tähtring |
UTP |
4 Mbps/16 Mbps |
Loakettedastus |
Joonis 3‑14. Eri
võrguarhitektuuride parameetrid
Ethernet oli esimene
tehnoloogia, mis kasutas juurdepääsu juhtimiseks CSMA/CD protokolli. Ethernet
saavutas suure edu tänu suurele jõudlusele ja tehnika madalale hinnale. IEEE
802.3 standard on Etherneti tehnoloogia üldistus, see kirjeldab kogu süsteemide
klassi, mis kasutab CSMA/CD ülekandemeediumile juurdepääsu juhtimise
protokollina.CSMA/CD protokolli aluseks on kaks kontseptsiooni:
- vältida konflikte, kui jagatud ülekandemeedium on juba kasutusel veel enne ülekande alustamist
- kontrollida võimalikke konflikte ja lahendada neid, katkestades ülekande erinevateks ajaperioodideks.
Kui tööseade otsustab andmeid üle kanda, siis see kontrollib enne ülekande alustamist, kas ülekandemeedium on juba kasutuses. Kui ülekandemeedium on juba kasutusel, siis seade ootab, kuni meedium vabaneb, muul juhul alustab andmete edastamist. Kui kaks (või rohkem) tööjaama tajuvad, et ülekandekanal on vaba ja teevad otsuse andmete saatmiseks üheaegselt, siis tekib kokkupõrge. Tööjaamad suudavad detekteerida kokkupõrkeid ja kui tööjaam teeb kindlaks kokkupõrke olemasolu, siis ta peatab ülekande ning ootab juhusliku pikkusega aja enne uut katset. CSMA/CD protokollil oli suur edu ja see on siiani kõige enam kasutatav protokoll ettevõtete ja riigiasutuste kohtvõrkudes.
Teine võimalus meedia juurdepääsukontrolliks on loakettedastus (Token Passing). Siin on ideeks luua tööjaamade vaheline loogiline ring ning võimaldada ainult ühel tööjaamal korraga edastada informatsiooni. See on teostatud ülekande kordade abil. Võimalus andmevahetuseks antakse lubadega. Luba on spetsiaalne sõnum, mis saadetakse tööjaamadele, järgides loogilisi ringi korda. Ainult see tööjaam, millel on luba, saab andmeid edastada. Pärast ettenähtud ajaperioodi või pärast andmete edastamise katkemist jaam annab loa edasi loogilise ringi järgmisele tööjaamale. Sellisel kombel peab iga jaam ootama ettemääratud aja, mis sõltub tööjaamade arvust ning ülekandekorra pikkusest. Tööjaamade paigutus ringikujuliselt tagab mingi teatud maksimaalse ooteaja, kuid seda on raske praktikas realiseerida.
Seejuures tööjaamade asetus ringis on ainult loogiline. Ring määrab igale tööjaamale järgneva ja eelneva jaama, kuid see ei tähenda seda, et jaam peab füüsiliselt asetsema vastavalt ringisisesele järjekorrale.