Üzenetszórásos technológiák

Az ilyen típusú hálózatoknál egy kommunikációs csatorna van, és ezen az egy csatornán osztozik a hálózatba kapcsolt összes számítógép. A küldött adatokat minden állomás veszi, és a csomagban utazó azonosító alapján dönti el, hogy neki szól-e vagy sem. Így minden egyes csomag feldolgozásra kerül minden gépen, ha nem is teljes mértékben. Ez a módszer nem olyan biztonságos, de lehetővé teszi a multicasting-et, azaz a csoportcímzést.
A kialakítás jellegzetes topológiái: SÍN; Gyűrű; Rádiós.
Ennél a módszernél már felléphet az adatütközés, ezért ki kell alakítani valamilyen közeg-hozzáférési eljárást.

A közeg elérési módjai:

  • Véletlen vezérlés: bármelyik állomás használhatja a közeget, ha meggyőződött róla, hogy az nem foglalt.
  • Osztott vezérlés: ilyen esetben egy időpontban csak egy állomásnak van joga adni, s ez a jog halad körbe-körbe.
  • Központosított vezérlés: ilyenkor van egy kitüntetett állomás, amely vezérli a hálózatot, engedélyezi a kommunikációt. Az állomásoknak figyelniük kell mikor kapnak engedélyt a közeg használatára.

Csatornakiosztás lehetőségei

  1. Statikus: Az időt diszkrét időintervallumokra osztjuk fel, és a ciklikus multiplexeléses ütemezést alkalmazzuk. Így minden gép csak akkor férhet a csatornához és adhat, amikor a saját időintervalluma következik. A statikus kiosztás kihasználatlanul hagyja a csatornakapacitást akkor, amikor egy gépnek nincs adnivalója a számára kiosztott időintervallumban. Néhány rendszer ezért dinamikus csatornakiosztást alkalmaz.
  2. Dinamikus: Szabad kezdeményezésen alapuló.
  • Centralizált: Van egy egység, amely eldönti hogy ki lesz a következő.
  • Decentralizált: Nincs ilyen egység, minden állomásnak magának kell eldöntenie, vajon akar-e és tud-e adni vagy sem.

Többszörös hozzáférésű protokollok

  1. Ütközést jelző vivőérzékeléses többszörös hozzáférés (CSMA/CD): Ennél a módszernél, mielőtt egy állomás adatokat küldene, először ’belehallgat’ a csatornába, hogy megtudja, hogy van-e éppen olyan állomás, amelyik használja a csatornát. Ha a csatorna ’csendes’, akkor a ’hallgatódzó’ állomás elküldi az üzenetét. A vivőérzékelés (carrier sense) jelenti az adás előtti belehallgatást. Az állomás által küldött üzenet a csatornán keresztül minden állomáshoz eljut, és véve az üzenetet a bennfoglalt cím alapján eldöntheti hogy az neki szólt (és ilyenkor feldolgozza), vagy pedig nem (és akkor eldobja). Ütközés esetén minden adó megszakítja az adattovábbítást, majd véletlenszerű ideig várakozik. A várakozás után újra megkísérel adni az előző ismeretek szerint (hallgat,…).
    Gyér forgalom esetén gyors, de a terheléssel hatványozottan arányosan lassul. Az Ethernet hálózat használja ezt a módszert.
  2. CSMA/CA: A CSMA/CD - től abban különbözik, hogy adás után minden állomás adott ideig vár (pl.: prioritás szerint). Ha ez idő alatt nem kezdeményez senki, akkor az állomás adhat.
  3. Időosztásos többszörös hozzáférésű eljárás (TDMA): Elsősorban busz felépítésű hálózatoknál használják. A buszhoz kapcsolódó minden mellékállomás egy adott időszeletben adhat. Ha nincs üzenet, a csatorna kihasználatlan marad. Problémát jelenthet a szinkronizálás.

A „vezetékes” IEEE 802 LAN protokollok

Három szabványt fogadtak el, amelyekre együttesen az IEEE 802-es szabvány részeként hivatkoznak.
A három LAN szabvány:

1. Ethernet (IEEE 802.3-as szabvány)

Sínszervezésű, véletlen hozzáférésű, alapsávú, rádió üzemmódú hálózat. CSMA/CD rendszer. Adatátviteli sebessége 10Mbit/s, 1024 állomás csatolható. A 802.3 által engedélyezett legnagyobb kábelhossz 500 méter. Az egyes kábeleket repeaterek (jelismétlők) segítségével lehet összekötni. A kábelhálózat építésének egyik lehetséges módja, amikor különálló szegmenshalmazokat bridge-ek (hidak) segítségével kötik össze.

Előnyei

  • Sok van belőle - hozzáférhető alkatrészek,
  • Viszonylag egyszerű kiépíteni,
  • Egyszerű algoritmust használ,
  • Új állomás menet közben is csatlakoztatható,
  • Kábelezés funkciója passzív funkció,
  • Kis terhelésnél szinte nulla válaszidejű.

Hátrányai

  • analóg komponenseket tartalmaz,
  • min 64 byte-os keret,
  • nem determinisztikus (nem meghatározható a vezérléshez jutás ideje),
  • nincs prioritáskezelés,
  • 25 km-nél nagyobb távolság nem lehet 2 munkaállomás között.

Típusai a használt koax alapján

Vastag (THICK vagy Ethernet version 1)

Nagyobb távolság és nagyobb megbízhatóság jellemzi. Max hossz 2500 méter, max 5 szegmens max 500m szegmenshosszal, 1 szegmensre 2,5 méterenként transceiver. Összesen max 100 munkaállomás. A munkaállomás és a transceiver max távolsága 50 méter. Minden szegmens egyik végét földelni kell, kábelszegmensek végein 50W-os lezáró.

Vékony (THIN vagy Ethernet version 2)

Olcsó, egyszerűen telepíthető, azonos átviteli sebesség a vastaghoz képest. Max szegmenshossz 185 méter, hálózatonként max 5 szegmens, max kiterjedés 925 méter. 30 munkahely/szegmens, minimális kábelhossz 0,5 méter. Minden szegmens egyik végét földelni kell, kábelszegmensek végein 50W-os lezáró.

Kevert Ethernet hálózat

Az épületek között üvegszálas, az épületekben a gerincvezeték vastag Ethernet, amire multiport repeaterekkel csatlakoznak a vékony Ethernet szegmenseken található munkaállomások.

Hardware elemek

Kártya, kábel, transceiver (adó-vevõ), transceiver kábel, repeater (jelismétlő), optikai kábel, lezárók, csatlakozók, bridge.

802.3 keretformátum:

7

1

2 v 6

2 v 6

2

0-1500

0-46

4 byte

Előtag
(Adó-vevő összeszinkro-nizálására)

Start of Frame

Célcím

Forráscím

a.h.

Adat

Töltelék

Ellenőrző összeg

Ethernet típusok

  • 10Base2: Thin Coax,
  • 10Base5: Thick Coax,
  • 10Base-T: Twisted Pair,
  • 10Base-F: Optical Fiber,
  • 100Base-T: Twisted Pair.

2. Vezérjeles sín (Token bus): 802.4-es szabvány.

Azért alakult ki, mert a 802.3-as verziónál nem volt biztos, hogy belátható időn belül mindenki adáshoz jut. Fizikailag sín, gyakorlatilag gyűrű. A vezérjel csökkenő sorrendben megy körbe. Van prioritáskezelés. Minden állomás 4 féle csoport alállomásnak felel meg. Az állomásoknak sorszáma van, először a legmagasabb sorszámú adhat, adásjogát a vezérjel továbbküldésével adja át a következő állomásnak. Csak az adhat aki a vezérjelet birtokolja, ütközés nem léphet fel. Időkorlátozást is használ(hat)nak.

Előnyei

  • Szélessávú kábelezést használ,
  • Prioritásokat kezel,
  • Determinisztikusabb,
  • Nagy terhelésnél nem csökken az effektív átviteli képesség,
  • Mehet rajta kép és hang is.

Hátrányai

  • Sok analóg komponenst használ,
  • Bonyolult protokoll,
  • Kis terhelés jelentős késleltetést jelent,
  • Optikai kábelen problémás a megvalósíthatósága.

802.4 keretformátum:

1

1

1

2 v 6

2 v 6

0-81 82

4

1 byte

Előtag
(Adó-vevő összeszink-ronizálása)

Kezdet-jelző
(analóg kó-dolású szim-bólumok)

Keretvezérlés
(f.a-a, hogy a logikai gyűrű működjön)

Cél-cím

For-rás-
cím

Adat

Ellenőrző összeg
(CRC kód)

Végjelző
(analóg kó-dolású szim-bólumok)


3. Vezérjeles gyűrű (Token Ring): IEEE 802.5-ös szabvány.

Vételi üzemmód: 1 bitet vár. Adási üzemmód: megszakít.
Gyűrű interface: pont-pont kapcsolat van az interface-ek között. A forgalom egyirányú. A közben használt átviteli csatorna elérése azonos eséllyel történik.
1 vezérjel halad körben a gyűrű mentén, mai lényegében 1 rövid üzenet, ami utal a gyűrű foglaltságára. Csak akkor adhat valamelyik állomás, ha birtokolja a vezérjelet, azaz üresen kapta, foglaltra állítja, megtölti adatokkal, majd visszaadja a hálóba vagy kivonja a tokent a hálóból. Az üzenet a gyűrűben állomásról állomásra halad. Ha az üzenet az állomásnak szól, feldolgozza. Ha nem, továbbadja. Ha visszaért az üzenet a feladóhoz, az kivonja a gyűrűből, és szabad tokent ad körbe. Ha nem kerül az üzenet kivonásra, akkor (valamelyik) felügyelő állomás kivonja a forgalomból, és szabad vezérjelet indít körbe. Az aktív felügyelő hibája esetén valamelyik passzív felügyelő veszi át az irányítást. Prioritás is kiépíthető.

Előnyei

  • bármilyen átviteli közeg lehet,
  • tudja javítani saját magát,
  • prioritást kezel,
  • nagy teljesítménynél nagy átbocsátó képesség
  • rugalmas, rövid keret.

Hátrányai

  • kis terhelésnél jelentős késleltetés,
  • felügyelő állomás funkció.

802.5 keretformátum:

1

1

1

2 v 6

2 v 6

nincs határ

4

1

1 byte

SD
Kezdet-jelző

AC
Hozzáférés-vezérlés

FC
Keretvezérlés

Cél-cím

Forrás-cím

Adat

Ellenőrző összeg

ED
Végjelző

FS
Keret-státusz