Открой свой мир программирования и    
цифровых технологий
Сетевые адаптеры
Автор Alena   
10.07.2010 г.

Как уже отмечалось, применяемые сетевые адаптеры, как правило, принадлежат к одному из двух типов — с обнаружением коллизий или с передачей маркера. Разработчики сетевых адаптеров проектируют их на применение одного из протоколов низкого уровня: Ethernet, Token Ring, FDDI, ARCnet и т.п. На рис. 5.19 показаны различные адаптеры ARCnet. Если же в сети работают быстродействующие рабочие станции и файл-серверы, то в этом случае желательно использовать и скоростную ЛВС. Даже быстродействия 16 Мбит/с может оказаться недостаточно, если ваши программы требуют интенсивного обмена данными. Поэтому аппаратура TCNS фирмы Thomas-Conrad работает при скорости 100 Мбит/с. И стоит не намного больше чем Token Ring. На рис. 5.20 представлены высокоскоростной адаптер и концентратор TCNS с производительностью 100 Мбит/с, позволяющие получить все преимущества оптоволоконных соединительных кабелей за умеренную цену. Многие ARCnet-совместимые сетевые ОС, такие как NetWare, LAN Manager, POWERLan, LANtastic, хорошо работают с аппаратурой TCNS. Правда, чтобы реализовать выигрыш от высокой скорости TCNS, необходимо использовать достаточно быстродействующие компьютеры.

При этом можно использовать уже имеющуюся кабельную разводку (экранированную витую пару типа 1 или коаксиальный кабель RG62A/U от ЛВС Token Ring или ARCnet) или проложить новый оптоволоконный кабель толщиной 62,5 микрон. Система настолько гибка, что позволяет применять Различные типы кабелей в одной ЛВС с помощью концентратора TCNS Smart Hub с различными разъемами. Сеть TCNS имеет топологию распре деленной звезды, подобно Token Ring или ARCnet, при этом в качестве соединителей для оптоволоконных кабелей используют соединители типа ST, для коаксиальных кабелей — типа BNC и для экранированной витой пары — типа DB-9.

Image
Рис. 5.19
Карты сетевых адаптеров ARCnet

Image
Рис. 5.20
Высокоскоростной сетевой адаптер и концентратор TCNC фирмы Thomas-Conrad

ЛВС TCNS можно рассматривать просто как ARCnet, работающую со скоростью 100 Мбит/с. Поскольку TCNS-адаптер совместим на уровне регистров с адаптером ARCnet, с ним можно использовать стандартные драйверы ARCnet. Кроме того, фирма Thomas-Conrad поставляет "ускоренные драйверы" для еще большего повышения характеристик. Итак, система TCNS состоит из сетевых адаптеров с соединителями для оптоволоконных, коаксиальных или экранированных витых кабелей, одного или нескольких концентраторов TCNS Smart Hub и соответствующих драйверов. Адаптеры могут быть 16- или 32-разрядными и работать с шинами ISA или EISA. К одному сетевому сегменту можно подключить до 255 TCNS рабочих станций, перекрывая с помощью оптоволоконных кабелей расстояние до 900 м, с помощью экранированной витой пары — до 150 м и посредством коаксиального кабеля — до 100 м.

Фирма Chips & Technologies производит адаптеры, способные работать в ЛВС типа EtherNet или ARCnet. Необходимо, однако, помнить, что в конкретной ЛВС могут работать только однотипные адаптеры, а для связи ЛВС разного типа необходимо применять мосты. Мосты предназначены для соединения между собой ЛВС с различными аппаратными средствами и различными протоколами. Устройство моста определяется аппаратными средствами соединяемых ЛВС, но не зависит от используемых протоколов. Применение мостов позволяет производить обмен данными между устройствами принадлежащими к различным ЛВС, например, между сетью Ethernet и сетью Token Ring. На рис. 5.21 показаны некоторые адаптеры Ethernet.

Image
Рис. 5.21.
Распространенные адаптеры Ethernet

Как адаптеры, работающие по принципу передачи маркера, так и адаптеры, работающие с обнаружением коллизий, имеют достаточный набор аппаратных средств для определения разрешения на передачу пакета в физическую среду или приема адресованного к нему сообщения. Оба типа адаптеров при поддержке программных средств производят семь основных операций при приеме или передаче сообщения.

Ниже приведена последовательность этих операций при передаче данных. При приеме последовательность обратна по отношению к приведенной

1. Передача данных. Данные передаются из ОЗУ ПК в адаптер или из адаптера в память ПК через программируемый канал ввода/вывода канал прямого доступа к памяти или разделяемую память.

2. Буферизация. Во время обработки в сетевом адаптере данные хранятся в буфере. Буфер позволяет адаптеру осуществлять доступ ко всему пакету. Поэтому буфер должен иметь объем, достаточный для размещения целого пакета данных. Использование буферов необходимо для согласования между собой скоростей обработки информации различными компонентами ЛВС.

3. Формирование пакета. Сетевой адаптер должен разделить данные на порции (или при приеме соединить их). В сети Ethernet размер этих порций составляет 1500 байт. В сети Token Ring размер пакетов обычно составляет 4К. Адаптер добавляет к пакету данных заголовок и окончание. Заголовок и окончание являются оболочками физического уровня, который вы изучили ранее в этой главе. После этой стадии в адаптере существует завершенный, готовый к передаче пакет.

4. Доступ к кабелю. В схеме с контролем несущей CSMA/CD, такой как Ethernet, перед началом передачи (или повторной передачи после обнаружения коллизии) адаптер убеждается, что линия не занята. В схеме с маркерным доступом адаптер ждет поступления маркера, которого он имеет право захватить. Передача данных становится возможной только после захвата маркера. При приеме пакета этот шаг, конечно, отсутствует.

5. Преобразование данных из последовательной/параллельной формы. Данные передаются в кабель в последовательной форме, бит за битом. Поэтому перед передачей они должны быть преобразованы из параллельной формы в последовательную.

6. Кодирование/декодирование данных. На этом этапе должны быть сформированы электрические сигналы, используемые для представления данных. Большинство сетевых адаптеров используют для этих целей Манчестерское кодирование. Этот метод не требует передачи синхронизирующих сигналов для распознавания единиц и нулей по уровням сигналов, а вместо этого для представления 1 и 0 используется перемена полярности сигнала.

7. Передача/прием импульсов. Закодированные электрические импульсы данных передаются в кабель. (При приеме импульсы направляются на декодирование).

Конечно, для выполнения всех этих шагов требуются доли секунды. За время, которое вы читали этот абзац, тысячи пакетов были переданы через ЛВС.

Сетевые адаптеры вместе с соответствующим программным обеспечением способны распознавать и обрабатывать ошибки, которые могут возникнуть из-за электрических помех, коллизий (в сетях CSMA/CD) или плохой работы оборудования. Ошибки обычно обнаруживаются при сравнении CRC-суммы, принятой в составе пакета с такой же суммой, вычисленной с использованием данных пакета. Если эти суммы не совпадают, то принимающий адаптер сообщает передающему, что произошла ошибка и требуется повтор передачи. Существуют различные средства для проведения в случае необходимости диагностики и анализа функционирования ЛВС. В главе 12 "Управление ЛВС" такие средства подробно описаны.

Различные типы сетевых адаптеров отличаются не только методами доступа к среде и протоколами, но еще и следующими параметрами:

■ скорость передачи

■ объем буфера для пакета

■ тип шины (8 бит, 16 бит, МСА)

■ быстродействие шины

■ совместимость с различными микропроцессорами

■ использование прямого доступа к памяти (DMA)

■ адресация портов ввода/вывода и запросов прерывания

■ интеллектуальность (некоторые адаптеры имеют процессор, например, 80186)

■ конструкция разъема Большинство сетевых адаптеров устанавливаются в один из слотов материнской платы ПК. Для поддержки быстро растущего числа портативных ПК типа Notebook, которые не имеют слотов расширения, некоторые компании разработали сетевые адаптеры, подключаемые к параллельному порту компьютера. Такие устройства называются карманными сетевыми адаптерами. Наиболее распространенные карманные адаптеры типа Ethernet, ARCnet и Token Ring выпускаются фирмой Xircom.

Xircom 26025 Mureau Road Calabasas, CA91302 (818) 878-7600

На рис. 5.22 показан карманный сетевой адаптер Ethernet фирмы Xircom.

Image
Рис. 5.22
Карманный адаптер Ethernet фирмы Xircom присоединяется к параллельному (принтерному) порту компьютера

 
« Пред.   След. »
Скачать книги по программированию