1. Egy hétemeletes hivatalépületben szintenként 15 szomszédos hivatal helyezkedik el. Minden hivatalban a terminálok számára foglalatokat helyeztek el az épület homlokfalában úgy, hogy a foglalatok egy függõleges síkban elhelyezkedõ négyzetrácsot alkotnak. A foglalatok 4 méterre vannak egymástól függõlegesen és vízszintesen is. Feltételezve, hogy minden két foglalat között vízszintesen, függõlegesen, valamint átlósan is egyenes kábel húzható ki, számítsuk ki, hogy hány méter kábel szükséges az összes foglalat összekötéséhez, ha :
a; egyetlen középen elhelyezkedõ IMP-vel egy csillagkonfigurációt építenek ki ?
b; CSMA/CD-t használnak ?
c; egy gyûrûhálózatot építenek ki ( huzalközpont nélkül ) ?
2. Mekkora a szabványos 10 Mbit/s-os 802.3 LAN baudban számított adatátviteli sebessége ?
3. Egy 1 km hosszú, 10 Mbit/s-os CSMA/CD LAN-on a jelterjedési sebesség 200 m/ mikros. Az adatkeretek 256 bit hosszúak, amely magába foglalja a 32 bites fejrészt, az ellenõrzõösszeget és az egyéb, nem adat jellegû információkat is. Egy sikeres átvitelt követõen az elsõ rés a vevõnek van lefoglalva azért, hogy egy 32 bites nyugtakeretet küldhessen a feladónak. Feltételezve, hogy nincsenek ütközések, mekkora a hasznos adatátviteli sebesség ?
4. Egy vezérjeles sínt alkalmazó rendszer a következõképpen mûködik : amikor a vezérjel megérkezik egy állomáshoz, akkor az idõzítõ óra nullázódik ; az állomás ezután a 6-os prioritású kereteket kezdi el küldeni egészen addig, amíg az óra értéke T6 nem lesz ; ekkor a 4-es prioritású keretekre vált át, és T4 idõpontig ezeket a kereteket küldi. Ez az algoritmus ismétlõdik a 2-es és a 0-ás prioritásokra is. Ha minden állomásban a T6, ...,T0 idõzítési értékek rendre 40, 80, 90, 100 ms-nak felelnek meg, akkor a teljes sávszélesség hányad része jut az egyes prioritási osztályokra ?
5. Mi történik egy vezérjeles sínen akkor, ha az állomás a vezérjel megszerzése után azonnal tönkremegy ? Hogyan kezeli le az ismertetett protokoll ezt az eseményt ?
6. Hány méter kábel okoz 5 Mbit/s átviteli sebesség és 200 m/ mikros jelterjedési sebesség mellett ugyanakkora 1 bites késleltetést, mint egy vezérjeles gyûrû interfésze ?
7. Egy nagyon erõsen terhelt 1 km hosszú, 10 Mbit/s-os vezérjeles gyûrû 200 m/ mikros-os jelterjedési sebességû. A gyûrû mentén, egymástól egyenlõ távolságra 50 állomás helyezkedik el. Az adatkeretek a 32 bites nem adat jellegû információkkal együtt 256 bitesek. A nyugtát maga az adatkeret hordozza, így gyakorlatilag nem igényel plusz "overhead"-et. A vezérjel 8 bites. Ennek a gyûrûnek, vagy egy 10 Mbit/s-os CSMA/CD hálózatnak nagyobb a hasznos adatátviteli sebessége ? A CSMA/CD hálózat szintén 1 km hosszú, a kábel jelterjedési sebessége 200 m/ mikros-os. Az adatkeretek 256 bit hosszúak, amely a vezérjeles gyûrûhöz hasonlóan magában foglalja az összes nem adat jellegû információt (pl. ellenõrzõösszeg). Egy sikeres átvitelt követõen az elsõ rés a vevõnek van fenntartva azért, hogy egy 32 bites nyugtát küldhessen a feladónak. Feltételezett, hogy nincsenek ütközések. Válaszát indokolja!
8. Egy vezérjeles gyûrûben a küldõ állomás távolítja el a kereteket. Milyen módosításokat igényelne a rendszer ahhoz, hogy a vevõ állomás távolíthassa el a kereteket, és ez milyen következményekkel járna ?
9. Egy 4 Mbit/s-os vezérjeles gyûrûnek 10 ms-os vezérjeltartási ideje van. Mekkora a gyûrûn küldhetõ leghosszabb keret ?
10. Van-e a huzalközpontnak bármiféle hatása egy vezérjeles gyûrû mûködésére ?
11. Egy optikai szálas MAN-ként használt vezérjeles gyûrû 200 km hosszú és 100 Mbit/s sebességû. Egy keret elküldése után az állomások megszakítják a gyûrût, és a hozzájuk visszaérkezõ keretet még azelõtt kivonják a gyûrûbõl, mielõtt a vezérjelet újra elõállítanák és a gyûrûre helyeznék. A szálban a jel terjedési sebessége 200 km/s, a maximális keretméret pedig 1 kbyte. Mekkora a gyûrû maximális hatékonysága ( elhanyagolva az összes "overhead" forrást ) ?
12. Mi a számítógép-hálózat definiciója ?
13. A helyi számítgép-hálózatok milyen általános tulajdonságokkal jellemezhetõk ?
14. Milyen tulajdonságok határozzák meg egy LAN külsõ jellemzõit, amely jellemzõk összevethetõk a felhasználó igényeivel is ?
15. Sorolja fel, hogy a helyi számítógép-hálózatok alkalmazásának területén milyen fõbb feladatkörök ellátására mutatkozik igény.
16. Mit értünk egy számítógép-hálózat megbízhatóságán, milyen kérdések merülnek fel egy hálózat megbízhatósági jellemzõit említve ?
17. Milyen célokkal hoznak létre számítógép-hálózatot ?
18. Ismertesse az IEEE 802-es LAN szabvány felépítését, mivel foglalkoznak az egyes szabványok ?
19. Mi az adó-vevõ ( transceiver ) feladata egy 802.3 LAN-ban ?
20. Ismertesse az IEEE 802.3 LAN ( CSMA/CD ) csatornamegszerzési protokolját.
21. Milyen keretformátummal rendelkezik a 802.3 LAN, mi az egyes mezõk funkciója ?
22. Ismertesse a kettes exponenciális visszatartás algoritmusát, miért erre a versenyhelyzet feloldó algoritmusra esett a választás a 802.3 LAN-ban ?
23. Hogyan számítjuk a 802.3 LAN csatornahatékonyságát, hogyan alakul a csatornahatékonyság a terhelés és a keretméret különbözõ értékeinél ?
24. Miért kellett létrehoznia 802-es bizottságnak a 802.3 LAN után a 802.4-es LAN szabványt a gyártásautomatizálásban érdekelt vállalatok nyomására ?
25. Milyen a vezérjeles sín állomásainak fizikai és logikai elrendezése, mi a vezérjel szerepe a hálózat mûködésében, milyen fizikai közeget és jelkódolást használ a szabvány ?
26. Milyen prioritási osztályokkal rendelkezik a 802.4 szabvány, hogyan zajlik le ezek segítségével a keretküldés folyamata ?
27. Mi történik egy vezérjeles sínben, ha egy állomás a vezérjelet egy már mûködésképtelenné vált állomásnak továbbítja ? Hogyan kezeli le az ismertetett protokoll ezt az eseményt ?
28. Hogyan oldódik meg a csatornahozzáférés a vezérjeles gyûrû protokolljában a vezérjel segítségével, milyen komponensekbõl áll a gyûrû késleltetése, hogyan oldható meg változó állomásszám esetén a vezérjel keringtetése ?
29. Egy 802.5 LAN-ban mi a szerepe a huzalközpontnak, mi a huzalközpont mûködési elve ?
30. Mi a keretstátuszbyte szerepe a vezérjeles gyûrû mûködésében ?
31. Milyen jellegû feladatokat lát el a felügyelõ állomás egy vezérjeles gyûrûben ?
Megoldások
1.a; Csillagkonfiguráció esetén minden munkaállomáshoz külön kábelt szükséges kiépíteni a központi IMP-tôl. A kábelhossz számítása :
a=foglalatok távolsága=4 m
A kábelhossz : h= 2(6a)+2(28a)+4(83a+84)= 2075 m
b; CSMA/CD használata esetén gerinc kábeltopológiát célszerû használni, amelyben egy minden szinten függôlegesen átfutó gerincvezeték helyezkedik el, és a szintenkéti leágazások futnak végig az adott emeleteken, felfûzve az ott található 15 terminált.
A kábelhossz : h=6a+7(14*a)=6*4+7(14*4)= 416 m
c; Gyûrûhálózat kiépítésekor lineáris topológia a célszerû azzal a módosítással, hogy a két végpontot is össze kell kötni.
A kábelhossz : h=6a+7(14*a)+8a+6a= 6*4+7(14*4)+8*4+6*4= 482 m
2. A c; válasz a helyes, mert a 10 Mbit/s-os adatátviteli sebességû 802.3 LAN Manchester kódolást használ, ami a sávszélességet megkétszerezését vonja maga után. A kódolás következtében 1 bit ideje alatt 2 elemi jelváltás történik, tehát a Baud-ban számolt adatátviteli sebesség : 2*10= 20 Mbaud.
3. Adott: L= 1000 m ; v= 10 Mbit/s ; j= 200 m/s ; adatkeret hossza=256 bit; fejrész=32 bit
Számítás : a hasznos idô=(256-32)/ = s
1 km-en a jelterjedési sebesség= T= L/j= 1000/200= s
az összes idô =(256+32)/ +2T= s
hasznos adatátviteli sebesség =
a hasznos adatátviteli sebesség = 5.77 Mbit/s
4. Adott: vezérjeles sín és az egyes prioritások idôzítési értékei :
T6= 40 ms, T4= 80 ms, T2= 90 ms, T0= 100 ms ;
Az egyes prioritási osztályokra jutó sávszélesség a protokollból következôen:
T6 : 40/100= 0.4 vagyis a teljes sávszélesség 40%-a jut a T6-os prioritású keretekre.
T4 : (80-40)/100= 0.4 40%
T2 : (90-80)/100= 0.1 10%
T0 : (100-90)/100= 0.1 10%
5. Ha a vezérjel birtokosa tönkremegy és nem ereszti el a vezérjelet, akkor ezt a problémát a gyûrû inicializálási algoritmusa oldja meg. Minden állomás rendelkezik egy idõzítõ órával, amely egy keret hálózatban való megjelenésekor nullázódik. Amikor ez az óra elér egy küszöbidõt, akkor az állomás egy Claim token keretet bocsát ki, és az új vezérjel megszerzéséért verseny indul, amelynek végeredménye amódosított bináris visszaszámlálási algoritmusnak és a két véletlenbit értékének megfelelõen alakul.
6. Adott: v= 10 Mbit/s ; j= 200 m/s ; A feladatban 1 bit "fizikai hosszát" kell kiszámolni, ami a kérdezett kábel hossznak felel majd meg.
T=1/5 Mbit/s = 0.2 s -onként kerül ki egy bit a kábelre
kábelhossz = 0.2*200= 40 m
7. Adott:
- vezérjeles gyûrû: L= 1000 m ; v= 10 Mbit/s ; j= 200 m/s ; N= 50 ; adatkeret hossza=256 bit ; vezérjel=8 bit
- CSMA/CD : L= 1000 m ; v= 10 Mbit/s ; j= 200 m/s ; adatkeret hossza=256 bit; nyugtakeret= 32 bit
A vezérjeles gyûrû számításai :
a hasznos idô=(256-32)/ = s
összes idõ= vezérjel kibocsátási ideje+jelterjedési idõ+50 bit ideje+2 szomszédos állomás közötti vezérjelátvitel ideje
vezérjel kibocsátás ideje= 1/(10 Mbit/s) * 8 bit= 0.8s ;
jelterjedési idõ= L/j= 1000/200= 5s ;
50 bit ideje= (1/v)*50+50= 55s
2 szomszédos áll. közötti vezérjel idõ= (1/j)*200*8= 8s ;
összes idõ= 0.8+5+55+8= 68.8s ;
hasznos adatátviteli sebesség= (hasznos idõ/összes idõ)*10 =(22.4/68.8)*10=
= 3.25 Mbit/s
A CSMA/CD számításai :
hasznos idô=(256-32)/ = s
1 km-en a jelterjedési sebesség= T= L/j= 1000/200= s
az összes idô =(256+32)/ +2T= s
hasznos adatátviteli sebesség =
a hasznos adatátviteli sebesség = 5.77 Mbit/s
8. Ha egy vezérjeles gyûrûben a vevõ állomás távolítja el a kereteket, akkor nem biztosított a keretstátusz byte-ban az A és C bitek segítségével a nyugtázás. Ebben az esetben egy nyugtakeretet kell a vevõnek küldenie az adó felé, ami meglehetõsen lelassítaná a hálózat mûködését.
9. Adott : v= 4 Mbit/s-os vezérjeles gyûrû ; t (vezérjeltartási)= 10 ms
A küldhetõ leghosszabb keret = t*v= 0.01*4 Mbit/s = 40 kbit
10. A huzalközpontnak egy vezérjeles gyûrûben nincs semmiféle hatása a protokoll mûködésére, biztonságtechnikai szempontból viszont jelentõs funkciója van. Megakadályozza, hogy egy esetleges gyûrû szakadáskor az egész hálózat üzeme leálljon, ami egyes alkalmazásoknál megengedhetetlen.
11. Adott : L=200 km; v=100 Mbit/s vezérjeles gyûrû; j=200 km/s;
maximális keretméret= 1 kbyte
Számítás: hasznos idõ= keret elküldés ideje= 1024 bit/100 Mbit/s= 9.76 s
összes idõ= L/j+(1/v)*1024= 200/200+(1/100 Mbit/s)*1024=
= 1s+9.76 s
hatékonyság= (hasznos idõ/összes idõ)*100 Mbit/s=[9.76 s/(1s+9.76s)]*100 Mbit/s =975 bit/s
12. A számítógép hálózat olyan függõségben lévõ vagy független számítógépek egymással összekapcsolt együttese, amelyek abból a célból kommunikálnak egymással, hogy bizonyos erõforrásokon osztozhassanak, egymásnak üzeneteket küldhessenek, illetve terhelésmegosztást vagy megbízhatóság növekedést érjenek el.
13.
1. földrajzi kiterjedésük csekély;
2. korlátozott kiterjedésükbôl következô sajátos technikát használnak;
3. adatátviteli sebesség/költség hányadosuk nagy;
4. adatátvitelük üzemi tulajdonságaikból és körülményeikbôl eredôen megbízható;
5. általában szûk, jól körülhatárolt intézményi-vállalati munkakört látnak el és egyetlen szervezet tulajdonában vannak;
6. az a munkakör,amelyet el kell látniuk,esetenként sajátos szervezés- és felépítésmódjukban tükrözôdik.
14.
- a hálózat kiterjedése,
- az átviteli sebesség és a várakozási idô,
- az átbocsátóképesség,
- a csatlakoztatható állomások száma és milyensége,
- a rugalmasság,
- az architektúra kiépítettségének színvonala,
- a hálózat szolgáltatásai és az általa ellátható feladatkörök,
- a más hálózatokkal való összekapcsolhatóság lehetôségei,
- a megbízhatóság és a rendelkezése állás,
- az üzemeltethetôség,
- az üzem biztonságossága.
15.
- szövegátvitel,
- hangátvitel,
- fakszimileátvitel(távmásolás),
- állókép-átvitel,
- mozgókép-átvitel,
- erôforrások közös használata,
- erôforrások kölcsönös használata,
- processzorok és tárak egyesítése egyetlen rendszerré,
- adatgyüjtés és folyamatirányitás,
- nagy hálózatok helyi forgalomszervezése.
16. A hálózat megbizhatósági jellemzôit említve elsôsorban nem az áramköri megbízhatóság mutatóira kell gondolni. Itt a következô kérdések merülnek fel: Átlagosan hány helyesen átvitt bitre esik egy hibás? Hogyan hat ki a hálózat üzemének egészére az egyvalamely pontján bekövetkezô meghibásodás? Van-e olyan kritikus pont, amelynek meghibásodása az egész hálózat megbénulását vonná magával? Ha van kritikus pont, mekkora az e ponton bekövetkezô meghibásodás valószinûsége? Kérdés továbbá, hogy milyen módszerek szolgálnak az átviteli hibák javitására, és milyen gyorsan állitható helyre a hálózat üzemképessége meghibásodást követôen (milyen a szervizelhetôsége)? A hálózat a munkahely idegrendszere, tartós kiesése az egész reá alapozott tevékenységet megbénitja. A megbízhatóság fokozása érdekében az igényesebb hálózatokban kiterjedten alkalmazzák a redundancia elvét.
17. A hálózatban az egyik cél az, hogy a hálózatban lévõ programok, adatok és eszközök - az erõforrások és a felhasználók fizikai helyétõl függetlenül - bárki számára elérhetõk legyenek. Másképp fogalmazva : ha egy felhasználó történetesen 100 km-re van az általa elérni kívánt adatok fizikai helyétõl, akkor pusztán csak ez a tény ne akadályozhassa meg abban, hogy az adatokat ugyanúgy elérhesse mintha helyben lenne, vagyis itt az erõforrás-megosztás elvérõl van szó.
Egy második cél a nagy megbízhatóság elérése, alternatív erõforrások alkalmazásával. Például minden állomány két vagy több gépen is jelen lehet, így ha például hardverhiba következtében valamelyik állomány elérhetetlenné válik az egyik gépen, akkor annak másolata egy másik gépen még hozzáférhetõ marad.
Egy újabb cél a pénzmegtakarítás. A kis számítógépek sokkal jobb ár/teljesítmény mutatóval rendelkeznek, mint nagyobb testvéreik. A nagygépek ( mainframe ) kb. tízszer gyorsabbak, mint az egyetlen csipbõl álló mikroprocesszorok, ugyanakkor kb. ezerszeres az áruk.
Egy további, egyáltalán nem technológiai jellegû cél az lehet, hogy egymástól nagy távolságra levõ emberek a számítógép-hálózatok révén hatékony kommunikációs eszköz birtokába jussanak, pl. könnyedén írhatnak egy közös cikket. Hosszú távon a számítógép-hálózatok ember-ember közötti kapcsolattermtõ szerepe lényegesebbnek bizonyulhat, mint az elõbbiekben felsorolt célok.
18. Az IEEE több helyi hálózat szabványt is elõállított. Ezeket összefoglaló néven IEEE 802-ként ismerjük, amely magába foglalja a CSMA/CD a vezérjeles sín és a vezérjeles gyûrû hálózatokat. Ezek a szabványok különböznek a fizikai réteget, valamint a MAC alréteget illetõen, de az adatkapcsolati réteg szintjén már kompatibilisek. Az IEEE szabványokat Amerikai Nemzeti Szabványként elfogadta az ANSI, kormányzati szabványként az NBS és nemzetközi szabványként (ISO 8802 néven) az ISO.
A szabványokat részekre osztották, és mindegyiket külön könyvben publikálták. A 802.1 szabvány bevezetést nyújt a szabványhalmazba ‚s meghatározza az interfész-primitíveket. A 802.2 szabvány az adatkapcsolati réteg felsõ részét definiálja, amely az ún. LLC (Logical Link Control-logikai kapcsolat vezérlés) protokollt használja. A 802.3, 802.4 és 802.5 részek a három LAN-szabványt, a CSMA/CD, a vezérjeles sín és a vezérjeles gyûrû szabványokat írják le. Mindhárom szabvány a fizikai réteget és a MAC alréteget definiálja.
19. Az Ethernet kábelen egy szorosan a kábelre erõsített adó-vevõ (transceiver) található, melynek csatlakozója szoros érintkezést teremt a kábel belsõ magjával. Az adó-vevõ olyan elektronikával rendelkezik, amely csatornafigyelésre és ütközésérzékelésre alkalmas. Ütközést érzékelve az adó-vevõ ugyancsak érvénytelen jelet küld ki a kábelre azért, hogy a többi adó-vevõ is biztosan érzékelni tudja az ütközést.
Az adó-vevõ kábel (transceiver cable) köti össze az adó-vevõt a számítógépben levõ interfészkártyával. Az adó-vevõ kábel legfeljebb 50 méter hosszú lehet, és öt különállóan árnyékolt sodrott érpárt tartalmaz. Ezekbõl két pár a be- és kimenõ adatok számára van kijelölve, további kettõ pedig a be- és kimenõ vezérlõjelek számára. Az ötödik párral - amelyet nem mindig használnak - a számítógép árammal láthatja el az adó-vevõ elektronikáját. Néhány adó-vevõhöz, az adó-vevõk számának csökkentése érdekében, 8 számítógép kapcsolható egyidejûleg.
20. Az IEEE 802.3 szabvány egy 1-perzisztens CSMA/CD LAN-t definiál. Mielõtt egy állomás adni akar, belehallgat a csatornába. Ha a kábel foglalt, akkor az állomás addig vár, amíg az üressé nem válik, máskülönben az azonnal adni kezd. Ha egy üres kábelen két vagy tübb állomás egyszerre kezd el adni, ütközés következik be. Minden ütközést szenvedett keretû állomásnak be kell fejeznie adását, ezután véletlenszerû ideig várnia kell, majd az egész eljárást meg kell ismételnie.
21. A 802.3 keretszerkezete az alábbi ábrán látható. Minden keret egy 7 byte-os elõtaggal (preamble) kezdõdik, amely 10101010 mintájú. E minta Manchester-kódolása, amely egy 10 Mhz-es, 5.6 mikros idõtartamú négyszögjel, lehetõséget nyújt a vevõ órájának, hogy az adó órájához szinkronizálódjon. Ezután következik a keretkezdet (start of frame) byte, amely a keret kezdetét jelöli ki az 10101011 mintával.
Elõtag
7 byte
Keretkezdet-határoló
1 byte
Célcím
2 v. 6
Forráscím
2 v. 6
Adatmezõ-hossz
2 byte
Adat
0-1500 byte
Töltelék
0-46
Ellenõrzõösszeg
4 byte
A keret két címet tartalmaz, egy célcímet és egy forráscímet. A szabvány 2- és 6-byte-os címeket is megenged, de a 10 Mbit/s-os alapsávú szabvány számára kijelölt paraméterek csak 6-byte-os címek használatát engedélyezik. A célcím legfelsõ helyiértékû bitje közönséges címek esetén 0, csoportcímek esetén 1 értékû. A csoportcímek több állomás egyetlen címmel való megcímzését teszik lehetõvé. Amikor egy keretet csopotcímmel küldünk el, akkor a keretet a csoport minden tagja veszi. Az állomások egy meghatározott csoportjának való keretküldést többesküldésnek (multicast) nevezik. A csupa 1-esekbõl álló cím az üzenetszóráshoz (broadcast) van fentartva. A célcímben csupa 1-est tartalmazó keretet az összes állomás veszi, és a hidak is automatikusan továbbítják azokat.
A hosszmezõ (length field) az adatmezõben található adatbyte-ok számát adja meg. A minimum 0, a maximum 1500 byte. Bár egy 0 hosszúságú adatmezõ érvényes, mégis problémákat okozhat. Amikor egy adó-vevõ ütközést érzékel, csonkolja az aktuális keretet, ami azt jelenti, hogy kóbor bitek, keretdarabkák mindig jelen lehetnek a kábelen. Az érvényes keretek és a szemét megkülönböztetése érdekében a 802.3 szabvány szerint egy érvényes keretnek legalább 64 byte hosszúnak kell lennie, a célcímtõl az ellenõrzõösszegig bezárólag. Ha tehát egy keret adatrésze 46 byte-nál rövidebb, akkor a töltelék mezõt kell használni a keret minimális méretének eléréséhez. A minimális kerethosszúságot még az is indokolja, hogy egy rövid keret küldését egy állomás még azelõtt befejezhetné, mielõtt a keret elsõ bitje elérné a kábel legtávolabbi végét, ahol is az egy másik kerettel ütközhet.
Az utolsó mezõ az ellenõrzõösszeg (checksum). Ez gyakorlatilag az adatok 32-bites hasítókódja. Ha néhány bit a kábelen keletkezõ zaj miatt hibásan érkezik meg, akkor az ellenõrzõösszeg majdnem biztosan rossz lesz, így a hiba felfedezhezõ. Az ellenõrzõösszeg algoritmusa a ciklikus redundancia-ellenõrzésen alapul.
22. Az elsõ ütközés után minden állomás az újabb próbálkozás elõtt 0 vagy 1 résidõnyit várakozik. Ha két állomás ütközik, és mindkettõ ugyanazt a véletlen számot kapja, akkor ismét ütközni fognak. A második ütközés után a 0, 1, 2, vagy 3 számok közül választanak véletlenszerûen, és annak megfelelõ ideig várakoznak. Ha a harmadik ütközés is bekövetkezik, amely 0.25 valószínûséggel fordulhat elõ, akkor az állomások a 0 és közötti intervallumból választanak véletlenszerûen egy számot.
Általánosan : i ütközés után az állomásoknak a 0 és közötti intervallumból kell egy számot választaniuk, és ennek megfelelõ résidõnyit kell várakozniuk. Ha azonban elérik a 10. ütközést, akkor a véletlenszám-generálás felsõ határa az 1023-mas értéken állandósul. 16 bekövetkezett ütközés után a vezérlõ feladja a kísérletezést, és hibajelzést ad a számítógépnek. A további hibajavítás a felsõbb rétegek feladata.
Ezt az algoritmust kettes exponenciális visszatartásnak (binary exponential backoff) nevezik. Azért erre az algoritmusra esett a választás, mert dinamikusan képes az adni kívánó állomások számához igazodni. Ha a véletlenszám-generálás felsõ határa minden ütközés esetén 1023 lenne, két állomás újbóli ütközésének valószínûsége valóban elhanyagolható lenne, de a várakozási idõ várható értéke több száz rés körül alakulna, amely megengedhetetlenül nagy késleltetéseket okozna. Másfelõl viszont, ha az állomások örökösen a 0 és 1 közül választanának csak, akkor 100 egyszerre adni akaró állomás keretei addig ütköznének, amíg végre 99 állomás a 0-át, míg a maradék egy az 1-est (vagy fordítva) választaná. Ez esetleg évekig eltarthatna. Azáltal, hogy a véletlenszám-generálás intervalluma az egymást követõ ütközések hatására exponenciálisan nõ, az algoritmus biztosítja azt, hogy kevés ütközõ állomás esetén viszonylag kis késleltetés következzen be, ugyanakkor nagyszámú állomás esetén az ütközés még belátható idõn belül feloldódjon.
23. A csatornahatékonyság az F kerethossz, a B hálózati sávszélesség, az L kábelhosszúság, a c jelterjedési sebesség segítségével az optimális e keretenkénti versengési rés esetén :
Amikor a nevezõ második tényezõje nagy, a hálózat hatékonysága kicsi. Konkrétan, ha a hálózati sávszélesség és a távolság nõ (BL szorzat), akkor ez csökkenti az egy adott keretméretre számolt hatékonyságot. Azonban a legtöbb hálózati hardver kutatás éppen ennek a szorzatnak a növelésére irányul. Nagy távolságokon nagy sávszélességet akarnak elérni (pl. optikai szálas MAN-ok), ami azt sugallja, hogy a 802.3 nem a legalkalmasabb az ilyen alkalmazások számára. A következõ ábrán a legutóbbi egyenlõség alapján 2=51.2 s és 10 Mbit/s-os adatátviteli sebességnél az adni kész állomások függvényében a csatornahatékonyság görbéje került felrajzolásra. 64 byte-os résidõ mellett nem meglepõ, hogy a 64 byte-os keretek nem hatékonyak. Másfelõl, 1024 byte-os kereteket és versengési intervallumonként e darab (amely csak aszimptotikusan elérhetõ) 64 byte-os rést feltételezve, a hatékonyság 0.85 , míg a versengési periódus 174 byte-nyi hosszú lesz.
24. A 802.3-nak a valószínûségi alapon mûködõ MAC protokolljából következõen, ha egy állomásnak nincs szerencséje, akkor esetleg nagyon sokáig nem képes keretet küldeni, vagyis a legrosszabb esetnek nincs korlátja. Egy másik ok az volt, hogy a 802.3 kereteknek nincs prioritása, ami alkalmatlanná teszi azokat valósidejû rendszerekben való használatra. Ott ugyanis egy fontos keretet nem tarthatnak fel kevésbé fontos keretek.
Egy egyszerû, kiszámítható legrosszabb esettel rendelkezõ rendszer a gyûrû, amelyben az állomások egymás után következve küldik el kereteiket. Ha n állomás van, és T s-ig tart egy keretet elküldeni, akkor egyetlen állomásnak sem kell nT s-nál többet várnia egy keret elküldésére. A 802-es bizottság gyártásautomatizálási szakemberei a gyûrû koncepcióját kedvelték, nem kedvelték viszont annak fizikai megvalósítását, mivel a gyûrûkábelben elõforduló hiba az egész hálózatot megbéníthatja. Továbbá nyilvánvaló, hogy a gyûrûtopológia kevéssé illeszkedik a futószalagok egyenes vonalú topológiájához. Végeredményben egy új szabványt fejlesztettek ki, amely a 802.3 üzenetszórásos kábelének megbízhatóságával, ugyanakkor kiszámítható legrosszabb esetbeli viselkedéssel rendelkezik.
25. Fizikailag a vezérjeles sín egy lineáris vagy fa elrendezésû kábel, amelyre állomásokat csatlakoztatnak. Logikailag az állomások gyûrûbe szervezettek, amelyben mindegyik állomás ismeri a bal, ill. jobb oldali szomszéd állomásának a címét. Amikor a gyûrût üzembehelyezik, elsõként a legmagasabb sorszámú állomás küldhet. Miután megtette, a küldés jogát továbbadja a közvetlen szomszédjának. Ezt egy speciális vezérlõkeret az ún. vezérjel (token) elküldésével végzi el. A vezérjel a logikai gyûrû mentén körbejár. Küldési joga csak a vezérjelet aktuálisan birtokló állomásnak van. Mivel egyszerre csak egy állomás birtokolhatja a vezérjelet, ezért ütközés sohasem fordulhat elõ.
A fizikai réteghez a vezérjeles busz a kábeltelevíziózásban alkalmazott 75 ohm-os szélessávú koaxiális kábelt használja. Mind az egy-, mind a kétkábeles rendszer engedélyezett, fõállomással vagy anélkül. Három különbözõ analóg modulációs módszer engedélyezett :
1. fázisfolytonos frekvenciabillentyûzés
2. fáziskoherens frekvenciabillentyûzés
3. duobináris amplitúdómodulált fázisbillentyûzés
26. A vezérjeles sín négy prioritási osztályt definiál a forgalom számára : 0-ást, 2-est, 4-est és 6-ost, ahol a 0-ás a legalacsonyabb, a 6-os a legmagasabb prioritású. A legkönnyebb ezt úgy elképzelni, hogy minden állomás belül négy alállomásra van osztva, amelyek az egyes prioritási osztályoknak felelnek meg. A MAC alrétegbe érkezõ bemeneti adatok prioritásuk szerint szétválogatva a négy alállomás közül a megfelelõhöz kerülnek. Igy minden egyes alállomásnak saját sora van az elküldendõ keretek számára.
Amikor a kábelen keresztül a vezérjel megérkezik egy állomáshoz, annak azonnal a 6-os alállomása aktivizálódik, így megkezdheti kereteinek elküldését, ha van. Amikor végzett (vagy amikor az idõzítés lejárt), a vezérjelet belül átadja a 4-es alállomásnak, amely idõzítésének lejártáig küldhet. Ezután az is továbbadja a vezérjelet a 2-es prioritású alállomásnak. Ez a folyamat addig ismétlõdik, amíg a 0-ás alállomás is el nem küldi összes keretét, vagy amíg idõzítése le nem jár. Ekkor a vezérjelet a következõ állomásnak kell elküldeni.
Az idõzítések megfelelõ beállításával elérhetõ, hogy a teljes vezérjel birtoklási idõ egy jól meghatározott része a 6-os prioritású forgalomé legyen. Az alsóbb prioritásoknak azzal az idõvel kell élniük, ami marad. Ha a magasabb prioritású alállomásnak nincs szüksége a rendelkezésére álló idõre, akkor az alacsonyabb prioritású alállomások felhasználhatják az így felszabadult részt, vagyis az nem vész kárba.
27. Miután az állomás a vezérjelet elküldi, elkezdi figyelni a szomszédos állomást, hogy kibocsát-e vezérjelet vagy keretet. Ha nem küld semmit, akkor az állomás újabb vezérjelet küld. Ha ez szintén tönkremegy, akkor az állomás egy Who follows keretet küld el, amely a következõ szomszédos állomás címét tartalmazza. Amikor a meghibásodott állomás után következõ állomás észrevesz egy Who follows keretet, amely éppen az elõzõ szomszédjának címét hordozza, akkor egy Set successor keret küldésével válaszol annak az állomásnak, amelynek következõ szomszédja meghibásodott, és magát nevezi meg új szomszédként. A meghibásodott állomás tehát így kikerül a gyûrûbõl.
28. A vezérjeles gyûrûben, ha az állomások tétlenek, egy speciális bitminta, az ún. vezérjel (token) jár körbe. Amikor egy állomás keretet akar küldeni, még a küldés elõtt meg kell szereznie a vezérjelet, és el is kell távolítania a gyûrûbõl. Mivel csak egyetlen vezérjel van, ezért csak egyetlen állomás adhat egyszerre, így tehát a csatornahozzáférés ugyanúgy oldódik meg, mint a vezérjeles sín esetén. A vezérjeles gyûrû tervezésének további gondja az, hogy magának a gyûrûnek is elegendõ késleltetéssel kell rendelkeznie ahhoz, hogy tétlen állomások esetén is képes legyen a teljes vezérjel befogadására és keringtetésére. A késleltetés két komponensbõl áll: az egyes állomások okozta 1-bites késleltetésbõl és a jelterjedési késleltetésbõl. A tervezõknek majdnem minden gyûrûben számolniuk kell az állomásoknak különbözõ idõkben, különösen éjszakára való kikapcsolásával. Ha az interfészek a gyûrûtõl kapják áramellátásukat, akkor az álomások leállításának nincs hatása az interfészekre. Ha azonban az interfészek kívülrõl kapják az áramot, akkor úgy kell azokat megtervezni, hogy kikapcsoláskor a bemenetük a kimenetükhöz kapcsolódjon.Ez nyilvánvalóan megszünteti az 1-bites késleltetést.Rövid gyûrû esetén ezért éjszakára mesterséges késleltetéseket ültetnek be, így teszik képessé a gyûrût a vezérjel további fenntartására és keringtetésére.
29. A gyûrûhálózatok egyik kritikája az, hogy a kábel bárhol elõforduló megszakadása esetén az egész gyûrû meghal. Ez a probléma nagyon elegánsan megoldható egy ún. huzalközponttal (wire center). Míg logikailag az állomások gyûrût alkotnak, addig fizikailag állomásonként legalább két sodrott érpárral a huzalközpontba csatlakoznak. Az egyik érpár az állomások felé, a másik érpár az állomásoktól a központ felé irányuló adatok átvitelét végzi.
A huzalközponton belül terelõ relék vannak, amelyeket az állomások látnak el árammal. Ha a gyûrû megszakad, vagy egy állomás meghibásodik, akkor a tápáram hibája miatt a relé elenged, így az állomás kikerül a logikai gyûrûbõl. A reléket szoftver is mûködtetheti, így lehetõség nyílik olyan diagnosztikai programok írására, amelyekkel az állomások egyenkénti kiiktatása révén hibás állomásokat, ill. gyûrûszegmenseket fel lehet fedezni. A gyûrû a rossz szegmens kiiktatása után tovább mûködik. Bár a 802.5 szabvány formálisan nem követeli meg ennek a gyakran csillagalakú gyûrûnek (star-shaped ring) nevezett gyûrûtípusnak a használatát, de a gyakorlatban elvárják, hogy a 802.5 LAN-ok a megbízhatóság és a karbantarthatóság növelése érdekében huzalközponttal rendelkezzenek.
30. A Keretstátuszbyte az A és C biteket tartalmazza. Amikor egy keret megérkezik a célcímmel megegyezõ állomás interfészéhez, a keret elhaladása során az interfész bebillenti az A bitet. Ha az interfész be is másolja a keretet az állomás memóriájába, akkor a C bitet is bebillenti. A keret bemásolása pufferhiány vagy egyéb más okokból meghiúsulhat.
Amikor egy állomás kivonja az általa elküldött keretet, megvizsgálja az A és C biteket. Három kombináció lehetséges:
1. A=0 és C=0 - a célállomás nem létezik, vagy nincs bekapcsolva.
2. A=1 és C=0 - a célállomás létezik, de nem fogadta a keretet.
3. A=1 és C=1 - a célállomás létezik és a keretet bemásolta.
Ez az elrendezés a keretek egyidejû nyugtázását is biztosítja. Ha egy keretet visszautasítanak, de a cél létezik, akkor a küldõ opcionálisan egy kis idõ múlva ismét próbálkozhat. A Keretstátuszbyte az ellenõrzõösszeg hatáskörén kívül van, ezért az A és C bitek megkettõzésével kompenzálták a megbízhatóság csökkenését.
31.
A felügyelõ állomás felelõs többek között:
- a vezérjelvesztés figyeléséért;
- a gyûrûszakadáskor elvégzendõ teendõk elvégzéséért;
- az összekeveredett keretek eltávolításáért;
- az árván maradt keretek kiszûréséért
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése