Модули множественного доступа

Модуль множественного доступа (multistation access unit, MAU) выполняет функции центрального концентратора в сети с маркерным кольцом. Также встречается термин интеллектуальный модуль множественного доступа (smart multistation access unit, SMAU), если модуль обладает возможностью находить неисправности в соединениях с рабочими станциями и изолировать неисправные станции от всей сети.

Рис. 1 Модуль множественного доступа (MAU)

Модули MAU используются исключительно в сетях с маркерным кольцом, где они могут выполнять следующие функции:

• соединять рабочие станции в логическое кольцо в рамках физической звез-дообразной топологии;
• передавать по кольцу маркер и фреймы;
• усиливать информационные сигналы;
• соединяться в последовательные цепочки для расширения маркерного кольца;
• обеспечивать правильное перемещение данных;
• отключать порты, связанные с неисправными узлами.

Модуль множественного доступа – это концентратор, связывающий станции в сети с маркерным кольцом. Для его обозначения иногда используется аббре-виатура MSAU.

Все сетевые устройства подключаются к маркерному кольцу через модуль MAU, при этом обычно используется витая пара типа 1, 2 (экранированная) или 3 (неэкранированная). Модуль MAU передает фреймы от одного узла к другому, реализуя физическую топологию звезды, однако логически фреймы перемещаются так, будто они находятся в кольце. Модуль MAU выполняет функции центрального концентратора и работает на Физическом и Канальном уровнях OSI.

Модуль MAU может выполнять функции пассивного или активного концентратора.

Пассивный концентратор (passive hub) лишь передает сигнал от станции к станции. Сигнал частично ослабляется при каждом прохождении через модуль MAU, что уменьшает максимальную пропускную способность сети. Например, сеть с пассивными концентраторами и кабелями типа 3 (UTP) реально может объединять не более 72 узлов.

Активный концентратор (active hub) регенерирует, синхронизирует и усиливает сигналы при каждом их перемещении к следующему узлу. В результате удаленные узлы получают более мощный сигнал, что более чем в два раза. Увеличивает количество поддерживаемых узлов; при этом активный концентратор работает как повторитель. При использовании активных модулей MAU сеть на основе кабеля типа 3 может иметь до 150 узлов, а сеть на основе кабеля типов 1 или 2 может объединять до 260 узлов.

Максимальное количество узлов при использовании кабеля типа 3 меньше, чем при использовании типов 1 и 2. Это объясняется тем, что в кабеле типа 3 значительно выше искажения сигнала, называемые “дрожанием” (jitter) и у любого модуля MAU имеются порт входа – Ring In (RI) и порт выхода Ring Out (RO). Эти порты позволяют последовательно соединять модули MAU между собой (в виде цепочки). Кабели, используемые для связи модулей MALI, называются соединительными (pat|H cable), а кабели, соединяющие узел с модулем MAU, – абонентскими (lobe cable). Соединения между портами RI и RO обеспечивают расширение маркерного кольца, позволяя подключать к сети дополнительные рабочие станции. При использовании нескольких модулей MAU порт RI первого модуля подключается к порту RI второго модуля и так далее до тех пор, пока все модули не будут соединены.

Концентраторы

Концентратор (hub) представляет собой центральное сетевое устройство, к которому в звездообразной топологии подключаются сетевые узлы (например, рабочие станции и серверы).

Рис.2 Концентратор

Несколько входов и выходов концентратора могут быть активными одновременно. Концентраторы выполняют следующие функции:

• являются центральным устройством, через которое соединяется множество узлов сети;
• позволяют большое количество компьютеров соединять в одну или несколько локальных сетей;
• обеспечивают связь различных протоколов (например, преобразование протокола Ethernet в протокол FDDI и обратно);
• соединяют вместе сегменты сетевой магистрали;
• обеспечивают соединение между различными типами передающей среды;
• позволяют централизовать сетевое управление и структуру.

Существуют различные типы сетевых концентраторов. Простейшие из них представляют собой единую точку подключения к сети, позволяющую физически реализовать в виде звезды логическую шинную сеть Ethernet или маркерное кольцо. Такие концентраторы называются неуправляемыми и предназначены они для очень маленьких сетей, содержащих до 12 узлов (иногда немного больше). Как следует из названия, неуправляемые концентраторы не поддерживают программ или протоколов, обеспечивающая функции управления сетью или собирающих информацию для этих целей. Такие концентраторы могут быть активными и пассивными, хотя активный концентраторы используются чаще всего. Оба типа концентраторов работают на Физическом уровне модели OSI.

Активный концентратор выполняет функции многопортового повторителя, поскольку он регенерирует, синхронизирует и усиливает передаваемые сигналы.

Некоторые концентраторы позволяют работать на двух скоростях (напри мер, со скоростью 10 Мбит/с или 100 Мбит/с). Обычно порты таких концентраторов могут автоматически распознавать скорость, на которой работают подключенные к ним устройства. Кроме того, для повышения эффективности работы сети некоторые подобные концентраторы могут размещав в разные области коллизий порты, работающие с различными скоростями.

Концентраторы, непосредственно подключенные к рабочим станциям, часто называют концентраторами рабочей группы, поскольку они собирают подключенных пользователей в сетевую рабочую группу. Такие концентраторы могут соединяться с другими сетевыми устройствами (например, с коммутаторами или маршрутизаторами).

Некоторые концентраторы (в т. ч. концентраторы рабочей группы) являются наращиваемыми (этажерочного типа), что позволяет располагать их один на другой. В зависимости от конфигурации концентраторы обычно имеют 8, 12 или 24 порта. Отличительной особенностью наращиваемых концентраторов является то, что можно непосредственно подключить один к другому до восьми концентраторов, и при этом они рассматриваются как единый повторитель.

Количество повторителей важно для реализации сети, поскольку для нормального функционирования сети оно должно отвечать требованиям стандартов Ethernet или маркерного кольца. Кроме того, наращиваемые концентраторы являются недорогим решением для расширения сети, для чего достаточно подключить новый концентратор к уже установленному.

Стоечные концентраторы представляют собой модульные устройства, имеющие объединительную заднюю панель, в которую можно вставлять модули различных типов. Некоторые концентраторы поставляются с резервными объединительными панелями и источниками питания, а также имеют вентиляторы для охлаждения.

Существуют модели, позволяющие заменять неисправные модули без выключения всей стойки. На объединительной панели концентратора установлены разъемы для подключения модулей, предназначенных для работы с различными типами сегментов (например, с Ethernet, Fast Ethernet, FDDI и ATM). Некоторые модели концентраторов поддерживают модули, выполняющие функции мостов, маршрутизаторов или коммутаторов. Активные стоечные концентраторы могут иметь модуль синхронизации, используемый в сочетании с усилителем сигналов.

Концентраторы могут также иметь функции коммутатора, при этом данные ретранслируются только в тот сегмент, в котором располагается целевой узел. Такие концентраторы работают на подуровне MAC, что позволяет им читать адрес назначения каждого фрейма.

Многие концентраторы обладают некоторым “интеллектом”, т. е. имеют про-граммное обеспечение, позволяющее использовать эти устройства для управления сетью. Такое программное обеспечение поставляется вместе с концентратором и обычно может обновляться с целью добавления новых функций по мере изменения требований к сети. Программы могут собирать информацию о производительности сети, которую “видит” концентратор. С помощью этой информации администратор сети может с удаленной станции выключить отдельный порт или весь концентратор.

Интеллектуальные (управляемые) концентраторы работают как на Физическом уровне (поскольку он непосредственно управляет передаваемым сигналом), так и на Канальном уровне (т. к. он считывает информацию из фреймов данных).

Интеллектуальные концентраторы поддерживают протокол Канального уровня Simple Network Management Protocol (SNMP), который позволяет сетевым устройствам собирать данные о производительности сети.

Интеллектуальные, наращиваемые и стоечные концентраторы вместе с концентраторами рабочей группы могут использоваться для реализации общей стратегии унификации местоположения сетевого оборудования и управления сетью в контрольных точках. Такой подход позволит администратору сети определять данные о производительности практически в любой точке сети. При этом в случае необходимости сеть легко модернизировать и повысить ее эффективность. Если, например, в некотором крыле здания нужно установить новый сегмент Ethernet, то для этого достаточно добавить плату в стойку концентратора либо подключить один или несколько наращиваемых концентраторов.

Концентраторы поддерживают следующие технологии локальных сетей:

• Ethernet;
• Fast Ethernet;
• Gigabit Ethernet;
• 10 Gigabit Ethernet;
• FDDI;
• Token Ring;
• Fast Token Ring.

Подобно повторителям, концентраторы могут изолировать сегменты сети, в которых возникли проблемы. У большинства концентраторов имеются светодиодные индикаторы, которые загораются, если сегмент изолирован (блокирован). Обычно также имеется кнопка или тумблер, который следует нажать после устранения неисправности с целью инициализации сегмента и восстановления его рабочего состояния. Перед тем как нажать кнопку сброса, нужно узнать, как она влияет на работу пользователей в исправных сегментах, поскольку в некоторых простых концентраторах инициализируются все сегменты, вне зависимости от того, были они изолированы или нет.