Amaliy mashg‘ulot №1 Mavzu: Ethernet protokolida 10-megabitli tarmoqni hisoblash (2 soat) Amaliy ishning maqsadi

Amaliy mashg‘ulot № 1
Mavzu: Ethernet protokolida 10-megabitli tarmoqni hisoblash (2 soat)


Amaliy ishning maqsadi: Ethernet texnologiyasi printsiplarini o‘rganishdan iborat va Ethernetning 10-megabitli variantini ishlash imkoniyatlarini baholash usulini amaliy jihatdan o‘zlashtirish.
Ishning bajarilish tartibi
1.Boshlang‘ich ma’lumotlarni olish (o‘qituvchi bergan variantlardan birini).
2.Mavzu bo‘yicha nazariy va umumiy ma’lumotlar bilan tanishish.
3. Berilgan ma’lumotlarni kompyuterga kiritish.
4.Xisob ishlarini bajarish.
5.Tegishli xulosa chiqarish.


Kerakli jixozlar
1.Kompyuter.
Umumiy ma’lumotlar
Tarmoq texnologiyalari OSI modelining ikkita quyi sathlarini amalga oshiradi – jismoniy va kanalli. Lokal tarmoqlar texnologiyasiga Ethernet, Token Ring, 100VG, ARCnet va boshqalar kiradi.

3 .1-rasm. Ethernet tarmog‘i sxemasi

Ethernet tarmog‘ining spetsifikatsiyasi 1980 yilda DEC, Intel va Xerox firmalari tomonidan taklif qilingan va keyinroq uning asosida IEEE 802.3 standarti paydo bo‘ldi. Bu firma nomlarining birinchi xarflaridan mazkur texnologiyani tavsiflashda qo‘llaniladigan DIX qisqartmasi hosil qilingan. «Ether» (efir) so’zi ma’lumot uzatish muhitining turli tumanligini bildiradi. 3.1-rasmda 1976 yilda Robert Metkaf (Robert Metcalfe) tomonidan yaratilgan Ethernet tarmog‘ining sxemasi ko‘rsatilgan. Mazkur sxema olimning AQSh da bo‘lib o‘tgan Milliy kompyuter konferentsiyasiga tayyorgarlik ko‘rishi mobaynida qilingan.

Ethernet v1.0 va Ethernet – birinchi versiyalari v2.0 faqat koaksial kabellar uchun mo‘ljallangan edi, IEEE 802.3 standarti ma’lumotlarni uzatishning boshqa stadartlarini – o‘ralgan juftlik va optiktolani ham ko‘radi. Bugungi kunda Ethernet nomi haqida gapirilganda IEEE 802.3 (tezligi 10 Mbit/s) standarti nazarda tutiladi.1995 yilda 100 Mb/s tezlikga ega bolgan IEEE 802.3u (Fast Ethernet) standarti qabul qilindi, 1997 yilda esa – IEEE 802.3z (Gigabit Ethernet – 1000 Mbit/s).1999 yilning kuz oylarida 5 toifadagi vitaya para uchun IEEE 802.3ab – Gigabit Ethernet standarti qabul qilindi. Ethernet ning ommabop turlari 10BASE2, 100BASE-TX va boshqalar sifatida belgilanadi. Bu yerda birinchi element ma’lumot uzatish tezligini bildiradi, Mbit/s. Ikkinchi element: BASE – to‘g‘ri (modulyatsiyalanmagan) uzatish, BROAD – kanallarning chastota zichlanishli keng polosali kabelning ishlatilishi. Uchinchi element – kabelning butunlashtirilgan qiymati (Ethernet v1.0 va Ethernet – birinchi versiyalari v2.0 faqat koaksial kabellar uchun mo‘ljallangan edi, IEEE 802.3 standarti ma’lumotlarni uzatishning boshqa stadartlarini – o‘ralgan juftlik va optiktolani ham ko‘radi. Bugungi kunda Ethernet nomi haqida gapirilganda IEEE 802.3 (tezligi 10 Mbit/s) standarti nazarda tutiladi.1995 yilda 100 Mb/s tezlikga ega bolgan IEEE 802.3u (Fast Ethernet) standarti qabul qilindi, 1997 yilda esa – IEEE 802.3z (Gigabit Ethernet – 1000 Mbit/s).1999 yilning kuz oylarida 5 toifadagi vitaya para uchun IEEE 802.3ab – Gigabit Ethernet standarti qabul qilindi. Ethernet ning ommabop turlari 10BASE2, 100BASE-TX va boshqalar sifatida belgilanadi. Bu yerda birinchi element ma’lumot uzatish tezligini bildiradi, Mbit/s. Ikkinchi element: BASE – to‘g‘ri (modulyatsiyalanmagan) uzatish, BROAD – kanallarning chastota zichlanishli keng polosali kabelning ishlatilishi. Uchinchi element – kabelning butunlashtirilgan qiymati (10BASE2 – 185 m, 10BASE5) yoki uzatish muhiti (T, TX, T2, T4 – o‘ralgan juftliklar, FX, FL, FB, SX i LX – optik tola, CX – tvinaksial kabel Gigabit Ethernet uchun).
Ethernet texnologiyasi kolliziyalarni tashuvchi va izlovchilarini tinglash bilan uzatish muhitiga ko‘plab kirish usuliga – CSMA/CD (carrier sense with multiple access and collision detection) asoslangan. Bu usulning mohiyati Eternetning klassik (koaksial kabel 10Mbit/s/ usuliga tadbiq etilishi quyidagilardan iborat.
Vaqt nisbati bit intervallarida (bit time) o‘lchash qabul qilingan. Bit interval – bu bir bitni tarmoq bo‘ylab uzatish uchun zarur bo‘ladigan vaqt, u 10 Mbit/s uzatish tezligida 0.1 mks ni tashkil etadi. O‘zaro bog‘liq 8-bitli guruhlar ham bayt, ham oktetlar deb ataladi.
Ethernet (v1.0) ning birinchi versiyasida normal signallar sathi 0 va – 1 V ni tashkil etadi (full step signal), bunda liniyada doimiy ravishda signal tashkil etuvchisi mavjud edi. Keyingi versiyalarda yarim amplitudali (half step signal) va doimiy tashkil etuvchisi bo‘lmagan bipolyar signallardan foydalanish boshlandi
Kadr 10101010 kodli 7 bayt uzunlikdagi preambuladan (preamble) boshlanadi, uning ketidan 10101011 kodli bir baytli kadr boshini bo‘luvchisi SFD (start frame delimiter)keladi. So‘ng ketidan butun kadrning butunligini nazorat qilishga yordam beruvchi 6-baytli tayinlangan joy adresi,6-baytli manba adresi, sarlavha, ma’lumotlar maydoni va 4-baytli CRC-nazorat maydoni yordamida butun kadrning butunligi nazorat qilinadi. turli tipdagi kadrlarda sarlavha va ma’lumotlar maydoni turlicha bayon qilinadi, lekin ularning uzunligi 48 baytdan kichik va 1502 baytdan katta bo‘lmasligi kerak. Agar kichik baytdagi kadrni jo‘natish talab etilayotgan bo‘lsa, amaliy ma’lumotlardan so‘ng kadni mumkin bo’lgan minimal o‘lchamgacha olib keluvchi to‘ldiruvchi (pad) kiritiladi. Shunday qilib normal kadrning o‘lchami (adres ma’lumotlari va CRC-kodni hisobga olgan holda) 64-1518 bayt diapazonida bo‘lishi mumkin. Qabul qilib olgichning adapteri kadrning quyidagi xatolarini (kadrning oxiri yetkazib beruvchining yo‘qolib borishi bilan aniqlanadi) aniqlay olish qobiliyatiga ega:
Uzun kadr (long, oversized) – to‘g‘ri CRC-kodli 1518 baytdan ko‘p. Adapterning noto‘g‘ri ishlovchi drayveri keltirib chiqarishi mumkin.
Qisqa kadr (runt, undersized) – to‘g‘ri CRC-kodli 64 baytdan kam. Adapterning noto‘g‘ri ishlovchi drayveri keltirib chiqarishi mumkin.
«Vaysaqi» kadr (jabber) – noto‘g‘ri CRC-kodli 1518 baytdan ko‘p. Noto‘g‘ri ishlovchi transiver (adapter) keltirib chiqarishi mumkin.
Tekislashda xatolik (alignment error) – uzunligi baytga karrali bo‘lmagan kadr. Noto‘g‘ri ishlovchi adapter, transiver, kabel keltirib chiqarishi mumkin.
Nazorat kodining xatosi – to‘g‘ri uzunlikdagi kadr, lekin noto‘g‘ri CRC-kod bilan. Xatoliklar, kabelning juda katta uzunligidan kelib chiqishi mumkin.
Yuqori protokol sathlariga faqat sanab o‘tilgan xatoliklarga ega bo‘lmaganlar uzatiladi. Kolliziya hisobiga uzilgan kadr (64 baytdan kam va noto‘g‘ri CRC-kodi bilan) rasman xato bo‘lib hisoblanmaydi, lekin yuqori sathlarga qayta ishlash uchun ham uzatilmaydi.
Kadrlar orasida davomiyligi 9,6 mks ga teng bo‘lgan vaqt oralig‘i bo‘lishi ta‘minlanishi kerak (kadrlararo yoki paketlararo oraliq, IPG – inter-packet gap) – tarmoq tashuvchining yo‘qolgan momentini aniqlagandan so‘ng IPG intervali o‘tmasidan oldin uzatish huquqiga ega emas. Uzatish tugagandan keyin 0,6 mks o’tgach 1,4 mks li kolliziyalar detektorining zanjirlarni tekshirish oynasi (SQE window) boshlanadi. Bu vaqtda kadrni jo‘natgan transiver kolliziyalar detektorining ishlash qobiliyatini aniqlovchi adapter maxsus tekshiruvchi SQE (signal quality error) signalni shakllantiradi. SQE signali umumiy uzatish muhitiga o‘tmaydi, u faqat tarmoqning ayni bir tugunida transiver va adapter orasida uzatiladi.
Transiver mustaqil tugun sifatida adapter ishini nazorat qiladi. Agar u adapterning «vaysaqi»ligini (juda uzoq uzatilishini) aniqlagan bo‘lsa, u liniyaga uzatishni to‘xtatadi va ma’lum vaqtgacha adapter «jimib qolmaguncha» bloklab qo‘yadi. Shu tarzda nosoz tugun tomonidan uzatish muhitini monopol egallanishi ta’minlanadi.
Adapter ma’lumotlarni uzatish muhitiga kirish ruxsatini oldi deb hisoblashi mumkin, agar u birinchi 64 bayt kadrni uzatishda kolliziyalarni topmagan bo‘lsa. Agarda u kolliziyani topgan bolsa, u holda paketlarni jo‘natishni to‘xtatib, uning o‘rniga qisqa (32 – 48-bit)tirband (jam) zanjirni jo‘natishni davom ettirishi kerak bo‘ladi, so‘ng jo‘natishni to‘xtatadi. Tirbandlikni jonatishdan maqsad – kolliziyaga aralashib qolgan barcha uzatuvchilarga uni payqash imkonini berishdir. Tirbandlikni jo‘natish bilan takrorlagichlar bilan bo‘lingan tugunlarda kolliziya mavjudligini ogohlantirish ta’minlanadi. 64-baytli oynadan (collision window) so‘ng kolliziya topilgan vaziyat kechikkan kolliziya (late collision) deyiladi va Ethernet tarmog‘i uchun nonormal hisoblanadi.
tRTkirish ruxsatini takroran uringuncha bo‘lgan vaqt intervali TS kechiktirish intervali va n: tRT = TS*t urinish raqamiga bog‘liq tasodifiy t soni orqali aniqlanadi. TS kechiktirish intervali taym-slot (time slot) deb ham ataladi va 512 bit intervalni tashkil etadi. t tasodifiy butun son hisoblanadi, 0 uchun 0–2­­­n diapazonda va n > 10 uchun 0–2­­10 diapazonda tekis taqsimlangan. uzatishlarining 16 ta muvofaqiyatsiz urinishlardan so’ng adapter keyingi kirishga bo’lgan harakatlardan voz kechadi. Ikkita takroriy jo’natishlarning orasidagi maksimal vaqti 2­10 * TS = 524 288 bt  52,4 ms gacha borishi mumkin, minimal esa – 0 (darhol zazordan keyin).