Пълнодуплексен и полудуплексен режим на работа на превключвателя, управление на кадровия поток. Как се различава симплексната комуникация от дуплексната?

Едновременно. В режим половин дуплекс- предават или получават информация.

Полудуплексен режим

Режимът, при който предаването се осъществява и в двете посоки, но с времево разделение, се нарича полудуплекс. Във всеки един момент предаването става само в една посока.

Времевото разделение се дължи на факта, че предавателният възел напълно заема предавателния канал в определен момент. Феноменът, когато няколко предавателни възела се опитват да предават едновременно, се нарича сблъсък и се счита за нормален, макар и нежелан, феномен при метода за контрол на достъпа CSMA/CD.

Този режим се използва, когато мрежата използва коаксиален кабел или хъбовете се използват като активно оборудване.

Зависи от хардуередновременното приемане/предаване в полудуплексен режим може или да е физически невъзможно (например поради използването на една и съща верига за приемане и предаване в уоки-токита) или да доведе до сблъсъци.

Дуплексен режим

Режим, при който, за разлика от полудуплекса, предаването на данни може да се извършва едновременно с приемането на данни.

Общата скорост на обмен на информация в този режимможе да достигне два пъти тази стойност. Например, ако технологията Fast Ethernet се използва със скорост от 100 Mbit/s, тогава скоростта може да бъде близо до 200 Mbit/s (100 Mbit/s предаване и 100 Mbit/s приемане).

Показателен пример е разговор между двама души по уоки-токи (полудуплексен режим) - когато в даден момент човек или говори или слуша, и по телефон (пълен дуплекс) - когато човек може да говори и слуша по същото време.

Дуплексната комуникация обикновено се осъществява чрез два комуникационни канала: първият канал е изходяща комуникация за първото устройство и входящ за второто, вторият канал е входящ за първото устройство и изходящ за второто.

В някои случаи е възможна дуплексна комуникация с помощта на един комуникационен канал. В този случай, когато получава данни, устройството изважда своя изпратен сигнал от сигнала и получената разлика е сигналът на подателя (модемна комуникация през телефонни проводници, GigabitEthernet).

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е „Пълен дуплекс“ в други речници:

Двойна спирала с дуплекс на Watson-Crick- Двойна спирала, стр. Watson Crick, дуплекс * paddouble helix, p. Watsana kryka, дуплекс * двойна спирала или d. ч. ДНК или Watson Crick h. или дуплексен модел на Уотсън Крик, който описва структурата на ДНК като спирала, която се образува от две... ... Генетика. енциклопедичен речник

пълен дуплексен режим- - [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. английски руски Речникв инженерството на компютърни системи. Москва 1993] пълен дуплекс Едновременно двупосочно предаване. (пълен) дуплекс……

UTP кабел с конектор 8P8C (погрешно наричан RJ 45), използван в 10BASE T, 100BASE T(x) и 1 Ethernet мрежи ... Wikipedia

Име: Мрежово ниво на телетайп (OSI модел): Семейство приложения: TCP/IP порт/ИД: 23/TCP Цел на протокола: виртуален текстов терминал Спецификация: RFC 854 / STD 8 ... Wikipedia

Дуплексни и полудуплексни режими на работа на приемащи и предавателни устройства (модеми, мрежови карти, уоки-токита, телефонни апарати). В дуплексен режим устройствата могат да предават и получават информация едновременно. В полудуплексен режим или предавайте, или ... ... Wikipedia

Дуплексни и полудуплексни режими на работа на приемно-предавателни устройства (модеми, мрежови карти, уоки-токита, телефони). В дуплексен режим устройствата могат да предават и получават информация едновременно. В полудуплексен режим или предавайте, или... ... Wikipedia - LAN картамрежов адаптер мрежов интерфейсКомпютърен компонент за свързване към компютърна мрежа. мрежов адаптер Периферно устройство(платка), осигуряваща връзка между компютъра и LAN.... ... Ръководство за технически преводач

Симплексната радиокомуникация обикновено се нарича еднопосочна радиоелектронна комуникация между двама души, при която приемането и изпращането гласови съобщенияизвършва се с помощта на един радиоканал.

С други думи, ако се използва симплексна радиокомуникация, тогава вторият мрежов потребител, който трябва да получи изпратеното съобщение, няма да може да направи нищо друго освен да получи гласови данни.

Тоест, вторият потребител на такава радиомрежа няма да може да изпрати съобщение за отговор или да даде потвърждение за приемане.

Дуплексна радиокомуникация

Дуплексната радиокомуникация е двупосочна радиовръзка между няколко участници в една радиомрежа. Тоест, например, и двата абоната на една радиомрежа могат едновременно да получават и изпращат гласови съобщения, използвайки един и същ радиокомуникационен канал.

Повечето ясен примердуплексна радиокомуникация - говорене по телефон (стационарен и мобилен). Но на практика се използват два различни радиоканала за предаване и приемане.

Само една радиолиния може перфектно да се справи с внедряването на няколко комуникационни канала. Такава система ще се нарича многоканална.

Двупосочно радио

Такава комуникация предполага възможността за едновременно предаване и приемане на съобщения от всеки приемо-предавател.

За осъществяване на двупосочна комуникация е необходим поне чифт симплексно комуникационно оборудване. Тоест всяка точка от мрежата трябва да има както радиоприемателно, така и радиопредавателно устройство.

Заслужава да се отбележи, че двупосочна комуникацияможе да бъде симплекс или дуплекс. Нека разгледаме всяка вариация по-подробно:

Дуплексна двупосочна комуникация. Предаването и приемането на информация се извършва едновременно
Симплексна двупосочна комуникация. Изпращането и получаването на съобщения се извършва от всяка радиостанция на свой ред

А) - организация симплексна радиокомуникация, B) - организиране на дуплексна радиокомуникация

При симплексното радио приемопредавателите в двата края на радиомрежата ще работят на една и съща радиочестота. С дуплекс - две различни честоти, единият за получаване, другият за предаване на информация. Последният е реализиран така, че радиоприемникът получава данни само от предавателя, разположен в другия край на мрежата, и не получава собствени сигнали.

В радиомрежа с пълен дуплекс всеки приемник и предавател трябва да бъдат включени през цялото време, докато получавате или изпращате гласови съобщения. По-точно по времето, когато данните се предават по радиовръзка.

Ако искате да се задълбочите в работата на симплексните и дуплексните мрежи, както и на радиоустройствата, които се включват в тях, обадете се на нашата компания на посочения по-горе телефон.

Въпреки че превключвателите са прозрачни за мрежови протоколиИ персонализирани приложения, те са в състояние да функционират в различни режими, което може да има както положителен, така и отрицателен ефект върху пратката Ethernet рамкипо мрежата. Един от основните параметри на комутатора е дуплексният режим за всеки отделен порт, свързан към всяко главно устройство. Портът на комутатора трябва да бъде конфигуриран да съответства на настройките за дуплекс на конкретния тип медия. Има два вида настройки за дуплексен режим, използвани за комуникация в Ethernet мрежи: полудуплекс и пълен дуплекс.

Полудуплексно предаване на данни

Полудуплексната комуникация използва еднопосочен поток от данни, при който данните не се изпращат и получават едновременно. Това е подобно на използването на уоки-токи, където само един човек може да говори едновременно. Ако някой се опита да говори, докато друг говори, възниква сблъсък. В резултат на това полудуплексната комуникация използва множествен достъп със сензорен оператор и откриване на сблъсъци, за да намали вероятността от сблъсъци и да ги открие, ако възникнат. При полудуплексни комуникации може да има влошаване на производителността, причинено от постоянен неактивен режим, тъй като данните могат да се прехвърлят само в една посока в даден момент. Полудуплексните връзки обикновено се намират на по-старо оборудване, като хъбове. Хостовете, които са свързани към хъбове, които споделят връзка с комутатор, трябва да работят в полудуплексен режим, тъй като крайните компютри трябва да могат да откриват сблъсъци. Възлите могат да работят в режим на полудуплекс, ако мрежовата интерфейсна карта не може да бъде конфигурирана да работи в режим на пълен дуплекс. В този случай портът на комутатора също е настроен на полудуплекс по подразбиране. Поради тези ограничения пълнодуплексната комуникация замени полудуплексната комуникация на по-модерно оборудване.

Пълно дуплексно предаване на данни

При пълнодуплексната комуникация потокът от данни се предава в двете посоки, което позволява изпращането и получаването на информация едновременно. Поддръжката за двупосочен трансфер на данни подобрява производителността чрез намаляване на забавянето между трансферите. Повечето Ethernet мрежови адаптери, продавани днес Бърз Ethernetи Gigabit Ethernet работят в режим на пълен дуплекс. В режим на пълен дуплекс детекторът за сблъсък е деактивиран. Това елиминира възможността за сблъсъци между рамки, изпратени от два свързани крайни възела, тъй като тези възли използват два отделни комуникационни канала в мрежов кабел. Всяка пълна дуплексна връзка използва само един порт. Пълнодуплексните връзки изискват превключвател, който поддържа пълен дуплексен режим или директна връзка между два възела, всеки от които поддържа пълен дуплексен трансфер на данни. Хостовете, които са директно свързани към специален порт за превключване, използвайки мрежови адаптери, които поддържат пълнодуплексни комуникации, трябва да се свързват към портове за превключване, които са конфигурирани да работят в режим на пълен дуплекс.

Фигурата показва две настройки за дуплексен режим, налични на модерно мрежово оборудване.

Комутаторът Cisco Catalyst поддържа три настройки за дуплексен режим:

Пълният параметър задава пълен дуплексен режим.

Параметърът half задава полудуплексен режим.

Параметърът auto позволява автоматично договаряне на дуплекс. Когато автоматичното договаряне е активирано, два порта комуникират помежду си, за да определят оптимален режимработа.

За Fast Ethernet и 10/100/1000 портове автоматично е избрано по подразбиране. За 100BASE-FX портове настройката по подразбиране е пълна. 10/100/1000 портовете работят или в полудуплексен, или в пълен дуплексен режим, когато работят при 10 или 100 Mbps, и в пълен дуплекс само при работа при 1000 Mbps.

Стандартът IEEE 802.3-2012 дефинира два режима на работа на MAC подслоя:

● половин дуплекс (полудвойна x) – използва метода CSMA/CD за достъп на възел до споделения носител. Един възел може да получава или предава данни само наведнъж, в зависимост от получаването на достъп до предавателната среда;

● пълен дуплекс (пълен дуплекс) – позволява на двойка възли, имащи връзка от точка до точка, да получават и предават данни едновременно. За да направите това, всеки възел трябва да бъде свързан към специален порт на комутатора.

Метод на достъп CSMA/CD

Основната идея на Ethernet беше да се използва топология на шина, базирана на коаксиален кабел. Кабелът беше използван като споделена среда за предаване, по която работните станции, свързани към мрежата, излъчваха двупосочно (във всички посоки) предаване. В двата края на кабела бяха монтирани терминатори (щепсели).

Ориз. 5.21 Ethernet мрежа

Тъй като е използвана обща среда за предаване, контролът върху достъпа на възлите до физическа среда. За организиране на достъпа на възлите до споделената среда за предаване беше използван метод на множествен достъп със сензор за носене и откриване на сблъсък(Carrier Sense множествен достъп с откриване на сблъсък, CSMA/CD).

Методът CSMA/CD се основава на състезание(контент) на възлите за правото на достъп до мрежата и включва следните процедури:

● контрол на превозвача;

● откриване на сблъсък.

Преди предаване мрежовото устройство трябва да се увери, че предавателната среда е чиста. Това се постига чрез слушане на превозвача. Ако носителят е свободен, устройството започва да предава данни. По време на предаване на кадри устройството продължава да слуша предавателната среда. Това се прави, за да се гарантира, че никое друго устройство не е започнало да предава данни по същото време. След края на предаването на рамка всички мрежови устройства трябва да издържат на технологична пауза (Inter Packet Gap), равна на 9,6 μs. Тази пауза се нарича междукадрови интервали е необходим за въвеждане в първоначалното състояниемрежови адаптери и за предотвратяване на превземане на околната среда от едно мрежово устройство. След края на технологичната пауза устройствата имат право да започнат да предават своите кадри, т.к Сряда е свободна.

Мрежовите устройства могат да започнат да предават данни всеки път, когато установят, че каналът е свободен. Ако дадено устройство се опита да започне да предава рамка, но установи, че мрежата е заета, то е принудено да изчака, докато изпращащият възел завърши предаването.

Ориз. 5.22Предаване на кадри по Ethernet мрежа

Ethernet е среда за излъчване, така че всички станции получават всички кадри, предавани по мрежата. Не всички устройства обаче ще обработват тези рамки. Само устройството, чийто MAC адрес съвпада с целевия MAC адрес, посочен в заглавката на рамката, копира съдържанието на рамката във вътрешния буфер. След това устройството проверява рамката за грешки и ако няма такива, предава получените данни към по-високо разположения протокол. В противен случай рамката ще бъде изхвърлена. Изпращащото устройство не се уведомява дали рамката е доставена успешно или не.

В Ethernet мрежите конфликтите са неизбежни ( сблъсъци), защото възможността за тяхното възникване е присъща на самия алгоритъм CSMA/CD. Това е така, защото има известно време между момента на предаване, когато мрежовото устройство проверява дали мрежата е свободна, и момента, в който започва действителното предаване. Възможно е някое друго устройство в мрежата да започне да предава през това време.

Ако няколко устройства в мрежа започнаха да предават приблизително по едно и също време, битовите потоци, идващи от различни устройства, се сблъскват помежду си и се изкривяват, т.е. настъпва сблъсък. В този случай всяко от предавателните устройства трябва да може да открие сблъсък, преди да завърши предаването на своя кадър. След като открие сблъсък, устройството спира да предава рамката и подсилва сблъсъка, като изпраща специална последователност от 32 бита към мрежата, т.нар. конфитюр- последователност. Това се прави, за да могат всички мрежови устройства да разпознаят сблъсъка. След като всички устройства разпознаят сблъсъка, всяко устройство се изключва за определен произволно избран интервал от време (различен за всяка мрежова станция). Когато времето изтече, устройството може да започне отново да предава данни. Когато предаването се възобнови, устройствата, участващи в сблъсъка, нямат приоритет за предаване на данни пред други устройства в мрежата.

Ако 16 опита за предаване на рамка предизвикат сблъсък, тогава предавателят трябва да спре опитите и да отхвърли рамката.

Ориз. 5.23Откриване на сблъсък в Ethernet

Домейн на сблъсък

В полудуплексната Ethernet технология, независимо от стандарта на физическия слой, има концепция домейн на сблъсък.

Домейн на сблъсък(домейн за сблъсък) е част от Ethernet мрежата, всички възли на която разпознават сблъсък, независимо в коя част на мрежата възниква.

Ethernet мрежа, изградена от повторители и хъбове, образува един домейн на сблъсък.

Спомнете си, че повторителят беше устройство на физически слой от модела OSI, използвано за свързване на сегменти от среда за предаване на данни, за да се увеличи общата дължина на мрежата.

Ethernet мрежите (10BASE2 и 10BASE5 спецификации), базирани на коаксиален кабел, използват двупортови повторители, свързващи два физически сегмента. Ретранслаторът работеше по следния начин: получаваше сигнали от един мрежов сегмент, усилваше ги, възстановяваше синхронизацията и ги предаваше на друг. Ретранслаторите не извършват сложно филтриране и друга обработка на трафика, т.к не бяха умни устройства. Освен това общият брой повторители и свързаните с тях сегменти бяха ограничени поради времеви закъснения и други причини.

По-късно се появиха многопортови повторители, към които работните станции бяха свързани с отделен кабел. Такива многопортови повторители се наричат „хъбове“. Причината за появата на многопортови повторители беше следната. Тъй като се използва оригиналната Ethernet технология коаксиален кабелИ топология на шината, беше затруднено инсталирането на кабелната система на сградата. По късно международен стандартза структурна кабелна система в сгради, той дефинира използването на звездна топология, в която всички устройства са свързани към една концентрационна точка с помощта на кабели с усукана двойка. Технологията Token Ring напълно отговаря на тези изисквания и следователно, за да оцелее в състезание Ethernet технологията трябваше да се адаптира към новите изисквания. Така се появи спецификацията 10BASE-T Ethernet, която използва кабели с усукана двойка и звездна топология като среда за предаване.

Хъбовете работеха на физическия слой на OSI модела. Те повтарят сигналите, получени от един от портовете, към всички останали активни портове, като ги възстановяват предварително и не извършват филтриране на трафик или друга обработка на данни. Следователно логическата топология на мрежите, изградени с помощта на хъбове, винаги е оставала шина.

В даден момент, в мрежи, изградени на повторители и хъбове, само един възел можеше да предава данни. При едновременно постъпване на сигнали в обща среданастъпи предаване сблъсък, което доведе до повреда на предаваните рамки. По този начин всички устройства, свързани към такива мрежи, бяха в един и същ домейн на сблъсък.

Ориз. 5.24Домейн на сблъсък

С увеличаването на броя на мрежовите сегменти и компютрите в тях, броят на сблъсъците се увеличи и пропускателна способностмрежата падаше. В допълнение, честотната лента на сегмента беше разделена между всички устройства, свързани към него. Например, когато десет работни станции бяха свързани към сегмент от 10 Mbps, всяко устройство можеше да предава със средна скорост не повече от 1 Mbps. Възникна задачата сегментиране на мрежата, т.е. разделяне на потребителите на групи (сегменти) според тяхното физическо местоположение, за да се намали броят на клиентите, конкуриращи се за честотна лента.

Набирам Ethernet мрежа

Проблемът с сегментирането на мрежата и увеличаването на нейната производителност беше решен с помощта на устройство, наречено мост(мост). Мостът е разработен от инженера на Digital Equipment Corporation (DEC) Радиа Пърлман в началото на 80-те години на миналия век и е OSI устройство на ниво връзка за данни, предназначено да свързва мрежови сегменти. Мостът е изобретен малко по-късно от рутерите, но тъй като беше по-евтин и прозрачен за протоколите на мрежовия слой (работеше на ниво на връзката), той стана широко използван в локалните мрежи. Мостови връзки ( преодоляване) са основна част от стандартите за локална мрежа IEEE.

Мостът работеше по алгоритъм прозрачен мост(прозрачен мост), който се определя от стандарта IEEE 802.1D. Преди да изпрати кадри от един сегмент в друг, той ги анализира и предава само ако такова предаване е наистина необходимо, тоест MAC адреса работна станцияместоназначението принадлежи към различен сегмент. По този начин мостът изолира трафика на един сегмент от трафика на друг и разделя един голям домейн на сблъсък на няколко малки, което увеличава цялостно представянемрежи. Въпреки това, мостът предава излъчвани кадри (например, необходими за работата на ARP протокол) от един сегмент в друг, така че всички мрежови устройства бяха в едно излъчван домейн (Домейн за излъчване).

Алгоритъмът за прозрачен мост ще бъде разгледан по-подробно в глава 6.

Комутиран Ethernet(Ethernet комутирана мрежа) – Ethernet мрежа, чиито сегменти са свързани чрез мостове или комутатори

Ориз. 5.25Свързване на два мрежови сегмента с помощта на мост

Тъй като мостовете обикновено са двупортови устройства, тяхната ефективност остава само докато броят на работните станции в сегмента остава относително малък. Веднага щом се увеличи, в мрежите се появи задръстване, което доведе до загуба на пакети с данни.

Увеличаване на броя на устройствата, свързани в мрежи, увеличаване на мощността на процесорите за работни станции, появата мултимедийни приложенияи приложенията клиент-сървър изискваха повече честотна лента. В отговор на тези нарастващи изисквания Калпана стартира първия превключвател (превключвател), наречен EtherSwitch.

Превключвателят е многопортов мост и също така работи на слоя за връзка за данни на OSI модела. Основната разлика между комутатора и моста е, че той е по-производителен, може едновременно да установява няколко връзки между различни двойки портове и поддържа разширена функционалност.

Ориз. 5.26 Локалната мрежаизградени на ключове

През 1993 г. Kalpana въведе технологията Full Duplex Ethernet Switch (FDES) в своите комутатори. След известно време, по време на развитие Бързи технологииРаботата с пълен дуплекс на Ethernet стана част от стандарта IEEE 802.3.

Работата в пълен дуплексен режим осигурява възможност за едновременно получаване и предаване на информация, т.к Само две устройства са свързани към предавателната среда. Приемането и предаването се извършват на две различни физически канали"точка до точка". Например през различни двойки кабели с усукана двойка или различни влакна на оптичен кабел.

Това елиминира появата на сблъсъци в предавателната среда (методът CSMA/CD вече не е необходим, тъй като няма конкуренция за достъп до предавателната среда), увеличава наличното време за предаване на данни и удвоява полезната честотна лента на канала . Всеки канал осигурява предаване на пълна скорост. Например, за спецификацията 10BASE-T, всяка връзка предава данни при 10 Mbps. За спецификация 100BASE-TX - при скорост 100 Mbit/s. В края на дуплексна връзка скоростта на връзката се удвоява, защото Данните могат да се предават и получават едновременно. Например в спецификацията 1000BASE-T, в която данните се предават по канали със скорост 1000 Mbit/s, общата пропускателна способност ще бъде равна на 2000 Mbit/s.

Ориз. 5.27Предаване на данни в пълен дуплексен режим

Също така, благодарение на режима на пълен дуплекс, ограничението за общата дължина на мрежата и броя на устройствата в нея изчезна. Единственото, което остава, е ограничението за дължината на кабелите, свързващи съседни устройства.

Пълният дуплекс е възможен само когато е свързан мрежови устройства, чиито портове го поддържат. Ако сегмент, представляващ споделена среда, е свързан към порт на устройство, портът ще работи в полудуплексен режим и ще разпознава сблъсъци. Портовете на съвременните мрежови устройства поддържат функцията за автоматично откриване на полудуплекс или пълен дуплекс режими на работа.

Когато портът работи в режим на пълен дуплекс, интервалът на изпращане между последователните рамки не трябва да бъде по-малък от технологична пауза, равна на 9,6 μs. За да се предотврати препълване на приемните буфери на устройството при работа в режим на пълен дуплекс, е необходимо да се използва механизъм за контрол на потока на кадрите.

Трябва да се отбележи, че спецификациите за 10, 40 и 100 Gigabit Ethernet поддържат само работа в пълен дуплекс. Това се дължи на факта, че модерни мрежиса станали напълно превключени и превключва при взаимодействие с други превключватели или високоскоростни мрежови адаптериПочти винаги използвайте пълен дуплексен режим.

Симплекс

Симплексният канал е еднопосочен, което позволява предаване на данни само в една посока, както е показано на фигура 2.10.Традиционното радиоразпръскване е пример за симплексно предаване.Радиостанцията предава излъчвана програма, но не получава нищо в замяна от вашето радио.

Ориз. 2.10. Симплексно предаване

Това ограничава употребата симплексен каналза предаване на данни, тъй като е необходим постоянен поток от данни в двете посоки за контрол на процеса на предаване, потвърждаване на данни и т.н.

Полудуплекс

Полудуплексното предаване прави възможно осигуряването на симплексна комуникация в двете посоки през един канал, както е показано на фиг. 2.11. Тук предавателят на станция A изпраща данни към приемника на станция B. Когато е необходимо предаване в обратна посока, се извършва процедура за превключване на линия. След това предавателят на станция B може да комуникира с приемника на станция A. Закъснението при превключване на линията намалява количеството данни, предавани към комуникационния канал.

Ориз. 2.11. Полудуплексно предаване

Пълен дуплекс

Каналът с пълен дуплекс позволява едновременна комуникация в двете посоки, както е показано на фиг. 2.12.

Фигура 2.12. Пълно дуплексно предаване

2.4.2. Синхронизиране на сигнали с цифрови данни

Предаването на данни зависи от правилното съгласуване на моментите на генериране и приемане на сигнали. Получателят трябва да определи кой елемент от данни се предава - "1" или "0" - в правилните моменти. Процесът на избор и поддържане на референтни времеви интервали се нарича синхронизация.

За да синхронизират предаването, изпращащото и приемащото устройство трябва да се договорят за битова дължина (битово време) - продължителността на използвания кодов елемент. Приемникът трябва да извлече предавания часовников сигнал, кодиран в получения поток от данни. Чрез синхронизиране на битовата дължина на часовника на приемника с битовата дължина, кодирана в данните на подателя, приемникът може да определи подходящото време за демодулиране на данните и правилно дешифриране на съобщението. Устройства от двата края цифров каналможе да се синхронизира с помощта на асинхронно или синхронно предаване, както е описано по-долу.