Мережі ЕОМ - специфікації ieee auto-negotiation і flow control

Специфікація IEEE 802.3u Auto-Negotiation

Специфікація Auto-Negotiation (Авто узгодження) була запропонована фахівцями комітету IEEE 802.3u для того, щоб обеспечітьвозможность оперативного автоматичної конфігурації за принципом (Plug and Play) компонентів локальних гібридних (з точки зору типу використовуваного протоколу фізичного рівня) обчислювальних мереж.

Операції процедуриAuto-Negotiation (AN)

Операції, які виконуються впределах процедури AN, розділені на два класи:

  • Основна операція (Basic operation)
  • Допоміжні операції (Optional Operation)

Основна операція процедури AN

Залежно від типу взаємодіючих компонентів основна операція може виконуватися в двох режимах:

  • Обидва взаємодіючих пристрої підтримують процедуру AN
  • Тільки одне з взаємодіючих пристроїв підтримує процедуру AN

У другому випадку більш розумний пристрій має визначити єдиний тип технології, яку підтримує його візаві шляхом дослідження типу формованих їм сигналів.

Допоміжні операції процедури AN

Процедура AN передбачає виконання додаткових операцій, які не застосовуються в ході узгодження параметрів інформаційного обміну. Додаткові операції використовуються длятого, щоб забезпечити можливість швидкої локалізації несправності або запобігти її виникненню. До числа таких додаткових операцій відносяться:

  • Інтерфейс управління (Management Interface)
  • Функція додаткової сторінки (Next Page Function)
  • Сигналізація про помилку на віддаленій стороні (Remote Fault Indication)

Інтерфейсуправленія забезпечує механізм для збору інформації про проблеми, якіможуть виникнути при виконанні процедури AN. Зокрема, за допомогою даної операції можуть бути виконані наступні дії:

  • Встановлення причини, через яку встановлення з'єднання було визнано неможливим
  • Визначення функціональних можливостей мережі
  • Зміна інформаційної швидкості з'єднання

Функція додаткової сторінки

Для того, щоб забезпечити можливість передачі додаткової службової інформації між пристроями, вони можуть обмінюватися додатковими кадрами (сторінками). Використання цієї функції дозволяє передавати діагностичну інформацію про проблеми, які виникли в процесі виконання основної процедури AN, і забезпечує можливість подальшого розвитку всієї процедури в цілому.

Сигналізація про помилку наудаленной стороні

Для того, щоб уявити партнеру по алгоритму AN інформацію про характер виниклих проблем (неправильний тип кабелю, неправильна розкладка використовуваних пар) використовується операція сигналізації обошібке на віддаленій стороні. Зазвичай результати виконання цієї операцііпередаются з використанням функції додаткової сторінки.

Принципи організації інформаційного обміну під час виконання процедури Auto-Negotiation

Інформація, яку партнери обмінюються при виконанні процедури Auto-Negotiation, представлена ​​у вигляді кадровфізіческого рівня.

Транспортний механізм процедуриAuto-Negotiation

Дляпередачі даних між партнерами при виконанні процедури Auto-Negotiation використовується група імпульсів, які називаються Fast Link Pulses (FLP). Ця група, структура якої представлена ​​на малюнку, може складатися з 33 імпульсів, які слідують з періодом 62.5 мікросекунд. Непарні імпульси цієї послідовності, які відзначені на малюнку зеленим кольором, іспользуютсядля синхронізації переданої групи. Шістнадцять парних імпульсовFLP, які намалюнку відмічені червоним кольором, призначені для передачі інформаційного слова [D0..D15]. Наявність імпульсу в парному позиції FLP інтерпретується як «1», егоотсутствіе як «0» відповідного розряду інформаційного слова.

ПоследовательностьFLP передаетсяс періодом 16.8 мілісекунд. Значення періоду повторення імпульсів вибранотакім чином, щоб в тому випадку, коли партнер не здатний брати участь впроцедуре Auto-Negotiation, він міг би інтерпретіроватьімпульси FLPімпульси як звичайних імпульсів NLP.

Структура слова процедури Auto-Negotiation

У таблиці представлена ​​структура базового слова (Link Code Word - LCW) процедури Auto-Negotiation.

Поле RF (Remote Fault)

Значення 1 в поле «помилка на віддаленому об'єкті» вказує партнеру на виникнення аварійної ситуації на Близькому взаємодіючому компоненті.

Поле Ack (Acknowledge)

Значення 1 в поле «підтвердження» вказує партнеру нато, що дана станція прийняла як мінімум три послідовних набору імпульсів FLP.

ПолеNP (Next Page)

Значення 1 в поле «наступна сторінка» вказує партнеру на те, що дана станція передбачає участь в розширеному варіанті інформаційного обміну, при якому можуть бути використані додаткові, поотношению до основної, інформаційні сторінки.

Опис алгоритму Auto-Negotiation

Для забезпечення вибору оптімальнойтіпа протоколу фізичного рівня з числа технологій підтримуваних обома учасниками процесу Auto-Negotiation, використовувані технології впорядковані в порядку убування переваги наступним чином:

  • 100 Base TX Full-duplex
  • 100 Base T4
  • 100 Base TX
  • 10 Base T Full-duplex
  • 10 Base T

Процес Auto-Negotiation складається з шести послідовних стадій

  1. Обидва партнери обмінюються словами LCW в яких встановлені значення біта Ack = 0.
  2. Станція визначають ставлення партнера до процедури Auto-Negotiation по наявності додаткових по відношенню LTP імпульсів в прийнятої групі імпульсів
  3. Станція переходить в режим «очікування», в якому вона чекає на прийом 3 повних послідовних груп FLP. Після того, як станція приймає очікувані групи, вона починає передавати LCW з ознакою Ack = 1.
  4. Після того, як станція отримує від партнера більше трьох послідовних LCW з встановленим ознакою Ack = 1, вона переходить в режим «підтвердження», в якому можливе виконання подальших дій за погодженням параметрів інформаційного обміну.
  5. Після передачі більше 6-8 послідовних слів LCW станції можуть взяти участь в інформаційному обміні з використанням функції Next Page. Для цього вони повинні попередньо узгодити тип використовуваного протоколу фізичного рівня.

Функція паралельного визначення (Parallel Detection Function) використовується в тому випадку, когдатолько одне з взаємодіючих пристроїв підтримує алгоритм автоматичного узгодження параметрів.

У тому випадку, якщо пристрою «А» вдасться визначити тип протоколу фізичного рівня, який підтримує пристрій «В», канал зв'язку між цими пристроями перекладається в активний стан і подальший інформаційний обмін з даного каналу проводиться відповідно до вимог даного протоколу. В іншому випадку канал переводиться в пасивний стан і для протоколу верхнього рівня формується діагностика - лінія несправна ( «Link Fail»). Недолік даного методу полягає в тому, що з його допомогою неможливо визначити пристрій, який підтримує режим Full Duplex.

Функція наступної сторінки

Ця функція є додатковою, яка може бути реалізована для забезпечення додаткового інформаційного обміну в ході виконання процедури AN.

Для інформаційного обміну можуть використовуватися два типи додаткових станиць:

  • сторінка повідомлення
  • Неформатована сторінка

На рис представлена ​​структурастаніци повідомлення:

Службові поля сторінки повідомлення і неформатований сторінки відзначені на малюнках жовтим кольором.

Це поле використовується для синхронізації переданих слів. Значення цього слова по черзі змінюється з 1 в 0 для кожного наступного формованого слова і таким чином, приймач може дізнатися про те, що він отримує передані слова без втрат.

Вміст даного поляіспользуется для того, щоб можна було відрізнити сторінки різних тіпов.Значеніе MP = 0 відповідає неформатований сторінці.

Значення MP = 1 відповідає сторінці повідомлення.

Поля Ack і Ack2

Ці поля використовуються для розміщення ознак, які вказують на те що процес інформаційного обміну з використанням додаткових сторінок протікає нормально.

Вміст даного поля використовується для того, щоб вказати на наявність або відсутність наступної сторінки, яка повинна бути отримана після даної. У останній додатковій сторінки в потоці ознака NP встановлюється рівним 1.

Специфікація IEEE 802.3x Flow Control

Специфікація IEEE 802.3x визначає механізм виконання процедури Flow Control на канальному рівні IEEE 802.3.

Опис процедури управління потоком

Для забезпечення управління потоком компоненти локальної мережі обмінюються кадрами спеціального формату, які називаються кадри паузи (PAUSEFrames).

Структура кадру PAUSE Frame

На рис представлена ​​структура кадру типу «Пауза». У першому рядку таблиці розміщені дані про довжину відповідного поля в байтах. Поля преамбули і SFD не показані. Ознакою кадру цього типу є наявність коду 8808-0001 в суміжних полях LENGTH / TYPE і OPCODE.

В поле LENGTH / TYPE цього кадру розміщується код 8808 зарезервований IEEE для кадрів, які використовуються в процедурах управління на рівні MAC. Поле OPCODE містить ознака кадру управління потоком 0001. У наступних двох байтах розміщається код, який відповідає розміру пропонованої паузи, вираженого в бітових інтервалах. Одиниця молодшого розряду цього коду відповідає 512 бітовим інтервалам використовуваної технології. Таким чином, розмір пропонованої паузи для технологій Fast Ethernet може мати значення від 0 до 0.3 секунди. Решта поля даного кадру зарезервовані для подальшого використання або виконують службові функції.

Режими використання процедури управління потоком

Процедурауправленія потоком може виконуватися в двох режимах:

  • симетричний режим
  • асиметричний режим

Симетричний режим управління потоком можливий в тому випадку, якщо обидва взаємодіючих пристрої можуть формувати і правильно інтерпретувати кадри типу PAUSE. У разі, якщо толькоодно з взаємодіючих пристроїв підтримує процедуру управління потоком вповному обсязі, використовується асиметричний режим. У таблиці наведені можливі варіанти режиму управління потоком в залежності від заявлених можливостей партнерів з інформаційного взаємодії.