RTL8139 Сети диплом по коммуникациям и связи , Дипломная из Теория массовой коммуникации

Скачай RTL8139 Сети диплом по коммуникациям и связи и еще Дипломная в формате PDF Теория массовой коммуникации только на Docsity! 1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ. 1. Описание принципа работы устройства. Рассматриваемое устройство является картой расширения для персонального компьютера, позволяющей ему работать с Ethernet. Сетевой адаптер (Network Interface Card, NIC) вместе со своим драйвером реализует второй, канальный уровень модели открытых систем в конечном узле сети — компьютере. Сетевой адаптер совместно с драйвером выполняют две операции: передачу и прием кадра. Передача кадра из компьютера в кабель состоит из перечисленных ниже этапов (некоторые могут отсутствовать, в зависимости от принятых методов кодирования). Прием кадра данных LLC через межуровневый интерфейс вместе с адресной информацией МАС-уровня. Обычно взаимодействие между протоколами внутри компьютера происходит через буферы, расположенные в оперативной памяти. Данные для передачи в сеть помещаются в эти буферы протоколами верхних уровней, которые извлекают их из дисковой памяти либо из файлового кэша с помощью подсистемы ввода/вывода операционной системы. 1) Оформление кадра данных МАС-уровня, в который инкапсулируется кадр LLC (с отброшенными флагами 01111110). Заполнение адресов назначения и источника, вычисление контрольной суммы. 2) Формирование символов кодов при использовании избыточных кодов типа 4В/5В. Скрэмблирование кодов для получения более равномерного спектра сигналов. Этот этап используется не во всех протоколах — например, технология Ethernet 10 Мбит/с обходится без него. 3) Выдача сигналов в кабель в соответствии с принятым линейным кодом — манчестерским, NRZI, MLT-3 и т. п. Прием кадра из кабеля в компьютер включает следующие действия. 1) Прием из кабеля сигналов, кодирующих битовый поток. 2) Выделение сигналов на фоне шума. Эту операцию могут выполнять различные специализированные микросхемы или сигнальные процессоры DSP. В результате в приемнике адаптера образуется некоторая битовая последовательность, с большой степенью вероятности совпадающая с той, которая была послана передатчиком. 3) Если данные перед отправкой в кабель подвергались скрэмблированию, то они пропускаются через дескрэмблер, после чего в адаптере восстанавливаются символы кода, посланные передатчиком. 4) Проверка контрольной суммы кадра. Если она неверна, то кадр отбрасывается, а через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC передается соответствующий код ошибки. Если контрольная сумма верна, то из MAC-кадра извлекается кадр LLC и передается через межуровневый интерфейс наверх, протоколу LLC. Кадр LLC помещается в буфер оперативной памяти. Распределение обязанностей между сетевым адаптером и его драйвером стандартами не определяется, поэтому каждый производитель решает этот вопрос самостоятельно. Обычно сетевые адаптеры делятся на адаптеры для клиентских компьютеров и адаптеры для серверов. В адаптерах для клиентских компьютеров значительная часть работы перекладывается на драйвер, тем самым адаптер оказывается проще и дешевле. Недостатком такого подхода является высокая степень загрузки центрального процессора компьютера рутинными работами по Early Interrupt Control Logic – регистр управления прерываниями. FIFO – буфер FIFO Control Logic – логика управления буфером. Transmit/Receive Control Logic – Логика управления приемо-передачей. Packet Length Register – регистр, регулирующий длину пакетов. Packet Type Discriminator – регистр описывающий тип пакета. MII Interface – внутримикросхемный интерфейс (MII-шина). PHY подуровень: 10/100 half/full Switch Logic – логика управления режимом работы (100/10Мбит, полный или полудуплекс) 100Mbit подуровень: 5B -> 4B Decoder – конвертер кода 5В в 4В. Data Alignment – блок выравнивания данных. Descrambler – блок дешифровщик. 4B -> 5B Decoder – конвертер кода 4В в 5В. Scrambler – шифратор 10/100M Auto-negotiation Control Logic – логика автосогласования режима работы сетевой карты. 10Mbit субмодуль: Manchester coded waveform – блок кодирования Манчестерским кодом. Data Recovery – блок восстановления полученных данных. 10M Output waveform shaping – блок формирования выходного сигнала. Receive low pass filter – низкочастотный фильтр приёма. Приёмо-передатчик: Parallel to Serial – преобразователь параллельного интерфейса в последовательный. 3 Level Driver – трехуровневый преобразователь. Baseline wander Correction – автоподстройка базовой несущей. Peak Detect – обнаружение пиковых уровней. MLT-3 to NRZI – декодер MLT-3 кода в NRZI 3 Level Comparator – трехуровневый компаратор Adaptive Equalizer – подстраиваемый эквалайзер. Serial to Parallel – преобразователь последовательного интерфейса в параллельный. 1.3 Описание схемы электрической принципиальной Сетевая карта, не является полностью законченным устройством, а только его аппаратной частью. Другая же часть - программная (драйвер). Для взаимодействия с аппаратной частью предназначены регистры. Описание регистра статуса приёма: Бит Доступ Описание 15 Чтение 1 в данном бите указывает, что принят multicast пакет. 14 Чтение 1 в данном бите указывает, что поле «назначение» полученного пакета совпадает со значением, записанном в ID-регистрах. 13 Чтение 1 в данном бите указывает, что принят широковещательный пакет. 12-6 - Биты зарезервированы 5 Чтение 1 в этом бите указывает, что во время приема этого пакета был принят неправильный символ 4 Чтение 1 в этом бите указывает, что принят неполный пакет 3 Чтение 1 в этом бите указывает, что размер принятого пакета привышает 4Кбайта. 2 Чтение 1 в этом бите указывает, что контрольная сумма принятого пакета неверна 1 Чтение 1 в этом бите указывает, что во время приема произошла ошибка выравнивания. 1 Чтение Если установлен, то что пакет принят без ошибок Описание регистра статуса передачи: . Типичные неисправности и их устранение Как уже было сказано ранее сетевой адаптер представляет собой аппаратно-программный комплекс. Следовательно неисправности могут быть разделены на две большие категории: программные и аппаратные. Программная часть обычно представлена модулем к операционной системе, называемом драйвером устройства. Поиск и устранение неисправности следует начинать с локализации неисправности. Т.е. следует выяснить в чем причина неработоспособности. Проще всего начать с программной части: переустановить драйвер, или операционную систему целиком. Если после этого неисправность не исчезла, можно переходить к поиску ее в аппаратной части. Cетевая карта работает не как отдельное устройство, а в таком сложном аппаратно-программном комплексе, как компьютер, неисправность может находиться не на самой карте, а быть причиной несовместимости конкретной карты с конкретным компьютером, в случае неисправности самого компьютера (в частности его материнской платы). Т.е. следует установить карту в другой компьютер, и проверить не исчезла ли неисправность. Поскольку для связи с другим компьютером сетевая карта использует Ethernet-кабель, также необходимо проверить его работоспособность и надёжность соединения с сетевой картой. Поскольку ядром сетевой карты является чип RTL8139, все более серьезные неисправности связаны с неисправностью самого чипа. Чип является неразборным и не подлежащим устройством. Следовательно ремонт сетевой платы в случае выхода ее из строя сводиться к замене чипа. Кроме того он отсутствует в продаже как отдельная деталь. В добавок к этому чип составляет основную часть стоимости платы. Следовательно его замена экономически не оправдана, и действенней заменить саму сетевую плату. В каждом случае прежде чем воспользоваться рекомендациями по устранению неисправности следует учесть вышеприведенный материал. В следующей таблице приведены некоторые типичные неисправности, возможные причины неисправности и способы ее устранения: Симптомы Возможные причины Способы устранения Сетевая карта не определяется операционной системой 1) карта неисправна 2) отсутствует драйвер 3) карта несовместима с компьютером 1) заменить карту 2) установить драйвер 3) попробовать карты на другом компьютере Нет связи с удаленным компьютером 1) карта неисправна 2) кабель не подключен 3) оборудование удаленного компьютера неисправно 1) заменить карту 2) проверить кабель 3) проверить удаленный компьютер Проверить настройки драйвера ОС. 1.5. Программное обеспечение Драйвер сетевой карты является ещё одной её частью – программной. Он выполняет часть функций по работе с сетью. Для каждой операционной системы драйвер представляет собой программный модуль, реализующий как минимум две низкоуровневые функции: ввод и вывод. А также специальную функцию, для настройки параметров карты. 2. Технологическая часть 2.1 Технология монтажа кабеля локальной сети. Кабели ЛВС в системах Кабели ЛВС - важное средство организации заводских соединений. В системах автоматизации кабели ЛВС являются наиболее важным средством отдельных заводских компонентов (производственных участков). Обрывы в кабеле или проводе не должны приводить к появлению неопределенных состояний производственного оборудования или компонентов системы. Механическая защита Механическая защита требуется для предотвращения обрывов и механических повреждений кабелей ЛВС. Для защиты кабелей ЛВС от физических повреждений рекомендуются следующие меры: • При отсутствии возможности монтажа кабеля на кабельную стойку или аналогичную конструкцию, он должен прокладываться в кабельном канале • На участках, где кабель испытывает механическое натяжение, его следует прокладывать в толстостенном алюминиевом или пластиковом лотке. • В случаях, когда необходимы изгибы под углом 90°, и в случаях переходов между зданиями (например, стыков) разрыв кабельного канала допускается только тогда, когда отсутствует вероятность повреждения кабеля, например, вследствие падения каких-либо объектов. • На участках, где предполагается, что по кабелю будут ходить или ездить, кабель должен быть защищен от повреждения закрытым толстостенным алюминиевым или стальным кабельным каналом. Другим вариантом является прокладка кабеля в металлическом кабельном лотке. Прокладка кабеля При монтаже кабелей для подвижных механизмов и гирляндного монтажа избегайте их перегиба и изломов при перемещении, вызываемых другими кабелями и оборудованием. Срок службы кабелей для подвижных механизмов и гирляндного монтажа может быть гарантирован только тогда, когда они не перекручиваются во время монтажа. С наружной стороны кабеля по всей его длине нанесена линия, позволяющая обнаружить перекручивание кабеля Для избежания случайного повреждения кабелей ЛВС они должны быть хорошо видны и проложены отдельно от всех соединительных проводов и кабелей. Для повышения ЭМС часто рекомендуется прокладывать кабели ЛВС в отдельном кабельном канале, лотке или металлической трубке. Подобные меры часто облегчают локализацию вышедшего из строя кабеля. Защита от Электромагнитных излучений. Понятие электромагнитной совместимости (ЭМС) охватывает все вопросы электрических, магнитных и электромагнитных излучений и защиты от них. Чтобы избежать внешнего мешающего воздействия на электрические системы, данные излучения должны быть ослаблены до определенного уровня. Специальные требования предъявляются к конструкции, топологии и правильному подключению кабелей ЛВС. Меры по подавлению помех часто предпринимаются уже тогда, когда система управления находится в работе, и возникают проблемы при приеме сигналов. Очень часто затраты, необходимые для принятия подобных мер (например, специальные контакторы), можно снизить, если помнить о следующих аспектах при монтаже системы автоматики. Этими аспектами являются: Заземление всех неактивных металлических деталей на шасси. Экранирование устройств и кабелей Наиболее подходящее с точки зрения подавления помех размещение устройств и разводка кабеля Специальные меры шумоподавления Заземляйте (система защитного заземления) все неактивные металлические части, находящиеся в непосредственной близости от компонентов системы автоматики и кабелей ЛВС. Заземляются все металлические части шкафов, деталей машин и т. д., которые не несут электрических функций в системе автоматики. Равномерное подключение этих деталей к шасси позволяет достичь равномерного опорного потенциала в системе и снизить воздействие синфазных помех Экранирование - это методика, используемая для противодействия воздействию магнитных, электрических или электромагнитных полей. Токи помех, наведенные на экранах кабеля, должны отводиться в "землю" с помощью коротких низкоомных проводников с большой площадью поперечного сечения. Чтобы предотвратить попадание токов Устройства с заземлённым интерфейсом могут быть повреждены из-за возникшей разности потенциалов. Выранвивание потенциалов является необходимым условием молниезащиты. В отношении систем выравнивания потенциалов необходимо помнить следующие правила: Эффективность выравнивания потенциалов тем выше, чем ниже сопротивление проводника, используемого для этих целей. Сопротивление дополнительного проводника выравнивания потенциалов не должно превышать 10% сопротивления экрана кабелей ЛВС. Необходимо обеспечить большой участок для контакта между проводником выравнивания потенциалов и проводником защитного заземления. Следует защищать проводник выравнивания потенциалов от коррозии. Проводник выравнивания потенциалов следует устанавливать таким образом, чтобы пространство между проводником выравнивания потенциалов и сигнальными кабелями было как можно меньше. Используйте проводники выравнивания потенциалов, выполненные из меди или оцинкованной стали. Используйте в системе выравнивания потенциалов здания, а также между отдельными элементами системы металлические проводящие кабельные каналы или стойки. Отдельные сегменты каналов/стоек должны соединяться вместе с помощью проводников, имеющих низкую индуктивность и сопротивление, и подключенных к системе заземления здания так часто, как это возможно. Соединения в местах изгибов или на стыках должны дублироваться дополнительными гибкими заземляющими полосами. Соединения между отдельными элементами канала должны быть защищены от коррозии (долговременная стабильность) Если имеются соединения между секциями зданий (например, отдельные стыки) со своими собственными опорными точками системы заземления здания, в этом случае проводник выравнивания потенциалов (эквивалентный медному проводнику с площадью поперечного сечения > 10мм2) должен быть установлен параллельно кабелям. Необходимость в этом проводнике пропадает, если использовать металлические проводящие каналы или стойки. Соединительные кабели и провода системы несут в себе напряжения и токи. В зависимости от конкретного применения, их амплитуды могут быть на порядок выше, чем напряжения сигналов, используемых для передачи данных по кабелю. Переключение напряжения питания, например, может приводить к возникновению импульсов напряжения с крутыми фронтами и с амплитудой, достигающей порядка кВ. Если параллельно с кабелем ЛВС проложены другие кабели, обмен данных по кабелям ЛВС может быть нарушен за счет перекрестных искажений. Для достижения функционирования шинной системы без ошибок, необходимо придерживаться определенных правил при прокладке кабелей. Одним из чрезвычайно эффективных методов подавления помех заключается в соблюдении как можно большего расстояния между кабелем, являющимся источником помехи (паразитного сигнала), и кабелем, подверженным действию помехи (полезный сигнал). Прокладка внутри шкафов При прокладке кабелей внутри монтажных шкафов, соблюдайте следующие указания: В общем случае, риск возникновения перекрестных искажений тем меньше, чем больше расстояние между кабелями. В случае пересечения кабелей различных категорий, они должны пересекаться под прямым углом (старайтесь сводить к минимуму участки, где кабели проложены параллельно). Если места недостаточно, чтобы соблюдать расстояние 10 см, кабели должны быть сгруппированы согласно своим категориям и размещены в отдельные металлические токопроводящие каналы. Эти каналы затем можно расположить рядом друг с другом. Металлические проводящие каналы следует прикрутить к стойкам корзины или стенкам шкафа, обеспечивая низкоомный и низкоиндуктивный контакт. Экраны всех кабелей, вводимых в монтажный шкаф, должны быть прикреплены как можно ближе к точке ввода, при этом площадь участка контакта с "землей" шкафа должна быть большой. Параллельной прокладки вводимых кабелей и внутренних соединительных проводов шкафа на участке между точкой ввода в шкаф и зажимом экрана следует избегать любой ценой, даже если эти кабели принадлежат одной категории. Прокладка кабелей внутри зданий. При прокладке кабелей за пределами шкафов внутри зданий необходимо помнить следующие правила: Между кабелями различных категорий, а также при прокладке кабелей на рабочего места, причем осветительная арматура должна предохранять глаза работающего от слепящего действия ламп. Нельзя допускать образования теней на рабочих поверхностях при выборе расположения светильников. Наилучшим считается люминесцентное освещение. При проведении электромонтажных работ необходимо соблюдать следующие правила: Во избежание ожогов в процессе пайки детали следует держать пинцетом, а не руками. Категорически запрещается принимать пищу и курить в помещениях, где производится пайка перед принятием пищи. После работы необходимо обмывать руки однопроцентным раствором соды или уксуса и тщательно мыть их теплой водой с мылом. Работы проводить только в спецодежде. Спецодежду следует регулярно стирать и хранить на производстве. 3.2. Безопасность труда при механосборочных работах. Выполнение механосборочных работ связано с использованием большого количества самого разнообразного оборудования. Заготовительные работы заключаются в рихтовке, правке металлических листов и прутков, а также получение из них заготовок деталей, для чего используются валковые правильные станки, правильно-отрезные автоматы, гильотинные и дисковые ножницы и другое оборудование. Холодная обработка металла включает холодную штамповку и механическую обработку на металлорежущих станках: токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных. Основными видами травматизма при механосборочных работах являются ушибы, порезы, ранения и другие тяжелые травмы вызванные, как правило, отсутствием или не использованием предусмотренных защитных средств, а также средств индивидуальной защиты. Нарушение принятых способов работы и пренебрежение безопасными приемами работы, беспорядок на рабочем месте, загроможденность и захламленность производственных помещений способствует появлению травм у работающих. 3.3. Безопасность труда при регулировочных работах. При выполнении регулировочных работ различной радиоаппаратуры наиболее опасным видом травматизма является поражение электрическим током. Рабочий, выполняющий регулировочные работы должен соблюдать правила техники безопасности, в частности электробезопасности: Все доступные для прикосновения токоведущие части электрооборудования должны быть ограждены. Рубильники и выключатели должны быть мгновенного действия. Щитки и рубильники должны быть установлены в глухих металлических кожухах, запираться на замок и иметь надписи о применяемом напряжении. Ручки, рукоятки, маховики должны быть сделаны из изолирующих материалов, металлические детали с изолирующими покрытиями должны быть изолированы от токоведущих частей и заземлены. Все электрооборудование, а также оборудование и механизмы, которые могут оказаться под напряжением должны быть надежно заземлены. Работы по ремонту оборудования и механизмов должны производится только после полного отключения от сети электропитания, на месте работ обязательно вывешивают предупредительные плакаты. Ручной инструмент, применяемый для регулировочных работ (отвертки плоскогубцы, кусачки) должен быть снабжен изолированными ручками. Измерительные приборы должны быть заземлены, соединительные провода и щупы не должны иметь повреждений и надежную изоляцию. Внешний осмотр радиоэлементов и монтажа, а также замену вышедших из строя радиоэлементов разрешается производить только в отключенном от сети приборе. Регулировать и проверять радиоприбор под напряжением можно только в том случае, когда в отключенном состоянии это сделать невозможно. Следует помнить, что самым опасным для человека является переменный ток частотой 50 Гц. Заключение Следуя из того, какого прогресса смогли сетевые технологии достичь за последние годы, не трудно догадаться, что в ближайшее время скорость передачи данных по локальной сети возрастет минимум вдвое. Привычный десятимегабитный Ethernet, долгое время занимающий главенствующие позиции, во всяком случае, глядя из России, активно вытесняется более современными и существенно более быстрыми технологиями передачи данных. Есть надежда, что в скором времени станет более доступной и приемлемой цена на оптоволоконный кабель - являющийся на сей день самым дорогим, но высокоскоростным и наиболее помехоустойчивым проводником; все дома станет объединять собственная локальная сеть, и надобность проводить в каждую квартиру выделенную линию, также останется позади! Введение На сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов 0 0 1 F 0 0 1 Fком пьютеров и бо лее 80 % из них объединены в различные информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах и домах, до глобальных сетей типа Internet. Я выбрал тему локальные сети, из-за того, что на мой взгляд, эта тема сейчас особенно актуальна, когда на пороге XXI век и во всем мире ценится мобильность, скорость и удобство, с наименьшей тратой времени, на 0 0 1 Fсколько это возможно! Всемирная тенденция к объ единению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких как 0 0 1 F 0 0 1 Fускорение пе редачи ин формационных сообщений, возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E-Mail писем и прочего) не отходя от 0 0 1 Fрабочего места, возможность мгновенного об мена информацией между компьютерами. Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в 0 0 1 Fсебе вычислитель ная сеть и тот новый потенциальный подъем, 0 0 1 Fкоторый при этом испытывает информацион ный комплекс, а так же значительное ускорение производственного процесса не дают нам 0 0 1 Fправо не принимать это к разра ботке и не применять их на практике. Что же такое локальная сеть, зачем она нужна и что нужно для ее построения, вы сможете узнать, прочитав изложенную ниже дипломную работу!