Γρήγορη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων Ethernet. Τεχνολογία Fast Ethernet, τα χαρακτηριστικά της, φυσικό επίπεδο, κανόνες κατασκευής. Τιμές πεδίων DSAP και SSAP

Το εργαστήριο δοκιμών ComputerPress εξέτασε κάρτες δικτύου Fast Ethernet για το δίαυλο PCI που προορίζεται για χρήση σε σταθμούς εργασίας 10/100 Mbit/s. Επιλέχθηκαν σήμερα οι πιο κοινές κάρτες με απόδοση 10/100 Mbit/s, αφού, πρώτον, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε δίκτυα Ethernet, Fast Ethernet και μικτά δίκτυα και, δεύτερον, η πολλά υποσχόμενη τεχνολογία Gigabit Ethernet ( διακίνησηέως 1000 Mbit/s) εξακολουθεί να χρησιμοποιείται συχνότερα για τη σύνδεση ισχυρών διακομιστών στον εξοπλισμό δικτύου του πυρήνα του δικτύου. Είναι εξαιρετικά σημαντικό ποιας ποιότητας παθητικός εξοπλισμός δικτύου (καλώδια, πρίζες κ.λπ.) χρησιμοποιείται στο δίκτυο. Είναι γνωστό ότι εάν για δίκτυα Ethernet αρκεί ένα καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 3, τότε η κατηγορία 5 απαιτείται ήδη για το Fast Ethernet. Η σκέδαση σήματος και η κακή ατρωσία θορύβου μπορούν να μειώσουν σημαντικά την απόδοση του δικτύου.

Ο σκοπός της δοκιμής ήταν να προσδιοριστεί, πρώτα απ 'όλα, ο δείκτης αποτελεσματικής απόδοσης (Performance/Efficiency Index Ratio - εφεξής δείκτης P/E), και μόνο τότε - η απόλυτη τιμή της απόδοσης. Ο δείκτης P/E υπολογίζεται ως ο λόγος της απόδοσης της κάρτας δικτύου σε Mbit/s προς το φορτίο της CPU ως ποσοστό. Αυτός ο δείκτης είναι το βιομηχανικό πρότυπο για τη μέτρηση της απόδοσης του προσαρμογέα δικτύου. Εισήχθη για να ληφθεί υπόψη η χρήση των πόρων της CPU από τις κάρτες δικτύου. Το γεγονός είναι ότι ορισμένοι κατασκευαστές προσαρμογέων δικτύου προσπαθούν να επιτύχουν τη μέγιστη απόδοση χρησιμοποιώντας περισσότερους κύκλους επεξεργαστών υπολογιστή για την εκτέλεση λειτουργιών δικτύου. Το ελάχιστο φορτίο επεξεργαστή και η σχετικά υψηλή απόδοση είναι απαραίτητα για την εκτέλεση κρίσιμων για την αποστολή επιχειρηματικών εφαρμογών, πολυμέσων και εφαρμογών σε πραγματικό χρόνο.

Δοκιμάσαμε τις κάρτες που χρησιμοποιούνται πιο συχνά για σταθμούς εργασίας σε εταιρικά και τοπικά δίκτυα:

1. D-Link DFE-538TX
2. SMC EtherPower II 10/100 9432TX/MP
3. 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM
4. Compex RL 100ATX
5. Διαχείριση Intel EtherExpress PRO/100+
6. CNet PRO-120
7. NetGear FA 310TX
8. Allied Telesyn AT 2500TX
9. Surecom EP-320X-R

Τα κύρια χαρακτηριστικά των δοκιμασμένων προσαρμογέων δικτύου δίνονται στον Πίνακα. 1 . Ας εξηγήσουμε μερικούς από τους όρους που χρησιμοποιούνται στον πίνακα. Η αυτόματη ανίχνευση ταχύτητας σύνδεσης σημαίνει ότι ο ίδιος ο προσαρμογέας καθορίζει τη μέγιστη δυνατή ταχύτητα λειτουργίας. Επιπλέον, εάν υποστηρίζεται η αυτόματη ανίχνευση ταχύτητας, δεν απαιτείται πρόσθετη διαμόρφωση κατά τη μετάβαση από το Ethernet στο Fast Ethernet και αντίστροφα. Δηλαδή από διαχειριστής συστήματοςΔεν χρειάζεται να ρυθμίσετε ξανά τις παραμέτρους του προσαρμογέα ή να φορτώσετε ξανά τα προγράμματα οδήγησης.

Η υποστήριξη για τη λειτουργία Bus Master σάς επιτρέπει να μεταφέρετε δεδομένα απευθείας μεταξύ της κάρτας δικτύου και της μνήμης του υπολογιστή. Αυτό ελευθερώνει τον κεντρικό επεξεργαστή για να εκτελέσει άλλες λειτουργίες. Αυτή η ιδιοκτησία έχει γίνει de facto πρότυπο. Δεν είναι περίεργο ότι όλες οι γνωστές κάρτες δικτύου υποστηρίζουν τη λειτουργία Bus Master.

Η απομακρυσμένη ενεργοποίηση (Wake on LAN) σάς επιτρέπει να ενεργοποιείτε τον υπολογιστή σας μέσω δικτύου. Δηλαδή, καθίσταται δυνατό το σέρβις του Η/Υ σε μη εργάσιμες ώρες. Για το σκοπό αυτό, στη μητρική πλακέτα και στον προσαρμογέα δικτύου χρησιμοποιούνται βύσματα τριών ακίδων, τα οποία συνδέονται με ειδικό καλώδιο (περιλαμβάνεται στη συσκευασία). Επιπλέον, απαιτείται ειδικό λογισμικό ελέγχου. Η τεχνολογία Wake on LAN αναπτύχθηκε από τη συμμαχία Intel-IBM.

Η λειτουργία Full duplex σάς επιτρέπει να μεταδίδετε δεδομένα ταυτόχρονα και προς τις δύο κατευθύνσεις, μισή αμφίδρομη - μόνο προς μία κατεύθυνση. Έτσι, η μέγιστη δυνατή απόδοση σε λειτουργία full duplex είναι 200 ​​Mbit/s.

Το DMI (Desktop Management Interface) καθιστά δυνατή τη λήψη πληροφοριών σχετικά με τη διαμόρφωση και τους πόρους ενός υπολογιστή χρησιμοποιώντας λογισμικό διαχείρισης δικτύου.

Η υποστήριξη για την προδιαγραφή WfM (Wired for Management) διασφαλίζει την αλληλεπίδραση του προσαρμογέα δικτύου με το λογισμικό διαχείρισης και διαχείρισης δικτύου.

Για την απομακρυσμένη εκκίνηση ενός λειτουργικού συστήματος υπολογιστή μέσω δικτύου, οι προσαρμογείς δικτύου είναι εξοπλισμένοι με ειδική μνήμη BootROM. Αυτό επιτρέπει στους σταθμούς εργασίας χωρίς δίσκο να χρησιμοποιούνται αποτελεσματικά σε ένα δίκτυο. Οι περισσότερες από τις δοκιμασμένες κάρτες είχαν μόνο υποδοχή BootROM. Το ίδιο το τσιπ BootROM είναι συνήθως μια ξεχωριστή επιλογή.

Η υποστήριξη ACPI (Advanced Configuration Power Interface) συμβάλλει στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Το ACPI είναι μια νέα τεχνολογία που τροφοδοτεί το σύστημα διαχείρισης ενέργειας. Βασίζεται στη χρήση τόσο υλικού όσο και λογισμικό. Κατ 'αρχήν, το Wake on LAN είναι μέρος του ACPI.

Τα ιδιόκτητα εργαλεία απόδοσης σάς επιτρέπουν να αυξήσετε την αποτελεσματικότητα της κάρτας δικτύου σας. Τα πιο διάσημα από αυτά είναι το Parallel Tasking II από την 3Com και το Adaptive Technology από την Intel. Αυτά τα προϊόντα είναι συνήθως κατοχυρωμένα με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.

Η υποστήριξη για τα κύρια λειτουργικά συστήματα παρέχεται από σχεδόν όλους τους προσαρμογείς. Τα κύρια λειτουργικά συστήματα περιλαμβάνουν: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager και άλλα.

Το επίπεδο υποστήριξης της υπηρεσίας αξιολογείται από τη διαθεσιμότητα τεκμηρίωσης, μια δισκέτα με προγράμματα οδήγησης και τη δυνατότητα λήψης πιο πρόσφατες εκδόσειςπρογράμματα οδήγησης από την ιστοσελίδα της εταιρείας. Σημαντικό ρόλο παίζει και η συσκευασία. Από αυτή την άποψη, οι καλύτεροι, κατά τη γνώμη μας, είναι οι προσαρμογείς δικτύου των D-Link, Allied Telesyn και Surecom. Αλλά συνολικά το επίπεδο υποστήριξης αποδείχθηκε ικανοποιητικό για όλα τα φύλλα.

Συνήθως, η εγγύηση καλύπτει ολόκληρη τη διάρκεια ζωής του μετασχηματιστή AC (εφ' όρου ζωής εγγύηση). Μερικές φορές περιορίζεται σε 1-3 χρόνια.

Μεθοδολογία δοκιμών

Σε όλες τις δοκιμές χρησιμοποιήθηκαν οι πιο πρόσφατες εκδόσεις προγραμμάτων οδήγησης κάρτας δικτύου, οι οποίες λήφθηκαν από τους διακομιστές Internet των αντίστοιχων κατασκευαστών. Στην περίπτωση που το πρόγραμμα οδήγησης της κάρτας δικτύου επέτρεπε οποιεσδήποτε ρυθμίσεις και βελτιστοποίηση, χρησιμοποιήθηκαν οι προεπιλεγμένες ρυθμίσεις (εκτός από τον προσαρμογέα δικτύου Intel). Σημειώστε ότι οι κάρτες και τα αντίστοιχα προγράμματα οδήγησης από την 3Com και την Intel έχουν τις πιο πλούσιες πρόσθετες δυνατότητες και λειτουργίες.

Οι μετρήσεις απόδοσης πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το βοηθητικό πρόγραμμα Perform3 της Novell. Η αρχή λειτουργίας του βοηθητικού προγράμματος είναι ότι ένα μικρό αρχείο αντιγράφεται από το σταθμό εργασίας σε έναν κοινόχρηστο μονάδα δίσκου δικτύουδιακομιστή, μετά τον οποίο παραμένει στην κρυφή μνήμη αρχείων του διακομιστή και διαβάζεται από εκεί πολλές φορές σε μια δεδομένη χρονική περίοδο. Αυτό επιτρέπει τη διαλειτουργικότητα μνήμης-δικτύου-μνήμης και εξαλείφει τον αντίκτυπο της καθυστέρησης που σχετίζεται με τις λειτουργίες του δίσκου. Οι παράμετροι του βοηθητικού προγράμματος περιλαμβάνουν το αρχικό μέγεθος αρχείου, το τελικό μέγεθος αρχείου, το βήμα αλλαγής μεγέθους και τον χρόνο δοκιμής. Το βοηθητικό πρόγραμμα Novell Perform3 εμφανίζει τιμές απόδοσης για διαφορετικά μεγέθη αρχείων, μέσο όρο και μέγιστη απόδοση(σε KB/s). Οι ακόλουθες παράμετροι χρησιμοποιήθηκαν για τη διαμόρφωση του βοηθητικού προγράμματος:

• Αρχικό μέγεθος αρχείου - 4095 byte
• Τελικό μέγεθος αρχείου - 65.535 byte
• Βήμα αύξησης αρχείου - 8192 byte

Ο χρόνος δοκιμής με κάθε αρχείο ορίστηκε στα είκοσι δευτερόλεπτα.

Κάθε πείραμα χρησιμοποιούσε ένα ζεύγος πανομοιότυπων καρτών δικτύου, η μία εκτελείται στον διακομιστή και η άλλη στον σταθμό εργασίας. Αυτό φαίνεται να είναι ασυνεπές με την κοινή πρακτική, καθώς οι διακομιστές χρησιμοποιούν συνήθως εξειδικευμένους προσαρμογείς δικτύου που συνοδεύονται από μια σειρά πρόσθετων λειτουργιών. Αλλά αυτός είναι ακριβώς ο τρόπος - οι ίδιες κάρτες δικτύου εγκαθίστανται τόσο στον διακομιστή όσο και στους σταθμούς εργασίας - οι δοκιμές πραγματοποιούνται από όλα τα γνωστά εργαστήρια δοκιμών στον κόσμο (KeyLabs, Tolly Group κ.λπ.). Τα αποτελέσματα είναι κάπως χαμηλότερα, αλλά το πείραμα αποδεικνύεται καθαρό, αφού μόνο οι αναλυμένες κάρτες δικτύου λειτουργούν σε όλους τους υπολογιστές.

Διαμόρφωση πελάτη Compaq DeskPro EN:

• Επεξεργαστής Pentium II 450 MHz
• προσωρινή μνήμη 512 KB
• ΕΜΒΟΛΟ 128 MB
• σκληρός δίσκος 10 GB
• λειτουργικό σύστημα Microsoft WindowsΔιακομιστής NT 4.0 c 6 a SP
• Πρωτόκολλο TCP/IP.

Διαμόρφωση διακομιστή Compaq DeskPro EP:

• Επεξεργαστής Celeron 400 MHz
• RAM 64 MB
• σκληρός δίσκος 4,3 GB
• χειρουργείο Σύστημα Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• Πρωτόκολλο TCP/IP.

Η δοκιμή διεξήχθη σε συνθήκες όπου οι υπολογιστές ήταν συνδεδεμένοι απευθείας με καλώδιο διασταύρωσης UTP κατηγορίας 5. Κατά τη διάρκεια αυτών των δοκιμών, οι κάρτες λειτουργούσαν σε λειτουργία Full Duplex 100Base-TX. Σε αυτήν τη λειτουργία, η απόδοση είναι ελαφρώς υψηλότερη λόγω του γεγονότος ότι μέρος των πληροφοριών υπηρεσίας (για παράδειγμα, επιβεβαίωση λήψης) μεταδίδεται ταυτόχρονα με χρήσιμες πληροφορίες, ο όγκος των οποίων εκτιμάται. Υπό αυτές τις συνθήκες, ήταν δυνατό να καταγραφούν αρκετά υψηλές τιμές απόδοσης. για παράδειγμα, για τον προσαρμογέα 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM, ο μέσος όρος είναι 79,23 Mbps.

Το φορτίο της CPU μετρήθηκε στον διακομιστή χρησιμοποιώντας βοηθητικά προγράμματα των Windows NT Performance Monitor; τα δεδομένα καταγράφηκαν σε αρχείο καταγραφής. Το βοηθητικό πρόγραμμα Perform3 εκτελέστηκε στον υπολογιστή-πελάτη έτσι ώστε να μην επηρεαστεί το φόρτο του επεξεργαστή του διακομιστή. Ο επεξεργαστής υπολογιστή διακομιστή ήταν ένας Intel Celeron, του οποίου η απόδοση είναι σημαντικά χαμηλότερη από την απόδοση των επεξεργαστών Pentium II και III. Το Intel Celeron χρησιμοποιήθηκε σκόπιμα: το γεγονός είναι ότι δεδομένου ότι το φορτίο του επεξεργαστή προσδιορίζεται με ένα αρκετά μεγάλο απόλυτο σφάλμα, στην περίπτωση μεγάλων απόλυτων τιμών το σχετικό σφάλμα είναι μικρότερο.

Μετά από κάθε δοκιμή, το βοηθητικό πρόγραμμα Perform3 τοποθετεί τα αποτελέσματα της εργασίας του σε ένα αρχείο κειμένου με τη μορφή ενός συνόλου δεδομένων της ακόλουθης μορφής:

65535 byte. 10491,49 KBps. 10491,49 Συγκεντρωτικά KBps. 57343 byte. 10844,03 KBps. 10844,03 Συγκεντρωτικά KBps. 49151 byte. 10737,95 KBps. 10737,95 Συγκεντρωτικά KBps. 40959 byte. 10603,04 KBps. 10603,04 Συγκεντρωτικά KBps. 32767 byte. 10497,73 KBps. 10497,73 Συγκεντρωτικά KBps. 24575 byte. 10220,29 KBps. 10220,29 Συγκεντρωτικά KBps. 16383 byte. 9573,00 KBps. 9573,00 Συγκεντρωτικά KBps. 8191 byte. 8195,50 KBps. 8195,50 Συγκεντρωτικά KBps. 10844,03 Μέγιστο KBps. 10145,38 Μέσος όρος KBp.

Εμφανίζει το μέγεθος του αρχείου, την αντίστοιχη απόδοση για τον επιλεγμένο πελάτη και για όλους τους πελάτες (στην περίπτωση αυτή υπάρχει μόνο ένας πελάτης), καθώς και η μέγιστη και μέση απόδοση για ολόκληρη τη δοκιμή. Οι μέσες τιμές που λήφθηκαν για κάθε δοκιμή μετατράπηκαν από KB/s σε Mbit/s χρησιμοποιώντας τον τύπο:
(KB x 8)/1024,
και η τιμή του δείκτη P/E υπολογίστηκε ως ο λόγος της απόδοσης προς το φορτίο του επεξεργαστή ως ποσοστό. Στη συνέχεια, η μέση τιμή του δείκτη P/E υπολογίστηκε με βάση τα αποτελέσματα τριών μετρήσεων.

Το ακόλουθο πρόβλημα προέκυψε κατά τη χρήση του βοηθητικού προγράμματος Perform3 στον σταθμό εργασίας των Windows NT: εκτός από την εγγραφή σε μονάδα δίσκου δικτύου, το αρχείο εγγράφηκε επίσης στην τοπική προσωρινή μνήμη αρχείων, από όπου στη συνέχεια διαβάστηκε πολύ γρήγορα. Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά, αλλά μη ρεαλιστικά, αφού δεν υπήρχε μεταφορά δεδομένων ως τέτοια μέσω του δικτύου. Προκειμένου οι εφαρμογές να αντιμετωπίζουν τις κοινόχρηστες μονάδες δίσκου δικτύου ως κανονικές τοπικές μονάδες δίσκου, λειτουργικό σύστημαχρησιμοποιείται ένα ειδικό στοιχείο δικτύου - ένας ανακατευθυντής που ανακατευθύνει αιτήσεις εισόδου/εξόδου μέσω του δικτύου. Υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, κατά την εκτέλεση της διαδικασίας εγγραφής ενός αρχείου σε μια κοινόχρηστη μονάδα δίσκου δικτύου, το πρόγραμμα ανακατεύθυνσης χρησιμοποιεί τον αλγόριθμο προσωρινής αποθήκευσης των Windows NT. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κατά την εγγραφή στον διακομιστή, η εγγραφή εμφανίζεται επίσης στην τοπική προσωρινή μνήμη αρχείων του υπολογιστή-πελάτη. Και για τη διεξαγωγή δοκιμών, είναι απαραίτητο η προσωρινή αποθήκευση να πραγματοποιείται μόνο στον διακομιστή. Για να διασφαλίσετε ότι δεν υπάρχει προσωρινή αποθήκευση στον υπολογιστή-πελάτη, μητρώο των Windows NT, οι τιμές των παραμέτρων άλλαξαν, γεγονός που κατέστησε δυνατή την απενεργοποίηση της προσωρινής αποθήκευσης που εκτελείται από τον ανακατευθυντή. Δείτε πώς έγινε:

1. Διαδρομή προς το μητρώο:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

   Όνομα παραμέτρου:

   Το UseWriteBehind επιτρέπει τη βελτιστοποίηση εγγραφής πίσω για αρχεία που γράφονται

   Τύπος: REG_DWORD

   Τιμή: 0 (προεπιλογή: 1)

2. Διαδρομή προς το μητρώο:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lanmanworkstation\parameters

   Όνομα παραμέτρου:

   Το UtilizeNTCaching καθορίζει εάν το πρόγραμμα ανακατεύθυνσης θα χρησιμοποιεί τη διαχείριση κρυφής μνήμης των Windows NT για την προσωρινή αποθήκευση περιεχομένων αρχείων.

   Τύπος: REG_DWORD Τιμή: 0 (Προεπιλογή: 1)

Προσαρμογέας δικτύου Intel EtherExpress PRO/100+Management

Η απόδοση και η χρήση της CPU αυτής της κάρτας βρέθηκαν να είναι σχεδόν ίδια με της 3Com. Τα παράθυρα ρυθμίσεων για αυτήν την κάρτα φαίνονται παρακάτω.

Ο νέος ελεγκτής Intel 82559 που είναι εγκατεστημένος σε αυτήν την κάρτα παρέχει πολύ υψηλή απόδοση, ειδικά σε δίκτυα Fast Ethernet.

Η τεχνολογία που χρησιμοποιεί η Intel στην κάρτα Intel EtherExpress PRO/100+ ονομάζεται Adaptive Technology. Η ουσία της μεθόδου είναι να αλλάζει αυτόματα τα χρονικά διαστήματα μεταξύ των πακέτων Ethernet ανάλογα με το φορτίο του δικτύου. Καθώς η συμφόρηση δικτύου αυξάνεται, η απόσταση μεταξύ των μεμονωμένων πακέτων Ethernet αυξάνεται δυναμικά, γεγονός που μειώνει τον αριθμό των συγκρούσεων και αυξάνει την απόδοση. Όταν το φορτίο του δικτύου είναι ελαφρύ, όταν η πιθανότητα συγκρούσεων είναι χαμηλή, τα χρονικά διαστήματα μεταξύ των πακέτων μειώνονται, γεγονός που οδηγεί επίσης σε αυξημένη απόδοση. Τα μεγαλύτερα οφέλη αυτής της μεθόδου θα πρέπει να φανούν σε μεγάλα τμήματα Ethernet σύγκρουσης, δηλαδή σε περιπτώσεις όπου η τοπολογία του δικτύου κυριαρχείται από διανομείς και όχι από μεταγωγείς.

Η νέα τεχνολογία της Intel, που ονομάζεται Priority Packet, επιτρέπει τη ρύθμιση της κυκλοφορίας μέσω κάρτα δικτύου, σύμφωνα με τις προτεραιότητες των επιμέρους πακέτων. Αυτό καθιστά δυνατή την αύξηση των ρυθμών μεταφοράς δεδομένων για εφαρμογές κρίσιμες για την αποστολή.

Παρέχει υποστήριξη για εικονικά τοπικά δίκτυα VLAN (Πρότυπο IEEE 802.1Q).

Υπάρχουν μόνο δύο ενδείξεις στην πλακέτα - εργασία/σύνδεση, ταχύτητα 100.

www.intel.com

Προσαρμογέας δικτύου SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX/MP

Η αρχιτεκτονική αυτής της κάρτας χρησιμοποιεί δύο πολλά υποσχόμενες τεχνολογίες: SMC SimulTasking και Programmable InterPacket Gap. Η πρώτη τεχνολογία είναι παρόμοια με την τεχνολογία 3Com Parallel Tasking. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα των δοκιμών για κάρτες από αυτούς τους δύο κατασκευαστές, μπορούμε να βγάλουμε ένα συμπέρασμα σχετικά με τον βαθμό αποτελεσματικότητας της εφαρμογής αυτών των τεχνολογιών. Σημειώνουμε επίσης ότι αυτή η κάρτα δικτύου έδειξε το τρίτο αποτέλεσμα τόσο από πλευράς απόδοσης όσο και από πλευράς δείκτη P/E, μπροστά από όλες τις κάρτες εκτός από την 3Com και την Intel.

Υπάρχουν τέσσερις ενδείξεις LED στην κάρτα: ταχύτητα 100, μετάδοση, σύνδεση, διπλή όψη.

Η κύρια διεύθυνση ιστοσελίδας της εταιρείας είναι: www.smc.com

Εισαγωγή

Σκοπός της δημιουργίας αυτής της αναφοράς ήταν μια σύντομη και προσβάσιμη παρουσίαση των βασικών αρχών λειτουργίας και των χαρακτηριστικών των δικτύων υπολογιστών, χρησιμοποιώντας ως παράδειγμα το Fast Ethernet.

Ένα δίκτυο είναι μια ομάδα συνδεδεμένων υπολογιστών και άλλων συσκευών. Ο κύριος σκοπός των δικτύων υπολογιστών είναι η κοινή χρήση πόρων και η υλοποίηση διαδραστικών επικοινωνιών τόσο εντός μιας εταιρείας όσο και εκτός αυτής. Οι πόροι είναι δεδομένα, εφαρμογές και περιφερειακά, όπως εξωτερική μονάδα δίσκου, εκτυπωτής, ποντίκι, μόντεμ ή joystick. Η έννοια της διαδραστικής επικοινωνίας μεταξύ των υπολογιστών συνεπάγεται την ανταλλαγή μηνυμάτων σε πραγματικό χρόνο.

Υπάρχουν πολλά σύνολα προτύπων για τη μετάδοση δεδομένων σε δίκτυα υπολογιστών. Ένα από τα σετ είναι το πρότυπο Fast Ethernet.

Από αυτό το υλικό θα μάθετε για:

• · Τεχνολογίες Fast Ethernet
• Διακόπτες
• Καλώδιο FTP
• Τύποι σύνδεσης
• Τοπολογίες δικτύων υπολογιστών

Στην εργασία μου, θα δείξω τις αρχές λειτουργίας ενός δικτύου που βασίζεται στο πρότυπο Fast Ethernet.

Τοπική μεταγωγή δίκτυα υπολογιστώνΟι τεχνολογίες (LAN) και Fast Ethernet αναπτύχθηκαν ως απάντηση στην ανάγκη βελτίωσης της αποτελεσματικότητας των δικτύων Ethernet. Με την αύξηση της απόδοσης, αυτές οι τεχνολογίες μπορούν να εξαλείψουν " στενά μέρη» στο δίκτυο και υποστήριξη εφαρμογών που απαιτούν υψηλούς ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων. Η ελκυστικότητα αυτών των λύσεων είναι ότι δεν χρειάζεται να επιλέξετε τη μία ή την άλλη. Είναι συμπληρωματικά, επομένως η αποτελεσματικότητα του δικτύου μπορεί συχνά να βελτιωθεί χρησιμοποιώντας και τις δύο τεχνολογίες.

Οι πληροφορίες που συλλέγονται θα είναι χρήσιμες τόσο σε άτομα που αρχίζουν να μελετούν δίκτυα υπολογιστών όσο και σε διαχειριστές δικτύων.

1. Διάγραμμα δικτύου

2. Τεχνολογία Fast Ethernet

δίκτυο υπολογιστών γρήγορο ethernet

Το Fast Ethernet είναι το αποτέλεσμα της ανάπτυξης της τεχνολογίας Ethernet. Με βάση και διατηρώντας την ίδια τεχνική CSMA/CD (καναλική ψηφοφορία πολλαπλής πρόσβασης και ανίχνευση σύγκρουσης), οι συσκευές Fast Ethernet λειτουργούν με ταχύτητα 10 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ethernet. 100 Mbps. Το Fast Ethernet παρέχει επαρκές εύρος ζώνης για εφαρμογές όπως ο σχεδιασμός και η κατασκευή με τη βοήθεια υπολογιστή (CAD/CAM), η επεξεργασία γραφικών και εικόνας και τα πολυμέσα. Το Fast Ethernet είναι συμβατό με Ethernet 10 Mbps, επομένως είναι πιο εύκολο να ενσωματώσετε το Fast Ethernet στο LAN σας χρησιμοποιώντας διακόπτη αντί για δρομολογητή.

Διακόπτης

Χρησιμοποιώντας διακόπτεςπολλές ομάδες εργασίας μπορούν να συνδεθούν για να σχηματίσουν ένα μεγάλο LAN (βλ. Διάγραμμα 1). Οι φθηνοί διακόπτες αποδίδουν καλύτερα από τους δρομολογητές, παρέχοντας καλύτερη απόδοση LAN. Οι ομάδες εργασίας Fast Ethernet που αποτελούνται από έναν ή δύο διανομείς μπορούν να συνδεθούν μέσω ενός διακόπτη Fast Ethernet για περαιτέρω αύξηση του αριθμού των χρηστών καθώς και για κάλυψη μεγαλύτερης περιοχής.

Για παράδειγμα, εξετάστε τον ακόλουθο διακόπτη:

Ρύζι. 1 D-Link-1228/ME

Η σειρά διακοπτών DES-1228/ME περιλαμβάνει premium, διαμορφώσιμους διακόπτες Fast Ethernet Layer 2. Με προηγμένη λειτουργικότητα, οι συσκευές DES-1228/ME είναι φθηνή λύσηγια τη δημιουργία ενός ασφαλούς και υψηλής απόδοσης δικτύου. Χαρακτηριστικά γνωρίσματαΤα χαρακτηριστικά αυτού του μεταγωγέα είναι η υψηλή πυκνότητα θύρας, οι 4 θύρες Uplink Gigabit, οι ρυθμίσεις αλλαγής μικρού βήματος για διαχείριση εύρους ζώνης και η βελτιωμένη διαχείριση δικτύου. Αυτοί οι διακόπτες σάς επιτρέπουν να βελτιστοποιήσετε το δίκτυό σας τόσο όσον αφορά τη λειτουργικότητα όσο και τα χαρακτηριστικά κόστους. Οι διακόπτες της σειράς DES-1228/ME είναι η βέλτιστη λύση τόσο από άποψη λειτουργικότητας όσο και από άποψη κόστους.

Καλώδιο FTP

Καλώδιο LAN-5EFTP-BLαποτελείται από 4 ζεύγη χάλκινων αγωγών μονού πυρήνα.

Διάμετρος αγωγού 24AWG.

Κάθε αγωγός περιβάλλεται από μόνωση HDPE (πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας).

Δύο αγωγοί στριμμένοι με ειδικά επιλεγμένο βήμα συνθέτουν ένα συνεστραμμένο ζεύγος.

Τα 4 συνεστραμμένα ζεύγη τυλίγονται σε μεμβράνη πολυαιθυλενίου και, μαζί με έναν χάλκινο αγωγό γείωσης ενός πυρήνα, περικλείονται σε ένα κοινό φύλλο ασπίδας και θήκη PVC.

Κατευθείαν

Εξυπηρετεί:

• 1. Για να συνδέσετε έναν υπολογιστή σε έναν διακόπτη (hub, switch) μέσω της κάρτας δικτύου του υπολογιστή
• 2. Για να συνδέσετε περιφερειακό εξοπλισμό δικτύου - εκτυπωτές, σαρωτές - στο διακόπτη (hub, switch)
• 3. για UPLINK σε υψηλότερο διακόπτη (hub, switch) - σύγχρονοι διακόπτεςμπορεί να διαμορφώσει αυτόματα τις εισόδους στην υποδοχή για λήψη και μετάδοση

Crossover

Εξυπηρετεί:

• 1. Για απευθείας σύνδεση 2 υπολογιστών σε τοπικό δίκτυο, χωρίς τη χρήση εξοπλισμού μεταγωγής (hub, switches, routers κ.λπ.).
• 2. για ανερχόμενη ζεύξη, σύνδεση με διακόπτη υψηλότερου επιπέδου σε τοπικό δίκτυο με πολύπλοκη δομή, για παλαιότερους τύπους μεταγωγέων (διανομείς, μεταγωγείς), διαθέτουν ξεχωριστό βύσμα, επίσης με την ένδειξη «UPLINK» ή X.

Τοπολογία αστεριών

Στα αστέρια- τη βασική τοπολογία ενός δικτύου υπολογιστών στο οποίο όλοι οι υπολογιστές του δικτύου είναι συνδεδεμένοι σε έναν κεντρικό κόμβο (συνήθως έναν μεταγωγέα), σχηματίζοντας ένα φυσικό τμήμα του δικτύου. Ένα τέτοιο τμήμα δικτύου μπορεί να λειτουργήσει είτε χωριστά είτε ως μέρος μιας σύνθετης τοπολογίας δικτύου (συνήθως «δέντρο»). Όλη η ανταλλαγή πληροφοριών γίνεται αποκλειστικά μέσω του κεντρικού υπολογιστή, ο οποίος υπόκειται σε πολύ μεγάλο φορτίο με αυτόν τον τρόπο, επομένως δεν μπορεί να κάνει τίποτα άλλο εκτός από το δίκτυο. Κατά κανόνα, ο κεντρικός υπολογιστής είναι ο πιο ισχυρός και σε αυτόν εκχωρούνται όλες οι λειτουργίες για τη διαχείριση της ανταλλαγής. Κατ 'αρχήν, δεν είναι δυνατές συγκρούσεις σε ένα δίκτυο με τοπολογία αστεριού, επειδή η διαχείριση είναι εντελώς συγκεντρωτική.

Εφαρμογή

Το κλασικό Ethernet 10 Mbit ταίριαζε στους περισσότερους χρήστες για περίπου 15 χρόνια. Ωστόσο, στις αρχές της δεκαετίας του '90, άρχισε να γίνεται αισθητή η ανεπαρκής χωρητικότητά του. Για υπολογιστές σε λειτουργία Επεξεργαστές Intel 80286 ή 80386 με διαύλους ISA (8 MB/s) ή EISA (32 MB/s), το εύρος ζώνης του τμήματος Ethernet ήταν 1/8 ή 1/32 του καναλιού μνήμης προς δίσκο, και αυτό ήταν απολύτως συνεπές με την αναλογία των όγκων δεδομένων που υποβάλλονται σε τοπική επεξεργασία και των δεδομένων που μεταδίδονται μέσω του δικτύου. Για πιο ισχυρούς σταθμούς πελατών με δίαυλο PCI (133 MB/s), αυτό το μερίδιο έπεσε στο 1/133, το οποίο σαφώς δεν ήταν αρκετό. Ως αποτέλεσμα, πολλά τμήματα Ethernet 10 Mbps υπερφόρτωσαν, η απόκριση του διακομιστή μειώθηκε σημαντικά και τα ποσοστά σύγκρουσης αυξήθηκαν σημαντικά, μειώνοντας περαιτέρω τη χρησιμοποιήσιμη απόδοση.

Υπάρχει ανάγκη ανάπτυξης ενός «νέου» Ethernet, δηλαδή μιας τεχνολογίας που θα ήταν εξίσου οικονομική με απόδοση 100 Mbit/s. Ως αποτέλεσμα αναζητήσεων και ερευνών, οι ειδικοί χωρίστηκαν σε δύο στρατόπεδα, τα οποία τελικά οδήγησαν στην εμφάνιση δύο νέων τεχνολογιών - Fast Ethernet και l00VG-AnyLAN. Διαφέρουν ως προς τον βαθμό συνέχειας με το κλασικό Ethernet.

Το 1992, μια ομάδα κατασκευαστών δικτυακού εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένων κορυφαίων τεχνολογιών Ethernet όπως η SynOptics, η 3Com και αρκετοί άλλοι, σχημάτισαν την Fast Ethernet Alliance, μια μη κερδοσκοπική ένωση, για να αναπτύξουν ένα πρότυπο για μια νέα τεχνολογία που θα διατηρούσε τα χαρακτηριστικά του Ethernet. τεχνολογία στο μέγιστο δυνατό βαθμό.

Στο δεύτερο στρατόπεδο ηγήθηκαν η Hewlett-Packard και η AT&T, οι οποίες προσφέρθηκαν να εκμεταλλευτούν την ευκαιρία για να αντιμετωπίσουν ορισμένες από τις γνωστές ελλείψεις της τεχνολογίας Ethernet. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, οι εταιρείες αυτές προστέθηκαν από την IBM, η οποία συνέβαλε προτείνοντας την παροχή κάποιας συμβατότητας με τα δίκτυα Token Ring στη νέα τεχνολογία.

Ταυτόχρονα, η επιτροπή IEEE 802 σχημάτισε μια ερευνητική ομάδα για τη μελέτη των τεχνικών δυνατοτήτων των νέων τεχνολογιών υψηλής ταχύτητας. Από τα τέλη του 1992 έως τα τέλη του 1993, η ομάδα του IEEE μελέτησε λύσεις 100 Mbit που προσφέρονται από διάφορους προμηθευτές. Μαζί με τις προτάσεις της Fast Ethernet Alliance, η ομάδα εξέτασε επίσης την τεχνολογία υψηλής ταχύτητας που προτάθηκε από τη Hewlett-Packard και την AT&T.

Η συζήτηση επικεντρώθηκε στο θέμα της διατήρησης της μεθόδου τυχαίας πρόσβασης CSMA/CD. Η πρόταση Fast Ethernet Alliance διατήρησε αυτή τη μέθοδο και έτσι εξασφάλισε τη συνέχεια και τη συνέπεια μεταξύ δικτύων 10 Mbps και 100 Mbps. Ο συνασπισμός HP-AT&T, ο οποίος είχε την υποστήριξη πολύ λιγότερων προμηθευτών στον κλάδο δικτύωσης από το Fast Ethernet Alliance, πρότεινε μια εντελώς νέα μέθοδο πρόσβασης που ονομάζεται Προτεραιότητα ζήτησης- πρόσβαση κατά προτεραιότητα κατά παραγγελία. Άλλαξε σημαντικά τη συμπεριφορά των κόμβων στο δίκτυο, έτσι δεν μπορούσε να χωρέσει στην τεχνολογία Ethernet και το πρότυπο 802.3 και οργανώθηκε μια νέα επιτροπή IEEE 802.12 για την τυποποίησή του.

Το φθινόπωρο του 1995, και οι δύο τεχνολογίες έγιναν πρότυπα IEEE. Η επιτροπή IEEE 802.3 υιοθέτησε την προδιαγραφή Fast Ethernet ως πρότυπο 802.3, το οποίο δεν είναι αυτόνομο πρότυπο, αλλά αποτελεί προσθήκη στο υπάρχον πρότυπο 802.3 με τη μορφή των κεφαλαίων 21 έως 30. Η επιτροπή 802.12 υιοθέτησε την τεχνολογία l00VG-AnyLAN, η οποία χρησιμοποιεί μια νέα μέθοδο πρόσβασης κατά προτεραιότητα και υποστηρίζει δύο μορφές πλαισίων - Ethernet και Token Ring.

v Φυσικό στρώμα τεχνολογίας Fast Ethernet

Όλες οι διαφορές μεταξύ της τεχνολογίας Fast Ethernet και του Ethernet συγκεντρώνονται στο φυσικό επίπεδο (Εικ. 3.20). Τα επίπεδα MAC και LLC στο Fast Ethernet παραμένουν ακριβώς τα ίδια και περιγράφονται στα προηγούμενα κεφάλαια των προτύπων 802.3 και 802.2. Επομένως, όταν εξετάζουμε την τεχνολογία Fast Ethernet, θα μελετήσουμε μόνο μερικές επιλογές για το φυσικό της επίπεδο.

Η πιο περίπλοκη δομή του φυσικού στρώματος της τεχνολογίας Fast Ethernet οφείλεται στο γεγονός ότι χρησιμοποιεί τρεις τύπους συστημάτων καλωδίωσης:

• · Καλώδιο πολλαπλών λειτουργιών οπτικών ινών, χρησιμοποιούνται δύο ίνες.
• · Συνεστραμμένο ζεύγος κατηγορίας 5, χρησιμοποιούνται δύο ζεύγη.
• · Κατηγορία 3 στριφτό ζευγάρι, χρησιμοποιούνται τέσσερα ζευγάρια.

Το ομοαξονικό καλώδιο, που έδωσε στον κόσμο το πρώτο δίκτυο Ethernet, δεν συμπεριλήφθηκε στη λίστα με τα επιτρεπόμενα μέσα μετάδοσης δεδομένων της νέας τεχνολογίας Fast Ethernet. Αυτή είναι μια κοινή τάση σε πολλές νέες τεχνολογίες γιατί ΚΟΝΤΙΝΕΣ ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣΤο συνεστραμμένο ζεύγος κατηγορίας 5 σάς επιτρέπει να μεταδίδετε δεδομένα με την ίδια ταχύτητα με το ομοαξονικό καλώδιο, αλλά το δίκτυο είναι φθηνότερο και ευκολότερο στη λειτουργία του. Σε μεγάλες αποστάσεις, η οπτική ίνα έχει πολύ μεγαλύτερο εύρος ζώνης από το ομοαξονικό και το κόστος του δικτύου δεν είναι πολύ υψηλότερο, ειδικά αν λάβετε υπόψη το υψηλό κόστος αντιμετώπισης προβλημάτων ενός μεγάλου συστήματος ομοαξονικών καλωδίων.

Διαφορές μεταξύ τεχνολογίας Fast Ethernet και τεχνολογίας Ethernet

Η εγκατάλειψη του ομοαξονικού καλωδίου οδήγησε στο γεγονός ότι τα δίκτυα Fast Ethernet έχουν πάντα μια ιεραρχική δομή δέντρου χτισμένη σε διανομείς, ακριβώς όπως τα δίκτυα l0Base-T/l0Base-F. Η κύρια διαφορά μεταξύ των διαμορφώσεων δικτύου Fast Ethernet είναι η μείωση της διαμέτρου του δικτύου σε περίπου 200 m, η οποία εξηγείται από μια 10πλάσια μείωση στον ελάχιστο χρόνο μετάδοσης πλαισίου μήκους λόγω 10πλάσιας αύξησης στην ταχύτητα μετάδοσης σε σύγκριση με 10 Mbit Ethernet .

Ωστόσο, αυτή η περίσταση δεν εμποδίζει πραγματικά την κατασκευή μεγάλων δικτύων που χρησιμοποιούν τεχνολογία Fast Ethernet. Το γεγονός είναι ότι τα μέσα της δεκαετίας του '90 χαρακτηρίστηκαν όχι μόνο από την ευρεία χρήση φθηνών τεχνολογιών υψηλής ταχύτητας, αλλά και από την ταχεία ανάπτυξη τοπικών δικτύων που βασίζονται σε μεταγωγείς. Όταν χρησιμοποιείτε διακόπτες, το πρωτόκολλο Fast Ethernet μπορεί να λειτουργεί σε λειτουργία full-duplex, στην οποία δεν υπάρχουν περιορισμοί στο συνολικό μήκος του δικτύου, αλλά μόνο περιορισμοί στο μήκος των φυσικών τμημάτων που συνδέουν γειτονικές συσκευές (προσαρμογέας - διακόπτης ή διακόπτης - διακόπτης). Επομένως, κατά τη δημιουργία κορμών τοπικού δικτύου μεγάλων αποστάσεων, η τεχνολογία Fast Ethernet χρησιμοποιείται επίσης ενεργά, αλλά μόνο στην έκδοση full-duplex, σε συνδυασμό με διακόπτες.

Αυτή η ενότητα περιγράφει τη λειτουργία half-duplex της τεχνολογίας Fast Ethernet, η οποία συμμορφώνεται πλήρως με τον ορισμό της μεθόδου πρόσβασης που περιγράφεται στο πρότυπο 802.3.

Σε σύγκριση με τις επιλογές φυσικής υλοποίησης για το Ethernet (και υπάρχουν έξι από αυτές), στο Fast Ethernet οι διαφορές μεταξύ κάθε επιλογής και των άλλων είναι βαθύτερες - τόσο ο αριθμός των αγωγών όσο και οι μέθοδοι κωδικοποίησης αλλάζουν. Και δεδομένου ότι οι φυσικές παραλλαγές του Fast Ethernet δημιουργήθηκαν ταυτόχρονα, και όχι εξελικτικά, όπως για τα δίκτυα Ethernet, ήταν δυνατό να καθοριστούν λεπτομερώς εκείνα τα υποστρώματα του φυσικού επιπέδου που δεν αλλάζουν από παραλλαγή σε παραλλαγή και εκείνα τα υποστρώματα που είναι ειδικά για κάθε παραλλαγή του φυσικού περιβάλλοντος.

Το επίσημο πρότυπο 802.3 καθόρισε τρεις διαφορετικές προδιαγραφές για το φυσικό επίπεδο Fast Ethernet και τους έδωσε τα ακόλουθα ονόματα:

Δομή φυσικής στρώσης Fast Ethernet

• · 100Base-TX για καλώδιο δύο ζευγών σε μη θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος UTP κατηγορίας 5 ή θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος STP Τύπου 1.
• · 100Base-T4 για καλώδιο UTP κατηγορίας 3, 4 ή 5 τεσσάρων ζευγών UTP.
• · 100Base-FX για πολυτροπικό καλώδιο οπτικών ινών, χρησιμοποιούνται δύο ίνες.

Οι παρακάτω δηλώσεις και χαρακτηριστικά ισχύουν και για τα τρία πρότυπα.

• · Οι μορφές πλαισίων τεχνολογίας Fast Ethernetee διαφέρουν από τις μορφές πλαισίων τεχνολογίας Ethernet 10 Mbit.
• · Το διάστημα μεταξύ πλαισίων (IPG) είναι 0,96 μs και το διάστημα bit είναι 10 ns. Όλες οι παράμετροι χρονισμού του αλγορίθμου πρόσβασης (διάστημα backoff, ελάχιστος χρόνος μετάδοσης μήκους πλαισίου, κ.λπ.), μετρημένες σε διαστήματα bit, παρέμειναν ίδιες, επομένως δεν έγιναν αλλαγές στα τμήματα του προτύπου που σχετίζονται με το επίπεδο MAC.
• · Σήμα ελεύθερης κατάστασης του μέσου είναι η μετάδοση του συμβόλου Idle του αντίστοιχου πλεονάζοντος κωδικού (και όχι η απουσία σημάτων, όπως στα πρότυπα Ethernet 10 Mbit/s). Το φυσικό επίπεδο περιλαμβάνει τρία στοιχεία:
• o υποστιβάδα συμφιλίωσης.
• o διεπαφή ανεξάρτητη από τα μέσα (Independent Interface Media, Mil).
• o συσκευή φυσικής στρώσης (PHY).

Το επίπεδο διαπραγμάτευσης είναι απαραίτητο ώστε το επίπεδο MAC, σχεδιασμένο για τη διεπαφή AUI, να μπορεί να λειτουργεί με το φυσικό επίπεδο μέσω της διεπαφής MP.

Η συσκευή φυσικής στρώσης (PHY) αποτελείται, με τη σειρά της, από πολλά υποστρώματα (βλ. Εικ. 3.20):

• · Υποεπίπεδο κωδικοποίησης λογικών δεδομένων, το οποίο μετατρέπει τα byte που προέρχονται από το επίπεδο MAC σε σύμβολα κωδικών 4B/5B ή 8B/6T (και οι δύο κωδικοί χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία Fast Ethernet).
• · Υποστρώματα φυσικής σύνδεσης και υποστρώματα εξάρτησης από φυσικά μέσα (PMD), τα οποία παρέχουν παραγωγή σήματος σύμφωνα με μια μέθοδο φυσικής κωδικοποίησης, για παράδειγμα NRZI ή MLT-3.
• · sublayer autonegotiation, που επιτρέπει σε δύο θύρες επικοινωνίας να επιλέγουν αυτόματα τον πιο αποτελεσματικό τρόπο λειτουργίας, για παράδειγμα, half-duplex ή full-duplex (αυτό το υποστρώμα είναι προαιρετικό).

Η διεπαφή MP υποστηρίζει έναν ανεξάρτητο τρόπο ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ του υποστρώματος MAC και του υποστρώματος PHY. Αυτή η διεπαφή είναι παρόμοια ως προς το σκοπό με τη διεπαφή AUI του κλασικού Ethernet, με τη διαφορά ότι η διεπαφή AUI βρισκόταν μεταξύ του υποστρώματος κωδικοποίησης φυσικού σήματος (για όλες τις επιλογές καλωδίου χρησιμοποιήθηκε η ίδια μέθοδος φυσικής κωδικοποίησης - Κώδικας Manchester) και του υποστρώματος φυσικής σύνδεσης με το μέσο, ​​και η διεπαφή MP βρίσκεται ανάμεσα στο υποεπίπεδο MAC και τα υποεπίπεδα κωδικοποίησης σήματος, από τα οποία υπάρχουν τρία στο πρότυπο Fast Ethernet - FX, TX και T4.

Η υποδοχή MP, σε αντίθεση με την υποδοχή AUI, έχει 40 ακίδες, το μέγιστο μήκος του καλωδίου MP είναι ένα μέτρο. Τα σήματα που μεταδίδονται μέσω της διεπαφής MP έχουν πλάτος 5 V.

Φυσική στρώση 100Base-FX - πολύτροπη ίνα, δύο ίνες

Αυτή η προδιαγραφή καθορίζει τη λειτουργία του πρωτοκόλλου Fast Ethernet πάνω από πολυτροπική ίνα σε λειτουργίες ημιαμφίδρομης και πλήρους αμφίδρομης λειτουργίας με βάση το καλά αποδεδειγμένο σχήμα κωδικοποίησης FDDI. Όπως και στο πρότυπο FDDI, κάθε κόμβος συνδέεται στο δίκτυο με δύο οπτικές ίνες που προέρχονται από τον δέκτη (R x) και από τον πομπό (T x).

Υπάρχουν πολλές ομοιότητες μεταξύ των προδιαγραφών l00Base-FX και l00Base-TX, επομένως οι ιδιότητες κοινές για τις δύο προδιαγραφές θα δοθούν με τη γενική ονομασία l00Base-FX/TX.

Ενώ το Ethernet 10 Mbps χρησιμοποιεί κωδικοποίηση Manchester για την αναπαράσταση δεδομένων μέσω καλωδίου, το πρότυπο Fast Ethernet ορίζει μια διαφορετική μέθοδο κωδικοποίησης - 4V/5V. Αυτή η μέθοδος έχει ήδη αποδείξει την αποτελεσματικότητά της στο πρότυπο FDDI και έχει μεταφερθεί χωρίς αλλαγές στην προδιαγραφή l00Base-FX/TX. Σε αυτή τη μέθοδο, κάθε 4 bit δεδομένων υποστρώματος MAC (που ονομάζονται σύμβολα) αντιπροσωπεύονται από 5 bit. Το περιττό bit επιτρέπει την εφαρμογή κωδικών δυναμικού αντιπροσωπεύοντας καθένα από τα πέντε bit ως ηλεκτρικούς ή οπτικούς παλμούς. Η ύπαρξη απαγορευμένων συνδυασμών συμβόλων επιτρέπει την απόρριψη λανθασμένων συμβόλων, γεγονός που αυξάνει τη σταθερότητα των δικτύων με l00Base-FX/TX.

Για τον διαχωρισμό του πλαισίου Ethernet από τους χαρακτήρες αδράνειας, χρησιμοποιείται ένας συνδυασμός των χαρακτήρων Οριοθέτησης έναρξης (ζεύγος χαρακτήρων J (11000) και K (10001) του κωδικού 4B/5B και μετά την ολοκλήρωση του πλαισίου, ένα T Ο χαρακτήρας εισάγεται πριν από τον πρώτο χαρακτήρα αδράνειας.

Συνεχής ροή δεδομένων προδιαγραφών 100Base-FX/TX

Μόλις τα τεμάχια 4-bit των κωδικών MAC μετατραπούν σε κομμάτια 5-bit του φυσικού στρώματος, πρέπει να αναπαρασταθούν ως οπτικά ή ηλεκτρικά σήματα στο καλώδιο που συνδέει τους κόμβους δικτύου. Οι προδιαγραφές l00Base-FX και l00Base-TX χρησιμοποιούν διαφορετικές μεθόδους φυσικής κωδικοποίησης για αυτό - NRZI και MLT-3, αντίστοιχα (όπως στην τεχνολογία FDDI όταν λειτουργεί πάνω από οπτική ίνα και συνεστραμμένο ζεύγος).

Φυσικό στρώμα 100Base-TX - συνεστραμμένο ζεύγος DTP Cat 5 ή STP Type 1, δύο ζεύγη

Η προδιαγραφή l00Base-TX χρησιμοποιεί καλώδιο UTP Κατηγορίας 5 ή καλώδιο STP Τύπου 1 ως μέσο μετάδοσης δεδομένων. Μέγιστο μήκοςκαλώδιο και στις δύο περιπτώσεις - 100 m.

Οι κύριες διαφορές από την προδιαγραφή l00Base-FX είναι η χρήση της μεθόδου MLT-3 για τη μετάδοση σημάτων τμημάτων 5 bit κώδικα 4V/5V σε συνεστραμμένο ζεύγος, καθώς και η παρουσία μιας λειτουργίας Auto-negotiation για την επιλογή της θύρας. τρόπο λειτουργίας. Το σχήμα αυτόματης διαπραγμάτευσης επιτρέπει σε δύο φυσικά συνδεδεμένες συσκευές που υποστηρίζουν πολλά πρότυπα φυσικών επιπέδων, που διαφέρουν ως προς την ταχύτητα bit και τον αριθμό των συνεστραμμένων ζευγών, να επιλέξουν τον πιο συμφέροντα τρόπο λειτουργίας. Συνήθως, η διαδικασία αυτόματης διαπραγμάτευσης πραγματοποιείται όταν συνδέετε έναν προσαρμογέα δικτύου, ο οποίος μπορεί να λειτουργήσει με ταχύτητες 10 και 100 Mbit/s, σε έναν διανομέα ή μεταγωγέα.

Το σχήμα αυτόματης διαπραγμάτευσης που περιγράφεται παρακάτω είναι το πρότυπο τεχνολογίας l00Base-T σήμερα. Προηγουμένως, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούσαν διάφορα ιδιόκτητα σχήματα για να προσδιορίσουν αυτόματα την ταχύτητα των θυρών επικοινωνίας που δεν ήταν συμβατές. Το σύστημα αυτόματης διαπραγμάτευσης που υιοθετήθηκε ως πρότυπο προτάθηκε αρχικά από την National Semiconductor με το όνομα NWay.

Επί του παρόντος έχουν οριστεί συνολικά 5 διαφορετικοί τρόποι λειτουργίας που μπορούν να υποστηρίξουν συσκευές l00Base-TX ή 100Base-T4 σε συνεστραμμένα ζεύγη.

• · l0Base-T - 2 ζεύγη κατηγορίας 3.
• l0Base-T full-duplex - 2 ζεύγη κατηγορίας 3.
• · l00Base-TX - 2 ζεύγη κατηγορίας 5 (ή Τύπου 1ASTP).
• · 100Base-T4 - 4 ζεύγη κατηγορίας 3;
• · 100Base-TX full-duplex - 2 ζεύγη κατηγορίας 5 (ή Type 1A STP).

Η λειτουργία l0Base-T έχει τη χαμηλότερη προτεραιότητα στη διαδικασία διαπραγμάτευσης και η λειτουργία full-duplex 100Base-T4 έχει την υψηλότερη. Η διαδικασία διαπραγμάτευσης λαμβάνει χώρα όταν η συσκευή είναι ενεργοποιημένη και μπορεί επίσης να ξεκινήσει ανά πάσα στιγμή από τη μονάδα ελέγχου της συσκευής.

Η συσκευή που έχει ξεκινήσει τη διαδικασία αυτόματης διαπραγμάτευσης στέλνει ένα πακέτο ειδικών παρορμήσεων στον συνεργάτη της Ριπή παλμού γρήγορης σύνδεσης (FLP), το οποίο περιέχει μια λέξη 8-bit που κωδικοποιεί την προτεινόμενη λειτουργία αλληλεπίδρασης, ξεκινώντας με την υψηλότερη προτεραιότητα που υποστηρίζεται από τον κόμβο.

Εάν ο ομότιμος κόμβος υποστηρίζει τη λειτουργία αυτόματης διαπραγμάτευσης και μπορεί επίσης να υποστηρίξει την προτεινόμενη λειτουργία, ανταποκρίνεται με μια έκρηξη παλμών FLP στους οποίους επιβεβαιώνει τη δεδομένη λειτουργία και αυτό τερματίζει τη διαπραγμάτευση. Εάν ο κόμβος συνεργάτης μπορεί να υποστηρίξει μια λειτουργία χαμηλότερης προτεραιότητας, τότε την υποδεικνύει στην απόκριση και αυτή η λειτουργία επιλέγεται ως η λειτουργική. Έτσι, επιλέγεται πάντα η λειτουργία κοινού κόμβου υψηλότερης προτεραιότητας.

Ένας κόμβος που υποστηρίζει μόνο την τεχνολογία l0Base-T στέλνει παλμούς Manchester κάθε 16 ms για να ελέγξει την ακεραιότητα της γραμμής που τον συνδέει με έναν γειτονικό κόμβο. Ένας τέτοιος κόμβος δεν κατανοεί το αίτημα FLP που του κάνει ένας κόμβος με τη λειτουργία Auto-negotiation και συνεχίζει να στέλνει τους παλμούς του. Ένας κόμβος που λαμβάνει μόνο παλμούς ακεραιότητας γραμμής ως απόκριση σε ένα αίτημα FLP κατανοεί ότι ο συνεργάτης του μπορεί να λειτουργήσει μόνο χρησιμοποιώντας το πρότυπο l0Base-T και ορίζει αυτόν τον τρόπο λειτουργίας για τον εαυτό του.

Φυσικό στρώμα 100Base-T4 - συνεστραμμένο ζεύγος UTP Cat 3, τέσσερα ζεύγη

Η προδιαγραφή 100Base-T4 σχεδιάστηκε για να επιτρέπει στο Ethernet υψηλής ταχύτητας να χρησιμοποιεί την υπάρχουσα καλωδίωση συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 3. Αυτή η προδιαγραφή αυξάνει τη συνολική απόδοση μεταφέροντας ταυτόχρονα ροές bit και στα 4 ζεύγη καλωδίων.

Η προδιαγραφή 100Base-T4 εμφανίστηκε αργότερα από άλλες προδιαγραφές φυσικού επιπέδου Fast Ethernet. Οι προγραμματιστές αυτής της τεχνολογίας ήθελαν κυρίως να δημιουργήσουν φυσικές προδιαγραφές πλησιέστερες σε εκείνες των l0Base-T και l0Base-F, οι οποίες λειτουργούσαν σε δύο γραμμές δεδομένων: δύο ζεύγη ή δύο ίνες. Για να εκτελέσω εργασία σε δύο συνεστραμμένα ζεύγη, έπρεπε να στραφώ σε καλώδιο κατηγορίας 5 υψηλότερης ποιότητας.

Ταυτόχρονα, οι προγραμματιστές της ανταγωνιστικής τεχνολογίας l00VG-AnyLAN βασίστηκαν αρχικά στην εργασία πάνω από καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 3. το πιο σημαντικό πλεονέκτημα δεν ήταν τόσο το κόστος, αλλά το γεγονός ότι ήταν ήδη εγκατεστημένο στη συντριπτική πλειοψηφία των κτιρίων. Επομένως, μετά την κυκλοφορία των προδιαγραφών l00Base-TX και l00Base-FX, οι προγραμματιστές της τεχνολογίας Fast Ethernet εφάρμοσαν τη δική τους έκδοση του φυσικού επιπέδου για συνεστραμμένα ζεύγη κατηγορίας 3.

Αντί για κωδικοποίηση 4V/5V, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί κωδικοποίηση 8V/6T, η οποία έχει στενότερο φάσμα σήματος και, με ταχύτητα 33 Mbit/s, ταιριάζει στη ζώνη των 16 MHz του καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 3 (όταν κωδικοποιεί 4V/5V , το φάσμα σήματος δεν ταιριάζει σε αυτή τη ζώνη) . Κάθε 8 bit πληροφοριών επιπέδου MAC κωδικοποιούνται από 6 τριμερή σύμβολα, δηλαδή αριθμούς που έχουν τρεις καταστάσεις. Κάθε τριμερές ψηφίο έχει διάρκεια 40 ns. Η ομάδα των 6 τριμερών ψηφίων μεταδίδεται στη συνέχεια σε ένα από τα τρία συνεστραμμένα ζεύγη εκπομπής, ανεξάρτητα και διαδοχικά.

Το τέταρτο ζεύγος χρησιμοποιείται πάντα για ακρόαση φέρουσα συχνότηταγια σκοπούς ανίχνευσης σύγκρουσης. Ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων σε καθένα από τα τρία ζεύγη μετάδοσης είναι 33,3 Mbps, επομένως η συνολική ταχύτητα του πρωτοκόλλου 100Base-T4 είναι 100 Mbps. Ταυτόχρονα, λόγω της μεθόδου κωδικοποίησης που υιοθετήθηκε, ο ρυθμός αλλαγής σήματος σε κάθε ζεύγος είναι μόνο 25 Mbaud, γεγονός που επιτρέπει τη χρήση συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 3.

Στο Σχ. Το σχήμα 3.23 δείχνει τη σύνδεση μεταξύ της θύρας MDI ενός προσαρμογέα δικτύου 100Base-T4 και της θύρας MDI-X ενός διανομέα (το πρόθεμα X υποδεικνύει ότι για αυτήν την υποδοχή, οι συνδέσεις δέκτη και πομπού ανταλλάσσονται σε ζεύγη καλωδίων σε σύγκριση με τον προσαρμογέα δικτύου σύνδεσμος, που διευκολύνει τη σύνδεση ζευγών καλωδίων στο καλώδιο - χωρίς διέλευση). Ζεύγος 1 -2 Πάντα απαιτείται για τη μεταφορά δεδομένων από τη θύρα MDI στη θύρα MDI-X, ζεύγος 3 -6 - για λήψη δεδομένων από τη θύρα MDI από τη θύρα MDI-X και το ζεύγος 4 -5 Και 7 -8 είναι αμφίδρομες και χρησιμοποιούνται τόσο για λήψη όσο και για μετάδοση, ανάλογα με την ανάγκη.

Σύνδεση κόμβων σύμφωνα με την προδιαγραφή 100Base-T4

Γρήγορο Ethernet

Fast Ethernet - η προδιαγραφή IEEE 802.3 u, που εγκρίθηκε επίσημα στις 26 Οκτωβρίου 1995, ορίζει ένα πρότυπο πρωτοκόλλου επιπέδου ζεύξης για δίκτυα που λειτουργούν χρησιμοποιώντας καλώδια χαλκού και οπτικών ινών με ταχύτητα 100 Mb/s. Η νέα προδιαγραφή είναι διάδοχος του προτύπου Ethernet IEEE 802.3, χρησιμοποιώντας την ίδια μορφή πλαισίου, μηχανισμό πρόσβασης μέσων CSMA/CD και τοπολογία αστεριών. Η εξέλιξη έχει επηρεάσει αρκετά στοιχεία διαμόρφωσης φυσικών επιπέδων που έχουν αυξημένη χωρητικότητα, συμπεριλαμβανομένων των τύπων καλωδίων, των μηκών τμημάτων και του αριθμού των διανομέων.

Δομή Fast Ethernet

Για να κατανοήσουμε καλύτερα τη λειτουργία και να κατανοήσουμε την αλληλεπίδραση των στοιχείων Fast Ethernet, ας στραφούμε στην Εικόνα 1.

Εικόνα 1. Σύστημα Fast Ethernet

Υποστρώμα λογικού ελέγχου σύνδεσης (LLC).

Η προδιαγραφή IEEE 802.3u διαιρεί τις λειτουργίες του επιπέδου σύνδεσης σε δύο υποστρώματα: έλεγχος λογικής σύνδεσης (LLC) και επίπεδο πρόσβασης μέσων (MAC), που θα συζητηθούν παρακάτω. Η LLC, της οποίας οι λειτουργίες ορίζονται από το πρότυπο IEEE 802.2, στην πραγματικότητα διασυνδέεται με πρωτόκολλα υψηλότερου επιπέδου (για παράδειγμα, IP ή IPX), παρέχοντας διάφορες υπηρεσίες επικοινωνίας:

• Υπηρεσία χωρίς επιβεβαιώσεις εγκατάστασης σύνδεσης και υποδοχής.Μια απλή υπηρεσία που δεν παρέχει έλεγχο ροής δεδομένων ή έλεγχο σφαλμάτων και δεν εγγυάται τη σωστή παράδοση των δεδομένων.
• Υπηρεσία που βασίζεται στη σύνδεση.Μια απολύτως αξιόπιστη υπηρεσία που εγγυάται τη σωστή παράδοση δεδομένων με τη δημιουργία σύνδεσης με το σύστημα λήψης πριν από την έναρξη της μετάδοσης δεδομένων και τη χρήση μηχανισμών ελέγχου σφαλμάτων και ελέγχου ροής δεδομένων.
• Υπηρεσία χωρίς σύνδεση με επιβεβαιώσεις υποδοχής.Μια υπηρεσία μεσαίου σύνθετου που χρησιμοποιεί μηνύματα επιβεβαίωσης για την παροχή εγγυημένης παράδοσης, αλλά δεν δημιουργεί σύνδεση πριν από τη μετάδοση των δεδομένων.

Στο σύστημα αποστολής, τα δεδομένα μεταβιβάζονται από το πρωτόκολλο Επίπεδο δικτύου, ενθυλακώνονται πρώτα από το υποστρώμα LLC. Το πρότυπο τα ονομάζει Protocol Data Unit (PDU). Όταν το PDU μεταβιβαστεί στο υποστρώμα MAC, όπου και πάλι περιβάλλεται από πληροφορίες κεφαλίδας και ανάρτησης, από αυτό το σημείο και μετά μπορεί τεχνικά να ονομάζεται πλαίσιο. Για ένα πακέτο Ethernet, αυτό σημαίνει ότι το πλαίσιο 802.3 περιέχει μια κεφαλίδα LLC τριών byte εκτός από τα δεδομένα του επιπέδου δικτύου. Έτσι, το μέγιστο επιτρεπόμενο μήκος δεδομένων σε κάθε πακέτο μειώνεται από 1500 σε 1497 byte.

Η κεφαλίδα LLC αποτελείται από τρία πεδία:

Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα πλαίσια LLC διαδραματίζουν δευτερεύοντα ρόλο στη διαδικασία επικοινωνίας δικτύου. Για παράδειγμα, σε ένα δίκτυο που χρησιμοποιεί TCP/IP μαζί με άλλα πρωτόκολλα, η μοναδική λειτουργία του LLC μπορεί να είναι να επιτρέπει στα πλαίσια 802.3 να περιέχουν μια κεφαλίδα SNAP, όπως το Ethertype, που υποδεικνύει το πρωτόκολλο του επιπέδου δικτύου στο οποίο πρέπει να σταλεί το πλαίσιο. Σε αυτήν την περίπτωση, όλα τα PDU LLC χρησιμοποιούν τη μορφή πληροφοριών χωρίς αρίθμηση. Ωστόσο, άλλα πρωτόκολλα υψηλού επιπέδου απαιτούν πιο προηγμένες υπηρεσίες από την LLC. Για παράδειγμα, οι περίοδοι λειτουργίας NetBIOS και πολλά πρωτόκολλα NetWare χρησιμοποιούν ευρύτερα υπηρεσίες προσανατολισμένες στη σύνδεση LLC.

Κεφαλίδα SNAP

Το σύστημα λήψης πρέπει να προσδιορίσει ποιο πρωτόκολλο επιπέδου δικτύου θα λάβει τα εισερχόμενα δεδομένα. Τα πακέτα 802.3 εντός των PDU της LLC χρησιμοποιούν ένα άλλο πρωτόκολλο που ονομάζεται Υπο-ΔίκτυοΠρόσβασηΠρωτόκολλο (SNAP (Πρωτόκολλο πρόσβασης υποδικτύου).

Η κεφαλίδα SNAP έχει μήκος 5 byte και βρίσκεται αμέσως μετά την κεφαλίδα LLC στο πεδίο δεδομένων του πλαισίου 802.3, όπως φαίνεται στο σχήμα. Η κεφαλίδα περιέχει δύο πεδία.

Κωδικός οργανισμού.Το αναγνωριστικό οργανισμού ή προμηθευτή είναι ένα πεδίο 3 byte που έχει την ίδια τιμή με τα πρώτα 3 byte της διεύθυνσης MAC του αποστολέα στην κεφαλίδα 802.3.

Τοπικός κωδικός.Ο τοπικός κώδικας είναι ένα πεδίο 2 byte που είναι λειτουργικά ισοδύναμο με το πεδίο Ethertype στην κεφαλίδα Ethernet II.

Υποστρώμα διαπραγμάτευσης

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το Fast Ethernet είναι ένα εξελιγμένο πρότυπο. Το MAC που έχει σχεδιαστεί για τη διεπαφή AUI πρέπει να μετατραπεί για τη διεπαφή MII που χρησιμοποιείται στο Fast Ethernet, για το οποίο έχει σχεδιαστεί αυτό το υποστρώμα.

Έλεγχος πρόσβασης μέσων (MAC)

Κάθε κόμβος σε ένα δίκτυο Fast Ethernet έχει έναν ελεγκτή πρόσβασης πολυμέσων (Μεσο ΜΑΖΙΚΗΣ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗΣΠρόσβασηΕλεγκτής- ΜΑΚ). Το MAC είναι το κλειδί στο Fast Ethernet και έχει τρεις σκοπούς:

Η πιο σημαντική από τις τρεις εργασίες MAC είναι η πρώτη. Για οποιονδηποτε τεχνολογία δικτύου, το οποίο χρησιμοποιεί ένα κοινό μέσο, ​​οι κανόνες πρόσβασης στα μέσα που καθορίζουν πότε ένας κόμβος μπορεί να εκπέμψει είναι το κύριο χαρακτηριστικό του. Πολλές επιτροπές IEEE συμμετέχουν στην ανάπτυξη κανόνων για την πρόσβαση στο μέσο. Η επιτροπή 802.3, που συχνά αναφέρεται ως επιτροπή Ethernet, ορίζει πρότυπα LAN που χρησιμοποιούν κανόνες που ονομάζονται CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - πολλαπλή πρόσβαση με ανίχνευση φορέα και ανίχνευση σύγκρουσης).

Το CSMS/CD είναι κανόνες πρόσβασης πολυμέσων τόσο για το Ethernet όσο και για το Fast Ethernet. Σε αυτόν τον τομέα οι δύο τεχνολογίες συμπίπτουν πλήρως.

Επειδή όλοι οι κόμβοι στο Fast Ethernet μοιράζονται το ίδιο μέσο, ​​μπορούν να μεταδώσουν μόνο όταν έρθει η σειρά τους. Αυτή η ουρά καθορίζεται από τους κανόνες CSMA/CD.

CSMA/ CD

Ο ελεγκτής MAC Fast Ethernet ακούει τον φορέα πριν από τη μετάδοση. Ο φορέας υπάρχει μόνο όταν ένας άλλος κόμβος εκπέμπει. Το επίπεδο PHY ανιχνεύει την παρουσία ενός φορέα και δημιουργεί ένα μήνυμα στο MAC. Η παρουσία ενός φορέα υποδηλώνει ότι το μέσο είναι απασχολημένο και ο κόμβος ακρόασης (ή οι κόμβοι) πρέπει να υποχωρούν στον πομπό.

Ένα MAC που έχει ένα πλαίσιο για μετάδοση πρέπει να περιμένει κάποιο ελάχιστο χρονικό διάστημα μετά το τέλος του προηγούμενου καρέ πριν το μεταδώσει. Αυτή η ώρα ονομάζεται κενό μεταξύ πακέτων(IPG, κενό μεταξύ πακέτων) και διαρκεί 0,96 μικροδευτερόλεπτα, δηλαδή το ένα δέκατο του χρόνου μετάδοσης ενός κανονικού πακέτου Ethernet με ταχύτητα 10 Mbit/s (το IPG είναι ένα ενιαίο χρονικό διάστημα, που ορίζεται πάντα σε μικροδευτερόλεπτα, όχι σε χρόνο bit ) Σχήμα 2.

Εικόνα 2. Κενό μεταξύ πακέτων

Μετά τη λήξη του πακέτου 1, όλοι οι κόμβοι LAN πρέπει να περιμένουν για χρόνο IPG για να μπορέσουν να μεταδώσουν. Το χρονικό διάστημα μεταξύ των πακέτων 1 και 2, 2 και 3 στο Σχ. 2 είναι ο χρόνος IPG. Αφού ολοκληρωθεί η μετάδοση του πακέτου 3, κανένας κόμβος δεν έχει υλικό για επεξεργασία, επομένως το χρονικό διάστημα μεταξύ των πακέτων 3 και 4 είναι μεγαλύτερο από το IPG.

Όλοι οι κόμβοι δικτύου πρέπει να συμμορφώνονται με αυτούς τους κανόνες. Ακόμα κι αν ένας κόμβος έχει πολλά πλαίσια για μετάδοση και αυτός ο κόμβος είναι ο μόνος που εκπέμπει, πρέπει να περιμένει τουλάχιστον τον χρόνο IPG μετά την αποστολή κάθε πακέτου.

Αυτό είναι το τμήμα CSMA των κανόνων πρόσβασης μέσων Fast Ethernet. Εν ολίγοις, πολλοί κόμβοι έχουν πρόσβαση στο μέσο και χρησιμοποιούν τον φορέα για να παρακολουθούν την κατάληψή του.

Τα πρώτα πειραματικά δίκτυα χρησιμοποιούσαν ακριβώς αυτούς τους κανόνες και τέτοια δίκτυα λειτουργούσαν πολύ καλά. Ωστόσο, η χρήση μόνο CSMA δημιούργησε πρόβλημα. Συχνά δύο κόμβοι, που είχαν ένα πακέτο για μετάδοση και περίμεναν τον χρόνο IPG, άρχισαν να εκπέμπουν ταυτόχρονα, γεγονός που οδήγησε σε καταστροφή δεδομένων και στις δύο πλευρές. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται σύγκρουση(σύγκρουση) ή σύγκρουση.

Για να ξεπεραστεί αυτό το εμπόδιο, τα πρώτα πρωτόκολλα χρησιμοποιούσαν έναν αρκετά απλό μηχανισμό. Τα πακέτα χωρίστηκαν σε δύο κατηγορίες: εντολές και αντιδράσεις. Κάθε εντολή που αποστέλλεται από έναν κόμβο απαιτούσε μια απάντηση. Εάν δεν ελήφθη απάντηση για κάποιο χρονικό διάστημα (που ονομάζεται περίοδος λήξης χρόνου) μετά την αποστολή της εντολής, τότε η αρχική εντολή εκδόθηκε ξανά. Αυτό θα μπορούσε να συμβεί αρκετές φορές (ο μέγιστος αριθμός χρονικών ορίων) προτού ο κόμβος αποστολής καταγράψει το σφάλμα.

Αυτό το σχέδιο θα μπορούσε να λειτουργήσει τέλεια, αλλά μόνο μέχρι ένα ορισμένο σημείο. Η εμφάνιση συγκρούσεων είχε ως αποτέλεσμα μια απότομη μείωση της απόδοσης (συνήθως μετρούμενη σε byte ανά δευτερόλεπτο) επειδή οι κόμβοι ήταν συχνά αδρανείς περιμένοντας απαντήσεις σε εντολές που δεν έφτασαν ποτέ στον προορισμό τους. Η συμφόρηση δικτύου και η αύξηση του αριθμού των κόμβων σχετίζονται άμεσα με την αύξηση του αριθμού των συγκρούσεων και, κατά συνέπεια, τη μείωση της απόδοσης του δικτύου.

Οι πρώτοι σχεδιαστές δικτύων βρήκαν γρήγορα μια λύση σε αυτό το πρόβλημα: κάθε κόμβος πρέπει να καθορίσει εάν ένα μεταδιδόμενο πακέτο έχει χαθεί ανιχνεύοντας μια σύγκρουση (αντί να περιμένει μια απάντηση που δεν έρχεται ποτέ). Αυτό σημαίνει ότι τα πακέτα που χάνονται λόγω σύγκρουσης πρέπει να επαναμεταδοθούν αμέσως πριν λήξει το χρονικό όριο. Εάν ο κόμβος μετέδωσε το τελευταίο bit του πακέτου χωρίς να προκαλέσει σύγκρουση, τότε το πακέτο μεταδόθηκε με επιτυχία.

Η μέθοδος ανίχνευσης φορέα μπορεί να συνδυαστεί καλά με τη λειτουργία ανίχνευσης σύγκρουσης. Οι συγκρούσεις εξακολουθούν να συμβαίνουν, αλλά αυτό δεν επηρεάζει την απόδοση του δικτύου, καθώς οι κόμβοι τις ξεφορτώνονται γρήγορα. Η ομάδα DIX, έχοντας αναπτύξει κανόνες πρόσβασης για το μέσο CSMA/CD για Ethernet, τους επισημοποίησε με τη μορφή ενός απλού αλγορίθμου - Εικόνα 3.

Εικόνα 3. Αλγόριθμος λειτουργίας CSMA/CD

Συσκευή φυσικής στρώσης (PHY)

Δεδομένου ότι το Fast Ethernet μπορεί να χρησιμοποιήσει διαφορετικού τύπουκαλώδιο, κάθε μέσο απαιτεί μοναδική προετοιμασία σήματος. Απαιτείται επίσης μετατροπή για αποτελεσματική μετάδοση δεδομένων: για να γίνει ο μεταδιδόμενος κώδικας ανθεκτικός σε παρεμβολές, πιθανές απώλειες ή παραμόρφωση των μεμονωμένων στοιχείων του (baud), για να διασφαλιστεί ο αποτελεσματικός συγχρονισμός των γεννητριών ρολογιού στην πλευρά εκπομπής ή λήψης.

Υποστρώμα κωδικοποίησης (PCS)

Κωδικοποιεί/αποκωδικοποιεί δεδομένα που προέρχονται από/προς το επίπεδο MAC χρησιμοποιώντας αλγόριθμους ή .

Υποεπίπεδα φυσικής σύνδεσης και εξάρτησης από το φυσικό περιβάλλον (PMA και PMD)

Τα υποστρώματα PMA και PMD επικοινωνούν μεταξύ του υποστρώματος PSC και της διεπαφής MDI, παρέχοντας παραγωγή σύμφωνα με τη μέθοδο φυσικής κωδικοποίησης: ή.

Υποστρώμα αυτόματης διαπραγμάτευσης (AUTONEG)

Το υποστρώμα αυτόματης διαπραγμάτευσης επιτρέπει σε δύο θύρες επικοινωνίας να επιλέγουν αυτόματα τον πιο αποτελεσματικό τρόπο λειτουργίας: full-duplex ή half-duplex 10 ή 100 Mb/s. Φυσική στρώση

Το πρότυπο Fast Ethernet ορίζει τρεις τύπους μέσων σηματοδότησης Ethernet 100 Mbps.

• 100Base-TX - δύο στριμμένα ζεύγη καλωδίων. Η μετάδοση πραγματοποιείται σύμφωνα με το πρότυπο για τη μετάδοση δεδομένων σε ένα συνεστραμμένο φυσικό μέσο, ​​που αναπτύχθηκε από το ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Το στριμμένο καλώδιο δεδομένων μπορεί να είναι θωρακισμένο ή μη. Χρησιμοποιεί αλγόριθμο κωδικοποίησης δεδομένων 4V/5V και μέθοδο φυσικής κωδικοποίησης MLT-3.
• 100Base-FX - δύο πυρήνες καλωδίου οπτικών ινών. Η μετάδοση πραγματοποιείται επίσης σύμφωνα με το Πρότυπο Επικοινωνιών Οπτικών Ινών που αναπτύχθηκε από την ANSI. Χρησιμοποιεί αλγόριθμο κωδικοποίησης δεδομένων 4V/5V και μέθοδο φυσικής κωδικοποίησης NRZI.

Οι προδιαγραφές 100Base-TX και 100Base-FX είναι επίσης γνωστές ως 100Base-X

• Το 100Base-T4 είναι μια συγκεκριμένη προδιαγραφή που αναπτύχθηκε από την επιτροπή IEEE 802.3u. Σύμφωνα με αυτή την προδιαγραφή, η μετάδοση δεδομένων πραγματοποιείται μέσω τεσσάρων συνεστραμμένων ζευγών τηλεφωνικού καλωδίου, το οποίο ονομάζεται καλώδιο κατηγορίας UTP 3. Χρησιμοποιεί τον αλγόριθμο κωδικοποίησης δεδομένων 8V/6T και τη μέθοδο φυσικής κωδικοποίησης NRZI.

Επιπλέον, το πρότυπο Fast Ethernet περιλαμβάνει συστάσεις για τη χρήση θωρακισμένου καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους Κατηγορίας 1, το οποίο είναι το τυπικό καλώδιο που χρησιμοποιείται παραδοσιακά στα δίκτυα Token Ring. Η υποστήριξη και η καθοδήγηση για τη χρήση καλωδίωσης STP σε δίκτυο Fast Ethernet παρέχει μια διαδρομή προς το Fast Ethernet για πελάτες με καλωδίωση STP.

Η προδιαγραφή Fast Ethernet περιλαμβάνει επίσης έναν μηχανισμό αυτόματης διαπραγμάτευσης που επιτρέπει σε μια θύρα κεντρικού υπολογιστή να διαμορφώνεται αυτόματα σε ρυθμό δεδομένων 10 ή 100 Mbit/s. Αυτός ο μηχανισμός βασίζεται στην ανταλλαγή μιας σειράς πακέτων με θύρα διανομέα ή μεταγωγέα.

Περιβάλλον 100Base-TX

Το μέσο μετάδοσης 100Base-TX χρησιμοποιεί δύο συνεστραμμένα ζεύγη, με το ένα ζεύγος να χρησιμοποιείται για τη μετάδοση δεδομένων και το άλλο για τη λήψη τους. Δεδομένου ότι η προδιαγραφή ANSI TP - PMD περιέχει καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους με θωρακισμένο και μη θωρακισμένο, η προδιαγραφή 100Base-TX περιλαμβάνει υποστήριξη τόσο για μη θωρακισμένα όσο και για θωρακισμένα καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους, Τύποι 1 και 7.

Υποδοχή MDI (Medium Dependent Interface).

Η διεπαφή συνδέσμου 100Base-TX, ανάλογα με το περιβάλλον, μπορεί να είναι ένας από δύο τύπους. Για μη θωρακισμένα καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους, η υποδοχή MDI πρέπει να είναι μια υποδοχή οκτώ ακίδων RJ 45 κατηγορίας 5. Αυτή η υποδοχή χρησιμοποιείται επίσης σε δίκτυα 10Base-T, παρέχοντας συμβατότητα προς τα πίσω με τα υπάρχοντα καλώδια κατηγορίας 5. Για θωρακισμένα καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους, η υποδοχή MDI πρέπει να Χρησιμοποιήστε την υποδοχή STP Τύπου 1 της IBM, η οποία είναι μια θωρακισμένη υποδοχή DB9. Αυτή η σύνδεση χρησιμοποιείται συνήθως σε δίκτυα Token Ring.

Καλώδιο UTP κατηγορίας 5(e).

Η διεπαφή πολυμέσων UTP 100Base-TX χρησιμοποιεί δύο ζεύγη καλωδίων. Για να ελαχιστοποιηθούν οι παρεμβολές και η πιθανή παραμόρφωση του σήματος, τα υπόλοιπα τέσσερα καλώδια δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά σημάτων. Τα σήματα εκπομπής και λήψης για κάθε ζεύγος είναι πολωμένα, με το ένα καλώδιο να μεταδίδει το θετικό (+) σήμα και το άλλο καλώδιο να μεταδίδει το αρνητικό (-). Η χρωματική κωδικοποίηση των καλωδίων καλωδίων και οι αριθμοί των ακροδεκτών σύνδεσης για το δίκτυο 100Base-TX δίνονται στον πίνακα. 1. Παρόλο που το επίπεδο 100Base-TX PHY αναπτύχθηκε μετά την υιοθέτηση του προτύπου ANSI TP-PMD, οι αριθμοί ακίδων του βύσματος RJ 45 άλλαξαν ώστε να ταιριάζουν με το σχέδιο καλωδίωσης που χρησιμοποιείται ήδη στο πρότυπο 10Base-T. Το πρότυπο ANSI TP-PMD χρησιμοποιεί τις ακίδες 7 και 9 για τη λήψη δεδομένων, ενώ τα πρότυπα 100Base-TX και 10Base-T χρησιμοποιούν τις ακίδες 3 και 6 για το σκοπό αυτό. Αυτή η διάταξη επιτρέπει τη χρήση προσαρμογέων 100Base-TX αντί για 10 προσαρμογείς βάσης - T και συνδέστε τα στα ίδια καλώδια κατηγορίας 5 χωρίς να αλλάξετε την καλωδίωση. Στον σύνδεσμο RJ 45, τα ζεύγη καλωδίων που χρησιμοποιούνται συνδέονται με τις ακίδες 1, 2 και 3, 6. Για να συνδέσετε σωστά τα καλώδια, θα πρέπει να καθοδηγηθείτε από τις έγχρωμες ενδείξεις τους.

Πίνακας 1. Αντιστοιχίσεις ακίδων σύνδεσηςMDIκαλώδιοUTP100Βάση-ΤΧ

Οι κόμβοι επικοινωνούν μεταξύ τους ανταλλάσσοντας πλαίσια. Στο Fast Ethernet, ένα πλαίσιο είναι η βασική μονάδα επικοινωνίας μέσω ενός δικτύου - κάθε πληροφορία που μεταφέρεται μεταξύ κόμβων τοποθετείται στο πεδίο δεδομένων ενός ή περισσότερων πλαισίων. Η προώθηση πλαισίων από έναν κόμβο σε άλλον είναι δυνατή μόνο εάν υπάρχει ένας τρόπος να αναγνωριστούν μοναδικά όλοι οι κόμβοι δικτύου. Επομένως, κάθε κόμβος σε ένα LAN έχει μια διεύθυνση που ονομάζεται διεύθυνση MAC του. Αυτή η διεύθυνση είναι μοναδική: κανένας κόμβος στο τοπικό δίκτυο δεν μπορεί να έχει την ίδια διεύθυνση MAC. Επιπλέον, σε καμία τεχνολογία LAN (με εξαίρεση το ARCNet) δεν μπορούν δύο κόμβοι στον κόσμο να έχουν την ίδια διεύθυνση MAC. Κάθε πλαίσιο περιέχει τουλάχιστον τρεις κύριες πληροφορίες: τη διεύθυνση του παραλήπτη, τη διεύθυνση του αποστολέα και τα δεδομένα. Ορισμένα πλαίσια έχουν άλλα πεδία, αλλά απαιτούνται μόνο τα τρία που αναφέρονται. Το σχήμα 4 δείχνει τη δομή πλαισίου Fast Ethernet.

Εικόνα 4. Δομή πλαισίουΓρήγοραEthernet

• διεύθυνση του παραλήπτη- αναφέρεται η διεύθυνση του κόμβου που λαμβάνει τα δεδομένα.
• η διευθυνση του αποστολεα- υποδεικνύεται η διεύθυνση του κόμβου που έστειλε τα δεδομένα.
• μήκος/τύπος(L/T - Μήκος/Τύπος) - περιέχει πληροφορίες σχετικά με τον τύπο των μεταδιδόμενων δεδομένων.
• άθροισμα ελέγχουπλαίσιο(PCS - Frame Check Sequence) - έχει σχεδιαστεί για να ελέγχει την ορθότητα του πλαισίου που λαμβάνεται από τον κόμβο λήψης.

Το ελάχιστο μέγεθος καρέ είναι 64 οκτάδες ή 512 bit (όροι οκταφωνίαΚαι byte -συνώνυμα). Το μέγιστο μέγεθος καρέ είναι 1518 οκτάδες ή 12144 bit.

Διευθυνσιοδότηση πλαισίου

Κάθε κόμβος σε ένα δίκτυο Fast Ethernet έχει έναν μοναδικό αριθμό που ονομάζεται διεύθυνση MAC ή διεύθυνση κεντρικού υπολογιστή. Αυτός ο αριθμός αποτελείται από 48 bit (6 bytes), εκχωρείται στη διεπαφή δικτύου κατά την κατασκευή της συσκευής και προγραμματίζεται κατά τη διαδικασία προετοιμασίας. Επομένως, οι διεπαφές δικτύου όλων των τοπικών δικτύων LAN, με εξαίρεση το ARCNet, το οποίο χρησιμοποιεί διευθύνσεις 8-bit που έχουν εκχωρηθεί από τον διαχειριστή του δικτύου, έχουν μια ενσωματωμένη μοναδική διεύθυνση MAC, διαφορετική από όλες τις άλλες διευθύνσεις MAC στη Γη και έχει εκχωρηθεί από τον κατασκευαστή στο συμφωνία με την IEEE.

Για να διευκολύνει τη διαδικασία διαχείρισης διεπαφών δικτύου, η IEEE πρότεινε τη διαίρεση του πεδίου διεύθυνσης 48 bit σε τέσσερα μέρη, όπως φαίνεται στο σχήμα 5. Τα δύο πρώτα bit της διεύθυνσης (bit 0 και 1) είναι σημαίες τύπου διεύθυνσης. Η τιμή των σημαιών καθορίζει τον τρόπο ερμηνείας του τμήματος διεύθυνσης (bit 2 - 47).

Εικόνα 5. Μορφή διεύθυνσης MAC

Καλείται το bit I/G Πλαίσιο ελέγχου ατομικής/ομαδικής διεύθυνσηςκαι δείχνει τι είδους διεύθυνση (ατομική ή ομαδική) είναι. Μια διεύθυνση unicast εκχωρείται μόνο σε μία διεπαφή (ή κόμβο) σε ένα δίκτυο. Οι διευθύνσεις με το bit I/G ορισμένο στο 0 είναι διευθύνσεις MACή διευθύνσεις κόμβων.Εάν το bit εισόδου/εξόδου έχει οριστεί σε 1, τότε η διεύθυνση ανήκει στην ομάδα και συνήθως καλείται διεύθυνση πολλαπλών σημείων(διεύθυνση πολλαπλής εκπομπής) ή λειτουργική διεύθυνση(λειτουργική διεύθυνση). Μια διεύθυνση ομάδας μπορεί να εκχωρηθεί σε μία ή περισσότερες διεπαφές δικτύου LAN. Τα καρέ που αποστέλλονται σε μια διεύθυνση πολλαπλής διανομής λαμβάνονται ή αντιγράφονται από όλες τις διεπαφές δικτύου LAN που τη διαθέτουν. Οι διευθύνσεις πολλαπλής διανομής επιτρέπουν την αποστολή ενός πλαισίου σε ένα υποσύνολο κόμβων στο τοπικό δίκτυο. Εάν το bit I/O έχει οριστεί σε 1, τότε τα bit 46 έως 0 αντιμετωπίζονται ως διεύθυνση πολλαπλής διανομής και όχι ως πεδία U/L, OUI και OUA μιας κανονικής διεύθυνσης. Το U/L bit καλείται σημαία γενικού/τοπικού ελέγχουκαι καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο εκχωρήθηκε η διεύθυνση στη διεπαφή δικτύου. Εάν και τα δύο bit I/O και U/L έχουν οριστεί σε 0, τότε η διεύθυνση είναι το μοναδικό αναγνωριστικό 48-bit που περιγράφηκε προηγουμένως.

OUI ( οργανωτικά μοναδικό αναγνωριστικό - οργανωτικά μοναδικό αναγνωριστικό).Το IEEE εκχωρεί ένα ή περισσότερα OUI σε κάθε κατασκευαστή προσαρμογέα δικτύου και διεπαφής. Κάθε κατασκευαστής είναι υπεύθυνος για τη σωστή αντιστοίχιση του OUA (μοναδική οργανωτική διεύθυνση - μοναδική οργανωτική διεύθυνση),που πρέπει να έχει κάθε συσκευή που δημιουργείται από αυτόν.

Όταν έχει οριστεί το bit U/L, η διεύθυνση ελέγχεται τοπικά. Αυτό σημαίνει ότι δεν έχει οριστεί από τον κατασκευαστή της διεπαφής δικτύου. Οποιοσδήποτε οργανισμός μπορεί να δημιουργήσει τη δική του διεύθυνση MAC για μια διεπαφή δικτύου ορίζοντας το U/L bit σε 1 και τα bit 2 έως 47 σε κάποια επιλεγμένη τιμή. Διεπαφή δικτύου, έχοντας λάβει το πλαίσιο, πρώτα από όλα αποκωδικοποιεί τη διεύθυνση του παραλήπτη. Όταν έχει οριστεί το bit I/O σε μια διεύθυνση, το επίπεδο MAC θα λάβει το πλαίσιο μόνο εάν η διεύθυνση προορισμού βρίσκεται σε μια λίστα που διατηρεί ο κεντρικός υπολογιστής. Αυτή η τεχνική επιτρέπει σε έναν κόμβο να στείλει ένα πλαίσιο σε πολλούς κόμβους.

Υπάρχει μια ειδική διεύθυνση πολλαπλών σημείων που ονομάζεται διεύθυνση εκπομπής.Σε μια διεύθυνση εκπομπής IEEE 48-bit, όλα τα bit ορίζονται σε 1. Εάν ένα πλαίσιο μεταδίδεται με μια διεύθυνση εκπομπής προορισμού, τότε όλοι οι κόμβοι του δικτύου θα το λάβουν και θα το επεξεργαστούν.

Μήκος/Τύπος Πεδίου

Το πεδίο L/T (Μήκος/Τύπος) χρησιμοποιείται για δύο διαφορετικούς σκοπούς:

• για τον προσδιορισμό του μήκους του πεδίου δεδομένων πλαισίου, εξαιρουμένης τυχόν συμπλήρωσης με κενά.
• για να υποδείξετε τον τύπο δεδομένων σε ένα πεδίο δεδομένων.

Η τιμή του πεδίου L/T, η οποία είναι μεταξύ 0 και 1500, είναι το μήκος του πεδίου δεδομένων πλαισίου. μια υψηλότερη τιμή υποδεικνύει τον τύπο του πρωτοκόλλου.

Γενικά, το πεδίο L/T είναι ένα ιστορικό κατάλοιπο της τυποποίησης Ethernet στο IEEE, το οποίο δημιούργησε ορισμένα προβλήματα με τη συμβατότητα του εξοπλισμού που κυκλοφόρησε πριν από το 1983. Τώρα το Ethernet και το Fast Ethernet δεν χρησιμοποιούν ποτέ πεδία L/T. Το καθορισμένο πεδίο χρησιμεύει μόνο για συντονισμό με το λογισμικό που επεξεργάζεται τα πλαίσια (δηλαδή με τα πρωτόκολλα). Αλλά η μόνη πραγματικά τυπική χρήση για το πεδίο L/T είναι ως πεδίο μήκους — η προδιαγραφή 802.3 δεν αναφέρει καν την πιθανή χρήση του ως πεδίο τύπου δεδομένων. Το πρότυπο αναφέρει: "Πλαίσια με τιμή πεδίου μήκους μεγαλύτερη από αυτή που καθορίζεται στην ενότητα 4.4.2 μπορεί να αγνοηθούν, να απορριφθούν ή να χρησιμοποιηθούν ιδιωτικά. Η χρήση αυτών των πλαισίων είναι εκτός του πεδίου εφαρμογής αυτού του προτύπου."

Για να συνοψίσουμε όσα ειπώθηκαν, σημειώνουμε ότι το πεδίο L/T είναι ο πρωταρχικός μηχανισμός με τον οποίο τύπος πλαισίου.Πλαίσια Fast Ethernet και Ethernet στα οποία το μήκος καθορίζεται από την τιμή του πεδίου L/T (τιμή L/T 802,3, πλαίσια στα οποία ο τύπος δεδομένων ορίζεται από την τιμή του ίδιου πεδίου (τιμή L/T > 1500) ονομάζονται πλαίσια Ethernet- IIή ΔΙΞ.

Πεδίο δεδομένων

Στο πεδίο δεδομένωνπεριέχει πληροφορίες που στέλνει ένας κόμβος στον άλλο. Σε αντίθεση με άλλα πεδία που αποθηκεύουν πολύ συγκεκριμένες πληροφορίες, το πεδίο δεδομένων μπορεί να περιέχει σχεδόν οποιαδήποτε πληροφορία, αρκεί το μέγεθός του να είναι τουλάχιστον 46 και όχι περισσότερο από 1500 byte. Τα πρωτόκολλα καθορίζουν πώς μορφοποιούνται και ερμηνεύονται τα περιεχόμενα ενός πεδίου δεδομένων.

Εάν είναι απαραίτητο να στείλετε δεδομένα μήκους μικρότερου από 46 byte, το επίπεδο LLC προσθέτει byte με άγνωστη τιμή, που ονομάζεται ασήμαντα στοιχεία(δεδομένα pad). Ως αποτέλεσμα, το μήκος του πεδίου γίνεται 46 byte.

Εάν το πλαίσιο είναι τύπου 802.3, τότε το πεδίο L/T υποδεικνύει τον όγκο των έγκυρων δεδομένων. Για παράδειγμα, εάν σταλεί ένα μήνυμα 12 byte, το πεδίο L/T αποθηκεύει την τιμή 12 και το πεδίο δεδομένων περιέχει 34 επιπλέον μη σημαντικά byte. Η προσθήκη μη σημαντικών byte εκκινεί το επίπεδο Fast Ethernet LLC και συνήθως υλοποιείται σε υλικό.

Οι εγκαταστάσεις επιπέδου MAC δεν ορίζουν τα περιεχόμενα του πεδίου L/T - αυτό το κάνει λογισμικό. Η ρύθμιση της τιμής αυτού του πεδίου γίνεται σχεδόν πάντα από το πρόγραμμα οδήγησης της διεπαφής δικτύου.

Άθροισμα ελέγχου πλαισίου

Το άθροισμα ελέγχου πλαισίου (PCS - Frame Check Sequence) σάς επιτρέπει να διασφαλίσετε ότι τα ληφθέντα πλαίσια δεν έχουν υποστεί ζημιά. Κατά το σχηματισμό ενός μεταδιδόμενου πλαισίου σε επίπεδο MAC, χρησιμοποιείται ένας ειδικός μαθηματικός τύπος CRC(Κυκλικός Έλεγχος Πλεονασμού) που έχει σχεδιαστεί για να υπολογίζει μια τιμή 32-bit. Η τιμή που προκύπτει τοποθετείται στο πεδίο FCS του πλαισίου. Η είσοδος του στοιχείου επιπέδου MAC που υπολογίζει το CRC είναι οι τιμές όλων των byte του πλαισίου. Το πεδίο FCS είναι ο κύριος και σημαντικότερος μηχανισμός ανίχνευσης και διόρθωσης σφαλμάτων στο Fast Ethernet. Ξεκινώντας από το πρώτο byte της διεύθυνσης παραλήπτη και τελειώνοντας με το τελευταίο byte του πεδίου δεδομένων.

Τιμές πεδίων DSAP και SSAP

Τιμές DSAP/SSAP			Περιγραφή
			Indiv LLC Sublayer Mgt
			Group LLC Sublayer Mgt
			Έλεγχος διαδρομής SNA
			Με κράτηση (DOD IP)
			ISO CLNS IS 8473
			Ο αλγόριθμος κωδικοποίησης 8B6T μετατρέπει μια οκτάδα δεδομένων οκτώ bit (8B) σε τριαδικό χαρακτήρα έξι bit (6T). Οι ομάδες κωδικών 6T έχουν σχεδιαστεί για να μεταδίδονται παράλληλα σε τρία συνεστραμμένα ζεύγη καλωδίων, επομένως ο αποτελεσματικός ρυθμός μεταφοράς δεδομένων σε κάθε συνεστραμμένο ζεύγος είναι το ένα τρίτο των 100 Mbps, δηλαδή 33,33 Mbps. Ο ρυθμός τριαδικών συμβόλων σε κάθε συνεστραμμένο ζεύγος είναι 6/8 των 33,3 Mbps, που αντιστοιχεί σε συχνότητα ρολογιού 25 MHz. Αυτή είναι η συχνότητα με την οποία λειτουργεί ο χρονοδιακόπτης διεπαφής MP. Σε αντίθεση με τα δυαδικά σήματα, τα οποία έχουν δύο επίπεδα, τα τριμερή σήματα, που μεταδίδονται σε κάθε ζεύγος, μπορούν να έχουν τρία επίπεδα. Πίνακας κωδικοποίησης χαρακτήρων Γραμμικός κώδικας Σύμβολο Μετάδοση πολλαπλών επιπέδων MLT-3 - 3 (πολυεπίπεδη μετάδοση) - είναι ελαφρώς παρόμοια με τον κωδικό NRZ, αλλά σε αντίθεση με το τελευταίο έχει τρία επίπεδα σήματος. Το ένα αντιστοιχεί σε μια μετάβαση από το ένα επίπεδο σήματος στο άλλο και η αλλαγή στο επίπεδο του σήματος συμβαίνει διαδοχικά, λαμβάνοντας υπόψη την προηγούμενη μετάβαση. Κατά τη μετάδοση «μηδέν» το σήμα δεν αλλάζει. Αυτός ο κωδικός, όπως και ο NRZ, απαιτεί προκωδικοποίηση. Συντάχθηκε από υλικά: Laem Queen, Richard Russell "Fast Ethernet"; K. Zakler "Δίκτυα υπολογιστών"; V.G. και Ν.Α. Olifer "Δίκτυα υπολογιστών";

Ethernet, αλλά και σε εξοπλισμό άλλων, λιγότερο δημοφιλών δικτύων.

Προσαρμογείς Ethernet και Fast Ethernet

Προδιαγραφές προσαρμογέα

Προσαρμογείς δικτύου (NIC, κάρτα διασύνδεσης δικτύου)Το Ethernet και το Fast Ethernet μπορούν να διασυνδέονται με έναν υπολογιστή μέσω ενός από τα δύο τυπικές διεπαφές:

• ISA (Industry Standard Architecture) λεωφορείο.
• Δίαυλος PCI (Peripheral Component Interconnect);
• Δίαυλος κάρτας PC (γνωστός και ως PCMCIA).

Οι προσαρμογείς που σχεδιάστηκαν για το δίαυλο συστήματος ISA (ραχοκοκαλιά) δεν ήταν πριν από πολύ καιρό ο κύριος τύπος προσαρμογέων. Ο αριθμός των εταιρειών που παρήγαγαν τέτοιους προσαρμογείς ήταν μεγάλος, γι' αυτό και οι συσκευές αυτού του τύπουήταν τα φθηνότερα. Οι προσαρμογείς για ISA είναι διαθέσιμοι σε 8 και 16 bit. Οι προσαρμογείς 8 bit είναι φθηνότεροι, ενώ οι προσαρμογείς 16 bit είναι πιο γρήγοροι. Είναι αλήθεια ότι η ανταλλαγή πληροφοριών στο δίαυλο ISA δεν μπορεί να είναι πολύ γρήγορη (στο όριο - 16 MB/s, στην πραγματικότητα - όχι περισσότερο από 8 MB/s, και για προσαρμογείς 8-bit - έως 2 MB/s). Επομένως, οι προσαρμογείς Fast Ethernet που απαιτούν αποτελεσματική εργασίαΟι υψηλοί ρυθμοί δεδομένων πρακτικά δεν παράγονται για αυτόν τον δίαυλο συστήματος. Το λεωφορείο ISA γίνεται παρελθόν.

Ο δίαυλος PCI έχει πλέον αντικαταστήσει πρακτικά τον δίαυλο ISA και γίνεται ο κύριος δίαυλος επέκτασης για υπολογιστές. Παρέχει ανταλλαγή δεδομένων 32 και 64 bit και έχει υψηλή απόδοση (θεωρητικά έως 264 MB/s), η οποία ικανοποιεί πλήρως τις απαιτήσεις όχι μόνο του Fast Ethernet, αλλά και του ταχύτερου Gigabit Ethernet. Είναι επίσης σημαντικό ο δίαυλος PCI να χρησιμοποιείται όχι μόνο σε υπολογιστές PC IBM, αλλά και σε υπολογιστές PowerMac. Επιπλέον, υποστηρίζει αυτόματη διαμόρφωση υλικού Plug-and-Play. Προφανώς, στο εγγύς μέλλον, η πλειοψηφία των υπολογιστών θα είναι προσανατολισμένη προς το δίαυλο PCI. προσαρμογείς δικτύου. Το μειονέκτημα του PCI σε σύγκριση με το δίαυλο ISA είναι ότι ο αριθμός των υποδοχών επέκτασης σε έναν υπολογιστή είναι συνήθως μικρός (συνήθως 3 υποδοχές). Αλλά ακριβώς προσαρμογείς δικτύουσυνδεθείτε πρώτα στο PCI.

Ο δίαυλος κάρτας PC (παλιά ονομασία PCMCIA) χρησιμοποιείται προς το παρόν μόνο σε φορητούς υπολογιστές κατηγορίας Notebook. Σε αυτούς τους υπολογιστές, ο εσωτερικός δίαυλος PCI συνήθως δεν δρομολογείται προς τα έξω. Η διεπαφή PC Card επιτρέπει την εύκολη σύνδεση μικροσκοπικών καρτών επέκτασης σε έναν υπολογιστή και η ταχύτητα ανταλλαγής με αυτές τις κάρτες είναι αρκετά υψηλή. Ωστόσο, όλο και περισσότεροι φορητοί υπολογιστές είναι εξοπλισμένοι με ενσωματωμένο προσαρμογείς δικτύου, καθώς η συνδεσιμότητα δικτύου γίνεται αναπόσπαστο μέρος του τυπικού συνόλου χαρακτηριστικών. Αυτοί οι ενσωματωμένοι προσαρμογείς συνδέονται ξανά με τον εσωτερικό Δίαυλος PCIυπολογιστή.

Κατά την επιλογή προσαρμογέα δικτύουπροσανατολισμένο σε ένα συγκεκριμένο δίαυλο, πρέπει πρώτα από όλα να βεβαιωθείτε ότι υπάρχουν ελεύθερες υποδοχές επέκτασης για αυτόν τον δίαυλο στον υπολογιστή που είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο. Θα πρέπει επίσης να αξιολογήσετε την πολυπλοκότητα της εγκατάστασης του αγορασμένου προσαρμογέα και τις προοπτικές για την παραγωγή σανίδων αυτού του τύπου. Το τελευταίο μπορεί να χρειαστεί εάν ο προσαρμογέας αποτύχει.

Τελικά, ξανασυναντιούνται προσαρμογείς δικτύου, σύνδεση σε υπολογιστή μέσω παράλληλης θύρας LPT (εκτυπωτή). Το κύριο πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι δεν χρειάζεται να ανοίξετε τη θήκη του υπολογιστή για να συνδέσετε προσαρμογείς. Επιπλέον, σε αυτήν την περίπτωση, οι προσαρμογείς δεν καταλαμβάνουν πόρους συστήματος υπολογιστή, όπως κανάλια διακοπής και DMA, καθώς και διευθύνσεις μνήμης και συσκευές I/O. Ωστόσο, η ταχύτητα ανταλλαγής πληροφοριών μεταξύ αυτών και του υπολογιστή σε αυτήν την περίπτωση είναι πολύ χαμηλότερη από ό,τι όταν χρησιμοποιείται ο δίαυλος συστήματος. Επιπλέον, απαιτούν περισσότερο χρόνο από τον επεξεργαστή για να επικοινωνήσουν με το δίκτυο, επιβραδύνοντας έτσι τον υπολογιστή.

Πρόσφατα, υπάρχουν όλο και περισσότεροι υπολογιστές στους οποίους προσαρμογείς δικτύουενσωματωμένο πλακέτα συστήματος. Τα πλεονεκτήματα αυτής της προσέγγισης είναι προφανή: ο χρήστης δεν χρειάζεται να αγοράσει έναν προσαρμογέα δικτύου και να τον εγκαταστήσει στον υπολογιστή. Απλά πρέπει να συνδέσετε το καλώδιο δικτύου στην εξωτερική υποδοχή του υπολογιστή σας. Ωστόσο, το μειονέκτημα είναι ότι ο χρήστης δεν μπορεί να επιλέξει τον προσαρμογέα με τα καλύτερα χαρακτηριστικά.

Άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά προσαρμογείς δικτύουμπορεί να αποδοθεί:

• μέθοδος διαμόρφωσης προσαρμογέα.
• το μέγεθος της προσωρινής μνήμης που είναι εγκατεστημένη στην πλακέτα και οι τρόποι ανταλλαγής με αυτήν.
• δυνατότητα τοποθέτησης μικροκυκλωμάτων στην πλακέτα μόνιμη μνήμηγια απομακρυσμένη εκκίνηση (BootROM).
• τη δυνατότητα σύνδεσης του προσαρμογέα σε διαφορετικούς τύπους μέσων μετάδοσης (συνεστραμμένο ζεύγος, λεπτό και παχύ ομοαξονικό καλώδιο, καλώδιο οπτικών ινών);
• την ταχύτητα μετάδοσης δικτύου που χρησιμοποιείται από τον προσαρμογέα και τη διαθεσιμότητα της λειτουργίας μεταγωγής του·
• ο προσαρμογέας μπορεί να χρησιμοποιήσει τη λειτουργία ανταλλαγής full-duplex.
• συμβατότητα του προσαρμογέα (ακριβέστερα, του προγράμματος οδήγησης προσαρμογέα) με το λογισμικό δικτύου που χρησιμοποιείται.

Η διαμόρφωση χρήστη του προσαρμογέα χρησιμοποιήθηκε κυρίως για προσαρμογείς που έχουν σχεδιαστεί για το δίαυλο ISA. Η διαμόρφωση περιλαμβάνει τη ρύθμιση της χρήσης πόρων του συστήματος υπολογιστή (διευθύνσεις εισόδου/εξόδου, κανάλια διακοπής και άμεση πρόσβαση στη μνήμη, διευθύνσεις μνήμης buffer και απομακρυσμένη μνήμη εκκίνησης). Η διαμόρφωση μπορεί να πραγματοποιηθεί ρυθμίζοντας τους διακόπτες (jumpers) στην επιθυμητή θέση ή χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα διαμόρφωσης DOS που παρέχεται με τον προσαρμογέα (Jumperless, Software configuration). Κατά την εκκίνηση ενός τέτοιου προγράμματος, ζητείται από τον χρήστη να ορίσει τη διαμόρφωση του υλικού χρησιμοποιώντας ένα απλό μενού: επιλέξτε παραμέτρους προσαρμογέα. Το ίδιο πρόγραμμα σας επιτρέπει να κάνετε τεστ αυτοαξιολογισηςπροσαρμογέας Οι επιλεγμένες παράμετροι αποθηκεύονται στη μη πτητική μνήμη του προσαρμογέα. Σε κάθε περίπτωση, όταν επιλέγετε παραμέτρους, πρέπει να αποφεύγετε τις συγκρούσεις με συσκευές συστήματος υπολογιστή και με άλλες κάρτες επέκτασης.

Ο προσαρμογέας μπορεί επίσης να ρυθμιστεί αυτόματα σε λειτουργία Plug-and-Play όταν ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος. Οι σύγχρονοι προσαρμογείς συνήθως υποστηρίζουν αυτή τη συγκεκριμένη λειτουργία, ώστε να μπορούν να εγκατασταθούν εύκολα από τον χρήστη.

Στους απλούστερους προσαρμογείς, η ανταλλαγή με την εσωτερική προσωρινή μνήμη του προσαρμογέα (Adapter RAM) πραγματοποιείται μέσω του χώρου διευθύνσεων των συσκευών εισόδου/εξόδου. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν απαιτείται πρόσθετη διαμόρφωση των διευθύνσεων μνήμης. Πρέπει να καθοριστεί η βασική διεύθυνση της προσωρινής μνήμης που λειτουργεί σε λειτουργία κοινής μνήμης. Έχει αντιστοιχιστεί στην επάνω περιοχή μνήμης του υπολογιστή (

Το πιο διαδεδομένο μεταξύ των τυπικών δικτύων είναι το δίκτυο Ethernet. Εμφανίστηκε το 1972 και το 1985 έγινε διεθνές πρότυπο. Υιοθετήθηκε από τους μεγαλύτερους διεθνείς οργανισμούς προτύπων: Επιτροπή 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) και ECMA (European Computer Manufacturers Association).

Το πρότυπο ονομάζεται IEEE 802.3 (διαβάζεται στα αγγλικά ως "eight oh two dot three"). Ορίζει πολλαπλή πρόσβαση σε κανάλι τύπου μονού διαύλου με ανίχνευση σύγκρουσης και έλεγχο μετάδοσης, δηλαδή με την ήδη αναφερθείσα μέθοδο πρόσβασης CSMA/CD.

Κύρια χαρακτηριστικά του αρχικού προτύπου IEEE 802.3:

· Τοπολογία – λεωφορείο;

· μέσο μετάδοσης – ομοαξονικό καλώδιο.

· Ταχύτητα μετάδοσης – 10 Mbit/s;

· Μέγιστο μήκος δικτύου – 5 km.

· μέγιστος αριθμός συνδρομητών – έως 1024.

· Μήκος τμήματος δικτύου – έως 500 m.

· αριθμός συνδρομητών σε ένα τμήμα - έως 100.

· Μέθοδος πρόσβασης – CSMA/CD.

· μετάδοση στενής ζώνης, δηλαδή χωρίς διαμόρφωση (μονοκανάλι).

Αυστηρά μιλώντας, υπάρχουν μικρές διαφορές μεταξύ των προτύπων IEEE 802.3 και Ethernet, αλλά συνήθως αγνοούνται.

Το δίκτυο Ethernet είναι πλέον το πιο δημοφιλές στον κόσμο (πάνω από το 90% της αγοράς) και κατά πάσα πιθανότητα θα παραμείνει έτσι και τα επόμενα χρόνια. Αυτό διευκολύνθηκε πολύ από το γεγονός ότι από την αρχή τα χαρακτηριστικά, οι παράμετροι και τα πρωτόκολλα του δικτύου ήταν ανοιχτά, με αποτέλεσμα ένας τεράστιος αριθμός κατασκευαστών σε όλο τον κόσμο άρχισε να παράγει εξοπλισμό Ethernet που ήταν πλήρως συμβατός μεταξύ τους. .

Το κλασικό δίκτυο Ethernet χρησιμοποιούσε ομοαξονικό καλώδιο 50 ohm δύο τύπων (παχύ και λεπτό). Ωστόσο, πρόσφατα (από τις αρχές της δεκαετίας του '90), η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη έκδοση του Ethernet είναι αυτή που χρησιμοποιεί συνεστραμμένα ζεύγη ως μέσο μετάδοσης. Έχει επίσης οριστεί ένα πρότυπο για χρήση σε δίκτυα καλωδίων οπτικών ινών. Έχουν γίνει προσθήκες στο αρχικό πρότυπο IEEE 802.3 για να προσαρμοστούν αυτές οι αλλαγές. Το 1995, εμφανίστηκε ένα πρόσθετο πρότυπο για μια ταχύτερη έκδοση του Ethernet που λειτουργεί με ταχύτητα 100 Mbit/s (το λεγόμενο Fast Ethernet, πρότυπο IEEE 802.3u), χρησιμοποιώντας συνεστραμμένο ζεύγος ή καλώδιο οπτικών ινών ως μέσο μετάδοσης. Το 1997 εμφανίστηκε επίσης μια έκδοση με ταχύτητα 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, πρότυπο IEEE 802.3z).

Εκτός από την τυπική τοπολογία διαύλου, χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο παθητικές τοπολογίες αστεριών και παθητικών δέντρων. Αυτό περιλαμβάνει τη χρήση επαναλήπτων και κόμβων επαναλήπτη που συνδέουν διαφορετικά μέρη (τμήματα) του δικτύου. Ως αποτέλεσμα, μια δομή που μοιάζει με δέντρο μπορεί να σχηματιστεί στα τμήματα ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ(Εικ. 7.1).

Το τμήμα (μέρος του δικτύου) μπορεί να είναι ένα κλασικό λεωφορείο ή ένας μόνο συνδρομητής. Για τμήματα διαύλου, χρησιμοποιείται ομοαξονικό καλώδιο και για παθητικές δέσμες αστεριών (για σύνδεση σε πλήμνη μεμονωμένους υπολογιστές) – συνεστραμμένο ζεύγος και καλώδιο οπτικών ινών. Η κύρια απαίτηση για την προκύπτουσα τοπολογία είναι ότι δεν πρέπει να περιέχει κλειστές διαδρομές (βρόχους). Στην πραγματικότητα, αποδεικνύεται ότι όλοι οι συνδρομητές είναι συνδεδεμένοι σε ένα φυσικό λεωφορείο, αφού το σήμα από τον καθένα από αυτούς διαδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις ταυτόχρονα και δεν επιστρέφει πίσω (όπως σε έναν δακτύλιο).

Το μέγιστο μήκος καλωδίου του δικτύου στο σύνολό του (μέγιστη διαδρομή σήματος) μπορεί θεωρητικά να φτάσει τα 6,5 χιλιόμετρα, αλλά πρακτικά δεν υπερβαίνει τα 3,5 χιλιόμετρα.

Ρύζι. 7.1. Κλασική τοπολογία δικτύου Ethernet.

Ένα δίκτυο Fast Ethernet δεν έχει φυσική τοπολογία διαύλου, χρησιμοποιείται μόνο παθητικό αστέρι ή παθητικό δέντρο. Επιπλέον, το Fast Ethernet έχει πολύ πιο αυστηρές απαιτήσεις για το μέγιστο μήκος δικτύου. Εξάλλου, με 10πλάσια αύξηση της ταχύτητας μετάδοσης και διατήρηση της μορφής του πακέτου, το ελάχιστο μήκος του γίνεται δέκα φορές μικρότερο. Έτσι, η επιτρεπόμενη τιμή του χρόνου μετάδοσης διπλού σήματος μέσω του δικτύου μειώνεται κατά 10 φορές (5,12 μs έναντι 51,2 μs στο Ethernet).

Ο τυπικός κώδικας Manchester χρησιμοποιείται για τη μετάδοση πληροφοριών σε ένα δίκτυο Ethernet.

Η πρόσβαση στο δίκτυο Ethernet πραγματοποιείται με τη μέθοδο τυχαίας CSMA/CD, διασφαλίζοντας την ισότητα των συνδρομητών. Το δίκτυο χρησιμοποιεί πακέτα μεταβλητού μήκους.

Για ένα δίκτυο Ethernet που λειτουργεί με ταχύτητα 10 Mbit/s, το πρότυπο ορίζει τέσσερις κύριους τύπους τμημάτων δικτύου, εστιασμένους σε διαφορετικά μέσα μετάδοσης πληροφοριών:

· 10BASE5 (παχύ ομοαξονικό καλώδιο).

· 10BASE2 (λεπτό ομοαξονικό καλώδιο).

· 10BASE-T (συνεστραμμένο ζεύγος).

· 10BASE-FL (καλώδιο οπτικών ινών).

Το όνομα του τμήματος περιλαμβάνει τρία στοιχεία: ο αριθμός "10" σημαίνει ταχύτητα μετάδοσης 10 Mbit/s, η λέξη BASE σημαίνει μετάδοση στη ζώνη συχνοτήτων βάσης (δηλαδή, χωρίς διαμόρφωση σήματος υψηλής συχνότητας) και το τελευταίο στοιχείο είναι το επιτρεπόμενο μήκος του τμήματος: "5" - 500 μέτρα, "2" - 200 μέτρα (ακριβέστερα, 185 μέτρα) ή τύπος γραμμής επικοινωνίας: "T" - συνεστραμμένο ζεύγος (από το αγγλικό "twisted-pair" ), “F” – καλώδιο οπτικών ινών (από το αγγλικό “fiber optic”).

Ομοίως, για ένα δίκτυο Ethernet που λειτουργεί με ταχύτητα 100 Mbit/s (Fast Ethernet), το πρότυπο ορίζει τρεις τύπους τμημάτων, που διαφέρουν ως προς τους τύπους μέσων μετάδοσης:

· 100BASE-T4 (τετράγωνο συνεστραμμένο ζευγάρι).

· 100BASE-TX (διπλό συνεστραμμένο ζεύγος).

· 100BASE-FX (καλώδιο οπτικών ινών).

Εδώ, ο αριθμός "100" σημαίνει ταχύτητα μετάδοσης 100 Mbit/s, το γράμμα "T" σημαίνει συνεστραμμένο ζεύγος και το γράμμα "F" σημαίνει καλώδιο οπτικών ινών. Οι τύποι 100BASE-TX και 100BASE-FX συνδυάζονται μερικές φορές με το όνομα 100BASE-X και οι 100BASE-T4 και 100BASE-TX ονομάζονται 100BASE-T.

Δίκτυο Token-Ring

Το δίκτυο Token-Ring προτάθηκε από την IBM το 1985 (η πρώτη έκδοση εμφανίστηκε το 1980). Προοριζόταν για τη δικτύωση όλων των τύπων υπολογιστών που παράγονται από την IBM. Το ίδιο το γεγονός ότι υποστηρίζεται από την IBM, τον μεγαλύτερο κατασκευαστή εξοπλισμού υπολογιστών, υποδηλώνει ότι πρέπει να του δοθεί ιδιαίτερη προσοχή. Αλλά εξίσου σημαντικό είναι ότι το Token-Ring είναι επί του παρόντος το διεθνές πρότυπο IEEE 802.5 (αν και υπάρχουν μικρές διαφορές μεταξύ Token-Ring και IEEE 802.5). Αυτό τοποθετεί αυτό το δίκτυο στο ίδιο επίπεδο κατάστασης με το Ethernet.

Token-Ring αναπτύχθηκε ως μια αξιόπιστη εναλλακτική λύση στο Ethernet. Και παρόλο που το Ethernet αντικαθιστά τώρα όλα τα άλλα δίκτυα, το Token-Ring δεν μπορεί να θεωρηθεί απελπιστικά ξεπερασμένο. Περισσότεροι από 10 εκατομμύρια υπολογιστές σε όλο τον κόσμο συνδέονται μέσω αυτού του δικτύου.

Το δίκτυο Token-Ring έχει μια τοπολογία δακτυλίου, αν και εξωτερικά μοιάζει περισσότερο με αστέρι. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μεμονωμένοι συνδρομητές (υπολογιστές) συνδέονται στο δίκτυο όχι απευθείας, αλλά μέσω ειδικών κόμβων ή συσκευών πολλαπλής πρόσβασης (MSAU ή MAU - Multistation Access Unit). Φυσικά, το δίκτυο σχηματίζει μια τοπολογία αστέρα-δαχτυλιδιού (Εικ. 7.3). Στην πραγματικότητα, οι συνδρομητές εξακολουθούν να είναι ενωμένοι σε ένα δαχτυλίδι, δηλαδή, καθένας από αυτούς μεταδίδει πληροφορίες σε έναν γειτονικό συνδρομητή και λαμβάνει πληροφορίες από έναν άλλο.

Ρύζι. 7.3. Τοπολογία δακτυλίου αστεριών του δικτύου Token-Ring.

Το μέσο μετάδοσης στο δίκτυο IBM Token-Ring ήταν αρχικά συνεστραμμένο ζεύγος, τόσο μη θωρακισμένο (UTP) όσο και θωρακισμένο (STP), αλλά στη συνέχεια εμφανίστηκαν επιλογές εξοπλισμού για ομοαξονικό καλώδιο, καθώς και για καλώδιο οπτικών ινών στο πρότυπο FDDI.

Βασικός Προδιαγραφέςκλασική έκδοση του δικτύου Token-Ring:

· μέγιστος αριθμός διανομέων τύπου IBM 8228 MAU – 12.

· μέγιστος αριθμός συνδρομητών στο δίκτυο – 96.

· Το μέγιστο μήκος καλωδίου μεταξύ του συνδρομητή και του διανομέα είναι 45 μέτρα.

· Το μέγιστο μήκος καλωδίου μεταξύ των κόμβων είναι 45 μέτρα.

· Το μέγιστο μήκος του καλωδίου που συνδέει όλους τους κόμβους είναι 120 μέτρα.

· Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων – 4 Mbit/s και 16 Mbit/s.

Όλα τα χαρακτηριστικά που δίνονται αναφέρονται στην περίπτωση χρήσης μη θωρακισμένου καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους. Εάν χρησιμοποιείται διαφορετικό μέσο μετάδοσης, η απόδοση του δικτύου μπορεί να διαφέρει. Για παράδειγμα, όταν χρησιμοποιείτε θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος (STP), ο αριθμός των συνδρομητών μπορεί να αυξηθεί σε 260 (αντί για 96), το μήκος του καλωδίου μπορεί να αυξηθεί στα 100 μέτρα (αντί για 45), ο αριθμός των κόμβων μπορεί να αυξηθεί σε 33, και το συνολικό μήκος του δακτυλίου που συνδέει τους κόμβους μπορεί να είναι έως και 200 ​​μέτρα. Το καλώδιο οπτικών ινών σάς επιτρέπει να αυξήσετε το μήκος του καλωδίου έως και δύο χιλιόμετρα.

Για τη μεταφορά πληροφοριών στο Token-Ring, χρησιμοποιείται ένας διφασικός κωδικός (ακριβέστερα, η έκδοσή του με υποχρεωτική μετάβαση στο κέντρο του διαστήματος bit). Όπως με κάθε τοπολογία αστέρα, δεν απαιτούνται πρόσθετα μέτρα ηλεκτρικού τερματισμού ή εξωτερικής γείωσης. Η διαπραγμάτευση πραγματοποιείται από το υλικό των προσαρμογέων δικτύου και των διανομέων.

Για τη σύνδεση καλωδίων, το Token-Ring χρησιμοποιεί υποδοχές RJ-45 (για μη θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος), καθώς και MIC και DB9P. Τα καλώδια στο καλώδιο συνδέουν τις επαφές του συνδετήρα με το ίδιο όνομα (δηλαδή, χρησιμοποιούνται τα λεγόμενα "ίσια" καλώδια).

Το δίκτυο Token-Ring στην κλασική του έκδοση είναι κατώτερο από το δίκτυο Ethernet τόσο ως προς το επιτρεπόμενο μέγεθος όσο και ως προς τον μέγιστο αριθμό συνδρομητών. Όσον αφορά την ταχύτητα μεταφοράς, το Token-Ring είναι προς το παρόν διαθέσιμο σε εκδόσεις 100 Mbps (High Speed ​​​​Token-Ring, HSTR) και 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring). Οι εταιρείες που υποστηρίζουν το Token-Ring (συμπεριλαμβανομένων των IBM, Olicom, Madge) δεν σκοπεύουν να εγκαταλείψουν το δίκτυό τους, θεωρώντας το ως άξιος ανταγωνιστής Ethernet.

Σε σύγκριση με τον εξοπλισμό Ethernet, ο εξοπλισμός Token-Ring είναι αισθητά πιο ακριβός, καθώς χρησιμοποιεί μια πιο περίπλοκη μέθοδο διαχείρισης της ανταλλαγής, επομένως το δίκτυο Token-Ring δεν έχει γίνει τόσο διαδεδομένο.

Ωστόσο, σε αντίθεση με το Ethernet, το δίκτυο Token-Ring μπορεί να χειριστεί υψηλά επίπεδα φορτίου (πάνω από 30-40%) πολύ καλύτερα και παρέχει εγγυημένο χρόνο πρόσβασης. Αυτό είναι απαραίτητο, για παράδειγμα, σε βιομηχανικά δίκτυα, όπου μια καθυστέρηση στην απόκριση σε ένα εξωτερικό γεγονός μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρά ατυχήματα.

Το δίκτυο Token-Ring χρησιμοποιεί την κλασική μέθοδο πρόσβασης διακριτικών, δηλαδή ένα διακριτικό κυκλοφορεί συνεχώς γύρω από τον δακτύλιο, στο οποίο οι συνδρομητές μπορούν να επισυνάψουν τα πακέτα δεδομένων τους (βλ. Εικ. 4.15). Αυτό συνεπάγεται ένα τόσο σημαντικό πλεονέκτημα αυτού του δικτύου όπως η απουσία συγκρούσεων, αλλά υπάρχουν και μειονεκτήματα, ιδίως η ανάγκη ελέγχου της ακεραιότητας του διακριτικού και η εξάρτηση της λειτουργίας του δικτύου από κάθε συνδρομητή (σε περίπτωση δυσλειτουργία, ο συνδρομητής πρέπει να αποκλειστεί από το δαχτυλίδι).

Ο μέγιστος χρόνος για τη μετάδοση ενός πακέτου στο Token-Ring είναι 10 ms. Με μέγιστο αριθμό συνδρομητών 260, ο πλήρης κύκλος κουδουνίσματος θα είναι 260 x 10 ms = 2,6 s. Σε αυτό το διάστημα και οι 260 συνδρομητές θα μπορούν να μεταδίδουν τα πακέτα τους (αν, φυσικά, έχουν κάτι να μεταδώσουν). Στο ίδιο διάστημα, το δωρεάν διακριτικό θα φτάσει σίγουρα σε κάθε συνδρομητή. Αυτό το ίδιο διάστημα είναι το ανώτερο όριο του χρόνου πρόσβασης Token-Ring.

Δίκτυο Arcnet

Δίκτυο Arcnet (ή ARCnet από το English Attached Resource Computer Net, δίκτυο υπολογιστώνσυνδεδεμένοι πόροι) είναι ένα από τα παλαιότερα δίκτυα. Αναπτύχθηκε από την Datapoint Corporation το 1977. Δεν υπάρχουν διεθνή πρότυπα για αυτό το δίκτυο, αν και θεωρείται ο πρόγονος της μεθόδου πρόσβασης με διακριτικό. Παρά την έλλειψη προτύπων, το δίκτυο Arcnet μέχρι πρόσφατα (το 1980 - 1990) ήταν δημοφιλές, ανταγωνιζόμενο μάλιστα σοβαρά το Ethernet. Ένας μεγάλος αριθμός εταιρειών παρήγαγε εξοπλισμό για αυτόν τον τύπο δικτύου. Αλλά τώρα η παραγωγή εξοπλισμού Arcnet έχει πρακτικά σταματήσει.

Ανάμεσα στα κύρια πλεονεκτήματα του δικτύου Arcnet σε σύγκριση με το Ethernet είναι ο περιορισμένος χρόνος πρόσβασης, η υψηλή αξιοπιστία της επικοινωνίας, η ευκολία διάγνωσης και το σχετικά χαμηλό κόστος των προσαρμογέων. Τα σημαντικότερα μειονεκτήματα του δικτύου περιλαμβάνουν τη χαμηλή ταχύτητα μετάδοσης πληροφοριών (2,5 Mbit/s), το σύστημα διευθύνσεων και τη μορφή πακέτου.

Για τη μετάδοση πληροφοριών στο δίκτυο Arcnet, χρησιμοποιείται ένας μάλλον σπάνιος κώδικας, στον οποίο ένας λογικός αντιστοιχεί σε δύο παλμούς κατά τη διάρκεια ενός διαστήματος bit και ένα λογικό μηδέν αντιστοιχεί σε έναν παλμό. Προφανώς, αυτός είναι ένας αυτοχρονομετρημένος κώδικας που απαιτεί ακόμη περισσότερο εύρος ζώνης καλωδίου από ακόμη και το Μάντσεστερ.

Το μέσο μετάδοσης στο δίκτυο είναι ένα ομοαξονικό καλώδιο με χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση 93 Ohms, για παράδειγμα, μάρκας RG-62A/U. Οι επιλογές με συνεστραμμένο ζεύγος (θωρακισμένο και μη) δεν χρησιμοποιούνται ευρέως. Προτάθηκαν επίσης επιλογές καλωδίων οπτικών ινών, αλλά δεν έσωσαν επίσης το Arcnet.

Ως τοπολογία, το δίκτυο Arcnet χρησιμοποιεί έναν κλασικό δίαυλο (Arcnet-BUS), καθώς και ένα παθητικό αστέρι (Arcnet-STAR). Το αστέρι χρησιμοποιεί συγκεντρωτές (hubs). Είναι δυνατός ο συνδυασμός τμημάτων διαύλου και αστεριού σε μια τοπολογία δέντρου χρησιμοποιώντας διανομείς (όπως στο Ethernet). Ο κύριος περιορισμός είναι ότι δεν πρέπει να υπάρχουν κλειστά μονοπάτια (βρόχοι) στην τοπολογία. Ένας άλλος περιορισμός: ο αριθμός των τμημάτων που συνδέονται σε μια αλυσίδα μαργαρίτας με χρήση κόμβων δεν πρέπει να υπερβαίνει τα τρία.

Έτσι, η τοπολογία του δικτύου Arcnet έχει ως εξής (Εικ. 7.15).

Ρύζι. 7.15. Η τοπολογία δικτύου Arcnet είναι τύπου διαύλου (B – προσαρμογείς για εργασία σε δίαυλο, S – προσαρμογείς για εργασία σε αστέρι).

Τα κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά του δικτύου Arcnet είναι τα ακόλουθα.

· Μέσο μετάδοσης – ομοαξονικό καλώδιο, συνεστραμμένο ζεύγος.

· Το μέγιστο μήκος δικτύου είναι 6 χιλιόμετρα.

· Το μέγιστο μήκος καλωδίου από τον συνδρομητή στον παθητικό κόμβο είναι 30 μέτρα.

· Το μέγιστο μήκος καλωδίου από τον συνδρομητή στον ενεργό κόμβο είναι 600 μέτρα.

· Το μέγιστο μήκος καλωδίου μεταξύ ενεργών και παθητικών κόμβων είναι 30 μέτρα.

· Μέγιστο μήκος καλωδίου μεταξύ ενεργούς συγκεντρωτές– 600 μέτρα.

· Ο μέγιστος αριθμός συνδρομητών στο δίκτυο είναι 255.

· Ο μέγιστος αριθμός συνδρομητών στο τμήμα λεωφορείων είναι 8.

· Η ελάχιστη απόσταση μεταξύ των συνδρομητών στο λεωφορείο είναι 1 μέτρο.

· Το μέγιστο μήκος του τμήματος λεωφορείων είναι 300 μέτρα.

· Ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων – 2,5 Mbit/s.

Κατά τη δημιουργία σύνθετων τοπολογιών, είναι απαραίτητο να διασφαλίζεται ότι η καθυστέρηση στη διάδοση του σήματος στο δίκτυο μεταξύ των συνδρομητών δεν υπερβαίνει τα 30 μs. Η μέγιστη εξασθένηση σήματος στο καλώδιο σε συχνότητα 5 MHz δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 11 dB.

Το δίκτυο Arcnet χρησιμοποιεί μια μέθοδο πρόσβασης διακριτικών (μέθοδος μεταφοράς δικαιωμάτων), αλλά είναι κάπως διαφορετική από αυτή του δικτύου Token-Ring. Αυτή η μέθοδος είναι πιο κοντά σε αυτήν που παρέχεται στο πρότυπο IEEE 802.4.

Όπως και με το Token-Ring, οι συγκρούσεις εξαλείφονται πλήρως στο Arcnet. Όπως κάθε δίκτυο διακριτικών, το Arcnet μεταφέρει καλά το φορτίο και εγγυάται μεγάλους χρόνους πρόσβασης στο δίκτυο (σε αντίθεση με το Ethernet). Ο συνολικός χρόνος για να παρακάμψει ο δείκτης όλους τους συνδρομητές είναι 840 ms. Αντίστοιχα, το ίδιο διάστημα καθορίζει το ανώτατο όριο του χρόνου πρόσβασης στο δίκτυο.

Το διακριτικό δημιουργείται από έναν ειδικό συνδρομητή - τον ελεγκτή δικτύου. Αυτός είναι ο συνδρομητής με την ελάχιστη (μηδενική) διεύθυνση.

Δίκτυο FDDI

Το δίκτυο FDDI (από το Αγγλικό Fiber Distributed Data Interface, διασύνδεση κατανεμημένων δεδομένων οπτικών ινών) είναι μια από τις τελευταίες εξελίξεις στα πρότυπα τοπικού δικτύου. Το πρότυπο FDDI προτάθηκε από το Αμερικανικό Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων ANSI (προδιαγραφή ANSI X3T9.5). Στη συνέχεια υιοθετήθηκε το πρότυπο ISO 9314, σύμφωνα με τις προδιαγραφές ANSI. Το επίπεδο τυποποίησης του δικτύου είναι αρκετά υψηλό.

Σε αντίθεση με άλλα τυπικά τοπικά δίκτυα, το πρότυπο FDDI επικεντρώθηκε αρχικά στις υψηλές ταχύτητες μετάδοσης (100 Mbit/s) και στη χρήση του πιο πολλά υποσχόμενου καλωδίου οπτικών ινών. Ως εκ τούτου, σε αυτήν την περίπτωση, οι προγραμματιστές δεν περιορίζονταν από το πλαίσιο των παλαιών προτύπων, στο οποίο επικεντρώθηκαν χαμηλές ταχύτητεςκαι ηλεκτρικό καλώδιο.

Η επιλογή της οπτικής ίνας ως μέσο μετάδοσης καθόρισε τα ακόλουθα πλεονεκτήματα νέο δίκτυο, όπως υψηλή ατρωσία θορύβου, μέγιστη εμπιστευτικότητα μετάδοσης πληροφοριών και εξαιρετική γαλβανική απομόνωση των συνδρομητών. Οι υψηλές ταχύτητες μετάδοσης, οι οποίες είναι πολύ πιο εύκολο να επιτευχθούν στην περίπτωση των καλωδίων οπτικών ινών, καθιστούν δυνατή την επίλυση πολλών εργασιών που δεν είναι δυνατές με δίκτυα χαμηλότερης ταχύτητας, για παράδειγμα, τη μετάδοση εικόνων σε πραγματικό χρόνο. Επιπλέον, το καλώδιο οπτικών ινών λύνει εύκολα το πρόβλημα της μετάδοσης δεδομένων σε απόσταση πολλών χιλιομέτρων χωρίς αναμετάδοση, γεγονός που καθιστά δυνατή τη δημιουργία μεγάλων δικτύων που καλύπτουν ακόμη και ολόκληρες πόλεις και έχουν όλα τα πλεονεκτήματα των τοπικών δικτύων (ιδίως ένα χαμηλό σφάλμα τιμή). Όλα αυτά καθόρισαν τη δημοτικότητα του δικτύου FDDI, αν και δεν είναι ακόμη τόσο διαδεδομένο όσο το Ethernet και το Token-Ring.

Το πρότυπο FDDI βασίστηκε στη μέθοδο πρόσβασης διακριτικού που προβλέπεται από το διεθνές πρότυπο IEEE 802.5 (Token-Ring). Μικρές διαφορές από αυτό το πρότυπο καθορίζονται από την ανάγκη διασφάλισης υψηλής ταχύτητας μεταφοράς πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις. Η τοπολογία δικτύου FDDI είναι δακτύλιος, η πιο κατάλληλη τοπολογία για καλώδιο οπτικών ινών. Το δίκτυο χρησιμοποιεί δύο καλώδια οπτικών ινών πολλαπλών κατευθύνσεων, το ένα από τα οποία είναι συνήθως αποθεματικό, αλλά αυτή η λύση επιτρέπει τη χρήση αμφίδρομης μετάδοσης πληροφοριών (ταυτόχρονα σε δύο κατευθύνσεις) με διπλάσια πραγματική ταχύτητα των 200 Mbit/s (με κάθε των δύο καναλιών που λειτουργούν με ταχύτητα 100 Mbit/s). Χρησιμοποιείται επίσης μια τοπολογία δακτυλίου αστεριών με πλήμνες που περιλαμβάνονται στον δακτύλιο (όπως στο Token-Ring).

Κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά του δικτύου FDDI.

· Ο μέγιστος αριθμός συνδρομητών δικτύου είναι 1000.

· Το μέγιστο μήκος του δακτυλίου δικτύου είναι 20 χιλιόμετρα.

· Η μέγιστη απόσταση μεταξύ των συνδρομητών του δικτύου είναι 2 χιλιόμετρα.

· Μέσο μετάδοσης – καλώδιο οπτικών ινών πολλαπλών λειτουργιών (πιθανώς με χρήση ηλεκτρικού συνεστραμμένου ζεύγους).

· Μέθοδος πρόσβασης – διακριτικό.

· Ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών – 100 Mbit/s (200 Mbit/s για λειτουργία μετάδοσης διπλής όψης).

Το πρότυπο FDDI έχει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με όλα τα δίκτυα που συζητήθηκαν προηγουμένως. Για παράδειγμα, ένα δίκτυο Fast Ethernet με το ίδιο εύρος ζώνης 100 Mbps δεν μπορεί να ταιριάζει με το FDDI από την άποψη του επιτρεπόμενου μεγέθους δικτύου. Επιπλέον, η μέθοδος πρόσβασης διακριτικού FDDI, σε αντίθεση με το CSMA/CD, παρέχει εγγυημένο χρόνο πρόσβασης και απουσία διενέξεων σε οποιοδήποτε επίπεδο φόρτωσης.

Ο περιορισμός του συνολικού μήκους δικτύου των 20 km δεν οφείλεται στην εξασθένηση των σημάτων στο καλώδιο, αλλά στην ανάγκη περιορισμού του χρόνου που χρειάζεται για να ταξιδέψει τελείως ένα σήμα κατά μήκος του δακτυλίου για να εξασφαλιστεί ο μέγιστος επιτρεπόμενος χρόνος πρόσβασης. Αλλά η μέγιστη απόσταση μεταξύ των συνδρομητών (2 km με καλώδιο πολλαπλών λειτουργιών) καθορίζεται ακριβώς από την εξασθένηση των σημάτων στο καλώδιο (δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 11 dB). Είναι επίσης δυνατή η χρήση καλωδίου μονής λειτουργίας, οπότε η απόσταση μεταξύ των συνδρομητών μπορεί να φτάσει τα 45 χιλιόμετρα και το συνολικό μήκος δακτυλίου μπορεί να είναι 200 ​​χιλιόμετρα.

Υπάρχει επίσης μια εφαρμογή FDDI σε ηλεκτρικό καλώδιο(CDDI – Copper Distributed Data Interface ή TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface). Αυτό χρησιμοποιεί ένα καλώδιο κατηγορίας 5 με βύσματα RJ-45. Η μέγιστη απόσταση μεταξύ των συνδρομητών σε αυτή την περίπτωση δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100 μέτρα. Το κόστος του εξοπλισμού δικτύου σε ένα ηλεκτρικό καλώδιο είναι αρκετές φορές μικρότερο. Αλλά αυτή η έκδοση του δικτύου δεν έχει πλέον τόσο προφανή πλεονεκτήματα έναντι των ανταγωνιστών όπως η αρχική FDDI οπτικών ινών. Οι ηλεκτρικές εκδόσεις του FDDI είναι πολύ λιγότερο τυποποιημένες από τις οπτικές ίνες, επομένως δεν είναι εγγυημένη η συμβατότητα μεταξύ εξοπλισμού διαφορετικών κατασκευαστών.

Για τη μετάδοση δεδομένων σε FDDI, χρησιμοποιείται ένας κωδικός 4B/5B που έχει αναπτυχθεί ειδικά για αυτό το πρότυπο.

Για να επιτευχθεί υψηλή ευελιξία δικτύου, το πρότυπο FDDI προβλέπει τη συμπερίληψη δύο τύπων συνδρομητών στο δαχτυλίδι:

· Οι συνδρομητές (σταθμοί) κατηγορίας Α (συνδρομητές διπλής προσάρτησης, DAS – Σταθμοί διπλής προσάρτησης) είναι συνδεδεμένοι και στους δύο (εσωτερικούς και εξωτερικούς) δακτυλίους δικτύου. Ταυτόχρονα, πραγματοποιείται η δυνατότητα ανταλλαγής σε ταχύτητες έως 200 Mbit/s ή πλεονασμός καλωδίου δικτύου (εάν το κύριο καλώδιο είναι κατεστραμμένο, χρησιμοποιείται εφεδρικό). Ο εξοπλισμός αυτής της κατηγορίας χρησιμοποιείται στα πιο κρίσιμα μέρη του δικτύου από άποψη απόδοσης.

· Οι συνδρομητές (σταθμοί) κατηγορίας Β (συνδρομητές μίας σύνδεσης, SAS – Single-Attachment Stations) συνδέονται μόνο σε έναν (εξωτερικό) δακτύλιο δικτύου. Είναι απλούστεροι και φθηνότεροι από τους προσαρμογείς κατηγορίας Α, αλλά δεν έχουν τις δυνατότητές τους. Μπορούν να συνδεθούν στο δίκτυο μόνο μέσω ενός διανομέα ή ενός διακόπτη παράκαμψης, ο οποίος τα απενεργοποιεί σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης.

Εκτός από τους ίδιους τους συνδρομητές (υπολογιστές, τερματικά κ.λπ.), το δίκτυο χρησιμοποιεί Wiring Concentrators, η συμπερίληψη των οποίων επιτρέπει τη συλλογή όλων των σημείων σύνδεσης σε ένα σημείο για την παρακολούθηση της λειτουργίας του δικτύου, τη διάγνωση βλαβών και την απλοποίηση της επαναδιαμόρφωσης. Όταν χρησιμοποιείτε διαφορετικούς τύπους καλωδίων (για παράδειγμα, καλώδιο οπτικών ινών και συνεστραμμένο ζεύγος), ο διανομέας εκτελεί επίσης τη λειτουργία μετατροπής ηλεκτρικών σημάτων σε οπτικά σήματα και αντίστροφα. Οι συγκεντρωτές έρχονται επίσης σε διπλή σύνδεση (DAC - Dual-Attachment Concentrator) και μονή σύνδεση (SAC - Single-Attachment Concentrator).

Ένα παράδειγμα διαμόρφωσης δικτύου FDDI φαίνεται στο Σχ. 8.1. Η αρχή του συνδυασμού συσκευών δικτύου απεικονίζεται στο Σχ. 8.2.

Ρύζι. 8.1. Παράδειγμα διαμόρφωσης δικτύου FDDI.

Σε αντίθεση με τη μέθοδο πρόσβασης που προτείνεται από το πρότυπο IEEE 802.5, το FDDI χρησιμοποιεί τη λεγόμενη πολλαπλή διέλευση διακριτικών. Εάν στην περίπτωση του δικτύου Token-Ring ένα νέο (δωρεάν) διακριτικό μεταδίδεται από τον συνδρομητή μόνο αφού του επιστραφεί το πακέτο του, τότε στο FDDI το νέο διακριτικό μεταδίδεται από τον συνδρομητή αμέσως μετά το τέλος της μετάδοσης του πακέτου του ( παρόμοιο με το πώς γίνεται αυτό με τη μέθοδο ETR στο Δακτύλιο δικτύου Token-Ring).

Συμπερασματικά, θα πρέπει να σημειωθεί ότι παρά τα προφανή πλεονεκτήματα του FDDI αυτό το δίκτυοδεν έχει γίνει ευρέως διαδεδομένο, γεγονός που οφείλεται κυρίως στο υψηλό κόστος του εξοπλισμού του (της τάξης των πολλών εκατοντάδων ακόμη και χιλιάδων δολαρίων). Ο κύριος τομέας εφαρμογής του FDDI τώρα είναι τα βασικά, βασικά (Backbone) δίκτυα που συνδυάζουν πολλά δίκτυα. Το FDDI χρησιμοποιείται επίσης για τη σύνδεση ισχυρών σταθμών εργασίας ή διακομιστών που απαιτούν επικοινωνία υψηλής ταχύτητας. Αναμένεται ότι το Fast Ethernet μπορεί να αντικαταστήσει το FDDI, αλλά τα πλεονεκτήματα του καλωδίου οπτικών ινών, της διαχείρισης διακριτικών και του μεγέθους του δικτύου που σπάει ρεκόρ, βάζουν αυτήν τη στιγμή το FDDI μπροστά από τον ανταγωνισμό. Και σε περιπτώσεις όπου το κόστος του εξοπλισμού είναι κρίσιμο, μια έκδοση συνεστραμμένου ζεύγους του FDDI (TPDDI) μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μη κρίσιμες περιοχές. Επιπλέον, το κόστος του εξοπλισμού FDDI μπορεί να μειωθεί σημαντικά καθώς αυξάνεται ο όγκος παραγωγής του.

Δίκτυο 100VG-AnyLAN

Το δίκτυο 100VG-AnyLAN είναι μια από τις τελευταίες εξελίξεις στα τοπικά δίκτυα υψηλής ταχύτητας που εμφανίστηκε πρόσφατα στην αγορά. Συμμορφώνεται με το διεθνές πρότυπο IEEE 802.12, επομένως το επίπεδο τυποποίησής του είναι αρκετά υψηλό.

Τα κύρια πλεονεκτήματά του είναι η υψηλή ταχύτητα ανταλλαγής, το σχετικά χαμηλό κόστος εξοπλισμού (περίπου δύο φορές πιο ακριβός από τον εξοπλισμό του πιο δημοφιλούς δικτύου Ethernet 10BASE-T), μια κεντρική μέθοδος διαχείρισης ανταλλαγής χωρίς συγκρούσεις, καθώς και συμβατότητα σε επίπεδο πακέτου μορφές με δίκτυα Ethernet και Token-Ring.

Στο όνομα του δικτύου 100VG-AnyLAN, ο αριθμός 100 αντιστοιχεί σε ταχύτητα 100 Mbps, τα γράμματα VG υποδηλώνουν χαμηλού κόστους καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους χαμηλού κόστους (Voice Grade) και το AnyLAN (οποιοδήποτε δίκτυο) υποδεικνύει ότι το δίκτυο είναι συμβατό με τα δύο πιο κοινά δίκτυα.

Κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά του δικτύου 100VG-AnyLAN:

· Ταχύτητα μεταφοράς – 100 Mbit/s.

· Τοπολογία – αστέρι με δυνατότητα επέκτασης (δέντρο). Ο αριθμός των κλιμακωτών επιπέδων συγκεντρωτών (hubs) είναι έως 5.

· Μέθοδος πρόσβασης – κεντρική, χωρίς συγκρούσεις (Demand Priority – με αίτημα προτεραιότητας).

· Τα μέσα μετάδοσης είναι το τετραπλό μη θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος (καλώδιο UTP κατηγορίας 3, 4 ή 5), το διπλό συνεστραμμένο ζεύγος (καλώδιο κατηγορίας UTP 5), το συνεστραμμένο ζεύγος διπλής θωράκισης (STP) και το καλώδιο οπτικών ινών. Σήμερα, τα καλώδια τετράστρωτου ζεύγους είναι συνήθως κοινά.

· Το μέγιστο μήκος καλωδίου μεταξύ του διανομέα και του συνδρομητή και μεταξύ των διανομέων είναι 100 μέτρα (για καλώδιο UTP κατηγορίας 3), 200 μέτρα (για καλώδιο UTP κατηγορίας 5 και θωρακισμένο καλώδιο), 2 χιλιόμετρα (για καλώδιο οπτικών ινών). Το μέγιστο δυνατό μέγεθος δικτύου είναι 2 χιλιόμετρα (καθορίζεται από αποδεκτές καθυστερήσεις).

· Ο μέγιστος αριθμός συνδρομητών είναι 1024, συνιστάται – έως 250.

Έτσι, οι παράμετροι του δικτύου 100VG-AnyLAN είναι αρκετά κοντά στις παραμέτρους του δικτύου Fast Ethernet. Ωστόσο, το κύριο πλεονέκτημα του Fast Ethernet είναι η πλήρης συμβατότητά του με το πιο κοινό δίκτυο Ethernet (στην περίπτωση του 100VG-AnyLAN, αυτό απαιτεί γέφυρα). Ταυτόχρονα, ο κεντρικός έλεγχος του 100VG-AnyLAN, ο οποίος εξαλείφει τις συγκρούσεις και εγγυάται μέγιστο χρόνο πρόσβασης (που δεν παρέχεται στο δίκτυο Ethernet), επίσης δεν μπορεί να μειωθεί.

Ένα παράδειγμα της δομής του δικτύου 100VG-AnyLAN φαίνεται στο Σχ. 8.8.

Το δίκτυο 100VG-AnyLAN αποτελείται από έναν κεντρικό (κύριο, ριζικό) διανομέα επιπέδου 1, στον οποίο μπορούν να συνδεθούν τόσο μεμονωμένοι συνδρομητές όσο και κόμβοι Επιπέδου 2, στον οποίο μπορούν να συνδεθούν συνδρομητές και κόμβοι Επιπέδου 3, κ.λπ. Σε αυτήν την περίπτωση, το δίκτυο δεν μπορεί να έχει περισσότερα από πέντε τέτοια επίπεδα (στην αρχική έκδοση δεν υπήρχαν περισσότερα από τρία). Μέγιστο μέγεθοςδίκτυο μπορεί να είναι 1000 μέτρα για αθωράκιστο καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους.

Ρύζι. 8.8. Δομή δικτύου 100VG-AnyLAN.

Σε αντίθεση με τους μη έξυπνους κόμβους άλλων δικτύων (για παράδειγμα, Ethernet, Token-Ring, FDDI), οι κόμβοι δικτύου 100VG-AnyLAN είναι έξυπνοι ελεγκτές που ελέγχουν την πρόσβαση στο δίκτυο. Για να γίνει αυτό, παρακολουθούν συνεχώς τα αιτήματα που φτάνουν σε όλες τις θύρες. Οι κόμβοι λαμβάνουν εισερχόμενα πακέτα και τα στέλνουν μόνο στους συνδρομητές στους οποίους απευθύνονται. Ωστόσο, δεν εκτελούν καμία επεξεργασία πληροφοριών, δηλαδή, σε αυτήν την περίπτωση, το αποτέλεσμα εξακολουθεί να μην είναι ένα ενεργό, αλλά όχι ένα παθητικό αστέρι. Οι συγκεντρωτές δεν μπορούν να ονομάζονται πλήρεις συνδρομητές.

Καθένας από τους διανομείς μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να λειτουργεί με μορφές πακέτων Ethernet ή Token-Ring. Σε αυτήν την περίπτωση, οι διανομείς ολόκληρου του δικτύου πρέπει να λειτουργούν με πακέτα μιας μόνο μορφής. Οι γέφυρες απαιτούνται για την επικοινωνία με δίκτυα Ethernet και Token-Ring, αλλά οι γέφυρες είναι αρκετά απλές.

Οι κόμβοι έχουν μία θύρα κορυφαίο επίπεδο(για τη σύνδεσή του σε διανομέα υψηλότερου επιπέδου) και πολλές θύρες χαμηλότερου επιπέδου (για σύνδεση συνδρομητών). Ο συνδρομητής μπορεί να είναι υπολογιστής (σταθμός εργασίας), διακομιστής, γέφυρα, δρομολογητής, μεταγωγέας. Ένας άλλος διανομέας μπορεί επίσης να συνδεθεί στη θύρα χαμηλότερου επιπέδου.

Κάθε θύρα διανομέα μπορεί να ρυθμιστεί σε έναν από τους δύο πιθανούς τρόπους λειτουργίας:

· Η κανονική λειτουργία περιλαμβάνει την προώθηση στον συνδρομητή που είναι συνδεδεμένος στη θύρα μόνο πακέτων που απευθύνονται σε αυτόν προσωπικά.

· Η λειτουργία παρακολούθησης περιλαμβάνει την προώθηση στον συνδρομητή που είναι συνδεδεμένος στη θύρα όλων των πακέτων που φτάνουν στον διανομέα. Αυτή η λειτουργία επιτρέπει σε έναν από τους συνδρομητές να ελέγχει τη λειτουργία ολόκληρου του δικτύου στο σύνολό του (εκτελέστε τη λειτουργία παρακολούθησης).

Η μέθοδος πρόσβασης δικτύου 100VG-AnyLAN είναι τυπική για δίκτυα αστεριών.

Όταν χρησιμοποιείτε καλώδιο τετραπλού ζεύγους, καθένα από τα τέσσερα καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους εκπέμπει με ταχύτητα 30 Mbps. Η συνολική ταχύτητα μετάδοσης είναι 120 Mbit/s. Ωστόσο, χρήσιμες πληροφορίες λόγω της χρήσης του κωδικού 5B/6B μεταδίδονται μόνο με 100 Mbit/s. Έτσι, το εύρος ζώνης του καλωδίου πρέπει να είναι τουλάχιστον 15 MHz. Το καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 3 (εύρος ζώνης 16 MHz) ικανοποιεί αυτήν την απαίτηση.

Έτσι, το δίκτυο 100VG-AnyLAN παρέχει μια προσιτή λύση για την αύξηση των ταχυτήτων μετάδοσης έως και 100 Mbps. Ωστόσο, δεν είναι πλήρως συμβατό με κανένα από τα τυπικά δίκτυα, επομένως η μελλοντική του μοίρα είναι προβληματική. Επιπλέον, σε αντίθεση με το δίκτυο FDDI, δεν έχει παραμέτρους εγγραφής. Πιθανότατα, το 100VG-AnyLAN, παρά την υποστήριξη αξιόπιστων εταιρειών και το υψηλό επίπεδο τυποποίησης, θα παραμείνει απλώς ένα παράδειγμα ενδιαφέρουσες τεχνικές λύσεις.

Όταν πρόκειται για το πιο κοινό δίκτυο Fast Ethernet 100Mbps, το 100VG-AnyLAN παρέχει διπλάσιο μήκος καλωδίου UTP κατηγορίας 5 (έως 200 μέτρα), καθώς και μια μέθοδο διαχείρισης κυκλοφορίας χωρίς διαμάχες.