سرعت انتقال اطلاعات اترنت سریع. فناوری اترنت سریع، ویژگی های آن، لایه فیزیکی، قوانین ساخت و ساز. مقادیر فیلد DSAP و SSAP

آزمایشگاه تست ComputerPress کارت های شبکه اترنت سریع را برای گذرگاه PCI که برای استفاده در ایستگاه های کاری 10/100 مگابیت بر ثانیه در نظر گرفته شده است، آزمایش کرد. رایج ترین کارت های در حال حاضر با توان عملیاتی 10/100 مگابیت بر ثانیه انتخاب شدند، زیرا اولاً می توان از آنها در اترنت، اترنت سریع و شبکه های مختلط استفاده کرد و ثانیاً فناوری امیدبخش اترنت گیگابیت ( توان عملیاتیتا 1000 مگابیت بر ثانیه) هنوز اغلب برای اتصال سرورهای قدرتمند به تجهیزات شبکه هسته شبکه استفاده می شود. بسیار مهم است که از چه کیفیتی از تجهیزات غیر فعال شبکه (کابل، سوکت و غیره) در شبکه استفاده می شود. به خوبی شناخته شده است که اگر برای شبکه های اترنت یک کابل جفت پیچ خورده از دسته 3 کافی است، پس از قبل برای Fast Ethernet دسته 5 مورد نیاز است. پراکندگی سیگنال و ایمنی ضعیف نویز می تواند به طور قابل توجهی توان شبکه را کاهش دهد.

هدف از آزمایش تعیین، اول از همه، شاخص عملکرد موثر (نسبت شاخص عملکرد / کارایی - از این پس شاخص P / E) و تنها پس از آن - قدر مطلق توان عملیاتی بود. شاخص P/E به عنوان نسبت توان عملیاتی کارت شبکه بر حسب مگابیت بر ثانیه به بار CPU به صورت درصد محاسبه می شود. این شاخص استاندارد صنعتی برای اندازه گیری عملکرد آداپتور شبکه است. این به منظور در نظر گرفتن استفاده از منابع CPU توسط کارت های شبکه معرفی شد. واقعیت این است که برخی از سازندگان آداپتورهای شبکه سعی می کنند با استفاده از چرخه های بیشتر پردازنده کامپیوتری برای انجام عملیات شبکه، به حداکثر کارایی دست یابند. حداقل بار پردازنده و توان عملیاتی نسبتاً بالا برای اجرای برنامه‌های تجاری، چند رسانه‌ای و بلادرنگ ضروری است.

ما کارت هایی را که در حال حاضر بیشتر برای ایستگاه های کاری در شبکه های شرکتی و محلی استفاده می شود آزمایش کردیم:

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. مدیریت Intel EtherExpress PRO/100+
6. CNet PRO-120
7. NetGear FA 310TX
8. Allied Telesyn AT 2500TX
9. Surecom EP-320X-R

مشخصات اصلی آداپتورهای شبکه آزمایش شده در جدول آورده شده است. 1 . اجازه دهید برخی از اصطلاحات استفاده شده در جدول را توضیح دهیم. تشخیص خودکار سرعت اتصال به این معنی است که آداپتور خود حداکثر سرعت عملیاتی ممکن را تعیین می کند. علاوه بر این، اگر تشخیص سرعت خودکار پشتیبانی شود، هنگام حرکت از اترنت به اترنت سریع و برگشت نیازی به پیکربندی اضافی نیست. یعنی از مدیر سیستمنیازی به پیکربندی مجدد آداپتور یا بارگذاری مجدد درایورها نیست.

پشتیبانی از حالت Bus Master به شما امکان می دهد داده ها را مستقیماً بین کارت شبکه و حافظه رایانه انتقال دهید. این کار پردازنده مرکزی را برای انجام سایر عملیات آزاد می کند. این ویژگی به یک استاندارد واقعی تبدیل شده است. جای تعجب نیست که همه کارت های شبکه شناخته شده از حالت Bus Master پشتیبانی می کنند.

روشن کردن از راه دور (Wake on LAN) به شما امکان می دهد رایانه شخصی خود را از طریق شبکه روشن کنید. یعنی سرویس کامپیوتر در ساعات غیر کاری امکان پذیر می شود. برای این منظور از کانکتورهای سه پین ​​بر روی مادربرد و آداپتور شبکه استفاده می شود که با کابل مخصوص (که در بسته بندی موجود است) به هم متصل می شوند. علاوه بر این، نرم افزار کنترل ویژه مورد نیاز است. فناوری Wake on LAN توسط اتحاد Intel-IBM توسعه یافته است.

حالت Full Duplex به شما امکان می دهد داده ها را به طور همزمان در هر دو جهت انتقال دهید، نیمه دورو - فقط در یک جهت. بنابراین، حداکثر توان عملیاتی ممکن در حالت فول دوبلکس 200 مگابیت بر ثانیه است.

DMI (رابط مدیریت دسکتاپ) امکان به دست آوردن اطلاعات در مورد پیکربندی و منابع رایانه شخصی را با استفاده از نرم افزار مدیریت شبکه فراهم می کند.

پشتیبانی از مشخصات WfM (Wired for Management) تعامل آداپتور شبکه با نرم افزار مدیریت و مدیریت شبکه را تضمین می کند.

برای راه‌اندازی از راه دور یک سیستم‌عامل رایانه از طریق شبکه، آداپتورهای شبکه به حافظه BootROM ویژه مجهز شده‌اند. این اجازه می دهد تا ایستگاه های کاری بدون دیسک به طور موثر در یک شبکه استفاده شوند. اکثر کارت های آزمایش شده فقط دارای یک اسلات BootROM بودند. خود تراشه BootROM معمولاً یک گزینه جداگانه سفارش داده شده است.

پشتیبانی از ACPI (Advanced Configuration Power Interface) به کاهش مصرف انرژی کمک می کند. ACPI یک فناوری جدید است که سیستم مدیریت انرژی را تقویت می کند. این مبتنی بر استفاده از هر دو سخت افزار و نرم افزار. در اصل، Wake on LAN بخشی از ACPI است.

ابزارهای عملکرد اختصاصی به شما این امکان را می دهند که کارایی کارت شبکه خود را افزایش دهید. معروف ترین آنها Parallel Tasking II از 3Com و Adaptive Technology از اینتل هستند. این محصولات معمولا ثبت اختراع هستند.

تقریباً همه آداپتورها از سیستم عامل های اصلی پشتیبانی می کنند. سیستم عامل های اصلی عبارتند از: Windows، Windows NT، NetWare، Linux، SCO UNIX، LAN Manager و غیره.

سطح پشتیبانی خدمات با در دسترس بودن اسناد، فلاپی دیسک با درایورها و توانایی دانلود ارزیابی می شود. آخرین نسخه هادرایورها از وب سایت شرکت بسته بندی نیز نقش مهمی دارد. از این نظر، بهترین ها، به نظر ما، آداپتورهای شبکه D-Link، Allied Telesyn و Surecom هستند. اما به طور کلی سطح پشتیبانی برای همه کارت ها رضایت بخش بود.

به طور معمول، گارانتی کل طول عمر آداپتور برق متناوب را پوشش می دهد (گارانتی مادام العمر). گاهی اوقات به 1-3 سال محدود می شود.

روش شناسی تست

در تمام آزمایشات از آخرین نسخه درایورهای کارت شبکه استفاده شده است که از سرورهای اینترنتی سازندگان مربوطه دانلود شده است. در موردی که درایور کارت شبکه اجازه هرگونه تنظیمات و بهینه سازی را می داد، از تنظیمات پیش فرض استفاده می شد (به جز آداپتور شبکه اینتل). توجه داشته باشید که کارت ها و درایورهای مربوطه از 3Com و Intel دارای غنی ترین قابلیت ها و عملکردهای اضافی هستند.

اندازه گیری عملکرد با استفاده از ابزار Novell's Perform3 انجام شد. اصل عملکرد ابزار این است که یک فایل کوچک از ایستگاه کاری به یک فایل مشترک کپی می شود. درایو شبکهسرور، پس از آن در حافظه پنهان فایل سرور باقی می ماند و در یک بازه زمانی معین بارها از آنجا خوانده می شود. این امکان قابلیت همکاری حافظه-شبکه-حافظه را فراهم می کند و تأثیر تأخیر مرتبط با عملیات دیسک را حذف می کند. پارامترهای ابزار شامل اندازه فایل اولیه، اندازه فایل نهایی، مرحله تغییر اندازه و زمان تست است. ابزار Novell Perform3 مقادیر عملکرد را برای اندازه های مختلف فایل، متوسط ​​و حداکثر عملکرد(در کیلوبایت بر ثانیه). برای پیکربندی ابزار از پارامترهای زیر استفاده شده است:

• اندازه فایل اولیه - 4095 بایت
• حجم فایل نهایی - 65535 بایت
• مرحله افزایش فایل - 8192 بایت

زمان تست با هر فایل روی بیست ثانیه تنظیم شد.

هر آزمایش از یک جفت کارت شبکه یکسان استفاده می‌کرد که یکی روی سرور و دیگری روی ایستگاه کاری اجرا می‌شد. به نظر می رسد که این با رویه رایج ناسازگار باشد، زیرا سرورها معمولاً از آداپتورهای شبکه تخصصی استفاده می کنند که دارای تعدادی ویژگی اضافی هستند. اما این دقیقاً راه است - همان کارت های شبکه هم روی سرور و هم بر روی ایستگاه های کاری نصب می شوند - آزمایش توسط همه آزمایشگاه های آزمایشی شناخته شده در جهان (KeyLabs، Tolly Group و غیره) انجام می شود. نتایج تا حدودی پایین تر است، اما آزمایش به نظر تمیز است، زیرا فقط کارت های شبکه تجزیه و تحلیل شده روی همه رایانه ها کار می کنند.

پیکربندی مشتری Compaq DeskPro EN:

• پردازنده Pentium II 450 مگاهرتز
• کش 512 کیلوبایت
• رم 128 مگابایت
• هارد 10 گیگ
• سیستم عامل ویندوز مایکروسافتسرور NT 4.0 c 6 a SP
• پروتکل TCP/IP

پیکربندی سرور Compaq DeskPro EP:

• پردازنده سلرون 400 مگاهرتز
• رم 64 مگابایت
• هارد 4.3 گیگابایت
• اتاق عمل سیستم مایکروسافت Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• پروتکل TCP/IP

آزمایش در شرایطی انجام شد که رایانه‌ها مستقیماً با کابل متقاطع رده 5 UTP وصل شده بودند. در طی این آزمایش‌ها، کارت‌ها در حالت Full Duplex 100Base-TX کار می‌کردند. در این حالت به دلیل اینکه بخشی از اطلاعات سرویس (مثلا تایید دریافت) همزمان با اطلاعات مفیدی که حجم آن تخمین زده می شود مخابره می شود، توان عملیاتی کمی بالاتر است. تحت این شرایط، ثبت مقادیر توان عملیاتی نسبتاً بالایی ممکن بود. به عنوان مثال، برای آداپتور 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM، میانگین سرعت 79.23 مگابیت بر ثانیه است.

بار CPU بر روی سرور با استفاده از اندازه گیری شد برنامه های کاربردی ویندوزمانیتور عملکرد NT; داده ها در یک فایل log ثبت شد. ابزار Perform3 بر روی کلاینت اجرا شد تا بر بار پردازنده سرور تأثیری نداشته باشد. پردازنده کامپیوتر سرور اینتل سلرون بود که عملکرد آن به طور قابل توجهی کمتر از عملکرد پردازنده های Pentium II و III است. اینتل سلرون عمداً مورد استفاده قرار گرفت: واقعیت این است که از آنجایی که بار پردازنده با یک خطای مطلق نسبتاً بزرگ تعیین می شود، در مورد مقادیر مطلق بزرگ، خطای نسبی کوچکتر است.

پس از هر آزمایش، ابزار Perform3 نتایج کار خود را در یک فایل متنی در قالب یک مجموعه داده به شکل زیر قرار می دهد:

65535 بایت. 10491.49 کیلوبایت بر ثانیه. 10491.49 KBps مجموع. 57343 بایت. 10844.03 کیلوبایت بر ثانیه. 10844.03 KBps مجموع. 49151 بایت. 10737.95 کیلوبایت بر ثانیه. 10737.95 KBps مجموع. 40959 بایت. 10603.04 کیلوبایت بر ثانیه. 10603.04 KBps مجموع. 32767 بایت. 10497.73 کیلوبایت بر ثانیه. 10497.73 KBps مجموع. 24575 بایت. 10220.29 کیلوبایت بر ثانیه. 10220.29 KBps مجموع. 16383 بایت. 9573.00 کیلوبایت بر ثانیه. 9573.00 KBps مجموع. 8191 بایت. 8195.50 کیلوبایت بر ثانیه. 8195.50 KBps مجموع. 10844.03 حداکثر KBps. 10145.38 KBp میانگین.

اندازه فایل، توان عملیاتی مربوطه را برای کلاینت انتخاب شده و برای همه کلاینت ها (در این مورد فقط یک کلاینت وجود دارد)، و همچنین حداکثر و متوسط ​​توان عملیاتی کل آزمایش را نمایش می دهد. مقادیر میانگین بدست آمده برای هر آزمون با استفاده از فرمول از KB/s به Mbit/s تبدیل شد:
(KB x 8)/1024,
و مقدار شاخص P/E به عنوان نسبت توان عملیاتی به بار پردازنده به صورت درصد محاسبه شد. در ادامه، مقدار میانگین شاخص P/E بر اساس نتایج سه اندازه گیری محاسبه شد.

هنگام استفاده از ابزار Perform3 در Windows NT Workstation مشکل زیر به وجود آمد: علاوه بر نوشتن در درایو شبکه، فایل در حافظه نهان فایل محلی نیز نوشته شد، از آنجا که متعاقباً به سرعت خوانده شد. نتایج چشمگیر بود، اما غیر واقعی بود، زیرا هیچ انتقال داده ای از طریق شبکه وجود نداشت. برای اینکه برنامه‌ها درایوهای شبکه مشترک را به عنوان درایوهای محلی معمولی در نظر بگیرند، سیستم عاملیک جزء شبکه ویژه استفاده می شود - یک تغییر مسیر که درخواست های I/O را از طریق شبکه هدایت می کند. در شرایط عملیاتی معمولی، هنگام انجام فرآیند نوشتن یک فایل در یک درایو شبکه مشترک، redirector از الگوریتم کش ویندوز NT استفاده می کند. به همین دلیل است که هنگام نوشتن روی سرور، نوشتن در حافظه پنهان فایل محلی ماشین کلاینت نیز رخ می دهد. و برای انجام تست، لازم است که کش فقط در سرور انجام شود. برای اطمینان از عدم وجود حافظه پنهان در رایانه مشتری، رجیستری ویندوز NT، مقادیر پارامتر تغییر کرد، که امکان غیرفعال کردن کش انجام شده توسط redirector را فراهم کرد. در اینجا نحوه انجام آن آمده است:

1. مسیر ثبت نام:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

   نام پارامتر:

   UseWriteBehind بهینه سازی نوشتن پشت را برای فایل های در حال نوشتن فعال می کند

   نوع: REG_DWORD

   مقدار: 0 (پیش‌فرض: 1)

2. مسیر ثبت نام:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lanmanworkstation\parameters

   نام پارامتر:

   UtilizeNTCaching مشخص می کند که آیا Redirector از مدیر کش ویندوز NT برای ذخیره محتوای فایل استفاده کند یا خیر.

   نوع: REG_DWORD مقدار: 0 (پیش‌فرض: 1)

آداپتور شبکه Intel EtherExpress PRO/100+Management

توان عملیاتی و استفاده از CPU این کارت تقریباً مشابه کارت 3Com است. پنجره تنظیمات این کارت در زیر نشان داده شده است.

کنترلر جدید Intel 82559 نصب شده بر روی این کارت عملکرد بسیار بالایی را به خصوص در شبکه های Fast Ethernet ارائه می دهد.

فناوری ای که اینتل در کارت Intel EtherExpress PRO/100+ خود استفاده می کند، Adaptive Technology نام دارد. ماهیت روش تغییر خودکار فواصل زمانی بین بسته های اترنت بسته به بار شبکه است. با افزایش تراکم شبکه، فاصله بین بسته‌های اترنت به صورت پویا افزایش می‌یابد که تعداد برخوردها را کاهش می‌دهد و توان عملیاتی را افزایش می‌دهد. هنگامی که بار شبکه کم است، زمانی که احتمال برخورد کم است، فواصل زمانی بین بسته ها کاهش می یابد که همچنین منجر به افزایش عملکرد می شود. بیشترین مزایای این روش را باید در بخش‌های اترنت با برخورد بزرگ دید، یعنی در مواردی که توپولوژی شبکه به جای سوئیچ‌ها تحت سلطه توپولوژی شبکه است.

فناوری جدید اینتل به نام بسته اولویتی اجازه می دهد تا ترافیک از طریق آن تنظیم شود کارت شبکه، با توجه به اولویت های بسته های تکی. این امکان افزایش نرخ انتقال داده برای برنامه های کاربردی حیاتی را فراهم می کند.

از مجازی پشتیبانی می کند شبکه های محلی VLAN (استاندارد IEEE 802.1Q).

فقط دو نشانگر روی برد وجود دارد - کار / اتصال، سرعت 100.

www.intel.com

آداپتور شبکه SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX/MP

معماری این کارت از دو فناوری امیدوارکننده استفاده می کند: SMC SimulTasking و Programmable InterPacket Gap. اولین فناوری مشابه فناوری 3Com Parallel Tasking است. با مقایسه نتایج تست کارت های این دو سازنده، می توان در مورد میزان اثربخشی اجرای این فناوری ها نتیجه گیری کرد. همچنین اشاره می کنیم که این کارت شبکه هم از نظر عملکرد و هم از نظر شاخص P/E، بالاتر از همه کارت ها به جز 3Com و اینتل، سومین نتیجه را نشان داد.

چهار نشانگر LED روی کارت وجود دارد: سرعت 100، انتقال، اتصال، دوبلکس.

آدرس سایت اصلی این شرکت: www.smc.com است

معرفی

هدف از تهیه این گزارش، ارائه مختصر و در دسترس اصول اولیه عملکرد و ویژگی های شبکه های کامپیوتری با استفاده از Fast Ethernet به عنوان مثال بود.

شبکه مجموعه ای از رایانه ها و سایر دستگاه های متصل است. هدف اصلی شبکه های کامپیوتری به اشتراک گذاری منابع و اجرای ارتباطات تعاملی در داخل یک شرکت و خارج از آن است. منابع عبارتند از داده ها، برنامه های کاربردی و لوازم جانبی، مانند درایو خارجی، چاپگر، ماوس، مودم یا جوی استیک. مفهوم ارتباط تعاملی بین رایانه ها به معنای تبادل پیام ها در زمان واقعی است.

مجموعه استانداردهای زیادی برای انتقال داده در شبکه های کامپیوتری وجود دارد. یکی از مجموعه ها استاندارد Fast Ethernet است.

از این مطالب در مورد موارد زیر یاد خواهید گرفت:

• · فن آوری های اترنت سریع
• سوئیچ ها
• کابل FTP
• انواع اتصال
• توپولوژی شبکه های کامپیوتری

در کارم اصول عملکرد یک شبکه بر اساس استاندارد Fast Ethernet را نشان خواهم داد.

سوئیچینگ محلی شبکه های کامپیوتر(LAN) و فن آوری های اترنت سریع در پاسخ به نیاز به بهبود کارایی شبکه های اترنت توسعه یافتند. با افزایش توان عملیاتی، این فناوری ها می توانند " مکان های باریک» در شبکه و پشتیبانی از برنامه هایی که به سرعت انتقال داده بالایی نیاز دارند. جذابیت این راه حل ها این است که مجبور نیستید یکی یا دیگری را انتخاب کنید. آنها مکمل یکدیگر هستند، بنابراین کارایی شبکه را اغلب می توان با استفاده از هر دو فناوری بهبود بخشید.

اطلاعات جمع آوری شده هم برای افرادی که شروع به مطالعه شبکه های کامپیوتری می کنند و هم برای مدیران شبکه مفید خواهد بود.

1. نمودار شبکه

2. فناوری اترنت سریع

شبکه کامپیوتری اترنت سریع

اترنت سریع نتیجه توسعه فناوری اترنت است. بر اساس و حفظ تکنیک CSMA/CD (دسترسی چندگانه نظرسنجی کانال و تشخیص برخورد)، دستگاه‌های اترنت سریع با سرعت 10 برابر اترنت کار می‌کنند. 100 مگابیت بر ثانیه Fast Ethernet پهنای باند کافی برای برنامه هایی مانند طراحی و ساخت به کمک کامپیوتر (CAD/CAM)، گرافیک و پردازش تصویر و چند رسانه ای فراهم می کند. اترنت سریع با اترنت 10 مگابیت در ثانیه سازگار است، بنابراین ادغام اترنت سریع در شبکه محلی خود با استفاده از سوئیچ به جای روتر آسان تر است.

تعویض

با استفاده از سوئیچ هابسیاری از گروه های کاری را می توان برای تشکیل یک LAN بزرگ متصل کرد (نمودار 1 را ببینید). سوئیچ های ارزان قیمت بهتر از روترها عمل می کنند و عملکرد LAN بهتری را ارائه می دهند. گروه های کاری اترنت سریع متشکل از یک یا دو هاب را می توان از طریق یک سوئیچ اترنت سریع برای افزایش بیشتر تعداد کاربران و همچنین پوشش منطقه بزرگتر متصل کرد.

به عنوان مثال، سوئیچ زیر را در نظر بگیرید:

برنج. 1 D-Link-1228/ME

سری سوئیچ‌های DES-1228/ME شامل سوئیچ‌های اترنت سریع لایه 2 و قابل تنظیم می‌باشد. با عملکرد پیشرفته، دستگاه های DES-1228/ME هستند راه حل ارزان قیمتبرای ایجاد یک شبکه امن و با کارایی بالا. ویژگی های متمایز کنندهاز ویژگی های این سوئیچ می توان به تراکم پورت بالا، 4 پورت Uplink گیگابیتی، تنظیمات تغییر گام کوچک برای مدیریت پهنای باند و بهبود مدیریت شبکه اشاره کرد. این سوئیچ ها به شما این امکان را می دهند که شبکه خود را هم از نظر عملکرد و هم از نظر ویژگی های هزینه بهینه کنید. سوئیچ های سری DES-1228/ME هم از نظر عملکرد و هم از نظر ویژگی های هزینه راه حل بهینه هستند.

کابل FTP

کابل LAN-5EFTP-BLاز 4 جفت هادی مسی تک هسته ای تشکیل شده است.

قطر هادی 24AWG.

هر هادی در عایق HDPE (پلی اتیلن با چگالی بالا) محصور شده است.

دو هادی که با یک گام مخصوص انتخاب شده پیچ خورده اند، یک جفت پیچ خورده را تشکیل می دهند.

4 جفت پیچ خورده در فیلم پلی اتیلن پیچیده شده و همراه با یک هادی مسی تک هسته ای در یک محافظ فویل مشترک و غلاف PVC محصور شده اند.

مستقیم از وسط

خدمت می کند:

• 1. برای اتصال کامپیوتر به سوئیچ (هاب، سوئیچ) از طریق کارت شبکه کامپیوتر
• 2. برای اتصال تجهیزات جانبی شبکه - چاپگرها، اسکنرها - به سوئیچ (هاب، سوئیچ)
• 3. برای UPLINK در سوئیچ بالاتر (هاب، سوئیچ) - سوئیچ های مدرنمی تواند به طور خودکار ورودی های کانکتور را برای دریافت و انتقال پیکربندی کند

کراس اوور

خدمت می کند:

• 1. برای اتصال مستقیم 2 کامپیوتر به یک شبکه محلی، بدون استفاده از تجهیزات سوئیچینگ (هاب، سوئیچ، روتر و غیره).
• 2. برای آپلینک، اتصال به یک سوئیچ سطح بالاتر در یک شبکه محلی با ساختار پیچیده، برای انواع قدیمی سوئیچ ها (هاب ها، سوئیچ ها)، آنها یک کانکتور جداگانه دارند که "UPLINK" یا X نیز مشخص شده است.

توپولوژی ستاره

به سوی ستاره ها- توپولوژی اصلی یک شبکه کامپیوتری که در آن تمام کامپیوترهای موجود در شبکه به یک گره مرکزی (معمولا یک سوئیچ) متصل می شوند و یک بخش فیزیکی از شبکه را تشکیل می دهند. چنین بخش شبکه می تواند به صورت جداگانه یا به عنوان بخشی از یک توپولوژی شبکه پیچیده (معمولاً یک درخت) عمل کند. تمام تبادل اطلاعات منحصراً از طریق رایانه مرکزی انجام می شود که از این طریق تحت بار بسیار زیادی قرار می گیرد، بنابراین به جز شبکه نمی تواند کار دیگری انجام دهد. به عنوان یک قاعده، این رایانه مرکزی است که قدرتمندترین است و تمام عملکردهای مدیریت مبادله روی آن است. اصولاً هیچ درگیری در شبکه با توپولوژی ستاره امکان پذیر نیست، زیرا مدیریت کاملاً متمرکز است.

کاربرد

اترنت کلاسیک 10 مگابیت برای اکثر کاربران برای حدود 15 سال مناسب بود. با این حال، در اوایل دهه 90، ظرفیت ناکافی آن احساس شد. برای کامپیوترهای روشن پردازنده های اینتل 80286 یا 80386 با گذرگاه های ISA (8 مگابایت بر ثانیه) یا EISA (32 مگابایت بر ثانیه)، پهنای باند بخش اترنت 1/8 یا 1/32 کانال حافظه به دیسک بود و این به خوبی با نسبت مطابقت داشت. از حجم داده های پردازش شده به صورت محلی و داده های ارسال شده از طریق شبکه. برای ایستگاه های مشتری قدرتمندتر با گذرگاه PCI (133 مگابایت بر ثانیه)، این سهم به 1/133 کاهش یافت که به وضوح کافی نبود. در نتیجه، بسیاری از بخش‌های اترنت 10 مگابیت در ثانیه بیش از حد بارگذاری شدند، پاسخگویی سرور به طور قابل‌توجهی کاهش یافت، و نرخ برخورد به طور قابل‌توجهی افزایش یافت و توان عملیاتی قابل استفاده را کاهش داد.

نیاز به توسعه یک اترنت "جدید" وجود دارد، یعنی فناوری که با کارایی 100 مگابیت بر ثانیه به همان اندازه مقرون به صرفه باشد. در نتیجه جستجوها و تحقیقات، کارشناسان به دو اردوگاه تقسیم شدند که در نهایت منجر به ظهور دو فناوری جدید - Fast Ethernet و l00VG-AnyLAN شد. آنها در درجه تداوم با اترنت کلاسیک متفاوت هستند.

در سال 1992، گروهی از تولیدکنندگان تجهیزات شبکه، از جمله رهبران فناوری اترنت مانند SynOptics، 3Com و چندین شرکت دیگر، Fast Ethernet Alliance، یک انجمن غیرانتفاعی را تشکیل دادند تا استانداردی برای یک فناوری جدید ایجاد کنند که ویژگی های اترنت را حفظ کند. تکنولوژی تا حداکثر ممکن

اردوی دوم توسط هیولت پاکارد و AT&T رهبری شد، که پیشنهاد کردند از این فرصت برای رفع برخی از کاستی های شناخته شده فناوری اترنت استفاده کنند. پس از مدتی، آی‌بی‌ام به این شرکت‌ها ملحق شد، که با پیشنهاد ارائه برخی سازگاری با شبکه‌های Token Ring در فناوری جدید کمک کرد.

در همان زمان، کمیته IEEE 802 یک گروه تحقیقاتی را برای مطالعه پتانسیل فنی فناوری های جدید پرسرعت تشکیل داد. بین اواخر سال 1992 و اواخر سال 1993، تیم IEEE راه حل های 100 مگابیتی ارائه شده توسط فروشندگان مختلف را مطالعه کرد. علاوه بر پیشنهادات Fast Ethernet Alliance، این گروه همچنین فناوری پرسرعت پیشنهادی Hewlett-Packard و AT&T را بررسی کرد.

بحث بر روی موضوع حفظ روش دسترسی تصادفی CSMA/CD متمرکز بود. پیشنهاد Fast Ethernet Alliance این روش را حفظ کرد و در نتیجه تداوم و سازگاری بین شبکه‌های 10 مگابیت بر ثانیه و 100 مگابیت در ثانیه را تضمین کرد. ائتلاف HP-AT&T که از حمایت فروشندگان بسیار کمتری در صنعت شبکه نسبت به Fast Ethernet Alliance برخوردار بود، یک روش دسترسی کاملاً جدید به نام پیشنهاد کرد. اولویت تقاضا- دسترسی با اولویت در صورت تقاضا این به طور قابل توجهی رفتار گره ها را در شبکه تغییر داد، بنابراین نمی توانست در فناوری اترنت و استاندارد 802.3 قرار بگیرد و یک کمیته جدید IEEE 802.12 برای استانداردسازی آن سازماندهی شد.

در پاییز 1995، هر دو فناوری به استانداردهای IEEE تبدیل شدند. کمیته IEEE 802.3 مشخصات Fast Ethernet را به عنوان استاندارد 802.3 پذیرفت که یک استاندارد مستقل نیست، اما افزوده ای به استاندارد 802.3 موجود در قالب فصل های 21 تا 30 است. کمیته 802.12 فناوری l00VG-AnyLAN را پذیرفته است. از یک روش دسترسی اولویت تقاضای جدید استفاده می کند و از دو فرمت فریم - اترنت و حلقه توکن پشتیبانی می کند.

v لایه فیزیکی فناوری Fast Ethernet

تمام تفاوت های بین فناوری اترنت سریع و اترنت بر روی لایه فیزیکی متمرکز است (شکل 3.20). لایه های MAC و LLC در Fast Ethernet دقیقاً یکسان هستند و در فصل های قبلی استانداردهای 802.3 و 802.2 توضیح داده شده است. بنابراین، هنگام در نظر گرفتن فناوری Fast Ethernet، تنها چند گزینه برای لایه فیزیکی آن بررسی خواهیم کرد.

ساختار پیچیده تر لایه فیزیکی فناوری Fast Ethernet به این دلیل است که از سه نوع سیستم کابل کشی استفاده می کند:

• · کابل فیبر نوری چند حالته، دو فیبر استفاده می شود.
• · جفت پیچ خورده رده 5، دو جفت استفاده می شود.
• · جفت پیچ خورده رده 3، چهار جفت استفاده می شود.

کابل کواکسیال که اولین شبکه اترنت را به جهان داد، در لیست رسانه های مجاز انتقال داده فناوری جدید Fast Ethernet قرار نگرفت. این یک روند رایج در بسیاری از فناوری های جدید است زیرا مسافت های کوتاهجفت پیچ خورده رده 5 به شما امکان می دهد داده ها را با همان سرعت کابل کواکسیال انتقال دهید، اما شبکه ارزان تر و کارکرد آن آسان تر است. در فواصل طولانی، فیبر نوری پهنای باند بسیار بالاتری نسبت به کواکسیال دارد و هزینه شبکه خیلی بالاتر نیست، به خصوص وقتی هزینه های بالای عیب یابی یک سیستم کابل کواکسیال بزرگ را در نظر بگیرید.

تفاوت بین فناوری اترنت سریع و فناوری اترنت

کنار گذاشتن کابل کواکسیال به این واقعیت منجر شده است که شبکه های اترنت سریع همیشه ساختار درختی سلسله مراتبی دارند که بر روی هاب ها ساخته شده اند، درست مانند شبکه های l0Base-T/l0Base-F. تفاوت اصلی بین پیکربندی های شبکه اترنت سریع کاهش قطر شبکه به حدود 200 متر است که با کاهش 10 برابری در حداقل طول زمان انتقال فریم به دلیل افزایش 10 برابری سرعت انتقال در مقایسه با اترنت 10 مگابیت توضیح داده می شود. .

با این وجود، این شرایط واقعاً مانع ساخت شبکه های بزرگ با استفاده از فناوری Fast Ethernet نمی شود. واقعیت این است که اواسط دهه 90 نه تنها با استفاده گسترده از فناوری های پرسرعت ارزان قیمت، بلکه با توسعه سریع شبکه های محلی مبتنی بر سوئیچ ها مشخص شد. هنگام استفاده از سوئیچ ها، پروتکل اترنت سریع می تواند در حالت تمام دوبلکس کار کند، که در آن هیچ محدودیتی در طول کل شبکه وجود ندارد، بلکه فقط محدودیت هایی در طول بخش های فیزیکی متصل کننده دستگاه های همسایه (آداپتور - سوئیچ یا سوئیچ -) وجود دارد. تعویض). بنابراین، هنگام ایجاد ستون فقرات شبکه محلی از راه دور، از فناوری Fast Ethernet نیز به طور فعال استفاده می شود، اما فقط در نسخه تمام دوبلکس، همراه با سوئیچ ها.

این بخش، عملیات نیمه دوبلکس فناوری اترنت سریع را مورد بحث قرار می دهد، که به طور کامل با تعریف روش دسترسی شرح داده شده در استاندارد 802.3 مطابقت دارد.

در مقایسه با گزینه های پیاده سازی فیزیکی برای اترنت (و شش مورد از آنها وجود دارد)، در Fast Ethernet تفاوت بین هر گزینه و گزینه های دیگر عمیق تر است - تعداد هادی ها و روش های کدگذاری هم تغییر می کند. و از آنجایی که انواع فیزیکی اترنت سریع به طور همزمان ایجاد شده اند، و نه به صورت تکاملی، همانطور که برای شبکه های اترنت ایجاد شده است، می توان آن دسته از زیرلایه های لایه فیزیکی را که از گونه ای به نوع دیگر تغییر نمی کنند، و آن دسته از زیرلایه هایی که مختص به آن هستند، با جزئیات تعریف کرد. هر گونه از محیط فیزیکی.

استاندارد رسمی 802.3 سه مشخصات مختلف را برای لایه فیزیکی Fast Ethernet ایجاد کرد و نام‌های زیر را به آنها داد:

ساختار لایه فیزیکی اترنت سریع

• · 100Base-TX برای کابل دو جفتی در جفت تابیده بدون محافظ UTP دسته 5 یا جفت تابیده شیلددار STP نوع 1.
• · 100Base-T4 برای کابل UTP چهار جفتی رده 3، 4 یا 5.
• · 100Base-FX برای کابل فیبر نوری چند حالته، از دو فیبر استفاده شده است.

عبارات و ویژگی های زیر برای هر سه استاندارد صادق است.

• · فرمت های فریم فناوری Fast Ethernetee با فرمت های فریم فناوری اترنت 10 مگابیت متفاوت است.
• · فاصله میان فریم (IPG) 0.96 میکرو ثانیه و فاصله بیت 10 نانو ثانیه است. تمام پارامترهای زمان‌بندی الگوریتم دسترسی (فاصله عقب‌نشینی، حداقل زمان ارسال طول فریم، و غیره)، که در بازه‌های بیتی اندازه‌گیری می‌شوند، ثابت مانده‌اند، بنابراین هیچ تغییری در بخش‌های استاندارد مربوط به سطح MAC ایجاد نشده است.
• · علامت حالت آزاد رسانه، انتقال نماد Idle کد اضافی مربوطه است (و نه عدم وجود سیگنال، مانند استانداردهای اترنت 10 مگابیت بر ثانیه). لایه فیزیکی شامل سه عنصر است:
• o زیرلایه آشتی؛
• o رابط مستقل رسانه (رابط مستقل رسانه، Mil)؛
• o دستگاه لایه فیزیکی (PHY).

لایه مذاکره مورد نیاز است تا لایه MAC که برای رابط AUI طراحی شده است بتواند از طریق رابط MP با لایه فیزیکی کار کند.

دستگاه لایه فیزیکی (PHY) به نوبه خود از چندین زیرلایه تشکیل شده است (شکل 3.20 را ببینید):

• · زیرسطح رمزگذاری داده های منطقی، که بایت های وارد شده از سطح MAC را به نمادهای کد 4B/5B یا 8B/6T تبدیل می کند (هر دو کد در فناوری اترنت سریع استفاده می شوند).
• · زیرلایه‌های اتصال فیزیکی و زیرلایه‌های وابستگی به رسانه فیزیکی (PMD)، که تولید سیگنال را مطابق با یک روش کدگذاری فیزیکی، برای مثال NRZI یا MLT-3 ارائه می‌کنند.
• · لایه فرعی autonegotiation، که به دو پورت ارتباطی اجازه می دهد تا به طور خودکار کارآمدترین حالت عملیاتی را انتخاب کنند، به عنوان مثال، نیمه دوبلکس یا تمام دوبلکس (این لایه فرعی اختیاری است).

رابط MP از روشی مستقل از متوسط ​​برای تبادل داده بین زیرلایه MAC و زیرلایه PHY پشتیبانی می کند. این رابط از نظر هدف مشابه رابط AUI اترنت کلاسیک است، با این تفاوت که رابط AUI بین زیرلایه کدگذاری سیگنال فیزیکی (برای همه گزینه های کابل از همان روش کدگذاری فیزیکی استفاده شد - کد منچستر) و زیرلایه اتصال فیزیکی به متوسط، و رابط MP بین لایه های فرعی MAC و زیرسطح های کدگذاری سیگنال قرار دارد که سه مورد از آنها در استاندارد Fast Ethernet وجود دارد - FX، TX و T4.

کانکتور MP برخلاف کانکتور AUI دارای 40 پین است که حداکثر طول کابل MP یک متر است. سیگنال های ارسال شده از طریق رابط MP دارای دامنه 5 ولت هستند.

لایه فیزیکی 100Base-FX - فیبر چند حالته، دو فیبر

این مشخصات عملکرد پروتکل Fast Ethernet را بر روی فیبر چند حالته در حالت های نیمه دوبلکس و تمام دوبلکس بر اساس طرح رمزگذاری FDDI به خوبی اثبات شده تعریف می کند. همانطور که در استاندارد FDDI، هر گره توسط دو فیبر نوری که از گیرنده (R x) و از فرستنده (Tx) می آید به شبکه متصل می شود.

شباهت های زیادی بین مشخصات l00Base-FX و l00Base-TX وجود دارد، بنابراین ویژگی های مشترک این دو مشخصات با نام عمومی l00Base-FX/TX داده می شود.

در حالی که اترنت 10 مگابیت بر ثانیه از رمزگذاری منچستر برای نمایش داده ها از طریق کابل استفاده می کند، استاندارد اترنت سریع یک روش رمزگذاری متفاوت را تعریف می کند - 4V/5V. این روش قبلاً کارایی خود را در استاندارد FDDI ثابت کرده است و بدون تغییر در مشخصات l00Base-FX/TX منتقل شده است. در این روش، هر 4 بیت از داده های زیرلایه MAC (که نماد نامیده می شود) با 5 بیت نمایش داده می شود. بیت اضافی اجازه می دهد تا کدهای بالقوه با نمایش هر یک از پنج بیت به عنوان پالس های الکتریکی یا نوری اعمال شوند. وجود ترکیبات نمادهای ممنوعه امکان رد نمادهای اشتباه را فراهم می کند که باعث افزایش پایداری شبکه ها با l00Base-FX/TX می شود.

برای جداسازی فریم اترنت از کاراکترهای Idle، ترکیبی از کاراکترهای Start Delimiter (یک جفت کاراکتر J (11000) و K (10001) از کد 4B/5B استفاده می شود و پس از تکمیل کادر، یک T استفاده می شود. کاراکتر قبل از اولین کاراکتر Idle درج می شود.

جریان داده مداوم از مشخصات 100Base-FX/TX

هنگامی که تکه های 4 بیتی کدهای MAC به تکه های 5 بیتی لایه فیزیکی تبدیل می شوند، باید به عنوان سیگنال های نوری یا الکتریکی در کابلی که گره های شبکه را به هم متصل می کند، نمایش داده شوند. مشخصات l00Base-FX و l00Base-TX از روش‌های رمزگذاری فیزیکی مختلفی برای این کار استفاده می‌کنند - به ترتیب NRZI و MLT-3 (مانند فناوری FDDI هنگام کار بر روی فیبر نوری و جفت پیچ‌خورده).

لایه فیزیکی 100Base-TX - جفت پیچ خورده DTP Cat 5 یا STP Type 1، دو جفت

مشخصات l00Base-TX از کابل UTP رده 5 یا کابل STP نوع 1 به عنوان رسانه انتقال داده استفاده می کند. حداکثر طولکابل در هر دو مورد - 100 متر.

تفاوت اصلی با مشخصات l00Base-FX استفاده از روش MLT-3 برای انتقال سیگنال های بخش های 5 بیتی کد 4V/5V روی جفت پیچ خورده و همچنین وجود یک تابع مذاکره خودکار برای انتخاب پورت است. حالت عملیاتی طرح مذاکره خودکار به دو دستگاه متصل فیزیکی که از چندین استاندارد لایه فیزیکی پشتیبانی می‌کنند، که در سرعت بیت و تعداد جفت‌های پیچ خورده متفاوت هستند، اجازه می‌دهد تا سودمندترین حالت عملیاتی را انتخاب کنند. به طور معمول، فرآیند مذاکره خودکار زمانی اتفاق می‌افتد که یک آداپتور شبکه را که می‌تواند با سرعت‌های 10 و 100 مگابیت بر ثانیه کار کند، به هاب یا سوئیچ متصل می‌کنید.

طرح مذاکره خودکار که در زیر توضیح داده شده است استاندارد فناوری l00Base-T امروزی است. پیش از این، سازندگان از طرح‌های اختصاصی مختلفی برای تعیین خودکار سرعت پورت‌های ارتباطی که سازگار نیستند، استفاده می‌کردند. طرح مذاکره خودکار که به عنوان یک استاندارد پذیرفته شد در ابتدا توسط National Semiconductor تحت نام NWay پیشنهاد شد.

در مجموع 5 حالت عملیاتی مختلف در حال حاضر تعریف شده است که می تواند دستگاه های l00Base-TX یا 100Base-T4 را در جفت های به هم تابیده پشتیبانی کند.

• · l0Base-T - 2 جفت از دسته 3.
• l0Base-T فول دوبلکس - 2 جفت از دسته 3.
• · l00Base-TX - 2 جفت دسته 5 (یا نوع 1ASTP).
• · 100Base-T4 - 4 جفت از دسته 3.
• · 100Base-TX فول دوبلکس - 2 جفت دسته 5 (یا نوع 1A STP).

حالت l0Base-T کمترین اولویت را در فرآیند مذاکره دارد و حالت Full-Duplex 100Base-T4 بیشترین اولویت را دارد. فرآیند مذاکره زمانی اتفاق می‌افتد که دستگاه روشن است، و همچنین می‌تواند در هر زمان توسط ماژول کنترل دستگاه آغاز شود.

دستگاهی که فرآیند مذاکره خودکار را آغاز کرده است، بسته ای از تکانه های ویژه را برای شریک خود ارسال می کند انفجار پالس پیوند سریع (FLP)، که حاوی یک کلمه 8 بیتی است که حالت تعامل پیشنهادی را رمزگذاری می کند و با بالاترین اولویت پشتیبانی شده توسط گره شروع می شود.

اگر گره همتا از تابع مذاکره خودکار پشتیبانی کند و همچنین بتواند حالت پیشنهادی را پشتیبانی کند، با یک انفجار پالس FLP پاسخ می دهد که در آن حالت داده شده را تایید می کند و این به مذاکره پایان می دهد. اگر گره شریک بتواند از حالت اولویت پایین‌تر پشتیبانی کند، آن را در پاسخ نشان می‌دهد و این حالت به عنوان حالت کار انتخاب می‌شود. بنابراین، حالت گره مشترک با بالاترین اولویت همیشه انتخاب می شود.

گره‌ای که فقط از فناوری l0Base-T پشتیبانی می‌کند، هر 16 میلی‌ثانیه پالس‌های منچستر را برای بررسی یکپارچگی خطی که آن را به یک گره همسایه متصل می‌کند، ارسال می‌کند. چنین گره ای درخواست FLP را که یک گره با تابع مذاکره خودکار به آن می کند را درک نمی کند و به ارسال پالس های خود ادامه می دهد. گره‌ای که تنها پالس‌های یکپارچگی خط را در پاسخ به درخواست FLP دریافت می‌کند، می‌داند که شریکش فقط می‌تواند با استفاده از استاندارد l0Base-T کار کند و این حالت عملیاتی را برای خود تنظیم می‌کند.

لایه فیزیکی 100Base-T4 - جفت پیچ خورده UTP Cat 3، چهار جفت

مشخصات 100Base-T4 به گونه ای طراحی شده است که به اترنت پرسرعت اجازه می دهد تا از سیم کشی های جفت پیچ خورده رده 3 موجود استفاده کند. این مشخصات با حمل همزمان جریان های بیت روی هر 4 جفت کابل، توان عملیاتی کلی را افزایش می دهد.

مشخصات 100Base-T4 دیرتر از سایر مشخصات لایه فیزیکی Fast Ethernet ظاهر شد. توسعه دهندگان این فناوری در درجه اول می خواستند مشخصات فیزیکی نزدیک به l0Base-T و l0Base-F را ایجاد کنند که روی دو خط داده کار می کردند: دو جفت یا دو فیبر. برای اجرای کار روی دو جفت پیچ خورده، مجبور شدم به کابل رده 5 با کیفیت بالاتر سوئیچ کنم.

در همان زمان، توسعه دهندگان فناوری رقیب l00VG-AnyLAN در ابتدا بر روی کابل جفت پیچ خورده دسته 3 تکیه کردند. مهمترین مزیت آن نه چندان هزینه، بلکه این واقعیت بود که قبلاً در اکثریت قریب به اتفاق ساختمان ها نصب شده بود. بنابراین، پس از انتشار مشخصات l00Base-TX و l00Base-FX، توسعه دهندگان فناوری Fast Ethernet نسخه خود را از لایه فیزیکی برای جفت پیچ خورده دسته 3 پیاده سازی کردند.

این روش به جای رمزگذاری 4V/5V، از رمزگذاری 8V/6T استفاده می کند که طیف سیگنال باریک تری دارد و با سرعت 33 مگابیت بر ثانیه در باند 16 مگاهرتز کابل جفت پیچ خورده دسته 3 (هنگام کدگذاری 4V/5V) قرار می گیرد. ، طیف سیگنال در این باند نمی گنجد). هر 8 بیت از اطلاعات سطح MAC توسط 6 نماد سه تایی کدگذاری می شود، یعنی اعدادی که دارای سه حالت هستند. مدت زمان هر رقم سه تایی 40 ns است. سپس گروه 6 رقمی سه تایی به صورت مستقل و متوالی به یکی از سه جفت پیچ خورده انتقال داده می شود.

جفت چهارم همیشه برای گوش دادن استفاده می شود فرکانس حاملبرای اهداف تشخیص برخورد سرعت انتقال داده در هر یک از سه جفت انتقال 33.3 مگابیت بر ثانیه است، بنابراین سرعت کل پروتکل 100Base-T4 100 مگابیت در ثانیه است. در عین حال، با توجه به روش کدگذاری اتخاذ شده، نرخ تغییر سیگنال در هر جفت تنها 25 Mbaud است که امکان استفاده از جفت پیچ خورده دسته 3 را فراهم می کند.

در شکل شکل 3.23 اتصال بین پورت MDI یک آداپتور شبکه 100Base-T4 و پورت MDI-X یک هاب را نشان می دهد (پیشوند X نشان می دهد که برای این کانکتور، اتصالات گیرنده و فرستنده به صورت جفت کابل در مقایسه با آداپتور شبکه مبادله می شوند. کانکتور، که اتصال جفت سیم در کابل را آسان تر می کند - بدون عبور). جفت کردن 1 -2 همیشه برای انتقال داده ها از پورت MDI به پورت MDI-X، جفت مورد نیاز است 3 -6 - برای دریافت داده ها توسط پورت MDI از پورت MDI-X و جفت 4 -5 و 7 -8 دو طرفه هستند و بسته به نیاز هم برای دریافت و هم برای ارسال استفاده می شوند.

اتصال گره ها طبق مشخصات 100Base-T4

اترنت سریع

اترنت سریع - مشخصات IEEE 802.3 u، که به طور رسمی در 26 اکتبر 1995 تصویب شد، یک استاندارد پروتکل لایه پیوند را برای شبکه هایی تعریف می کند که با استفاده از کابل های مسی و فیبر نوری با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه کار می کنند. مشخصات جدید جانشین استاندارد اترنت IEEE 802.3 است که از همان قالب فریم، مکانیسم دسترسی رسانه CSMA/CD و توپولوژی ستاره استفاده می کند. این تکامل چندین عنصر پیکربندی لایه فیزیکی را تحت تاثیر قرار داده است که ظرفیت را افزایش داده اند، از جمله انواع کابل، طول بخش و تعداد هاب ها.

ساختار اترنت سریع

برای درک بهتر عملکرد و درک تعامل عناصر Fast Ethernet، اجازه دهید به شکل 1 بپردازیم.

شکل 1. سیستم اترنت سریع

زیرلایه کنترل پیوند منطقی (LLC).

مشخصات IEEE 802.3u توابع لایه پیوند را به دو زیرلایه تقسیم می کند: کنترل پیوند منطقی (LLC) و لایه دسترسی رسانه (MAC) که در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت. LLC، که عملکردهای آن توسط استاندارد IEEE 802.2 تعریف شده است، در واقع با پروتکل های سطح بالاتر (به عنوان مثال، IP یا IPX) به هم متصل می شود و خدمات ارتباطی مختلفی را ارائه می دهد:

• سرویس بدون تاییدیه اتصال و پذیرش.یک سرویس ساده که کنترل جریان داده یا کنترل خطا را ارائه نمی دهد و تحویل صحیح داده ها را تضمین نمی کند.
• سرویس مبتنی بر اتصال.یک سرویس کاملا قابل اعتماد که با برقراری اتصال به سیستم دریافت کننده قبل از شروع انتقال داده و با استفاده از مکانیسم های کنترل خطا و کنترل جریان داده، تحویل صحیح داده ها را تضمین می کند.
• سرویس بدون اتصال با تاییدیه پذیرش.سرویسی با پیچیدگی متوسط ​​که از پیام‌های تأیید برای ارائه تحویل تضمینی استفاده می‌کند، اما قبل از انتقال داده، ارتباطی برقرار نمی‌کند.

در سیستم ارسال، داده ها از پروتکل منتقل می شوند لایه شبکه، ابتدا توسط زیرلایه LLC کپسوله می شوند. استاندارد آنها را واحد داده پروتکل (PDU) می نامد. هنگامی که PDU به زیرلایه MAC منتقل می شود، جایی که دوباره توسط اطلاعات هدر و پست احاطه شده است، از آن نقطه به بعد می توان آن را از نظر فنی فریم نامید. برای یک بسته اترنت، این بدان معناست که فریم 802.3 علاوه بر داده های لایه شبکه حاوی یک سرصفحه LLC سه بایتی است. بنابراین، حداکثر طول داده مجاز در هر بسته از 1500 به 1497 بایت کاهش می یابد.

هدر LLC از سه فیلد تشکیل شده است:

در برخی موارد، فریم های LLC نقش کوچکی در فرآیند ارتباط شبکه ایفا می کنند. به عنوان مثال، در شبکه‌ای که از TCP/IP همراه با سایر پروتکل‌ها استفاده می‌کند، تنها عملکرد LLC ممکن است این باشد که به فریم‌های 802.3 اجازه دهد که حاوی سرآیند SNAP مانند Ethertype باشند که نشان‌دهنده پروتکل لایه شبکه است که فریم باید به آن ارسال شود. در این مورد، تمام PDU های LLC از فرمت اطلاعات بدون شماره استفاده می کنند. با این حال، سایر پروتکل های سطح بالا به خدمات پیشرفته تری از LLC نیاز دارند. به عنوان مثال، جلسات NetBIOS و چندین پروتکل NetWare از خدمات LLC اتصال گرا به طور گسترده تر استفاده می کنند.

هدر اسنپ

سیستم دریافت کننده باید تعیین کند که کدام پروتکل لایه شبکه باید داده های ورودی را دریافت کند. بسته های 802.3 در PDU های LLC از پروتکل دیگری به نام استفاده می کنند زیر-شبکهدسترسی داشته باشیدپروتکل (SNAP (پروتکل دسترسی به زیرشبکه).

هدر SNAP 5 بایت است و همانطور که در شکل نشان داده شده است بلافاصله بعد از هدر LLC در قسمت داده قاب 802.3 قرار دارد. سربرگ شامل دو فیلد است.

کد سازمانیشناسه سازمان یا سازنده یک فیلد 3 بایتی است که همان مقدار 3 بایت اول آدرس MAC فرستنده در هدر 802.3 را می گیرد.

کد محلیکد محلی یک فیلد 2 بایتی است که از نظر عملکردی معادل فیلد Ethertype در هدر Ethernet II است.

زیرلایه مذاکره

همانطور که قبلا گفته شد، Fast Ethernet یک استاندارد تکامل یافته است. MAC طراحی شده برای رابط AUI باید برای رابط MII مورد استفاده در Fast Ethernet تبدیل شود، که این زیرلایه برای آن طراحی شده است.

کنترل دسترسی به رسانه (MAC)

هر گره در یک شبکه اترنت سریع یک کنترل کننده دسترسی رسانه دارد (رسانه هادسترسی داشته باشیدکنترل کننده- مک). MAC در Fast Ethernet کلیدی است و سه هدف دارد:

مهمترین مورد از سه تکلیف MAC اولین است. برای هرکس فناوری شبکه، که از یک رسانه مشترک استفاده می کند، قوانین دسترسی به رسانه که تعیین می کند چه زمانی یک گره می تواند ارسال کند، مشخصه اصلی آن است. چندین کمیته IEEE در ایجاد قوانین برای دسترسی به رسانه مشارکت دارند. کمیته 802.3 که اغلب به عنوان کمیته اترنت شناخته می شود، استانداردهای LAN را تعریف می کند که از قوانینی به نام استفاده می کند. CSMA/سی دی(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - دسترسی چندگانه با تشخیص حامل و تشخیص برخورد).

CSMS/CD قوانین دسترسی به رسانه برای اترنت و اترنت سریع هستند. در این زمینه است که این دو فناوری کاملاً منطبق هستند.

از آنجایی که همه گره‌ها در اترنت سریع رسانه یکسانی دارند، تنها زمانی می‌توانند ارسال کنند که نوبت آنها باشد. این صف با قوانین CSMA/CD تعیین می شود.

CSMA/CD

کنترلر MAC Fast Ethernet قبل از ارسال به اپراتور گوش می دهد. حامل تنها زمانی وجود دارد که گره دیگری در حال انتقال باشد. لایه PHY حضور یک حامل را تشخیص می دهد و پیامی به MAC تولید می کند. وجود یک حامل نشان می‌دهد که رسانه مشغول است و گره (یا گره‌های) شنود باید به فرستنده تسلیم شود.

یک MAC که یک فریم برای ارسال دارد، باید قبل از ارسال آن، پس از پایان فریم قبلی، مقداری حداقل زمان صبر کند. این زمان نامیده می شود شکاف بین بسته ها(IPG، شکاف بین بسته ها) و 0.96 میکروثانیه طول می کشد، یعنی یک دهم زمان ارسال یک بسته اترنت معمولی با سرعت 10 مگابیت بر ثانیه (IPG یک بازه زمانی واحد است، همیشه در میکروثانیه تعریف می شود، نه در زمان بیت. ) شکل 2.

شکل 2. شکاف بین بسته ها

پس از پایان بسته 1، تمام گره های LAN باید منتظر زمان IPG باشند تا بتوانند ارسال کنند. فاصله زمانی بین بسته های 1 و 2، 2 و 3 در شکل. 2 زمان IPG است. پس از تکمیل ارسال بسته 3، هیچ گرهی ماده ای برای پردازش ندارد، بنابراین فاصله زمانی بین بسته های 3 و 4 بیشتر از IPG است.

تمام گره های شبکه باید این قوانین را رعایت کنند. حتی اگر یک گره فریم های زیادی برای ارسال داشته باشد و این گره تنها ارسال کننده باشد، پس از ارسال هر بسته باید حداقل برای زمان IPG منتظر بماند.

این بخش CSMA از قوانین دسترسی سریع به رسانه اترنت است. به طور خلاصه، بسیاری از گره ها به رسانه دسترسی دارند و از حامل برای نظارت بر اشغال آن استفاده می کنند.

شبکه های تجربی اولیه دقیقاً از این قوانین استفاده می کردند و چنین شبکه هایی بسیار خوب کار می کردند. با این حال، فقط استفاده از CSMA مشکل ایجاد کرد. اغلب دو گره با داشتن بسته ای برای ارسال و انتظار برای زمان IPG، به طور همزمان شروع به ارسال کردند که منجر به خراب شدن داده ها در هر دو طرف شد. این وضعیت نامیده می شود برخورد(برخورد) یا درگیری.

برای غلبه بر این مانع، پروتکل های اولیه از مکانیسم نسبتاً ساده ای استفاده کردند. بسته ها به دو دسته دستورات و واکنش ها تقسیم می شدند. هر دستوری که توسط یک گره ارسال می‌شود نیاز به یک پاسخ دارد. اگر پس از ارسال فرمان برای مدتی پاسخی دریافت نشد (به نام دوره وقفه) پس از ارسال فرمان، دستور اصلی دوباره صادر می شد. این ممکن است چندین بار اتفاق بیفتد (حداکثر تعداد وقفه ها) قبل از اینکه گره فرستنده خطا را ثبت کند.

این طرح می تواند کاملاً کار کند، اما فقط تا یک نقطه خاص. وقوع تضادها منجر به کاهش شدید عملکرد شد (معمولاً در بایت در ثانیه اندازه‌گیری می‌شود) زیرا گره‌ها اغلب در انتظار پاسخ به دستوراتی بودند که هرگز به مقصد خود نمی‌رسیدند. ازدحام شبکه و افزایش تعداد گره ها ارتباط مستقیمی با افزایش تعداد درگیری ها و در نتیجه کاهش عملکرد شبکه دارد.

طراحان اولیه شبکه به سرعت راه حلی برای این مشکل پیدا کردند: هر گره باید تعیین کند که آیا بسته ارسال شده با تشخیص برخورد از بین رفته است (به جای اینکه منتظر پاسخی باشد که هرگز نمی آید). این بدان معنی است که بسته های از دست رفته به دلیل برخورد باید بلافاصله قبل از پایان زمان باز ارسال شوند. اگر گره آخرین بیت بسته را بدون ایجاد برخورد ارسال کند، بسته با موفقیت ارسال شده است.

روش سنجش حامل را می توان به خوبی با عملکرد تشخیص برخورد ترکیب کرد. برخوردها همچنان ادامه دارد، اما این بر عملکرد شبکه تأثیر نمی گذارد، زیرا گره ها به سرعت از شر آنها خلاص می شوند. گروه DIX با ایجاد قوانین دسترسی برای رسانه CSMA/CD برای اترنت، آنها را در قالب یک الگوریتم ساده رسمی کرد - شکل 3.

شکل 3. الگوریتم عملیاتی CSMA/CD

دستگاه لایه فیزیکی (PHY)

از آنجایی که Fast Ethernet می تواند استفاده کند نوع مختلفکابل، هر رسانه نیاز به پیش تهویه سیگنال منحصر به فرد دارد. تبدیل نیز برای انتقال موثر داده مورد نیاز است: برای مقاوم ساختن کد ارسالی در برابر تداخل، تلفات احتمالی یا اعوجاج عناصر منفرد آن (باود)، برای اطمینان از همگام سازی موثر ژنراتورهای ساعت در سمت ارسال یا دریافت.

زیرلایه کدنویسی (PCS)

داده هایی را که از/به لایه MAC با استفاده از الگوریتم ها یا .

سطوح فرعی ارتباط فیزیکی و وابستگی به محیط فیزیکی (PMA و PMD)

زیرلایه‌های PMA و PMD بین زیرلایه PSC و رابط MDI ارتباط برقرار می‌کنند و تولید را مطابق با روش کدگذاری فیزیکی ارائه می‌دهند: یا.

زیرلایه مذاکره خودکار (AUTONEG)

لایه فرعی مذاکره خودکار به دو پورت ارتباطی اجازه می دهد تا به طور خودکار کارآمدترین حالت عملیاتی را انتخاب کنند: فول دوبلکس یا نیمه دوبلکس 10 یا 100 مگابیت بر ثانیه. لایه فیزیکی

استاندارد Fast Ethernet سه نوع رسانه سیگنال دهی اترنت 100 Mbps را تعریف می کند.

• 100Base-TX - دو جفت سیم پیچ خورده. انتقال مطابق با استاندارد انتقال داده ها در یک محیط فیزیکی پیچ خورده انجام می شود که توسط ANSI (موسسه استانداردهای ملی آمریکا - موسسه استانداردهای ملی آمریکا) ایجاد شده است. کابل داده پیچ خورده می تواند محافظ یا بدون محافظ باشد. از الگوریتم رمزگذاری داده 4V/5V و روش رمزگذاری فیزیکی MLT-3 استفاده می کند.
• 100Base-FX - دو هسته کابل فیبر نوری. انتقال نیز مطابق با استاندارد ارتباطات فیبر نوری توسعه یافته توسط ANSI انجام می شود. از الگوریتم رمزگذاری داده 4V/5V و روش رمزگذاری فیزیکی NRZI استفاده می کند.

مشخصات 100Base-TX و 100Base-FX با نام 100Base-X نیز شناخته می شود.

• 100Base-T4 یک مشخصات خاص است که توسط کمیته IEEE 802.3u توسعه یافته است. بر اساس این مشخصات، انتقال داده ها از طریق چهار جفت کابل تلفن به هم تابیده انجام می شود که به آن کابل دسته 3 UTP می گویند و از الگوریتم رمزگذاری داده 8V/6T و روش رمزگذاری فیزیکی NRZI استفاده می کند.

علاوه بر این، استاندارد اترنت سریع شامل توصیه هایی برای استفاده از کابل جفت پیچ خورده محافظ رده 1 است که کابل استانداردی است که به طور سنتی در شبکه های Token Ring استفاده می شود. پشتیبانی و راهنمایی برای استفاده از کابل کشی STP در شبکه Fast Ethernet مسیری به Fast Ethernet برای مشتریان دارای کابل STP فراهم می کند.

مشخصات Fast Ethernet همچنین شامل یک مکانیسم مذاکره خودکار است که به پورت میزبان اجازه می دهد تا به طور خودکار خود را با سرعت داده 10 یا 100 مگابیت بر ثانیه پیکربندی کند. این مکانیزم مبتنی بر تبادل یک سری بسته با یک هاب یا پورت سوئیچ است.

محیط 100Base-TX

رسانه انتقال 100Base-TX از دو جفت پیچ خورده استفاده می کند که یک جفت برای انتقال داده و دیگری برای دریافت آن استفاده می شود. از آنجایی که مشخصات ANSI TP - PMD شامل هر دو کابل جفت تابیده شیلددار و بدون محافظ است، مشخصات 100Base-TX شامل پشتیبانی از هر دو کابل جفت تابیده بدون محافظ و محافظ، نوع 1 و 7 است.

کانکتور MDI (رابط وابسته متوسط).

رابط لینک 100Base-TX بسته به محیط می تواند یکی از دو نوع باشد. برای کابل کشی جفت تابیده بدون محافظ، کانکتور MDI باید یک کانکتور هشت پین RJ 45 رده 5 باشد. این کانکتور در شبکه های 10Base-T نیز استفاده می شود و سازگاری عقب با کابل های رده 5 موجود را فراهم می کند. برای کابل های جفت تابیده شیلددار، کانکتور MDI باید از کانکتور IBM Type 1 STP استفاده کنید که یک کانکتور DB9 محافظ است. این کانکتور معمولا در شبکه های Token Ring استفاده می شود.

کابل UTP رده 5 (e).

رابط رسانه UTP 100Base-TX از دو جفت سیم استفاده می کند. برای به حداقل رساندن تداخل و اعوجاج احتمالی سیگنال، از چهار سیم باقیمانده نباید برای انتقال سیگنال استفاده شود. سیگنال های ارسال و دریافت برای هر جفت پلاریزه می شوند، به طوری که یک سیم سیگنال مثبت (+) و سیم دیگر سیگنال منفی (-) را ارسال می کند. کد رنگی سیم های کابل و شماره پین ​​کانکتور برای شبکه 100Base-TX در جدول آورده شده است. 1. اگرچه لایه 100Base-TX PHY پس از پذیرش استاندارد ANSI TP-PMD ایجاد شد، شماره پین ​​های کانکتور RJ 45 برای مطابقت با الگوی سیم کشی استفاده شده در استاندارد 10Base-T تغییر یافت. استاندارد ANSI TP-PMD از پایه های 7 و 9 برای دریافت داده ها استفاده می کند، در حالی که استانداردهای 100Base-TX و 10Base-T از پایه های 3 و 6 برای این منظور استفاده می کنند. T و بدون تغییر سیم کشی آنها را به همان کابل های دسته 5 وصل کنید. در کانکتور RJ 45، جفت سیم های استفاده شده به پایه های 1، 2 و 3، 6 متصل می شوند. برای اتصال صحیح سیم ها، باید با علامت های رنگی آنها هدایت شوید.

جدول 1. تخصیص پین رابطMDIکابلUTP100Base-TX

گره ها با تبادل فریم با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. در اترنت سریع، یک فریم واحد اصلی ارتباط از طریق یک شبکه است - هر اطلاعاتی که بین گره‌ها منتقل می‌شود در فیلد داده یک یا چند فریم قرار می‌گیرد. ارسال فریم ها از یک گره به گره دیگر تنها در صورتی امکان پذیر است که راهی برای شناسایی منحصربفرد همه گره های شبکه وجود داشته باشد. بنابراین، هر گره در یک LAN آدرسی به نام آدرس MAC خود دارد. این آدرس منحصر به فرد است: هیچ دو گره در شبکه محلی نمی توانند آدرس MAC یکسانی داشته باشند. علاوه بر این، در هیچ فناوری LAN (به استثنای ARCNet) هیچ دو گره در جهان نمی توانند آدرس MAC یکسانی داشته باشند. هر فریم حداقل شامل سه بخش اصلی اطلاعات است: آدرس گیرنده، آدرس فرستنده و داده. برخی از فریم ها دارای فیلدهای دیگری هستند، اما فقط سه مورد ذکر شده لازم است. شکل 4 ساختار فریم Fast Ethernet را نشان می دهد.

شکل 4. ساختار قابسریعشبکه محلی کابلی

• آدرس گیرنده- آدرس گره دریافت کننده داده ها نشان داده شده است.
• آدرس فرستنده- آدرس گره ای که داده ها را ارسال کرده است نشان داده شده است.
• طول / نوع(L/T - طول/نوع) - حاوی اطلاعاتی در مورد نوع داده های ارسال شده است.
• چک جمعقاب(PCS - Frame Check Sequence) - طراحی شده برای بررسی صحت فریم دریافت شده توسط گره دریافت کننده.

حداقل اندازه فریم 64 اکتت یا 512 بیت است هشت گانهو بایت -مترادف ها). حداکثر اندازه فریم 1518 اکتت یا 12144 بیت است.

آدرس دهی قاب

هر گره در شبکه اترنت سریع دارای یک شماره منحصر به فرد به نام آدرس MAC یا آدرس میزبان است. این عدد از 48 بیت (6 بایت) تشکیل شده است، در طول ساخت دستگاه به رابط شبکه اختصاص داده می شود و در طول فرآیند اولیه سازی برنامه ریزی می شود. بنابراین، رابط های شبکه همه شبکه های محلی، به استثنای ARCNet، که از آدرس های 8 بیتی اختصاص داده شده توسط مدیر شبکه استفاده می کند، دارای یک آدرس MAC منحصر به فرد داخلی هستند، متفاوت از سایر آدرس های MAC روی زمین و توسط سازنده تخصیص داده شده است. توافق با IEEE

برای آسان‌تر کردن فرآیند مدیریت رابط‌های شبکه، IEEE تقسیم فیلد آدرس 48 بیتی را به چهار بخش، همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، پیشنهاد کرده است. دو بیت اول آدرس (بیت‌های 0 و 1) پرچم‌های نوع آدرس هستند. مقدار پرچم ها تعیین می کند که چگونه قسمت آدرس (بیت های 2 - 47) تفسیر شود.

شکل 5. فرمت آدرس MAC

بیت I/G نامیده می شود کادر انتخاب آدرس فردی/گروهیو نشان می دهد که چه نوع آدرسی (فردی یا گروهی) است. یک آدرس unicast تنها به یک رابط (یا گره) در شبکه اختصاص داده می شود. آدرس هایی با بیت I/G روی 0 تنظیم شده است آدرس های مکیا آدرس های گرهاگر بیت I/O روی 1 تنظیم شود، آدرس متعلق به گروه است و معمولاً فراخوانی می شود آدرس چند نقطه ای(آدرس چندپخشی) یا آدرس عملکردی(آدرس کاربردی). یک آدرس گروهی را می توان به یک یا چند رابط شبکه LAN اختصاص داد. فریم های ارسال شده به یک آدرس چندپخشی توسط تمام رابط های شبکه LAN که دارای آن هستند دریافت یا کپی می شوند. آدرس های چندپخشی اجازه می دهد تا یک فریم به زیر مجموعه ای از گره ها در شبکه محلی ارسال شود. اگر بیت ورودی/خروجی روی 1 تنظیم شود، بیت های 46 تا 0 به عنوان یک آدرس چندپخشی به جای فیلدهای U/L، OUI و OUA یک آدرس معمولی در نظر گرفته می شوند. بیت U/L نامیده می شود پرچم کنترل جهانی/محلیو نحوه تخصیص آدرس به رابط شبکه را مشخص می کند. اگر هر دو بیت I/O و U/L روی 0 تنظیم شده باشند، آدرس شناسه منحصر به فرد 48 بیتی است که قبلا توضیح داده شد.

OUI (شناسه منحصر به فرد سازمانی - شناسه منحصر به فرد سازمانی). IEEE یک یا چند OUI را به هر آداپتور شبکه و سازنده رابط اختصاص می دهد. هر سازنده مسئول تخصیص صحیح OUA (آدرس منحصر به فرد سازمانی - آدرس سازمانی منحصر به فرد)،که هر وسیله ای که توسط او ساخته می شود باید داشته باشد.

هنگامی که بیت U/L تنظیم می شود، آدرس به صورت محلی کنترل می شود. این بدان معنی است که توسط سازنده رابط شبکه تنظیم نشده است. هر سازمانی می‌تواند آدرس MAC خود را برای یک رابط شبکه با تنظیم بیت U/L روی ۱ و بیت‌های ۲ تا ۴۷ روی مقدار انتخابی ایجاد کند. رابط شبکه، با دریافت فریم، ابتدا آدرس گیرنده را رمزگشایی می کند. هنگامی که بیت ورودی/خروجی در یک آدرس تنظیم می شود، لایه MAC تنها زمانی فریم را دریافت می کند که آدرس مقصد در لیستی باشد که توسط میزبان نگهداری می شود. این تکنیک به یک گره اجازه می دهد تا یک فریم را به گره های زیادی بفرستد.

یک آدرس چند نقطه ای خاص به نام وجود دارد آدرس پخشدر یک آدرس پخش 48 بیتی IEEE، همه بیت ها روی 1 تنظیم می شوند. اگر یک فریم با آدرس پخش مقصد ارسال شود، تمام گره های شبکه آن را دریافت و پردازش می کنند.

طول فیلد/نوع

فیلد L/T (طول/نوع) برای دو هدف مختلف استفاده می شود:

• برای تعیین طول فیلد داده قاب، به استثنای هر گونه خالی کردن فاصله؛
• برای نشان دادن نوع داده در یک فیلد داده.

مقدار فیلد L/T که بین 0 تا 1500 است، طول فیلد داده فریم است. مقدار بالاتر نوع پروتکل را نشان می دهد.

به طور کلی، میدان L/T باقیمانده‌ای از استانداردسازی اترنت در IEEE است، که باعث ایجاد تعدادی مشکلات در سازگاری تجهیزات منتشر شده قبل از سال 1983 شد. اکنون اترنت و اترنت سریع هرگز از فیلدهای L/T استفاده نمی‌کنند. فیلد مشخص شده فقط برای هماهنگی با نرم افزاری است که فریم ها را پردازش می کند (یعنی با پروتکل ها). اما تنها استفاده واقعاً استاندارد برای فیلد L/T به عنوان یک فیلد طولی است - در مشخصات 802.3 حتی استفاده احتمالی آن به عنوان یک فیلد نوع داده ذکر نشده است. این استاندارد بیان می کند: "قاب هایی با مقدار فیلد طولی بیشتر از مقدار مشخص شده در بند 4.4.2 ممکن است نادیده گرفته شوند، کنار گذاشته شوند، یا به صورت خصوصی استفاده شوند. استفاده از این قاب ها خارج از محدوده این استاندارد است."

برای خلاصه کردن آنچه گفته شد، متذکر می شویم که میدان L/T مکانیسم اولیه ای است که توسط آن انجام می شود نوع قابفریم‌های اترنت سریع و اترنت که در آن‌ها طول با مقدار فیلد L/T مشخص می‌شود (مقدار L/T 802.3، فریم‌هایی که در آنها نوع داده با مقدار همان فیلد تنظیم می‌شود (مقدار L/T > 1500) فریم نامیده می شوند شبکه محلی کابلی- IIیا DIX.

فیلد داده

در قسمت دادهحاوی اطلاعاتی است که یک گره به دیگری ارسال می کند. برخلاف سایر فیلدهایی که اطلاعات بسیار خاصی را ذخیره می کنند، فیلد داده می تواند تقریباً هر اطلاعاتی را در خود داشته باشد، به شرطی که اندازه آن حداقل 46 باشد و بیش از 1500 بایت نباشد. پروتکل ها نحوه قالب بندی و تفسیر محتوای یک فیلد داده را تعیین می کنند.

اگر لازم باشد داده هایی با طول کمتر از 46 بایت ارسال شود، لایه LLC بایت هایی با مقدار نامعلوم اضافه می کند. داده های ناچیز(داده های پد). در نتیجه طول میدان به 46 بایت می شود.

اگر فریم از نوع 802.3 باشد، فیلد L/T میزان داده های معتبر را نشان می دهد. به عنوان مثال، اگر یک پیام 12 بایتی ارسال شود، فیلد L/T مقدار 12 را ذخیره می کند و فیلد داده حاوی 34 بایت غیر قابل توجه اضافی است. افزودن بایت های غیر قابل توجه لایه Fast Ethernet LLC را آغاز می کند و معمولاً در سخت افزار پیاده سازی می شود.

امکانات سطح MAC محتویات فیلد L/T را تنظیم نمی کند - این کار را انجام می دهد نرم افزار. تنظیم مقدار این فیلد تقریباً همیشه توسط درایور رابط شبکه انجام می شود.

جمع چک قاب

کنترل فریم (PCS - Frame Check Sequence) به شما این امکان را می دهد که از آسیب نرسیدن فریم های دریافتی اطمینان حاصل کنید. هنگام تشکیل یک قاب ارسالی در سطح MAC، از یک فرمول ریاضی خاص استفاده می شود CRC(Cyclic Redundancy Check) برای محاسبه یک مقدار 32 بیتی طراحی شده است. مقدار حاصل در فیلد FCS قاب قرار می گیرد. ورودی عنصر لایه MAC که CRC را محاسبه می کند، مقادیر تمام بایت های فریم است. فیلد FCS اولین و مهمترین مکانیسم تشخیص و تصحیح خطا در Fast Ethernet است. از اولین بایت آدرس گیرنده شروع می شود و به آخرین بایت فیلد داده ختم می شود.

مقادیر فیلد DSAP و SSAP

مقادیر DSAP/SSAP			شرح
			Indiv LLC Sublayer Mgt
			Group LLC Sublayer Mgt
			کنترل مسیر SNA
			رزرو شده (DOD IP)
			ISO CLNS IS 8473 است
			الگوریتم رمزگذاری 8B6T یک اکتت داده هشت بیتی (8B) را به یک کاراکتر سه تایی شش بیتی (6T) تبدیل می کند. گروه‌های کد 6T طوری طراحی شده‌اند که به‌طور موازی روی سه جفت کابل پیچ‌خورده ارسال شوند، بنابراین نرخ مؤثر انتقال داده در هر جفت پیچ خورده یک سوم 100 مگابیت در ثانیه است، یعنی 33.33 مگابیت بر ثانیه. نرخ نماد سه تایی در هر جفت پیچ خورده 6/8 از 33.3 مگابیت بر ثانیه است که مربوط به فرکانس ساعت 25 مگاهرتز است. این فرکانسی است که تایمر رابط MP در آن کار می کند. برخلاف سیگنال های باینری که دارای دو سطح هستند، سیگنال های سه تایی که روی هر جفت ارسال می شوند، می توانند سه سطح داشته باشند. جدول رمزگذاری کاراکتر کد خطی سمبل انتقال چند سطحی MLT-3 - 3 (انتقال چند سطحی) - کمی شبیه به کد NRZ است، اما بر خلاف دومی دارای سه سطح سیگنال است. یکی مربوط به انتقال از یک سطح سیگنال به سطح دیگر است و تغییر در سطح سیگنال به صورت متوالی با در نظر گرفتن انتقال قبلی رخ می دهد. هنگام ارسال "صفر" سیگنال تغییر نمی کند. این کد مانند NRZ نیاز به کدگذاری اولیه دارد. گردآوری شده از مواد: لائم کوئین، ریچارد راسل "اترنت سریع"؛ K. Zakler "شبکه های کامپیوتری"; V.G. و N.A. اولیفر "شبکه های کامپیوتری"؛

اترنت، بلکه به تجهیزات سایر شبکه های کمتر محبوب.

آداپتورهای اترنت و اترنت سریع

مشخصات آداپتور

آداپتورهای شبکه (NIC، کارت رابط شبکه)اترنت و اترنت سریع می توانند از طریق یکی از آنها با رایانه ارتباط برقرار کنند رابط های استاندارد:

• اتوبوس ISA (Industry Standard Architecture);
• گذرگاه PCI (اتصال اجزای جانبی)؛
• اتوبوس کارت PC (با نام مستعار PCMCIA)؛

آداپتورهای طراحی شده برای گذرگاه سیستم ISA (ستون فقرات) در گذشته نه چندان دور نوع اصلی آداپتورها بودند. تعداد شرکت های تولید کننده چنین آداپتورهایی زیاد بود و به همین دلیل است که دستگاه ها از این نوعارزان ترین بودند آداپتورهای ISA در 8 و 16 بیت موجود هستند. آداپتورهای 8 بیتی ارزانتر هستند، در حالی که آداپتورهای 16 بیتی سریعتر هستند. درست است، تبادل اطلاعات در اتوبوس ISA نمی تواند خیلی سریع باشد (در حد - 16 مگابایت بر ثانیه، در واقع - بیش از 8 مگابایت در ثانیه، و برای آداپتورهای 8 بیتی - تا 2 مگابایت بر ثانیه). بنابراین، آداپتورهای اترنت سریع که نیاز دارند کار کارآمدنرخ داده بالا عملا برای این گذرگاه سیستم تولید نمی شود. اتوبوس ISA در حال تبدیل شدن به چیزی از گذشته است.

گذرگاه PCI در حال حاضر عملاً جایگزین گذرگاه ISA شده است و در حال تبدیل شدن به گذرگاه اصلی توسعه کامپیوترها است. این تبادل داده 32 و 64 بیتی را فراهم می کند و توان عملیاتی بالایی دارد (از لحاظ نظری تا 264 مگابایت بر ثانیه) که به طور کامل نیازهای نه تنها اترنت سریع، بلکه اترنت گیگابیتی سریعتر را نیز برآورده می کند. همچنین مهم است که گذرگاه PCI نه تنها در رایانه های PC IBM، بلکه در رایانه های PowerMac نیز استفاده شود. علاوه بر این، از پیکربندی سخت افزار خودکار Plug-and-Play نیز پشتیبانی می کند. ظاهراً در آینده نزدیک اکثر رایانه ها به سمت گذرگاه PCI گرایش خواهند داشت. آداپتورهای شبکه. نقطه ضعف PCI در مقایسه با گذرگاه ISA این است که تعداد اسلات های توسعه در رایانه معمولاً کم است (معمولاً 3 اسلات). اما دقیقا آداپتورهای شبکهابتدا به PCI وصل شوید

گذرگاه PC Card (نام قدیمی PCMCIA) در حال حاضر فقط در رایانه های قابل حمل کلاس نوت بوک استفاده می شود. در این رایانه ها، گذرگاه PCI داخلی معمولاً به بیرون هدایت نمی شود. رابط PC Card امکان اتصال آسان کارت های توسعه مینیاتوری را به کامپیوتر فراهم می کند و سرعت تبادل با این کارت ها بسیار بالا است. با این حال، رایانه های لپ تاپ بیشتر و بیشتری به داخلی مجهز می شوند آداپتورهای شبکه، از آنجا که اتصال شبکه به بخشی جدایی ناپذیر از مجموعه ویژگی های استاندارد تبدیل می شود. این آداپتورهای داخلی دوباره به داخلی متصل می شوند باس PCIکامپیوتر.

هنگام انتخاب آداپتور شبکهبرای یک گذرگاه خاص، ابتدا باید مطمئن شوید که اسلات های توسعه رایگان برای این گذرگاه در رایانه متصل به شبکه وجود دارد. همچنین باید پیچیدگی نصب آداپتور خریداری شده و چشم انداز تولید بردهایی از این نوع را ارزیابی کنید. در صورت خرابی آداپتور ممکن است مورد دوم مورد نیاز باشد.

سرانجام آنها دوباره ملاقات می کنند آداپتورهای شبکه، اتصال به کامپیوتر از طریق پورت LPT موازی (چاپگر). مزیت اصلی این روش این است که برای اتصال آداپتورها نیازی به باز کردن کیس کامپیوتر ندارید. علاوه بر این، در این مورد، آداپتورها منابع سیستم کامپیوتری، مانند کانال های وقفه و DMA، و همچنین آدرس های حافظه و دستگاه های ورودی/خروجی را اشغال نمی کنند. با این حال، سرعت تبادل اطلاعات بین آنها و کامپیوتر در این مورد بسیار کمتر از زمان استفاده از گذرگاه سیستم است. علاوه بر این، آنها به زمان پردازشگر بیشتری برای برقراری ارتباط با شبکه نیاز دارند و در نتیجه سرعت کامپیوتر را کاهش می دهند.

اخیراً رایانه های بیشتری وجود دارد که در آنها آداپتورهای شبکهساخته شده در برد سیستم. مزایای این روش واضح است: کاربر مجبور نیست آداپتور شبکه بخرد و آن را در رایانه نصب کند. فقط باید کابل شبکه را به کانکتور خارجی کامپیوتر خود وصل کنید. با این حال، نقطه ضعف این است که کاربر نمی تواند آداپتور با بهترین ویژگی ها را انتخاب کند.

سایر خصوصیات مهم آداپتورهای شبکهرا می توان نسبت داد:

• روش پیکربندی آداپتور؛
• اندازه حافظه بافر نصب شده روی برد و حالت های تبادل با آن؛
• امکان نصب میکرو مدار روی برد حافظه دائمیبرای راه اندازی از راه دور (BootROM).
• قابلیت اتصال آداپتور به انواع رسانه های انتقال (جفت تابیده، کابل کواکسیال نازک و ضخیم، کابل فیبر نوری);
• سرعت انتقال شبکه مورد استفاده توسط آداپتور و در دسترس بودن عملکرد سوئیچینگ آن؛
• آداپتور می تواند از حالت تبادل کامل دوبلکس استفاده کند.
• سازگاری آداپتور (به طور دقیق تر، درایور آداپتور) با نرم افزار شبکه مورد استفاده.

پیکربندی کاربر آداپتور عمدتاً برای آداپتورهای طراحی شده برای گذرگاه ISA استفاده شد. پیکربندی شامل تنظیم استفاده از منابع سیستم کامپیوتری (آدرس های ورودی/خروجی، کانال های وقفه و دسترسی مستقیم به حافظه، آدرس های حافظه بافر و حافظه راه اندازی راه دور) است. پیکربندی را می توان با تنظیم سوئیچ ها (پرش ها) در موقعیت مورد نظر یا با استفاده از برنامه پیکربندی DOS ارائه شده همراه با آداپتور (Jumperless، پیکربندی نرم افزار) انجام داد. هنگام شروع چنین برنامه ای، از کاربر خواسته می شود تا پیکربندی سخت افزار را با استفاده از یک منوی ساده تنظیم کند: پارامترهای آداپتور را انتخاب کنید. همین برنامه به شما اجازه می دهد که بسازید خودآزماییآداپتور پارامترهای انتخاب شده در حافظه غیر فرار آداپتور ذخیره می شوند. در هر صورت، هنگام انتخاب پارامترها، باید از تضاد با آنها جلوگیری کنید ابزار سیستم کامپیوتر و با سایر کارت های توسعه.

هنگامی که رایانه روشن است، آداپتور را می توان به طور خودکار در حالت Plug-and-Play پیکربندی کرد. آداپتورهای مدرن معمولاً از این حالت خاص پشتیبانی می کنند، بنابراین می توانند به راحتی توسط کاربر نصب شوند.

در ساده ترین آداپتورها، تبادل با حافظه بافر داخلی آداپتور (رم آداپتور) از طریق فضای آدرس دستگاه های ورودی/خروجی انجام می شود. در این مورد، هیچ پیکربندی اضافی از آدرس های حافظه مورد نیاز نیست. آدرس پایه حافظه بافر که در حالت حافظه مشترک کار می کند باید مشخص شود. به قسمت بالای حافظه رایانه اختصاص داده شده است (

گسترده ترین شبکه در بین شبکه های استاندارد شبکه اترنت است. در سال 1972 ظاهر شد و در سال 1985 به یک استاندارد بین المللی تبدیل شد. این توسط بزرگترین سازمان های استاندارد بین المللی تصویب شد: کمیته 802 IEEE (موسسه مهندسین برق و الکترونیک) و ECMA (انجمن تولیدکنندگان کامپیوتر اروپا).

این استاندارد IEEE 802.3 نامیده می شود (به انگلیسی هشت و دو نقطه سه خوانده می شود). دسترسی چندگانه به یک کانال نوع باس تک با تشخیص برخورد و کنترل انتقال را تعریف می کند، یعنی با روش دسترسی CSMA/CD که قبلا ذکر شد.

ویژگی های اصلی استاندارد اصلی IEEE 802.3:

· توپولوژی – اتوبوس.

· رسانه انتقال - کابل کواکسیال.

· سرعت انتقال - 10 مگابیت بر ثانیه.

· حداکثر طول شبکه - 5 کیلومتر.

· حداکثر تعداد مشترک - حداکثر 1024.

· طول بخش شبکه - تا 500 متر.

· تعداد مشترکین در یک بخش - تا 100.

· روش دسترسی - CSMA/CD.

· انتقال باند باریک، یعنی بدون مدولاسیون (کانال مونو).

به بیان دقیق، تفاوت های جزئی بین استانداردهای IEEE 802.3 و اترنت وجود دارد، اما معمولاً نادیده گرفته می شوند.

شبکه اترنت در حال حاضر محبوب ترین شبکه در جهان است (بیش از 90 درصد بازار) و احتمالاً در سال های آینده نیز همینطور خواهد بود. این امر با این واقعیت تسهیل شد که از همان ابتدا ویژگی ها، پارامترها و پروتکل های شبکه باز بودند و در نتیجه تعداد زیادی از تولید کنندگان در سراسر جهان شروع به تولید تجهیزات اترنت کردند که کاملاً با یکدیگر سازگار بود. .

شبکه کلاسیک اترنت از کابل کواکسیال 50 اهم از دو نوع (ضخیم و نازک) استفاده می کرد. با این حال، اخیرا (از اوایل دهه 90)، پرکاربردترین نسخه اترنت، استفاده از جفت های به هم تابیده به عنوان یک رسانه انتقال است. استانداردی نیز برای استفاده در شبکه های کابل فیبر نوری تعریف شده است. برای تطبیق با این تغییرات به استاندارد اصلی IEEE 802.3 اضافه شده است. در سال 1995، یک استاندارد اضافی برای نسخه سریع‌تر اترنت که با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه (به اصطلاح Fast Ethernet، استاندارد IEEE 802.3u)، با استفاده از جفت تابیده یا کابل فیبر نوری به عنوان رسانه انتقال کار می‌کرد، ظاهر شد. در سال 1997 نسخه ای با سرعت 1000 مگابیت بر ثانیه (گیگابیت اترنت، استاندارد IEEE 802.3z) نیز ظاهر شد.

علاوه بر توپولوژی استاندارد اتوبوس، توپولوژی های ستاره غیرفعال و درخت غیرفعال به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند. این شامل استفاده از تکرار کننده ها و هاب های تکرار کننده است که بخش های مختلف (بخش) شبکه را به هم متصل می کند. در نتیجه، یک ساختار درخت مانند ممکن است بر روی قطعات تشکیل شود انواع متفاوت(شکل 7.1).

بخش (بخشی از شبکه) می تواند یک اتوبوس کلاسیک یا یک مشترک باشد. برای بخش های باس، یک کابل کواکسیال و برای پرتوهای ستاره غیرفعال (برای اتصال به هاب) استفاده می شود. کامپیوترهای تک) – جفت پیچ خورده و کابل فیبر نوری. شرط اصلی برای توپولوژی به دست آمده این است که شامل مسیرهای بسته (حلقه) نباشد. در واقع، معلوم می شود که همه مشترکین به یک اتوبوس فیزیکی متصل هستند، زیرا سیگنال هر یک از آنها به یکباره در همه جهات پخش می شود و به عقب باز نمی گردد (مانند یک حلقه).

حداکثر طول کابل شبکه در کل (حداکثر مسیر سیگنال) از نظر تئوری می تواند به 6.5 کیلومتر برسد، اما عملاً از 3.5 کیلومتر تجاوز نمی کند.

برنج. 7.1. توپولوژی شبکه اترنت کلاسیک

یک شبکه اترنت سریع توپولوژی گذرگاه فیزیکی ندارد، فقط از یک ستاره غیرفعال یا درخت غیرفعال استفاده می شود. علاوه بر این، اترنت سریع برای حداکثر طول شبکه الزامات بسیار سخت گیرانه تری دارد. از این گذشته، با افزایش 10 برابری سرعت انتقال و حفظ قالب بسته، حداقل طول آن ده برابر کوتاه تر می شود. بنابراین، مقدار مجاز زمان انتقال سیگنال دوگانه از طریق شبکه 10 برابر کاهش می یابد (5.12 میکرو ثانیه در مقابل 51.2 میکرو ثانیه در اترنت).

کد استاندارد منچستر برای انتقال اطلاعات در شبکه اترنت استفاده می شود.

دسترسی به شبکه اترنت با استفاده از روش تصادفی CSMA/CD انجام می شود و از برابری مشترکین اطمینان حاصل می شود. شبکه از بسته هایی با طول متغیر استفاده می کند.

برای یک شبکه اترنت که با سرعت 10 مگابیت بر ثانیه کار می کند، استاندارد چهار نوع اصلی از بخش های شبکه را تعریف می کند که بر رسانه های مختلف انتقال اطلاعات متمرکز هستند:

· 10BASE5 (کابل کواکسیال ضخیم)؛

· 10BASE2 (کابل کواکسیال نازک)؛

· 10BASE-T (جفت پیچ خورده)؛

· 10BASE-FL (کابل فیبر نوری).

نام بخش شامل سه عنصر است: عدد "10" به معنای سرعت انتقال 10 مگابیت بر ثانیه، کلمه BASE به معنای انتقال در باند فرکانس پایه (یعنی بدون تعدیل سیگنال فرکانس بالا) و آخرین عنصر طول مجاز بخش است: "5" - 500 متر، "2" - 200 متر (به طور دقیق تر، 185 متر) یا نوع خط ارتباطی: "T" - جفت پیچ خورده (از انگلیسی "twisted-pair" ) "F" - کابل فیبر نوری (از انگلیسی "fiber optic").

به طور مشابه، برای یک شبکه اترنت که با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه (Ethernet سریع) کار می کند، استاندارد سه نوع بخش را تعریف می کند که در انواع رسانه های انتقال متفاوت است:

· 100BASE-T4 (چهار جفت پیچ خورده)؛

· 100BASE-TX (جفت پیچ خورده دوگانه)؛

· 100BASE-FX (کابل فیبر نوری).

در اینجا عدد "100" به معنای سرعت انتقال 100 مگابیت بر ثانیه، حرف "T" به معنای جفت پیچ خورده و حرف "F" به معنای کابل فیبر نوری است. انواع 100BASE-TX و 100BASE-FX گاهی با نام 100BASE-X ترکیب می شوند و 100BASE-T4 و 100BASE-TX 100BASE-T نامیده می شوند.

شبکه Token-Ring

شبکه Token-Ring توسط IBM در سال 1985 پیشنهاد شد (اولین نسخه در سال 1980 ظاهر شد). در نظر گرفته شده بود که تمام انواع کامپیوترهای تولید شده توسط IBM را شبکه کند. این واقعیت که توسط IBM، بزرگترین تولید کننده تجهیزات کامپیوتری پشتیبانی می شود، نشان می دهد که باید به آن توجه ویژه ای شود. اما به همان اندازه مهم این است که Token-Ring در حال حاضر استاندارد بین المللی IEEE 802.5 است (اگرچه تفاوت های جزئی بین Token-Ring و IEEE 802.5 وجود دارد). این وضعیت این شبکه را در همان سطح وضعیت اترنت قرار می دهد.

Token-Ring به عنوان یک جایگزین قابل اعتماد برای اترنت توسعه داده شد. و اگرچه اترنت اکنون جایگزین همه شبکه های دیگر شده است، Token-Ring را نمی توان به طرز ناامیدکننده ای منسوخ شده در نظر گرفت. بیش از 10 میلیون کامپیوتر در سراسر جهان توسط این شبکه به هم متصل هستند.

شبکه Token-Ring دارای یک توپولوژی حلقه است، اگرچه از نظر ظاهری بیشتر شبیه یک ستاره است. این به دلیل این واقعیت است که مشترکین فردی (رایانه) نه به طور مستقیم، بلکه از طریق هاب های ویژه یا دستگاه های دسترسی چندگانه (MSAU یا MAU - واحد دسترسی چند ایستگاهی) به شبکه متصل می شوند. از نظر فیزیکی، شبکه یک توپولوژی حلقه ستاره را تشکیل می دهد (شکل 7.3). در واقعیت، مشترکین هنوز در یک حلقه متحد هستند، یعنی هر یک از آنها اطلاعات را به یک مشترک همسایه منتقل می کند و از دیگری اطلاعات دریافت می کند.

برنج. 7.3. توپولوژی حلقه ستاره شبکه Token-Ring.

رسانه انتقال در شبکه Token-Ring IBM در ابتدا جفت پیچ خورده بود، هم بدون محافظ (UTP) و هم محافظ (STP)، اما سپس گزینه های تجهیزات برای کابل کواکسیال و همچنین برای کابل فیبر نوری در استاندارد FDDI ظاهر شد.

پایه ای مشخصات فنینسخه کلاسیک شبکه Token-Ring:

· حداکثر تعداد هاب IBM 8228 MAU - 12.

· حداکثر تعداد مشترکین در شبکه – 96;

حداکثر طول کابل بین مشترک و هاب 45 متر است.

حداکثر طول کابل بین هاب ها 45 متر است.

حداکثر طول کابل اتصال همه هاب 120 متر است.

· سرعت انتقال داده - 4 مگابیت بر ثانیه و 16 مگابیت بر ثانیه.

تمام مشخصات داده شده به مورد استفاده از کابل جفت تابیده بدون محافظ اشاره دارد. اگر از یک رسانه انتقال متفاوت استفاده شود، عملکرد شبکه ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال، هنگام استفاده از جفت پیچ خورده محافظ (STP)، تعداد مشترکین را می توان به 260 (به جای 96) افزایش داد، طول کابل را می توان به 100 متر (به جای 45)، تعداد هاب ها را به افزایش داد. 33، و طول کل حلقه اتصال توپی ها می تواند تا 200 متر باشد. کابل فیبر نوری به شما امکان می دهد طول کابل را تا دو کیلومتر افزایش دهید.

برای انتقال اطلاعات به Token-Ring، از یک کد دوفاز (به طور دقیق تر، نسخه آن با یک انتقال اجباری در مرکز فاصله بیت) استفاده می شود. مانند هر توپولوژی ستاره ای، هیچ پایان الکتریکی اضافی یا اقدامات زمینی خارجی مورد نیاز نیست. مذاکره توسط سخت افزار آداپتورهای شبکه و هاب انجام می شود.

برای اتصال کابل ها، Token-Ring از کانکتورهای RJ-45 (برای جفت پیچ خورده بدون محافظ)، و همچنین MIC و DB9P استفاده می کند. سیم های موجود در کابل، کنتاکت های کانکتور به همین نام را به هم متصل می کنند (یعنی از کابل های به اصطلاح "مستقیم" استفاده می شود).

شبکه Token-Ring در نسخه کلاسیک خود هم از نظر اندازه مجاز و هم از نظر حداکثر تعداد مشترک از شبکه اترنت پایین تر است. از نظر سرعت انتقال، Token-Ring در حال حاضر در نسخه های 100 Mbps (High Speed ​​Token-Ring, HSTR) و 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring) موجود است. شرکت هایی که از Token-Ring پشتیبانی می کنند (از جمله IBM، Olicom، Madge) قصد ندارند شبکه خود را رها کنند و آن را به عنوان رقیب شایستهشبکه محلی کابلی.

در مقایسه با تجهیزات اترنت، تجهیزات Token-Ring به طور قابل توجهی گران تر است، زیرا از روش پیچیده تری برای مدیریت تبادل استفاده می کند، بنابراین شبکه Token-Ring چندان گسترده نشده است.

با این حال، بر خلاف اترنت، شبکه Token-Ring می تواند سطوح بار بالا (بیش از 30-40٪) را بسیار بهتر مدیریت کند و زمان دسترسی تضمینی را فراهم می کند. برای مثال در شبکه های صنعتی که تاخیر در پاسخ به یک رویداد خارجی می تواند منجر به حوادث جدی شود، این امر ضروری است.

شبکه Token-Ring از روش کلاسیک دسترسی توکن استفاده می کند، یعنی یک توکن دائماً در اطراف حلقه در گردش است که مشترکین می توانند بسته های داده خود را به آن متصل کنند (شکل 4.15 را ببینید). این به معنای مزیت مهم این شبکه مانند عدم وجود تداخل است، اما معایبی نیز وجود دارد، به ویژه نیاز به کنترل یکپارچگی توکن و وابستگی عملکرد شبکه به هر مشترک (در صورت بروز نقص، مشترک باید از حلقه حذف شود).

حداکثر زمان برای ارسال یک بسته به Token-Ring 10 میلی ثانیه است. با حداکثر تعداد مشترکین 260، چرخه کامل زنگ 260 x 10 ms = 2.6 ثانیه خواهد بود. در این مدت، همه 260 مشترک می توانند بسته های خود را ارسال کنند (البته اگر چیزی برای ارسال داشته باشند). در همین مدت، توکن رایگان قطعا به دست هر مشترک خواهد رسید. همین بازه، حد بالای زمان دسترسی Token-Ring است.

شبکه Arcnet

شبکه Arcnet (یا ARCnet از شبکه کامپیوتری منبع پیوست شده انگلیسی، شبکه کامپیوتریمنابع متصل) یکی از قدیمی ترین شبکه ها است. در سال 1977 توسط Datapoint Corporation توسعه داده شد. هیچ استاندارد بین المللی برای این شبکه وجود ندارد، اگرچه اجداد روش دسترسی توکن به حساب می آید. با وجود فقدان استانداردها، شبکه Arcnet تا همین اواخر (در سال 1980 - 1990) محبوب بود، حتی به طور جدی با اترنت رقابت می کرد. تعداد زیادی از شرکت ها تجهیزاتی برای این نوع شبکه تولید کردند. اما اکنون تولید تجهیزات Arcnet عملاً متوقف شده است.

از جمله مزایای اصلی شبکه Arcnet نسبت به اترنت می توان به زمان دسترسی محدود، قابلیت اطمینان بالای ارتباط، سهولت تشخیص و هزینه نسبتا پایین آداپتورها اشاره کرد. از مهمترین معایب شبکه می توان به سرعت کم انتقال اطلاعات (2.5 مگابیت بر ثانیه)، سیستم آدرس دهی و فرمت بسته اشاره کرد.

برای انتقال اطلاعات در شبکه Arcnet، از یک کد نسبتا نادر استفاده می شود که در آن یک منطقی با دو پالس در یک بازه بیتی و یک صفر منطقی مربوط به یک پالس است. بدیهی است که این یک کد خود زمان بندی است که حتی از منچستر به پهنای باند کابل بیشتری نیاز دارد.

رسانه انتقال در شبکه یک کابل کواکسیال با امپدانس مشخصه 93 اهم است، به عنوان مثال، با نام تجاری RG-62A/U. گزینه های دارای جفت پیچ خورده (حفاظ دار و بدون محافظ) به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند. گزینه های کابل فیبر نوری نیز پیشنهاد شد، اما آنها نیز Arcnet را ذخیره نکردند.

به عنوان یک توپولوژی، شبکه Arcnet از یک گذرگاه کلاسیک (Arcnet-BUS) و همچنین یک ستاره غیرفعال (Arcnet-STAR) استفاده می کند. ستاره از متمرکز کننده ها (هاب ها) استفاده می کند. با استفاده از هاب ها (مانند اترنت) می توان بخش های اتوبوس و ستاره را در یک توپولوژی درختی ترکیب کرد. محدودیت اصلی این است که نباید مسیرهای بسته (حلقه) در توپولوژی وجود داشته باشد. محدودیت دیگر: تعداد قطعات متصل شده در یک زنجیره دیزی با استفاده از هاب نباید از سه قطعه تجاوز کند.

بنابراین، توپولوژی شبکه Arcnet به شرح زیر است (شکل 7.15).

برنج. 7.15. توپولوژی شبکه Arcnet از نوع باس است (B - آداپتورهای کار در اتوبوس، S - آداپتورهای کار در یک ستاره).

مشخصات فنی اصلی شبکه Arcnet به شرح زیر است.

· رسانه انتقال - کابل کواکسیال، جفت پیچ خورده.

· حداکثر طول شبکه 6 کیلومتر است.

· حداکثر طول کابل از مشترک تا هاب پسیو 30 متر است.

· حداکثر طول کابل از مشترک تا هاب فعال 600 متر است.

· حداکثر طول کابل بین هاب فعال و غیرفعال 30 متر است.

· حداکثر طول کابل بین متمرکز کننده های فعال– 600 متر

· حداکثر تعداد مشترکین در شبکه 255 نفر می باشد.

· حداکثر تعداد مشترکین در بخش اتوبوس 8 نفر می باشد.

· حداقل فاصله بین مشترکین در اتوبوس 1 متر است.

· حداکثر طول قطعه اتوبوس 300 متر است.

· سرعت انتقال داده - 2.5 مگابیت بر ثانیه.

هنگام ایجاد توپولوژی های پیچیده، لازم است اطمینان حاصل شود که تاخیر در انتشار سیگنال در شبکه بین مشترکین از 30 میکرو ثانیه تجاوز نمی کند. حداکثر تضعیف سیگنال در کابل در فرکانس 5 مگاهرتز نباید از 11 دسی بل تجاوز کند.

شبکه Arcnet از روش دسترسی توکن (روش انتقال حقوق) استفاده می کند، اما تا حدودی با شبکه Token-Ring متفاوت است. این روش نزدیکترین روش به روش ارائه شده در استاندارد IEEE 802.4 است.

درست مانند Token-Ring، درگیری ها در Arcnet کاملاً حذف می شوند. مانند هر شبکه توکن، Arcnet بار را به خوبی حمل می کند و زمان دسترسی طولانی به شبکه را تضمین می کند (برخلاف اترنت). مجموع زمان برای دور زدن نشانگر همه مشترکین 840 میلی ثانیه است. بر این اساس، همین بازه، حد بالای زمان دسترسی به شبکه را تعیین می کند.

توکن توسط یک مشترک خاص - کنترل کننده شبکه تولید می شود. این مشترک با حداقل آدرس (صفر) است.

شبکه FDDI

شبکه FDDI (از انگلیسی Fiber Distributed Data Interface، رابط داده توزیع شده فیبر نوری) یکی از آخرین پیشرفت ها در استانداردهای شبکه محلی است. استاندارد FDDI توسط موسسه استاندارد ملی آمریکا ANSI (مشخصات ANSI X3T9.5) پیشنهاد شده است. سپس استاندارد ISO 9314 مطابق با مشخصات ANSI به تصویب رسید. سطح استانداردسازی شبکه بسیار بالاست.

برخلاف سایر شبکه های استاندارد محلی، استاندارد FDDI در ابتدا بر روی سرعت های انتقال بالا (100 مگابیت بر ثانیه) و استفاده از امیدوارکننده ترین کابل فیبر نوری متمرکز بود. بنابراین، در این مورد، توسعه دهندگان توسط چارچوب استانداردهای قدیمی، متمرکز بر آن، محدود نشدند سرعت های پایینو کابل برق

انتخاب فیبر نوری به عنوان یک رسانه انتقال، مزایای زیر را مشخص کرد شبکه جدیدمانند ایمنی بالای نویز، حداکثر محرمانه بودن انتقال اطلاعات و ایزوله گالوانیکی عالی مشترکین. سرعت انتقال بالا که در مورد کابل‌های فیبر نوری بسیار راحت‌تر به دست می‌آید، حل بسیاری از کارهایی را که با شبکه‌های کم‌سرعت امکان‌پذیر نیست، به عنوان مثال، انتقال تصاویر در زمان واقعی ممکن می‌سازد. علاوه بر این، کابل فیبر نوری به راحتی مشکل انتقال داده ها را در فاصله چند کیلومتری بدون رله حل می کند، که امکان ساخت شبکه های بزرگی را فراهم می کند که حتی کل شهرها را پوشش می دهد و تمام مزایای شبکه های محلی (به ویژه خطای کم) را دارد. نرخ). همه اینها محبوبیت شبکه FDDI را تعیین کرد، اگرچه هنوز به اندازه اترنت و Token-Ring گسترده نشده است.

استاندارد FDDI بر اساس روش دسترسی توکن ارائه شده توسط استاندارد بین المللی IEEE 802.5 (Token-Ring) است. تفاوت های جزئی با این استاندارد به دلیل نیاز به اطمینان از انتقال اطلاعات با سرعت بالا در فواصل طولانی مشخص می شود. توپولوژی شبکه FDDI حلقه ای است که مناسب ترین توپولوژی برای کابل فیبر نوری است. شبکه از دو کابل فیبر نوری چند جهته استفاده می‌کند که یکی از آنها معمولاً در حالت ذخیره است، اما این راه‌حل امکان استفاده از انتقال اطلاعات کامل دوطرفه (هم‌زمان در دو جهت) با سرعت مؤثر 200 مگابیت بر ثانیه (با هر کدام) را می‌دهد. از دو کانالی که با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه کار می کنند). یک توپولوژی حلقه ستاره با هاب های موجود در حلقه (مانند Token-Ring) نیز استفاده می شود.

مشخصات فنی اصلی شبکه FDDI.

· حداکثر تعداد مشترکین شبکه 1000 نفر می باشد.

· حداکثر طول حلقه شبکه 20 کیلومتر است.

· حداکثر فاصله مشترکین شبکه 2 کیلومتر می باشد.

· رسانه انتقال - کابل فیبر نوری چند حالته (احتمالاً با استفاده از جفت پیچ خورده الکتریکی).

· روش دسترسی - نشانه.

· سرعت انتقال اطلاعات - 100 مگابیت بر ثانیه (200 مگابیت بر ثانیه برای حالت انتقال دوطرفه).

استاندارد FDDI دارای مزایای قابل توجهی نسبت به تمام شبکه هایی است که قبلاً مورد بحث قرار گرفت. به عنوان مثال، یک شبکه اترنت سریع با همان پهنای باند 100 مگابیت بر ثانیه نمی تواند از نظر اندازه شبکه با FDDI مطابقت داشته باشد. علاوه بر این، روش دسترسی توکن FDDI، بر خلاف CSMA/CD، زمان دسترسی تضمین شده و عدم تداخل در هر سطح بار را فراهم می کند.

محدودیت در طول کل شبکه 20 کیلومتری به دلیل تضعیف سیگنال ها در کابل نیست، بلکه به دلیل نیاز به محدود کردن زمان لازم برای حرکت کامل سیگنال در طول حلقه برای اطمینان از حداکثر زمان دسترسی مجاز است. اما حداکثر فاصله بین مشترکین (2 کیلومتر با کابل چند حالته) دقیقاً با تضعیف سیگنال های موجود در کابل تعیین می شود (نباید از 11 دسی بل تجاوز کند). امکان استفاده از کابل تک حالته نیز وجود دارد که در این صورت فاصله مشترکین به 45 کیلومتر و طول رینگ کل می تواند 200 کیلومتر باشد.

همچنین اجرای FDDI در کابل برق(CDDI – Copper Distributed Data Interface یا TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface). این از یک کابل رده 5 با کانکتورهای RJ-45 استفاده می کند. حداکثر فاصله بین مشترکین در این مورد نباید بیش از 100 متر باشد. هزینه تجهیزات شبکه روی کابل برق چندین برابر کمتر است. اما این نسخه از شبکه دیگر مزایای آشکاری نسبت به رقبا مانند FDDI اصلی فیبر نوری ندارد. نسخه های الکتریکی FDDI بسیار کمتر از نمونه های فیبر نوری استاندارد شده اند، بنابراین سازگاری بین تجهیزات تولید کنندگان مختلف تضمین نمی شود.

برای انتقال داده ها در FDDI، از یک کد 4B/5B که مخصوص این استاندارد توسعه یافته است استفاده می شود.

برای دستیابی به انعطاف پذیری بالای شبکه، استاندارد FDDI شامل دو نوع مشترک در حلقه می شود:

· مشترکین کلاس A (ایستگاه ها) (مشترکین پیوست دوگانه، DAS – ایستگاه های پیوست دوگانه) به هر دو حلقه شبکه (داخلی و خارجی) متصل هستند. در عین حال امکان تبادل با سرعت تا 200 مگابیت بر ثانیه یا افزونگی کابل شبکه محقق می شود (در صورت آسیب دیدن کابل اصلی از یک پشتیبان استفاده می شود). تجهیزات این کلاس از نظر عملکرد در حساس ترین قسمت های شبکه استفاده می شود.

· مشترکین کلاس B (ایستگاه) (مشترکین اتصال تک، SAS – Single-Attachment Stations) تنها به یک حلقه شبکه (خارجی) متصل هستند. آنها ساده تر و ارزان تر از آداپتورهای کلاس A هستند، اما قابلیت های خود را ندارند. آنها را فقط می توان از طریق یک هاب یا سوئیچ بای پس به شبکه متصل کرد که در مواقع اضطراری آنها را خاموش می کند.

علاوه بر خود مشترکین (کامپیوترها، پایانه ها و غیره)، شبکه از متمرکز کننده های سیم کشی استفاده می کند که گنجاندن آنها به شما امکان می دهد تمام نقاط اتصال را در یک مکان جمع آوری کنید تا بر عملکرد شبکه نظارت کنید، عیب ها را تشخیص دهید و پیکربندی مجدد را ساده کنید. . هنگام استفاده از انواع کابل ها (به عنوان مثال، کابل فیبر نوری و جفت پیچ خورده)، هاب همچنین عملکرد تبدیل سیگنال های الکتریکی به سیگنال های نوری و بالعکس را انجام می دهد. متمرکز کننده ها همچنین دارای اتصال دوگانه (DAC - متمرکز کننده دو ضمیمه) و اتصال تک (SAC - متمرکز کننده تک پیوستی) هستند.

نمونه ای از پیکربندی شبکه FDDI در شکل نشان داده شده است. 8.1. اصل ترکیب دستگاه های شبکه در شکل 8.2 نشان داده شده است.

برنج. 8.1. نمونه ای از پیکربندی شبکه FDDI.

بر خلاف روش دسترسی پیشنهاد شده توسط استاندارد IEEE 802.5، FDDI به اصطلاح از چند رمز عبور استفاده می کند. اگر در مورد شبکه Token-Ring یک توکن جدید (رایگان) توسط مشترک تنها پس از بازگرداندن بسته خود به او ارسال شود، در FDDI رمز جدید بلافاصله پس از پایان ارسال بسته توسط مشترک ارسال می شود. مشابه نحوه انجام این کار با روش ETR در حلقه شبکه Token-Ring).

در خاتمه لازم به ذکر است که علیرغم مزایای آشکار FDDI این شبکهگسترده نشده است که عمدتاً به دلیل هزینه بالای تجهیزات آن (در حدود چند صد و حتی هزاران دلار) است. حوزه اصلی کاربرد FDDI در حال حاضر شبکه های اصلی و اصلی (Backbone) هستند که چندین شبکه را ترکیب می کنند. FDDI همچنین برای اتصال ایستگاه های کاری قدرتمند یا سرورهایی که نیاز به ارتباطات پرسرعت دارند استفاده می شود. انتظار می‌رود که اترنت سریع بتواند جایگزین FDDI شود، اما مزایای کابل فیبر نوری، مدیریت توکن و اندازه شبکه رکوردشکنی در حال حاضر FDDI را از رقبا جلوتر قرار داده است. و در مواردی که هزینه تجهیزات حیاتی است، می توان از نسخه جفت پیچ خورده FDDI (TPDDI) در مناطق غیر بحرانی استفاده کرد. علاوه بر این، هزینه تجهیزات FDDI با افزایش حجم تولید آن می تواند تا حد زیادی کاهش یابد.

شبکه 100VG-AnyLAN

شبکه 100VG-AnyLAN یکی از آخرین پیشرفت ها در شبکه های محلی پرسرعت است که به تازگی در بازار ظاهر شده است. این استاندارد با استاندارد بین المللی IEEE 802.12 مطابقت دارد، بنابراین سطح استانداردسازی آن بسیار بالا است.

مزایای اصلی آن سرعت تبادل بالا، هزینه نسبتا پایین تجهیزات (حدود دو برابر گرانتر از تجهیزات محبوب ترین شبکه اترنت 10BASE-T)، یک روش متمرکز برای مدیریت تبادل بدون درگیری، و همچنین سازگاری در سطح بسته است. فرمت ها با شبکه های اترنت و Token-Ring.

در نام شبکه 100VG-AnyLAN، عدد 100 مربوط به سرعت 100 مگابیت در ثانیه، حروف VG نشان دهنده کابل جفت تابیده بدون محافظ ارزان قیمت دسته 3 (Voice Grade) و AnyLAN (هر شبکه) نشان دهنده این است که شبکه با دو شبکه رایج سازگار است.

مشخصات فنی اصلی شبکه 100VG-AnyLAN:

· سرعت انتقال - 100 مگابیت بر ثانیه.

· توپولوژی - ستاره با قابلیت گسترش (درخت). تعداد سطوح آبشاری متمرکز کننده ها (هاب ها) تا 5 عدد می باشد.

· روش دسترسی - متمرکز، بدون درگیری (اولویت تقاضا - با درخواست اولویت).

· رسانه های انتقال عبارتند از: جفت تابیده بدون محافظ (کابل UTP رده 3، 4 یا 5)، جفت پیچ خورده دوگانه (کابل UTP رده 5)، جفت تابیده محافظ دوگانه (STP)، و کابل فیبر نوری. امروزه کابل های جفت پیچ خورده چهارگانه بیشتر رایج هستند.

· حداکثر طول کابل بین هاب و مشترک و بین هاب 100 متر (برای کابل UTP دسته 3)، 200 متر (برای کابل UTP رده 5 و کابل محافظ)، 2 کیلومتر (برای کابل فیبر نوری). حداکثر اندازه شبکه ممکن 2 کیلومتر است (با تأخیر قابل قبول تعیین می شود).

· حداکثر تعداد مشترکین 1024، توصیه می شود - حداکثر 250.

بنابراین، پارامترهای شبکه 100VG-AnyLAN کاملاً به پارامترهای شبکه Fast Ethernet نزدیک است. با این حال، مزیت اصلی Fast Ethernet سازگاری کامل آن با رایج ترین شبکه اترنت است (در مورد 100VG-AnyLAN، این نیاز به یک پل دارد). در عین حال، کنترل متمرکز 100VG-AnyLAN که تضادها را از بین می برد و حداکثر زمان دسترسی را تضمین می کند (که در شبکه اترنت ارائه نشده است) نیز قابل تخفیف نیست.

نمونه ای از ساختار شبکه 100VG-AnyLAN در شکل 1 نشان داده شده است. 8.8.

شبکه 100VG-AnyLAN از یک هاب مرکزی (اصلی، ریشه) سطح 1 تشکیل شده است که هم مشترکین فردی و هم هاب های سطح 2 را می توان به آن متصل کرد، که مشترکین و هاب های سطح 3 به نوبه خود می توانند به آن وصل شوند و غیره. در این مورد، شبکه نمی تواند بیش از پنج سطح از این قبیل داشته باشد (در نسخه اصلی بیش از سه سطح وجود نداشت). حداکثر اندازهشبکه می تواند 1000 متر برای کابل جفت تابیده بدون محافظ باشد.

برنج. 8.8. ساختار شبکه 100VG-AnyLAN.

بر خلاف هاب های غیرهوشمند سایر شبکه ها (به عنوان مثال، اترنت، Token-Ring، FDDI)، هاب های شبکه 100VG-AnyLAN کنترل کننده های هوشمندی هستند که دسترسی به شبکه را کنترل می کنند. برای انجام این کار، آنها به طور مداوم درخواست هایی را که به همه پورت ها می رسد نظارت می کنند. هاب ها بسته های دریافتی را دریافت می کنند و آنها را فقط برای مشترکینی که مخاطب آنها هستند ارسال می کنند. با این حال، آنها هیچ پردازش اطلاعاتی را انجام نمی دهند، یعنی در این مورد، نتیجه هنوز یک ستاره فعال نیست، اما نه یک ستاره منفعل. متمرکز کننده ها را نمی توان مشترکین تمام عیار نامید.

هر یک از هاب ها را می توان برای کار با فرمت های بسته اترنت یا Token-Ring پیکربندی کرد. در این حالت، هاب های کل شبکه باید با بسته های تنها یک فرمت کار کنند. پل ها برای ارتباط با شبکه های اترنت و Token-Ring مورد نیاز هستند، اما پل ها بسیار ساده هستند.

هاب ها یک پورت دارند سطح بالا(برای اتصال آن به هاب سطح بالاتر) و چندین پورت سطح پایین (برای اتصال مشترکین). مشترک می تواند یک کامپیوتر (ایستگاه کاری)، سرور، پل، روتر، سوئیچ باشد. هاب دیگری نیز می تواند به پورت سطح پایین متصل شود.

هر پورت هاب را می توان روی یکی از دو حالت عملیاتی ممکن تنظیم کرد:

· حالت عادی شامل ارسال به مشترک متصل به پورت فقط بسته هایی است که شخصاً خطاب به او هستند.

· حالت مانیتور شامل ارسال به مشترک متصل به پورت تمام بسته هایی است که به هاب می رسند. این حالت به یکی از مشترکین اجازه می دهد تا عملکرد کل شبکه را به طور کلی کنترل کند (عملکرد نظارت را انجام دهد).

روش دسترسی به شبکه 100VG-AnyLAN برای شبکه های ستاره معمولی است.

هنگام استفاده از کابل جفت تابیده چهارگانه، هر یک از چهار کابل جفت تابیده با سرعت 30 مگابیت بر ثانیه ارسال می کند. سرعت کل انتقال 120 مگابیت بر ثانیه است. با این حال، اطلاعات مفید به دلیل استفاده از کد 5B/6B تنها با سرعت 100 مگابیت بر ثانیه منتقل می شود. بنابراین، پهنای باند کابل باید حداقل 15 مگاهرتز باشد. کابل جفت پیچ خورده دسته 3 (پهنای باند 16 مگاهرتز) این نیاز را برآورده می کند.

بنابراین، شبکه 100VG-AnyLAN یک راه حل مقرون به صرفه برای افزایش سرعت انتقال تا 100 مگابیت در ثانیه ارائه می دهد. با این حال، به طور کامل با هیچ یک از شبکه های استاندارد سازگار نیست، بنابراین سرنوشت آینده آن مشکل ساز است. علاوه بر این، بر خلاف شبکه FDDI، هیچ پارامتر رکوردی ندارد. به احتمال زیاد، 100VG-AnyLAN، با وجود پشتیبانی شرکت های معتبر و سطح بالای استاندارد، تنها نمونه ای از راه حل های فنی جالب باقی خواهد ماند.

هنگامی که صحبت از رایج ترین شبکه اترنت سریع 100 مگابیت بر ثانیه می شود، 100VG-AnyLAN دو برابر طول کابل UTP رده 5 (تا 200 متر) و همچنین یک روش مدیریت ترافیک بدون بحث را ارائه می دهد.