Vitesse de transfert de données Ethernet rapide. La technologie Fast Ethernet, ses fonctionnalités, sa couche physique, ses règles de construction. Valeurs des champs DSAP et SSAP

Le laboratoire d'essais ComputerPress a testé les cartes réseau Fast Ethernet pour le bus PCI destinées à être utilisées dans les postes de travail 10/100 Mbit/s. Les cartes actuellement les plus courantes avec un débit de 10/100 Mbit/s ont été sélectionnées car, d'une part, elles peuvent être utilisées dans les réseaux Ethernet, Fast Ethernet et mixtes, et, d'autre part, la technologie prometteuse Gigabit Ethernet ( débit jusqu'à 1000 Mbit/s) est encore le plus souvent utilisé pour connecter des serveurs puissants aux équipements réseau du cœur de réseau. La qualité des équipements réseau passifs (câbles, prises, etc.) utilisés dans le réseau est extrêmement importante. Il est bien connu que si pour les réseaux Ethernet un câble à paire torsadée de catégorie 3 est suffisant, alors la catégorie 5 est déjà requise pour le Fast Ethernet. La diffusion du signal et une faible immunité au bruit peuvent réduire considérablement le débit du réseau.

Le but des tests était de déterminer, tout d'abord, l'indice de performance effectif (rapport indice de performance/efficacité - ci-après indice P/E), et ensuite seulement - la valeur absolue du débit. L'indice P/E est calculé comme le rapport entre le débit de la carte réseau en Mbit/s et la charge du processeur en pourcentage. Cet indice est la norme industrielle pour mesurer les performances des adaptateurs réseau. Il a été introduit afin de prendre en compte l'utilisation des ressources CPU par les cartes réseau. Le fait est que certains fabricants de cartes réseau tentent d'obtenir des performances maximales en utilisant davantage de cycles de processeur informatique pour effectuer des opérations réseau. Une charge de processeur minimale et un débit relativement élevé sont essentiels pour exécuter des applications métier, multimédia et en temps réel critiques.

Nous avons testé les cartes actuellement les plus utilisées pour les postes de travail des réseaux d'entreprise et locaux :

1. D-Link DFE-538TX
2. SMC EtherPower II 10/100 9432TX/MP
3. 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM
4. Compex RL100ATX
5. Gestion Intel EtherExpress PRO/100+
6. CNet PRO-120
7. NetGear FA310TX
8. Allié Telesyn AT 2500TX
9. Surecom EP-320X-R

Les principales caractéristiques des adaptateurs réseau testés sont données dans le tableau. 1 . Expliquons certains des termes utilisés dans le tableau. La détection automatique de la vitesse de connexion signifie que l'adaptateur détermine lui-même la vitesse de fonctionnement maximale possible. De plus, si la détection automatique de la vitesse est prise en charge, aucune configuration supplémentaire n'est requise lors du passage d'Ethernet à Fast Ethernet et inversement. C'est-à-dire de administrateur du système Il n'est pas nécessaire de reconfigurer l'adaptateur ou de recharger les pilotes.

La prise en charge du mode Bus Master vous permet de transférer des données directement entre la carte réseau et la mémoire de l'ordinateur. Cela libère le processeur central pour effectuer d'autres opérations. Cette propriété est devenue un standard de fait. Il n’est pas étonnant que toutes les cartes réseau connues prennent en charge le mode Bus Master.

La mise sous tension à distance (Wake on LAN) vous permet d'allumer votre PC via un réseau. Autrement dit, il devient possible de réparer le PC en dehors des heures de travail. À cette fin, des connecteurs à trois broches sont utilisés sur la carte mère et l'adaptateur réseau, qui sont connectés à l'aide d'un câble spécial (inclus dans l'emballage). De plus, un logiciel de contrôle spécial est requis. La technologie Wake on LAN a été développée par l'alliance Intel-IBM.

Le mode full duplex vous permet de transmettre des données simultanément dans les deux sens, semi-duplex - dans un seul sens. Ainsi, le débit maximum possible en mode full duplex est de 200 Mbit/s.

Le DMI (Desktop Management Interface) permet d'obtenir des informations sur la configuration et les ressources d'un PC à l'aide d'un logiciel de gestion réseau.

La prise en charge de la spécification WfM (Wired for Management) garantit l'interaction de la carte réseau avec le logiciel de gestion et d'administration réseau.

Pour démarrer à distance le système d'exploitation d'un ordinateur sur un réseau, les adaptateurs réseau sont équipés d'une mémoire BootROM spéciale. Cela permet d'utiliser efficacement les postes de travail sans disque sur un réseau. La plupart des cartes testées n'avaient qu'un emplacement BootROM ; La puce BootROM elle-même est généralement une option commandée séparément.

La prise en charge de l'ACPI (Advanced Configuration Power Interface) permet de réduire la consommation d'énergie. ACPI est une nouvelle technologie qui alimente le système de gestion de l'énergie. Il repose sur l'utilisation à la fois de matériel et logiciel. En principe, Wake on LAN fait partie de l'ACPI.

Des outils de performances propriétaires vous permettent d'augmenter l'efficacité de votre carte réseau. Les plus connus d'entre eux sont Parallel Tasking II de 3Com et Adaptive Technology d'Intel. Ces produits sont généralement brevetés.

La prise en charge des principaux systèmes d'exploitation est assurée par presque tous les adaptateurs. Les principaux systèmes d'exploitation sont : Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager et autres.

Le niveau de support du service est évalué par la disponibilité de la documentation, d'une disquette avec les pilotes et la possibilité de télécharger dernières versions pilotes sur le site Web de l'entreprise. L'emballage joue également un rôle important. De ce point de vue, les meilleurs, à notre avis, sont les adaptateurs réseau de D-Link, Allied Telesyn et Surecom. Mais dans l’ensemble, le niveau de support s’est avéré satisfaisant pour toutes les cartes.

Généralement, la garantie couvre toute la durée de vie de l'adaptateur secteur (garantie à vie). Parfois, cette durée est limitée à 1 à 3 ans.

Méthodologie de test

Tous les tests ont utilisé les dernières versions des pilotes de carte réseau, téléchargées à partir des serveurs Internet des fabricants respectifs. Dans le cas où le pilote de la carte réseau permettait des réglages et des optimisations, les paramètres par défaut étaient utilisés (sauf pour la carte réseau Intel). Notez que les cartes et les pilotes correspondants de 3Com et Intel possèdent les capacités et fonctions supplémentaires les plus riches.

Les mesures de performances ont été effectuées à l'aide de l'utilitaire Perform3 de Novell. Le principe de fonctionnement de l'utilitaire est qu'un petit fichier est copié du poste de travail vers un poste partagé lecteur réseau serveur, après quoi il reste dans le cache de fichiers du serveur et y est lu plusieurs fois sur une période de temps donnée. Cela permet l’interopérabilité mémoire-réseau-mémoire et élimine l’impact de la latence associée aux opérations sur disque. Les paramètres de l'utilitaire incluent la taille initiale du fichier, la taille finale du fichier, l'étape de redimensionnement et la durée du test. L'utilitaire Novell Perform3 affiche les valeurs de performances pour différentes tailles de fichiers, moyennes et performance maximum(en Ko/s). Les paramètres suivants ont été utilisés pour configurer l'utilitaire :

• Taille initiale du fichier - 4095 octets
• Taille finale du fichier - 65 535 octets
• Étape d'incrémentation de fichier - 8192 octets

La durée du test avec chaque fichier a été fixée à vingt secondes.

Chaque expérience utilisait une paire de cartes réseau identiques, l'une fonctionnant sur le serveur et l'autre sur le poste de travail. Cela semble incompatible avec la pratique courante, car les serveurs utilisent généralement des adaptateurs réseau spécialisés dotés d'un certain nombre de fonctionnalités supplémentaires. Mais c'est exactement ainsi - les mêmes cartes réseau sont installées sur le serveur et les postes de travail - les tests sont effectués par tous les laboratoires de tests de renom dans le monde (KeyLabs, Tolly Group, etc.). Les résultats sont un peu inférieurs, mais l'expérience s'avère propre, puisque seules les cartes réseau analysées fonctionnent sur tous les ordinateurs.

Configuration du client Compaq DeskPro FR :

• Processeur Pentium II 450 MHz
• cache 512 Ko
• RAM 128 Mo
• disque dur 10 Go
• système opérateur Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
• Protocole TCP/IP.

Configuration du serveur Compaq DeskPro EP :

• Processeur Celeron 400 MHz
• RAM 64 Mo
• disque dur 4,3 Go
• salle d'opération Système Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• Protocole TCP/IP.

Les tests ont été effectués dans des conditions où les ordinateurs étaient connectés directement avec un câble croisé UTP de catégorie 5. Lors de ces tests, les cartes fonctionnaient en mode 100Base-TX Full Duplex. Dans ce mode, le débit est légèrement supérieur du fait qu'une partie des informations de service (par exemple, la confirmation de réception) est transmise simultanément avec des informations utiles dont le volume est estimé. Dans ces conditions, il a été possible d'enregistrer des valeurs de débit assez élevées ; par exemple, pour l'adaptateur 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM, la moyenne est de 79,23 Mbps.

La charge CPU a été mesurée sur le serveur à l'aide Utilitaires Windows Moniteur de performances NT ; les données ont été enregistrées dans un fichier journal. L'utilitaire Perform3 a été exécuté sur le client afin de ne pas affecter la charge du processeur du serveur. Le processeur de l'ordinateur serveur était un Intel Celeron, dont les performances sont nettement inférieures à celles des processeurs Pentium II et III. Intel Celeron a été utilisé délibérément : le fait est que puisque la charge du processeur est déterminée avec une erreur absolue assez importante, dans le cas de valeurs absolues élevées, l'erreur relative est plus petite.

Après chaque test, l'utilitaire Perform3 place les résultats de son travail dans un fichier texte sous la forme d'un ensemble de données de la forme suivante :

65535 octets. 10491,49 Ko/s. 10491,49 Kbit/s agrégés. 57343 octets. 10844,03 Ko/s. 10844.03 Kbit/s agrégés. 49151 octets. 10 737,95 Ko/s. 10 737,95 Ko/s agrégés. 40959 octets. 10603,04 Ko/s. 10603,04 Kbit/s agrégés. 32767 octets. 10497,73 Ko/s. 10497,73 Kbit/s agrégés. 24575 octets. 10 220,29 Ko/s. 10220,29 Kbit/s agrégés. 16383 octets. 9573,00 Kbit/s. 9573,00 Kbit/s agrégés. 8191 octets. 8 195,50 Ko/s. 8 195,50 Ko/s cumulés. 10844,03 Ko/s maximum. 10145,38 Ko moyen.

Il affiche la taille du fichier, le débit correspondant pour le client sélectionné et pour tous les clients (dans ce cas il n'y a qu'un seul client), ainsi que le débit maximum et moyen pour l'ensemble du test. Les valeurs moyennes obtenues pour chaque test ont été converties de KB/s en Mbit/s à l'aide de la formule :
(Ko x 8)/1024,
et la valeur de l'indice P/E a été calculée comme le rapport entre le débit et la charge du processeur en pourcentage. Par la suite, la valeur moyenne de l’indice P/E a été calculée sur la base des résultats de trois mesures.

Le problème suivant est survenu lors de l'utilisation de l'utilitaire Perform3 sur Windows NT Workstation : en plus d'écrire sur un lecteur réseau, le fichier était également écrit dans le cache de fichiers local, d'où il était ensuite lu très rapidement. Les résultats étaient impressionnants, mais irréalistes, car il n'y avait pas de transfert de données en tant que tel sur le réseau. Pour que les applications traitent les lecteurs réseau partagés comme des lecteurs locaux normaux, système opérateur un composant réseau spécial est utilisé : un redirecteur qui redirige les requêtes d'E/S sur le réseau. Dans des conditions de fonctionnement normales, lors de l'exécution de la procédure d'écriture d'un fichier sur un lecteur réseau partagé, le redirecteur utilise l'algorithme de mise en cache de Windows NT. C'est pourquoi lors de l'écriture sur le serveur, l'écriture se produit également dans le cache de fichiers local de la machine client. Et pour réaliser des tests, il faut que la mise en cache soit effectuée uniquement sur le serveur. Pour vous assurer qu'il n'y a pas de mise en cache sur l'ordinateur client, Registre Windows NT, les valeurs des paramètres ont été modifiées, ce qui a permis de désactiver la mise en cache effectuée par le redirecteur. Voici comment cela a été fait :

1. Chemin d'accès au registre :

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

   Le nom du paramètre:

   UseWriteBehind permet l'optimisation de l'écriture différée pour les fichiers en cours d'écriture

   Tapez : REG_DWORD

   Valeur : 0 (par défaut : 1)

2. Chemin d'accès au registre :

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lanmanworkstation\parameters

   Le nom du paramètre:

   UtilizeNTCaching spécifie si le redirecteur utilisera le gestionnaire de cache Windows NT pour mettre en cache le contenu des fichiers.

   Type : REG_DWORD Valeur : 0 (par défaut : 1)

Adaptateur réseau de gestion Intel EtherExpress PRO/100+

Le débit et l'utilisation du processeur de cette carte se sont révélés presque identiques à ceux de la 3Com. Les fenêtres de paramètres de cette carte sont présentées ci-dessous.

Le nouveau contrôleur Intel 82559 installé sur cette carte offre de très hautes performances, notamment dans les réseaux Fast Ethernet.

La technologie qu'Intel utilise dans sa carte Intel EtherExpress PRO/100+ s'appelle Adaptive Technology. L'essence de la méthode est de modifier automatiquement les intervalles de temps entre les paquets Ethernet en fonction de la charge du réseau. À mesure que la congestion du réseau augmente, la distance entre les paquets Ethernet individuels augmente de manière dynamique, ce qui réduit le nombre de collisions et augmente le débit. Lorsque la charge du réseau est faible, lorsque la probabilité de collisions est faible, les intervalles de temps entre les paquets sont réduits, ce qui entraîne également une augmentation des performances. Les plus grands avantages de cette méthode devraient être constatés dans les segments Ethernet à collision importante, c'est-à-dire dans les cas où la topologie du réseau est dominée par des hubs plutôt que par des commutateurs.

La nouvelle technologie d'Intel, appelée Priority Packet, permet de réguler le trafic via carte réseau, selon les priorités des packages individuels. Cela permet d'augmenter les taux de transfert de données pour les applications critiques.

Fournit un support pour le virtuel réseaux locaux VLAN (norme IEEE 802.1Q).

Il n'y a que deux indicateurs sur le tableau-travail/connexion, vitesse 100.

www.intel.com

Adaptateur réseau SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX/MP

L'architecture de cette carte utilise deux technologies prometteuses : SMC SimulTasking et Programmable InterPacket Gap. La première technologie est similaire à la technologie 3Com Parallel Tasking. En comparant les résultats des tests des cartes de ces deux fabricants, nous pouvons tirer une conclusion sur le degré d'efficacité de la mise en œuvre de ces technologies. Notons également que cette carte réseau affiche le troisième résultat tant en termes de performances que d'indice P/E, devant toutes les cartes sauf 3Com et Intel.

Il y a quatre indicateurs LED sur la carte : vitesse 100, transmission, connexion, duplex.

L'adresse principale du site Internet de la société est : www.smc.com

Introduction

Le but de la création de ce rapport était une présentation brève et accessible des principes de base de fonctionnement et des fonctionnalités des réseaux informatiques, en utilisant Fast Ethernet comme exemple.

Un réseau est un groupe d'ordinateurs et d'autres appareils connectés. L'objectif principal des réseaux informatiques est le partage de ressources et la mise en œuvre de communications interactives tant au sein d'une entreprise qu'à l'extérieur de celle-ci. Les ressources sont des données, des applications et périphériques, tel que disque externe, imprimante, souris, modem ou joystick. Le concept de communication interactive entre ordinateurs implique l'échange de messages en temps réel.

Il existe de nombreux ensembles de normes pour la transmission de données sur les réseaux informatiques. L'un des ensembles est la norme Fast Ethernet.

À partir de ce matériel, vous apprendrez :

• · Technologies FastEthernet
• Commutateurs
• Câble FTP
• Types de connexion
• Topologies de réseaux informatiques

Dans mon travail, je montrerai les principes de fonctionnement d'un réseau basé sur la norme Fast Ethernet.

Commutation locale réseaux informatiques Les technologies (LAN) et Fast Ethernet ont été développées en réponse au besoin d'améliorer l'efficacité des réseaux Ethernet. En augmentant le débit, ces technologies peuvent éliminer " endroits étroits» sur le réseau et prend en charge les applications qui nécessitent des taux de transfert de données élevés. L’intérêt de ces solutions est qu’il n’est pas nécessaire de choisir l’une ou l’autre. Elles sont complémentaires, de sorte que l’efficacité du réseau peut souvent être améliorée en utilisant les deux technologies.

Les informations collectées seront utiles à la fois aux personnes commençant à étudier les réseaux informatiques et aux administrateurs de réseaux.

1. Schéma du réseau

2. Technologie Ethernet rapide

réseau informatique Ethernet rapide

Fast Ethernet est le résultat du développement de la technologie Ethernet. Basés sur et conservant la même technique CSMA/CD (channel polling multiple access and collision Detection), les appareils Fast Ethernet fonctionnent à une vitesse 10 fois supérieure à celle d'Ethernet. 100 Mbit/s. Fast Ethernet fournit une bande passante suffisante pour des applications telles que la conception et la fabrication assistées par ordinateur (CAO/FAO), le traitement graphique et d'images et le multimédia. Fast Ethernet est compatible avec Ethernet 10 Mbps, il est donc plus facile d'intégrer Fast Ethernet dans votre réseau local à l'aide d'un commutateur plutôt que d'un routeur.

Changer

Utiliser des commutateurs de nombreux groupes de travail peuvent être connectés pour former un grand réseau local (voir schéma 1). Les commutateurs bon marché fonctionnent mieux que les routeurs, offrant de meilleures performances LAN. Les groupes de travail Fast Ethernet composés d'un ou deux hubs peuvent être connectés via un commutateur Fast Ethernet pour augmenter encore le nombre d'utilisateurs et couvrir une zone plus large.

À titre d'exemple, considérons le commutateur suivant :

Riz. 1D-Link-1228/ME

La série de commutateurs DES-1228/ME comprend des commutateurs Fast Ethernet de couche 2 configurables haut de gamme. Dotés de fonctionnalités avancées, les appareils DES-1228/ME sont solution peu coûteuse pour créer un réseau sécurisé et performant. Caractéristiques distinctives Les caractéristiques de ce commutateur sont une densité de ports élevée, 4 ports de liaison montante Gigabit, des paramètres de modification légère pour la gestion de la bande passante et une gestion réseau améliorée. Ces commutateurs vous permettent d'optimiser votre réseau tant en termes de fonctionnalités que de caractéristiques de coût. Les commutateurs de la série DES-1228/ME constituent la solution optimale tant en termes de fonctionnalité que de caractéristiques de coût.

Câble FTP

Câble LAN-5EFTP-BL se compose de 4 paires de conducteurs en cuivre unipolaires.

Diamètre du conducteur 24AWG.

Chaque conducteur est enveloppé dans une isolation en PEHD (polyéthylène haute densité).

Deux conducteurs torsadés avec un pas spécialement sélectionné constituent une paire torsadée.

Les 4 paires torsadées sont enveloppées dans un film de polyéthylène et, avec un conducteur de terre en cuivre unipolaire, sont enfermées dans une feuille de blindage commune et une gaine en PVC.

Tout droit

Ça sert:

• 1. Pour connecter un ordinateur à un switch (hub, switch) via la carte réseau de l'ordinateur
• 2. Pour connecter des équipements périphériques réseau - imprimantes, scanners - au commutateur (hub, commutateur)
• 3. pour UPLINK sur un switch supérieur (hub, switch) - interrupteurs modernes peut configurer automatiquement les entrées du connecteur pour la réception et la transmission

Croisement

Ça sert:

• 1. Pour connecter directement 2 ordinateurs à un réseau local, sans utiliser d'équipement de commutation (hubs, commutateurs, routeurs, etc.).
• 2. pour la liaison montante, connexion à un commutateur de niveau supérieur dans un réseau local à structure complexe, pour les types de commutateurs plus anciens (hubs, commutateurs), ils disposent d'un connecteur séparé, également marqué « UPLINK » ou d'un X.

Topologie en étoile

Aux étoiles- la topologie de base d'un réseau informatique dans laquelle tous les ordinateurs du réseau sont connectés à un nœud central (généralement un commutateur), formant un segment physique du réseau. Un tel segment de réseau peut fonctionner soit séparément, soit dans le cadre d'une topologie de réseau complexe (généralement un « arbre »). Tous les échanges d'informations s'effectuent exclusivement via l'ordinateur central, qui est ainsi soumis à une charge très importante, de sorte qu'il ne peut rien faire d'autre que le réseau. En règle générale, c'est l'ordinateur central qui est le plus puissant, et c'est sur lui que sont assignées toutes les fonctions de gestion de l'échange. En principe, aucun conflit n'est possible dans un réseau à topologie en étoile, car la gestion est entièrement centralisée.

Application

L'Ethernet 10 Mbits classique convient à la plupart des utilisateurs depuis environ 15 ans. Cependant, au début des années 90, son insuffisance de capacité commence à se faire sentir. Pour les ordinateurs sur Processeurs Intel 80286 ou 80386 avec des bus ISA (8 Mo/s) ou EISA (32 Mo/s), la bande passante du segment Ethernet était de 1/8 ou 1/32 du canal mémoire vers disque, ce qui était bien cohérent avec le ratio des volumes de données traités localement et des données transmises sur le réseau. Pour les postes clients plus puissants dotés d'un bus PCI (133 Mo/s), cette part descend à 1/133, ce qui n'est clairement pas suffisant. En conséquence, de nombreux segments Ethernet 10 Mbps ont été surchargés, la réactivité du serveur a considérablement diminué et les taux de collision ont considérablement augmenté, réduisant encore davantage le débit utilisable.

Il est nécessaire de développer un « nouvel » Ethernet, c'est-à-dire une technologie qui serait tout aussi rentable avec une performance de 100 Mbit/s. À la suite de recherches et de recherches, les experts ont été divisés en deux camps, ce qui a finalement conduit à l'émergence de deux nouvelles technologies : Fast Ethernet et l00VG-AnyLAN. Ils diffèrent par le degré de continuité avec Ethernet classique.

En 1992, un groupe de fabricants d'équipements de réseau, comprenant des leaders de la technologie Ethernet tels que SynOptics, 3Com et plusieurs autres, ont formé la Fast Ethernet Alliance, une association à but non lucratif, pour développer une norme pour une nouvelle technologie qui préserverait les fonctionnalités d'Ethernet. technologie dans la mesure du possible.

Le deuxième camp était dirigé par Hewlett-Packard et AT&T, qui ont proposé de profiter de l'occasion pour remédier à certaines des lacunes connues de la technologie Ethernet. Après un certain temps, ces sociétés ont été rejointes par IBM, qui a contribué en proposant d'assurer une certaine compatibilité avec les réseaux Token Ring dans la nouvelle technologie.

Parallèlement, le comité IEEE 802 a formé un groupe de recherche pour étudier le potentiel technique des nouvelles technologies à haut débit. Entre fin 1992 et fin 1993, l'équipe de l'IEEE a étudié les solutions 100 Mbit proposées par divers fournisseurs. Parallèlement aux propositions de la Fast Ethernet Alliance, le groupe a également examiné la technologie haut débit proposée par Hewlett-Packard et AT&T.

La discussion a porté sur la question du maintien de la méthode d’accès aléatoire CSMA/CD. La proposition de la Fast Ethernet Alliance a conservé cette méthode et a ainsi assuré la continuité et la cohérence entre les réseaux 10 Mbps et 100 Mbps. La coalition HP-AT&T, qui bénéficiait du soutien de beaucoup moins de fournisseurs du secteur des réseaux que la Fast Ethernet Alliance, a proposé une toute nouvelle méthode d'accès appelée Priorité de la demande- accès prioritaire sur demande. Cela a considérablement modifié le comportement des nœuds du réseau, de sorte qu'il ne pouvait plus s'adapter à la technologie Ethernet et à la norme 802.3, et un nouveau comité IEEE 802.12 a été organisé pour le normaliser.

À l’automne 1995, les deux technologies sont devenues des normes IEEE. Le comité IEEE 802.3 a adopté la spécification Fast Ethernet comme norme 802.3, qui n'est pas une norme autonome, mais constitue un ajout à la norme 802.3 existante sous la forme de chapitres 21 à 30. Le comité 802.12 a adopté la technologie l00VG-AnyLAN, qui utilise une nouvelle méthode d'accès Demand Priority et prend en charge deux formats de trame : Ethernet et Token Ring.

v Couche physique de la technologie Fast Ethernet

Toutes les différences entre la technologie Fast Ethernet et Ethernet se concentrent sur la couche physique (Fig. 3.20). Les couches MAC et LLC dans Fast Ethernet restent exactement les mêmes et sont décrites dans les chapitres précédents des normes 802.3 et 802.2. Par conséquent, lorsque nous examinerons la technologie Fast Ethernet, nous n'étudierons que quelques options pour sa couche physique.

La structure plus complexe de la couche physique de la technologie Fast Ethernet est due au fait qu'elle utilise trois types de systèmes de câblage :

• · câble multimode à fibre optique, deux fibres sont utilisées ;
• · Paire torsadée de catégorie 5, deux paires sont utilisées ;
• · Paire torsadée de catégorie 3, quatre paires sont utilisées.

Le câble coaxial, qui a donné au monde le premier réseau Ethernet, ne figurait pas dans la liste des supports de transmission de données autorisés par la nouvelle technologie Fast Ethernet. Il s'agit d'une tendance courante dans de nombreuses nouvelles technologies car courtes distances La paire torsadée de catégorie 5 vous permet de transmettre des données à la même vitesse qu'un câble coaxial, mais le réseau est moins cher et plus facile à exploiter. Sur de longues distances, la fibre optique a une bande passante beaucoup plus élevée que le câble coaxial, et le coût du réseau n'est pas beaucoup plus élevé, surtout si l'on considère les coûts de dépannage élevés d'un grand système de câbles coaxiaux.

Différences entre la technologie Fast Ethernet et la technologie Ethernet

L'abandon du câble coaxial a conduit au fait que les réseaux Fast Ethernet ont toujours une arborescence hiérarchique construite sur des hubs, tout comme les réseaux l0Base-T/l0Base-F. La principale différence entre les configurations de réseau Fast Ethernet est la réduction du diamètre du réseau à environ 200 m, ce qui s'explique par une réduction de 10 fois du temps de transmission de trame de longueur minimale en raison d'une augmentation de 10 fois de la vitesse de transmission par rapport à 10 Mbit Ethernet. .

Néanmoins, cette circonstance n'empêche pas vraiment la construction de grands réseaux utilisant la technologie Fast Ethernet. Le fait est que le milieu des années 90 a été marqué non seulement par l'utilisation généralisée de technologies haut débit peu coûteuses, mais également par le développement rapide des réseaux locaux basés sur des commutateurs. Lors de l'utilisation de commutateurs, le protocole Fast Ethernet peut fonctionner en mode full-duplex, dans lequel il n'y a aucune restriction sur la longueur totale du réseau, mais uniquement des restrictions sur la longueur des segments physiques reliant les appareils voisins (adaptateur - switch ou switch - changer). Par conséquent, lors de la création de dorsales de réseaux locaux longue distance, la technologie Fast Ethernet est également activement utilisée, mais uniquement dans la version full-duplex, en conjonction avec des commutateurs.

Cette section aborde le fonctionnement semi-duplex de la technologie Fast Ethernet, qui répond pleinement à la définition de la méthode d'accès décrite dans la norme 802.3.

Par rapport aux options d'implémentation physique pour Ethernet (et il y en a six), dans Fast Ethernet, les différences entre chaque option et les autres sont plus profondes - à la fois le nombre de conducteurs et les méthodes de codage changent. Et comme les variantes physiques du Fast Ethernet ont été créées simultanément, et non de manière évolutive, comme pour les réseaux Ethernet, il a été possible de définir en détail les sous-couches de la couche physique qui ne changent pas d'une variante à l'autre, et les sous-couches spécifiques à chaque variante de l'environnement physique.

La norme officielle 802.3 a établi trois spécifications différentes pour la couche physique Fast Ethernet et leur a donné les noms suivants :

Structure de la couche physique Fast Ethernet

• · 100Base-TX pour câble à deux paires sur paire torsadée non blindée UTP catégorie 5 ou paire torsadée blindée STP Type 1 ;
• · 100Base-T4 pour câble UTP à quatre paires de catégorie 3, 4 ou 5 ;
• · 100Base-FX pour câble à fibre optique multimode, deux fibres sont utilisées.

Les déclarations et caractéristiques suivantes sont vraies pour les trois normes.

• · Les formats de trame de la technologie Fast Ethernetee sont différents des formats de trame de la technologie Ethernet 10 Mbits.
• · L'intervalle intertrame (IPG) est de 0,96 µs et l'intervalle binaire est de 10 ns. Tous les paramètres de synchronisation de l'algorithme d'accès (intervalle d'attente, temps de transmission de longueur de trame minimale, etc.), mesurés en intervalles de bits, sont restés les mêmes, donc aucune modification n'a été apportée aux sections de la norme relatives au niveau MAC.
• · Un signe d'un état libre du support est la transmission du symbole Idle du code redondant correspondant (et non l'absence de signaux, comme dans les normes Ethernet 10 Mbit/s). La couche physique comprend trois éléments :
• o sous-couche de réconciliation ;
• o interface indépendante des médias (Media Independent Interface, Mil) ;
• o périphérique de couche physique (PHY).

La couche de négociation est nécessaire pour que la couche MAC, conçue pour l'interface AUI, puisse fonctionner avec la couche physique via l'interface MP.

Le dispositif de couche physique (PHY) se compose, à son tour, de plusieurs sous-couches (voir Fig. 3.20) :

• · sous-niveau de codage de données logique, qui convertit les octets provenant du niveau MAC en symboles de code 4B/5B ou 8B/6T (les deux codes sont utilisés dans la technologie Fast Ethernet) ;
• · des sous-couches de connexion physique et des sous-couches de dépendance aux supports physiques (PMD), qui assurent la génération de signaux conformément à un procédé de codage physique, par exemple NRZI ou MLT-3 ;
• · sous-couche d'autonégociation, qui permet à deux ports communicants de sélectionner automatiquement le mode de fonctionnement le plus efficace, par exemple semi-duplex ou full-duplex (cette sous-couche est facultative).

L'interface MP prend en charge un moyen d'échange de données indépendant du support entre la sous-couche MAC et la sous-couche PHY. Cette interface a un objectif similaire à l'interface AUI de l'Ethernet classique, sauf que l'interface AUI était située entre la sous-couche de codage du signal physique (pour toutes les options de câble, la même méthode de codage physique a été utilisée - code Manchester) et la sous-couche de connexion physique au support, et l'interface MP est située entre la sous-couche MAC et les sous-niveaux de codage du signal, dont il y en a trois dans la norme Fast Ethernet - FX, TX et T4.

Le connecteur MP, contrairement au connecteur AUI, possède 40 broches, la longueur maximale du câble MP est d'un mètre. Les signaux transmis via l'interface MP ont une amplitude de 5 V.

Couche physique 100Base-FX - fibre multimode, deux fibres

Cette spécification définit le fonctionnement du protocole Fast Ethernet sur fibre multimode en modes semi-duplex et full-duplex sur la base du schéma de codage FDDI éprouvé. Comme dans la norme FDDI, chaque nœud est connecté au réseau par deux fibres optiques provenant du récepteur (R x) et de l'émetteur (T x).

Il existe de nombreuses similitudes entre les spécifications l00Base-FX et l00Base-TX, c'est pourquoi les propriétés communes aux deux spécifications seront données sous le nom générique l00Base-FX/TX.

Alors que l'Ethernet 10 Mbps utilise le codage Manchester pour représenter les données sur un câble, la norme Fast Ethernet définit une méthode de codage différente : 4 V/5 V. Cette méthode a déjà prouvé son efficacité dans la norme FDDI et a été transférée sans modification dans la spécification l00Base-FX/TX. Dans cette méthode, tous les 4 bits de données de la sous-couche MAC (appelés symboles) sont représentés par 5 bits. Le bit redondant permet d'appliquer des codes potentiels en représentant chacun des cinq bits sous forme d'impulsions électriques ou optiques. L'existence de combinaisons de symboles interdites permet de rejeter les symboles erronés, ce qui augmente la stabilité des réseaux avec l00Base-FX/TX.

Pour séparer la trame Ethernet des caractères inactifs, une combinaison des caractères Start Delimiter (une paire de caractères J (11000) et K (10001) du code 4B/5B est utilisée, et une fois la trame terminée, un T caractère est inséré avant le premier caractère inactif.

Flux de données continu des spécifications 100Base-FX/TX

Une fois que les morceaux de 4 bits des codes MAC sont convertis en morceaux de 5 bits de la couche physique, ils doivent être représentés sous forme de signaux optiques ou électriques dans le câble reliant les nœuds du réseau. Les spécifications l00Base-FX et l00Base-TX utilisent pour cela différentes méthodes de codage physique - NRZI et MLT-3, respectivement (comme dans la technologie FDDI lors du fonctionnement sur fibre optique et paire torsadée).

Couche physique 100Base-TX - paire torsadée DTP Cat 5 ou STP Type 1, deux paires

La spécification l00Base-TX utilise un câble UTP de catégorie 5 ou un câble STP de type 1 comme support de transmission de données. Longueur maximale câble dans les deux cas - 100 m.

Les principales différences par rapport à la spécification l00Base-FX sont l'utilisation de la méthode MLT-3 pour transmettre des signaux de portions de 5 bits de code 4V/5V sur paire torsadée, ainsi que la présence d'une fonction d'auto-négociation pour sélectionner le port. mode de fonctionnement. Le schéma d'auto-négociation permet à deux appareils physiquement connectés prenant en charge plusieurs normes de couche physique, différant par la vitesse de bits et le nombre de paires torsadées, de sélectionner le mode de fonctionnement le plus avantageux. En règle générale, la procédure de négociation automatique se produit lorsque vous connectez une carte réseau pouvant fonctionner à des vitesses de 10 et 100 Mbit/s à un hub ou un commutateur.

Le schéma d'auto-négociation décrit ci-dessous constitue aujourd'hui la norme technologique l00Base-T. Auparavant, les fabricants utilisaient divers schémas propriétaires pour déterminer automatiquement la vitesse des ports de communication non compatibles. Le système d'auto-négociation adopté comme norme a été initialement proposé par National Semiconductor sous le nom de NWay.

Au total, 5 modes de fonctionnement différents sont actuellement définis, pouvant prendre en charge des appareils l00Base-TX ou 100Base-T4 sur paires torsadées ;

• · l0Base-T - 2 paires de catégorie 3 ;
• l0Base-T full-duplex - 2 paires de catégorie 3 ;
• · l00Base-TX - 2 paires de catégorie 5 (ou Type 1ASTP) ;
• · 100Base-T4 - 4 paires de catégorie 3 ;
• · 100Base-TX full-duplex - 2 paires de catégorie 5 (ou Type 1A STP).

Le mode l0Base-T a la priorité la plus faible dans le processus de négociation et le mode duplex intégral 100Base-T4 a la priorité la plus élevée. Le processus de négociation se produit lorsque l'appareil est allumé et peut également être lancé à tout moment par le module de contrôle de l'appareil.

L'appareil qui a démarré le processus d'auto-négociation envoie un paquet d'impulsions spéciales à son partenaire Rafale d'impulsions de liaison rapide (FLP), qui contient un mot de 8 bits codant le mode d'interaction proposé, en commençant par la priorité la plus élevée prise en charge par le nœud.

Si le nœud homologue prend en charge la fonction d'auto-négociation et peut également prendre en charge le mode proposé, il répond par une rafale d'impulsions FLP dans laquelle il confirme le mode donné, ce qui met fin à la négociation. Si le nœud partenaire peut prendre en charge un mode de priorité inférieure, il l'indique dans la réponse et ce mode est sélectionné comme mode de fonctionnement. Ainsi, le mode de nœud commun ayant la priorité la plus élevée est toujours sélectionné.

Un nœud ne prenant en charge que la technologie l0Base-T envoie des impulsions Manchester toutes les 16 ms pour vérifier l'intégrité de la ligne le reliant à un nœud voisin. Un tel nœud ne comprend pas la requête FLP qu'un nœud doté de la fonction d'auto-négociation lui fait et continue d'envoyer ses impulsions. Un nœud qui reçoit uniquement des impulsions d'intégrité de ligne en réponse à une requête FLP comprend que son partenaire ne peut fonctionner qu'en utilisant la norme l0Base-T et définit lui-même ce mode de fonctionnement.

Couche physique 100Base-T4 - paire torsadée UTP Cat 3, quatre paires

La spécification 100Base-T4 a été conçue pour permettre à Ethernet haut débit d'utiliser le câblage à paires torsadées existant de catégorie 3. Cette spécification augmente le débit global en transportant simultanément des flux binaires sur les 4 paires de câbles.

La spécification 100Base-T4 est apparue plus tard que les autres spécifications de couche physique Fast Ethernet. Les développeurs de cette technologie souhaitaient avant tout créer des spécifications physiques les plus proches de celles de l0Base-T et l0Base-F, qui fonctionnaient sur deux lignes de données : deux paires ou deux fibres. Pour mettre en œuvre le travail sur deux paires torsadées, j'ai dû passer à un câble de catégorie 5 de meilleure qualité.

Dans le même temps, les développeurs de la technologie concurrente l00VG-AnyLAN s'appuyaient initialement sur des câbles à paires torsadées de catégorie 3 ; l'avantage le plus important n'était pas tant le coût que le fait qu'il était déjà installé dans la grande majorité des bâtiments. Par conséquent, après la publication des spécifications l00Base-TX et l00Base-FX, les développeurs de la technologie Fast Ethernet ont implémenté leur propre version de la couche physique pour les paires torsadées de catégorie 3.

Au lieu du codage 4V/5V, cette méthode utilise le codage 8V/6T, qui a un spectre de signal plus étroit et, à une vitesse de 33 Mbit/s, s'adapte à la bande 16 MHz du câble à paire torsadée de catégorie 3 (lors du codage 4V/5V , le spectre du signal ne rentre pas dans cette bande). Tous les 8 bits d'informations de niveau MAC sont codés par 6 symboles ternaires, c'est-à-dire des nombres qui ont trois états. Chaque chiffre ternaire a une durée de 40 ns. Le groupe de 6 chiffres ternaires est ensuite transmis sur l'une des trois paires torsadées de transmission, indépendamment et séquentiellement.

La quatrième paire est toujours utilisée pour l'écoute fréquence porteuseà des fins de détection de collision. Le taux de transfert de données sur chacune des trois paires de transmission est de 33,3 Mbps, la vitesse totale du protocole 100Base-T4 est donc de 100 Mbps. Dans le même temps, grâce à la méthode de codage adoptée, le taux de changement de signal sur chaque paire n'est que de 25 Mbauds, ce qui permet l'utilisation de paires torsadées de catégorie 3.

En figue. La figure 3.23 montre la connexion entre le port MDI d'un adaptateur réseau 100Base-T4 et le port MDI-X d'un hub (le préfixe X indique que pour ce connecteur, les connexions du récepteur et de l'émetteur sont échangées par paires de câbles par rapport à l'adaptateur réseau. connecteur, ce qui facilite la connexion des paires de fils dans le câble - sans croisement). Paire 1 -2 toujours nécessaire pour transférer des données du port MDI au port MDI-X, paire 3 -6 - de recevoir les données par le port MDI du port MDI-X, et la paire 4 -5 Et 7 -8 sont bidirectionnels et sont utilisés aussi bien en réception qu'en émission, selon les besoins.

Connexion des nœuds selon la spécification 100Base-T4

Ethernet rapide

Fast Ethernet - la spécification IEEE 802.3 u, officiellement adoptée le 26 octobre 1995, définit une norme de protocole de couche liaison pour les réseaux fonctionnant à l'aide de câbles en cuivre et en fibre optique à une vitesse de 100 Mb/s. La nouvelle spécification succède à la norme Ethernet IEEE 802.3, utilisant le même format de trame, le même mécanisme d'accès aux médias CSMA/CD et la même topologie en étoile. L'évolution a affecté plusieurs éléments de configuration de la couche physique qui ont augmenté la capacité, notamment les types de câbles, la longueur des segments et le nombre de hubs.

Structure Ethernet rapide

Pour mieux comprendre le fonctionnement et comprendre l'interaction des éléments Fast Ethernet, tournons-nous vers la figure 1.

Figure 1. Système Fast Ethernet

Sous-couche de contrôle de liaison logique (LLC)

La spécification IEEE 802.3u divise les fonctions de la couche liaison en deux sous-couches : le contrôle de liaison logique (LLC) et la couche d'accès au support (MAC), qui seront abordées ci-dessous. LLC, dont les fonctions sont définies par la norme IEEE 802.2, s'interconnecte en fait avec des protocoles de niveau supérieur (par exemple IP ou IPX), fournissant divers services de communication :

• Service sans établissement de connexion et confirmations de réception. Un service simple qui ne fournit pas de contrôle du flux de données ni de contrôle des erreurs, et ne garantit pas une livraison correcte des données.
• Service basé sur la connexion. Un service absolument fiable qui garantit une livraison correcte des données en établissant une connexion avec le système de réception avant le début de la transmission des données et en utilisant des mécanismes de contrôle des erreurs et du flux de données.
• Service sans connexion avec confirmations de réception. Service moyennement complexe qui utilise des messages d'accusé de réception pour garantir une livraison garantie, mais n'établit pas de connexion avant de transmettre les données.

Sur le système d'envoi, les données transmises par le protocole Couche réseau, sont d'abord encapsulés par la sous-couche LLC. La norme les appelle Protocol Data Unit (PDU). Lorsque la PDU est transmise à la sous-couche MAC, où elle est à nouveau entourée d'informations d'en-tête et de publication, à partir de ce moment, elle peut techniquement être appelée une trame. Pour un paquet Ethernet, cela signifie que la trame 802.3 contient un en-tête LLC de trois octets en plus des données de la couche réseau. Ainsi, la longueur maximale autorisée des données dans chaque paquet est réduite de 1 500 à 1 497 octets.

L'en-tête LLC se compose de trois champs :

Dans certains cas, les trames LLC jouent un rôle mineur dans le processus de communication réseau. Par exemple, sur un réseau utilisant TCP/IP avec d'autres protocoles, la seule fonction du LLC peut être d'autoriser les trames 802.3 à contenir un en-tête SNAP, comme Ethertype, indiquant le protocole de couche réseau auquel la trame doit être envoyée. Dans ce cas, toutes les PDU LLC utilisent le format d'informations non numéroté. Cependant, d’autres protocoles de haut niveau nécessitent des services plus avancés de la part de LLC. Par exemple, les sessions NetBIOS et plusieurs protocoles NetWare utilisent plus largement les services orientés connexion LLC.

En-tête SNAP

Le système de réception doit déterminer quel protocole de couche réseau doit recevoir les données entrantes. Les paquets 802.3 au sein des PDU LLC utilisent un autre protocole appelé Sous-RéseauAccéderProtocole (SNAP (protocole d'accès aux sous-réseaux).

L'en-tête SNAP a une longueur de 5 octets et est situé immédiatement après l'en-tête LLC dans le champ de données de la trame 802.3, comme le montre la figure. L'en-tête contient deux champs.

Code de l'organisation. L'ID de l'organisation ou du fournisseur est un champ de 3 octets qui prend la même valeur que les 3 premiers octets de l'adresse MAC de l'expéditeur dans l'en-tête 802.3.

Code local. Le code local est un champ de 2 octets qui est fonctionnellement équivalent au champ Ethertype dans l'en-tête Ethernet II.

Sous-couche de négociation

Comme indiqué précédemment, Fast Ethernet est une norme évoluée. Le MAC conçu pour l'interface AUI doit être converti pour l'interface MII utilisée dans Fast Ethernet, pour laquelle cette sous-couche est conçue.

Contrôle d'accès aux médias (MAC)

Chaque nœud d'un réseau Fast Ethernet dispose d'un contrôleur d'accès aux médias (MédiasAccéderManette- MAC). MAC est la clé du Fast Ethernet et a trois objectifs :

La plus importante des trois affectations MAC est la première. Pour tout le monde Technologie de réseau, qui utilise un support partagé, les règles d'accès au support qui déterminent quand un nœud peut transmettre sont sa principale caractéristique. Plusieurs comités de l'IEEE sont impliqués dans l'élaboration de règles d'accès au média. Le comité 802.3, souvent appelé comité Ethernet, définit des normes LAN qui utilisent des règles appelées CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - accès multiple avec détection de porteur et détection de collision).

CSMS/CD sont des règles d'accès aux médias pour Ethernet et Fast Ethernet. C’est dans ce domaine que les deux technologies coïncident complètement.

Étant donné que tous les nœuds Fast Ethernet partagent le même support, ils ne peuvent transmettre que lorsque c'est leur tour. Cette file d'attente est déterminée par les règles CSMA/CD.

CSMA/CD

Le contrôleur Fast Ethernet MAC écoute la porteuse avant de transmettre. La porteuse n'existe que lorsqu'un autre nœud transmet. La couche PHY détecte la présence d'une porteuse et génère un message au MAC. La présence d'une porteuse indique que le support est occupé et que le ou les nœuds d'écoute doivent céder le pas à celui qui émet.

Un MAC qui a une trame à transmettre doit attendre un certain temps après la fin de la trame précédente avant de la transmettre. Cette fois s'appelle écart entre paquets(IPG, interpacket gap) et dure 0,96 microsecondes, soit un dixième du temps de transmission d'un paquet Ethernet classique à une vitesse de 10 Mbit/s (IPG est un intervalle de temps unique, toujours défini en microsecondes et non en temps bit ) Figure 2.

Figure 2. Écart entre paquets

Une fois le paquet 1 terminé, tous les nœuds LAN doivent attendre le temps IPG avant de pouvoir transmettre. L'intervalle de temps entre les paquets 1 et 2, 2 et 3 sur la Fig. 2 est l’heure IPG. Une fois la transmission du paquet 3 terminée, aucun nœud n'a de matériel à traiter, donc l'intervalle de temps entre les paquets 3 et 4 est plus long que l'IPG.

Tous les nœuds du réseau doivent se conformer à ces règles. Même si un nœud a de nombreuses trames à transmettre et que ce nœud est le seul à transmettre, il doit attendre au moins le temps IPG après l'envoi de chaque paquet.

Il s’agit précisément de la partie CSMA des règles d’accès aux médias Fast Ethernet. En bref, de nombreux nœuds ont accès au support et utilisent le transporteur pour surveiller son occupation.

Les premiers réseaux expérimentaux utilisaient exactement ces règles et ces réseaux fonctionnaient très bien. Cependant, l’utilisation uniquement de CSMA a créé un problème. Souvent, deux nœuds, ayant un paquet à transmettre et attendant l'heure IPG, commençaient à transmettre simultanément, ce qui entraînait une corruption des données des deux côtés. Cette situation est appelée collision(collision) ou conflit.

Pour surmonter cet obstacle, les premiers protocoles utilisaient un mécanisme assez simple. Les paquets ont été divisés en deux catégories : les commandes et les réactions. Chaque commande envoyée par un nœud nécessitait une réponse. Si aucune réponse n'était reçue pendant un certain temps (appelé délai d'attente) après l'envoi de la commande, la commande d'origine était à nouveau émise. Cela peut se produire plusieurs fois (nombre maximum de délais d'attente) avant que le nœud émetteur n'enregistre l'erreur.

Ce schéma pourrait parfaitement fonctionner, mais seulement jusqu’à un certain point. L'apparition de conflits entraînait une forte diminution des performances (généralement mesurées en octets par seconde) car les nœuds étaient souvent inactifs en attendant des réponses à des commandes qui n'atteignaient jamais leur destination. La congestion du réseau et l'augmentation du nombre de nœuds sont directement liées à une augmentation du nombre de conflits et, par conséquent, à une diminution des performances du réseau.

Les premiers concepteurs de réseaux ont rapidement trouvé une solution à ce problème : chaque nœud doit déterminer si un paquet transmis a été perdu en détectant une collision (plutôt que d'attendre une réponse qui n'arrive jamais). Cela signifie que les paquets perdus en raison d'une collision doivent être immédiatement retransmis avant l'expiration du délai d'attente. Si le nœud a transmis le dernier bit du paquet sans provoquer de collision, alors le paquet a été transmis avec succès.

La méthode de détection de porteur peut être bien combinée avec la fonction de détection de collision. Les collisions continuent de se produire, mais cela n'affecte pas les performances du réseau, car les nœuds s'en débarrassent rapidement. Le groupe DIX, après avoir développé des règles d'accès au support CSMA/CD pour Ethernet, les a formalisées sous la forme d'un algorithme simple - Figure 3.

Figure 3. Algorithme de fonctionnement CSMA/CD

Périphérique de couche physique (PHY)

Puisque Fast Ethernet peut utiliser type différent câble, chaque support nécessite un préconditionnement de signal unique. La conversion est également nécessaire pour une transmission efficace des données : pour rendre le code transmis résistant aux interférences, aux pertes possibles ou à la distorsion de ses éléments individuels (bauds), pour assurer une synchronisation efficace des générateurs d'horloge du côté émission ou réception.

Sous-couche de codage (PCS)

Encode/décode les données provenant de/vers la couche MAC à l’aide d’algorithmes ou .

Sous-niveaux de connexion physique et de dépendance à l'environnement physique (PMA et PMD)

Les sous-couches PMA et PMD communiquent entre la sous-couche PSC et l'interface MDI, assurant une génération conformément au procédé de codage physique : ou.

Sous-couche d'auto-négociation (AUTONEG)

La sous-couche d'auto-négociation permet à deux ports communicants de sélectionner automatiquement le mode de fonctionnement le plus efficace : full-duplex ou half-duplex 10 ou 100 Mb/s. Couche physique

La norme Fast Ethernet définit trois types de supports de signalisation Ethernet 100 Mbps.

• 100Base-TX - deux paires de fils torsadées. La transmission s'effectue conformément à la norme de transmission de données sur support physique torsadé, développée par l'ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Le câble de données torsadé peut être blindé ou non blindé. Utilise l'algorithme d'encodage des données 4 V/5 V et la méthode d'encodage physique MLT-3.
• 100Base-FX - deux conducteurs de câble à fibre optique. La transmission est également effectuée conformément à la norme de communication par fibre optique développée par l'ANSI. Utilise l'algorithme d'encodage des données 4 V/5 V et la méthode d'encodage physique NRZI.

Les spécifications 100Base-TX et 100Base-FX sont également connues sous le nom de 100Base-X.

• 100Base-T4 est une spécification spécifique développée par le comité IEEE 802.3u. Selon cette spécification, la transmission des données s'effectue sur quatre paires torsadées de câble téléphonique, appelé câble UTP de catégorie 3. Il utilise l'algorithme de codage de données 8V/6T et la méthode de codage physique NRZI.

De plus, la norme Fast Ethernet comprend des recommandations pour l'utilisation d'un câble à paire torsadée blindé de catégorie 1, qui est le câble standard traditionnellement utilisé dans les réseaux Token Ring. L'assistance et les conseils relatifs à l'utilisation du câblage STP sur un réseau Fast Ethernet fournissent un chemin vers Fast Ethernet pour les clients disposant d'un câblage STP.

La spécification Fast Ethernet inclut également un mécanisme d'auto-négociation qui permet à un port hôte de se configurer automatiquement à un débit de données de 10 ou 100 Mbit/s. Ce mécanisme repose sur l'échange d'une série de paquets avec un port hub ou switch.

Environnement 100Base-TX

Le support de transmission 100Base-TX utilise deux paires torsadées, une paire étant utilisée pour transmettre les données et l'autre pour les recevoir. Étant donné que la spécification ANSI TP - PMD contient des câbles à paires torsadées blindés et non blindés, la spécification 100Base-TX inclut la prise en charge des câbles à paires torsadées non blindés et blindés, types 1 et 7.

Connecteur MDI (Medium Dependent Interface)

L'interface de liaison 100Base-TX, selon l'environnement, peut être de deux types. Pour le câblage à paire torsadée non blindée, le connecteur MDI doit être un connecteur RJ 45 à huit broches de catégorie 5. Ce connecteur est également utilisé dans les réseaux 10Base-T, offrant une compatibilité ascendante avec le câblage existant de catégorie 5. Pour les câbles à paire torsadée blindée, le connecteur MDI doit être Utilisez le connecteur IBM Type 1 STP, qui est un connecteur DB9 blindé. Ce connecteur est généralement utilisé dans les réseaux Token Ring.

Câble UTP de catégorie 5(e)

L'interface multimédia UTP 100Base-TX utilise deux paires de fils. Pour minimiser la diaphonie et la distorsion possible du signal, les quatre fils restants ne doivent pas être utilisés pour transporter des signaux. Les signaux d'émission et de réception de chaque paire sont polarisés, un fil transmettant le signal positif (+) et l'autre fil transmettant le signal négatif (-). Le codage couleur des fils de câble et les numéros de broches des connecteurs pour le réseau 100Base-TX sont indiqués dans le tableau. 1. Bien que la couche PHY 100Base-TX ait été développée après l'adoption de la norme ANSI TP-PMD, les numéros de broches du connecteur RJ 45 ont été modifiés pour correspondre au modèle de câblage déjà utilisé dans la norme 10Base-T. La norme ANSI TP-PMD utilise les broches 7 et 9 pour recevoir des données, tandis que les normes 100Base-TX et 10Base-T utilisent à cet effet les broches 3 et 6. Cette disposition permet l'utilisation d'adaptateurs 100Base-TX au lieu de 10 adaptateurs de base - T et connectez-les aux mêmes câbles de catégorie 5 sans changer le câblage. Dans le connecteur RJ 45, les paires de fils utilisées sont connectées aux broches 1, 2 et 3, 6. Pour connecter correctement les fils, laissez-vous guider par leurs marquages ​​de couleur.

Tableau 1. Affectations des broches du connecteurMDIcâblePTU100Base-TX

Les nœuds communiquent entre eux en échangeant des trames. Dans Fast Ethernet, une trame est l'unité de base de communication sur un réseau : toute information transférée entre les nœuds est placée dans le champ de données d'une ou plusieurs trames. Le transfert de trames d'un nœud à un autre n'est possible que s'il existe un moyen d'identifier de manière unique tous les nœuds du réseau. Par conséquent, chaque nœud d’un réseau local possède une adresse appelée adresse MAC. Cette adresse est unique : deux nœuds du réseau local ne peuvent pas avoir la même adresse MAC. De plus, dans aucune technologie LAN (à l’exception d’ARCNet), deux nœuds au monde ne peuvent avoir la même adresse MAC. Tout cadre contient au moins trois informations principales : l'adresse du destinataire, l'adresse de l'expéditeur et les données. Certains cadres comportent d'autres champs, mais seuls les trois répertoriés sont obligatoires. La figure 4 montre la structure de la trame Fast Ethernet.

Figure 4. Structure du cadreRapideEthernet

• adresse du destinataire- l'adresse du nœud recevant les données est indiquée ;
• l'adresse de l'expéditeur- l'adresse du nœud qui a envoyé les données est indiquée ;
• longueur/type(L/T - Longueur/Type) - contient des informations sur le type de données transmises ;
• somme de contrôle cadre(PCS - Frame Check Sequence) - conçu pour vérifier l'exactitude de la trame reçue par le nœud de réception.

La taille minimale de trame est de 64 octets, ou 512 bits (termes octuor Et octet - synonymes). La taille de trame maximale est de 1 518 octets, soit 12 144 bits.

Adressage de trame

Chaque nœud d'un réseau Fast Ethernet possède un numéro unique appelé adresse MAC ou adresse d'hôte. Ce numéro est composé de 48 bits (6 octets), est attribué à l'interface réseau lors de la fabrication de l'appareil et est programmé lors du processus d'initialisation. Par conséquent, les interfaces réseau de tous les réseaux locaux, à l'exception d'ARCNet, qui utilise des adresses 8 bits attribuées par l'administrateur réseau, ont une adresse MAC unique intégrée, différente de toutes les autres adresses MAC sur Terre et attribuée par le fabricant dans accord avec l'IEEE.

Pour faciliter le processus de gestion des interfaces réseau, l'IEEE a proposé de diviser le champ d'adresse de 48 bits en quatre parties, comme le montre la figure 5. Les deux premiers bits de l'adresse (bits 0 et 1) sont des indicateurs de type d'adresse. La valeur des indicateurs détermine la manière dont la partie adresse (bits 2 à 47) est interprétée.

Figure 5. Format d'adresse MAC

Le bit I/G est appelé case à cocher pour l'adresse individuelle/de groupe et indique de quel type d'adresse (individuelle ou de groupe) il s'agit. Une adresse unicast est attribuée à une seule interface (ou nœud) sur un réseau. Les adresses avec le bit I/G mis à 0 sont Adresses MAC ou adresses de nœuds. Si le bit d'E/S est défini sur 1, alors l'adresse appartient au groupe et est généralement appelée adresse multipoint(adresse multicast) ou adresse fonctionnelle(adresse fonctionnelle). Une adresse de groupe peut être attribuée à une ou plusieurs interfaces réseau LAN. Les trames envoyées à une adresse de multidiffusion sont reçues ou copiées par toutes les interfaces réseau LAN qui en disposent. Les adresses multicast permettent d'envoyer une trame à un sous-ensemble de nœuds du réseau local. Si le bit d'E/S est défini sur 1, alors les bits 46 à 0 sont traités comme une adresse de multidiffusion plutôt que comme les champs U/L, OUI et OUA d'une adresse normale. Le bit U/L est appelé drapeau de contrôle universel/local et détermine comment l'adresse a été attribuée à l'interface réseau. Si les bits E/S et U/L sont définis sur 0, alors l'adresse est l'identifiant unique de 48 bits décrit précédemment.

OUI (identifiant organisationnel unique - identifiant unique sur le plan organisationnel). IEEE attribue un ou plusieurs OUI à chaque fabricant d'adaptateur réseau et d'interface. Chaque fabricant est responsable de l'attribution correcte de l'OUA (adresse organisationnellement unique - adresse organisationnelle unique), que tout appareil créé par lui doit avoir.

Lorsque le bit U/L est activé, l'adresse est contrôlée localement. Cela signifie qu'il n'est pas défini par le fabricant de l'interface réseau. Toute organisation peut créer sa propre adresse MAC pour une interface réseau en définissant le bit U/L sur 1 et les bits 2 à 47 sur une valeur sélectionnée. Interface réseau, après avoir reçu la trame, décode tout d'abord l'adresse du destinataire. Lorsque le bit d'E/S d'une adresse est défini, la couche MAC ne recevra la trame que si l'adresse de destination figure dans une liste maintenue par l'hôte. Cette technique permet à un nœud d'envoyer une trame à plusieurs nœuds.

Il existe une adresse multipoint spéciale appelée Adresse de diffusion. Dans une adresse de diffusion IEEE de 48 bits, tous les bits sont définis sur 1. Si une trame est transmise avec une adresse de diffusion de destination, tous les nœuds du réseau la recevront et la traiteront.

Longueur/Type de champ

Le champ L/T (Longueur/Type) est utilisé à deux fins différentes :

• pour déterminer la longueur du champ de données de trame, à l'exclusion de tout remplissage par des espaces ;
• pour indiquer le type de données dans un champ de données.

La valeur du champ L/T, comprise entre 0 et 1 500, correspond à la longueur du champ de données de trame ; une valeur plus élevée indique le type de protocole.

En général, le champ L/T est un vestige historique de la normalisation Ethernet de l'IEEE, qui a donné lieu à un certain nombre de problèmes de compatibilité des équipements commercialisés avant 1983. Désormais, Ethernet et Fast Ethernet n'utilisent plus de champs L/T. Le champ spécifié sert uniquement à la coordination avec le logiciel qui traite les trames (c'est-à-dire avec les protocoles). Mais la seule utilisation véritablement standard du champ L/T est celle d'un champ de longueur : la spécification 802.3 ne mentionne même pas son utilisation possible comme champ de type de données. La norme stipule : "Les trames dont la valeur de champ de longueur est supérieure à celle spécifiée dans la clause 4.4.2 peuvent être ignorées, rejetées ou utilisées en privé. L'utilisation de ces trames sort du cadre de cette norme."

Pour résumer ce qui a été dit, notons que le champ L/T est le principal mécanisme par lequel type de cadre. Trames Fast Ethernet et Ethernet dans lesquelles la longueur est spécifiée par la valeur du champ L/T (valeur L/T 802.3, trames dans lesquelles le type de données est défini par la valeur du même champ (valeur L/T > 1500) sont appelés cadres Ethernet- II ou DIX.

Champ de données

Dans le champ de données contient des informations qu'un nœud envoie à un autre. Contrairement à d'autres champs qui stockent des informations très spécifiques, le champ de données peut contenir presque toutes les informations, à condition que sa taille soit d'au moins 46 et pas plus de 1 500 octets. Les protocoles déterminent la manière dont le contenu d'un champ de données est formaté et interprété.

S'il est nécessaire d'envoyer des données d'une longueur inférieure à 46 octets, la couche LLC ajoute des octets de valeur inconnue, appelés données insignifiantes(données du tampon). En conséquence, la longueur du champ devient 46 octets.

Si la trame est de type 802.3, alors le champ L/T indique la quantité de données valides. Par exemple, si un message de 12 octets est envoyé, le champ L/T stocke la valeur 12 et le champ de données contient 34 octets supplémentaires non significatifs. L'ajout d'octets non significatifs lance la couche Fast Ethernet LLC et est généralement implémenté dans le matériel.

Les fonctionnalités au niveau MAC ne définissent pas le contenu du champ L/T - cela ne logiciel. La définition de la valeur de ce champ est presque toujours effectuée par le pilote de l'interface réseau.

Somme de contrôle du cadre

La somme de contrôle des trames (PCS - Frame Check Sequence) permet de s'assurer que les trames reçues ne sont pas endommagées. Lors de la formation d'une trame transmise au niveau MAC, une formule mathématique spéciale est utilisée CRC(Cyclic Redundancy Check) conçu pour calculer une valeur de 32 bits. La valeur résultante est placée dans le champ FCS de la trame. L'entrée de l'élément de couche MAC qui calcule le CRC correspond aux valeurs de tous les octets de la trame. Le champ FCS est le mécanisme principal et le plus important de détection et de correction des erreurs dans Fast Ethernet. En commençant par le premier octet de l'adresse du destinataire et en terminant par le dernier octet du champ de données.

Valeurs des champs DSAP et SSAP

Valeurs DSAP/SSAP			Description
			Indiv LLC Gestion des sous-couches
			Group LLC Gestion des sous-couches
			Contrôle du chemin SNA
			Réservé (IP DOD)
			ISO CLNS EST 8473
			L'algorithme de codage 8B6T convertit un octet de données de huit bits (8B) en un caractère ternaire de six bits (6T). Les groupes de codes 6T sont conçus pour être transmis en parallèle sur trois paires torsadées de câble, de sorte que le taux de transfert de données effectif sur chaque paire torsadée est d'un tiers de 100 Mbps, soit 33,33 Mbps. Le débit de symboles ternaire sur chaque paire torsadée est de 6/8 de 33,3 Mbps, ce qui correspond à une fréquence d'horloge de 25 MHz. Il s'agit de la fréquence à laquelle le temporisateur de l'interface MP fonctionne. Contrairement aux signaux binaires, qui comportent deux niveaux, les signaux ternaires, transmis sur chaque paire, peuvent comporter trois niveaux. Tableau de codage des caractères Code linéaire Symbole La transmission multiniveau MLT-3 - 3 (transmission multiniveau) - est légèrement similaire au code NRZ, mais contrairement à ce dernier, elle comporte trois niveaux de signal. L'un correspond à une transition d'un niveau de signal à un autre, et le changement de niveau de signal se produit séquentiellement, en tenant compte de la transition précédente. Lors de la transmission de « zéro », le signal ne change pas. Ce code, comme NRZ, nécessite un pré-codage. Compilé à partir de matériaux : Laem Queen, Richard Russell « Fast Ethernet » ; K. Zakler « Réseaux informatiques » ; V.G. et N.A. Olifer « Réseaux informatiques » ;

Ethernet, mais aussi aux équipements d'autres réseaux moins populaires.

Adaptateurs Ethernet et Fast Ethernet

Spécifications de l'adaptateur

Adaptateurs réseau (NIC, carte d'interface réseau) Ethernet et Fast Ethernet peuvent s'interfacer avec un ordinateur via l'un des interfaces standards:

• Bus ISA (Industry Standard Architecture) ;
• Bus PCI (Peripheral Component Interconnect) ;
• Bus de carte PC (alias PCMCIA) ;

Il n'y a pas si longtemps, les adaptateurs conçus pour le bus système ISA (backbone) constituaient le principal type d'adaptateurs. Le nombre d'entreprises produisant de tels adaptateurs était important, c'est pourquoi les appareils de ce genreétaient les moins chers. Les adaptateurs pour ISA sont disponibles en 8 et 16 bits. Les adaptateurs 8 bits sont moins chers, tandis que les adaptateurs 16 bits sont plus rapides. Certes, l'échange d'informations sur le bus ISA ne peut pas être trop rapide (dans la limite - 16 Mo/s, en réalité - pas plus de 8 Mo/s, et pour les adaptateurs 8 bits - jusqu'à 2 Mo/s). Par conséquent, les adaptateurs Fast Ethernet qui nécessitent travail efficace des débits de données élevés ne sont pratiquement pas produits pour ce bus système. Le bus ISA appartient désormais au passé.

Le bus PCI a désormais pratiquement remplacé le bus ISA et devient le principal bus d'extension des ordinateurs. Il permet un échange de données 32 et 64 bits et a un débit élevé (théoriquement jusqu'à 264 Mo/s), qui satisfait pleinement aux exigences non seulement du Fast Ethernet, mais également du Gigabit Ethernet, plus rapide. Il est également important que le bus PCI soit utilisé non seulement dans les ordinateurs IBM PC, mais également dans les ordinateurs PowerMac. De plus, il prend en charge la configuration matérielle automatique Plug-and-Play. Apparemment, dans un futur proche, la majorité des ordinateurs seront orientés vers le bus PCI. adaptateurs réseau. L'inconvénient du PCI par rapport au bus ISA est que le nombre d'emplacements d'extension dans un ordinateur est généralement faible (généralement 3 emplacements). Mais exactement adaptateurs réseau connectez-vous d'abord au PCI.

Le bus PC Card (ancien nom PCMCIA) est actuellement utilisé uniquement dans les ordinateurs portables de classe Notebook. Dans ces ordinateurs, le bus PCI interne n’est généralement pas acheminé vers l’extérieur. L'interface PC Card permet de connecter facilement des cartes d'extension miniatures à un ordinateur, et la vitesse d'échange avec ces cartes est assez élevée. Cependant, de plus en plus d'ordinateurs portables sont équipés de adaptateurs réseau, à mesure que la connectivité réseau devient une partie intégrante de l'ensemble des fonctionnalités standard. Ces adaptateurs intégrés sont à nouveau connectés au réseau interne Bus PCI ordinateur.

Au moment de choisir Adaptateur de réseau orienté vers un bus particulier, vous devez tout d'abord vous assurer qu'il existe des emplacements d'extension libres pour ce bus dans l'ordinateur connecté au réseau. Vous devez également évaluer la complexité de l'installation de l'adaptateur acheté et les perspectives de production de cartes de ce type. Ce dernier peut être nécessaire en cas de panne de l'adaptateur.

Enfin, ils se retrouvent adaptateurs réseau, connexion à un ordinateur via un port LPT parallèle (imprimante). Le principal avantage de cette approche est que vous n'avez pas besoin d'ouvrir le boîtier de l'ordinateur pour connecter les adaptateurs. De plus, dans ce cas, les adaptateurs n'occupent pas les ressources du système informatique, telles que les canaux d'interruption et les DMA, ainsi que les adresses mémoire et les périphériques d'E/S. Cependant, la vitesse d'échange d'informations entre eux et l'ordinateur dans ce cas est bien inférieure à celle lors de l'utilisation du bus système. De plus, ils nécessitent plus de temps processeur pour communiquer avec le réseau, ralentissant ainsi l’ordinateur.

Récemment, il y a de plus en plus d'ordinateurs dans lesquels adaptateurs réseau construit dans carte système. Les avantages de cette approche sont évidents : l'utilisateur n'a pas besoin d'acheter une carte réseau et de l'installer sur l'ordinateur. Il vous suffit de connecter le câble réseau au connecteur externe de votre ordinateur. Cependant, l'inconvénient est que l'utilisateur ne peut pas sélectionner l'adaptateur présentant les meilleures caractéristiques.

Autres caractéristiques importantes adaptateurs réseau peut être attribué:

• méthode de configuration de l'adaptateur ;
• la taille de la mémoire tampon installée sur la carte et les modes d'échange avec elle ;
• possibilité d'installer des microcircuits sur la carte mémoire permanente pour le démarrage à distance (BootROM).
• la possibilité de connecter l'adaptateur à différents types de supports de transmission (paire torsadée, câble coaxial fin et épais, câble de fibre optique);
• la vitesse de transmission réseau utilisée par l'adaptateur et la disponibilité de sa fonction de commutation ;
• l'adaptateur peut utiliser le mode d'échange full-duplex ;
• compatibilité de l'adaptateur (plus précisément du pilote de l'adaptateur) avec le logiciel réseau utilisé.

La configuration utilisateur de l'adaptateur était principalement utilisée pour les adaptateurs conçus pour le bus ISA. La configuration consiste à configurer l'utilisation des ressources du système informatique (adresses d'entrée/sortie, canaux d'interruption et accès direct à la mémoire, adresses de mémoire tampon et mémoire de démarrage à distance). La configuration peut être effectuée en réglant les commutateurs (cavaliers) sur la position souhaitée ou en utilisant le programme de configuration DOS fourni avec l'adaptateur (sans cavalier, configuration logicielle). Lors du démarrage d'un tel programme, l'utilisateur est invité à définir la configuration matérielle à l'aide d'un menu simple : sélectionner les paramètres de l'adaptateur. Le même programme vous permet de faire auto-test adaptateur Les paramètres sélectionnés sont stockés dans la mémoire non volatile de l'adaptateur. Dans tous les cas, lors du choix des paramètres, il faut éviter les conflits avec périphériques système ordinateur et avec d’autres cartes d’extension.

L'adaptateur peut également être configuré automatiquement en mode Plug-and-Play lorsque l'ordinateur est allumé. Les adaptateurs modernes prennent généralement en charge ce mode particulier, ils peuvent donc être facilement installés par l'utilisateur.

Dans les adaptateurs les plus simples, l'échange avec la mémoire tampon interne de l'adaptateur (Adapter RAM) s'effectue via l'espace d'adressage des périphériques d'entrée/sortie. Dans ce cas, aucune configuration supplémentaire des adresses mémoire n'est requise. L'adresse de base de la mémoire tampon fonctionnant en mode mémoire partagée doit être précisée. Il est affecté à la zone mémoire supérieure de l'ordinateur (

Le plus répandu parmi les réseaux standards est le réseau Ethernet. Il est apparu en 1972 et est devenu en 1985 une norme internationale. Il a été adopté par les plus grandes organisations internationales de normalisation : Comité 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) et ECMA (European Computer Manufacturers Association).

La norme s'appelle IEEE 802.3 (lu en anglais comme « huit oh deux point trois »). Il définit un accès multiple à un canal de type mono bus avec détection de collision et contrôle de transmission, c'est-à-dire avec la méthode d'accès CSMA/CD déjà évoquée.

Principales caractéristiques de la norme originale IEEE 802.3 :

· topologie – bus ;

· support de transmission – câble coaxial ;

· vitesse de transmission – 10 Mbit/s ;

· longueur maximale du réseau – 5 km ;

· nombre maximum d'abonnés – jusqu'à 1024 ;

· longueur des segments de réseau – jusqu'à 500 m ;

· nombre d'abonnés sur un segment – ​​​​jusqu'à 100 ;

· méthode d'accès – CSMA/CD ;

· transmission à bande étroite, c'est-à-dire sans modulation (mono canal).

À proprement parler, il existe des différences mineures entre les normes IEEE 802.3 et Ethernet, mais elles sont généralement ignorées.

Le réseau Ethernet est aujourd'hui le plus populaire au monde (plus de 90 % du marché) et il le restera probablement dans les années à venir. Cela a été grandement facilité par le fait que dès le début, les caractéristiques, les paramètres et les protocoles du réseau étaient ouverts, ce qui a permis à un grand nombre de fabricants à travers le monde de commencer à produire des équipements Ethernet entièrement compatibles les uns avec les autres. .

Le réseau Ethernet classique utilisait un câble coaxial de 50 ohms de deux types (épais et fin). Cependant, récemment (depuis le début des années 90), la version d'Ethernet la plus utilisée est celle utilisant des paires torsadées comme support de transmission. Une norme a également été définie pour une utilisation dans les réseaux de câbles à fibres optiques. Des ajouts ont été apportés à la norme IEEE 802.3 d'origine pour tenir compte de ces changements. En 1995, une norme supplémentaire est apparue pour une version plus rapide d'Ethernet fonctionnant à une vitesse de 100 Mbit/s (appelée Fast Ethernet, norme IEEE 802.3u), utilisant une paire torsadée ou un câble à fibre optique comme support de transmission. En 1997, une version avec un débit de 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, norme IEEE 802.3z) apparaît également.

En plus de la topologie de bus standard, les topologies passives en étoile et en arbre passif sont de plus en plus utilisées. Cela implique l'utilisation de répéteurs et de hubs de répéteurs qui connectent différentes parties (segments) du réseau. En conséquence, une structure arborescente peut se former sur les segments différents types(Fig. 7.1).

Le segment (partie du réseau) peut être un bus classique ou un abonné unique. Pour les segments de bus, un câble coaxial est utilisé, et pour les faisceaux en étoile passifs (pour la connexion à un hub ordinateurs uniques) – paire torsadée et câble à fibre optique. La principale exigence pour la topologie résultante est qu’elle ne doit pas contenir de chemins fermés (boucles). En fait, il s'avère que tous les abonnés sont connectés à un bus physique, puisque le signal de chacun d'eux se propage dans toutes les directions à la fois et ne revient pas (comme dans un anneau).

La longueur maximale de câble de l'ensemble du réseau (trajet maximal du signal) peut théoriquement atteindre 6,5 kilomètres, mais ne dépasse pratiquement pas 3,5 kilomètres.

Riz. 7.1. Topologie de réseau Ethernet classique.

Un réseau Fast Ethernet n'a pas de topologie de bus physique ; seule une étoile passive ou une arborescence passive est utilisée. De plus, Fast Ethernet impose des exigences beaucoup plus strictes en matière de longueur maximale du réseau. En effet, avec une vitesse de transmission multipliée par 10 et la préservation du format du paquet, sa longueur minimale devient dix fois plus courte. Ainsi, la valeur admissible du temps de transmission du double signal à travers le réseau est réduite de 10 fois (5,12 μs contre 51,2 μs en Ethernet).

Le code Manchester standard est utilisé pour transmettre des informations sur un réseau Ethernet.

L'accès au réseau Ethernet s'effectue selon la méthode aléatoire CSMA/CD, garantissant l'égalité des abonnés. Le réseau utilise des paquets de longueur variable.

Pour un réseau Ethernet fonctionnant à un débit de 10 Mbit/s, la norme définit quatre grands types de segments de réseau, axés sur différents supports de transmission d'informations :

· 10BASE5 (câble coaxial épais) ;

· 10BASE2 (câble coaxial fin) ;

· 10BASE-T (paire torsadée) ;

· 10BASE-FL (câble à fibre optique).

Le nom du segment comprend trois éléments : le chiffre « 10 » signifie une vitesse de transmission de 10 Mbit/s, le mot BASE signifie une transmission dans la bande de fréquence de base (c'est-à-dire sans moduler un signal haute fréquence), et le dernier l'élément est la longueur admissible du segment : « 5 » – 500 mètres, « 2 » – 200 mètres (plus précisément, 185 mètres) ou le type de ligne de communication : « T » – paire torsadée (de l'anglais « twisted-pair » ), « F » – câble à fibre optique (de l'anglais « fibre optique »).

De même, pour un réseau Ethernet fonctionnant à un débit de 100 Mbit/s (Fast Ethernet), la norme définit trois types de segments, différant par les types de supports de transmission :

· 100BASE-T4 (quadruple paire torsadée) ;

· 100BASE-TX (double paire torsadée) ;

· 100BASE-FX (câble à fibre optique).

Ici, le chiffre « 100 » signifie une vitesse de transmission de 100 Mbit/s, la lettre « T » signifie paire torsadée et la lettre « F » signifie câble à fibre optique. Les types 100BASE-TX et 100BASE-FX sont parfois combinés sous le nom 100BASE-X, et 100BASE-T4 et 100BASE-TX sont appelés 100BASE-T.

Réseau en anneau à jetons

Le réseau Token-Ring a été proposé par IBM en 1985 (la première version est apparue en 1980). Il était destiné à mettre en réseau tous les types d'ordinateurs produits par IBM. Le fait même qu'il soit soutenu par IBM, le plus grand fabricant de matériel informatique, suggère qu'il mérite une attention particulière. Mais il est tout aussi important que Token-Ring soit actuellement la norme internationale IEEE 802.5 (bien qu'il existe des différences mineures entre Token-Ring et IEEE 802.5). Cela place ce réseau au même niveau de statut qu'Ethernet.

Token-Ring a été développé comme une alternative fiable à Ethernet. Et bien qu'Ethernet remplace désormais tous les autres réseaux, Token-Ring ne peut pas être considéré comme désespérément obsolète. Plus de 10 millions d'ordinateurs dans le monde sont connectés par ce réseau.

Le réseau Token-Ring a une topologie en anneau, même si extérieurement, il ressemble davantage à une étoile. Cela est dû au fait que les abonnés individuels (ordinateurs) se connectent au réseau non pas directement, mais via des hubs spéciaux ou des dispositifs d'accès multiples (MSAU ou MAU - Multistation Access Unit). Physiquement, le réseau forme une topologie en étoile (Fig. 7.3). En réalité, les abonnés sont toujours réunis en anneau, c'est-à-dire que chacun d'eux transmet des informations à un abonné voisin et reçoit des informations d'un autre.

Riz. 7.3. Topologie en anneau en étoile du réseau Token-Ring.

Le support de transmission dans le réseau IBM Token-Ring était initialement une paire torsadée, à la fois non blindée (UTP) et blindée (STP), mais des options d'équipement sont ensuite apparues pour le câble coaxial, ainsi que pour le câble à fibre optique dans la norme FDDI.

Basique Caractéristiques version classique du réseau Token-Ring :

· nombre maximum de hubs de type IBM 8228 MAU – 12 ;

· nombre maximum d'abonnés dans le réseau – 96 ;

· la longueur maximale du câble entre l'abonné et le hub est de 45 mètres ;

· La longueur maximale du câble entre les hubs est de 45 mètres ;

· la longueur maximale du câble reliant tous les hubs est de 120 mètres ;

· Vitesse de transfert de données – 4 Mbit/s et 16 Mbit/s.

Toutes les caractéristiques indiquées se réfèrent au cas d'utilisation d'un câble à paire torsadée non blindé. Si un autre support de transmission est utilisé, les performances du réseau peuvent varier. Par exemple, lors de l'utilisation d'une paire torsadée blindée (STP), le nombre d'abonnés peut être augmenté à 260 (au lieu de 96), la longueur du câble peut être augmentée à 100 mètres (au lieu de 45), le nombre de hubs peut être augmenté à 33, et la longueur totale de l'anneau reliant les moyeux peut atteindre 200 mètres . Le câble à fibre optique vous permet d'augmenter la longueur du câble jusqu'à deux kilomètres.

Pour transmettre des informations à Token-Ring, un code biphasé est utilisé (plus précisément, sa version avec une transition obligatoire au centre de l'intervalle de bits). Comme pour toute topologie en étoile, aucune terminaison électrique supplémentaire ni mesure de mise à la terre externe n'est requise. La négociation est effectuée par le matériel des adaptateurs réseau et des hubs.

Pour connecter les câbles, le Token-Ring utilise des connecteurs RJ-45 (pour paire torsadée non blindée), ainsi que MIC et DB9P. Les fils du câble relient les contacts du connecteur du même nom (c'est-à-dire que l'on utilise des câbles dits « droits »).

Le réseau Token-Ring dans sa version classique est inférieur au réseau Ethernet tant en termes de taille autorisée que de nombre maximum d'abonnés. En termes de vitesse de transfert, Token-Ring est actuellement disponible en versions 100 Mbps (High Speed ​​​​Token-Ring, HSTR) et 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring). Les entreprises supportant Token-Ring (dont IBM, Olicom, Madge) n'ont pas l'intention d'abandonner leur réseau, le considérant comme digne concurrent Ethernet.

Par rapport aux équipements Ethernet, les équipements Token-Ring sont nettement plus chers, car ils utilisent une méthode de gestion d'échange plus complexe, de sorte que le réseau Token-Ring n'est pas devenu aussi répandu.

Cependant, contrairement à Ethernet, le réseau Token-Ring peut bien mieux gérer des niveaux de charge élevés (plus de 30 à 40 %) et offre un temps d'accès garanti. Cela est nécessaire par exemple dans les réseaux industriels, où un retard dans la réponse à un événement extérieur peut conduire à des accidents graves.

Le réseau Token-Ring utilise la méthode classique d'accès par jeton, c'est-à-dire qu'un jeton circule en permanence autour de l'anneau, auquel les abonnés peuvent attacher leurs paquets de données (voir Fig. 4.15). Cela implique un avantage aussi important de ce réseau que l'absence de conflits, mais il y a aussi des inconvénients, notamment la nécessité de contrôler l'intégrité du token et la dépendance du fonctionnement du réseau vis-à-vis de chaque abonné (en cas de dysfonctionnement, l'abonné doit être exclu de l'anneau).

Le temps maximum de transmission d'un paquet vers Token-Ring est de 10 ms. Avec un nombre maximum d'abonnés de 260, le cycle de sonnerie complet sera de 260 x 10 ms = 2,6 s. Pendant ce temps, les 260 abonnés pourront transmettre leurs paquets (si, bien sûr, ils ont quelque chose à transmettre). Pendant ce même temps, le token gratuit parviendra définitivement à chaque abonné. Ce même intervalle constitue la limite supérieure du temps d’accès au Token-Ring.

Réseau Arcnet

Réseau Arcnet (ou ARCnet de l'anglais Attached Resource Computer Net, réseau informatique ressources connectées) est l’un des réseaux les plus anciens. Il a été développé par Datapoint Corporation en 1977. Il n’existe pas de normes internationales pour ce réseau, bien qu’il soit considéré comme l’ancêtre de la méthode d’accès par jeton. Malgré le manque de normes, le réseau Arcnet était jusqu'à récemment (en 1980 - 1990) populaire, rivalisant même sérieusement avec Ethernet. Un grand nombre d'entreprises produisaient des équipements pour ce type de réseau. Mais désormais, la production d'équipements Arcnet a pratiquement cessé.

Parmi les principaux avantages du réseau Arcnet par rapport à Ethernet figurent le temps d'accès limité, la haute fiabilité de la communication, la facilité de diagnostic et le coût relativement faible des adaptateurs. Les inconvénients les plus importants du réseau comprennent la faible vitesse de transmission des informations (2,5 Mbit/s), le système d'adressage et le format des paquets.

Pour transmettre des informations sur le réseau Arcnet, on utilise un code assez rare, dans lequel un un logique correspond à deux impulsions pendant un intervalle de bits, et un zéro logique correspond à une impulsion. De toute évidence, il s’agit d’un code auto-synchronisé qui nécessite encore plus de bande passante de câble que Manchester.

Le support de transmission dans le réseau est un câble coaxial avec une impédance caractéristique de 93 Ohms, par exemple de marque RG-62A/U. Les options à paire torsadée (blindée et non blindée) ne sont pas largement utilisées. Des options de câbles à fibre optique ont également été proposées, mais elles n'ont pas non plus sauvé Arcnet.

En tant que topologie, le réseau Arcnet utilise un bus classique (Arcnet-BUS), ainsi qu'une étoile passive (Arcnet-STAR). La star utilise des concentrateurs (hubs). Il est possible de combiner des segments de bus et d'étoile dans une topologie arborescente à l'aide de hubs (comme dans Ethernet). La principale limitation est qu’il ne doit pas y avoir de chemins fermés (boucles) dans la topologie. Autre limitation : le nombre de segments connectés dans une guirlande à l'aide de hubs ne doit pas dépasser trois.

Ainsi, la topologie du réseau Arcnet est la suivante (Fig. 7.15).

Riz. 7.15. La topologie du réseau Arcnet est de type bus (B – adaptateurs pour travailler en bus, S – adaptateurs pour travailler en étoile).

Les principales caractéristiques techniques du réseau Arcnet sont les suivantes.

· Support de transmission – câble coaxial, paire torsadée.

· La longueur maximale du réseau est de 6 kilomètres.

· La longueur maximale du câble entre l'abonné et le hub passif est de 30 mètres.

· La longueur maximale du câble entre l'abonné et le hub actif est de 600 mètres.

· La longueur maximale du câble entre les hubs actifs et passifs est de 30 mètres.

· Longueur de câble maximale entre concentrateurs actifs– 600 mètres.

· Le nombre maximum d'abonnés dans le réseau est de 255.

· Le nombre maximum d'abonnés sur le segment de bus est de 8.

· La distance minimale entre les abonnés dans le bus est de 1 mètre.

· La longueur maximale du segment de bus est de 300 mètres.

· Vitesse de transfert de données – 2,5 Mbit/s.

Lors de la création de topologies complexes, il faut s'assurer que le délai de propagation du signal dans le réseau entre abonnés ne dépasse pas 30 μs. L'atténuation maximale du signal dans le câble à une fréquence de 5 MHz ne doit pas dépasser 11 dB.

Le réseau Arcnet utilise une méthode d'accès par token (méthode de transfert de droits), mais elle est quelque peu différente de celle du réseau Token-Ring. Cette méthode est la plus proche de celle proposée par la norme IEEE 802.4.

Tout comme avec Token-Ring, les conflits sont complètement éliminés dans Arcnet. Comme tout réseau à jetons, Arcnet supporte bien la charge et garantit de longs temps d'accès au réseau (contrairement à Ethernet). Le temps total nécessaire au marqueur pour contourner tous les abonnés est de 840 ms. En conséquence, le même intervalle détermine la limite supérieure du temps d'accès au réseau.

Le jeton est généré par un abonné spécial – le contrôleur de réseau. Il s'agit de l'abonné avec l'adresse minimale (zéro).

Réseau FDDI

Le réseau FDDI (de l'anglais Fiber Distributed Data Interface, interface de données distribuées par fibre optique) est l'une des dernières évolutions en matière de normes de réseaux locaux. La norme FDDI a été proposée par l'American National Standards Institute ANSI (spécification ANSI X3T9.5). La norme ISO 9314 a alors été adoptée, conforme aux spécifications ANSI. Le niveau de standardisation du réseau est assez élevé.

Contrairement aux autres réseaux locaux standards, la norme FDDI était initialement axée sur des vitesses de transmission élevées (100 Mbit/s) et sur l'utilisation du câble à fibre optique le plus prometteur. Par conséquent, dans ce cas, les développeurs n'étaient pas contraints par le cadre des anciennes normes, axées sur basses vitesses et câble électrique.

Le choix de la fibre optique comme support de transmission a déterminé les avantages suivants nouveau réseau, tels qu'une immunité élevée au bruit, une confidentialité maximale de la transmission des informations et une excellente isolation galvanique des abonnés. Les vitesses de transmission élevées, beaucoup plus faciles à atteindre avec les câbles à fibres optiques, permettent de résoudre de nombreuses tâches impossibles avec des réseaux à faible vitesse, par exemple la transmission d'images en temps réel. De plus, le câble à fibre optique résout facilement le problème de la transmission de données sur une distance de plusieurs kilomètres sans relais, ce qui permet de construire de grands réseaux couvrant même des villes entières et présentant tous les avantages des réseaux locaux (notamment une faible erreur taux). Tout cela a déterminé la popularité du réseau FDDI, même s'il n'est pas encore aussi répandu qu'Ethernet et Token-Ring.

La norme FDDI était basée sur la méthode d'accès par jeton prévue par la norme internationale IEEE 802.5 (Token-Ring). Des différences mineures par rapport à cette norme sont déterminées par la nécessité d'assurer un transfert d'informations à grande vitesse sur de longues distances. La topologie du réseau FDDI est en anneau, la topologie la plus adaptée au câble à fibre optique. Le réseau utilise deux câbles à fibres optiques multidirectionnels, dont l'un est généralement en réserve, mais cette solution permet d'utiliser la transmission d'informations en duplex intégral (simultanément dans deux directions) avec le double du débit effectif de 200 Mbit/s (avec chacun des deux canaux fonctionnant au débit 100 Mbit/s). Une topologie en anneau en étoile avec des hubs inclus dans l'anneau (comme dans Token-Ring) est également utilisée.

Principales caractéristiques techniques du réseau FDDI.

· Le nombre maximum d'abonnés au réseau est de 1 000.

· La longueur maximale de l'anneau du réseau est de 20 kilomètres.

· La distance maximale entre les abonnés du réseau est de 2 kilomètres.

· Support de transmission – câble à fibre optique multimode (éventuellement à paire torsadée électrique).

· Méthode d'accès – jeton.

· Vitesse de transfert d'informations – 100 Mbit/s (200 Mbit/s pour le mode de transmission duplex).

La norme FDDI présente des avantages significatifs par rapport à tous les réseaux évoqués précédemment. Par exemple, un réseau Fast Ethernet avec la même bande passante de 100 Mbps ne peut pas égaler le FDDI en termes de taille de réseau autorisée. De plus, la méthode d'accès au jeton FDDI, contrairement à CSMA/CD, offre un temps d'accès garanti et l'absence de conflits à n'importe quel niveau de charge.

La limitation de la longueur totale du réseau à 20 km n'est pas due à l'atténuation des signaux dans le câble, mais à la nécessité de limiter le temps nécessaire au signal pour parcourir complètement l'anneau afin de garantir un temps d'accès maximal autorisé. Mais la distance maximale entre abonnés (2 km avec un câble multimode) est déterminée précisément par l'atténuation des signaux dans le câble (elle ne doit pas dépasser 11 dB). Il est également possible d'utiliser un câble monomode, auquel cas la distance entre les abonnés peut atteindre 45 kilomètres et la longueur totale de l'anneau peut atteindre 200 kilomètres.

Il existe également une implémentation de FDDI dans câble électrique(CDDI – Copper Distributed Data Interface ou TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface). Celui-ci utilise un câble de catégorie 5 avec des connecteurs RJ-45. Dans ce cas, la distance maximale entre les abonnés ne doit pas dépasser 100 mètres. Le coût de l'équipement réseau sur un câble électrique est plusieurs fois inférieur. Mais cette version du réseau ne présente plus d'avantages aussi évidents par rapport aux concurrents que le FDDI à fibre optique d'origine. Les versions électriques du FDDI sont beaucoup moins standardisées que celles à fibre optique, la compatibilité entre les équipements de différents fabricants n'est donc pas garantie.

Pour transmettre des données en FDDI, un code 4B/5B spécialement développé pour cette norme est utilisé.

Pour obtenir une grande flexibilité du réseau, la norme FDDI prévoit l'inclusion de deux types d'abonnés dans l'anneau :

· Les abonnés (stations) de classe A (abonnés à double attachement, DAS – Dual-Attachment Stations) sont connectés aux deux anneaux de réseau (internes et externes). Dans le même temps, la possibilité d'échange à des vitesses allant jusqu'à 200 Mbit/s ou de redondance des câbles réseau est réalisée (si le câble principal est endommagé, un câble de secours est utilisé). Les équipements de cette classe sont utilisés dans les parties les plus critiques du réseau en termes de performances.

· Les abonnés (stations) de classe B (abonnés à connexion unique, SAS – Single-Attachment Stations) sont connectés à un seul anneau de réseau (externe). Ils sont plus simples et moins chers que les adaptateurs de classe A, mais n'ont pas leurs capacités. Ils ne peuvent être connectés au réseau que via un hub ou un commutateur de dérivation, qui les éteint en cas d'urgence.

En plus des abonnés eux-mêmes (ordinateurs, terminaux, etc.), le réseau utilise des concentrateurs de câblage dont l'inclusion permet de rassembler tous les points de connexion en un seul endroit dans le but de surveiller le fonctionnement du réseau, de diagnostiquer les pannes et de simplifier la reconfiguration. Lors de l'utilisation de différents types de câbles (par exemple, câble à fibre optique et paire torsadée), le hub remplit également la fonction de conversion des signaux électriques en signaux optiques et vice versa. Les concentrateurs sont également disponibles en connexion double (DAC - Dual-Attachment Concentrator) et en connexion unique (SAC - Single-Attachment Concentrator).

Un exemple de configuration de réseau FDDI est présenté sur la Fig. 8.1. Le principe de combinaison de périphériques réseau est illustré sur la Fig. 8.2.

Riz. 8.1. Exemple de configuration réseau FDDI.

Contrairement à la méthode d'accès proposée par la norme IEEE 802.5, FDDI utilise ce que l'on appelle le passage de plusieurs jetons. Si dans le cas du réseau Token-Ring un nouveau jeton (gratuit) est transmis par l'abonné seulement après que son paquet lui soit retourné, alors dans FDDI le nouveau jeton est transmis par l'abonné immédiatement après la fin de la transmission de son paquet ( similaire à la façon dont cela est fait avec la méthode ETR dans le réseau Token-Ring Ring).

En conclusion, il convient de noter que malgré les avantages évidents du FDDI ce réseau ne s'est pas généralisé, ce qui s'explique principalement par le coût élevé de ses équipements (de l'ordre de plusieurs centaines, voire milliers de dollars). Le principal domaine d'application du FDDI concerne désormais les réseaux de base (Backbone) qui combinent plusieurs réseaux. FDDI est également utilisé pour connecter des postes de travail ou des serveurs puissants nécessitant une communication à haut débit. On s'attend à ce que Fast Ethernet puisse supplanter FDDI, mais les avantages du câble à fibre optique, de la gestion des jetons et de la taille de réseau autorisée record placent actuellement FDDI en avance sur la concurrence. Et dans les cas où le coût de l'équipement est critique, une version à paire torsadée du FDDI (TPDDI) peut être utilisée dans les zones non critiques. De plus, le coût de l'équipement FDDI peut diminuer considérablement à mesure que son volume de production augmente.

Réseau 100VG-AnyLAN

Le réseau 100VG-AnyLAN est l'un des derniers développements en matière de réseaux locaux à haut débit apparus récemment sur le marché. Il est conforme à la norme internationale IEEE 802.12, son niveau de standardisation est donc assez élevé.

Ses principaux avantages sont une vitesse d'échange élevée, un coût d'équipement relativement faible (environ deux fois plus cher que l'équipement du réseau Ethernet 10BASE-T le plus populaire), une méthode centralisée de gestion des échanges sans conflits, ainsi qu'une compatibilité au niveau des paquets. formats avec les réseaux Ethernet et Token-Ring.

Dans le nom du réseau 100VG-AnyLAN, le chiffre 100 correspond à une vitesse de 100 Mbps, les lettres VG indiquent un câble à paire torsadée non blindé à faible coût de catégorie 3 (Voice Grade), et AnyLAN (n'importe quel réseau) indique que le réseau est compatible avec les deux réseaux les plus courants.

Principales caractéristiques techniques du réseau 100VG-AnyLAN :

· Vitesse de transfert – 100 Mbit/s.

· Topologie – étoile avec extensibilité (arbre). Le nombre de niveaux en cascade de concentrateurs (hubs) peut aller jusqu'à 5.

· Méthode d'accès – centralisée, sans conflit (Demand Priority – avec une demande prioritaire).

· Les supports de transmission sont à quatre paires torsadées non blindées (câble UTP de catégorie 3, 4 ou 5), à double paire torsadée (câble UTP de catégorie 5), à double paire torsadée blindée (STP) et à fibre optique. De nos jours, les câbles à quatre paires torsadées sont pour la plupart courants.

· La longueur maximale du câble entre le hub et l'abonné et entre les hubs est de 100 mètres (pour le câble UTP de catégorie 3), 200 mètres (pour le câble UTP de catégorie 5 et le câble blindé), 2 kilomètres (pour le câble à fibre optique). La taille maximale possible du réseau est de 2 kilomètres (déterminée par des délais acceptables).

· Le nombre maximum d'abonnés est de 1024, recommandé – jusqu'à 250.

Ainsi, les paramètres du réseau 100VG-AnyLAN sont assez proches des paramètres du réseau Fast Ethernet. Cependant, le principal avantage du Fast Ethernet est sa compatibilité totale avec le réseau Ethernet le plus courant (dans le cas du 100VG-AnyLAN, cela nécessite un pont). Dans le même temps, le contrôle centralisé de 100VG-AnyLAN, qui élimine les conflits et garantit un temps d'accès maximal (qui n'est pas fourni dans le réseau Ethernet), ne peut pas non plus être négligé.

Un exemple de la structure du réseau 100VG-AnyLAN est présenté sur la Fig. 8.8.

Le réseau 100VG-AnyLAN se compose d'un hub central (principal, racine) de niveau 1, auquel peuvent être connectés à la fois les abonnés individuels et les hubs de niveau 2, auxquels les abonnés et les hubs de niveau 3, à leur tour, peuvent être connectés, etc. Dans ce cas, le réseau ne peut pas avoir plus de cinq niveaux de ce type (dans la version originale, il n'y en avait pas plus de trois). Taille maximum Le réseau peut atteindre 1 000 mètres pour un câble à paire torsadée non blindé.

Riz. 8.8. Structure du réseau 100VG-AnyLAN.

Contrairement aux hubs non intelligents d'autres réseaux (par exemple, Ethernet, Token-Ring, FDDI), les hubs réseau 100VG-AnyLAN sont des contrôleurs intelligents qui contrôlent l'accès au réseau. Pour ce faire, ils surveillent en permanence les requêtes arrivant sur tous les ports. Les hubs reçoivent les paquets entrants et les envoient uniquement aux abonnés auxquels ils sont adressés. Cependant, ils n'effectuent aucun traitement d'information, c'est-à-dire que dans ce cas, le résultat n'est toujours pas une étoile active, mais pas passive. Les concentrateurs ne peuvent pas être qualifiés d'abonnés à part entière.

Chacun des hubs peut être configuré pour fonctionner avec les formats de paquets Ethernet ou Token-Ring. Dans ce cas, les hubs de l'ensemble du réseau doivent fonctionner avec des paquets d'un seul format. Des ponts sont nécessaires pour communiquer avec les réseaux Ethernet et Token-Ring, mais les ponts sont assez simples.

Les hubs ont un port haut niveau(pour le connecter à un hub de niveau supérieur) et plusieurs ports de niveau inférieur (pour connecter les abonnés). L'abonné peut être un ordinateur (poste de travail), un serveur, un pont, un routeur, un commutateur. Un autre hub peut également être connecté au port de niveau inférieur.

Chaque port du hub peut être réglé sur l'un des deux modes de fonctionnement possibles :

· Le mode normal consiste à transmettre à l'abonné connecté au port uniquement les paquets qui lui sont personnellement adressés.

· Le mode moniteur implique le transfert à l'abonné connecté au port de tous les paquets arrivant au hub. Ce mode permet à l'un des abonnés de contrôler le fonctionnement de l'ensemble du réseau (effectuer la fonction de surveillance).

La méthode d'accès au réseau 100VG-AnyLAN est typique des réseaux en étoile.

Lorsque vous utilisez un câble à quatre paires torsadées, chacun des quatre câbles à paires torsadées transmet à une vitesse de 30 Mbps. La vitesse de transmission totale est de 120 Mbit/s. Cependant, les informations utiles dues à l'utilisation du code 5B/6B sont transmises à seulement 100 Mbit/s. Ainsi, la bande passante du câble doit être d'au moins 15 MHz. Le câble à paire torsadée de catégorie 3 (bande passante de 16 MHz) satisfait à cette exigence.

Ainsi, le réseau 100VG-AnyLAN offre une solution abordable pour augmenter les vitesses de transmission jusqu'à 100 Mbps. Cependant, il n’est entièrement compatible avec aucun des réseaux standards, son sort futur est donc problématique. De plus, contrairement au réseau FDDI, il ne possède aucun paramètre d’enregistrement. Très probablement, 100VG-AnyLAN, malgré le soutien d'entreprises réputées et un haut niveau de standardisation, ne restera qu'un exemple de solutions techniques intéressantes.

En ce qui concerne le réseau Fast Ethernet 100 Mbps le plus courant, 100VG-AnyLAN fournit deux fois la longueur de câble UTP de catégorie 5 (jusqu'à 200 mètres), ainsi qu'une méthode de gestion du trafic sans contention.