Velocità di trasferimento dati Ethernet elevata. La tecnologia Fast Ethernet, le sue caratteristiche, il livello fisico, le regole di costruzione. Valori dei campi DSAP e SSAP

Il laboratorio di prova ComputerPress ha testato le schede di rete Fast Ethernet per il bus PCI destinate all'uso in postazioni di lavoro da 10/100 Mbit/s. Sono state selezionate le schede attualmente più comuni con una velocità di trasmissione di 10/100 Mbit/s, poiché da un lato possono essere utilizzate in reti Ethernet, Fast Ethernet e miste e, dall'altro, perché la promettente tecnologia Gigabit Ethernet ( portata fino a 1000 Mbit/s) viene ancora spesso utilizzato per collegare server potenti alle apparecchiature di rete del nucleo della rete. È estremamente importante quale qualità delle apparecchiature di rete passive (cavi, prese, ecc.) vengono utilizzate nella rete. È noto che se per le reti Ethernet è sufficiente un doppino intrecciato di categoria 3, per Fast Ethernet è già necessaria la categoria 5. La dispersione del segnale e la scarsa immunità al rumore possono ridurre significativamente la velocità di trasmissione della rete.

Lo scopo del test era quello di determinare innanzitutto l'effettivo indice di prestazione (Rapporto Indice di Prestazione/Efficienza - di seguito indice P/E) e solo successivamente il valore assoluto del throughput. L'indice P/E viene calcolato come il rapporto tra il throughput della scheda di rete in Mbit/s e il carico della CPU in percentuale. Questo indice è lo standard del settore per misurare le prestazioni dell'adattatore di rete. È stato introdotto per tenere conto dell'utilizzo delle risorse della CPU da parte delle schede di rete. Il fatto è che alcuni produttori di adattatori di rete cercano di ottenere le massime prestazioni utilizzando più cicli del processore del computer per eseguire operazioni di rete. Il carico minimo del processore e il throughput relativamente elevato sono essenziali per l'esecuzione di applicazioni aziendali, multimediali e in tempo reale mission-critical.

Abbiamo testato le schede attualmente più utilizzate per le postazioni di lavoro nelle reti aziendali e locali:

1. D-Link DFE-538TX
2. SMC EtherPower II 10/100 9432TX/MP
3. 3Com Veloce EtherLink XL 3C905B-TX-NM
4. CompexRL100ATX
5. Gestione Intel EtherExpress PRO/100+
6. CNet PRO-120
7. NetGearFA310TX
8. Telesyn alleata AT 2500TX
9. Surecom EP-320X-R

Le principali caratteristiche degli adattatori di rete testati sono riportate nella Tabella. 1 . Spieghiamo alcuni dei termini utilizzati nella tabella. Il rilevamento automatico della velocità di connessione significa che l'adattatore stesso determina la massima velocità operativa possibile. Inoltre, se è supportato il rilevamento automatico della velocità, non è necessaria alcuna configurazione aggiuntiva quando si passa da Ethernet a Fast Ethernet e viceversa. Cioè, da amministratore di sistema Non è necessario riconfigurare l'adattatore o ricaricare i driver.

Il supporto per la modalità Bus Master consente di trasferire i dati direttamente tra la scheda di rete e la memoria del computer. Ciò libera il processore centrale per eseguire altre operazioni. Questa proprietà è diventata uno standard de facto. Non c’è da stupirsi che tutte le schede di rete più conosciute supportino la modalità Bus Master.

L'accensione remota (Wake on LAN) consente di accendere il PC in rete. Cioè, diventa possibile riparare il PC durante gli orari non lavorativi. A tale scopo vengono utilizzati connettori a tre pin sulla scheda madre e sull'adattatore di rete, collegati con un cavo speciale (incluso nella confezione). Inoltre è necessario un software di controllo speciale. La tecnologia Wake on LAN è stata sviluppata dall'alleanza Intel-IBM.

La modalità full duplex consente di trasmettere dati contemporaneamente in entrambe le direzioni, half duplex - solo in una direzione. Pertanto la velocità massima possibile in modalità full duplex è di 200 Mbit/s.

La DMI (Desktop Management Interface) consente di ottenere informazioni sulla configurazione e sulle risorse di un PC utilizzando un software di gestione della rete.

Il supporto della specifica WfM (Wired for Management) garantisce l'interazione dell'adattatore di rete con il software di gestione e amministrazione della rete.

Per avviare in remoto il sistema operativo di un computer su una rete, gli adattatori di rete sono dotati di una speciale memoria BootROM. Ciò consente di utilizzare efficacemente le workstation senza disco su una rete. La maggior parte delle schede testate avevano solo uno slot BootROM; Il chip BootROM stesso è solitamente un'opzione ordinata separatamente.

Il supporto ACPI (Advanced Configuration Power Interface) aiuta a ridurre il consumo energetico. ACPI è una nuova tecnologia che alimenta il sistema di gestione dell'energia. Si basa sull'uso sia dell'hardware che del Software. In linea di principio Wake on LAN fa parte di ACPI.

Gli strumenti di prestazione proprietari ti consentono di aumentare l'efficienza della tua scheda di rete. I più famosi sono Parallel Tasking II di 3Com e Adaptive Technology di Intel. Questi prodotti sono solitamente brevettati.

Il supporto per i principali sistemi operativi è fornito da quasi tutti gli adattatori. I principali sistemi operativi includono: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager e altri.

Il livello di supporto del servizio è valutato dalla disponibilità della documentazione, da un floppy disk con i driver e dalla possibilità di download ultime versioni driver dal sito Web dell'azienda. Anche l’imballaggio gioca un ruolo importante. Da questo punto di vista i migliori, a nostro avviso, sono gli adattatori di rete di D-Link, Allied Telesyn e Surecom. Ma nel complesso il livello di supporto si è rivelato soddisfacente per tutte le carte.

In genere, la garanzia copre l'intera durata dell'adattatore CA (garanzia a vita). A volte è limitato a 1-3 anni.

Metodologia di prova

Per tutti i test sono state utilizzate le versioni più recenti dei driver delle schede di rete, scaricate dai server Internet dei rispettivi produttori. Nel caso in cui il driver della scheda di rete consentisse impostazioni e ottimizzazioni, sono state utilizzate le impostazioni predefinite (ad eccezione dell'adattatore di rete Intel). Tieni presente che le schede e i driver corrispondenti di 3Com e Intel hanno le capacità e funzioni aggiuntive più ricche.

Le misurazioni delle prestazioni sono state eseguite utilizzando l'utilità Perform3 di Novell. Il principio di funzionamento dell'utilità è che un piccolo file viene copiato dalla workstation a quella condivisa unità di rete server, dopodiché rimane nella cache dei file del server e viene letto da lì più volte in un dato periodo di tempo. Ciò consente l'interoperabilità memoria-rete-memoria ed elimina l'impatto della latenza associata alle operazioni del disco. I parametri dell'utilità includono la dimensione iniziale del file, la dimensione finale del file, la fase di ridimensionamento e il tempo di test. L'utilità Novell Perform3 visualizza i valori delle prestazioni per diverse dimensioni di file, media e massima performance(in KB/s). Per configurare l'utilità sono stati utilizzati i seguenti parametri:

• Dimensione file iniziale: 4095 byte
• Dimensione finale del file: 65.535 byte
• Passo di incremento del file: 8192 byte

Il tempo di test con ciascun file è stato impostato su venti secondi.

Ogni esperimento utilizzava una coppia di schede di rete identiche, una in esecuzione sul server e l'altra in esecuzione sulla workstation. Ciò sembra non essere coerente con la pratica comune, poiché i server in genere utilizzano adattatori di rete specializzati dotati di una serie di funzionalità aggiuntive. Ma è proprio così - sia sul server che sulle workstation sono installate le stesse schede di rete - i test vengono eseguiti da tutti i laboratori di prova più famosi al mondo (KeyLabs, Tolly Group, ecc.). I risultati sono leggermente inferiori, ma l'esperimento risulta pulito, poiché solo le schede di rete analizzate funzionano su tutti i computer.

Configurazione del client Compaq DeskPro EN:

• Processore Pentium II 450 MHz
• cache 512KB
• RAM 128 MB
• disco rigido da 10 GB
• sistema operativo Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
• Protocollo TCP/IP.

Configurazione del server Compaq DeskPro EP:

• Processore Celeron 400 MHz
• RAM 64MB
• disco rigido da 4,3 GB
• sala operatoria Sistema Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• Protocollo TCP/IP.

I test sono stati eseguiti in condizioni in cui i computer erano collegati direttamente con un cavo crossover UTP di categoria 5. Durante questi test, le schede hanno funzionato in modalità 100Base-TX Full Duplex. In questa modalità, il rendimento è leggermente superiore a causa del fatto che parte delle informazioni di servizio (ad esempio la conferma di ricezione) viene trasmessa contemporaneamente a informazioni utili, il cui volume è stimato. In queste condizioni è stato possibile registrare valori di throughput piuttosto elevati; ad esempio, per l'adattatore 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM, la media è 79,23 Mbps.

Il carico della CPU è stato misurato sul server utilizzando Utilità di Windows Monitoraggio delle prestazioni NT; i dati sono stati registrati in un file di registro. L'utilità Perform3 è stata eseguita sul client in modo da non influire sul carico del processore del server. Il processore del computer server era un Intel Celeron, le cui prestazioni sono significativamente inferiori a quelle dei processori Pentium II e III. Intel Celeron è stato utilizzato deliberatamente: il fatto è che poiché il carico del processore è determinato con un errore assoluto abbastanza grande, in caso di valori assoluti grandi l'errore relativo è minore.

Dopo ogni test, l'utilità Perform3 inserisce i risultati del suo lavoro in un file di testo sotto forma di un set di dati nel seguente formato:

65535 byte. 10491,49 KBps. 10491,49 KBps aggregati. 57343 byte. 10844,03 KBps. 10844.03 KBps aggregati. 49151 byte. 10737,95 KBps. 10737,95 KBps aggregati. 40959 byte. 10603,04 KBps. 10603.04 KBps aggregati. 32767 byte. 10497,73 Kbps. 10497,73 KBps aggregati. 24575 byte. 10220,29 KBps. 10220.29 KBps aggregati. 16383 byte. 9573,00 KBps. 9573,00 KBps aggregati. 8191 byte. 8195,50 Kbps. 8195,50 KBps aggregati. 10844.03 KBps massimi. 10145,38 KBp medi.

Visualizza la dimensione del file, il throughput corrispondente per il client selezionato e per tutti i client (in questo caso c'è un solo client), nonché il throughput massimo e medio per l'intero test. I valori medi ottenuti per ciascuna prova sono stati convertiti da KB/s a Mbit/s utilizzando la formula:
(KBx8)/1024,
e il valore dell'indice P/E è stato calcolato come rapporto percentuale tra throughput e carico del processore. Successivamente è stato calcolato il valore medio dell'indice P/E sulla base dei risultati di tre misurazioni.

Utilizzando l'utilità Perform3 su Windows NT Workstation si è verificato il seguente problema: oltre a scrivere su un'unità di rete, il file veniva scritto anche nella cache dei file locale, da dove veniva successivamente letto molto rapidamente. I risultati sono stati impressionanti, ma irrealistici, poiché non c’era alcun trasferimento di dati vero e proprio attraverso la rete. Affinché le applicazioni trattino le unità di rete condivise come normali unità locali, sistema operativo viene utilizzato uno speciale componente di rete: un reindirizzatore che reindirizza le richieste I/O sulla rete. In condizioni operative normali, quando si esegue la procedura di scrittura di un file su un'unità di rete condivisa, il reindirizzatore utilizza l'algoritmo di memorizzazione nella cache di Windows NT. Questo è il motivo per cui quando si scrive sul server, la scrittura avviene anche nella cache dei file locali del computer client. E per effettuare i test è necessario che il caching venga effettuato solo sul server. Per garantire che non vi sia memorizzazione nella cache sul computer client, Registro di sistema di Windows NT, i valori dei parametri sono stati modificati, il che ha permesso di disabilitare la memorizzazione nella cache eseguita dal reindirizzatore. Ecco come è stato fatto:

1. Percorso del registro:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

   Nome del parametro:

   UseWriteBehind consente l'ottimizzazione write-behind per i file in fase di scrittura

   Digitare: REG_DWORD

   Valore: 0 (predefinito: 1)

2. Percorso del registro:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lanmanworkstation\parameters

   Nome del parametro:

   UtilizeNTCaching specifica se il reindirizzatore utilizzerà il gestore della cache di Windows NT per memorizzare nella cache il contenuto del file.

   Tipo: REG_DWORD Valore: 0 (impostazione predefinita: 1)

Scheda di rete di gestione Intel EtherExpress PRO/100+

Il throughput di questa scheda e l'utilizzo della CPU sono risultati quasi identici a quelli della 3Com. Le finestre delle impostazioni per questa scheda sono mostrate di seguito.

Il nuovo controller Intel 82559 installato su questa scheda fornisce prestazioni molto elevate, soprattutto nelle reti Fast Ethernet.

La tecnologia utilizzata da Intel nella scheda Intel EtherExpress PRO/100+ è denominata Adaptive Technology. L'essenza del metodo è modificare automaticamente gli intervalli di tempo tra i pacchetti Ethernet in base al carico della rete. All'aumentare della congestione della rete, la distanza tra i singoli pacchetti Ethernet aumenta dinamicamente, riducendo il numero di collisioni e aumentando il throughput. Quando il carico della rete è leggero, quando la probabilità di collisioni è bassa, gli intervalli di tempo tra i pacchetti si riducono, il che porta anche ad un aumento delle prestazioni. I maggiori vantaggi di questo metodo dovrebbero essere riscontrati in segmenti Ethernet di collisione di grandi dimensioni, ovvero nei casi in cui la topologia di rete è dominata da hub anziché da switch.

La nuova tecnologia Intel, denominata Priority Packet, consente di regolare il traffico scheda di rete, secondo le priorità dei singoli pacchetti. Ciò consente di aumentare la velocità di trasferimento dati per applicazioni mission-critical.

Fornisce supporto per virtuale reti locali VLAN (norma IEEE 802.1Q).

Ci sono solo due indicatori sulla scheda: lavoro/connessione, velocità 100.

www.intel.com

Adattatore di rete SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX/MP

L'architettura di questa scheda utilizza due tecnologie promettenti: SMC SimulTasking e Programmable InterPacket Gap. La prima tecnologia è simile alla tecnologia Parallel Tasking di 3Com. Confrontando i risultati dei test sulle schede di questi due produttori, possiamo trarre una conclusione sul grado di efficacia dell'implementazione di queste tecnologie. Notiamo inoltre che questa scheda di rete ha mostrato il terzo risultato sia in termini di prestazioni che di indice P/E, davanti a tutte le schede tranne 3Com e Intel.

Sulla scheda sono presenti quattro indicatori LED: velocità 100, trasmissione, connessione, duplex.

L'indirizzo del sito web principale dell'azienda è: www.smc.com

introduzione

Lo scopo della creazione di questo rapporto era una presentazione breve e accessibile dei principi di base del funzionamento e delle caratteristiche delle reti di computer, utilizzando Fast Ethernet come esempio.

Una rete è un gruppo di computer e altri dispositivi connessi. Lo scopo principale delle reti informatiche è la condivisione di risorse e l'implementazione di comunicazioni interattive sia all'interno che all'esterno di un'azienda. Le risorse sono dati, applicazioni e periferiche, ad esempio unità esterna, stampante, mouse, modem o joystick. Il concetto di comunicazione interattiva tra computer implica lo scambio di messaggi in tempo reale.

Esistono numerosi standard per la trasmissione dei dati nelle reti di computer. Uno dei set è lo standard Fast Ethernet.

Da questo materiale imparerai a conoscere:

• · Tecnologie Fast Ethernet
• Interruttori
• Cavo FTP
• Tipi di connessione
• Topologie di reti di computer

Nel mio lavoro mostrerò i principi di funzionamento di una rete basata sullo standard Fast Ethernet.

Commutazione locale reti di computer(LAN) e Fast Ethernet sono state sviluppate in risposta all'esigenza di migliorare l'efficienza delle reti Ethernet. Aumentando la produttività, queste tecnologie possono eliminare " luoghi stretti» sulla rete e supportano applicazioni che richiedono velocità di trasferimento dati elevate. Il fascino di queste soluzioni è che non è necessario scegliere l'una o l'altra. Sono complementari, quindi l’efficienza della rete può spesso essere migliorata utilizzando entrambe le tecnologie.

Le informazioni raccolte saranno utili sia a chi inizia a studiare le reti di computer sia agli amministratori di rete.

1. Schema di rete

2. Tecnologia Fast Ethernet

rete di computer ethernet veloce

Fast Ethernet è il risultato dello sviluppo della tecnologia Ethernet. Basandosi e mantenendo la stessa tecnica CSMA/CD (channel polling multiple access and collision Detection), i dispositivi Fast Ethernet funzionano a una velocità 10 volte superiore a quella Ethernet. 100Mbps. Fast Ethernet fornisce una larghezza di banda sufficiente per applicazioni quali progettazione e produzione assistita da computer (CAD/CAM), grafica ed elaborazione di immagini e contenuti multimediali. Fast Ethernet è compatibile con Ethernet a 10 Mbps, quindi è più semplice integrare Fast Ethernet nella tua LAN utilizzando uno switch anziché un router.

Interruttore

Utilizzando gli interruttori molti gruppi di lavoro possono essere collegati per formare una grande LAN (vedi Diagramma 1). Gli switch economici funzionano meglio dei router, fornendo prestazioni LAN migliori. È possibile collegare gruppi di lavoro Fast Ethernet costituiti da uno o due hub tramite uno switch Fast Ethernet per aumentare ulteriormente il numero di utenti e coprire un'area più ampia.

Ad esempio, considera la seguente opzione:

Riso. 1 D-Link-1228/ME

La serie di switch DES-1228/ME include switch Fast Ethernet Layer 2 configurabili di alta qualità. Con funzionalità avanzate, i dispositivi DES-1228/ME sono soluzione economica per creare una rete sicura e performante. Caratteristiche distintive Le caratteristiche di questo switch sono l'elevata densità di porte, 4 porte Gigabit Uplink, impostazioni di modifica a piccoli passi per la gestione della larghezza di banda e una migliore gestione della rete. Questi switch ti consentono di ottimizzare la tua rete sia in termini di funzionalità che di caratteristiche di costo. Gli interruttori della serie DES-1228/ME sono la soluzione ottimale sia in termini di funzionalità che di caratteristiche di costo.

Cavo FTP

Cavo LAN-5EFTP-BLè costituito da 4 coppie di conduttori in rame unipolari.

Diametro conduttore 24 AWG.

Ogni conduttore è rivestito con isolamento HDPE (polietilene ad alta densità).

Due conduttori intrecciati con un passo appositamente selezionato formano una coppia intrecciata.

I 4 doppini twistati sono avvolti in film di polietilene e, insieme ad un conduttore unipolare di terra in rame, sono racchiusi in una comune schermatura in alluminio e guaina in PVC.

Dritto

Serve:

• 1. Per collegare un computer a uno switch (hub, switch) tramite la scheda di rete del computer
• 2. Per collegare le apparecchiature periferiche di rete - stampanti, scanner - allo switch (hub, switch)
• 3. per UPLINK su uno switch più alto (hub, switch) - interruttori moderni può configurare automaticamente gli ingressi nel connettore per la ricezione e la trasmissione

Incrocio

Serve:

• 1. Per il collegamento diretto di 2 computer a una rete locale, senza l'utilizzo di apparecchiature di commutazione (hub, switch, router, ecc.).
• 2. per uplink, collegamento ad uno switch di livello superiore in una rete locale con una struttura complessa, per i tipi di switch più vecchi (hub, switch), hanno un connettore separato, contrassegnato anche con "UPLINK" o una X.

Topologia a stella

Alle stelle- la topologia di base di una rete di computer in cui tutti i computer della rete sono collegati ad un nodo centrale (solitamente uno switch), formando un segmento fisico della rete. Un segmento di rete di questo tipo può funzionare separatamente o come parte di una topologia di rete complessa (solitamente un "albero"). Tutto lo scambio di informazioni avviene esclusivamente attraverso il computer centrale, che è sottoposto a un carico molto elevato e quindi non può fare altro che la rete. Di norma, è il computer centrale il più potente ed è su di esso che vengono assegnate tutte le funzioni per la gestione dello scambio. In linea di principio non sono possibili conflitti in una rete con topologia a stella perché la gestione è completamente centralizzata.

Applicazione

La classica Ethernet da 10 Mbit è stata adatta alla maggior parte degli utenti per circa 15 anni. Tuttavia, all'inizio degli anni '90, la sua capacità insufficiente cominciò a farsi sentire. Per i computer accesi Processori Intel 80286 o 80386 con bus ISA (8 MB/s) o EISA (32 MB/s), la larghezza di banda del segmento Ethernet era 1/8 o 1/32 del canale memoria-disco e questo era ben coerente con il rapporto di volumi di dati elaborati localmente e di dati trasmessi in rete. Per le stazioni client più potenti con bus PCI (133 MB/s), questa quota è scesa a 1/133, che chiaramente non era sufficiente. Di conseguenza, molti segmenti Ethernet da 10 Mbps sono diventati sovraccarichi, la reattività del server è diminuita in modo significativo e i tassi di collisione sono aumentati in modo significativo, riducendo ulteriormente il throughput utilizzabile.

È necessario sviluppare una “nuova” Ethernet, cioè una tecnologia che sia altrettanto economicamente vantaggiosa con una prestazione di 100 Mbit/s. Come risultato di ricerche e ricerche, gli esperti sono stati divisi in due campi, che alla fine hanno portato alla nascita di due nuove tecnologie: Fast Ethernet e l00VG-AnyLAN. Differiscono nel grado di continuità rispetto all'Ethernet classico.

Nel 1992, un gruppo di produttori di apparecchiature di rete, tra cui leader della tecnologia Ethernet come SynOptics, 3Com e molti altri, hanno formato la Fast Ethernet Alliance, un'associazione senza scopo di lucro, per sviluppare uno standard per una nuova tecnologia che preservasse le caratteristiche di Ethernet. tecnologia nella massima misura possibile.

Il secondo campo era guidato da Hewlett-Packard e AT&T, che si offrirono di sfruttare l'opportunità per affrontare alcune delle carenze note della tecnologia Ethernet. Dopo qualche tempo, a queste aziende si aggiunse l'IBM, che diede il suo contributo proponendo di garantire una certa compatibilità con le reti della nuova tecnologia Anello di gettone.

Allo stesso tempo, il Comitato IEEE 802 ha formato un gruppo di ricerca per studiare il potenziale tecnico delle nuove tecnologie ad alta velocità. Tra la fine del 1992 e la fine del 1993, il team dell'IEEE ha studiato le soluzioni a 100 Mbit offerte da vari fornitori. Insieme alle proposte della Fast Ethernet Alliance, il gruppo ha anche esaminato la tecnologia ad alta velocità proposta da Hewlett-Packard e AT&T.

La discussione si è incentrata sulla questione del mantenimento del metodo di accesso casuale CSMA/CD. La proposta dell'Alleanza Fast Ethernet ha preservato questo metodo garantendo così la continuità e la coerenza tra le reti a 10 e 100 Mbps. La coalizione HP-AT&T, che godeva del supporto di un numero significativamente inferiore di fornitori nel settore delle reti rispetto alla Fast Ethernet Alliance, ha proposto un metodo di accesso completamente nuovo chiamato Priorità della domanda- accesso prioritario su richiesta. Ha cambiato in modo significativo il comportamento dei nodi sulla rete, quindi non poteva adattarsi alla tecnologia Ethernet e allo standard 802.3, e per standardizzarlo è stato organizzato un nuovo comitato IEEE 802.12.

Nell'autunno del 1995 entrambe le tecnologie divennero standard IEEE. Il comitato IEEE 802.3 ha adottato la specifica Fast Ethernet come standard 802.3, che non è uno standard autonomo, ma è un'aggiunta allo standard 802.3 esistente sotto forma di capitoli da 21 a 30. Il comitato 802.12 ha adottato la tecnologia l00VG-AnyLAN, che utilizza un nuovo metodo di accesso Demand Priority e supporta due formati di frame: Ethernet e Token Ring.

v Livello fisico della tecnologia Fast Ethernet

Tutte le differenze tra la tecnologia Fast Ethernet ed Ethernet si concentrano sul livello fisico (Fig. 3.20). I livelli MAC e LLC in Fast Ethernet rimangono esattamente gli stessi e sono descritti nei capitoli precedenti degli standard 802.3 e 802.2. Pertanto, considerando la tecnologia Fast Ethernet, studieremo solo alcune opzioni per il suo livello fisico.

La struttura più complessa del livello fisico della tecnologia Fast Ethernet è dovuta al fatto che utilizza tre tipologie di sistemi di cablaggio:

• · cavo in fibra ottica multimodale, vengono utilizzate due fibre;
• · Coppia intrecciata di categoria 5, vengono utilizzate due coppie;
• · Doppino intrecciato di categoria 3, vengono utilizzate quattro coppie.

Il cavo coassiale, che ha dato vita alla prima rete Ethernet al mondo, non era incluso nell'elenco dei mezzi di trasmissione dati consentiti della nuova tecnologia Fast Ethernet. Questa è una tendenza comune in molte nuove tecnologie perché brevi distanze Il doppino intrecciato di categoria 5 consente di trasmettere dati alla stessa velocità del cavo coassiale, ma la rete è più economica e più facile da gestire. Su lunghe distanze, la fibra ottica ha una larghezza di banda molto maggiore rispetto a quella coassiale e il costo della rete non è molto più elevato, soprattutto se si considerano gli elevati costi di risoluzione dei problemi di un grande sistema di cavi coassiali.

Differenze tra la tecnologia Fast Ethernet e la tecnologia Ethernet

L'abbandono del cavo coassiale ha portato al fatto che le reti Fast Ethernet hanno sempre una struttura ad albero gerarchica costruita su hub, proprio come le reti l0Base-T/l0Base-F. La differenza principale tra le configurazioni di rete Fast Ethernet è la riduzione del diametro della rete a circa 200 m, che si spiega con una riduzione di 10 volte del tempo di trasmissione del frame di lunghezza minima a causa di un aumento di 10 volte della velocità di trasmissione rispetto a 10 Mbit Ethernet .

Tuttavia, questa circostanza non ostacola realmente la realizzazione di grandi reti utilizzando la tecnologia Fast Ethernet. Il fatto è che la metà degli anni '90 è stata caratterizzata non solo dall'uso diffuso di tecnologie ad alta velocità poco costose, ma anche dal rapido sviluppo delle reti locali basate su switch. Quando si utilizzano gli switch, il protocollo Fast Ethernet può funzionare in modalità full-duplex, in cui non esistono restrizioni sulla lunghezza totale della rete, ma solo restrizioni sulla lunghezza dei segmenti fisici che collegano i dispositivi vicini (adattatore - switch o switch - interruttore). Pertanto, quando si creano dorsali di reti locali a lunga distanza, viene utilizzata attivamente anche la tecnologia Fast Ethernet, ma solo nella versione full duplex, in combinazione con gli switch.

In questa sezione viene discusso il funzionamento half-duplex della tecnologia Fast Ethernet, che è pienamente conforme alla definizione del metodo di accesso descritto nello standard 802.3.

Rispetto alle opzioni di implementazione fisica per Ethernet (e ce ne sono sei), in Fast Ethernet le differenze tra ciascuna opzione e le altre sono più profonde: cambiano sia il numero di conduttori che i metodi di codifica. E poiché le varianti fisiche di Fast Ethernet sono state create simultaneamente, e non evolutivamente, come per le reti Ethernet, è stato possibile definire in dettaglio quei sottolivelli dello strato fisico che non cambiano da variante a variante, e quei sottolivelli che sono specifici per ogni variante dell'ambiente fisico.

Lo standard ufficiale 802.3 stabilisce tre diverse specifiche per il livello fisico Fast Ethernet e dà loro i seguenti nomi:

Struttura del livello fisico Fast Ethernet

• · 100Base-TX per cavo a due coppie su doppino intrecciato non schermato UTP categoria 5 o doppino intrecciato schermato STP Tipo 1;
• · 100Base-T4 per cavo UTP a quattro coppie di categoria 3, 4 o 5;
• · 100Base-FX per cavo in fibra ottica multimodale, vengono utilizzate due fibre.

Le seguenti affermazioni e caratteristiche sono vere per tutti e tre gli standard.

• · I formati dei frame della tecnologia Fast Ethernetee sono diversi dai formati dei frame della tecnologia Ethernet a 10 Mbit.
• · L'intervallo interframe (IPG) è 0,96 µs e l'intervallo bit è 10 ns. Tutti i parametri temporali dell'algoritmo di accesso (intervallo di backoff, tempo di trasmissione della lunghezza minima del frame, ecc.), misurati in intervalli di bit, sono rimasti gli stessi, quindi non sono state apportate modifiche alle sezioni dello standard relative al livello MAC.
• · Segno di stato libero del mezzo è la trasmissione del simbolo Idle del corrispondente codice ridondante (e non l'assenza di segnali, come negli standard Ethernet a 10 Mbit/s). Lo strato fisico comprende tre elementi:
• o sottolivello di riconciliazione;
• o interfaccia indipendente dai media (Media Independent Interface, Mil);
• o dispositivo di livello fisico (PHY).

Il livello di negoziazione è necessario affinché il livello MAC, progettato per l'interfaccia AUI, possa funzionare con il livello fisico attraverso l'interfaccia MP.

Il dispositivo del livello fisico (PHY) è costituito, a sua volta, da diversi sottolivelli (vedi Fig. 3.20):

• · sottolivello di codifica logica dei dati, che converte i byte provenienti dal livello MAC in simboli di codice 4B/5B o 8B/6T (entrambi i codici sono utilizzati nella tecnologia Fast Ethernet);
• · sottostrati di connessione fisica e sottostrati di dipendenza fisica dai media (PMD), che forniscono la generazione di segnali secondo un metodo di codifica fisica, ad esempio NRZI o MLT-3;
• · sottolivello di autonegoziazione, che consente a due porte comunicanti di selezionare automaticamente la modalità operativa più efficiente, ad esempio half-duplex o full-duplex (questo sottolivello è opzionale).

L'interfaccia MP supporta una modalità indipendente dal mezzo per lo scambio di dati tra il sottolivello MAC e il sottolivello PHY. Questa interfaccia è simile nello scopo all'interfaccia AUI della classica Ethernet, tranne per il fatto che l'interfaccia AUI era situata tra il sottolivello di codifica fisica del segnale (per tutte le opzioni di cavo è stato utilizzato lo stesso metodo di codifica fisica - codice Manchester) e il sottolivello di connessione fisica al medio e l'interfaccia MP si trova tra il sottolivello MAC e i sottolivelli di codifica del segnale, di cui ce ne sono tre nello standard Fast Ethernet: FX, TX e T4.

Il connettore MP, a differenza del connettore AUI, ha 40 pin, la lunghezza massima del cavo MP è di un metro. I segnali trasmessi tramite l'interfaccia MP hanno un'ampiezza di 5 V.

Strato fisico 100Base-FX: fibra multimodale, due fibre

Questa specifica definisce il funzionamento del protocollo Fast Ethernet su fibra multimodale in modalità half-duplex e full-duplex in base al collaudato schema di codifica FDDI. Come nello standard FDDI, ogni nodo è collegato alla rete tramite due fibre ottiche provenienti dal ricevitore (R x) e dal trasmettitore (T x).

Esistono molte somiglianze tra le specifiche l00Base-FX e l00Base-TX, quindi le proprietà comuni alle due specifiche verranno fornite sotto il nome generico l00Base-FX/TX.

Mentre Ethernet a 10 Mbps utilizza la codifica Manchester per rappresentare i dati su un cavo, lo standard Fast Ethernet definisce un metodo di codifica diverso: 4 V/5 V. Questo metodo ha già dimostrato la sua efficacia nello standard FDDI ed è stato trasferito senza modifiche alla specifica l00Base-FX/TX. In questo metodo, ogni 4 bit di dati del sottolivello MAC (chiamati simboli) sono rappresentati da 5 bit. Il bit ridondante consente di applicare codici potenziali rappresentando ciascuno dei cinque bit come impulsi elettrici o ottici. L'esistenza di combinazioni di simboli vietate consente di rifiutare simboli errati, il che aumenta la stabilità delle reti con l00Base-FX/TX.

Per separare il frame Ethernet dai caratteri inattivi, viene utilizzata una combinazione dei caratteri delimitatori di inizio (una coppia di caratteri J (11000) e K (10001) del codice 4B/5B e, dopo il completamento del frame, una T viene inserito prima del primo carattere inattivo.

Flusso di dati continuo delle specifiche 100Base-FX/TX

Una volta che i blocchi da 4 bit dei codici MAC vengono convertiti in blocchi da 5 bit del livello fisico, devono essere rappresentati come segnali ottici o elettrici nel cavo che collega i nodi della rete. Le specifiche l00Base-FX e l00Base-TX utilizzano metodi di codifica fisica diversi per questo: rispettivamente NRZI e MLT-3 (come nella tecnologia FDDI quando si opera su fibra ottica e doppino intrecciato).

Livello fisico 100Base-TX - doppino intrecciato DTP Cat 5 o STP Type 1, due coppie

La specifica l00Base-TX utilizza un cavo UTP di categoria 5 o un cavo STP di tipo 1 come mezzo di trasmissione dei dati. Lunghezza massima cavo in entrambi i casi - 100 m.

Le principali differenze rispetto alla specifica l00Base-FX sono l'uso del metodo MLT-3 per la trasmissione di segnali di porzioni a 5 bit di codice 4V/5V su doppino intrecciato, nonché la presenza di una funzione di negoziazione automatica per la selezione della porta modalità operativa. Lo schema di autonegoziazione consente a due dispositivi fisicamente connessi che supportano diversi standard di livello fisico, diversi per velocità di bit e numero di doppini, di selezionare la modalità operativa più vantaggiosa. In genere, la procedura di negoziazione automatica avviene quando si collega un adattatore di rete, che può funzionare a velocità di 10 e 100 Mbit/s, a un hub o uno switch.

Lo schema di negoziazione automatica descritto di seguito è oggi lo standard della tecnologia l00Base-T. In precedenza, i produttori utilizzavano vari schemi proprietari per determinare automaticamente la velocità delle porte di comunicazione non compatibili. Lo schema di negoziazione automatica adottato come standard è stato originariamente proposto da National Semiconductor con il nome NWay.

Attualmente sono definite un totale di 5 diverse modalità operative che possono supportare dispositivi l00Base-TX o 100Base-T4 su doppini intrecciati;

• · l0Base-T - 2 paia di categoria 3;
• l0Base-T full-duplex - 2 coppie di categoria 3;
• · l00Base-TX - 2 coppie di categoria 5 (o Tipo 1ASTP);
• · 100Base-T4 - 4 coppie di categoria 3;
• · 100Base-TX full-duplex - 2 coppie di categoria 5 (o Tipo 1A STP).

La modalità l0Base-T ha la priorità più bassa nel processo di negoziazione, mentre la modalità 100Base-T4 full duplex ha la priorità più alta. Il processo di negoziazione avviene all'accensione del dispositivo e può anche essere avviato in qualsiasi momento dal modulo di controllo del dispositivo.

Il dispositivo che ha avviato il processo di autonegoziazione invia un pacchetto di impulsi speciali al suo partner Burst di impulsi di collegamento veloce (FLP), che contiene una parola di 8 bit che codifica la modalità di interazione proposta, a partire dalla priorità più alta supportata dal nodo.

Se il nodo peer supporta la funzione di autonegoziazione e può supportare anche la modalità proposta, risponde con una raffica di impulsi FLP in cui conferma la modalità data, e questo termina la negoziazione. Se il nodo partner può supportare una modalità a priorità inferiore, lo indica nella risposta e questa modalità viene selezionata come modalità di lavoro. Pertanto, viene sempre selezionata la modalità di nodo comune con la priorità più alta.

Un nodo che supporta solo la tecnologia l0Base-T invia impulsi Manchester ogni 16 ms per verificare l'integrità della linea che lo collega ad un nodo vicino. Un tale nodo non capisce la richiesta FLP che gli fa un nodo con la funzione di Auto-negoziazione e continua a inviare i suoi impulsi. Un nodo che riceve solo impulsi di integrità della linea in risposta a una richiesta FLP capisce che il suo partner può operare solo utilizzando lo standard l0Base-T e imposta questa modalità operativa per se stesso.

Livello fisico 100Base-T4 - doppino intrecciato UTP Cat 3, quattro coppie

La specifica 100Base-T4 è stata progettata per consentire a Ethernet ad alta velocità di utilizzare il cablaggio a doppino intrecciato esistente di Categoria 3. Questa specifica aumenta il throughput complessivo trasportando simultaneamente flussi di bit su tutte e 4 le coppie di cavi.

La specifica 100Base-T4 è apparsa più tardi rispetto ad altre specifiche del livello fisico Fast Ethernet. Gli sviluppatori di questa tecnologia volevano innanzitutto creare specifiche fisiche più vicine a quelle di l0Base-T e l0Base-F, che funzionano su due linee dati: due coppie o due fibre. Per implementare il lavoro su due doppini intrecciati, ho dovuto passare a un cavo di categoria 5 di qualità superiore.

Allo stesso tempo, gli sviluppatori della tecnologia concorrente l00VG-AnyLAN inizialmente puntavano su cavi a doppino intrecciato di categoria 3; il vantaggio più importante non era tanto il costo, ma il fatto che fosse già installato nella stragrande maggioranza degli edifici. Pertanto, dopo il rilascio delle specifiche l00Base-TX e l00Base-FX, gli sviluppatori della tecnologia Fast Ethernet hanno implementato la propria versione del livello fisico per la categoria 3 del doppino intrecciato.

Invece della codifica 4V/5V, questo metodo utilizza la codifica 8V/6T, che ha uno spettro di segnale più ristretto e, ad una velocità di 33 Mbit/s, si inserisce nella banda di 16 MHz del cavo a doppino intrecciato di categoria 3 (quando si codifica 4V/5V , lo spettro del segnale non rientra in questa banda). Ogni 8 bit di informazioni a livello MAC sono codificati da 6 simboli ternari, cioè numeri che hanno tre stati. Ogni cifra ternaria ha una durata di 40 ns. Il gruppo di 6 cifre ternarie viene quindi trasmesso su uno dei tre doppini intrecciati di trasmissione, in modo indipendente e sequenziale.

La quarta coppia viene sempre utilizzata per l'ascolto frequenza portante per scopi di rilevamento delle collisioni. La velocità di trasferimento dati su ciascuna delle tre coppie di trasmissione è di 33,3 Mbps, quindi la velocità totale del protocollo 100Base-T4 è di 100 Mbps. Allo stesso tempo, grazie al metodo di codifica adottato, la velocità di variazione del segnale su ciascuna coppia è di soli 25 Mbaud, il che consente l'utilizzo di doppini intrecciati di categoria 3.

Nella fig. La Figura 3.23 mostra il collegamento tra la porta MDI di un adattatore di rete 100Base-T4 e la porta MDI-X di un hub (il prefisso X indica che per questo connettore le connessioni di ricevitore e trasmettitore sono scambiate in coppie di cavi rispetto all'adattatore di rete connettore, che facilita il collegamento di coppie di fili nel cavo, senza incrociarsi). Paio 1 -2 sempre necessario per trasferire i dati dalla porta MDI alla porta MDI-X, accoppiare 3 -6 - per ricevere i dati tramite la porta MDI dalla porta MDI-X e la coppia 4 -5 E 7 -8 sono bidirezionali e vengono utilizzati sia in ricezione che in trasmissione, a seconda delle necessità.

Collegamento di nodi secondo la specifica 100Base-T4

Internet veloce

Fast Ethernet: la specifica IEEE 802.3 u, adottata ufficialmente il 26 ottobre 1995, definisce uno standard di protocollo del livello di collegamento per le reti che operano utilizzando sia cavi in ​​rame che in fibra ottica a una velocità di 100 Mb/s. La nuova specifica è un successore dello standard Ethernet IEEE 802.3, utilizzando lo stesso formato frame, meccanismo di accesso ai media CSMA/CD e topologia a stella. L'evoluzione ha interessato diversi elementi di configurazione del livello fisico che hanno aumentato la capacità, inclusi i tipi di cavi, le lunghezze dei segmenti e il numero di hub.

Struttura Ethernet veloce

Per comprendere meglio il funzionamento e comprendere l'interazione degli elementi Fast Ethernet, passiamo alla Figura 1.

Figura 1. Sistema Fast Ethernet

Sottolivello di controllo del collegamento logico (LLC).

La specifica IEEE 802.3u divide le funzioni del livello di collegamento in due sottolivelli: controllo del collegamento logico (LLC) e livello di accesso ai media (MAC), che verranno discussi di seguito. LLC, le cui funzioni sono definite dallo standard IEEE 802.2, si interconnette infatti con protocolli di livello superiore (ad esempio IP o IPX), fornendo diversi servizi di comunicazione:

• Servizio senza realizzazione del collegamento e conferme di ricezione. Un servizio semplice che non prevede il controllo del flusso di dati né il controllo degli errori e non garantisce la corretta consegna dei dati.
• Servizio basato sulla connessione. Un servizio di assoluta affidabilità che garantisce la corretta consegna dei dati stabilendo una connessione con il sistema ricevente prima che inizi la trasmissione dei dati e utilizzando meccanismi di controllo degli errori e di controllo del flusso dei dati.
• Servizio senza connessione con conferme di ricezione. Un servizio di media complessità che utilizza messaggi di conferma per fornire una consegna garantita, ma non stabilisce una connessione prima di trasmettere i dati.

Sul sistema di invio, i dati trasmessi dal protocollo Livello di rete, vengono prima incapsulati dal sottolivello LLC. Lo standard li chiama Protocol Data Unit (PDU). Quando la PDU viene passata al sottolivello MAC, dove viene nuovamente circondata da informazioni di intestazione e post, da quel momento in poi può essere tecnicamente chiamata frame. Per un pacchetto Ethernet, ciò significa che il frame 802.3 contiene un'intestazione LLC a tre byte oltre ai dati del livello di rete. Pertanto, la lunghezza massima dei dati consentita in ciascun pacchetto viene ridotta da 1500 a 1497 byte.

L'intestazione LLC è composta da tre campi:

In alcuni casi, i frame LLC svolgono un ruolo minore nel processo di comunicazione di rete. Ad esempio, su una rete che utilizza TCP/IP insieme ad altri protocolli, l'unica funzione di LLC potrebbe essere quella di consentire ai frame 802.3 di contenere un'intestazione SNAP, come Ethertype, che indica il protocollo Network Layer a cui deve essere inviato il frame. In questo caso, tutte le PDU LLC utilizzano il formato delle informazioni non numerate. Tuttavia, altri protocolli di alto livello richiedono servizi più avanzati da parte della LLC. Ad esempio, le sessioni NetBIOS e diversi protocolli NetWare utilizzano i servizi orientati alla connessione LLC in modo più ampio.

Intestazione SNAP

Il sistema ricevente deve determinare quale protocollo del livello di rete deve ricevere i dati in entrata. I pacchetti 802.3 all'interno delle PDU LLC utilizzano un altro protocollo chiamato Sub-ReteAccessoProtocollo (SNAP (protocollo di accesso alla sottorete).

L'intestazione SNAP è lunga 5 byte e si trova immediatamente dopo l'intestazione LLC nel campo dati del frame 802.3, come mostrato in figura. L'intestazione contiene due campi.

Codice dell'organizzazione. L'ID dell'organizzazione o del fornitore è un campo da 3 byte che assume lo stesso valore dei primi 3 byte dell'indirizzo MAC del mittente nell'intestazione 802.3.

Codice locale. Il codice locale è un campo da 2 byte che è funzionalmente equivalente al campo Ethertype nell'intestazione Ethernet II.

Sottolivello di negoziazione

Come affermato in precedenza, Fast Ethernet è uno standard evoluto. Il MAC progettato per l'interfaccia AUI deve essere convertito per l'interfaccia MII utilizzata in Fast Ethernet, per la quale è progettato questo sottolivello.

Controllo dell'accesso ai media (MAC)

Ogni nodo su una rete Fast Ethernet dispone di un controller di accesso ai media (MediaAccessoControllore- MAC). Il MAC è fondamentale in Fast Ethernet e ha tre scopi:

La più importante delle tre assegnazioni MAC è la prima. Per chiunque tecnologia di rete, che utilizza un mezzo condiviso, le regole di accesso ai media che determinano quando un nodo può trasmettere sono la sua caratteristica principale. Diversi comitati IEEE sono coinvolti nello sviluppo di regole per l'accesso al mezzo. Il comitato 802.3, spesso indicato come comitato Ethernet, definisce gli standard LAN che utilizzano regole chiamate CSMA/CD(Accesso multiplo con rilevamento della portante con rilevamento delle collisioni: accesso multiplo con rilevamento della portante e rilevamento delle collisioni).

CSMS/CD sono regole di accesso multimediale sia per Ethernet che per Fast Ethernet. È in questo ambito che le due tecnologie coincidono completamente.

Poiché tutti i nodi di Fast Ethernet condividono lo stesso mezzo, possono trasmettere solo quando è il loro turno. Questa coda è determinata dalle regole CSMA/CD.

CSMA/CD

Il controller MAC Fast Ethernet ascolta la portante prima di trasmettere. La portante esiste solo quando un altro nodo sta trasmettendo. Il livello PHY rileva la presenza di una portante e genera un messaggio al MAC. La presenza di una portante indica che il mezzo è occupato e il nodo (o i nodi) in ascolto devono cedere a quello trasmittente.

Un MAC che ha un frame da trasmettere deve attendere un periodo minimo di tempo dopo la fine del frame precedente prima di trasmetterlo. Questa volta è chiamato divario tra pacchetti(IPG, interpacket gap) e dura 0,96 microsecondi, ovvero un decimo del tempo di trasmissione di un normale pacchetto Ethernet alla velocità di 10 Mbit/s (IPG è un intervallo di tempo singolo, sempre definito in microsecondi, non in bit time ) Figura 2.

Figura 2. Gap tra pacchetti

Al termine del pacchetto 1, tutti i nodi LAN devono attendere il tempo IPG prima di poter trasmettere. L'intervallo di tempo tra i pacchetti 1 e 2, 2 e 3 in Fig. 2 è l'ora dell'IPG. Dopo che il pacchetto 3 ha completato la trasmissione, nessun nodo ha materiale da elaborare, quindi l'intervallo di tempo tra i pacchetti 3 e 4 è più lungo dell'IPG.

Tutti i nodi della rete devono rispettare queste regole. Anche se un nodo ha molti frame da trasmettere e questo nodo è l'unico a trasmettere, deve attendere almeno il tempo IPG dopo aver inviato ciascun pacchetto.

Questa è la parte CSMA delle regole di accesso multimediale Fast Ethernet. In breve, molti nodi hanno accesso al mezzo e utilizzano la portante per monitorarne l’occupazione.

Le prime reti sperimentali utilizzavano esattamente queste regole e funzionavano molto bene. Tuttavia, l'utilizzo solo del CSMA ha creato un problema. Spesso due nodi, che avevano un pacchetto da trasmettere e aspettavano l'ora dell'IPG, iniziavano a trasmettere simultaneamente, il che portava alla corruzione dei dati su entrambi i lati. Questa situazione si chiama collisione(collisione) o conflitto.

Per superare questo ostacolo, i primi protocolli utilizzavano un meccanismo abbastanza semplice. I pacchetti erano divisi in due categorie: comandi e reazioni. Ogni comando inviato da un nodo richiedeva una risposta. Se non veniva ricevuta alcuna risposta per un certo periodo di tempo (chiamato periodo di timeout) dopo l'invio del comando, il comando originale veniva emesso nuovamente. Ciò potrebbe verificarsi più volte (il numero massimo di timeout) prima che il nodo mittente registri l'errore.

Questo schema potrebbe funzionare perfettamente, ma solo fino a un certo punto. Il verificarsi di conflitti determinava un forte calo delle prestazioni (solitamente misurate in byte al secondo) perché i nodi erano spesso inattivi in ​​attesa di risposte a comandi che non raggiungevano mai la loro destinazione. La congestione della rete e l'aumento del numero di nodi sono direttamente correlati all'aumento del numero di conflitti e, di conseguenza, alla diminuzione delle prestazioni della rete.

I primi progettisti di rete trovarono rapidamente una soluzione a questo problema: ciascun nodo deve determinare se un pacchetto trasmesso è andato perso rilevando una collisione (piuttosto che attendere una risposta che non arriva mai). Ciò significa che i pacchetti persi a causa di collisione devono essere immediatamente ritrasmessi prima che scada il timeout. Se il nodo ha trasmesso l'ultimo bit del pacchetto senza causare collisioni, il pacchetto è stato trasmesso con successo.

Il metodo di rilevamento del vettore può essere ben combinato con la funzione di rilevamento delle collisioni. Le collisioni continuano ancora a verificarsi, ma ciò non influisce sulle prestazioni della rete, poiché i nodi le eliminano rapidamente. Il gruppo DIX, dopo aver sviluppato le regole di accesso per il mezzo CSMA/CD per Ethernet, le ha formalizzate sotto forma di un semplice algoritmo - Figura 3.

Figura 3. Algoritmo operativo CSMA/CD

Dispositivo di livello fisico (PHY)

Poiché Fast Ethernet può utilizzare tipo diverso cavo, ciascun mezzo richiede un precondizionamento del segnale unico. La conversione è necessaria anche per un'efficace trasmissione dei dati: per rendere il codice trasmesso resistente alle interferenze, alle possibili perdite o alla distorsione dei suoi singoli elementi (baud), per garantire un'efficace sincronizzazione dei generatori di clock sul lato trasmittente o ricevente.

Sottostrato di codifica (PCS)

Codifica/decodifica i dati provenienti da/verso il livello MAC utilizzando algoritmi o file .

Sottolivelli di connessione fisica e dipendenza dall'ambiente fisico (PMA e PMD)

I sottolivelli PMA e PMD comunicano tra il sottolivello PSC e l'interfaccia MDI, fornendo generazione in conformità con il metodo di codifica fisica: o.

Sottolivello di autonegoziazione (AUTONEG)

Il sottolivello di autonegoziazione consente a due porte comunicanti di selezionare automaticamente la modalità operativa più efficiente: full-duplex o half-duplex 10 o 100 Mb/s. Strato fisico

Lo standard Fast Ethernet definisce tre tipi di mezzi di segnalazione Ethernet a 100 Mbps.

• 100Base-TX: due coppie di fili intrecciati. La trasmissione viene effettuata in conformità con lo standard per la trasmissione dei dati su un supporto fisico ritorto, sviluppato da ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Il cavo dati intrecciato può essere schermato o non schermato. Utilizza l'algoritmo di codifica dati 4V/5V e il metodo di codifica fisica MLT-3.
• 100Base-FX: due nuclei di cavo in fibra ottica. La trasmissione viene inoltre effettuata in conformità con lo standard di comunicazione in fibra ottica sviluppato da ANSI. Utilizza l'algoritmo di codifica dei dati 4V/5V e il metodo di codifica fisica NRZI.

Le specifiche 100Base-TX e 100Base-FX sono note anche come 100Base-X

• 100Base-T4 è una specifica specifica sviluppata dal comitato IEEE 802.3u. Secondo questa specifica, la trasmissione dei dati viene effettuata su quattro doppini intrecciati di cavo telefonico, chiamato cavo UTP di categoria 3. Utilizza l'algoritmo di codifica dati 8V/6T e il metodo di codifica fisica NRZI.

Inoltre, lo standard Fast Ethernet include raccomandazioni per l'uso del cavo a doppino intrecciato schermato di categoria 1, che è il cavo standard tradizionalmente utilizzato nelle reti Token Ring. Il supporto e le indicazioni per l'utilizzo del cablaggio STP su una rete Fast Ethernet forniscono un percorso verso Fast Ethernet per i clienti con cablaggio STP.

La specifica Fast Ethernet include anche un meccanismo di negoziazione automatica che consente a una porta host di configurarsi automaticamente su una velocità dati di 10 o 100 Mbit/s. Questo meccanismo si basa sullo scambio di una serie di pacchetti con un hub o una porta switch.

Ambiente 100Base-TX

Il mezzo di trasmissione 100Base-TX utilizza due doppini intrecciati, con un paio utilizzato per trasmettere i dati e l'altro per riceverli. Poiché la specifica ANSI TP - PMD contiene cavi a doppino intrecciato schermati e non schermati, la specifica 100Base-TX include il supporto per cavi a doppino intrecciato sia schermati che non schermati, Tipi 1 e 7.

Connettore MDI (interfaccia dipendente dal mezzo).

L'interfaccia di collegamento 100Base-TX, a seconda dell'ambiente, può essere di due tipi. Per i cavi a doppino intrecciato non schermato, il connettore MDI deve essere un connettore RJ 45 a otto pin di categoria 5. Questo connettore viene utilizzato anche nelle reti 10Base-T, garantendo compatibilità con i cavi esistenti di categoria 5. Per i cavi a doppino intrecciato schermati, il connettore MDI deve essere Utilizzare il connettore STP IBM Tipo 1, che è un connettore DB9 schermato. Questo connettore viene solitamente utilizzato nelle reti Token Ring.

Cavo UTP di categoria 5(e).

L'interfaccia multimediale UTP 100Base-TX utilizza due coppie di cavi. Per ridurre al minimo la diafonia e la possibile distorsione del segnale, i restanti quattro fili non devono essere utilizzati per trasportare segnali. I segnali di trasmissione e ricezione per ciascuna coppia sono polarizzati, con un filo che trasmette il segnale positivo (+) e l'altro filo che trasmette il segnale negativo (-). La codifica a colori dei fili del cavo e i numeri dei pin del connettore per la rete 100Base-TX sono riportati nella tabella. 1. Sebbene il livello PHY 100Base-TX sia stato sviluppato dopo l'adozione dello standard ANSI TP-PMD, i numeri di pin del connettore RJ 45 sono stati modificati per corrispondere allo schema di cablaggio già utilizzato nello standard 10Base-T. Lo standard ANSI TP-PMD utilizza i pin 7 e 9 per ricevere i dati, mentre gli standard 100Base-TX e 10Base-T utilizzano a questo scopo i pin 3 e 6. Questo layout consente l'uso di adattatori 100Base-TX invece di adattatori 10 Base - T e collegarli agli stessi cavi di categoria 5 senza modificare il cablaggio. Nel connettore RJ 45, le coppie di fili utilizzate sono collegate ai pin 1, 2 e 3, 6. Per collegare correttamente i fili, dovresti lasciarti guidare dai loro contrassegni colorati.

Tabella 1. Assegnazioni dei pin del connettoreMDIcavoUTP100Base-TX

I nodi comunicano tra loro scambiandosi frame. In Fast Ethernet, un frame è l'unità base di comunicazione su una rete: qualsiasi informazione trasferita tra i nodi viene inserita nel campo dati di uno o più frame. L'inoltro di frame da un nodo a un altro è possibile solo se esiste un modo per identificare in modo univoco tutti i nodi della rete. Pertanto, ciascun nodo su una LAN ha un indirizzo chiamato indirizzo MAC. Questo indirizzo è univoco: non possono esserci due nodi sulla rete locale con lo stesso indirizzo MAC. Inoltre, in nessuna tecnologia LAN (ad eccezione di ARCNet) due nodi al mondo non possono avere lo stesso indirizzo MAC. Ogni frame contiene almeno tre informazioni principali: l'indirizzo del destinatario, l'indirizzo del mittente e i dati. Alcuni frame hanno altri campi, ma solo i tre elencati sono obbligatori. La Figura 4 mostra la struttura del frame Fast Ethernet.

Figura 4. Struttura del telaioVeloceEthernet

• indirizzo del destinatario- è indicato l'indirizzo del nodo che riceve i dati;
• Indirizzo del mittente- è indicato l'indirizzo del nodo che ha inviato i dati;
• lunghezza/tipo(L/T - Lunghezza/Tipo) - contiene informazioni sul tipo di dati trasmessi;
• controlla la somma telaio(PCS - Frame Check Sequence) - atto a verificare la correttezza del frame ricevuto dal nodo ricevente.

La dimensione minima del frame è 64 ottetti o 512 bit (termini ottetto E byte - sinonimi). La dimensione massima del frame è 1518 ottetti o 12144 bit.

Indirizzamento dei frame

Ogni nodo su una rete Fast Ethernet ha un numero univoco chiamato indirizzo MAC o indirizzo host. Questo numero è composto da 48 bit (6 byte), viene assegnato all'interfaccia di rete durante la produzione del dispositivo e programmato durante il processo di inizializzazione. Pertanto, le interfacce di rete di tutte le LAN, ad eccezione di ARCNet, che utilizza indirizzi a 8 bit assegnati dall'amministratore di rete, hanno un indirizzo MAC univoco integrato, diverso da tutti gli altri indirizzi MAC sulla Terra e assegnato dal produttore in accordo con l'IEEE.

Per semplificare il processo di gestione delle interfacce di rete, IEEE ha proposto di dividere il campo dell'indirizzo a 48 bit in quattro parti, come mostrato nella Figura 5. I primi due bit dell'indirizzo (bit 0 e 1) sono flag del tipo di indirizzo. Il valore dei flag determina come viene interpretata la parte dell'indirizzo (bit 2 - 47).

Figura 5. Formato dell'indirizzo MAC

Viene chiamato il bit I/G casella di controllo indirizzo individuale/di gruppo e mostra di che tipo di indirizzo (individuale o di gruppo) si tratta. Un indirizzo unicast viene assegnato a una sola interfaccia (o nodo) su una rete. Gli indirizzi con il bit I/G impostato su 0 lo sono Indirizzi MAC O indirizzi dei nodi. Se il bit I/O è impostato su 1, l'indirizzo appartiene al gruppo e viene solitamente richiamato indirizzo multipunto(indirizzo multicast) o indirizzo funzionale(indirizzo funzionale). Un indirizzo di gruppo può essere assegnato a una o più interfacce di rete LAN. I frame inviati ad un indirizzo multicast vengono ricevuti o copiati da tutte le interfacce di rete LAN che lo dispongono. Gli indirizzi multicast consentono di inviare un frame a un sottoinsieme di nodi sulla rete locale. Se il bit I/O è impostato su 1, i bit da 46 a 0 vengono trattati come un indirizzo multicast anziché come campi U/L, OUI e OUA di un indirizzo normale. Viene chiamato il bit U/L flag di controllo universale/locale e determina come è stato assegnato l'indirizzo all'interfaccia di rete. Se entrambi i bit I/O e U/L sono impostati su 0, l'indirizzo è l'identificatore univoco a 48 bit descritto in precedenza.

OUI (identificatore univoco organizzativo - identificatore univoco a livello organizzativo). IEEE assegna uno o più OUI a ciascun produttore di adattatori di rete e interfacce. Ogni produttore è responsabile della corretta assegnazione dell'OUA (indirizzo organizzativa univoco - indirizzo organizzativa univoco), che qualsiasi dispositivo da lui creato deve avere.

Quando è impostato il bit U/L, l'indirizzo è controllato localmente. Ciò significa che non viene impostato dal produttore dell'interfaccia di rete. Qualsiasi organizzazione può creare il proprio indirizzo MAC per un'interfaccia di rete impostando il bit U/L su 1 e i bit da 2 a 47 su un valore selezionato. Interfaccia di rete, ricevuta la trama, decodifica innanzitutto l'indirizzo del destinatario. Quando è impostato il bit I/O in un indirizzo, il livello MAC riceverà il frame solo se l'indirizzo di destinazione è presente in un elenco gestito dall'host. Questa tecnica consente a un nodo di inviare un frame a più nodi.

Esiste uno speciale indirizzo multipunto chiamato indirizzo di trasmissione. In un indirizzo di broadcast IEEE a 48 bit, tutti i bit sono impostati su 1. Se un frame viene trasmesso con un indirizzo di broadcast di destinazione, tutti i nodi della rete lo riceveranno e lo elaboreranno.

Lunghezza/tipo di campo

Il campo L/T (Lunghezza/Tipo) viene utilizzato per due scopi diversi:

• per determinare la lunghezza del campo dati del frame, escludendo qualsiasi riempimento con spazi;
• per indicare il tipo di dati in un campo dati.

Il valore del campo L/T, compreso tra 0 e 1500, è la lunghezza del campo dati del frame; un valore più alto indica il tipo di protocollo.

In generale, il campo L/T è un residuo storico della standardizzazione Ethernet nell'IEEE, che ha dato origine a una serie di problemi con la compatibilità delle apparecchiature rilasciate prima del 1983. Ora Ethernet e Fast Ethernet non utilizzano mai i campi L/T. Il campo specificato serve solo per coordinarsi con il software che elabora i frame (cioè con i protocolli). Ma l'unico utilizzo veramente standard per il campo L/T è come campo di lunghezza: la specifica 802.3 non menziona nemmeno il suo possibile utilizzo come campo di tipo dati. Lo standard afferma: "I frame con un valore del campo lunghezza maggiore di quello specificato nella clausola 4.4.2 possono essere ignorati, scartati o utilizzati privatamente. L'uso di questi frame non rientra nell'ambito di questo standard."

Per riassumere quanto detto, notiamo che il campo L/T è il meccanismo primario attraverso il quale tipo di telaio. Telegrammi Fast Ethernet ed Ethernet in cui la lunghezza è specificata dal valore del campo L/T (valore L/T 802.3, telegrammi in cui il tipo di dati è impostato dal valore dello stesso campo (valore L/T > 1500) sono chiamati frame Ethernet- II O DIX.

Campo dati

Nel campo dati contiene informazioni che un nodo invia a un altro. A differenza di altri campi che memorizzano informazioni molto specifiche, il campo dati può contenere quasi tutte le informazioni, purché la sua dimensione sia almeno di 46 e non superiore a 1500 byte. I protocolli determinano il modo in cui i contenuti di un campo dati vengono formattati e interpretati.

Se è necessario inviare dati di lunghezza inferiore a 46 byte, il livello LLC aggiunge byte con un valore sconosciuto, chiamato dati insignificanti(dati del pad). Di conseguenza, la lunghezza del campo diventa 46 byte.

Se il frame è di tipo 802.3, il campo L/T indica la quantità di dati validi. Ad esempio, se viene inviato un messaggio da 12 byte, il campo L/T memorizza il valore 12 e il campo dati contiene 34 byte aggiuntivi non significativi. L'aggiunta di byte non significativi avvia il livello Fast Ethernet LLC e viene solitamente implementata nell'hardware.

Le funzionalità a livello MAC non impostano il contenuto del campo L/T: questo lo fa Software. L'impostazione del valore di questo campo viene quasi sempre eseguita dal driver dell'interfaccia di rete.

Checksum del frame

Il checksum dei frame (PCS - Frame Check Sequence) permette di garantire che i frame ricevuti non vengano danneggiati. Quando si forma un frame trasmesso a livello MAC, viene utilizzata una formula matematica speciale CRC(Cyclic Redundancy Check) progettato per calcolare un valore a 32 bit. Il valore risultante viene inserito nel campo FCS del frame. L'input dell'elemento del livello MAC che calcola il CRC sono i valori di tutti i byte del frame. Il campo FCS è il meccanismo principale e più importante di rilevamento e correzione degli errori in Fast Ethernet. A partire dal primo byte dell'indirizzo del destinatario e terminando con l'ultimo byte del campo dati.

Valori dei campi DSAP e SSAP

Valori DSAP/SSAP			Descrizione
			Indiv LLC Mgt. sottostrato
			Group LLC Mgt. sottostrato
			Controllo del percorso SNA
			Riservato (IP DOD)
			ISO CLNS È 8473
			L'algoritmo di codifica 8B6T converte un ottetto di dati a otto bit (8B) in un carattere ternario a sei bit (6T). I gruppi di codici 6T sono progettati per essere trasmessi in parallelo su tre doppini intrecciati di cavo, quindi la velocità di trasferimento dati effettiva su ciascun doppino intrecciato è un terzo di 100 Mbps, ovvero 33,33 Mbps. La velocità di simbolo ternario su ciascun doppino è 6/8 di 33,3 Mbps, che corrisponde a una frequenza di clock di 25 MHz. Questa è la frequenza alla quale funziona il timer dell'interfaccia MP. A differenza dei segnali binari, che hanno due livelli, i segnali ternari, trasmessi su ciascuna coppia, possono avere tre livelli. Tabella di codifica dei caratteri Codice lineare Simbolo MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (trasmissione multilivello) - è leggermente simile al codice NRZ, ma a differenza di quest'ultimo ha tre livelli di segnale. Uno corrisponde a una transizione da un livello di segnale all'altro e la modifica del livello di segnale avviene in sequenza, tenendo conto della transizione precedente. Quando si trasmette "zero" il segnale non cambia. Questo codice, come NRZ, richiede la precodifica. Compilato da materiali: Laem Queen, Richard Russell "Fast Ethernet"; K. Zakler "Reti di computer"; V.G. e N.A. Olifer "Reti di calcolatori";

Ethernet, ma anche ad apparecchiature di altre reti meno diffuse.

Adattatori Ethernet e Fast Ethernet

Specifiche dell'adattatore

Adattatori di rete (NIC, scheda di interfaccia di rete) Ethernet e Fast Ethernet possono interfacciarsi con un computer tramite uno di interfacce standard:

• bus ISA (architettura standard industriale);
• Bus PCI (Peripheral Component Interconnect);
• Bus della scheda PC (noto anche come PCMCIA);

Gli adattatori progettati per il bus di sistema ISA (dorsale) non molto tempo fa erano il tipo principale di adattatori. Il numero di aziende che producevano tali adattatori era elevato, motivo per cui i dispositivi di questo tipo erano i più economici. Gli adattatori per ISA sono disponibili a 8 e 16 bit. Gli adattatori a 8 bit sono più economici, mentre gli adattatori a 16 bit sono più veloci. È vero, lo scambio di informazioni sul bus ISA non può essere troppo veloce (nel limite - 16 MB/s, in realtà - non più di 8 MB/s, e per adattatori a 8 bit - fino a 2 MB/s). Pertanto, gli adattatori Fast Ethernet che richiedono lavoro efficiente per questo bus di sistema non vengono praticamente prodotte velocità di dati elevate. L'autobus ISA sta diventando un ricordo del passato.

Il bus PCI ha ormai praticamente sostituito il bus ISA e sta diventando il principale bus di espansione per i computer. Fornisce lo scambio di dati a 32 e 64 bit e ha un throughput elevato (teoricamente fino a 264 MB/s), che soddisfa pienamente i requisiti non solo di Fast Ethernet, ma anche del più veloce Gigabit Ethernet. È anche importante che il bus PCI venga utilizzato non solo nei computer PC IBM, ma anche nei computer PowerMac. Inoltre, supporta la configurazione hardware automatica Plug-and-Play. A quanto pare, nel prossimo futuro, la maggior parte dei computer sarà orientata al bus PCI. adattatori di rete. Lo svantaggio del bus PCI rispetto al bus ISA è che il numero di slot di espansione in un computer è generalmente ridotto (solitamente 3 slot). Ma esattamente adattatori di rete connettersi prima al PCI.

Il bus PC Card (vecchio nome PCMCIA) è attualmente utilizzato solo nei computer portatili della classe Notebook. In questi computer il bus PCI interno solitamente non viene instradato verso l'esterno. L'interfaccia PC Card consente una facile connessione di schede di espansione miniaturizzate a un computer e la velocità di scambio con queste schede è piuttosto elevata. Tuttavia, sempre più computer portatili sono dotati di built-in adattatori di rete, poiché la connettività di rete diventa parte integrante del set di funzionalità standard. Questi adattatori integrati sono nuovamente collegati all'interno bus PCI computer.

Quando si sceglie scheda di rete orientato ad un particolare bus, è necessario innanzitutto assicurarsi che nel computer connesso alla rete siano presenti slot di espansione liberi per questo bus. Dovresti anche valutare la complessità dell'installazione dell'adattatore acquistato e le prospettive di produzione di schede di questo tipo. Quest'ultimo potrebbe essere necessario in caso di guasto dell'adattatore.

Alla fine si incontrano di nuovo adattatori di rete, collegandosi a un computer tramite una porta LPT parallela (stampante). Il vantaggio principale di questo approccio è che non è necessario aprire il case del computer per collegare gli adattatori. Inoltre, in questo caso, gli adattatori non occupano risorse del sistema informatico, come canali di interruzione e DMA, nonché indirizzi di memoria e dispositivi I/O. Tuttavia, la velocità di scambio di informazioni tra loro e il computer in questo caso è molto inferiore rispetto a quando si utilizza il bus di sistema. Inoltre, richiedono più tempo del processore per comunicare con la rete, rallentando così il computer.

Recentemente, ci sono sempre più computer in cui adattatori di rete Costruito dentro sistema di bordo. I vantaggi di questo approccio sono evidenti: l'utente non deve acquistare un adattatore di rete e installarlo sul computer. Devi solo collegare il cavo di rete al connettore esterno del tuo computer. Lo svantaggio però è che l'utente non può scegliere l'adattatore con le caratteristiche migliori.

Altre caratteristiche importanti adattatori di rete possono essere attribuiti:

• metodo di configurazione dell'adattatore;
• la dimensione della memoria buffer installata sulla scheda e le modalità di scambio con essa;
• la possibilità di installare sulla scheda un chip di memoria permanente per l'avvio remoto (BootROM).
• la possibilità di collegare l'adattatore a diversi tipi di mezzi di trasmissione (doppino intrecciato, cavo coassiale sottile e spesso, cavo in fibra ottica);
• la velocità di trasmissione della rete utilizzata dall'adattatore e la disponibilità della sua funzione di commutazione;
• l'adattatore può utilizzare la modalità di scambio full duplex;
• compatibilità dell'adattatore (più precisamente del driver dell'adattatore) con il software di rete utilizzato.

La configurazione utente dell'adattatore veniva utilizzata principalmente per gli adattatori progettati per il bus ISA. La configurazione implica l'impostazione dell'uso delle risorse del sistema informatico (indirizzi di ingresso/uscita, canali di interruzione e accesso diretto alla memoria, indirizzi di memoria buffer e memoria di avvio remoto). La configurazione può essere effettuata posizionando gli interruttori (jumper) nella posizione desiderata oppure utilizzando il programma di configurazione DOS fornito con l'adattatore (Jumperless, Configurazione software). Quando si avvia un programma di questo tipo, all'utente viene richiesto di impostare la configurazione hardware utilizzando un semplice menu: selezionare i parametri dell'adattatore. Lo stesso programma ti consente di creare test di autoverifica adattatore I parametri selezionati vengono archiviati nella memoria non volatile dell'adattatore. In ogni caso, quando si scelgono i parametri, è necessario evitare conflitti con Dispositivi di sistema computer e con altre schede di espansione.

L'adattatore può anche essere configurato automaticamente in modalità Plug-and-Play quando il computer è acceso. Gli adattatori moderni solitamente supportano questa particolare modalità, quindi possono essere facilmente installati dall'utente.

Negli adattatori più semplici lo scambio con la memoria buffer interna dell'adattatore (Adapter RAM) avviene attraverso lo spazio indirizzi dei dispositivi di input/output. In questo caso non è necessaria alcuna configurazione aggiuntiva degli indirizzi di memoria. È necessario specificare l'indirizzo base della memoria buffer che funziona in modalità memoria condivisa. È assegnato all'area di memoria superiore del computer (

La più diffusa tra le reti standard è la rete Ethernet. È apparso nel 1972 e nel 1985 è diventato uno standard internazionale. È stato adottato dalle più grandi organizzazioni internazionali di standardizzazione: Committee 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) ed ECMA (European Computer Manufacturers Association).

Lo standard si chiama IEEE 802.3 (letto in inglese come “otto oh due punto tre”). Definisce l'accesso multiplo ad un canale di tipo bus mono con rilevamento delle collisioni e controllo della trasmissione, cioè con il già citato metodo di accesso CSMA/CD.

Principali caratteristiche dello standard IEEE 802.3 originale:

· topologia – bus;

· mezzo trasmissivo – cavo coassiale;

· velocità di trasmissione – 10 Mbit/s;

· lunghezza massima della rete – 5 km;

· numero massimo di abbonati – fino a 1024;

· lunghezza del segmento di rete – fino a 500 m;

· numero di abbonati su un segmento – fino a 100;

· modalità di accesso – CSMA/CD;

· trasmissione a banda stretta, cioè senza modulazione (monocanale).

A rigor di termini, ci sono piccole differenze tra gli standard IEEE 802.3 ed Ethernet, ma di solito vengono ignorate.

La rete Ethernet è oggi la più diffusa al mondo (oltre il 90% del mercato), e presumibilmente lo resterà anche nei prossimi anni. Ciò è stato notevolmente facilitato dal fatto che fin dall'inizio le caratteristiche, i parametri e i protocolli della rete erano aperti, a seguito dei quali un numero enorme di produttori in tutto il mondo ha iniziato a produrre apparecchiature Ethernet pienamente compatibili tra loro .

La classica rete Ethernet utilizzava un cavo coassiale da 50 ohm di due tipi (spesso e sottile). Tuttavia, recentemente (dall'inizio degli anni '90), la versione più utilizzata di Ethernet è quella che utilizza doppini intrecciati come mezzo di trasmissione. È stato inoltre definito uno standard per l'utilizzo nelle reti di cavi in ​​fibra ottica. Sono state apportate alcune aggiunte allo standard IEEE 802.3 originale per accogliere questi cambiamenti. Nel 1995 è apparso un ulteriore standard per una versione più veloce di Ethernet con una velocità di 100 Mbit/s (il cosiddetto Fast Ethernet, standard IEEE 802.3u), che utilizza come mezzo di trasmissione un doppino intrecciato o un cavo in fibra ottica. Nel 1997 è apparsa anche una versione con una velocità di 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, standard IEEE 802.3z).

Oltre alla topologia a bus standard vengono sempre più utilizzate le topologie a stella passiva e ad albero passivo. Ciò comporta l'uso di ripetitori e hub ripetitori che collegano diverse parti (segmenti) della rete. Di conseguenza, è possibile formare una struttura ad albero su segmenti di diverso tipo (Fig. 7.1).

Il segmento (parte della rete) può essere un bus classico oppure un singolo abbonato. Per i segmenti di autobus viene utilizzato un cavo coassiale e per i raggi a stella passivi (per il collegamento a un hub singoli computer) – doppino intrecciato e cavo in fibra ottica. Il requisito principale per la topologia risultante è che non contenga percorsi chiusi (loop). In effetti, si scopre che tutti gli abbonati sono collegati al bus fisico, poiché il segnale di ciascuno di essi si propaga contemporaneamente in tutte le direzioni e non ritorna indietro (come in un anello).

La lunghezza massima del cavo dell'intera rete (percorso massimo del segnale) può teoricamente raggiungere i 6,5 chilometri, ma praticamente non supera i 3,5 chilometri.

Riso. 7.1. Topologia di rete Ethernet classica.

Una rete Fast Ethernet non ha una topologia bus fisica; viene utilizzata solo una stella passiva o un albero passivo. Inoltre Fast Ethernet ha requisiti molto più severi per quanto riguarda la lunghezza massima della rete. Dopotutto, aumentando di 10 volte la velocità di trasmissione e preservando il formato del pacchetto, la sua lunghezza minima diventa dieci volte più breve. Pertanto, il valore consentito del tempo di trasmissione del doppio segnale attraverso la rete viene ridotto di 10 volte (5,12 μs contro 51,2 μs in Ethernet).

Il codice Manchester standard viene utilizzato per trasmettere informazioni su una rete Ethernet.

L'accesso alla rete Ethernet viene effettuato utilizzando il metodo casuale CSMA/CD, garantendo l'uguaglianza degli abbonati. La rete utilizza pacchetti di lunghezza variabile.

Per una rete Ethernet che opera a una velocità di 10 Mbit/s, lo standard definisce quattro tipologie principali di segmenti di rete, focalizzati su diversi mezzi di trasmissione delle informazioni:

· 10BASE5 (cavo coassiale spesso);

· 10BASE2 (cavo coassiale sottile);

· 10BASE-T (doppino intrecciato);

· 10BASE-FL (cavo in fibra ottica).

Il nome del segmento comprende tre elementi: il numero “10” indica una velocità di trasmissione di 10 Mbit/s, la parola BASE significa trasmissione nella banda di frequenza base (cioè senza modulazione di un segnale ad alta frequenza) e l'ultimo elemento è la lunghezza consentita del segmento: “5” – 500 metri, “2” – 200 metri (più precisamente, 185 metri) o il tipo di linea di comunicazione: “T” – doppino intrecciato (dall'inglese “twisted-pair” ), “F” – cavo in fibra ottica (dall'inglese “fibra ottica”).

Analogamente, per una rete Ethernet operante alla velocità di 100 Mbit/s (Fast Ethernet), lo standard definisce tre tipologie di segmenti, differenziati per la tipologia dei mezzi trasmissivi:

· 100BASE-T4 (quadruplo twistato);

· 100BASE-TX (doppio doppino);

· 100BASE-FX (cavo in fibra ottica).

Qui il numero “100” indica una velocità di trasmissione di 100 Mbit/s, la lettera “T” significa doppino intrecciato e la lettera “F” significa cavo in fibra ottica. I tipi 100BASE-TX e 100BASE-FX sono talvolta combinati sotto il nome 100BASE-X, mentre 100BASE-T4 e 100BASE-TX sono chiamati 100BASE-T.

Rete Token-Ring

La rete Token-Ring è stata proposta da IBM nel 1985 (la prima versione è apparsa nel 1980). Doveva collegare in rete tutti i tipi di computer prodotti da IBM. Il fatto stesso che sia sostenuto da IBM, il più grande produttore di apparecchiature informatiche, suggerisce che occorre prestargli particolare attenzione. Ma altrettanto importante è che Token-Ring è attualmente lo standard internazionale IEEE 802.5 (sebbene ci siano piccole differenze tra Token-Ring e IEEE 802.5). Ciò pone questa rete sullo stesso livello di status di Ethernet.

Token-Ring è stato sviluppato come alternativa affidabile a Ethernet. E sebbene Ethernet stia ora sostituendo tutte le altre reti, Token-Ring non può essere considerato irrimediabilmente obsoleto. Più di 10 milioni di computer in tutto il mondo sono collegati da questa rete.

La rete Token-Ring ha una topologia ad anello, sebbene esteriormente assomigli più a una stella. Ciò è dovuto al fatto che i singoli abbonati (computer) si connettono alla rete non direttamente, ma tramite appositi hub o dispositivi ad accesso multiplo (MSAU o MAU - Multistation Access Unit). Fisicamente, la rete forma una topologia ad anello stellato (Fig. 7.3). In realtà gli abbonati sono ancora uniti in un anello, cioè ognuno di loro trasmette informazioni a un abbonato vicino e riceve informazioni da un altro.

Riso. 7.3. Topologia star-ring della rete Token-Ring.

Inizialmente il mezzo di trasmissione nella rete IBM Token Ring era un doppino intrecciato, sia non schermato (UTP) che schermato (STP), ma poi sono apparse opzioni di equipaggiamento per il cavo coassiale e anche per il cavo in fibra ottica nello standard FDDI.

Di base specifiche versione classica della rete Token-Ring:

· numero massimo di hub di tipo IBM 8228 MAU – 12;

· numero massimo di abbonati alla rete – 96;

· la lunghezza massima del cavo tra l'utente e l'hub è di 45 metri;

· la lunghezza massima del cavo tra gli hub è di 45 metri;

· la lunghezza massima del cavo che collega tutti gli hub è di 120 metri;

· velocità di trasferimento dati – 4 Mbit/s e 16 Mbit/s.

Tutte le caratteristiche indicate si riferiscono al caso di utilizzo di cavo a doppino intrecciato non schermato. Se viene utilizzato un mezzo di trasmissione diverso, le prestazioni della rete possono variare. Ad esempio, quando si utilizza un doppino intrecciato schermato (STP), il numero di abbonati può essere aumentato a 260 (invece di 96), la lunghezza del cavo può essere aumentata a 100 metri (invece di 45), il numero di hub può essere aumentato a 33, e la lunghezza totale dell'anello che collega gli hub può arrivare fino a 200 metri. Il cavo in fibra ottica consente di aumentare la lunghezza del cavo fino a due chilometri.

Per trasferire informazioni al Token-Ring, viene utilizzato un codice bifase (più precisamente, la sua versione con una transizione obbligatoria al centro dell'intervallo di bit). Come per qualsiasi topologia a stella, non sono necessarie terminazioni elettriche aggiuntive o misure di messa a terra esterne. La negoziazione viene eseguita dall'hardware degli adattatori di rete e degli hub.

Per collegare i cavi, il Token-Ring utilizza connettori RJ-45 (per doppino intrecciato non schermato), nonché MIC e DB9P. I fili del cavo collegano i contatti del connettore con lo stesso nome (vengono utilizzati i cosiddetti cavi “diritti”).

La rete Token-Ring nella sua versione classica è inferiore alla rete Ethernet sia in termini di dimensioni consentite che di numero massimo di abbonati. In termini di velocità di trasferimento, Token-Ring è attualmente disponibile nelle versioni da 100 Mbps (Token-Ring ad alta velocità, HSTR) e 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring). Le aziende che supportano Token-Ring (tra cui IBM, Olicom, Madge) non intendono abbandonare la propria rete, considerandola come degno concorrente Ethernet.

Rispetto alle apparecchiature Ethernet, le apparecchiature Token-Ring sono notevolmente più costose, poiché utilizzano un metodo più complesso di gestione dello scambio, quindi la rete Token-Ring non è diventata così diffusa.

Tuttavia, a differenza di Ethernet, la rete Token-Ring può gestire molto meglio livelli di carico elevati (più del 30-40%) e fornisce tempi di accesso garantiti. Ciò è necessario, ad esempio, nelle reti industriali, dove un ritardo nella risposta ad un evento esterno può portare a gravi incidenti.

La rete Token-Ring utilizza il classico metodo di accesso tramite token, ovvero un token circola costantemente attorno all'anello, al quale gli abbonati possono allegare i propri pacchetti di dati (vedi Fig. 4.15). Ciò implica un vantaggio così importante di questa rete come l'assenza di conflitti, ma ci sono anche degli svantaggi, in particolare la necessità di controllare l'integrità del token e la dipendenza del funzionamento della rete da ciascun abbonato (in caso di malfunzionamento, l'utente deve essere escluso dallo squillo).

Il tempo massimo per la trasmissione di un pacchetto al Token-Ring è di 10 ms. Con un numero massimo di utenti di 260, il ciclo di squillo completo sarà di 260 x 10 ms = 2,6 s. Durante questo periodo tutti i 260 abbonati potranno trasmettere i propri pacchetti (se, ovviamente, hanno qualcosa da trasmettere). Nello stesso tempo, il token gratuito raggiungerà sicuramente ogni abbonato. Questo stesso intervallo è il limite superiore del tempo di accesso al Token-Ring.

Rete Arcnet

Rete Arcnet (o ARCnet dall'inglese attached Resource Computer Net, rete di computer risorse connesse) è una delle reti più antiche. È stato sviluppato da Datapoint Corporation nel 1977. Non esistono standard internazionali per questa rete, nonostante sia considerata l’antenata del metodo di accesso tramite token. Nonostante la mancanza di standard, la rete Arcnet fino a tempi recenti (nel 1980-1990) era popolare, arrivando addirittura a competere seriamente con Ethernet. Numerose aziende hanno prodotto apparecchiature per questo tipo di rete. Ma ora la produzione delle apparecchiature Arcnet è praticamente cessata.

Tra i principali vantaggi della rete Arcnet rispetto a Ethernet vi sono il tempo di accesso limitato, l'elevata affidabilità della comunicazione, la facilità della diagnosi e il costo relativamente basso degli adattatori. Gli svantaggi più significativi della rete includono la bassa velocità di trasmissione delle informazioni (2,5 Mbit/s), il sistema di indirizzamento e il formato dei pacchetti.

Per trasmettere informazioni sulla rete Arcnet, viene utilizzato un codice piuttosto raro, in cui uno logico corrisponde a due impulsi durante un intervallo di bit e uno zero logico corrisponde a un impulso. Ovviamente, questo è un codice temporizzato che richiede una larghezza di banda via cavo ancora maggiore di quella di Manchester.

Il mezzo di trasmissione nella rete è un cavo coassiale con un'impedenza caratteristica di 93 Ohm, ad esempio della marca RG-62A/U. Le opzioni con doppino intrecciato (schermato e non schermato) non sono ampiamente utilizzate. Sono state proposte anche opzioni di cavo in fibra ottica, ma anche queste non hanno salvato Arcnet.

Come topologia, la rete Arcnet utilizza un bus classico (Arcnet-BUS), nonché una stella passiva (Arcnet-STAR). La stella utilizza concentratori (hub). È possibile combinare segmenti bus e segmenti a stella in una topologia ad albero utilizzando hub (come in Ethernet). La limitazione principale è che non dovrebbero esserci percorsi chiusi (loop) nella topologia. Un'altra limitazione: il numero di segmenti collegati in daisy chain utilizzando gli hub non deve superare i tre.

Pertanto, la topologia della rete Arcnet è la seguente (Fig. 7.15).

Riso. 7.15. La topologia della rete Arcnet è di tipo bus (B – adattatori per lavorare in un bus, S – adattatori per lavorare in una stella).

Le principali caratteristiche tecniche della rete Arcnet sono le seguenti.

· Mezzo di trasmissione – cavo coassiale, doppino intrecciato.

· La lunghezza massima della rete è di 6 chilometri.

· La lunghezza massima del cavo dall'abbonato all'hub passivo è di 30 metri.

· La lunghezza massima del cavo dall'abbonato all'hub attivo è di 600 metri.

· La lunghezza massima del cavo tra hub attivi e passivi è di 30 metri.

· Lunghezza massima del cavo tra concentratori attivi– 600 metri.

· Il numero massimo di abbonati nella rete è 255.

· Il numero massimo di abbonati sul segmento bus è 8.

· La distanza minima tra gli abbonati sull'autobus è di 1 metro.

· La lunghezza massima del segmento di autobus è di 300 metri.

· Velocità di trasferimento dati – 2,5 Mbit/s.

Quando si creano topologie complesse, è necessario garantire che il ritardo nella propagazione del segnale nella rete tra gli abbonati non superi i 30 μs. L'attenuazione massima del segnale nel cavo ad una frequenza di 5 MHz non deve superare 11 dB.

La rete Arcnet utilizza un metodo di accesso tramite token (metodo di trasferimento dei diritti), ma è leggermente diverso da quello della rete Token-Ring. Questo metodo è il più vicino a quello previsto dallo standard IEEE 802.4.

Proprio come con Token-Ring, in Arcnet i conflitti vengono completamente eliminati. Come ogni rete token, Arcnet sopporta bene il carico e garantisce lunghi tempi di accesso alla rete (a differenza di Ethernet). Il tempo totale impiegato dal marcatore per bypassare tutti gli utenti è di 840 ms. Di conseguenza, lo stesso intervallo determina il limite superiore del tempo di accesso alla rete.

Il token viene generato da un abbonato speciale: il controller di rete. Questo è l'abbonato con l'indirizzo minimo (zero).

Rete FDDI

La rete FDDI (dall'inglese Fiber Distributed Data Interface, interfaccia dati distribuita in fibra ottica) è uno degli ultimi sviluppi degli standard di rete locale. Lo standard FDDI è stato proposto dall'American National Standards Institute ANSI (specifica ANSI X3T9.5). È stato poi adottato lo standard ISO 9314, conforme alle specifiche ANSI. Il livello di standardizzazione della rete è piuttosto elevato.

A differenza di altre reti locali standard, lo standard FDDI inizialmente si concentrava su velocità di trasmissione elevate (100 Mbit/s) e sull'uso del cavo in fibra ottica più promettente. Pertanto, in questo caso, gli sviluppatori non sono stati vincolati dal quadro dei vecchi standard su cui si sono concentrati basse velocità e cavo elettrico.

La scelta della fibra ottica come mezzo trasmissivo ha determinato i seguenti vantaggi nuova rete, come l'elevata immunità al rumore, la massima riservatezza nella trasmissione delle informazioni e l'eccellente isolamento galvanico degli abbonati. Le elevate velocità di trasmissione, che sono molto più facili da raggiungere nel caso dei cavi in ​​fibra ottica, consentono di risolvere molti compiti che non sono possibili con reti a velocità inferiore, ad esempio la trasmissione di immagini in tempo reale. Inoltre, il cavo in fibra ottica risolve facilmente il problema della trasmissione dei dati su una distanza di diversi chilometri senza inoltro, il che consente di costruire reti di grandi dimensioni che coprono anche intere città e presentano tutti i vantaggi delle reti locali (in particolare, un basso errore valutare). Tutto ciò ha determinato la popolarità della rete FDDI, sebbene non sia ancora così diffusa come Ethernet e Token-Ring.

Lo standard FDDI si basava sul metodo di accesso ai token previsto dallo standard internazionale IEEE 802.5 (Token-Ring). Piccole differenze rispetto a questo standard sono determinate dalla necessità di garantire un trasferimento di informazioni ad alta velocità su lunghe distanze. La topologia di rete FDDI è ad anello, la topologia più adatta per il cavo in fibra ottica. La rete utilizza due cavi in ​​fibra ottica multidirezionali, di cui uno solitamente di riserva, ma questa soluzione consente di utilizzare la trasmissione delle informazioni full-duplex (contemporaneamente in due direzioni) con una velocità effettiva doppia di 200 Mbit/s (con ciascuno dei due canali operanti alla velocità di 100 Mbit/s). Viene utilizzata anche una topologia star-ring con hub inclusi nell'anello (come in Token-Ring).

Principali caratteristiche tecniche della rete FDDI.

· Il numero massimo di abbonati alla rete è 1000.

· La lunghezza massima dell'anello di rete è di 20 chilometri.

· La distanza massima tra gli abbonati alla rete è di 2 chilometri.

· Mezzo di trasmissione – cavo in fibra ottica multimodale (possibilmente utilizzando un doppino elettrico intrecciato).

· Metodo di accesso – token.

· Velocità di trasferimento delle informazioni – 100 Mbit/s (200 Mbit/s per la modalità di trasmissione duplex).

Lo standard FDDI presenta vantaggi significativi rispetto a tutte le reti discusse in precedenza. Ad esempio, una rete Fast Ethernet con la stessa larghezza di banda di 100 Mbps non può eguagliare FDDI in termini di dimensione della rete consentita. Inoltre, il metodo di accesso tramite token FDDI, a differenza di CSMA/CD, garantisce tempi di accesso garantiti e assenza di conflitti a qualsiasi livello di carico.

La limitazione della lunghezza totale della rete a 20 km non è dovuta all'attenuazione dei segnali nel cavo, ma alla necessità di limitare il tempo necessario affinché un segnale percorra completamente l'anello per garantire il massimo tempo di accesso consentito. Ma la distanza massima tra gli abbonati (2 km con cavo multimodale) è determinata proprio dall'attenuazione dei segnali nel cavo (non deve superare gli 11 dB). È anche possibile utilizzare un cavo monomodale, nel qual caso la distanza tra gli abbonati può raggiungere i 45 chilometri e la lunghezza totale dell'anello può essere di 200 chilometri.

Esiste anche un'implementazione di FDDI in cavo elettrico(CDDI – Copper Distributed Data Interface o TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface). Utilizza un cavo di categoria 5 con connettori RJ-45. La distanza massima tra gli abbonati in questo caso non deve essere superiore a 100 metri. Il costo delle apparecchiature di rete su un cavo elettrico è molte volte inferiore. Ma questa versione della rete non presenta più vantaggi così evidenti rispetto alla concorrenza come la fibra ottica FDDI originale. Le versioni elettriche di FDDI sono molto meno standardizzate di quelle in fibra ottica, quindi la compatibilità tra apparecchiature di produttori diversi non è garantita.

Per trasmettere i dati in FDDI viene utilizzato un codice 4B/5B sviluppato appositamente per questo standard.

Per ottenere un’elevata flessibilità della rete, lo standard FDDI prevede l’inclusione nell’anello di due tipologie di utenti:

· Gli abbonati (stazioni) di Classe A (abbonati Dual-Attachment, DAS – Dual-Attachment Stations) sono collegati ad entrambi gli anelli di rete (interni ed esterni). Allo stesso tempo si realizza la possibilità di scambio con velocità fino a 200 Mbit/s o la ridondanza del cavo di rete (se il cavo principale è danneggiato, viene utilizzato quello di backup). Le apparecchiature di questa classe vengono utilizzate nelle parti più critiche della rete in termini di prestazioni.

· Gli utenti (stazioni) di classe B (utenti a connessione singola, SAS – Single-Attachment Stations) sono collegati solo ad un anello di rete (esterno). Sono più semplici ed economici degli adattatori di Classe A, ma non ne hanno le stesse capacità. Possono essere collegati alla rete solo tramite un hub o un interruttore di bypass, che li spegne in caso di emergenza.

Oltre agli abbonati stessi (computer, terminali, ecc.), la rete utilizza Wiring Concentrator, la cui inclusione consente di raccogliere tutti i punti di connessione in un unico posto allo scopo di monitorare il funzionamento della rete, diagnosticare guasti e semplificare la riconfigurazione. Quando si utilizzano diversi tipi di cavi (ad esempio cavo in fibra ottica e doppino intrecciato), l'hub svolge anche la funzione di convertire i segnali elettrici in segnali ottici e viceversa. I concentratori sono disponibili anche in versione doppia connessione (DAC - Dual-Attachment Concentrator) e singola connessione (SAC - Single-Attachment Concentrator).

Un esempio di configurazione di rete FDDI è mostrato in Fig. 8.1. Il principio di combinazione dei dispositivi di rete è illustrato in Fig. 8.2.

Riso. 8.1. Esempio di configurazione di rete FDDI.

A differenza del metodo di accesso proposto dallo standard IEEE 802.5, FDDI utilizza il cosiddetto passaggio multiplo di token. Se nel caso della rete Token-Ring un nuovo token (gratuito) viene trasmesso dall'abbonato solo dopo che il suo pacchetto gli è stato restituito, allora in FDDI il nuovo token viene trasmesso dall'abbonato immediatamente dopo la fine della trasmissione del suo pacchetto ( analogamente a come avviene con il metodo ETR nella rete Token-Ring Ring).

In conclusione, va notato che, nonostante gli evidenti vantaggi di FDDI questa rete non è diventato molto diffuso, principalmente a causa dell'elevato costo delle sue attrezzature (nell'ordine di diverse centinaia e persino migliaia di dollari). L'area di applicazione principale di FDDI ora sono le reti di base, core (backbone) che combinano più reti. FDDI viene utilizzato anche per connettere potenti workstation o server che richiedono comunicazioni ad alta velocità. Si prevede che Fast Ethernet possa soppiantare FDDI, ma i vantaggi del cavo in fibra ottica, della gestione dei token e delle dimensioni della rete da record pongono attualmente FDDI davanti alla concorrenza. E nei casi in cui il costo dell'apparecchiatura è critico, è possibile utilizzare una versione a doppino intrecciato di FDDI (TPDDI) in aree non critiche. Inoltre, il costo delle apparecchiature FDDI può diminuire notevolmente all’aumentare del volume di produzione.

Rete 100VG-AnyLAN

La rete 100VG-AnyLAN è uno degli ultimi sviluppi delle reti locali ad alta velocità apparse recentemente sul mercato. È conforme allo standard internazionale IEEE 802.12, quindi il suo livello di standardizzazione è piuttosto elevato.

I suoi principali vantaggi sono l'elevata velocità di scambio, il costo relativamente basso delle apparecchiature (circa il doppio rispetto alle apparecchiature della più popolare rete Ethernet 10BASE-T), un metodo centralizzato per gestire lo scambio senza conflitti, nonché la compatibilità a livello di pacchetto formati con reti Ethernet e Token-Ring.

Nel nome della rete 100VG-AnyLAN, il numero 100 corrisponde a una velocità di 100 Mbps, le lettere VG indicano un cavo a doppino intrecciato non schermato a basso costo di categoria 3 (Voice Grade) e AnyLAN (qualsiasi rete) indica che la rete è compatibile con le due reti più comuni.

Principali caratteristiche tecniche della rete 100VG-AnyLAN:

· Velocità di trasferimento – 100 Mbit/s.

· Topologia – stella con espandibilità (albero). Il numero di livelli in cascata di concentratori (hub) è fino a 5.

· Metodo di accesso – centralizzato, senza conflitti (Demand Priority – con una richiesta prioritaria).

· I mezzi di trasmissione sono quadruplo doppino intrecciato non schermato (cavo UTP di categoria 3, 4 o 5), doppio doppino intrecciato (cavo UTP di categoria 5), ​​doppio doppino intrecciato schermato (STP) e cavo in fibra ottica. Al giorno d'oggi, i cavi quadrupli sono per lo più comuni.

· La lunghezza massima del cavo tra l'hub e l'abbonato e tra gli hub è di 100 metri (per cavo UTP categoria 3), 200 metri (per cavo UTP categoria 5 e cavo schermato), 2 chilometri (per cavo in fibra ottica). La dimensione massima possibile della rete è di 2 chilometri (determinata da ritardi accettabili).

· Il numero massimo di abbonati è 1024, consigliato – fino a 250.

Pertanto, i parametri della rete 100VG-AnyLAN sono abbastanza vicini ai parametri della rete Fast Ethernet. Tuttavia, il vantaggio principale di Fast Ethernet è la sua piena compatibilità con la rete Ethernet più comune (nel caso di 100VG-AnyLAN è necessario un bridge). Allo stesso tempo, non si può escludere nemmeno il controllo centralizzato di 100VG-AnyLAN, che elimina i conflitti e garantisce il massimo tempo di accesso (che non è previsto nella rete Ethernet).

Un esempio della struttura di rete 100VG-AnyLAN è mostrato in Fig. 8.8.

La rete 100VG-AnyLAN è costituita da un hub centrale (principale, root) di livello 1, al quale possono essere collegati sia i singoli abbonati che gli hub di livello 2, al quale possono essere collegati a loro volta gli abbonati e gli hub di livello 3, ecc. In questo caso, la rete non può avere più di cinque di questi livelli (nella versione originale non ce n'erano più di tre). Taglia massima la rete può essere di 1000 metri per un cavo a doppino intrecciato non schermato.

Riso. 8.8. Struttura di rete 100VG-AnyLAN.

A differenza degli hub non intelligenti di altre reti (ad esempio Ethernet, Token-Ring, FDDI), gli hub di rete 100VG-AnyLAN sono controller intelligenti che controllano l'accesso alla rete. Per fare ciò monitorano continuamente le richieste che arrivano su tutte le porte. Gli hub ricevono i pacchetti in entrata e li inviano solo agli abbonati a cui sono indirizzati. Tuttavia, non eseguono alcuna elaborazione delle informazioni, ovvero in questo caso il risultato non è ancora una stella attiva, ma non passiva. I concentratori non possono essere definiti abbonati a tutti gli effetti.

Ciascuno degli hub può essere configurato per funzionare con formati di pacchetto Ethernet o Token-Ring. In questo caso gli hub dell'intera rete devono funzionare con pacchetti di un solo formato. I bridge sono necessari per comunicare con le reti Ethernet e Token-Ring, ma i bridge sono abbastanza semplici.

Gli hub hanno una porta livello superiore(per collegarlo a un hub di livello superiore) e diverse porte di livello inferiore (per connettere gli abbonati). L'abbonato può essere un computer (workstation), server, bridge, router, switch. È inoltre possibile collegare un altro hub alla porta di livello inferiore.

Ciascuna porta dell'hub può essere impostata su una delle due possibili modalità operative:

· La modalità normale prevede l'inoltro all'abbonato connesso alla porta solo dei pacchetti a lui personalmente indirizzati.

· La modalità Monitor prevede l'inoltro all'abbonato connesso alla porta di tutti i pacchetti che arrivano all'hub. Questa modalità consente a uno degli abbonati di controllare il funzionamento dell'intera rete nel suo insieme (eseguire la funzione di monitoraggio).

Il metodo di accesso alla rete 100VG-AnyLAN è tipico delle reti a stella.

Quando si utilizza un cavo quadruplo, ciascuno dei quattro cavi trasmette a una velocità di 30 Mbps. La velocità di trasmissione totale è di 120 Mbit/s. Tuttavia le informazioni utili grazie all'utilizzo del codice 5B/6B vengono trasmesse a soli 100 Mbit/s. Pertanto, la larghezza di banda del cavo deve essere di almeno 15 MHz. Il cavo a doppino intrecciato di categoria 3 (larghezza di banda 16 MHz) soddisfa questo requisito.

Pertanto, la rete 100VG-AnyLAN offre una soluzione conveniente per aumentare la velocità di trasmissione fino a 100 Mbps. Tuttavia, non è completamente compatibile con nessuna delle reti standard, quindi il suo destino futuro è problematico. Inoltre, a differenza della rete FDDI, non presenta parametri di registrazione. Molto probabilmente, 100VG-AnyLAN, nonostante il supporto di aziende rispettabili e un elevato livello di standardizzazione, rimarrà solo un esempio di soluzioni tecniche interessanti.

Quando si tratta della più comune rete Fast Ethernet da 100 Mbps, 100VG-AnyLAN fornisce il doppio della lunghezza del cavo UTP di categoria 5 (fino a 200 metri), nonché un metodo di gestione del traffico senza conflitti.