Ātrs Ethernet datu pārraides ātrums. Fast Ethernet tehnoloģija, tās īpašības, fiziskais slānis, būvniecības noteikumi. DSAP un SSAP lauku vērtības

ComputerPress testēšanas laboratorijā tika pārbaudītas Fast Ethernet tīkla kartes PCI kopnei, kas paredzēta lietošanai 10/100 Mbit/s darbstacijās. Tika izvēlētas šobrīd visizplatītākās kartes ar caurlaidspēju 10/100 Mbit/s, jo, pirmkārt, tās var izmantot Ethernet, Fast Ethernet un jauktos tīklos, un, otrkārt, daudzsološā Gigabit Ethernet tehnoloģija ( caurlaidspēja līdz 1000 Mbit/s) joprojām visbiežāk izmanto jaudīgu serveru savienošanai ar tīkla kodola tīkla aprīkojumu. Ir ārkārtīgi svarīgi, kādas kvalitātes pasīvās tīkla iekārtas (kabeļi, rozetes utt.) tiek izmantotas tīklā. Ir labi zināms, ka, ja Ethernet tīkliem pietiek ar 3. kategorijas vītā pāra kabeli, tad Fast Ethernet jau ir nepieciešama 5. kategorija. Signāla izkliede un slikta trokšņu imunitāte var ievērojami samazināt tīkla caurlaidspēju.

Testēšanas mērķis bija, pirmkārt, noteikt efektīvās veiktspējas indeksu (Performance/Efficiency Index Ratio - turpmāk P/E indekss), un tikai pēc tam - caurlaidspējas absolūto vērtību. P/E indekss tiek aprēķināts kā tīkla kartes caurlaidspējas attiecība Mbit/s un CPU noslodze procentos. Šis indekss ir nozares standarts tīkla adaptera veiktspējas mērīšanai. Tas tika ieviests, lai ņemtu vērā CPU resursu izmantošanu tīkla kartēs. Fakts ir tāds, ka daži tīkla adapteru ražotāji cenšas sasniegt maksimālu veiktspēju, tīkla darbību veikšanai izmantojot vairāk datora procesora ciklu. Minimāla procesora slodze un salīdzinoši liela caurlaidspēja ir būtiska, lai darbinātu biznesa, multivides un reāllaika lietojumprogrammas.

Mēs pārbaudījām kartes, kuras pašlaik visbiežāk tiek izmantotas darbstacijām korporatīvajos un lokālajos tīklos:

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

Pārbaudīto tīkla adapteru galvenie raksturlielumi ir norādīti tabulā. 1 . Paskaidrosim dažus tabulā lietotos terminus. Automātiskā savienojuma ātruma noteikšana nozīmē, ka adapteris pats nosaka maksimālo iespējamo darbības ātrumu. Turklāt, ja tiek atbalstīta automātiskā ātruma noteikšana, nav nepieciešama papildu konfigurācija, pārejot no Ethernet uz Fast Ethernet un atpakaļ. Tas ir, no sistēmas administrators Nav nepieciešams pārkonfigurēt adapteri vai atkārtoti ielādēt draiverus.

Bus Master režīma atbalsts ļauj pārsūtīt datus tieši starp tīkla karti un datora atmiņu. Tas atbrīvo centrālo procesoru citu darbību veikšanai. Šis īpašums ir kļuvis par de facto standartu. Nav brīnums, ka visas labi zināmās tīkla kartes atbalsta Bus Master režīmu.

Attālā ieslēgšana (Wake on LAN) ļauj ieslēgt datoru, izmantojot tīklu. Tas ir, kļūst iespējams apkalpot datoru ārpus darba laika. Šim nolūkam mātesplatē un tīkla adapterī tiek izmantoti trīs kontaktu savienotāji, kas ir savienoti ar īpašu kabeli (iekļauts komplektā). Turklāt ir nepieciešama īpaša vadības programmatūra. Wake on LAN tehnoloģiju izstrādāja Intel-IBM alianse.

Pilna dupleksa režīms ļauj pārsūtīt datus vienlaicīgi abos virzienos, pusdupleksais - tikai vienā virzienā. Tādējādi maksimālā iespējamā caurlaidspēja pilna dupleksa režīmā ir 200 Mbit/s.

DMI (Desktop Management Interface) ļauj iegūt informāciju par datora konfigurāciju un resursiem, izmantojot tīkla pārvaldības programmatūru.

WfM (Wired for Management) specifikācijas atbalsts nodrošina tīkla adaptera mijiedarbību ar tīkla pārvaldības un administrēšanas programmatūru.

Lai attālināti palaistu datora OS, izmantojot tīklu, tīkla adapteri ir aprīkoti ar īpašu BootROM atmiņu. Tas ļauj bezdiska darbstacijas efektīvi izmantot tīklā. Lielākajai daļai pārbaudīto karšu bija tikai BootROM slots; Pati BootROM mikroshēma parasti ir atsevišķi pasūtīta opcija.

ACPI (Advanced Configuration Power Interface) atbalsts palīdz samazināt enerģijas patēriņu. ACPI ir jauna tehnoloģija, kas nodrošina enerģijas pārvaldības sistēmu. Tā pamatā ir gan aparatūras, gan programmatūra. Principā Wake on LAN ir daļa no ACPI.

Patentēti veiktspējas rīki ļauj palielināt tīkla kartes efektivitāti. Slavenākie no tiem ir Parallel Tasking II no 3Com un Adaptive Technology no Intel. Šie produkti parasti ir patentēti.

Lielāko operētājsistēmu atbalstu nodrošina gandrīz visi adapteri. Galvenās operētājsistēmas ietver: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager un citas.

Pakalpojuma atbalsta līmenis tiek novērtēts pēc dokumentācijas pieejamības, disketes ar draiveriem un iespēja lejupielādēt jaunākās versijas draiveri no uzņēmuma vietnes. Svarīga loma ir arī iepakojumam. No šī viedokļa vislabākie, mūsuprāt, ir D-Link, Allied Telesyn un Surecom tīkla adapteri. Taču kopumā atbalsta līmenis visām kartēm izrādījās apmierinošs.

Parasti garantija attiecas uz visu maiņstrāvas adaptera kalpošanas laiku (mūža garantija). Dažreiz tas ir ierobežots līdz 1-3 gadiem.

Testēšanas metodika

Visos testos tika izmantotas jaunākās tīkla karšu draiveru versijas, kas tika lejupielādētas no attiecīgo ražotāju interneta serveriem. Gadījumā, ja tīkla kartes draiveris atļāva jebkādus iestatījumus un optimizāciju, tika izmantoti noklusējuma iestatījumi (izņemot Intel tīkla adapteri). Ņemiet vērā, ka kartēm un atbilstošajiem draiveriem no 3Com un Intel ir visbagātīgākās papildu iespējas un funkcijas.

Veiktspējas mērījumi tika veikti, izmantojot Novell Perform3 utilītu. Lietderības darbības princips ir tāds, ka neliels fails tiek kopēts no darbstacijas uz koplietotu tīkla disks serveris, pēc tam tas paliek servera failu kešatmiņā un tiek nolasīts no turienes vairākas reizes noteiktā laika periodā. Tas nodrošina atmiņas, tīkla un atmiņas savietojamību un novērš latentuma ietekmi, kas saistīta ar diska darbībām. Lietderības parametri ietver sākotnējo faila lielumu, galīgo faila lielumu, izmēru maiņas darbību un testēšanas laiku. Novell Perform3 utilīta parāda veiktspējas vērtības dažādiem failu izmēriem, vidējiem un maksimālā veiktspēja(KB/s). Lai konfigurētu utilītu, tika izmantoti šādi parametri:

• Sākotnējais faila lielums - 4095 baiti
• Galīgais faila lielums - 65 535 baiti
• Faila pieauguma solis - 8192 baiti

Katra faila testēšanas laiks tika iestatīts uz divdesmit sekundēm.

Katrā eksperimentā tika izmantotas identiskas tīkla kartes, viena darbojās serverī un otra darbstacijā. Šķiet, ka tas neatbilst vispārpieņemtajai praksei, jo serveri parasti izmanto specializētus tīkla adapterus, kuriem ir vairākas papildu funkcijas. Bet tieši tā - gan serverī, gan darbstacijās ir uzstādītas vienas un tās pašas tīkla kartes - testēšanu veic visas pasaulē pazīstamās testu laboratorijas (KeyLabs, Tolly Group u.c.). Rezultāti ir nedaudz zemāki, taču eksperiments izrādās tīrs, jo visos datoros darbojas tikai analizētās tīkla kartes.

Compaq DeskPro EN klienta konfigurācija:

• Pentium II 450 MHz procesors
• kešatmiņa 512 KB
• RAM 128 MB
• cietais disks 10 GB
• operētājsistēma Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
• TCP/IP protokols.

Compaq DeskPro EP servera konfigurācija:

• Celeron procesors 400 MHz
• RAM 64 MB
• cietais disks 4,3 GB
• operācijas zāle Microsoft sistēma Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• TCP/IP protokols.

Testēšana tika veikta apstākļos, kad datori bija tieši savienoti ar UTP Category 5 crossover kabeli.Šo testu laikā kartes darbojās 100Base-TX Full Duplex režīmā. Šajā režīmā caurlaidspēja ir nedaudz lielāka, jo daļa no pakalpojuma informācijas (piemēram, saņemšanas apstiprinājums) tiek pārraidīta vienlaikus ar noderīgu informāciju, kuras apjoms tiek lēsts. Šādos apstākļos bija iespējams reģistrēt diezgan augstas caurlaidspējas vērtības; piemēram, 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM adapterim vidējais ātrums ir 79,23 Mbps.

CPU slodze tika mērīta serverī, izmantojot Windows utilītas NT veiktspējas monitors; dati tika ierakstīti žurnāla failā. Perform3 utilīta tika palaists klientā, lai neietekmētu servera procesora slodzi. Servera datora procesors bija Intel Celeron, kura veiktspēja ir ievērojami zemāka nekā Pentium II un III procesoru veiktspēja. Intel Celeron tika izmantots apzināti: tā kā procesora slodze tiek noteikta ar diezgan lielu absolūto kļūdu, lielu absolūto vērtību gadījumā relatīvā kļūda ir mazāka.

Pēc katras pārbaudes utilīta Perform3 ievieto sava darba rezultātus teksta failā šādas formas datu kopas veidā:

65535 baiti. 10 491,49 KB/s. 10 491,49 KB/s. 57343 baiti. 10844,03 KB/s. 10844,03 KB/s. 49151 baiti. 10737,95 KB/s. 10737,95 KB/s. 40959 baiti. 10603,04 KB/s. 10603.04 Kopējais KB/s. 32767 baiti. 10 497,73 KB/s. 10 497,73 KB/s. 24575 baiti. 10220,29 KB/s. 10220,29 KB/s. 16383 baiti. 9573,00 KB/s. 9573,00 KB/s. 8191 baits. 8195,50 KB/s. 8195,50 KB/s. Maksimālais 10844,03 KB/s. 10145,38 Vidējais KBp.

Tas parāda faila lielumu, atbilstošo caurlaidspēju atlasītajam klientam un visiem klientiem (šajā gadījumā ir tikai viens klients), kā arī visa testa maksimālo un vidējo caurlaidspēju. Katra testa iegūtās vidējās vērtības tika pārveidotas no KB/s uz Mbit/s, izmantojot formulu:
(KB x 8)/1024,
un P/E indeksa vērtība tika aprēķināta kā caurlaidspējas attiecība pret procesora slodzi procentos. Pēc tam, pamatojoties uz trīs mērījumu rezultātiem, tika aprēķināta P/E indeksa vidējā vērtība.

Izmantojot utilītu Perform3 operētājsistēmā Windows NT Workstation, radās šāda problēma: fails tika ierakstīts ne tikai tīkla diskdzinī, bet arī lokālajā failu kešatmiņā, no kurienes tas pēc tam tika ļoti ātri nolasīts. Rezultāti bija iespaidīgi, taču nereāli, jo tīklā nenotika datu pārsūtīšana kā tāda. Lai lietojumprogrammas koplietotos tīkla diskus uzskatītu par parastajiem lokālajiem diskiem, operētājsistēma tiek izmantots speciāls tīkla komponents - redirector, kas novirza I/O pieprasījumus pa tīklu. Normālos darbības apstākļos, veicot faila ierakstīšanas procedūru koplietotā tīkla diskā, novirzītājs izmanto Windows NT kešatmiņas algoritmu. Tāpēc, rakstot uz serveri, rakstīšana notiek arī klienta mašīnas lokālajā failu kešatmiņā. Un, lai veiktu testēšanu, ir nepieciešams, lai kešatmiņa tiktu veikta tikai serverī. Lai nodrošinātu, ka klienta datorā nav kešatmiņas, Windows reģistrs NT, tika mainītas parametru vērtības, kas ļāva atspējot novirzītāja veikto kešatmiņu. Lūk, kā tas tika darīts:

1. Ceļš uz reģistru:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

   Parametra nosaukums:

   UseWriteBehind nodrošina rakstīšanas aizrakstīšanas optimizāciju failiem, kas tiek rakstīti

   Veids: REG_DWORD

   Vērtība: 0 (noklusējums: 1)

2. Ceļš uz reģistru:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lanmanworkstation\parameters

   Parametra nosaukums:

   UtilizeNTCaching norāda, vai novirzītājs izmantos Windows NT kešatmiņas pārvaldnieku, lai saglabātu faila saturu kešatmiņā.

   Veids: REG_DWORD Vērtība: 0 (noklusējums: 1)

Intel EtherExpress PRO/100+ pārvaldības tīkla adapteris

Tika konstatēts, ka šīs kartes caurlaidspēja un CPU izmantošana ir gandrīz tāda pati kā 3Com. Šīs kartes iestatījumu logi ir parādīti zemāk.

Šajā kartē uzstādītais jaunais Intel 82559 kontrolleris nodrošina ļoti augstu veiktspēju, īpaši Fast Ethernet tīklos.

Tehnoloģiju, ko Intel izmanto savā Intel EtherExpress PRO/100+ kartē, sauc par adaptīvo tehnoloģiju. Metodes būtība ir automātiski mainīt laika intervālus starp Ethernet paketēm atkarībā no tīkla slodzes. Palielinoties tīkla pārslodzei, attālums starp atsevišķām Ethernet paketēm dinamiski palielinās, kas samazina sadursmju skaitu un palielina caurlaidspēju. Ja tīkla slodze ir neliela un sadursmju iespējamība ir zema, laika intervāli starp paketēm tiek samazināti, kas arī palielina veiktspēju. Šīs metodes lielākās priekšrocības ir jāredz lielos sadursmes Ethernet segmentos, tas ir, gadījumos, kad tīkla topoloģijā dominē centrmezgli, nevis slēdži.

Intel jaunā tehnoloģija, ko sauc par Priority Packet, ļauj regulēt trafiku tīkla karte, atbilstoši atsevišķu paku prioritātēm. Tas ļauj palielināt datu pārsūtīšanas ātrumu misijai kritiskām lietojumprogrammām.

Nodrošina atbalstu virtuālajam vietējie tīkli VLAN (IEEE 802.1Q standarts).

Uz tāfeles ir tikai divi indikatori - darbs/pieslēgums, ātrums 100.

www.intel.com

Tīkla adapteris SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX/MP

Šīs kartes arhitektūrā ir izmantotas divas daudzsološas tehnoloģijas: SMC SimulTasking un Programmable InterPacket Gap. Pirmā tehnoloģija ir līdzīga 3Com Parallel Tasking tehnoloģijai. Salīdzinot testu rezultātus šo divu ražotāju kartēm, varam izdarīt secinājumu par šo tehnoloģiju ieviešanas efektivitātes pakāpi. Tāpat atzīmējam, ka šī tīkla karte uzrādīja trešo rezultātu gan veiktspējas, gan P/E indeksa ziņā, apsteidzot visas kartes, izņemot 3Com un Intel.

Uz kartes ir četri LED indikatori: ātrums 100, pārraide, savienojums, duplekss.

Uzņēmuma galvenās tīmekļa vietnes adrese ir: www.smc.com

Ievads

Šī pārskata izveides mērķis bija īsi un saprotami prezentēt datortīklu darbības pamatprincipus un iespējas, kā piemēru izmantojot Fast Ethernet.

Tīkls ir savienotu datoru un citu ierīču grupa. Datortīklu galvenais mērķis ir resursu koplietošana un interaktīvu komunikāciju ieviešana gan viena uzņēmuma ietvaros, gan ārpus tā. Resursi ir dati, lietojumprogrammas un perifērijas ierīces, piemēram, ārējais disks, printeris, pele, modems vai kursorsvira. Interaktīvās komunikācijas koncepcija starp datoriem nozīmē ziņojumu apmaiņu reāllaikā.

Datu pārraidei datortīklos ir daudz standartu kopu. Viens no komplektiem ir Fast Ethernet standarts.

No šī materiāla jūs uzzināsit par:

• · Ātrās Ethernet tehnoloģijas
• Slēdži
• FTP kabelis
• Savienojumu veidi
• Datortīklu topoloģijas

Savā darbā parādīšu uz Fast Ethernet standarta balstīta tīkla darbības principus.

Vietējā pārslēgšana datortīkli(LAN) un Fast Ethernet tehnoloģijas tika izstrādātas, reaģējot uz nepieciešamību uzlabot Ethernet tīklu efektivitāti. Palielinot caurlaidspēju, šīs tehnoloģijas var novērst " šauras vietas» tīklā un atbalsta programmas, kurām nepieciešams liels datu pārsūtīšanas ātrums. Šo risinājumu pievilcība ir tāda, ka jums nav jāizvēlas viens vai otrs. Tās ir viena otru papildinošas, tāpēc tīkla efektivitāti bieži var uzlabot, izmantojot abas tehnoloģijas.

Apkopotā informācija noderēs gan datortīklu apguves sācējiem, gan tīklu administratoriem.

1. Tīkla diagramma

2. Fast Ethernet tehnoloģija

datortīkls ātrs Ethernet

Fast Ethernet ir Ethernet tehnoloģijas attīstības rezultāts. Pamatojoties uz un saglabājot to pašu CSMA/CD (kanālu aptaujas vairākkārtējas piekļuves un sadursmju noteikšanas) paņēmienu, Fast Ethernet ierīces darbojas 10 reizes ātrāk nekā Ethernet. 100 Mb/s. Fast Ethernet nodrošina pietiekamu joslas platumu tādām lietojumprogrammām kā datorizēta projektēšana un ražošana (CAD/CAM), grafikas un attēlu apstrāde un multivide. Fast Ethernet ir saderīgs ar 10 Mbps Ethernet, tāpēc ir vieglāk integrēt Fast Ethernet savā LAN, izmantojot slēdzi, nevis maršrutētāju.

Slēdzis

Izmantojot slēdžus daudzas darba grupas var savienot, lai izveidotu lielu LAN (sk. 1. diagrammu). Lēti slēdži darbojas labāk nekā maršrutētāji, nodrošinot labāku LAN veiktspēju. Fast Ethernet darba grupas, kas sastāv no viena vai diviem centrmezgliem, var savienot, izmantojot Fast Ethernet slēdzi, lai vēl vairāk palielinātu lietotāju skaitu, kā arī aptvertu lielāku platību.

Piemēram, apsveriet šādu slēdzi:

Rīsi. 1 D-Link-1228/ME

DES-1228/ME slēdžu sērija ietver augstākās kvalitātes, konfigurējamus Layer 2 Fast Ethernet slēdžus. Ar uzlaboto funkcionalitāti DES-1228/ME ierīces ir lēts risinājums lai izveidotu drošu un augstas veiktspējas tīklu. Specifiskas īpatnībasŠī slēdža funkcijas ir liels portu blīvums, 4 gigabitu augšupsaites porti, nelielas pakāpes maiņas iestatījumi joslas platuma pārvaldībai un uzlabota tīkla pārvaldība. Šie slēdži ļauj optimizēt tīklu gan funkcionalitātes, gan izmaksu raksturlielumu ziņā. DES-1228/ME sērijas slēdži ir optimāls risinājums gan funkcionalitātes, gan izmaksu īpašību ziņā.

FTP kabelis

Kabelis LAN-5EFTP-BL sastāv no 4 viendzīslu vara vadu pāriem.

Vada diametrs 24AWG.

Katrs vadītājs ir pārklāts ar HDPE (augsta blīvuma polietilēna) izolāciju.

Divi vadītāji, kas savīti ar īpaši izvēlētu soli, veido vienu vītā pāri.

4 vīti pāri ir ietīti polietilēna plēvē un kopā ar viendzīslu vara zemējuma vadītāju ir iekļauti kopējā folijas vairogā un PVC apvalkā.

Taisni cauri

Tas kalpo:

• 1. Lai savienotu datoru ar slēdzi (centrmezglu, slēdzi), izmantojot datora tīkla karti
• 2. Tīkla perifērijas iekārtu - printeru, skeneru - pieslēgšanai slēdzim (centrmezglam, slēdzim)
• 3. UPLINK uz augstāka slēdža (centrmezgls, slēdzis) - mūsdienīgi slēdži var automātiski konfigurēt savienotāja ievades uztveršanai un pārraidei

Crossover

Tas kalpo:

• 1. 2 datoru tiešai pieslēgšanai lokālajam tīklam, neizmantojot komutācijas iekārtas (centrmezgli, slēdži, maršrutētāji utt.).
• 2. augšsaitei, savienojums ar augstāka līmeņa komutatoru lokālajā tīklā ar sarežģītu struktūru, vecākiem slēdžu veidiem (centrmezgliem, slēdžiem) tiem ir atsevišķs savienotājs, kas arī apzīmēts ar “UPLINK” vai X.

Zvaigžņu topoloģija

Uz zvaigznēm- datortīkla pamata topoloģija, kurā visi tīklā esošie datori ir savienoti ar centrālo mezglu (parasti slēdzi), veidojot fizisku tīkla segmentu. Šāds tīkla segments var darboties vai nu atsevišķi, vai kā daļa no sarežģītas tīkla topoloģijas (parasti “koka”). Visa informācijas apmaiņa notiek tikai caur centrālo datoru, kas šādā veidā tiek pakļauts ļoti lielai slodzei, tāpēc neko citu, izņemot tīklu, tas nevar darīt. Parasti visspēcīgākais ir centrālais dators, un tam tiek piešķirtas visas apmaiņas pārvaldības funkcijas. Principā nekādi konflikti tīklā ar zvaigžņu topoloģiju nav iespējami, jo vadība ir pilnībā centralizēta.

Pieteikums

Klasiskais 10 Mbit Ethernet bija piemērots lielākajai daļai lietotāju apmēram 15 gadus. Taču 90. gadu sākumā sāka manīt tā nepietiekamā kapacitāte. Ieslēgtiem datoriem Intel procesori 80286 vai 80386 ar ISA (8 MB/s) vai EISA (32 MB/s) kopnēm, Ethernet segmenta joslas platums bija 1/8 vai 1/32 no atmiņas un diska kanāla, un tas labi atbilst attiecībai lokāli apstrādāto datu apjomu un tīklā pārsūtītajiem datiem. Jaudīgākām klientu stacijām ar PCI kopni (133 MB/s) šī daļa nokritās līdz 1/133, kas acīmredzami nebija pietiekami. Rezultātā daudzi 10Mbps Ethernet segmenti tika pārslogoti, servera reaģētspēja ievērojami samazinājās, un sadursmju līmenis ievērojami palielinājās, vēl vairāk samazinot izmantojamo caurlaidspēju.

Ir jāizstrādā “jauns” Ethernet, tas ir, tehnoloģija, kas būtu vienlīdz rentabla ar 100 Mbit/s veiktspēju. Meklēšanas un izpētes rezultātā eksperti tika sadalīti divās nometnēs, kas galu galā noveda pie divu jaunu tehnoloģiju - Fast Ethernet un l00VG-AnyLAN - parādīšanās. Tie atšķiras pēc nepārtrauktības pakāpes ar klasisko Ethernet.

1992. gadā grupa tīkla iekārtu ražotāju, tostarp Ethernet tehnoloģiju līderi, piemēram, SynOptics, 3Com un vairāki citi, izveidoja Fast Ethernet Alliance, bezpeļņas asociāciju, lai izstrādātu standartu jaunai tehnoloģijai, kas saglabātu Ethernet funkcijas. tehnoloģiju, cik vien iespējams.

Otro nometni vadīja Hewlett-Packard un AT&T, kas piedāvāja izmantot iespēju novērst dažus zināmos Ethernet tehnoloģijas trūkumus. Pēc kāda laika šiem uzņēmumiem pievienojās IBM, kas sniedza savu ieguldījumu, ierosinot jaunajā tehnoloģijā nodrošināt zināmu saderību ar Token Ring tīkliem.

Tajā pašā laikā IEEE komiteja 802 izveidoja pētniecības grupu, lai pētītu jaunu ātrdarbīgu tehnoloģiju tehnisko potenciālu. No 1992. gada beigām līdz 1993. gada beigām IEEE komanda pētīja dažādu pārdevēju piedāvātos 100 Mbitu risinājumus. Kopā ar Fast Ethernet Alliance priekšlikumiem grupa arī pārskatīja Hewlett-Packard un AT&T piedāvāto ātrgaitas tehnoloģiju.

Diskusija koncentrējās uz jautājumu par nejaušās CSMA/CD piekļuves metodes uzturēšanu. Fast Ethernet Alliance priekšlikums saglabāja šo metodi un tādējādi nodrošināja nepārtrauktību un konsekvenci starp 10 Mbps un 100 Mbps tīkliem. HP-AT&T koalīcija, kuru tīklu nozarē atbalstīja ievērojami mazāk pārdevēju nekā Fast Ethernet Alliance, ierosināja pilnīgi jaunu piekļuves metodi ar nosaukumu. Pieprasījuma prioritāte- prioritāra piekļuve pēc pieprasījuma. Tas būtiski mainīja tīkla mezglu uzvedību, tāpēc tas nevarēja iekļauties Ethernet tehnoloģijā un 802.3 standartā, un tika izveidota jauna IEEE 802.12 komiteja, lai to standartizētu.

1995. gada rudenī abas tehnoloģijas kļuva par IEEE standartiem. IEEE 802.3 komiteja pieņēma Fast Ethernet specifikāciju kā 802.3 standartu, kas nav atsevišķs standarts, bet ir papildinājums esošajam 802.3 standartam 21. līdz 30. nodaļas veidā. 802.12 komiteja pieņēma tehnoloģiju l00VG-AnyLAN, kas izmanto jaunu pieprasījuma prioritātes piekļuves metodi un atbalsta divus kadru formātus - Ethernet un Token Ring.

v Fast Ethernet tehnoloģijas fiziskais slānis

Visas atšķirības starp Fast Ethernet tehnoloģiju un Ethernet ir koncentrētas uz fizisko slāni (3.20. att.). Fast Ethernet MAC un LLC slāņi paliek tieši tādi paši, un tie ir aprakstīti iepriekšējās 802.3 un 802.2 standartu nodaļās. Tāpēc, apsverot Fast Ethernet tehnoloģiju, mēs pētīsim tikai dažas tās fiziskā slāņa iespējas.

Fast Ethernet tehnoloģijas fiziskā slāņa sarežģītākā struktūra ir saistīta ar to, ka tajā tiek izmantotas trīs veidu kabeļu sistēmas:

• · optiskās šķiedras daudzmodu kabelis, tiek izmantotas divas šķiedras;
• · 5. kategorijas vītā pāra, tiek izmantoti divi pāri;
• · 3. kategorijas vītā pāra, tiek izmantoti četri pāri.

Koaksiālais kabelis, kas pasaulei deva pirmo Ethernet tīklu, netika iekļauts jaunās Fast Ethernet tehnoloģijas atļauto datu pārraides mediju sarakstā. Tā ir izplatīta tendence daudzās jaunajās tehnoloģijās, jo īsos attālumos 5. kategorijas vītā pāra pārsūtīšana ļauj pārsūtīt datus ar tādu pašu ātrumu kā koaksiālais kabelis, taču tīkls ir lētāks un vieglāk lietojams. Lielos attālumos optiskajai šķiedrai ir daudz lielāks joslas platums nekā pierunāt, un tīkla izmaksas nav daudz augstākas, it īpaši, ja ņem vērā lielas koaksiālo kabeļu sistēmas problēmu novēršanas augstās izmaksas.

Atšķirības starp Fast Ethernet tehnoloģiju un Ethernet tehnoloģiju

Atteikšanās no koaksiālā kabeļa ir novedusi pie tā, ka Fast Ethernet tīkliem vienmēr ir hierarhiska koka struktūra, kas veidota uz centrmezgliem, tāpat kā l0Base-T/l0Base-F tīkliem. Galvenā atšķirība starp Fast Ethernet tīkla konfigurācijām ir tīkla diametra samazinājums līdz aptuveni 200 m, kas izskaidrojams ar minimālā garuma kadru pārraides laika samazināšanos 10 reizes, jo pārraides ātrums ir 10 reizes lielāks, salīdzinot ar 10 Mbit Ethernet. .

Tomēr šis apstāklis ​​īsti netraucē lielu tīklu izbūvi, izmantojot Fast Ethernet tehnoloģiju. Fakts ir tāds, ka 90. gadu vidus iezīmējās ne tikai ar plašu lētu ātrgaitas tehnoloģiju izmantošanu, bet arī ar strauju vietējo tīklu attīstību, kuru pamatā ir slēdži. Lietojot slēdžus, Fast Ethernet protokols var darboties pilndupleksā režīmā, kurā nav ierobežojumu tīkla kopējam garumam, bet ir tikai fizisko segmentu garuma ierobežojumi, kas savieno blakus esošās ierīces (adapteris - slēdzis vai slēdzis -). slēdzis). Tāpēc, veidojot tālsatiksmes lokālo tīklu mugurkaulus, tiek aktīvi izmantota arī Fast Ethernet tehnoloģija, taču tikai pilndupleksajā versijā, kopā ar slēdžiem.

Šajā sadaļā ir apskatīta Fast Ethernet tehnoloģijas pusdupleksā darbība, kas pilnībā atbilst 802.3 standartā aprakstītajai piekļuves metodes definīcijai.

Salīdzinot ar Ethernet fiziskās ieviešanas iespējām (un tādas ir sešas), Fast Ethernet atšķirības starp katru opciju un pārējām ir dziļākas - mainās gan vadītāju skaits, gan kodēšanas metodes. Un tā kā Fast Ethernet fiziskie varianti tika izveidoti vienlaicīgi, nevis evolūcijas ceļā, kā Ethernet tīkliem, bija iespējams detalizēti definēt tos fiziskā slāņa apakšslāņus, kas nemainās no varianta uz variantu, un tos apakšslāņus, kas ir raksturīgi katrs fiziskās vides variants.

Oficiālais 802.3 standarts noteica trīs dažādas specifikācijas Fast Ethernet fiziskajam slānim un deva tiem šādus nosaukumus:

Ātrā Ethernet fiziskā slāņa struktūra

• · 100Base-TX divu pāru kabelim uz neekranēta vītā pāra UTP kategorijas 5 vai ekranēta vītā pāra STP Type 1;
• · 100Base-T4 četru pāru UTP 3., 4. vai 5. kategorijas UTP kabelim;
• · 100Base-FX daudzmodu optiskajam kabelim, tiek izmantotas divas šķiedras.

Šie apgalvojumi un raksturlielumi attiecas uz visiem trim standartiem.

• · Fast Ethernetee tehnoloģiju kadru formāti atšķiras no 10 Mbit Ethernet tehnoloģijas kadru formātiem.
• · Starpkadru intervāls (IPG) ir 0,96 µs un bitu intervāls ir 10 ns. Visi piekļuves algoritma laika parametri (atkāpšanās intervāls, minimālais kadra garuma pārraides laiks utt.), kas mērīti bitu intervālos, palika nemainīgi, tāpēc standarta sadaļās, kas attiecas uz MAC līmeni, izmaiņas netika veiktas.
• · Vides brīvā stāvokļa pazīme ir atbilstošā liekā koda Iidle simbola pārraide (nevis signālu neesamība, kā 10 Mbit/s Ethernet standartos). Fiziskais slānis ietver trīs elementus:
• o saskaņošanas apakšslānis;
• o mediju neatkarīgs interfeiss (Media Independent Interface, Mil);
• o fiziskā slāņa ierīce (PHY).

Sarunu slānis ir nepieciešams, lai MAC slānis, kas paredzēts AUI saskarnei, varētu strādāt ar fizisko slāni, izmantojot MP saskarni.

Fiziskā slāņa ierīce (PHY) savukārt sastāv no vairākiem apakšslāņiem (sk. 3.20. att.):

• · loģiskā datu kodēšanas apakšlīmenis, kas no MAC līmeņa nākošos baitus pārvērš 4B/5B vai 8B/6T koda simbolos (abi kodi tiek izmantoti Fast Ethernet tehnoloģijā);
• · fiziskā savienojuma apakšslāņi un fiziskās mediju atkarības (PMD) apakšslāņi, kas nodrošina signāla ģenerēšanu atbilstoši fiziskai kodēšanas metodei, piemēram, NRZI vai MLT-3;
• · automātiskās sarunas apakšslānis, kas ļauj diviem saziņas portiem automātiski izvēlēties visefektīvāko darbības režīmu, piemēram, pusdupleksu vai pilndupleksu (šis apakšslānis nav obligāts).

MP interfeiss atbalsta no vidējiem neatkarīgu datu apmaiņas veidu starp MAC apakšslāni un PHY apakšslāni. Šis interfeiss pēc nolūka ir līdzīgs klasiskā Ethernet AUI interfeisam, izņemot to, ka AUI interfeiss atradās starp fiziskā signāla kodēšanas apakšslāni (visām kabeļa opcijām tika izmantota viena un tā pati fiziskā kodēšanas metode - Mančestras kods) un fiziskā savienojuma apakšslāni. vidēja, un MP interfeiss atrodas starp MAC apakšslāni un signāla kodēšanas apakšlīmeņiem, no kuriem Fast Ethernet standartā ir trīs - FX, TX un T4.

MP savienotājam, atšķirībā no AUI savienotāja, ir 40 tapas, maksimālais MP kabeļa garums ir viens metrs. Signālu, kas tiek pārraidīti caur MP interfeisu, amplitūda ir 5 V.

Fiziskais slānis 100Base-FX - daudzmodu šķiedra, divas šķiedras

Šī specifikācija nosaka Fast Ethernet protokola darbību pa daudzmodu šķiedru pusdupleksa un pilna dupleksa režīmos, pamatojoties uz labi pārbaudīto FDDI kodēšanas shēmu. Tāpat kā FDDI standartā, katrs mezgls ir savienots ar tīklu, izmantojot divas optiskās šķiedras, kas nāk no uztvērēja (R x) un no raidītāja (T x).

Starp l00Base-FX un l00Base-TX specifikācijām ir daudz līdzību, tāpēc abām specifikācijām kopīgās īpašības tiks norādītas ar vispārīgo nosaukumu l00Base-FX/TX.

Kamēr 10 Mbps Ethernet izmanto Mančestras kodējumu, lai attēlotu datus, izmantojot kabeli, Fast Ethernet standarts nosaka citu kodēšanas metodi — 4 V/5 V. Šī metode jau ir pierādījusi savu efektivitāti FDDI standartā un ir pārnesta bez izmaiņām l00Base-FX/TX specifikācijā. Šajā metodē katri 4 MAC apakšslāņa datu biti (saukti par simboliem) tiek attēloti ar 5 bitiem. Liekais bits ļauj izmantot potenciālos kodus, attēlojot katru no pieciem bitiem kā elektriskus vai optiskus impulsus. Aizliegto simbolu kombināciju esamība ļauj noraidīt kļūdainus simbolus, kas palielina tīklu stabilitāti ar l00Base-FX/TX.

Lai atdalītu Ethernet rāmi no dīkstāves rakstzīmēm, tiek izmantota sākuma norobežotāja rakstzīmju kombinācija (4B/5B koda rakstzīmju pāris J (11000) un K (10001), un pēc kadra pabeigšanas tiek izmantota T. rakstzīme tiek ievietota pirms pirmās dīkstāves rakstzīmes.

Nepārtraukta 100Base-FX/TX specifikāciju datu plūsma

Kad 4 bitu MAC kodu daļas ir pārveidotas fiziskā slāņa 5 bitu daļās, tās ir jāattēlo kā optiski vai elektriski signāli kabelī, kas savieno tīkla mezglus. l00Base-FX un l00Base-TX specifikācijās šim nolūkam tiek izmantotas dažādas fiziskās kodēšanas metodes - attiecīgi NRZI un MLT-3 (tāpat kā FDDI tehnoloģijā, izmantojot optisko šķiedru un vītā pāra).

Fiziskais slānis 100Base-TX - vītā pāra DTP Cat 5 vai STP Type 1, divi pāri

l00Base-TX specifikācijā kā datu pārraides datu nesējs tiek izmantots UTP 5. kategorijas kabelis vai 1. tipa STP kabelis. Maksimālais garums kabelis abos gadījumos - 100 m.

Galvenās atšķirības no l00Base-FX specifikācijas ir MLT-3 metodes izmantošana 4V/5V koda 5 bitu daļu signālu pārraidīšanai pa vītā pāra, kā arī automātiskās sarunu funkcijas klātbūtne porta izvēlei. darbības režīms. Automātiskās sarunas shēma ļauj divām fiziski savienotām ierīcēm, kas atbalsta vairākus fizisko slāņu standartus, kas atšķiras pēc bitu ātruma un vītā pāru skaita, izvēlēties izdevīgāko darbības režīmu. Parasti automātiskās sarunu procedūra notiek, kad centrmezglam vai slēdžam pievienojat tīkla adapteri, kas var darboties ar ātrumu 10 un 100 Mbit/s.

Tālāk aprakstītā automātiskās sarunu shēma ir šodienas l00Base-T tehnoloģijas standarts. Iepriekš ražotāji izmantoja dažādas patentētas shēmas, lai automātiski noteiktu nesaderīgo sakaru portu ātrumu. Automātisko sarunu shēmu, kas pieņemta kā standarts, sākotnēji ierosināja National Semiconductor ar nosaukumu NWay.

Pašlaik kopumā ir definēti 5 dažādi darbības režīmi, kas var atbalstīt l00Base-TX vai 100Base-T4 ierīces uz vītā pāra;

• · l0Base-T - 2 3. kategorijas pāri;
• l0Base-T full-duplex - 2 pāri 3. kategorijas;
• · l00Base-TX - 2 5. kategorijas pāri (vai Type 1ASTP);
• · 100Base-T4 - 4 3. kategorijas pāri;
• · 100Base-TX full-duplekss - 2 pāri 5. kategorijas (vai Type 1A STP).

Režīmam l0Base-T ir viszemākā prioritāte sarunu procesā, un pilna dupleksa 100Base-T4 režīmam ir visaugstākā. Sarunu process notiek, kad ierīce ir ieslēgta, un to jebkurā laikā var uzsākt arī ierīces vadības modulis.

Ierīce, kas ir sākusi automātisko sarunu procesu, nosūta savam partnerim īpašu impulsu paketi Ātrās saites impulsa pārrāvums (FLP), kas satur 8 bitu vārdu, kas kodē piedāvāto mijiedarbības režīmu, sākot ar augstāko prioritāti, ko atbalsta mezgls.

Ja vienādranga mezgls atbalsta automātiskās sarunas funkciju un var arī atbalstīt piedāvāto režīmu, tas reaģē ar FLP impulsu uzliesmojumu, kurā tas apstiprina doto režīmu, un tas pabeidz sarunas. Ja partnermezgls var atbalstīt zemākas prioritātes režīmu, tas to norāda atbildē, un šis režīms tiek izvēlēts kā darba režīms. Tādējādi vienmēr tiek izvēlēts augstākās prioritātes kopējā mezgla režīms.

Mezgls, kas atbalsta tikai l0Base-T tehnoloģiju, nosūta Mančestras impulsus ik pēc 16 ms, lai pārbaudītu līnijas, kas savieno to ar blakus mezglu, integritāti. Šāds mezgls nesaprot FLP pieprasījumu, ko tam veic mezgls ar funkciju Auto-negotiation, un turpina sūtīt savus impulsus. Mezgls, kas saņem tikai līnijas integritātes impulsus, atbildot uz FLP pieprasījumu, saprot, ka tā partneris var darboties, tikai izmantojot l0Base-T standartu, un pats nosaka šo darbības režīmu.

Fiziskais slānis 100Base-T4 - vītā pāra UTP Cat 3, četri pāri

100Base-T4 specifikācija tika izstrādāta, lai ātrgaitas Ethernet varētu izmantot esošos 3. kategorijas vītā pāra vadus. Šī specifikācija palielina kopējo caurlaidspēju, vienlaikus pārvadot bitu straumes pa visiem 4 kabeļu pāriem.

100Base-T4 specifikācija parādījās vēlāk nekā citas Fast Ethernet fiziskā slāņa specifikācijas. Šīs tehnoloģijas izstrādātāji galvenokārt vēlējās izveidot fiziskās specifikācijas, kas ir vistuvāk l0Base-T un l0Base-F specifikācijām, kas darbojās divās datu līnijās: diviem pāriem vai divām šķiedrām. Lai īstenotu darbu pa diviem vītā pāriem, man bija jāpārslēdzas uz augstākas kvalitātes 5. kategorijas kabeli.

Tajā pašā laikā konkurējošās tehnoloģijas l00VG-AnyLAN izstrādātāji sākotnēji paļāvās uz darbu, izmantojot 3. kategorijas vītā pāra kabeli; vissvarīgākā priekšrocība bija ne tik daudz izmaksas, bet gan fakts, ka tas jau bija uzstādīts lielākajā daļā ēku. Tāpēc pēc l00Base-TX un l00Base-FX specifikāciju izlaišanas Fast Ethernet tehnoloģijas izstrādātāji ieviesa savu fiziskā slāņa versiju vītā pāra 3. kategorijai.

4V/5V kodēšanas vietā šī metode izmanto 8V/6T kodējumu, kam ir šaurāks signāla spektrs un ar ātrumu 33 Mbit/s iekļaujas 3. kategorijas vītā pāra kabeļa 16 MHz joslā (kodējot 4V/5V , signāla spektrs neiederas šajā joslā). Ik pēc 8 MAC līmeņa informācijas bitiem tiek kodēti 6 trīskārši simboli, tas ir, skaitļi, kuriem ir trīs stāvokļi. Katra trīskāršā cipara ilgums ir 40 ns. 6 trīskāršo ciparu grupa pēc tam tiek pārraidīta uz vienu no trim raidīšanas vītā pāriem neatkarīgi un secīgi.

Ceturtais pāris vienmēr tiek izmantots klausīšanai nesēja frekvence sadursmes noteikšanas nolūkos. Datu pārsūtīšanas ātrums katrā no trim pārraides pāriem ir 33,3 Mb/s, tātad 100Base-T4 protokola kopējais ātrums ir 100 Mb/s. Tajā pašā laikā pieņemtās kodēšanas metodes dēļ signāla maiņas ātrums katrā pārī ir tikai 25 Mbaud, kas ļauj izmantot 3. kategorijas vītā pāra.

Attēlā 3.23. attēlā parādīts savienojums starp 100Base-T4 tīkla adaptera MDI portu un centrmezgla MDI-X portu (prefikss X norāda, ka šim savienotājam uztvērēja un raidītāja savienojumi tiek apmainīti pa kabeļu pāriem, salīdzinot ar tīkla adapteri savienotājs, kas atvieglo vadu pāru savienošanu kabelī - bez krustošanas). Pāris 1 -2 vienmēr nepieciešams, lai pārsūtītu datus no MDI porta uz MDI-X portu, pāri 3 -6 - saņemt datus, izmantojot MDI portu no MDI-X porta un pāra 4 -5 Un 7 -8 ir divvirzienu un tiek izmantoti gan uztveršanai, gan pārraidīšanai atkarībā no nepieciešamības.

Mezglu savienojums saskaņā ar 100Base-T4 specifikāciju

Ātrs Ethernet

Fast Ethernet - IEEE 802.3 u specifikācija, kas oficiāli pieņemta 1995. gada 26. oktobrī, nosaka saišu slāņa protokola standartu tīkliem, kas darbojas, izmantojot gan vara, gan optiskās šķiedras kabeļus ar ātrumu 100 Mb/s. Jaunā specifikācija ir IEEE 802.3 Ethernet standarta pēctece, izmantojot to pašu kadra formātu, CSMA/CD mediju piekļuves mehānismu un zvaigžņu topoloģiju. Attīstība ir ietekmējusi vairākus fiziskā slāņa konfigurācijas elementus, kuriem ir palielināta jauda, ​​tostarp kabeļu veidus, segmentu garumus un centrmezglu skaitu.

Ātra Ethernet struktūra

Lai labāk izprastu darbību un izprastu Fast Ethernet elementu mijiedarbību, pievērsīsimies 1. attēlam.

1. attēls. Fast Ethernet sistēma

Loģiskās saites vadības (LLC) apakšslānis

IEEE 802.3u specifikācija sadala saites slāņa funkcijas divos apakšslāņos: loģiskā saišu kontrole (LLC) un multivides piekļuves slānis (MAC), kas tiks apspriesti turpmāk. LLC, kuras funkcijas nosaka IEEE 802.2 standarts, faktiski savienojas ar augstāka līmeņa protokoliem (piemēram, IP vai IPX), nodrošinot dažādus sakaru pakalpojumus:

• Pakalpojums bez savienojuma izveides un saņemšanas apstiprinājumiem. Vienkāršs pakalpojums, kas nenodrošina datu plūsmas kontroli vai kļūdu kontroli un negarantē pareizu datu piegādi.
• Uz savienojumu balstīts pakalpojums. Absolūti uzticams pakalpojums, kas garantē pareizu datu piegādi, izveidojot savienojumu ar saņēmēju sistēmu pirms datu pārraides sākuma un izmantojot kļūdu kontroles un datu plūsmas kontroles mehānismus.
• Bezsavienojuma pakalpojums ar saņemšanas apstiprinājumiem. Vidēji sarežģīts pakalpojums, kas izmanto apstiprinājuma ziņojumus, lai nodrošinātu garantētu piegādi, bet neveido savienojumu pirms datu pārsūtīšanas.

Sūtīšanas sistēmā dati, kas nodoti no protokola Tīkla slānis, vispirms tiek iekapsulēti LLC apakšslānī. Standarts tos sauc par protokola datu vienību (PDU). Kad PDU tiek nodots MAC apakšslānim, kur to atkal ieskauj galvenes un ziņas, no šī brīža to var tehniski saukt par rāmi. Ethernet paketei tas nozīmē, ka 802.3 rāmis papildus tīkla slāņa datiem satur trīs baitu LLC galveni. Tādējādi maksimālais atļautais datu garums katrā paketē tiek samazināts no 1500 līdz 1497 baitiem.

LLC galvene sastāv no trim laukiem:

Dažos gadījumos LLC rāmjiem ir neliela nozīme tīkla komunikācijas procesā. Piemēram, tīklā, kas izmanto TCP/IP kopā ar citiem protokoliem, vienīgā LLC funkcija var būt ļaut 802.3 kadros saturēt SNAP galveni, piemēram, Ethertype, kas norāda tīkla slāņa protokolu, uz kuru rāmis jānosūta. Šajā gadījumā visi LLC PDU izmanto nenumerētu informācijas formātu. Tomēr citiem augsta līmeņa protokoliem ir nepieciešami uzlaboti LLC pakalpojumi. Piemēram, NetBIOS sesijas un vairāki NetWare protokoli plašāk izmanto uz LLC savienojumu orientētus pakalpojumus.

SNAP galvene

Saņēmējai sistēmai ir jānosaka, kuram tīkla slāņa protokolam jāsaņem ienākošie dati. 802.3 paketes LLC PDU izmanto citu protokolu, ko sauc apakš-TīklsPiekļuveProtokols (SNAP (apakštīkla piekļuves protokols).

SNAP galvene ir 5 baitus gara un atrodas tieši aiz LLC galvenes 802.3 kadra datu laukā, kā parādīts attēlā. Galvenē ir divi lauki.

Organizācijas kods. Organizācijas vai piegādātāja ID ir 3 baitu lauks, kam ir tāda pati vērtība kā pirmajiem 3 baitiem no sūtītāja MAC adreses 802.3 galvenē.

Vietējais kods. Vietējais kods ir 2 baitu lauks, kas funkcionāli ir līdzvērtīgs laukam Ethertype Ethernet II galvenē.

Sarunu apakšslānis

Kā minēts iepriekš, Fast Ethernet ir attīstīts standarts. MAC, kas paredzēts AUI saskarnei, ir jāpārveido MII interfeisam, ko izmanto Fast Ethernet, kam šis apakšslānis ir paredzēts.

Multivides piekļuves kontrole (MAC)

Katram Fast Ethernet tīkla mezglam ir multivides piekļuves kontrolieris (MediaPiekļuveKontrolieris- MAC). MAC ir galvenais Fast Ethernet, un tam ir trīs mērķi:

Vissvarīgākais no trim MAC uzdevumiem ir pirmais. Jebkuram tīkla tehnoloģija, kas izmanto koplietotu datu nesēju, tā galvenā īpašība ir multivides piekļuves noteikumi, kas nosaka, kad mezgls var pārraidīt. Vairākas IEEE komitejas ir iesaistītas noteikumu izstrādē par piekļuvi datu nesējam. 802.3 komiteja, ko bieži dēvē par Ethernet komiteju, nosaka LAN standartus, kas izmanto noteikumus, ko sauc par CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — vairākkārtēja piekļuve ar nesēja uztveršanu un sadursmes noteikšanu).

CSMS/CD ir multivides piekļuves noteikumi gan Ethernet, gan Fast Ethernet. Tieši šajā jomā abas tehnoloģijas pilnībā sakrīt.

Tā kā visiem Fast Ethernet mezgliem ir viena un tā pati datu nesēja, tie var pārraidīt tikai tad, kad ir viņu kārta. Šo rindu nosaka CSMA/CD noteikumi.

CSMA/CD

Fast Ethernet MAC kontrolieris pirms pārraides klausās nesēju. Pārvadātājs pastāv tikai tad, kad pārraida cits mezgls. PHY slānis nosaka nesēja klātbūtni un ģenerē ziņojumu MAC. Nesēja klātbūtne norāda, ka vide ir aizņemta, un klausīšanās mezglam (vai mezgliem) ir jāpadodas raidītājam.

MAC, kuram ir pārsūtāms kadrs, pirms tā pārsūtīšanas ir jāgaida zināms minimālais laiks pēc iepriekšējā kadra beigām. Šo laiku sauc starppakešu sprauga(IPG, interpacket gap) un ilgst 0,96 mikrosekundes, tas ir, desmito daļu no parastās Ethernet paketes pārraides laika ar ātrumu 10 Mbit/s (IPG ir viens laika intervāls, vienmēr definēts mikrosekundēs, nevis bitu laikā ) 2. attēls.

2. attēls. Starppakešu sprauga

Pēc 1. paketes beigām visiem LAN mezgliem ir jāgaida IPG laiks, pirms tie var pārraidīt. Laika intervāls starp paketēm 1 un 2, 2 un 3 attēlā. 2 ir IPG laiks. Kad 3. pakete ir pabeigusi pārsūtīšanu, nevienam mezglam nav apstrādājamā materiāla, tāpēc laika intervāls starp 3. un 4. paketēm ir garāks nekā IPG.

Visiem tīkla mezgliem ir jāatbilst šiem noteikumiem. Pat ja mezglam ir daudz pārsūtāmo kadru un šis mezgls ir vienīgais, kas pārraida, pēc katras paketes nosūtīšanas tam ir jāgaida vismaz IPG laiks.

Šī ir ātrās Ethernet multivides piekļuves noteikumu CSMA daļa. Īsāk sakot, daudziem mezgliem ir piekļuve datu nesējam un tie izmanto nesēju, lai uzraudzītu tā noslogojumu.

Agrīnie eksperimentālie tīkli izmantoja tieši šos noteikumus, un šādi tīkli darbojās ļoti labi. Tomēr, izmantojot tikai CSMA, radās problēma. Bieži vien divi mezgli, kuriem bija pārsūtāmā pakete un gaidīja IPG laiku, sāka pārraidīt vienlaikus, kas noveda pie datu sabojāšanas abās pusēs. Šo situāciju sauc sadursme(sadursme) vai konflikts.

Lai pārvarētu šo šķērsli, agrīnajos protokolos tika izmantots diezgan vienkāršs mehānisms. Paketes tika sadalītas divās kategorijās: komandas un reakcijas. Katrai komandai, ko nosūtīja mezgls, bija nepieciešama atbilde. Ja pēc komandas nosūtīšanas kādu laiku netika saņemta atbilde (saukta par taimauta periodu), sākotnējā komanda tika izdota vēlreiz. Tas var notikt vairākas reizes (maksimālais taimautu skaits), pirms sūtīšanas mezgls reģistrēja kļūdu.

Šī shēma varētu darboties nevainojami, bet tikai līdz noteiktam brīdim. Konfliktu rašanās izraisīja strauju veiktspējas samazināšanos (parasti mēra baitos sekundē), jo mezgli bieži bija dīkstāvē, gaidot atbildes uz komandām, kas nekad nesasniedza galamērķi. Tīkla pārslodze un mezglu skaita pieaugums ir tieši saistīts ar konfliktu skaita pieaugumu un līdz ar to arī tīkla veiktspējas samazināšanos.

Pirmie tīkla dizaineri ātri atrada šīs problēmas risinājumu: katram mezglam ir jānosaka, vai pārsūtītā pakete ir pazaudēta, atklājot sadursmi (nevis gaidot atbildi, kas nekad nenāk). Tas nozīmē, ka sadursmes dēļ zaudētās paketes ir nekavējoties jāpārsūta, pirms beidzas taimauts. Ja mezgls pārsūtīja pēdējo paketes bitu, neizraisot sadursmi, tad pakete tika pārsūtīta veiksmīgi.

Nesēja uztveršanas metodi var labi apvienot ar sadursmes noteikšanas funkciju. Sadursmes joprojām notiek, taču tas neietekmē tīkla veiktspēju, jo mezgli ātri no tiem atbrīvojas. DIX grupa, izstrādājusi piekļuves noteikumus Ethernet CSMA/CD datu nesējam, formalizēja tos vienkārša algoritma veidā - 3. attēls.

3. attēls. CSMA/CD darbības algoritms

Fiziskā slāņa ierīce (PHY)

Tā kā Fast Ethernet var izmantot dažāda veida kabeli, katram datu nesējam ir nepieciešama unikāla signāla iepriekšēja sagatavošana. Konvertēšana ir nepieciešama arī efektīvai datu pārraidei: lai pārraidītais kods būtu izturīgs pret traucējumiem, iespējamiem zudumiem vai tā atsevišķo elementu (baudu) kropļojumiem, lai nodrošinātu efektīvu pulksteņa ģeneratoru sinhronizāciju raidīšanas vai uztveršanas pusē.

Kodēšanas apakšslānis (PCS)

Kodē/dekodē datus, kas nāk no/uz MAC slāņa, izmantojot algoritmus vai .

Fiziskā savienojuma un atkarības no fiziskās vides apakšlīmeņi (PMA un PMD)

PMA un PMD apakšslāņi sazinās starp PSC apakšslāni un MDI interfeisu, nodrošinot ģenerēšanu saskaņā ar fiziskās kodēšanas metodi: vai.

Autonarrunu apakšslānis (AUTONEG)

Automātiskās sarunas apakšslānis ļauj diviem saziņas portiem automātiski izvēlēties visefektīvāko darbības režīmu: pilndupleksu vai pusdupleksu 10 vai 100 Mb/s. Fiziskais slānis

Fast Ethernet standarts definē trīs veidu 100 Mbps Ethernet signalizācijas datu nesējus.

• 100Base-TX - divi savīti vadu pāri. Pārraide tiek veikta saskaņā ar standartu datu pārraidei savītā fiziskā vidē, ko izstrādājis ANSI (Amerikas Nacionālais standartu institūts - Amerikas Nacionālais standartu institūts). Savītais datu kabelis var būt ekranēts vai neekranēts. Izmanto 4V/5V datu kodēšanas algoritmu un MLT-3 fiziskās kodēšanas metodi.
• 100Base-FX - divi optiskās šķiedras kabeļa serdeņi. Pārraide tiek veikta arī saskaņā ar ANSI izstrādāto Fiber Optic Communications Standard. Izmanto 4V/5V datu kodēšanas algoritmu un NRZI fiziskās kodēšanas metodi.

100Base-TX un 100Base-FX specifikācijas ir zināmas arī kā 100Base-X

• 100Base-T4 ir īpaša specifikācija, ko izstrādājusi IEEE 802.3u komiteja. Saskaņā ar šo specifikāciju datu pārraide tiek veikta pa četriem vītā telefona kabeļa pāriem, ko sauc par UTP kategorijas 3 kabeli.Tā izmanto 8V/6T datu kodēšanas algoritmu un NRZI fiziskās kodēšanas metodi.

Turklāt Fast Ethernet standartā ir iekļauti ieteikumi 1. kategorijas ekranēta vītā pāra kabeļa lietošanai, kas ir standarta kabelis, ko tradicionāli izmanto Token Ring tīklos. Atbalsts un norādījumi par STP kabeļu izmantošanu Fast Ethernet tīklā nodrošina ceļu uz Fast Ethernet klientiem, kuriem ir STP kabeļi.

Fast Ethernet specifikācijā ir iekļauts arī automātiskās sarunu mehānisms, kas ļauj resursdatora portam automātiski konfigurēt sevi datu pārraides ātrumam 10 vai 100 Mbit/s. Šis mehānisms ir balstīts uz pakešu sērijas apmaiņu ar centrmezglu vai slēdža portu.

100Base-TX vide

100Base-TX pārraides vidē tiek izmantoti divi vītā pāri, no kuriem viens pāris tiek izmantots datu pārsūtīšanai, bet otrs to saņemšanai. Tā kā ANSI TP - PMD specifikācijā ir ietverti gan ekranēti, gan neekranēti vītā pāra kabeļi, 100Base-TX specifikācijā ir iekļauts atbalsts gan neekranētiem, gan ekranētiem 1. un 7. tipa vītā pāra kabeļiem.

MDI (Medium Dependent Interface) savienotājs

100Base-TX saites interfeiss atkarībā no vides var būt viens no diviem veidiem. Neekranētai vītā pāra kabeļiem MDI savienotājam ir jābūt astoņu kontaktu RJ 45 5. kategorijas savienotājam. Šo savienotāju izmanto arī 10Base-T tīklos, nodrošinot atpakaļsaderību ar esošajiem 5. kategorijas kabeļiem. Ekranētiem vītā pāra kabeļiem MDI savienotājs jābūt Izmantojiet IBM Type 1 STP savienotāju, kas ir ekranēts DB9 savienotājs. Šo savienotāju parasti izmanto Token Ring tīklos.

5(e) kategorijas UTP kabelis

UTP 100Base-TX multivides saskarne izmanto divus vadu pārus. Lai samazinātu šķērsrunu un iespējamos signāla kropļojumus, atlikušos četrus vadus nedrīkst izmantot signālu pārraidīšanai. Katra pāra pārraides un saņemšanas signāli ir polarizēti, un viens vads pārraida pozitīvo (+) signālu, bet otrs vads pārraida negatīvo (-) signālu. 100Base-TX tīkla kabeļu vadu krāsu kodējums un savienotāju tapu numuri ir norādīti tabulā. 1. Lai gan 100Base-TX PHY slānis tika izstrādāts pēc ANSI TP-PMD standarta pieņemšanas, RJ 45 savienotāja tapu numuri tika mainīti, lai tie atbilstu vadu shēmai, kas jau izmantota 10Base-T standartā. ANSI TP-PMD standartā datu saņemšanai tiek izmantotas tapas 7 un 9, savukārt standartos 100Base-TX un 10Base-T šim nolūkam tiek izmantoti kontakti 3 un 6. Šis izkārtojums ļauj izmantot 100Base-TX adapterus, nevis 10 bāzes adapterus - T un pievienojiet tos tiem pašiem 5. kategorijas kabeļiem, nemainot vadu. RJ 45 savienotājā izmantotie vadu pāri ir savienoti ar tapām 1, 2 un 3, 6. Lai pareizi savienotu vadus, jums jāvadās pēc to krāsu marķējuma.

1. tabula. Savienotāja tapu piešķiršanaMDIkabeliUTP100Base-TX

Mezgli sazinās viens ar otru, apmainoties ar kadriem. Fast Ethernet tīklā rāmis ir saziņas pamatvienība tīklā - jebkura informācija, kas tiek pārsūtīta starp mezgliem, tiek ievietota viena vai vairāku kadru datu laukā. Kadru pārsūtīšana no viena mezgla uz otru ir iespējama tikai tad, ja ir veids, kā unikāli identificēt visus tīkla mezglus. Tāpēc katram LAN mezglam ir adrese, ko sauc par tā MAC adresi. Šī adrese ir unikāla: diviem lokālā tīkla mezgliem nevar būt vienāda MAC adrese. Turklāt nevienā LAN tehnoloģijā (izņemot ARCNet) diviem mezgliem pasaulē nevar būt vienāda MAC adrese. Jebkurā ietvarā ir vismaz trīs galvenās informācijas daļas: adresāta adrese, sūtītāja adrese un dati. Dažiem rāmjiem ir citi lauki, taču ir nepieciešami tikai trīs uzskaitītie lauki. 4. attēlā parādīta Fast Ethernet rāmja struktūra.

4. attēls. Rāmja struktūraĀtriEthernet

• saņēmēja adrese- norādīta datus saņemošā mezgla adrese;
• sūtītāja adrese- norādīta tā mezgla adrese, kurš nosūtījis datus;
• garums/tips(L/T - Length/Type) - satur informāciju par pārsūtīto datu veidu;
• čekas summa rāmis(PCS — Frame Check Sequence) — paredzēts, lai pārbaudītu uztverošā mezgla saņemtā kadra pareizību.

Minimālais kadra izmērs ir 64 okteti jeb 512 biti (termini oktets Un baits - sinonīmi). Maksimālais kadra izmērs ir 1518 okteti jeb 12144 biti.

Rāmja adresēšana

Katram Fast Ethernet tīkla mezglam ir unikāls numurs, ko sauc par MAC adresi vai resursdatora adresi. Šis numurs sastāv no 48 bitiem (6 baiti), tiek piešķirts tīkla interfeisam ierīces ražošanas laikā un tiek ieprogrammēts inicializācijas procesa laikā. Tāpēc visu LAN tīkla saskarnēm, izņemot ARCNet, kas izmanto tīkla administratora piešķirtās 8 bitu adreses, ir iebūvēta unikāla MAC adrese, kas atšķiras no visām citām MAC adresēm uz Zemes un kuru ražotājs ir piešķīris līgums ar IEEE.

Lai atvieglotu tīkla saskarņu pārvaldības procesu, IEEE ir ierosinājis 48 bitu adreses lauku sadalīt četrās daļās, kā parādīts 5. attēlā. Pirmie divi adreses biti (biti 0 un 1) ir adreses tipa karodziņi. Karogu vērtība nosaka, kā tiek interpretēta adreses daļa (biti 2–47).

5. attēls. MAC adreses formāts

I/G bitu sauc personas/grupas adreses izvēles rūtiņa un parāda, kāda veida adrese (persona vai grupa) tā ir. Unicast adrese tīklā tiek piešķirta tikai vienam interfeisam (vai mezglam). Adreses, kuru I/G bits ir iestatīts uz 0, ir MAC adreses vai mezglu adreses. Ja I/O bits ir iestatīts uz 1, tad adrese pieder grupai un parasti tiek izsaukta daudzpunktu adrese(multiraides adrese) vai funkcionālā adrese(funkcionālā adrese). Grupas adresi var piešķirt vienai vai vairākām LAN tīkla saskarnēm. Uz multiraides adresi nosūtītos kadrus saņem vai kopē visas LAN tīkla saskarnes, kurām tā ir. Multiraides adreses ļauj rāmi nosūtīt lokālā tīkla mezglu apakškopai. Ja I/O bits ir iestatīts uz 1, biti no 46 līdz 0 tiek uzskatīti par multiraides adresi, nevis kā parastās adreses U/L, OUI un OUA lauki. U/L bitu sauc universāls/lokālais kontroles karogs un nosaka, kā adrese tika piešķirta tīkla interfeisam. Ja gan I/O, gan U/L biti ir iestatīti uz 0, tad adrese ir unikālais 48 bitu identifikators, kas aprakstīts iepriekš.

OUI (organizācijas unikāls identifikators - organizatoriski unikālais identifikators). IEEE katram tīkla adaptera un interfeisa ražotājam piešķir vienu vai vairākus OUI. Katrs ražotājs ir atbildīgs par pareizu OUA piešķiršanu (organizatoriski unikāla adrese - organizatoriski unikāla adrese), kam jābūt jebkurai viņa radītai ierīcei.

Kad U/L bits ir iestatīts, adrese tiek kontrolēta lokāli. Tas nozīmē, ka to nav iestatījis tīkla interfeisa ražotājs. Jebkura organizācija var izveidot savu MAC adresi tīkla saskarnei, iestatot U/L bitu uz 1 un bitu no 2 līdz 47 uz kādu atlasīto vērtību. Tīkla interfeiss, saņemot kadru, vispirms dekodē adresāta adresi. Kad adresē ir iestatīts I/O bits, MAC slānis saņems rāmi tikai tad, ja mērķa adrese ir resursdatora uzturētajā sarakstā. Šis paņēmiens ļauj vienam mezglam nosūtīt rāmi daudziem mezgliem.

Ir īpaša daudzpunktu adrese, ko sauc apraides adrese. 48 bitu IEEE apraides adresē visi biti ir iestatīti uz 1. Ja kadrs tiek pārsūtīts ar mērķa apraides adresi, visi tīkla mezgli to saņems un apstrādās.

Lauka garums/tips

Lauks L/T (garums/tips) tiek izmantots diviem dažādiem mērķiem:

• lai noteiktu kadra datu lauka garumu, izslēdzot jebkādu pildījumu pēc atstarpēm;
• lai datu laukā norādītu datu tipu.

L/T lauka vērtība, kas ir no 0 līdz 1500, ir kadra datu lauka garums; lielāka vērtība norāda protokola veidu.

Kopumā L/T lauks ir vēsturiska Ethernet standartizācijas palieka IEEE, kas radīja vairākas problēmas ar līdz 1983. gadam izdoto iekārtu savietojamību. Tagad Ethernet un Fast Ethernet nekad neizmanto L/T laukus. Norādītais lauks kalpo tikai saskaņošanai ar programmatūru, kas apstrādā kadrus (tas ir, ar protokoliem). Bet vienīgais patiesi standarta lietojums laukam L/T ir kā garuma lauks — 802.3 specifikācijā pat nav minēts tā iespējamais lietojums kā datu tipa lauks. Standarts nosaka: "Rāmjus, kuru garuma lauka vērtība ir lielāka par 4.4.2. punktā norādīto, var ignorēt, izmest vai izmantot privāti. Šo kadru izmantošana neietilpst šī standarta darbības jomā."

Apkopojot teikto, mēs atzīmējam, ka L/T lauks ir galvenais mehānisms, ar kuru palīdzību rāmja tips. Fast Ethernet un Ethernet kadri, kuros garumu norāda L/T lauka vērtība (L/T vērtība 802.3, kadri, kuros datu tips ir iestatīts pēc tā paša lauka vērtības (L/T vērtība > 1500) sauc par rāmjiem Ethernet- II vai DIX.

Datu lauks

Datu laukā satur informāciju, ko viens mezgls nosūta citam. Atšķirībā no citiem laukiem, kuros tiek glabāta ļoti specifiska informācija, datu lauks var saturēt gandrīz jebkuru informāciju, ja vien tā izmērs ir vismaz 46 un ne vairāk kā 1500 baiti. Protokoli nosaka, kā tiek formatēts un interpretēts datu lauka saturs.

Ja nepieciešams nosūtīt datus, kas ir mazāki par 46 baitiem, LLC slānis pievieno baitus ar nezināmu vērtību, t.s. nenozīmīgi dati(pad dati). Rezultātā lauka garums kļūst 46 baiti.

Ja rāmis ir 802.3 tipa, lauks L/T norāda derīgo datu apjomu. Piemēram, ja tiek nosūtīts 12 baitu ziņojums, laukā L/T tiek saglabāta vērtība 12, un datu laukā ir 34 papildu nenozīmīgi baiti. Nenozīmīgu baitu pievienošana ierosina Fast Ethernet LLC slāni, un to parasti īsteno aparatūrā.

MAC līmeņa iekārtas neiestata L/T lauka saturu – tas tiek darīts programmatūra. Šī lauka vērtības iestatīšanu gandrīz vienmēr veic tīkla interfeisa draiveris.

Rāmja kontrolsumma

Kadru kontrolsumma (PCS — Frame Check Sequence) ļauj nodrošināt, ka saņemtie kadri nav bojāti. Veidojot pārraidīto kadru MAC līmenī, tiek izmantota īpaša matemātiskā formula CRC(Cyclic Redundancy Check), kas paredzēts 32 bitu vērtības aprēķināšanai. Iegūtā vērtība tiek ievietota rāmja FCS laukā. MAC slāņa elementa ievade, kas aprēķina CRC, ir visu kadra baitu vērtības. FCS lauks ir galvenais un vissvarīgākais kļūdu noteikšanas un labošanas mehānisms Fast Ethernet. Sākot no adresāta adreses pirmā baita un beidzot ar datu lauka pēdējo baitu.

DSAP un SSAP lauku vērtības

DSAP/SSAP vērtības			Apraksts
			Indiv LLC Sublayer Mgt
			Group LLC apakšslāņa Mgt
			SNA ceļa kontrole
			Rezervēts (DOD IP)
			ISO CLNS IS 8473
			8B6T kodēšanas algoritms pārvērš astoņu bitu datu oktetu (8B) sešu bitu trīskāršā rakstzīmē (6T). 6T kodu grupas ir paredzētas paralēlai pārsūtīšanai pa trim vītā pāriem, tāpēc efektīvais datu pārraides ātrums katrā vītā pārī ir viena trešdaļa no 100 Mb/s, tas ir, 33,33 Mb/s. Trīskāršais simbolu ātrums katrā vītā pārī ir 6/8 no 33,3 Mb/s, kas atbilst 25 MHz takts frekvencei. Šī ir frekvence, kādā darbojas MP interfeisa taimeris. Atšķirībā no binārajiem signāliem, kuriem ir divi līmeņi, trīskāršajiem signāliem, kas tiek pārraidīti katrā pārī, var būt trīs līmeņi. Rakstzīmju kodēšanas tabula Lineārais kods Simbols MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (daudzlīmeņu pārraide) - ir nedaudz līdzīgs NRZ kodam, taču atšķirībā no pēdējā tai ir trīs signāla līmeņi. Viens atbilst pārejai no viena signāla līmeņa uz otru, un signāla līmeņa izmaiņas notiek secīgi, ņemot vērā iepriekšējo pāreju. Pārraidot “nulle”, signāls nemainās. Šim kodam, tāpat kā NRZ, ir nepieciešama iepriekšēja kodēšana. Sastādīts no materiāliem: Laem Queen, Ričards Rasels "Ātrais Ethernet"; K. Zaklers "Datortīkli"; V.G. un N.A. Olifers "Datortīkli";

Ethernet, bet arī citu, mazāk populāru tīklu iekārtām.

Ethernet un Fast Ethernet adapteri

Adaptera specifikācijas

Tīkla adapteri (NIC, tīkla interfeisa karte) Ethernet un Fast Ethernet var saskarties ar datoru, izmantojot vienu no standarta saskarnes:

• ISA (Industry Standard Architecture) kopne;
• PCI kopne (peripheral Component Interconnect);
• PC kartes kopne (pazīstama arī kā PCMCIA);

Adapteri, kas paredzēti ISA sistēmas kopnei (mugurkauls), ne tik sen bija galvenais adapteru veids. Uzņēmumu skaits, kas ražo šādus adapterus, bija liels, tāpēc ierīces šāda veida bija lētākie. ISA adapteri ir pieejami 8 un 16 bitu formātā. 8 bitu adapteri ir lētāki, savukārt 16 bitu adapteri ir ātrāki. Tiesa, informācijas apmaiņa ISA kopnē nevar būt pārāk ātra (limitātā - 16 MB/s, reāli - ne vairāk kā 8 MB/s, un 8 bitu adapteriem - līdz 2 MB/s). Tāpēc Fast Ethernet adapteri, kas prasa efektīvs darbsšai sistēmas kopnei praktiski netiek ražoti lieli datu pārraides ātrumi. ISA kopne kļūst par pagātni.

PCI kopne tagad praktiski ir aizstājusi ISA kopni un kļūst par galveno datoru paplašināšanas kopni. Tas nodrošina 32 un 64 bitu datu apmaiņu un lielu caurlaidspēju (teorētiski līdz 264 MB/s), kas pilnībā apmierina ne tikai Fast Ethernet, bet arī ātrākā Gigabit Ethernet prasības. Svarīgi ir arī tas, ka PCI kopne tiek izmantota ne tikai IBM PC datoros, bet arī PowerMac datoros. Turklāt tas atbalsta automātisko aparatūras konfigurāciju Plug-and-Play. Acīmredzot tuvākajā nākotnē lielākā daļa datoru būs orientēti uz PCI kopni. tīkla adapteri. PCI trūkums salīdzinājumā ar ISA kopni ir tāds, ka paplašināšanas slotu skaits datorā parasti ir neliels (parasti 3 sloti). Bet tieši tā tīkla adapteri vispirms izveidojiet savienojumu ar PCI.

PC Card kopne (vecais nosaukums PCMCIA) pašlaik tiek izmantota tikai piezīmjdatoru klases portatīvajos datoros. Šajos datoros iekšējā PCI kopne parasti netiek maršrutēta uz ārpusi. PC Card interfeiss ļauj viegli savienot miniatūras paplašināšanas kartes ar datoru, un apmaiņas ātrums ar šīm kartēm ir diezgan liels. Tomēr arvien vairāk portatīvo datoru ir aprīkoti ar iebūvētu tīkla adapteri, jo tīkla savienojamība kļūst par standarta funkciju komplekta neatņemamu sastāvdaļu. Šie iebūvētie adapteri atkal ir savienoti ar iekšējo PCI kopne dators.

Izvēloties tīkla adapteris orientēts uz konkrētu kopni, vispirms ir jāpārliecinās, vai tīklam pievienotajā datorā ir brīvas šīs kopnes paplašināšanas vietas. Jums vajadzētu arī novērtēt iegādātā adaptera uzstādīšanas sarežģītību un šāda veida dēļu ražošanas izredzes. Pēdējais var būt vajadzīgs, ja adapteris neizdodas.

Beidzot viņi atkal satiekas tīkla adapteri, savienojot ar datoru, izmantojot paralēlo (printera) LPT portu. Šīs pieejas galvenā priekšrocība ir tā, ka nav jāatver datora korpuss, lai pievienotu adapterus. Turklāt šajā gadījumā adapteri neaizņem datora sistēmas resursus, piemēram, pārtraukumu kanālus un DMA, kā arī atmiņas adreses un I/O ierīces. Tomēr informācijas apmaiņas ātrums starp tiem un datoru šajā gadījumā ir daudz mazāks nekā izmantojot sistēmas kopni. Turklāt tiem ir nepieciešams vairāk procesora laika, lai sazinātos ar tīklu, tādējādi palēninot datora darbību.

Pēdējā laikā arvien vairāk parādās datoru, kuros tīkla adapteri iebūvēts sistēmas plate. Šīs pieejas priekšrocības ir acīmredzamas: lietotājam nav jāiegādājas tīkla adapteris un tas jāinstalē datorā. Jums vienkārši jāpievieno tīkla kabelis datora ārējam savienotājam. Tomēr trūkums ir tāds, ka lietotājs nevar izvēlēties adapteri ar vislabākajām īpašībām.

Citas svarīgas īpašības tīkla adapteri var attiecināt:

• adaptera konfigurācijas metode;
• uz tāfeles uzstādītās buferatmiņas lielums un apmaiņas režīmi ar to;
• iespēja uzstādīt mikroshēmas uz tāfeles pastāvīgā atmiņa attālajai sāknēšanai (BootROM).
• iespēja savienot adapteri ar dažāda veida pārraides datu nesējiem (vītā pāra, tievs un biezs koaksiālais kabelis, optisko šķiedru kabelis);
• adaptera izmantotais tīkla pārraides ātrums un tā pārslēgšanas funkcijas pieejamība;
• adapteris var izmantot pilnas dupleksās apmaiņas režīmu;
• adaptera (precīzāk, adaptera draivera) saderība ar izmantoto tīkla programmatūru.

Adaptera lietotāja konfigurācija galvenokārt tika izmantota adapteriem, kas paredzēti ISA kopnei. Konfigurācija ietver datora sistēmas resursu izmantošanas iestatīšanu (ievades/izvades adreses, pārtraukumu kanāli un tieša piekļuve atmiņai, buferatmiņas adreses un attālā sāknēšanas atmiņa). Konfigurāciju var veikt, iestatot slēdžus (džemperus) vēlamajā pozīcijā vai izmantojot DOS konfigurācijas programmu, kas tiek piegādāta kopā ar adapteri (Jumperless, Programmatūras konfigurācija). Startējot šādu programmu, lietotājam tiek piedāvāts iestatīt aparatūras konfigurāciju, izmantojot vienkāršu izvēlni: atlasiet adaptera parametrus. Tā pati programma ļauj jums izveidot pašpārbaude adapteris Atlasītie parametri tiek saglabāti adaptera nemainīgajā atmiņā. Jebkurā gadījumā, izvēloties parametrus, jums jāizvairās no konfliktiem ar sistēmas ierīces datoru un ar citām paplašināšanas kartēm.

Adapteri var arī automātiski konfigurēt Plug-and-Play režīmā, kad dators ir ieslēgts. Mūsdienu adapteri parasti atbalsta šo konkrēto režīmu, tāpēc lietotājs tos var viegli instalēt.

Vienkāršākajos adapteros apmaiņa ar adaptera iekšējo buferatmiņu (Adaptera RAM) tiek veikta caur ievades/izvades ierīču adrešu telpu. Šajā gadījumā papildu atmiņas adrešu konfigurācija nav nepieciešama. Jānorāda buferatmiņas bāzes adrese, kas darbojas koplietotās atmiņas režīmā. Tas ir piešķirts datora augšējai atmiņas zonai (

Starp standarta tīkliem visizplatītākais ir Ethernet tīkls. Tas parādījās 1972. gadā, un 1985. gadā tas kļuva par starptautisku standartu. To pieņēma lielākās starptautiskās standartu organizācijas: 802 IEEE (Elektrotehnikas un elektronikas inženieru institūts) un ECMA (Eiropas Datoru ražotāju asociācija).

Standartu sauc par IEEE 802.3 (angļu valodā lasīt kā “eight oh two dot three”). Tas definē vairākkārtēju piekļuvi mono kopnes tipa kanālam ar sadursmes noteikšanu un pārraides vadību, tas ir, ar jau minēto CSMA/CD piekļuves metodi.

Oriģinālā IEEE 802.3 standarta galvenie raksturlielumi:

· topoloģija – kopne;

· pārraides vide – koaksiālais kabelis;

· pārraides ātrums – 10 Mbit/s;

· maksimālais tīkla garums – 5 km;

· maksimālais abonentu skaits – līdz 1024;

· tīkla segmenta garums – līdz 500 m;

· abonentu skaits vienā segmentā – līdz 100;

· piekļuves veids – CSMA/CD;

· šaurjoslas pārraide, tas ir, bez modulācijas (mono kanāls).

Stingri sakot, starp IEEE 802.3 un Ethernet standartiem ir nelielas atšķirības, taču tās parasti tiek ignorētas.

Ethernet tīkls šobrīd ir vispopulārākais pasaulē (vairāk nekā 90% no tirgus), un domājams, ka tāds tas paliks arī turpmākajos gados. To ievērojami veicināja fakts, ka jau no paša sākuma tīkla raksturlielumi, parametri un protokoli bija atvērti, kā rezultātā milzīgs skaits ražotāju visā pasaulē sāka ražot Ethernet iekārtas, kas bija pilnībā savietojamas savā starpā. .

Klasiskajā Ethernet tīklā tika izmantots divu veidu 50 omu koaksiālais kabelis (biezs un plāns). Tomēr pēdējā laikā (kopš 90. gadu sākuma) visplašāk izmantotā Ethernet versija ir vītā pāru izmantošana kā pārraides līdzeklis. Ir noteikts arī standarts izmantošanai optisko šķiedru kabeļu tīklos. Sākotnējam IEEE 802.3 standartam ir veikti papildinājumi, lai pielāgotos šīm izmaiņām. 1995. gadā parādījās papildu standarts ātrākai Ethernet versijai, kas darbojas ar ātrumu 100 Mbit/s (tā sauktais Fast Ethernet, IEEE 802.3u standarts), kā pārraides līdzekli izmantojot vītā pāra vai optisko šķiedru kabeli. 1997. gadā parādījās arī versija ar ātrumu 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, IEEE 802.3z standarts).

Papildus standarta kopnes topoloģijai arvien vairāk tiek izmantotas pasīvās zvaigžņu un pasīvās koka topoloģijas. Tas ietver atkārtotāju un atkārtotāju centrmezglu izmantošanu, kas savieno dažādas tīkla daļas (segmentus). Rezultātā uz segmentiem var veidoties kokam līdzīga struktūra dažādi veidi(7.1. att.).

Segments (tīkla daļa) var būt klasisks autobuss vai viens abonents. Kopnes segmentiem tiek izmantots koaksiālais kabelis, bet pasīvajām zvaigžņu sijām (savienojumam ar centrmezglu atsevišķi datori) – vītā pāra un optiskās šķiedras kabelis. Galvenā prasība iegūtajai topoloģijai ir tāda, ka tajā nedrīkst būt slēgti ceļi (cilpas). Faktiski izrādās, ka visi abonenti ir savienoti ar fizisku kopni, jo signāls no katra no tiem vienlaikus izplatās visos virzienos un neatgriežas atpakaļ (kā gredzenā).

Maksimālais tīkla kabeļa garums kopumā (maksimālais signāla ceļš) teorētiski var sasniegt 6,5 kilometrus, bet praktiski nepārsniedz 3,5 kilometrus.

Rīsi. 7.1. Klasiskā Ethernet tīkla topoloģija.

Fast Ethernet tīklam nav fiziskas kopnes topoloģijas; tiek izmantota tikai pasīvā zvaigzne vai pasīvais koks. Turklāt Fast Ethernet ir daudz stingrākas prasības attiecībā uz maksimālo tīkla garumu. Galu galā, 10 reizes palielinot pārraides ātrumu un saglabājot pakešu formātu, tā minimālais garums kļūst desmit reizes mazāks. Tādējādi pieļaujamā dubultā signāla pārraides laika vērtība tīklā tiek samazināta 10 reizes (5,12 μs pret 51,2 μs Ethernet).

Standarta Mančestras kods tiek izmantots, lai pārraidītu informāciju Ethernet tīklā.

Piekļuve Ethernet tīklam tiek veikta, izmantojot nejaušo CSMA/CD metodi, nodrošinot abonentu vienlīdzību. Tīkls izmanto mainīga garuma paketes.

Ethernet tīklam, kas darbojas ar ātrumu 10 Mbit/s, standarts nosaka četrus galvenos tīkla segmentu veidus, kas vērsti uz dažādiem informācijas pārraides līdzekļiem:

· 10BASE5 (biezs koaksiālais kabelis);

· 10BASE2 (plāns koaksiālais kabelis);

· 10BASE-T (vītā pāra);

· 10BASE-FL (optiskās šķiedras kabelis).

Segmenta nosaukumā ir iekļauti trīs elementi: cipars “10” apzīmē pārraides ātrumu 10 Mbit/s, vārds BASE apzīmē pārraidi bāzes frekvenču joslā (tas ir, nemodulējot augstfrekvences signālu), un pēdējais. elements ir segmenta pieļaujamais garums: “5” – 500 metri, “2” – 200 metri (precīzāk, 185 metri) vai sakaru līnijas veids: “T” – vītā pāra (no angļu “twisted-pair” ), “F” – optiskās šķiedras kabelis (no angļu valodas “fiber optic”).

Līdzīgi Ethernet tīklam, kas darbojas ar ātrumu 100 Mbit/s (Fast Ethernet), standarts nosaka trīs veidu segmentus, kas atšķiras pēc pārraides datu nesēju veidiem:

· 100BASE-T4 (quad vītā pāra);

· 100BASE-TX (dubultais vītā pāra savienojums);

· 100BASE-FX (optiskās šķiedras kabelis).

Šeit cipars “100” nozīmē pārraides ātrumu 100 Mbit/s, burts “T” apzīmē vītā pāra, bet burts “F” apzīmē optisko šķiedru kabeli. Tipi 100BASE-TX un 100BASE-FX dažreiz tiek apvienoti ar nosaukumu 100BASE-X, un 100BASE-T4 un 100BASE-TX tiek saukti par 100BASE-T.

Token-Ring tīkls

Token-Ring tīklu IBM ierosināja 1985. gadā (pirmā versija parādījās 1980. gadā). Tas bija paredzēts visu veidu IBM ražoto datoru savienošanai tīklā. Pats fakts, ka to atbalsta lielākais datortehnikas ražotājs IBM, liek domāt, ka tam jāpievērš īpaša uzmanība. Taču tikpat svarīgi ir tas, ka Token-Ring pašlaik ir starptautiskais standarts IEEE 802.5 (lai gan pastāv nelielas atšķirības starp Token-Ring un IEEE 802.5). Tādējādi šim tīklam ir tāds pats statuss kā Ethernet.

Token-Ring tika izstrādāts kā uzticama alternatīva Ethernet. Un, lai gan Ethernet tagad aizstāj visus citus tīklus, Token-Ring nevar uzskatīt par bezcerīgi novecojušu. Ar šo tīklu ir savienoti vairāk nekā 10 miljoni datoru visā pasaulē.

Token-Ring tīklam ir gredzena topoloģija, lai gan ārēji tas vairāk izskatās pēc zvaigznes. Tas ir saistīts ar faktu, ka atsevišķi abonenti (datori) pieslēdzas tīklam nevis tieši, bet caur īpašiem centrmezgliem vai daudzpiekļuves ierīcēm (MSAU vai MAU - Multistation Access Unit). Fiziski tīkls veido zvaigžņu gredzena topoloģiju (7.3. att.). Patiesībā abonenti joprojām ir apvienoti gredzenā, tas ir, katrs no tiem pārraida informāciju vienam kaimiņu abonentam un saņem informāciju no cita.

Rīsi. 7.3. Token-Ring tīkla zvaigžņu gredzenu topoloģija.

Pārraides vide IBM Token-Ring tīklā sākotnēji bija vītā pāra, gan neekranēts (UTP), gan ekranēts (STP), bet pēc tam parādījās aprīkojuma iespējas koaksiālajam kabelim, kā arī optiskās šķiedras kabelim FDDI standartā.

Pamata specifikācijas klasiskā Token-Ring tīkla versija:

· maksimālais IBM 8228 MAU tipa centrmezglu skaits – 12;

· maksimālais abonentu skaits tīklā – 96;

· maksimālais kabeļa garums starp abonentu un centrmezglu ir 45 metri;

· maksimālais kabeļa garums starp centrmezgliem ir 45 metri;

· maksimālais kabeļa garums, kas savieno visus rumbas, ir 120 metri;

· datu pārraides ātrums – 4 Mbit/s un 16 Mbit/s.

Visi norādītie raksturlielumi attiecas uz neekranēta vītā pāra kabeļa izmantošanu. Ja tiek izmantots cits pārraides līdzeklis, tīkla veiktspēja var atšķirties. Piemēram, izmantojot ekranētu vītā pāra (STP), abonentu skaitu var palielināt līdz 260 (nevis 96), kabeļa garumu var palielināt līdz 100 metriem (nevis 45), centrmezglu skaitu var palielināt līdz 33, un rumbas savienojošā gredzena kopējais garums var būt līdz 200 metriem. Optiskās šķiedras kabelis ļauj palielināt kabeļa garumu līdz diviem kilometriem.

Lai pārsūtītu informāciju uz Token-Ring, tiek izmantots divfāžu kods (precīzāk, tā versija ar obligātu pāreju bitu intervāla centrā). Tāpat kā jebkurai zvaigžņu topoloģijai, nav nepieciešami papildu elektriskie pieslēgumi vai ārējie zemējuma pasākumi. Pārrunas veic tīkla adapteru un centrmezglu aparatūra.

Lai savienotu kabeļus, Token-Ring izmanto RJ-45 savienotājus (neekranētam vītā pāra), kā arī MIC un DB9P. Vadi kabelī savieno savienotāja kontaktus ar tādu pašu nosaukumu (tas ir, tiek izmantoti tā sauktie “taisnie” kabeļi).

Token-Ring tīkls tā klasiskajā versijā ir zemāks par Ethernet tīklu gan pieļaujamā izmēra, gan maksimālā abonentu skaita ziņā. Pārsūtīšanas ātruma ziņā Token-Ring pašlaik ir pieejams 100 Mbps (High Speed ​​​​Token-Ring, HSTR) un 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring) versijās. Uzņēmumi, kas atbalsta Token-Ring (tostarp IBM, Olicom, Madge), neplāno pamest savu tīklu, uzskatot to par cienīgs konkurents Ethernet.

Salīdzinot ar Ethernet aprīkojumu, Token-Ring aprīkojums ir ievērojami dārgāks, jo tajā tiek izmantota sarežģītāka apmaiņas pārvaldības metode, tāpēc Token-Ring tīkls nav kļuvis tik plaši izplatīts.

Tomēr atšķirībā no Ethernet, Token-Ring tīkls spēj daudz labāk izturēt augstu slodzes līmeni (vairāk nekā 30-40%) un nodrošina garantētu piekļuves laiku. Tas ir nepieciešams, piemēram, rūpnieciskajos tīklos, kur aizkavēta reakcija uz ārēju notikumu var izraisīt nopietnus negadījumus.

Token-Ring tīklā tiek izmantota klasiskā token piekļuves metode, tas ir, ap gredzenu pastāvīgi cirkulē marķieris, kuram abonenti var pievienot savas datu paketes (skat. 4.15. att.). Tas nozīmē tik svarīgu šī tīkla priekšrocību kā konfliktu neesamība, taču ir arī trūkumi, jo īpaši nepieciešamība kontrolēt marķiera integritāti un tīkla darbības atkarību no katra abonenta (ja darbības traucējumi, abonents ir jāizslēdz no gredzena).

Maksimālais laiks paketes pārsūtīšanai uz Token-Ring ir 10 ms. Ja maksimālais abonentu skaits ir 260, pilns zvana cikls būs 260 x 10 ms = 2,6 s. Šajā laikā visi 260 abonenti varēs pārsūtīt savas paketes (ja, protams, viņiem būs ko pārraidīt). Šajā pašā laikā bezmaksas marķieris noteikti sasniegs katru abonentu. Šis pats intervāls ir Token-Ring piekļuves laika augšējā robeža.

Arcnet tīkls

Arcnet tīkls (vai ARCnet no angļu valodas Attached Resource Computer Net, datortīkls savienotie resursi) ir viens no vecākajiem tīkliem. To izstrādāja Datapoint Corporation 1977. gadā. Šim tīklam nav starptautisku standartu, lai gan tas tiek uzskatīts par marķiera piekļuves metodes priekšteci. Neskatoties uz standartu trūkumu, Arcnet tīkls vēl nesen (no 1980. līdz 1990. gadam) bija populārs, pat nopietni konkurējot ar Ethernet. Liels skaits uzņēmumu ražoja iekārtas šāda veida tīkliem. Taču tagad Arcnet iekārtu ražošana ir praktiski beigusies.

Starp galvenajām Arcnet tīkla priekšrocībām salīdzinājumā ar Ethernet ir ierobežotais piekļuves laiks, augsta sakaru uzticamība, diagnostikas vienkāršība un salīdzinoši zemās adapteru izmaksas. Kā būtiskākie tīkla trūkumi ir zems informācijas pārraides ātrums (2,5 Mbit/s), adresācijas sistēma un pakešu formāts.

Informācijas pārsūtīšanai Arcnet tīklā tiek izmantots diezgan rets kods, kurā loģiskais atbilst diviem impulsiem bitu intervāla laikā, bet loģiskā nulle atbilst vienam impulsam. Acīmredzot šis ir automātisks kods, kam nepieciešams vēl lielāks kabeļa joslas platums nekā pat Mančestrai.

Pārraides vide tīklā ir koaksiālais kabelis ar raksturīgo pretestību 93 omi, piemēram, zīmols RG-62A/U. Opcijas ar vītā pāra (ekranēts un neaizsargāts) netiek plaši izmantotas. Tika piedāvātas arī optisko šķiedru kabeļu iespējas, taču tās arī neglāba Arcnet.

Kā topoloģiju Arcnet tīkls izmanto klasisko kopni (Arcnet-BUS), kā arī pasīvo zvaigzni (Arcnet-STAR). Zvaigzne izmanto koncentratorus (rumbas). Izmantojot centrmezglus (kā Ethernet), ir iespējams apvienot kopnes un zvaigžņu segmentus koka topoloģijā. Galvenais ierobežojums ir tāds, ka topoloģijā nedrīkst būt slēgtu ceļu (cilpu). Vēl viens ierobežojums: segmentu skaits, kas savienoti margrietiņu ķēdē, izmantojot centrmezglus, nedrīkst pārsniegt trīs.

Tādējādi Arcnet tīkla topoloģija ir šāda (7.15. att.).

Rīsi. 7.15. Arcnet tīkla topoloģija ir kopnes tipa (B – adapteri darbam kopnē, S – adapteri darbam zvaigznē).

Arcnet tīkla galvenie tehniskie parametri ir šādi.

· Pārraides vide – koaksiālais kabelis, vītā pāra.

· Maksimālais tīkla garums ir 6 kilometri.

· Maksimālais kabeļa garums no abonenta līdz pasīvajam centrmezglam ir 30 metri.

· Maksimālais kabeļa garums no abonenta līdz aktīvajam centrmezglam ir 600 metri.

· Maksimālais kabeļa garums starp aktīvo un pasīvo centrmezglu ir 30 metri.

· Maksimālais kabeļa garums starp aktīvie koncentratori- 600 metri.

· Maksimālais abonentu skaits tīklā ir 255.

· Maksimālais abonentu skaits autobusu segmentā ir 8.

· Minimālais attālums starp abonentiem autobusā ir 1 metrs.

· Autobusa segmenta maksimālais garums ir 300 metri.

· Datu pārraides ātrums – 2,5 Mbit/s.

Veidojot sarežģītas topoloģijas, ir jānodrošina, lai signāla izplatīšanās aizkave tīklā starp abonentiem nepārsniegtu 30 μs. Maksimālais signāla vājināšanās kabelī ar frekvenci 5 MHz nedrīkst pārsniegt 11 dB.

Arcnet tīklā tiek izmantota marķiera piekļuves metode (tiesību nodošanas metode), taču tā nedaudz atšķiras no Token-Ring tīkla. Šī metode ir vistuvākā IEEE 802.4 standartā paredzētajai metodei.

Tāpat kā ar Token-Ring, arī Arcnet konflikti tiek pilnībā novērsti. Tāpat kā jebkurš marķiera tīkls, Arcnet labi pārnēsā slodzi un garantē ilgu piekļuves laiku tīklam (atšķirībā no Ethernet). Kopējais laiks, lai marķieris apietu visus abonentus, ir 840 ms. Attiecīgi tas pats intervāls nosaka tīkla piekļuves laika augšējo robežu.

Tokenu ģenerē īpašs abonents – tīkla kontrolleris. Šis ir abonents ar minimālo (nulles) adresi.

FDDI tīkls

FDDI tīkls (no angļu Fibre Distributed Data Interface, fiber-optic sadalīto datu interfeiss) ir viens no jaunākajiem sasniegumiem vietējo tīklu standartos. FDDI standartu ierosināja Amerikas Nacionālais standartu institūts ANSI (ANSI specifikācija X3T9.5). Pēc tam tika pieņemts ISO 9314 standarts, kas atbilst ANSI specifikācijām. Tīkla standartizācijas līmenis ir diezgan augsts.

Atšķirībā no citiem standarta vietējiem tīkliem, FDDI standarts sākotnēji bija vērsts uz lielu pārraides ātrumu (100 Mbit/s) un daudzsološākā optiskās šķiedras kabeļa izmantošanu. Tāpēc šajā gadījumā izstrādātājus neierobežoja veco standartu sistēma, kas vērsta uz zemi ātrumi un elektriskais kabelis.

Optiskās šķiedras kā pārraides vides izvēle noteica šādas priekšrocības jauns tīkls, piemēram, augsta trokšņu noturība, maksimāla informācijas pārraides konfidencialitāte un lieliska abonentu galvaniskā izolācija. Lieli pārraides ātrumi, kas ir daudz vieglāk sasniedzami optisko šķiedru kabeļu gadījumā, ļauj atrisināt daudzus uzdevumus, kas nav iespējami ar mazāka ātruma tīkliem, piemēram, attēlu pārraidi reāllaikā. Turklāt optiskās šķiedras kabelis viegli atrisina datu pārraides problēmu vairāku kilometru attālumā bez pārsūtīšanas, kas ļauj izveidot lielus tīklus, kas aptver pat visas pilsētas un kuriem ir visas vietējo tīklu priekšrocības (jo īpaši zema kļūda). likme). Tas viss noteica FDDI tīkla popularitāti, lai gan tas vēl nav tik plaši izplatīts kā Ethernet un Token-Ring.

FDDI standarts tika balstīts uz marķiera piekļuves metodi, ko nodrošina starptautiskais standarts IEEE 802.5 (Token-Ring). Nelielas atšķirības no šī standarta nosaka nepieciešamība nodrošināt lielu informācijas pārraides ātrumu lielos attālumos. FDDI tīkla topoloģija ir gredzens, kas ir vispiemērotākā optiskās šķiedras kabeļa topoloģija. Tīklā tiek izmantoti divi daudzvirzienu optiskās šķiedras kabeļi, no kuriem viens parasti ir rezervē, taču šis risinājums ļauj izmantot pilndupleksu informācijas pārraidi (vienlaikus divos virzienos) ar dubultu efektīvo ātrumu 200 Mbit/s (ar katru no diviem kanāliem, kas darbojas ar ātrumu 100 Mbit/s). Tiek izmantota arī zvaigžņu gredzena topoloģija ar centrmezgliem, kas iekļauti gredzenā (kā Token-Ring).

FDDI tīkla galvenie tehniskie parametri.

· Maksimālais tīkla abonentu skaits ir 1000.

· Maksimālais tīkla gredzena garums ir 20 kilometri.

· Maksimālais attālums starp tīkla abonentiem ir 2 kilometri.

· Pārraides vide – daudzmodu optiskās šķiedras kabelis (iespējams, izmantojot elektrisko vītā pāri).

· Piekļuves metode – marķieris.

· Informācijas pārraides ātrums – 100 Mbit/s (200 Mbit/s dupleksās pārraides režīmam).

FDDI standartam ir ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar visiem iepriekš apspriestajiem tīkliem. Piemēram, Fast Ethernet tīkls ar tādu pašu 100 Mb/s joslas platumu nevar līdzināties FDDI tīkla lieluma ziņā. Turklāt FDDI marķiera piekļuves metode atšķirībā no CSMA/CD nodrošina garantētu piekļuves laiku un konfliktu neesamību jebkurā slodzes līmenī.

Kopējā tīkla garuma ierobežojums 20 km nav saistīts ar signālu vājināšanos kabelī, bet gan ar nepieciešamību ierobežot laiku, kas nepieciešams, lai signāls pilnībā pārvietotos pa gredzenu, lai nodrošinātu maksimālo pieļaujamo piekļuves laiku. Bet maksimālo attālumu starp abonentiem (2 km ar daudzmodu kabeli) precīzi nosaka signālu vājināšanās kabelī (tas nedrīkst pārsniegt 11 dB). Ir iespējams izmantot arī vienmoda kabeli, tādā gadījumā attālums starp abonentiem var sasniegt 45 kilometrus, bet kopējais gredzena garums var būt 200 kilometri.

Ir arī FDDI ieviešana elektriskais kabelis(CDDI — vara izplatīto datu saskarne vai TPDDI — vītā pāra sadalītā datu saskarne). Tas izmanto 5. kategorijas kabeli ar RJ-45 savienotājiem. Maksimālais attālums starp abonentiem šajā gadījumā nedrīkst būt lielāks par 100 metriem. Tīkla aprīkojuma izmaksas uz elektriskā kabeļa ir vairākas reizes mazākas. Bet šai tīkla versijai vairs nav tik acīmredzamu priekšrocību salīdzinājumā ar konkurentiem kā oriģinālajam optiskās šķiedras FDDI. FDDI elektriskās versijas ir daudz mazāk standartizētas nekā optiskās šķiedras, tāpēc dažādu ražotāju aprīkojuma savietojamība netiek garantēta.

Lai pārsūtītu datus FDDI, tiek izmantots 4B/5B kods, kas īpaši izstrādāts šim standartam.

Lai panāktu augstu tīkla elastību, FDDI standarts paredz divu veidu abonentu iekļaušanu gredzenā:

· A klases abonenti (stacijas) (duālā pieslēguma abonenti, DAS – Dual-Attachment Stations) ir savienoti ar abiem (iekšējiem un ārējiem) tīkla gredzeniem. Tajā pašā laikā tiek realizēta apmaiņas iespēja ar ātrumu līdz 200 Mbit/s vai tīkla kabeļa dublēšana (ja ir bojāts galvenais kabelis, tiek izmantots rezerves kabelis). Šīs klases iekārtas tiek izmantotas veiktspējas ziņā vissvarīgākajās tīkla daļās.

· B klases abonenti (stacijas) (viena pieslēguma abonenti, SAS – Single-Attachment Stations) ir pieslēgti tikai vienam (ārējam) tīkla gredzenam. Tie ir vienkāršāki un lētāki nekā A klases adapteri, taču tiem nav to iespēju. Tos var savienot ar tīklu, tikai izmantojot centrmezglu vai apvedceļa slēdzi, kas tos izslēdz avārijas gadījumā.

Papildus pašiem abonentiem (datoriem, termināļiem u.c.) tīklā tiek izmantoti Elektroinstalācijas koncentratori, kuru iekļaušana ļauj vienuviet apkopot visus pieslēguma punktus tīkla darbības uzraudzībai, kļūdu diagnosticēšanai un pārkonfigurācijas vienkāršošanai. Izmantojot dažāda veida kabeļus (piemēram, optisko šķiedru kabeli un vītā pāra), centrmezgls veic arī elektrisko signālu pārvēršanas funkciju optiskajos signālos un otrādi. Koncentratoriem ir arī divi savienojumi (DAC — Dual-Attachment Concentrator) un viens savienojums (SAC — viena pieslēguma koncentrators).

FDDI tīkla konfigurācijas piemērs ir parādīts attēlā. 8.1. Tīkla ierīču apvienošanas princips ir parādīts 8.2. attēlā.

Rīsi. 8.1. FDDI tīkla konfigurācijas piemērs.

Atšķirībā no IEEE 802.5 standarta piedāvātās piekļuves metodes, FDDI izmanto tā saukto vairāku marķieru nodošanu. Ja Token-Ring tīkla gadījumā abonents jaunu (bezmaksas) marķieri nosūta tikai pēc tam, kad viņam ir atgriezta viņa pakete, tad FDDI jauno marķieri abonents pārsūta tūlīt pēc pakešu pārraides beigām ( līdzīgi kā tas tiek darīts ar ETR metodi Token-Ring tīkla gredzenā).

Noslēgumā jāatzīmē, ka, neskatoties uz acīmredzamajām FDDI priekšrocībām šis tīkls nav kļuvis plaši izplatīts, kas galvenokārt ir saistīts ar tā aprīkojuma augstajām izmaksām (vairāku simtu un pat tūkstošu dolāru apmērā). Galvenā FDDI pielietojuma joma tagad ir pamata (mugurkaula) tīkli, kas apvieno vairākus tīklus. FDDI izmanto arī, lai savienotu jaudīgas darbstacijas vai serverus, kuriem nepieciešama liela ātruma saziņa. Paredzams, ka Fast Ethernet var aizstāt FDDI, taču optiskās šķiedras kabeļa priekšrocības, marķieru pārvaldība un rekordlielais tīkla lielums pašlaik izvirza FDDI konkurentu priekšā. Un gadījumos, kad aprīkojuma izmaksas ir kritiskas, nekritiskās vietās var izmantot FDDI (TPDDI) vītā pāra versiju. Turklāt FDDI iekārtu izmaksas var ievērojami samazināties, palielinoties to ražošanas apjomam.

100VG-AnyLAN tīkls

100VG-AnyLAN tīkls ir viens no jaunākajiem sasniegumiem ātrdarbīgos lokālos tīklos, kas nesen parādījās tirgū. Tas atbilst starptautiskajam standartam IEEE 802.12, tāpēc tā standartizācijas līmenis ir diezgan augsts.

Tās galvenās priekšrocības ir liels apmaiņas ātrums, salīdzinoši zemās aprīkojuma izmaksas (apmēram divas reizes dārgākas nekā populārākā Ethernet 10BASE-T tīkla aprīkojums), centralizēta apmaiņas pārvaldības metode bez konfliktiem, kā arī saderība pakešu līmenī. formātos ar Ethernet un Token-Ring tīkliem.

100VG-AnyLAN tīkla nosaukumā skaitlis 100 atbilst 100 Mb/s ātrumam, burti VG norāda uz zemu izmaksu neekranētu vītā pāra 3. kategorijas kabeli (Voice Grade), bet AnyLAN (jebkurš tīkls) norāda, ka tīkls. ir savietojams ar diviem visizplatītākajiem tīkliem.

100VG-AnyLAN tīkla galvenie tehniskie parametri:

· Pārraides ātrums – 100 Mbit/s.

· Topoloģija – zvaigzne ar paplašināmību (koks). Koncentratoru (centrmezglu) kaskādes līmeņu skaits ir līdz 5.

· Piekļuves metode – centralizēta, bez konfliktiem (Demand Priority – ar prioritātes pieprasījumu).

· Pārraides datu nesēji ir četrkāršs neekranēts vītā pāra (UTP 3., 4. vai 5. kategorijas kabelis), dubultā vītā pāra (UTP 5. kategorijas kabelis), divkāršā ekranētā vītā pāra (STP) un optiskās šķiedras kabelis. Mūsdienās lielākoties ir izplatīti četrkāršu vītā pāra kabeļi.

· Maksimālais kabeļa garums starp centrmezglu un abonentu un starp centrmezgliem ir 100 metri (3. kategorijas UTP kabelim), 200 metri (5. kategorijas UTP kabelim un ekranētam kabelim), 2 kilometri (optiskajam kabelim). Maksimālais iespējamais tīkla izmērs ir 2 kilometri (nosaka pieļaujamās kavēšanās).

· Maksimālais abonentu skaits ir 1024, ieteicams – līdz 250.

Tādējādi 100VG-AnyLAN tīkla parametri ir diezgan tuvi Fast Ethernet tīkla parametriem. Tomēr galvenā Fast Ethernet priekšrocība ir tā pilnīga saderība ar visizplatītāko Ethernet tīklu (100VG-AnyLAN gadījumā tam nepieciešams tilts). Tajā pašā laikā nevar atņemt arī 100VG-AnyLAN centralizēto vadību, kas novērš konfliktus un garantē maksimālu piekļuves laiku (kas Ethernet tīklā netiek nodrošināts).

100VG-AnyLAN tīkla struktūras piemērs ir parādīts attēlā. 8.8.

100VG-AnyLAN tīkls sastāv no centrālā (galvenā, saknes) 1. līmeņa centrmezgla, kuram var pieslēgt gan atsevišķus abonentus, gan 2. līmeņa centrmezglus, kuriem savukārt var pieslēgt abonentus un 3. līmeņa centrmezglus utt. Šajā gadījumā tīklam var būt ne vairāk kā pieci šādi līmeņi (sākotnējā versijā to nebija vairāk kā trīs). Maksimālais izmērs tīkls var būt 1000 metri neekranētam vītā pāra kabelim.

Rīsi. 8.8. Tīkla struktūra 100VG-AnyLAN.

Atšķirībā no citu tīklu neinteliģentajiem centrmezgliem (piemēram, Ethernet, Token-Ring, FDDI), 100VG-AnyLAN tīkla centrmezgli ir inteliģenti kontrolleri, kas kontrolē piekļuvi tīklam. Lai to izdarītu, viņi nepārtraukti uzrauga pieprasījumus, kas tiek saņemti visās ostās. Centrmezgli saņem ienākošās paketes un nosūta tās tikai tiem abonentiem, kuriem tie ir adresēti. Taču viņi neveic nekādu informācijas apstrādi, tas ir, šajā gadījumā rezultāts joprojām nav aktīva, bet ne pasīva zvaigzne. Koncentratorus nevar saukt par pilntiesīgiem abonentiem.

Katru no centrmezgliem var konfigurēt darbam ar Ethernet vai Token-Ring pakešu formātiem. Šajā gadījumā visa tīkla centrmezgliem jādarbojas tikai ar viena formāta paketēm. Lai sazinātos ar Ethernet un Token-Ring tīkliem, ir nepieciešami tilti, taču tilti ir diezgan vienkārši.

Hubiem ir viena pieslēgvieta augstākais līmenis(lai to pievienotu augstāka līmeņa centrmezglam) un vairāki zemāka līmeņa porti (abonentu savienošanai). Abonents var būt dators (darbstacija), serveris, tilts, maršrutētājs, slēdzis. Zemākā līmeņa portam var pievienot arī citu centrmezglu.

Katru centrmezgla portu var iestatīt uz vienu no diviem iespējamiem darbības režīmiem:

· Parastajā režīmā portam pieslēgtam abonentam tiek pārsūtītas tikai viņam personīgi adresētas paketes.

· Monitora režīms ietver visu centrmezglā ienākošo pakešu pārsūtīšanu pie portam pieslēgtajam abonentam. Šis režīms ļauj vienam no abonentiem kontrolēt visa tīkla darbību kopumā (veikt uzraudzības funkciju).

100VG-AnyLAN tīkla piekļuves metode ir raksturīga zvaigžņu tīkliem.

Izmantojot četru vītā pāra kabeli, katrs no četriem vītā pāra kabeļiem pārraida ar ātrumu 30 Mbps. Kopējais pārraides ātrums ir 120 Mbit/s. Tomēr noderīga informācija 5B/6B koda izmantošanas dēļ tiek pārraidīta tikai ar ātrumu 100 Mbit/s. Tādējādi kabeļa joslas platumam jābūt vismaz 15 MHz. 3. kategorijas vītā pāra kabelis (16 MHz joslas platums) atbilst šai prasībai.

Tādējādi 100VG-AnyLAN tīkls nodrošina pieejamu risinājumu pārraides ātruma palielināšanai līdz 100 Mbps. Tomēr tas nav pilnībā savietojams ar kādu no standarta tīkliem, tāpēc tā turpmākais liktenis ir problemātisks. Turklāt atšķirībā no FDDI tīkla tam nav nekādu ieraksta parametru. Visticamāk, 100VG-AnyLAN, neskatoties uz cienījamu uzņēmumu atbalstu un augstu standartizācijas līmeni, paliks tikai interesantu tehnisko risinājumu piemērs.

Runājot par visizplatītāko 100 Mbps Fast Ethernet tīklu, 100VG-AnyLAN nodrošina divreiz lielāku 5. kategorijas UTP kabeļa garumu (līdz 200 metriem), kā arī trafika pārvaldības metodi bez strīdiem.