Брза етернет брзина на пренос на податоци. Технологијата за брз етернет, нејзините карактеристики, физичкиот слој, правилата за градба. Вредности на полињата DSAP и SSAP

Лабораторијата за тестирање ComputerPress тестираше Fast Ethernet мрежни картички за PCI магистралата наменета за употреба во работни станици со брзина од 10/100 Mbit/s. Беа избрани моментално најчестите картички со проток од 10/100 Mbit/s, бидејќи, прво, тие можат да се користат во Ethernet, Fast Ethernet и мешани мрежи и, второ, ветувачката Gigabit Ethernet технологија ( пропусната моќдо 1000 Mbit/s) сè уште најчесто се користи за поврзување на моќни сервери со мрежната опрема на мрежното јадро. Исклучително е важно каков квалитет на пасивна мрежна опрема (кабли, приклучоци итн.) се користи во мрежата. Добро е познато дека ако за етернет мрежите е доволен кабел со искривен пар од категорија 3, тогаш категоријата 5 е веќе потребна за Fast Ethernet. Расејувањето на сигналот и слабиот имунитет на бучава може значително да ја намалат пропусната моќ на мрежата.

Целта на тестирањето беше да се утврди, пред сè, индексот на ефективна изведба (Сооднос на индексот на перформанси/ефикасност - во понатамошниот текст P/E индекс), а дури потоа - апсолутната вредност на пропусната моќ. Индексот P/E се пресметува како сооднос на пропусната моќ на мрежната картичка во Mbit/s до оптоварувањето на процесорот како процент. Овој индекс е индустриски стандард за мерење на перформансите на мрежниот адаптер. Тој беше воведен со цел да се земе предвид употребата на ресурсите на процесорот од мрежните картички. Факт е дека некои производители на мрежни адаптери се обидуваат да постигнат максимални перформанси користејќи повеќе циклуси на компјутерски процесор за извршување на мрежните операции. Минималното оптоварување на процесорот и релативно високата пропусност се од суштинско значење за водење на бизнис, мултимедијални и апликации во реално време клучни за мисијата.

Ги тестиравме картичките кои во моментов најчесто се користат за работни станици во корпоративни и локални мрежи:

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

Главните карактеристики на тестираните мрежни адаптери се дадени во Табела. 1 . Дозволете ни да објасниме некои од термините употребени во табелата. Автоматското откривање брзина на поврзување значи дека самиот адаптер ја одредува максималната можна работна брзина. Дополнително, ако е поддржано автоматско откривање брзина, не е потребна дополнителна конфигурација кога се движите од Ethernet на Fast Ethernet и назад. Односно од системски администраторНема потреба повторно да го конфигурирате адаптерот или повторно да ги вчитате драјверите.

Поддршката за Bus Master режим ви овозможува да пренесувате податоци директно помеѓу мрежната картичка и компјутерската меморија. Ова го ослободува централниот процесор да врши други операции. Овој имот стана де факто стандард. Не е ни чудо што сите добро познати мрежни картички го поддржуваат режимот Bus Master.

Далечинско вклучување (Wake on LAN) ви овозможува да го вклучите вашиот компјутер преку мрежа. Односно, станува возможно да се сервисира компјутерот за време на неработно време. За таа цел на матичната плоча и на мрежниот адаптер се користат трипински конектори кои се поврзани со посебен кабел (вклучен во пакувањето). Покрај тоа, потребен е посебен софтвер за контрола. Технологијата Wake on LAN беше развиена од сојузот Intel-IBM.

Целосниот дуплекс режим ви овозможува да пренесувате податоци истовремено во двете насоки, половина дуплекс - само во една насока. Така, максималната можна пропусност во режимот целосно дуплекс е 200 Mbit/s.

DMI (Desktop Management Interface) овозможува да се добијат информации за конфигурацијата и ресурсите на компјутерот користејќи софтвер за управување со мрежата.

Поддршката за спецификацијата WfM (Wired for Management) обезбедува интеракција на мрежниот адаптер со софтверот за управување и администрација на мрежата.

За далечинско подигање на компјутерски оперативен систем преку мрежа, мрежните адаптери се опремени со специјална меморија BootROM. Ова овозможува работните станици без диск да се користат ефективно на мрежа. Повеќето од тестираните картички имаа само слот за BootROM; Самиот BootROM чип обично е посебно нарачана опција.

Поддршката ACPI (Advanced Configuration Power Interface) помага да се намали потрошувачката на енергија. ACPI е нова технологија која го напојува системот за управување со енергија. Се заснова на употреба и на хардвер и софтвер. Во принцип, Wake on LAN е дел од ACPI.

Сопствените алатки за изведба ви овозможуваат да ја зголемите ефикасноста на вашата мрежна картичка. Најпознати од нив се Parallel Tasking II од 3Com и Adaptive Technology од Intel. Овие производи обично се патентирани.

Поддршката за главните оперативни системи е обезбедена од речиси сите адаптери. Главните оперативни системи вклучуваат: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager и други.

Нивото на сервисна поддршка се проценува според достапноста на документацијата, флопи диск со драјвери и можноста за преземање најновите верзиидрајвери од веб-страницата на компанијата. Пакувањето исто така игра важна улога. Од оваа гледна точка, најдобри, според нас, се мрежните адаптери од D-Link, Allied Telesyn и Surecom. Но, генерално, нивото на поддршка се покажа задоволително за сите карти.

Вообичаено, гаранцијата го покрива целиот животен век на адаптерот за наизменична струја (доживотна гаранција). Понекогаш тоа е ограничено на 1-3 години.

Методологија на тестирање

Сите тестови ги користеа најновите верзии на двигатели на мрежни картички, кои беа преземени од интернет серверите на соодветните производители. Во случај кога двигателот на мрежната картичка дозволи какви било поставки и оптимизација, се користеа стандардните поставки (освен за мрежниот адаптер Intel). Забележете дека картичките и соодветните драјвери од 3Com и Intel ги имаат најбогатите дополнителни можности и функции.

Мерењата на перформансите беа извршени со помош на алатката Novell's Perform3. Принципот на работа на алатката е дека мала датотека се копира од работната станица во заедничка мрежен погонсервер, по што останува во кешот на датотеките на серверот и се чита од таму многу пати во одреден временски период. Ова овозможува интероперабилност меморија-мрежа-меморија и го елиминира влијанието на латентноста поврзана со операциите на дискот. Корисните параметри ја вклучуваат почетната големина на датотеката, конечната големина на датотеката, чекорот за промена на големината и времето на тестирање. Услужната алатка Novell Perform3 прикажува вредности на перформанси за различни големини на датотеки, просечни и максимални перформанси(во KB/s). Следниве параметри беа искористени за конфигурирање на алатката:

• Почетна големина на датотека - 4095 бајти
• Конечна големина на датотека - 65.535 бајти
• Чекор за зголемување на датотеката - 8192 бајти

Времето на тестирање со секоја датотека беше поставено на дваесет секунди.

Секој експеримент користел пар идентични мрежни картички, едната работи на серверот, а другата работи на работната станица. Се чини дека ова не е во согласност со вообичаената практика, бидејќи серверите обично користат специјализирани мрежни адаптери кои доаѓаат со голем број дополнителни функции. Но, ова е токму начинот - истите мрежни картички се инсталирани и на серверот и на работните станици - тестирањето го вршат сите познати лаборатории за тестирање во светот (KeyLabs, Tolly Group итн.). Резултатите се нешто пониски, но експериментот се покажа како чист, бидејќи само анализираните мрежни картички работат на сите компјутери.

Конфигурација на клиентот Compaq DeskPro EN:

• Процесор Pentium II 450 MHz
• кеш 512 KB
• RAM меморија 128 MB
• хард диск 10 GB
• операционен систем Microsoft Windows NT сервер 4.0 c 6 a SP
• TCP/IP протокол.

Конфигурација на серверот Compaq DeskPro EP:

• Celeron процесор 400 MHz
• RAM меморија 64 MB
• хард диск 4,3 GB
• операциона сала Microsoft систем Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• TCP/IP протокол.

Тестирањето беше спроведено во услови кога компјутерите беа директно поврзани со кабел за вкрстување на UTP категорија 5. За време на овие тестови, картичките работеа во 100Base-TX Full Duplex режим. Во овој режим, пропусната моќ е малку поголема поради фактот што дел од информациите за услугата (на пример, потврда за прием) се пренесуваат истовремено со корисни информации, чиј волумен се проценува. Под овие услови, беше можно да се забележат прилично високи вредности на пропусната моќ; на пример, за адаптерот 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM, просекот е 79,23 Mbps.

Оптоварувањето на процесорот беше измерено на серверот користејќи Windows комунални услуги NT монитор за перформанси; податоците се евидентирани во лог датотека. Услужната алатка Perform3 беше активирана на клиентот за да не влијае на оптоварувањето на процесорот на серверот. Серверскиот компјутерски процесор беше Intel Celeron, чии перформанси се значително пониски од перформансите на процесорите Pentium II и III. Intel Celeron се користеше намерно: факт е дека бидејќи оптоварувањето на процесорот се одредува со прилично голема апсолутна грешка, во случај на големи апсолутни вредности, релативната грешка е помала.

По секој тест, алатката Perform3 ги става резултатите од својата работа во текстуална датотека во форма на збир на податоци од следната форма:

65535 бајти. 10491,49 KBps. 10491,49 Агрегат KBps. 57343 бајти. 10844,03 KBps. 10844,03 Агрегат KBps. 49151 бајти. 10737,95 KBps. 10737,95 Агрегат KBps. 40959 бајти. 10603,04 KBps. 10603.04 Агрегат KBps. 32767 бајти. 10497,73 KBps. 10497,73 Агрегат KBps. 24575 бајти. 10220,29 KBps. 10220,29 Агрегат KBps. 16383 бајти. 9573,00 KBps. 9573,00 Агрегат KBps. 8191 бајти. 8195,50 KBps. 8195,50 Агрегат KBps. 10844,03 Максимална KBps. 10145,38 Просечен KBp.

Ја прикажува големината на датотеката, соодветната пропусност за избраниот клиент и за сите клиенти (во овој случај има само еден клиент), како и максималната и просечната пропусност за целиот тест. Добиените просечни вредности за секој тест беа претворени од KB/s во Mbit/s со помош на формулата:
(KB x 8)/1024,
а вредноста на индексот P/E беше пресметана како однос на пропусната моќ и оптоварувањето на процесорот како процент. Последователно, просечната вредност на индексот P/E беше пресметана врз основа на резултатите од три мерења.

Следниот проблем се појави при користење на алатката Perform3 на Windows NT Workstation: покрај запишувањето на мрежен уред, датотеката беше напишана и во локалниот кеш на датотеки, од каде што последователно се читаше многу брзо. Резултатите беа импресивни, но нереални, бидејќи немаше пренос на податоци како таков преку мрежата. Со цел апликациите да ги третираат споделените мрежни дискови како редовни локални дискови, операционен системсе користи специјална мрежна компонента - пренасочувач кој ги пренасочува I/O барањата преку мрежата. Во нормални работни услови, при извршување на процедурата за пишување датотека на споделен мрежен диск, пренасочувачот го користи алгоритамот за кеширање на Windows NT. Затоа при пишувањето на серверот, пишувањето се јавува и на локалниот кеш на датотеки на машината на клиентот. И за да се изврши тестирање, неопходно е кеширањето да се врши само на серверот. За да се осигурате дека нема кеширање на клиентскиот компјутер, регистар на Windows NT, вредностите на параметрите беа променети, што овозможи да се оневозможи кеширањето што го врши пренасочувачот. Еве како тоа беше направено:

1. Патека до регистарот:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

   Име на параметар:

   UseWriteBehind овозможува оптимизација за пишување зад датотеките што се пишуваат

   Тип: REG_DWORD

   Вредност: 0 (стандардно: 1)

2. Патека до регистарот:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lanmanworkstation\parameters

   Име на параметар:

   UtilizeNTCaching одредува дали пренасочувачот ќе го користи менаџерот на кешот на Windows NT за кеширање на содржината на датотеката.

   Тип: REG_DWORD вредност: 0 (стандардно: 1)

Intel EtherExpress PRO/100+ мрежен адаптер за управување

Утврдено е дека пропусната моќ на оваа картичка и користењето на процесорот се речиси исти како оние на 3Com. Прозорците за поставки за оваа картичка се прикажани подолу.

Новиот контролер Intel 82559 инсталиран на оваа картичка обезбедува многу високи перформанси, особено во Fast Ethernet мрежите.

Технологијата што ја користи Intel во својата картичка Intel EtherExpress PRO/100+ се нарекува Адаптивна технологија. Суштината на методот е автоматско менување на временските интервали помеѓу Ethernet пакетите во зависност од оптоварувањето на мрежата. Како што се зголемува застојот на мрежата, растојанието помеѓу поединечните Ethernet пакети динамично се зголемува, што го намалува бројот на судири и ја зголемува пропусната моќ. Кога оптоварувањето на мрежата е мало, кога веројатноста за судири е мала, временските интервали помеѓу пакетите се намалуваат, што исто така доведува до зголемени перформанси. Најголемите придобивки од овој метод треба да се видат во големите етернет сегменти со судир, односно во случаи кога во мрежната топологија доминираат хабови наместо прекинувачи.

Новата технологија на Интел, наречена Priority Packet, овозможува регулирање на сообраќајот преку мрежна картичка, според приоритетите на поединечните пакети. Ова овозможува да се зголемат стапките на пренос на податоци за апликации кои се критични за мисијата.

Обезбедува поддршка за виртуелни локални мрежи VLAN (IEEE 802.1Q стандард).

На таблата има само два индикатора - работа/врска, брзина 100.

www.intel.com

Мрежен адаптер SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX/MP

Архитектурата на оваа картичка користи две ветувачки технологии: SMC SimulTasking и Programmable InterPacket Gap. Првата технологија е слична на технологијата 3Com Parallel Tasking. Со споредување на резултатите од тестот за картички од овие два производители, можеме да извлечеме заклучок за степенот на ефективност на имплементацијата на овие технологии. Исто така, забележуваме дека оваа мрежна картичка го покажа третиот резултат и во однос на перформансите и P/E индексот, пред сите картички освен 3Com и Intel.

На картичката има четири LED индикатори: брзина 100, пренос, поврзување, дуплекс.

Главната веб-страница на компанијата е: www.smc.com

Вовед

Целта на креирањето на овој извештај беше кратка и достапна презентација на основните принципи на работа и карактеристики на компјутерските мрежи, користејќи Fast Ethernet како пример.

Мрежа е група на поврзани компјутери и други уреди. Главната цел на компјутерските мрежи е споделување на ресурси и имплементација на интерактивни комуникации и во рамките на една компанија и надвор од неа. Ресурси се податоци, апликации и периферни уреди, како надворешен погон, печатач, глушец, модем или џојстик. Концептот на интерактивна комуникација помеѓу компјутерите подразбира размена на пораки во реално време.

Постојат многу групи на стандарди за пренос на податоци во компјутерските мрежи. Еден од комплетите е стандардот за брз етернет.

Од овој материјал ќе научите за:

• · Брзи етернет технологии
• Прекинувачи
• FTP кабел
• Видови поврзувања
• Топологии на компјутерски мрежи

Во мојата работа ќе ги покажам принципите на работа на мрежа базирана на стандардот Fast Ethernet.

Локално префрлување компјутерски мрежи(LAN) и Fast Ethernet технологиите беа развиени како одговор на потребата за подобрување на ефикасноста на Ethernet мрежите. Со зголемување на пропусната моќ, овие технологии можат да го елиминираат " тесни места» на мрежата и поддржува апликации кои бараат високи стапки на пренос на податоци. Привлечноста на овие решенија е дека не треба да го избирате едното или другото. Тие се комплементарни, така што ефикасноста на мрежата често може да се подобри со користење на двете технологии.

Собраните информации ќе бидат корисни и за луѓето кои почнуваат да ги проучуваат компјутерските мрежи и за мрежните администратори.

1. Мрежен дијаграм

2. Брз етернет технологија

компјутерска мрежа брз етернет

Брзиот етернет е резултат на развојот на етернет технологијата. Врз основа на и задржувајќи ја истата техника CSMA/CD (контрола на канали за повеќекратен пристап и откривање судир), уредите за брз етернет работат со брзина 10 пати поголема од брзината на етернет. 100 Mbps. Брзиот етернет обезбедува доволен пропусен опсег за апликации како што се дизајн и производство со помош на компјутер (CAD/CAM), графика и обработка на слики и мултимедија. Брзиот етернет е компатибилен со етернет од 10 Mbps, така што е полесно да се интегрира брзиот етернет во вашата LAN со помош на прекинувач наместо рутер.

Прекинувач

Користење на прекинувачимногу работни групи може да се поврзат за да формираат голема LAN (види дијаграм 1). Евтините прекинувачи работат подобро од рутерите, обезбедувајќи подобри перформанси на LAN. Работните групи за брз етернет што се состојат од еден или два хаб може да се поврзат преку прекинувач за брз етернет за дополнително да се зголеми бројот на корисници, како и да се покрие поголема површина.

Како пример, разгледајте го следниов прекинувач:

Ориз. 1 D-Link-1228/ME

Серијата прекинувачи DES-1228/ME вклучува премиум, конфигурабилни преклопници за брз етернет слој 2. Со напредна функционалност, уредите DES-1228/ME се ефтино решениеда се создаде безбедна и мрежа со високи перформанси. Карактеристични карактеристикиКарактеристиките на овој прекинувач се голема густина на порта, 4 Gigabit Uplink порти, поставки за промена на мали чекори за управување со пропусниот опсег и подобрено управување со мрежата. Овие прекинувачи ви овозможуваат да ја оптимизирате вашата мрежа и во однос на функционалноста и карактеристиките на трошоците. Прекинувачите од серијата DES-1228/ME се оптимално решение и во однос на функционалноста и карактеристиките на трошоците.

FTP кабел

Кабел LAN-5EFTP-BLсе состои од 4 пара едножилни бакарни спроводници.

Дијаметар на проводникот 24AWG.

Секој проводник е обвиен во изолација од HDPE (полиетилен со висока густина).

Два спроводници извртени со специјално избрана височина сочинуваат еден изопачен пар.

4-те извртени пара се обвиткани во полиетиленска фолија и заедно со едножилен бакарен проводник за заземјување, се затворени во обична фолија и ПВЦ обвивка.

Право низ

Служи:

• 1. За да поврзете компјутер со прекинувач (хаб, прекинувач) преку мрежната картичка на компјутерот
• 2. За поврзување на мрежната периферна опрема - печатачи, скенери - со прекинувачот (хаб, прекинувач)
• 3. за UPLINK на повисок прекинувач (хаб, прекинувач) - модерни прекинувачиможе автоматски да ги конфигурира влезовите во конекторот за прием и пренос

Кросовер

Служи:

• 1. За директно поврзување на 2 компјутери на локална мрежа, без употреба на преклопна опрема (хабови, прекинувачи, рутери и сл.).
• 2. за нагорна врска, поврзување со прекинувач од повисоко ниво во локална мрежа со сложена структура, за постари типови на прекинувачи (хабови, прекинувачи) имаат посебен конектор, исто така означен со „UPLINK“ или X.

Ѕвездена топологија

До ѕвездите- основна топологија на компјутерска мрежа во која сите компјутери на мрежата се поврзани со централен јазол (обично прекинувач), формирајќи физички сегмент од мрежата. Таков мрежен сегмент може да функционира или одделно или како дел од сложена мрежна топологија (обично „дрво“). Целата размена на информации се одвива исклучиво преку централниот компјутер, кој на овој начин е подложен на многу големо оптоварување, па не може да прави ништо друго освен мрежата. Како по правило, најмоќниот е централниот компјутер и на него се доделуваат сите функции за управување со размената. Во принцип, не се можни никакви конфликти во мрежа со топологија на ѕвезда, бидејќи управувањето е целосно централизирано.

Апликација

Класичниот етернет од 10 Mbit одговараше на повеќето корисници околу 15 години. Сепак, во раните 90-ти години почна да се чувствува неговиот недоволен капацитет. За вклучени компјутери Интел процесори 80286 или 80386 со магистрали ISA (8 MB/s) или EISA (32 MB/s), пропусниот опсег на етернет сегментот беше 1/8 или 1/32 од каналот меморија-диск, и ова беше добро во согласност со односот на волумени на податоци обработени локално и податоци пренесени преку мрежата. За помоќните клиентски станици со PCI автобус (133 MB/s), овој удел падна на 1/133, што очигледно не беше доволно. Како резултат на тоа, многу етернет сегменти од 10 Mbps станаа преоптоварени, одговорноста на серверот значително опадна, а стапките на судир значително се зголемија, дополнително намалувајќи ја употребливата пропусност.

Постои потреба да се развие „нов“ етернет, односно технологија која би била подеднакво исплатлива со перформанси од 100 Mbit/s. Како резултат на пребарувања и истражувања, експертите беа поделени во два табора, што на крајот доведе до појава на две нови технологии - Fast Ethernet и l00VG-AnyLAN. Тие се разликуваат по степенот на континуитет со класичниот етернет.

Во 1992 година, група производители на мрежна опрема, вклучително и лидери во технологијата на Ethernet, како што се SynOptics, 3Com и неколку други, ја формираа Fast Ethernet Alliance, непрофитна асоцијација, за да развијат стандард за нова технологија која ќе ги зачува карактеристиките на Ethernet технологија до максимален можен степен.

Вториот камп го водеа Hewlett-Packard и AT&T, кои понудија да ја искористат можноста за решавање на некои од познатите недостатоци на етернет технологијата. По некое време, на овие компании им се приклучи и IBM, кој даде свој придонес со предлагање да се обезбеди одредена компатибилност со мрежите во новата технологија Токен прстен.

Во исто време, IEEE Committee 802 формираше истражувачка група за проучување на техничкиот потенцијал на новите технологии со голема брзина. Помеѓу крајот на 1992 и крајот на 1993 година, тимот на IEEE ги проучуваше решенијата од 100 Mbit понудени од различни продавачи. Заедно со предлозите за Fast Ethernet Alliance, групата, исто така, ја разгледа технологијата со голема брзина предложена од Hewlett-Packard и AT&T.

Дискусијата се фокусираше на прашањето за одржување на методот за случаен пристап CSMA/CD. Предлогот за Fast Ethernet Alliance го зачува овој метод и со тоа обезбеди континуитет и конзистентност помеѓу мрежите од 10 Mbps и 100 Mbps. Коалицијата HP-AT&T, која имаше поддршка од значително помалку продавачи во мрежна индустрија од Fast Ethernet Alliance, предложи сосема нов метод за пристап наречен Приоритет на побарувачката- приоритетен пристап по барање. Значително го промени однесувањето на јазлите на мрежата, па не можеше да се вклопи во етернет технологијата и стандардот 802.3, а беше организиран и нов комитет IEEE 802.12 за да се стандардизира.

Во есента 1995 година, двете технологии станаа стандарди на IEEE. Комитетот IEEE 802.3 ја усвои спецификацијата за брз етернет како стандард 802.3, кој не е самостоен стандард, туку е додаток на постоечкиот стандард 802.3 во форма на поглавја од 21 до 30. Комитетот 802.12 ја усвои технологијата l00VG-AnyLAN, која користи нов метод за пристап со приоритет на побарувачката и поддржува два формати на рамки - Ethernet и Token Ring.

v Физички слој на технологија за брз етернет

Сите разлики помеѓу Fast Ethernet технологијата и Ethernet се концентрирани на физичкиот слој (сл. 3.20). Слоевите MAC и LLC во Fast Ethernet остануваат сосема исти и се опишани во претходните поглавја од стандардите 802.3 и 802.2. Затоа, кога ја разгледуваме технологијата за брз етернет, ќе проучиме само неколку опции за нејзиниот физички слој.

Покомплексната структура на физичкиот слој на технологијата Fast Ethernet се должи на фактот што користи три типа на кабловски системи:

• · мултимоден кабел со оптички влакна, се користат две влакна;
• · Категорија 5 изопачен пар, се користат два пара;
• · Извртени парови од 3 категорија, се користат четири пара.

Коаксијалниот кабел, кој му ја даде на светот првата етернет мрежа, не беше вклучен во списокот на дозволени медиуми за пренос на податоци на новата технологија Fast Ethernet. Ова е вообичаен тренд кај многу нови технологии бидејќи кратки растојанијаИзвртениот пар од категорија 5 ви овозможува да пренесувате податоци со иста брзина како коаксијалниот кабел, но мрежата е поевтина и полесна за работа. На долги растојанија, оптичкото влакно има многу поголем пропусен опсег од коаксијалниот, а цената на мрежата не е многу повисока, особено кога ќе ги земете предвид високите трошоци за решавање проблеми на големиот коаксијален кабелски систем.

Разлики помеѓу Fast Ethernet технологијата и Ethernet технологијата

Напуштањето на коаксијалниот кабел доведе до фактот дека Fast Ethernet мрежите секогаш имаат хиерархиска структура на дрво изградена на хабови, исто како мрежите l0Base-T/l0Base-F. Главната разлика помеѓу конфигурациите на Fast Ethernet мрежата е намалувањето на дијаметарот на мрежата на приближно 200 m, што се објаснува со 10-кратно намалување на минималното време за пренос на рамката во должина поради 10-кратно зголемување на брзината на пренос во споредба со 10 Mbit Ethernet .

Сепак, оваа околност навистина не го попречува изградбата на големи мрежи со помош на технологијата Fast Ethernet. Факт е дека средината на 90-тите беа обележани не само со широката употреба на евтини технологии со голема брзина, туку и со брзиот развој на локални мрежи базирани на прекинувачи. Кога користите прекинувачи, протоколот Fast Ethernet може да работи во full-duplex режим, во кој нема ограничувања за вкупната должина на мрежата, туку само ограничувања на должината на физичките сегменти што ги поврзуваат соседните уреди (адаптер - прекинувач или прекинувач - прекинувач). Затоа, при креирање на столбови за локална мрежа на долги растојанија, активно се користи и технологијата Fast Ethernet, но само во full-duplex верзијата, заедно со прекинувачите.

Овој дел ја разгледува полудуплексната работа на технологијата за брз етернет, која целосно е во согласност со дефиницијата за методот за пристап опишан во стандардот 802.3.

Во споредба со опциите за физичка имплементација за Ethernet (а има шест од нив), во Fast Ethernet разликите помеѓу секоја опција и другите се подлабоки - и бројот на проводници и методите за кодирање се менуваат. И бидејќи физичките варијанти на Fast Ethernet беа создадени истовремено, а не еволутивно, како и за Ethernet мрежите, беше можно детално да се дефинираат оние подслоеви на физичкиот слој кои не се менуваат од варијанта во варијанта, и оние подслоеви кои се специфични за секоја варијанта на физичката средина.

Официјалниот стандард 802.3 воспостави три различни спецификации за физичкиот слој Fast Ethernet и им ги даде следните имиња:

Структура на физички слој на брз етернет

• · 100Base-TX за кабел со два пара на незаштитен искривен пар UTP категорија 5 или заштитен искривен пар STP тип 1;
• · 100Base-T4 за четирипарен UTP Категорија 3, 4 или 5 UTP кабел;
• · 100Base-FX за мултимоден оптички кабел, се користат две влакна.

Следниве изјави и карактеристики се точни за сите три стандарди.

• · Форматите на рамката со технологија за брза Ethernetee се различни од форматите на рамката со технологија од 10 Mbit Ethernet.
• · Интервалот меѓу рамката (IPG) е 0,96 µs, а бит интервалот е 10 ns. Сите временски параметри на алгоритмот за пристап (интервал за враќање, минимално време на пренос на должина на рамката, итн.), измерени во бит интервали, останаа исти, така што не беа направени никакви промени во деловите на стандардот кои се однесуваат на нивото на MAC.
• · Знак за слободна состојба на медиумот е преносот на симболот Idle на соодветниот вишок код (а не отсуството на сигнали, како во етернет стандардите од 10 Mbit/s). Физичкиот слој вклучува три елементи:
• o подслој за помирување;
• o медиумски независен интерфејс (Медиумски независен интерфејс, Mil);
• o уред за физички слој (PHY).

Слојот за преговори е потребен за MAC слојот, дизајниран за интерфејсот AUI, да може да работи со физичкиот слој преку интерфејсот MP.

Уредот за физички слој (PHY) се состои, пак, од неколку подслоеви (види Сл. 3.20):

• · Подниво за кодирање на логички податоци, кое ги конвертира бајтите кои доаѓаат од нивото на MAC во симболи на кодови 4B/5B или 8B/6T (двата кодови се користат во технологијата за брз етернет);
• · Подслоеви за физичко поврзување и подслоеви за зависност од физички медиуми (PMD), кои обезбедуваат генерирање сигнал во согласност со методот на физичко кодирање, на пример NRZI или MLT-3;
• · потслој за автоматско преговарање, кој овозможува две комуникациски порти автоматски да го изберат најефикасниот режим на работа, на пример, полудуплекс или целосно дуплекс (овој подслој е опционален).

MP интерфејсот поддржува средно независен начин на размена на податоци помеѓу подслојот MAC и подслојот PHY. Овој интерфејс е сличен по цел на интерфејсот AUI на класичниот Ethernet, освен што интерфејсот AUI се наоѓаше помеѓу подслојот за кодирање на физички сигнал (за сите опции за кабел се користеше истиот метод на физичко кодирање - Манчестер код) и подслојот за физичка врска со медиум, а интерфејсот MP се наоѓа помеѓу поднивото на MAC подслојот и поднивоата за кодирање на сигналот, од кои има три во стандардот за брз етернет - FX, TX и T4.

MP конекторот, за разлика од AUI конекторот, има 40 пинови, максималната должина на MP кабелот е еден метар. Сигналите што се пренесуваат преку MP интерфејсот имаат амплитуда од 5 V.

Физички слој 100Base-FX - мултимодни влакна, две влакна

Оваа спецификација ја дефинира работата на протоколот Fast Ethernet преку мултимодни влакна во полудуплекс и целосно дуплекс режими врз основа на добро докажаната шема за кодирање FDDI. Како и во стандардот FDDI, секој јазол е поврзан со мрежата со две оптички влакна кои доаѓаат од приемникот (R x) и од предавателот (T x).

Има многу сличности помеѓу спецификациите l00Base-FX и l00Base-TX, така што својствата заеднички за двете спецификации ќе бидат дадени под генеричкото име l00Base-FX/TX.

Додека етернетот од 10 Mbps користи кодирање Манчестер за да ги претстави податоците преку кабел, стандардот за брз етернет дефинира различен метод за кодирање - 4V/5V. Овој метод веќе ја докажа својата ефикасност во стандардот FDDI и е пренесен без промени во спецификацијата l00Base-FX/TX. Во овој метод, на секои 4 бита од податоците за подслојот MAC (наречени симболи) се претставени со 5 бита. Редундантниот бит дозволува да се применат потенцијалните кодови со претставување на секој од петте бита како електрични или оптички импулси. Постоењето на забранети комбинации на симболи овозможува отфрлање на погрешни симболи, што ја зголемува стабилноста на мрежите со l00Base-FX/TX.

За да се оддели рамката на етернет од знаците во мирување, се користи комбинација од знаците Start Delimiter (пар знаци J (11000) и K (10001) од кодот 4B/5B, а по завршувањето на рамката, T знакот е вметнат пред првиот знак во мирување.

Континуиран проток на податоци со спецификации 100Base-FX/TX

Откако 4-битните делови од MAC-кодовите ќе се претворат во 5-битни делови од физичкиот слој, тие треба да бидат претставени како оптички или електрични сигнали во кабелот што ги поврзува мрежните јазли. Спецификациите l00Base-FX и l00Base-TX користат различни методи за физичко кодирање за ова - NRZI и MLT-3, соодветно (како во технологијата FDDI кога се работи преку оптички влакна и изопачен пар).

Физички слој 100Base-TX - искривен пар DTP Cat 5 или STP тип 1, два пара

Спецификацијата l00Base-TX користи UTP-категорија 5 или STP-тип 1 кабел како медиум за пренос на податоци. Максимална должинакабел во двата случаи - 100 m.

Главните разлики од спецификацијата l00Base-FX се употребата на методот MLT-3 за пренос на сигнали од 5-битни делови од 4V/5V код преку искривен пар, како и присуството на функција за автоматско преговарање за избор на портот. режим на работа. Шемата за автоматско преговарање им овозможува на два физички поврзани уреди кои поддржуваат неколку стандарди за физички слоеви, кои се разликуваат по брзината на битови и бројот на искривени парови, да го изберат најповолниот режим на работа. Вообичаено, процедурата за автоматско преговарање се случува кога ќе поврзете мрежен адаптер, кој може да работи со брзина од 10 и 100 Mbit/s, на центар или прекинувач.

Шемата за автоматско преговарање опишана подолу е технолошки стандард l00Base-T денес. Претходно, производителите користеа различни сопственички шеми за автоматско одредување на брзината на портите за комуникација кои не беа компатибилни. Шемата за автоматско преговарање усвоена како стандард првично беше предложена од National Semiconductor под името NWay.

Моментално се дефинирани вкупно 5 различни режими на работа кои можат да поддржат уреди l00Base-TX или 100Base-T4 на извртени парови;

• · l0Base-T - 2 пара од категорија 3;
• l0Base-T full-duplex - 2 пара од категорија 3;
• · l00Base-TX - 2 пара од категорија 5 (или тип 1ASTP);
• · 100Base-T4 - 4 пара од категорија 3;
• · 100Base-TX full-duplex - 2 пара од категорија 5 (или тип 1A STP).

Режимот l0Base-T има најмал приоритет во процесот на преговарање, а целосно дуплекс режимот 100Base-T4 има најголем. Процесот на преговарање се случува кога уредот е вклучен, а исто така може да се иницира во секое време од контролниот модул на уредот.

Уредот што го започна процесот на автоматско преговарање испраќа пакет специјални импулси до својот партнер Пулс на брза врска (FLP), кој содржи 8-битен збор кој го кодира предложениот режим на интеракција, почнувајќи со највисокиот приоритет поддржан од јазолот.

Ако врсниот јазол ја поддржува функцијата за автоматско преговарање и исто така може да го поддржи предложениот режим, тој одговара со излив на FLP импулси во кои го потврдува дадениот режим и со тоа преговарањето завршува. Ако партнерскиот јазол може да поддржува режим со понизок приоритет, тогаш тоа го покажува во одговорот и овој режим е избран како работен. Така, режимот на заеднички јазол со највисок приоритет е секогаш избран.

Јазол кој поддржува само l0Base-T технологија испраќа пулсирања од Манчестер на секои 16 ms за да го провери интегритетот на линијата што го поврзува со соседниот јазол. Таквиот јазол не го разбира барањето FLP што му го прави јазолот со функцијата за автоматско преговарање и продолжува да ги испраќа своите импулси. Јазол кој прима само импулси за интегритет на линијата како одговор на барање FLP разбира дека неговиот партнер може да работи само со користење на стандардот l0Base-T и го поставува овој режим на работа за себе.

Физички слој 100Base-T4 - искривен пар UTP Cat 3, четири пара

Спецификацијата 100Base-T4 беше дизајнирана да овозможи брзиот етернет да користи постојни жици со изопачени парови од категорија 3. Оваа спецификација ја зголемува севкупната пропусност со истовремено пренесување на битови преку сите 4 пара кабел.

Спецификацијата 100Base-T4 се појави подоцна од другите спецификации за физичкиот слој за брз етернет. Развивачите на оваа технологија првенствено сакаа да создадат физички спецификации најблиски до оние на l0Base-T и l0Base-F, кои работат на две податочни линии: два пара или две влакна. За да спроведам работа преку два изопачени пара, морав да се префрлам на поквалитетен кабел од категорија 5.

Во исто време, развивачите на конкурентната технологија l00VG-AnyLAN првично се потпираа на работа преку кабел со изопачени парови од категорија 3; најважната предност не беше толку цената, туку фактот што веќе беше инсталиран во огромното мнозинство згради. Затоа, по објавувањето на спецификациите l00Base-TX и l00Base-FX, развивачите на технологијата Fast Ethernet имплементираа сопствена верзија на физичкиот слој за категоријата 3 на извртени парови.

Наместо кодирање од 4V/5V, овој метод користи кодирање од 8V/6T, кое има потесен спектар на сигнали и, со брзина од 33 Mbit/s, се вклопува во опсегот од 16 MHz од категоријата 3 кабел со изопачени парови (при кодирање 4V/5V , спектарот на сигналот не се вклопува во овој опсег) . Секои 8 бита информации за нивото на MAC се кодирани со 6 тројни симболи, односно броеви кои имаат три состојби. Секоја тројна цифра има времетраење од 40 ns. Групата од 6 тројни цифри потоа се пренесува на еден од трите искривени парови на пренос, независно и последователно.

Четвртиот пар секогаш се користи за слушање фреквенција на носителза целите на откривање судир. Брзината на пренос на податоци на секој од трите преносни пара е 33,3 Mbps, така што вкупната брзина на протоколот 100Base-T4 е 100 Mbps. Во исто време, поради усвоениот метод на кодирање, брзината на промена на сигналот на секој пар е само 25 Mbaud, што овозможува користење на изопачениот пар од категорија 3.

На сл. Слика 3.23 ја покажува врската помеѓу MDI портот на мрежен адаптер 100Base-T4 и MDI-X портот на хаб (префиксот X покажува дека за овој конектор, конекциите на приемникот и предавателот се разменуваат во парови кабли во споредба со мрежниот адаптер конектор, што го олеснува поврзувањето на парови жици во кабелот - без вкрстување). Пар 1 -2 секогаш е потребно за пренос на податоци од MDI порта во MDI-X порта, пар 3 -6 - да прима податоци од MDI портата од MDI-X портот, и парот 4 -5 И 7 -8 се двонасочни и се користат и за прием и за пренос, во зависност од потребата.

Поврзување на јазли според спецификацијата 100Base-T4

Брз етернет

Брз етернет - спецификацијата IEEE 802.3 u, официјално усвоена на 26 октомври 1995 година, дефинира стандард за протокол на слојот за поврзување за мрежи кои работат со помош на бакарни и оптички кабли со брзина од 100 Mb/s. Новата спецификација е наследник на IEEE 802.3 Ethernet стандардот, користејќи ист формат на рамка, механизам за пристап до медиумите CSMA/CD и топологија на ѕвезди. Еволуцијата влијаеше на неколку елементи на конфигурацијата на физичките слоеви кои имаат зголемен капацитет, вклучувајќи ги типовите на кабли, должината на сегментот и бројот на хабови.

Структура на брз етернет

За подобро да ја разбереме операцијата и да ја разбереме интеракцијата на елементите за брз етернет, да се свртиме на Слика 1.

Слика 1. Брз етернет систем

Подслој за контрола на логичка врска (LLC).

Спецификацијата IEEE 802.3u ги дели функциите на слојот за поврзување на два подслоеви: контрола на логичка врска (LLC) и слој за пристап до медиуми (MAC), за кои ќе се дискутира подолу. ДОО, чии функции се дефинирани со стандардот IEEE 802.2, всушност се поврзува со протоколи на повисоко ниво (на пример, IP или IPX), обезбедувајќи различни комуникациски услуги:

• Услуга без воспоставување врска и потврди за прием.Едноставна услуга која не обезбедува контрола на протокот на податоци или контрола на грешки и не гарантира правилно доставување на податоците.
• Услуга базирана на поврзување.Апсолутно доверлива услуга која гарантира правилна испорака на податоци преку воспоставување врска со системот за примање пред да започне преносот на податоци и со користење на механизми за контрола на грешки и контрола на протокот на податоци.
• Услуга без поврзување со потврди за прием.Услуга со среден комплекс што користи пораки за потврда за да обезбеди гарантирана испорака, но не воспоставува врска пред да ги пренесе податоците.

На системот за испраќање, податоците се пренесуваат од протоколот Мрежен слој, прво се инкапсулирани од подслојот LLC. Стандардот ги нарекува Protocol Data Unit (PDU). Кога PDU се пренесува на подслојот MAC, каде што повторно е опкружен со информации за заглавието и објавата, од таа точка натаму технички може да се нарече рамка. За Ethernet пакет, ова значи дека рамката 802.3 содржи три бајти LLC заглавие како додаток на податоците за мрежниот слој. Така, максималната дозволена должина на податоци во секој пакет е намалена од 1500 на 1497 бајти.

Заглавието на ДОО се состои од три полиња:

Во некои случаи, рамките на ДОО играат мала улога во процесот на мрежната комуникација. На пример, на мрежа што користи TCP/IP заедно со други протоколи, единствената функција на LLC може да биде да дозволи 802.3 рамки да содржат SNAP заглавие, како Ethertype, што го означува протоколот за мрежниот слој на кој треба да се испрати рамката. Во овој случај, сите ДОО PDU користат формат на ненумерирани информации. Сепак, другите протоколи на високо ниво бараат понапредни услуги од ДОО. На пример, сесиите на NetBIOS и неколку протоколи NetWare користат услуги ориентирани кон поврзување на LLC пошироко.

Заглавие на SNAP

Системот за примање треба да одреди кој протокол на мрежниот слој треба да ги прима дојдовните податоци. 802.3 пакети во рамките на PDU на LLC користат друг протокол наречен Под-МрежаПристапПротокол (SNAP (Протокол за пристап до подмрежа).

Заглавието SNAP е долго 5 бајти и се наоѓа веднаш по заглавието LLC во полето за податоци на рамката 802.3, како што е прикажано на сликата. Заглавието содржи две полиња.

Код на организацијата.Организацијата или ID на добавувачот е поле од 3 бајти што ја зема истата вредност како и првите 3 бајти од MAC адресата на испраќачот во заглавието 802.3.

Локален код.Локалниот код е поле од 2 бајти што е функционално еквивалентно на полето Ethertype во заглавието Ethernet II.

Подслој за преговори

Како што беше кажано претходно, Брзиот етернет е еволуиран стандард. MAC дизајниран за интерфејсот AUI мора да се конвертира за интерфејсот MII што се користи во Fast Ethernet, за што е дизајниран овој подслој.

Контрола на пристап до медиуми (MAC)

Секој јазол на Fast Ethernet мрежа има контролер за пристап до медиумите (МедиумиПристапУправувач- МЕК). MAC е клучен во Fast Ethernet и има три цели:

Најважната од трите задачи на MAC е првата. За било кој мрежна технологија, кој користи споделен медиум, правилата за пристап до медиумите кои одредуваат кога јазолот може да пренесува се негова главна карактеристика. Неколку IEEE комитети се вклучени во развивањето правила за пристап до медиумот. Комитетот 802.3, кој често се нарекува етернет комитет, ги дефинира LAN стандардите кои користат правила т.н. CSMA/ЦД(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - повеќекратен пристап со сензори за превозник и детекција на судир).

CSMS/CD се правила за пристап до медиумите и за етернет и за брз етернет. Токму во оваа област двете технологии целосно се совпаѓаат.

Бидејќи сите јазли во Fast Ethernet го делат истиот медиум, тие можат да пренесуваат само кога ќе дојде редот. Оваа редица е одредена од правилата CSMA/CD.

CSMA/ CD

Fast Ethernet MAC контролерот го слуша операторот пред да емитува. Носачот постои само кога се пренесува друг јазол. Слојот PHY детектира присуство на носител и генерира порака до MAC. Присуството на носител покажува дека медиумот е зафатен и јазолот за слушање (или јазлите) мора да попуштат на оној што предава.

MAC што има рамка за пренос мора да почека одредено минимално време по завршувањето на претходната рамка пред да ја пренесе. Овој пат се нарекува интерпакетен јаз(IPG, интерпакетен јаз) и трае 0,96 микросекунди, односно десетина од времето на пренос на обичен етернет пакет со брзина од 10 Mbit/s (IPG е единечен временски интервал, секогаш дефиниран во микросекунди, а не во бит време ) Слика 2.

Слика 2. Интерпакетен јаз

По завршувањето на пакетот 1, од сите LAN јазли се бара да чекаат за IPG време пред да можат да пренесат. Временскиот интервал помеѓу пакетите 1 и 2, 2 и 3 на Сл. 2 е IPG време. Откако пакетот 3 ќе заврши со преносот, ниту еден јазол нема материјал за обработка, така што временскиот интервал помеѓу пакетите 3 и 4 е подолг од IPG.

Сите мрежни јазли мора да се усогласат со овие правила. Дури и ако еден јазол има многу рамки за пренос и овој јазол е единствениот што пренесува, тој мора да почека барем времето на IPG по испраќањето на секој пакет.

Ова е делот CSMA од правилата за пристап до медиумите за брз етернет. Накратко, многу јазли имаат пристап до медиумот и го користат носачот за да го следат неговото зафаќање.

Раните експериментални мрежи ги користеа токму овие правила, а таквите мрежи работеа многу добро. Сепак, користењето само на CSMA создаде проблем. Честопати два јазли, кои имаа пакет за пренос и чекајќи го времето на IPG, почнаа да се пренесуваат истовремено, што доведе до оштетување на податоците од двете страни. Оваа ситуација се нарекува судир(судир) или конфликт.

За да се надмине оваа пречка, раните протоколи користеа прилично едноставен механизам. Пакетите беа поделени во две категории: команди и реакции. Секоја команда испратена од јазол бара одговор. Ако не бил примен одговор некое време (наречен период на време-аут) по испраќањето на командата, тогаш оригиналната команда се издава повторно. Ова може да се случи неколку пати (максималниот број на тајмаути) пред јазолот што испраќа ја сними грешката.

Оваа шема може да работи совршено, но само до одредена точка. Појавата на конфликти резултираше со нагло намалување на перформансите (обично се мери во бајти во секунда), бидејќи јазлите често беа неактивен чекајќи одговори на командите кои никогаш не стигнаа до нивната дестинација. Мрежниот метеж и зголемувањето на бројот на јазли се директно поврзани со зголемување на бројот на конфликти и, следствено, намалување на перформансите на мрежата.

Раните мрежни дизајнери брзо најдоа решение за овој проблем: секој јазол мора да одреди дали пренесениот пакет е изгубен со откривање на судир (наместо да чека одговор кој никогаш не доаѓа). Ова значи дека пакетите изгубени поради судир мора веднаш да се препратат пред да истече времето. Ако јазолот го пренел последниот бит од пакетот без да предизвика судир, тогаш пакетот бил успешно пренесен.

Методот за сензорирање на носител може добро да се комбинира со функцијата за откривање судир. Судирите сè уште продолжуваат да се случуваат, но тоа не влијае на перформансите на мрежата, бидејќи јазлите брзо се ослободуваат од нив. Групата DIX, разви правила за пристап за медиумот CSMA/CD за етернет, ги формализираше во форма на едноставен алгоритам - Слика 3.

Слика 3. оперативен алгоритам CSMA/CD

Уред за физички слој (PHY)

Бидејќи Fast Ethernet може да користи различен типкабел, секој медиум бара уникатно пред-кондиционирање на сигналот. Потребна е и конверзија за ефективен пренос на податоци: да се направи пренесениот код отпорен на пречки, можни загуби или изобличување на неговите поединечни елементи (бауд), за да се обезбеди ефикасна синхронизација на генераторите на часовникот на страната што предава или прима.

Подслој за кодирање (PCS)

Кодира/декодира податоци кои доаѓаат од/до слојот MAC користејќи алгоритми или .

Поднивоа на физичка поврзаност и зависност од физичката средина (PMA и PMD)

Подслоевите PMA и PMD комуницираат помеѓу подслојот PSC и интерфејсот MDI, обезбедувајќи генерирање во согласност со методот на физичко кодирање: или.

Подслој за автоматско преговарање (AUTONEG)

Подслојот за автоматско преговарање дозволува две комуникациски порти автоматски да го изберат најефикасниот режим на работа: целосно дуплекс или полудуплекс 10 или 100 Mb/s. Физички слој

Стандардот за брз етернет дефинира три типа на медиум за етернет сигнализација од 100 Mbps.

• 100Base-TX - два изопачени пара жици. Преносот се врши во согласност со стандардот за пренос на податоци во изопачен физички медиум, развиен од ANSI (Американски национален институт за стандарди - Американски национален институт за стандарди). Извитканиот кабел за податоци може да биде заштитен или незаштитен. Користи 4V/5V алгоритам за кодирање на податоци и метод на физичко кодирање MLT-3.
• 100Base-FX - две јадра на оптички кабел. Преносот исто така се врши во согласност со Стандардот за комуникации за оптички влакна развиен од ANSI. Користи алгоритам за кодирање податоци од 4V/5V и метод на физичко кодирање NRZI.

Спецификациите 100Base-TX и 100Base-FX се познати и како 100Base-X

• 100Base-T4 е специфична спецификација развиена од комитетот IEEE 802.3u. Според оваа спецификација, преносот на податоци се врши преку четири изопачени пара телефонски кабел, кој се нарекува UTP кабел од категоријата 3. Тој користи алгоритам за кодирање податоци 8V/6T и методот на физичко кодирање NRZI.

Дополнително, стандардот за брз етернет вклучува препораки за користење на кабел со оклопен искривен пар од категорија 1, што е стандарден кабел што традиционално се користи во мрежите Token Ring. Поддршката и насоките за користење STP кабли на Fast Ethernet мрежа обезбедува патека до Fast Ethernet за клиентите со STP кабли.

Спецификацијата за брз етернет, исто така, вклучува механизам за автоматско преговарање што овозможува портата на домаќинот автоматски да се конфигурира на брзина на податоци од 10 или 100 Mbit/s. Овој механизам се заснова на размена на низа пакети со хаб или прекинувач порта.

100Base-TX околина

Медиумот за пренос 100Base-TX користи два изопачени пара, при што еден пар се користи за пренос на податоци, а другиот за примање. Бидејќи спецификацијата ANSI TP - PMD содржи и заштитени и незаштитени кабли со изопачени парови, спецификацијата 100Base-TX вклучува поддршка и за незаштитени и за заштитени кабли со изопачени парови, типови 1 и 7.

MDI (средно зависен интерфејс) конектор

Интерфејсот за поврзување 100Base-TX, во зависност од околината, може да биде еден од двата вида. За незаштитени кабли со изопачени парови, MDI конекторот мора да биде конектор со осум пински RJ 45 категорија 5. Овој конектор се користи и во мрежите 10Base-T, обезбедувајќи компатибилност наназад со постојните кабли од категорија 5. За кабли со заштитени изопачени парови, MDI конекторот мора да биде Користете го IBM Type 1 STP конекторот, кој е заштитен DB9 конектор. Овој конектор обично се користи во мрежите Token Ring.

Категорија 5(д) UTP кабел

Медиумскиот интерфејс UTP 100Base-TX користи два пара жици. За да се минимизира прекршувањето и можното изобличување на сигналот, преостанатите четири жици не треба да се користат за пренесување сигнали. Сигналите за пренос и примање за секој пар се поларизирани, при што едната жица го пренесува позитивниот (+) сигнал, а другата жица го пренесува негативниот (-) сигнал. Кодирањето на бојата на жиците на каблите и броевите на пиновите на конекторите за мрежата 100Base-TX се дадени во табелата. 1. Иако слојот 100Base-TX PHY беше развиен по усвојувањето на стандардот ANSI TP-PMD, броевите на пиновите на конекторот RJ 45 беа променети за да одговараат на шемата за поврзување што веќе се користи во стандардот 10Base-T. Стандардот ANSI TP-PMD користи пинови 7 и 9 за примање податоци, додека стандардите 100Base-TX и 10Base-T користат пинови 3 и 6 за оваа намена. Овој распоред овозможува користење на 100Base-TX адаптери наместо 10 Base адаптери - Т и поврзете ги на истите кабли од категорија 5 без да ги менувате жиците. Во конекторот RJ 45, употребените парови жици се поврзани со пиновите 1, 2 и 3, 6. За правилно поврзување на жиците, треба да се водите според нивните ознаки во боја.

Табела 1. Доделување на пиновите на конекторотMDIкабелUTP100Base-TX

Јазлите комуницираат едни со други со размена на рамки. Во Fast Ethernet, рамката е основна единица за комуникација преку мрежа - секоја информација пренесена помеѓу јазлите се става во полето за податоци на една или повеќе рамки. Препраќањето рамки од еден до друг јазол е можно само ако постои начин единствено да се идентификуваат сите мрежни јазли. Затоа, секој јазол на LAN има адреса наречена нејзина MAC адреса. Оваа адреса е единствена: ниту еден јазол на локалната мрежа не може да има иста MAC адреса. Покрај тоа, во ниту една LAN технологија (со исклучок на ARCNet) не може два јазли во светот да имаат иста MAC адреса. Секоја рамка содржи најмалку три главни информации: адреса на примачот, адреса на испраќачот и податоци. Некои рамки имаат други полиња, но само трите наведени се задолжителни. Слика 4 ја прикажува структурата на рамката за брз етернет.

Слика 4. Структура на рамкатаБрзоЕтернет

• адреса на примачот- се означува адресата на јазолот што ги прима податоците;
• адреса на испраќачот- се означува адресата на јазолот што ги испратил податоците;
• должина/тип(L/T - Должина/Тип) - содржи информации за видот на пренесените податоци;
• проверка на суматарамка(PCS - Frame Check Sequence) - дизајнирана да ја провери исправноста на рамката добиена од јазолот што прима.

Минималната големина на рамката е 64 октети или 512 бита (термини октетИ бајт -синоними). Максималната големина на рамката е 1518 октети или 12144 бита.

Адресирање на рамка

Секој јазол на Fast Ethernet мрежа има единствен број наречен MAC адреса или адреса на домаќин. Овој број се состои од 48 бита (6 бајти), се доделува на мрежниот интерфејс за време на производството на уредот и се програмира за време на процесот на иницијализација. Затоа, мрежните интерфејси на сите LAN мрежи, со исклучок на ARCNet, кој користи 8-битни адреси доделени од мрежниот администратор, имаат вградена единствена MAC адреса, различна од сите други MAC адреси на Земјата и доделена од производителот во договор со IEEE.

За да го олесни процесот на управување со мрежните интерфејси, IEEE предложи да се подели 48-битното поле за адреса на четири дела, како што е прикажано на слика 5. Првите два бита од адресата (битови 0 и 1) се знаменца од типот на адреса. Вредноста на знаменцата одредува како се толкува адресниот дел (битови 2 - 47).

Слика 5. Формат на MAC адреса

Се повикува битот I/G Поле за избор на индивидуална/групна адресаи покажува за каков тип на адреса (индивидуална или групна) станува збор. Уникаст адресата е доделена на само еден интерфејс (или јазол) на мрежата. Адресите со I/G бит поставен на 0 се MAC адресиили адреси на јазли.Ако I/O битот е поставен на 1, тогаш адресата припаѓа на групата и обично се повикува адреса на повеќе точки(мултикаст адреса) или функционална адреса(функционална адреса). Групната адреса може да се додели на еден или повеќе LAN мрежни интерфејси. Рамките испратени до мултикаст адреса се примаат или копираат од сите LAN мрежни интерфејси што ја имаат. Multicast адресите овозможуваат испраќање рамка до подмножество јазли на локалната мрежа. Ако I/O битот е поставен на 1, тогаш битовите од 46 до 0 се третираат како мултикаст адреса наместо како полиња U/L, OUI и OUA на обична адреса. Се нарекува U/L битот универзално/локално контролно знамеи одредува како адресата била доделена на мрежниот интерфејс. Ако и I/O и U/L битовите се поставени на 0, тогаш адресата е единствениот 48-битен идентификатор опишан претходно.

OUI (организациски единствен идентификатор - организациски единствен идентификатор). IEEE доделува еден или повеќе OUI на секој производител на мрежен адаптер и интерфејс. Секој производител е одговорен за правилното доделување на OUA (организациски единствена адреса - организациска единствена адреса),што мора да го има секој уред создаден од него.

Кога е поставен U/L битот, адресата е локално контролирана. Ова значи дека не е поставено од производителот на мрежниот интерфејс. Секоја организација може да создаде своја MAC адреса за мрежен интерфејс со поставување на битот U/L на 1 и битовите од 2 до 47 на одредена избрана вредност. Мрежен интерфејс, откако ја доби рамката, прво ја декодира адресата на примачот. Кога битот за влез/излез во адресата е поставен, слојот MAC ќе ја прими рамката само ако одредишната адреса е во список што го одржува домаќинот. Оваа техника овозможува еден јазол да испрати рамка до многу јазли.

Се нарекува специјална адреса за повеќе точки адреса на емитување.Во 48-битна IEEE адреса за емитување, сите битови се поставени на 1. Ако рамката се пренесува со адреса за емитување одредиште, тогаш сите јазли на мрежата ќе ја примат и обработуваат.

Должина/тип на поле

Полето L/T (должина/тип) се користи за две различни цели:

• да се одреди должината на полето со податоци за рамката, со исклучок на какво било полнење со празни места;
• за означување на типот на податоци во полето за податоци.

Вредноста на полето L/T, која е помеѓу 0 и 1500, е должината на полето за податоци за рамката; повисока вредност го означува типот на протоколот.

Општо земено, полето L/T е историски остаток од стандардизацијата на Ethernet во IEEE, што доведе до голем број проблеми со компатибилноста на опремата објавена пред 1983 година. Сега Ethernet и Fast Ethernet никогаш не користат L/T полиња. Наведеното поле служи само за координација со софтверот што ги обработува рамките (односно со протоколите). Но, единствената вистинска стандардна употреба за полето L/T е како поле за должина - спецификацијата 802.3 дури не ја споменува нејзината можна употреба како поле за тип на податоци. Стандардот вели: „Рамите со вредност на полето за должина поголема од онаа наведена во клаузула 4.4.2 може да се игнорираат, да се отфрлат или да се користат приватно. Користењето на овие рамки е надвор од опсегот на овој стандард“.

За да го сумираме кажаното, забележуваме дека полето L/T е примарниот механизам со кој тип на рамка.Рамки Fast Ethernet и Ethernet во кои должината е одредена со вредноста на полето L/T (L/T вредност 802,3, рамки во кои типот на податоци е поставен според вредноста на истото поле (L/T вредност > 1500) се нарекуваат рамки Етернет- IIили ДИКС.

Поле со податоци

Во полето за податоцисодржи информации што еден јазол ги испраќа на друг. За разлика од другите полиња кои чуваат многу специфични информации, полето за податоци може да содржи речиси секоја информација, се додека нејзината големина е најмалку 46 и не повеќе од 1500 бајти. Протоколите одредуваат како се форматира и интерпретира содржината на полето за податоци.

Ако е неопходно да се испратат податоци помали од 46 бајти во должина, слојот LLC додава бајти со непозната вредност, т.н. незначителни податоци(податоци од подлогата). Како резултат на тоа, должината на полето станува 46 бајти.

Ако рамката е од типот 802.3, тогаш полето L/T ја означува количината на валидни податоци. На пример, ако се испрати порака од 12 бајти, полето L/T ја складира вредноста 12, а полето за податоци содржи 34 дополнителни незначајни бајти. Додавањето на незначајни бајти го иницира слојот Fast Ethernet LLC и обично се имплементира во хардвер.

Објектите на ниво на MAC не ја поставуваат содржината на полето L/T - тоа го прави софтвер. Поставувањето на вредноста на ова поле речиси секогаш го прави двигателот на мрежниот интерфејс.

Контролна сума на рамката

Контролната сума на рамки (PCS - Frame Check Sequence) ви овозможува да се осигурате дека примените рамки не се оштетени. При формирање на пренесена рамка на ниво на MAC, се користи посебна математичка формула CRC(Циклична проверка на вишок) дизајнирана да пресметува 32-битна вредност. Добиената вредност се става во полето FCS на рамката. Влезот на елементот MAC слој што го пресметува CRC е вредностите на сите бајти на рамката. Полето FCS е примарен и најважен механизам за откривање и корекција на грешки во Fast Ethernet. Почнувајќи од првиот бајт на адресата на примачот и завршувајќи со последниот бајт од полето за податоци.

Вредности на полињата DSAP и SSAP

DSAP/SSAP вредности			Опис
			Indiv LLC Подслој Mgt
			Груп ДОО Подслој Mgt
			Контрола на патеката SNA
			Резервирано (ДОД IP)
			ISO CLNS е 8473
			Алгоритмот за кодирање 8B6T конвертира осумбитен податочен октет (8B) во шест-битен троен знак (6T). Групите со 6T кодови се дизајнирани да се пренесуваат паралелно преку три изопачени пара кабли, така што ефективната брзина на пренос на податоци на секој изопачен пар е една третина од 100 Mbps, односно 33,33 Mbps. Брзината на тројниот симбол на секој изопачен пар е 6/8 од 33,3 Mbps, што одговара на часовната фреквенција од 25 MHz. Ова е фреквенцијата на која работи тајмерот за MP интерфејс. За разлика од бинарните сигнали, кои имаат две нивоа, тројните сигнали, кои се пренесуваат на секој пар, можат да имаат три нивоа. Табела за кодирање знаци Линеарен код Симбол Пренос на повеќе нивоа MLT-3 - 3 (пренос на повеќе нивоа) - е малку сличен на кодот NRZ, но за разлика од вториот има три нивоа на сигнал. Еден одговара на премин од едно ниво на сигнал до друго, а промената на нивото на сигналот се случува последователно, земајќи ја предвид претходната транзиција. Кога се пренесува „нула“ сигналот не се менува. Овој код, како и NRZ, бара претходно кодирање. Составен од материјали: Лаем Квин, Ричард Расел „Брз етернет“; К.Заклер „Компјутерски мрежи“; В.Г. и Н.А. Олифер „Компјутерски мрежи“;

Етернет, но и до опрема на други, помалку популарни мрежи.

Адаптери за етернет и брз етернет

Спецификации на адаптер

Мрежни адаптери (NIC, картичка за мрежен интерфејс) Ethernet и Fast Ethernet можат да интерфејсираат со компјутер преку еден од стандардни интерфејси:

• автобус ISA (Industry Standard Architecture);
• PCI магистрала (Peripheral Component Interconnect);
• Автобус за PC Card (познато како PCMCIA);

Адаптерите дизајнирани за магистралата на системот ISA (рбетот) не толку одамна беа главниот тип на адаптери. Бројот на компании кои произведуваа вакви адаптери беше голем, поради што уредите од овој типбеа најевтините. Адаптерите за ISA се достапни во 8- и 16-битни. 8-битните адаптери се поевтини, додека 16-битните се побрзи. Точно, размената на информации во автобусот ISA не може да биде премногу брза (во граница - 16 MB/s, во реалноста - не повеќе од 8 MB/s, а за 8-битни адаптери - до 2 MB/s). Затоа, Fast Ethernet адаптери кои бараат ефикасна работависоките стапки на податоци практично не се произведуваат за оваа системска магистрала. Автобусот на ISA станува минато.

Магистралата PCI сега практично ја замени магистралата ISA и станува главна магистрала за проширување на компјутерите. Обезбедува 32- и 64-битна размена на податоци и има висока пропусност (теоретски до 264 MB/s), што целосно ги задоволува барањата не само на Fast Ethernet, туку и на побрзиот Gigabit Ethernet. Исто така, важно е PCI магистралата да се користи не само кај компјутерите на IBM, туку и кај компјутерите PowerMac. Покрај тоа, тој поддржува автоматска хардверска конфигурација Plug-and-Play. Очигледно, во блиска иднина, поголемиот дел од компјутерите ќе бидат ориентирани кон PCI магистралата. мрежни адаптери. Недостатокот на PCI во споредба со магистралата ISA е тоа што бројот на слотови за проширување во компјутерот е обично мал (обично 3 слота). Но точно мрежни адаптерипрво поврзете се на PCI.

Автобусот за PC Card (старото име PCMCIA) моментално се користи само во преносните компјутери од класата Notebook. Во овие компјутери, внатрешната PCI магистрала обично не е насочена кон надвор. Интерфејсот на PC Card овозможува лесно поврзување на минијатурни картички за проширување со компјутер, а брзината на размена со овие картички е доста висока. Сепак, сè повеќе лаптоп компјутери се опремени со вградени мрежни адаптери, бидејќи мрежното поврзување станува составен дел од стандардниот сет на функции. Овие вградени адаптери повторно се поврзани со внатрешниот PCI автобускомпјутер.

При изборот мрежен адаптерориентирани кон одредена магистрала, прво мора да бидете сигурни дека има бесплатни слотови за проширување за овој автобус во компјутерот поврзан на мрежата. Исто така, треба да ја оцените сложеноста на инсталирањето на купениот адаптер и изгледите за производство на табли од овој тип. Вториот може да биде потребен ако адаптерот не успее.

Конечно, тие повторно се среќаваат мрежни адаптери, поврзување со компјутер преку паралелна (печатач) LPT порта. Главната предност на овој пристап е тоа што не треба да го отворате куќиштето на компјутерот за да ги поврзете адаптерите. Покрај тоа, во овој случај, адаптерите не ги зафаќаат ресурсите на компјутерскиот систем, како што се каналите за прекин и DMA, како и мемориските адреси и уредите за влез/излез. Сепак, брзината на размена на информации помеѓу нив и компјутерот во овој случај е многу помала отколку кога се користи системската шина. Покрај тоа, тие бараат повеќе време на процесорот за да комуницираат со мрежата, а со тоа го забавуваат компјутерот.

Во последно време има се повеќе компјутери во кои мрежни адаптеривграден во матична плоча. Предностите на овој пристап се очигледни: корисникот не мора да купи мрежен адаптер и да го инсталира на компјутерот. Само треба да го поврзете мрежниот кабел со надворешниот конектор на вашиот компјутер. Сепак, недостаток е тоа што корисникот не може да го избере адаптерот со најдобри карактеристики.

Други важни карактеристики мрежни адаптериможе да се припише:

• метод на конфигурација на адаптер;
• големината на тампон меморијата инсталирана на таблата и режимите на размена со неа;
• можност за инсталирање на постојан мемориски чип за далечинско подигање (BootROM) на плочата.
• можност за поврзување на адаптерот со различни типови преносни медиуми (изопачен пар, тенок и дебел коаксијален кабел, кабел со оптички влакна);
• брзината на пренос на мрежата што ја користи адаптерот и достапноста на неговата функција за префрлување;
• адаптерот може да користи режим на целосна дуплекс размена;
• компатибилност на адаптерот (поточно, двигателот на адаптерот) со мрежниот софтвер што се користи.

Корисничката конфигурација на адаптерот се користеше првенствено за адаптери дизајнирани за магистралата ISA. Конфигурацијата вклучува поставување на користење на ресурсите на компјутерскиот систем (влезни/излезни адреси, канали за прекин и директен пристап до меморијата, адреси на тампон меморија и меморија за далечинско подигање). Конфигурацијата може да се изврши со поставување на прекинувачи (скокачи) на саканата позиција или со користење на програмата за конфигурација на DOS испорачана со адаптерот (Jumperless, Software configuration). Кога стартувате таква програма, од корисникот се бара да ја постави хардверската конфигурација користејќи едноставно мени: изберете параметри на адаптерот. Истата програма ви овозможува да направите само-тестирањеадаптер Избраните параметри се зачувани во неиспарливата меморија на адаптерот. Во секој случај, при изборот на параметри, мора да избегнувате конфликти со системски уредикомпјутер и со други картички за проширување.

Адаптерот може автоматски да се конфигурира и во режимот Plug-and-Play кога компјутерот е вклучен. Современите адаптери обично го поддржуваат овој конкретен режим, така што корисникот може лесно да ги инсталира.

Во наједноставните адаптери, размената со внатрешната тампон меморија на адаптерот (Adapter RAM) се врши преку адресниот простор на влезно/излезните уреди. Во овој случај, не е потребна дополнителна конфигурација на мемориските адреси. Мора да биде наведена основната адреса на баферската меморија која работи во режим на споделена меморија. Тој е доделен на горната мемориска област на компјутерот (

Најраспространета меѓу стандардните мрежи е етернет мрежата. Се појави во 1972 година, а во 1985 година стана меѓународен стандард. Тој беше усвоен од најголемите меѓународни организации за стандарди: Комитет 802 IEEE (Институт за електротехнички и електронски инженери) и ECMA (Европска асоцијација на производители на компјутери).

Стандардот се нарекува IEEE 802.3 (на англиски се чита како „осум о две точки три“). Дефинира повеќекратен пристап до канал од типот на моно автобус со детекција на судир и контрола на пренос, односно со веќе споменатиот метод за пристап CSMA/CD.

Главни карактеристики на оригиналниот стандард IEEE 802.3:

· топологија – магистрала;

· медиум за пренос – коаксијален кабел;

· брзина на пренос – 10 Mbit/s;

· максимална должина на мрежата – 5 km;

· максимален број на претплатници – до 1024;

· Должина на мрежниот сегмент – до 500 m;

· број на претплатници на еден сегмент - до 100;

· метод на пристап – CSMA/CD;

· теснопојасен пренос, односно без модулација (моно канал).

Строго кажано, постојат мали разлики помеѓу IEEE 802.3 и Ethernet стандардите, но тие обично се игнорираат.

Етернет мрежата сега е најпопуларна во светот (повеќе од 90% од пазарот), а се претпоставува дека ќе остане така и во наредните години. Ова беше во голема мера олеснето со фактот што од самиот почеток карактеристиките, параметрите и протоколите на мрежата беа отворени, како резултат на што огромен број производители ширум светот почнаа да произведуваат етернет опрема која беше целосно компатибилна една со друга. .

Класичната етернет мрежа користеше коаксијален кабел од 50 оми од два вида (дебел и тенок). Меѓутоа, неодамна (од почетокот на 90-тите), најшироко користената верзија на Ethernet е онаа што користи изопачени парови како медиум за пренос. Дефиниран е и стандард за употреба во мрежи со оптички влакна. Направени се дополнувања на оригиналниот стандард IEEE 802.3 за да се приспособат на овие промени. Во 1995 година, се појави дополнителен стандард за побрза верзија на Ethernet која работи со брзина од 100 Mbit/s (т.н. Fast Ethernet, IEEE 802.3u стандард), користејќи искривен пар или оптички кабел како медиум за пренос. Во 1997 година се појави и верзија со брзина од 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, IEEE 802.3z стандард).

Покрај стандардната магистрална топологија, се повеќе се користат топологии на пасивни ѕвезди и пасивни дрвја. Ова вклучува употреба на повторувачи и хабови за повторувачи кои поврзуваат различни делови (сегменти) од мрежата. Како резултат на тоа, структура слична на дрво може да се формира на сегменти од различни типови (сл. 7.1).

Сегментот (дел од мрежата) може да биде класичен автобус или еден претплатник. За сегментите на автобусите, се користи коаксијален кабел, а за пасивни ѕвездени греди (за поврзување со центар единечни компјутери) – изопачен пар и кабел со оптички влакна. Главниот услов за добиената топологија е таа да не содржи затворени патеки (јамки). Всушност, излегува дека сите претплатници се поврзани со физички автобус, бидејќи сигналот од секој од нив се шири во сите правци одеднаш и не се враќа назад (како во прстен).

Максималната должина на кабелот на мрежата како целина (максимална патека на сигналот) теоретски може да достигне 6,5 километри, но практично не надминува 3,5 километри.

Ориз. 7.1. Класична топологија на етернет мрежа.

Брза етернет мрежа нема физичка магистрална топологија; се користи само пасивна ѕвезда или пасивно дрво. Покрај тоа, Fast Ethernet има многу построги барања за максимална должина на мрежата. На крајот на краиштата, со 10-кратно зголемување на брзината на пренос и зачувување на форматот на пакетот, неговата минимална должина станува десет пати пократка. Така, дозволената вредност на времето за пренос на двоен сигнал низ мрежата се намалува за 10 пати (5,12 μs наспроти 51,2 μs во Ethernet).

Стандардниот код Манчестер се користи за пренос на информации на етернет мрежа.

Пристапот до етернет мрежата се врши со употреба на случаен метод CSMA/CD, со што се обезбедува еднаквост на претплатниците. Мрежата користи пакети со променлива должина.

За етернет мрежа која работи со брзина од 10 Mbit/s, стандардот дефинира четири главни типови на мрежни сегменти, фокусирани на различни медиуми за пренос на информации:

· 10BASE5 (дебел коаксијален кабел);

· 10BASE2 (тенок коаксијален кабел);

· 10BASE-T (извиткан пар);

· 10BASE-FL (кабел со оптички влакна).

Името на сегментот вклучува три елементи: бројот „10“ значи брзина на пренос од 10 Mbit/s, зборот BASE значи пренос во базниот фреквентен опсег (т.е. без модулирање на високофреквентен сигнал), а последниот елемент е дозволената должина на сегментот: „5“ – 500 метри, „2“ – 200 метри (поточно, 185 метри) или тип на комуникациска линија: „Т“ – изопачен пар (од англискиот „twisted-pair“ ), „F“ – оптички кабел (од англискиот „fiber optic“).

Слично на тоа, за етернет мрежа која работи со брзина од 100 Mbit/s (Брз етернет), стандардот дефинира три типа сегменти, кои се разликуваат во типовите на медиум за пренос:

· 100BASE-T4 (четири извртен пар);

· 100BASE-TX (двоен изопачен пар);

· 100BASE-FX (кабел со оптички влакна).

Овде, бројот „100“ значи брзина на пренос од 100 Mbit/s, буквата „T“ значи изопачен пар, а буквата „F“ значи кабел со оптички влакна. Типовите 100BASE-TX и 100BASE-FX понекогаш се комбинираат под името 100BASE-X, а 100BASE-T4 и 100BASE-TX се нарекуваат 100BASE-T.

Токен-ринг мрежа

Мрежата Token-Ring беше предложена од IBM во 1985 година (првата верзија се појави во 1980 година). Тој беше наменет за вмрежување на сите типови на компјутери произведени од IBM. Самиот факт што е поддржан од IBM, најголемиот производител на компјутерска опрема, сугерира дека треба да му се посвети посебно внимание. Но, подеднакво важно е дека Token-Ring во моментов е меѓународниот стандард IEEE 802.5 (иако постојат мали разлики помеѓу Token-Ring и IEEE 802.5). Ова ја става оваа мрежа на исто ниво на статус како и Ethernet.

Token-Ring беше развиен како сигурна алтернатива на Ethernet. И иако Ethernet сега ги заменува сите други мрежи, Token-Ring не може да се смета за безнадежно застарен. Повеќе од 10 милиони компјутери ширум светот се поврзани со оваа мрежа.

Мрежата Token-Ring има топологија на прстен, иако однадвор повеќе личи на ѕвезда. Ова се должи на фактот што индивидуалните претплатници (компјутери) се поврзуваат на мрежата не директно, туку преку специјални хабови или уреди за повеќекратен пристап (MSAU или MAU - Multistation Access Unit). Физички, мрежата формира топологија ѕвезда-прстен (сл. 7.3). Во реалноста, претплатниците сè уште се обединети во прстен, односно секој од нив пренесува информации до еден соседен претплатник и добива информации од друг.

Ориз. 7.3. Ѕвезден-прстен топологија на мрежата Token-Ring.

Медиумот за пренос во мрежата IBM Token-Ring првично беше изопачен пар, и незаштитен (UTP) и заштитен (STP), но потоа се појавија опции за опрема за коаксијален кабел, како и за кабел со оптички влакна во стандардот FDDI.

Основни спецификациикласична верзија на мрежата Token-Ring:

· максимален број на хабови од типот IBM 8228 MAU – 12;

· максимален број на претплатници во мрежата – 96;

· максималната должина на кабелот помеѓу претплатникот и центарот е 45 метри;

· максималната должина на кабелот помеѓу хабовите е 45 метри;

· максималната должина на кабелот што ги поврзува сите хабови е 120 метри;

· Брзина на пренос на податоци – 4 Mbit/s и 16 Mbit/s.

Сите дадени карактеристики се однесуваат на случајот на користење на незаштитен кабел со искривен пар. Ако се користи различен медиум за пренос, перформансите на мрежата може да се разликуваат. На пример, кога се користи заштитен искривен пар (STP), бројот на претплатници може да се зголеми на 260 (наместо 96), должината на кабелот може да се зголеми на 100 метри (наместо 45), бројот на центри може да се зголеми на 33, а вкупната должина на прстенот што ги поврзува хабовите може да биде до 200 метри. Кабелот со оптички влакна ви овозможува да ја зголемите должината на кабелот до два километри.

За пренос на информации во Token-Ring, се користи двофазен код (поточно, неговата верзија со задолжителна транзиција во центарот на битскиот интервал). Како и кај секоја ѕвездена топологија, не се потребни дополнителни мерки за електрично завршување или надворешно заземјување. Преговарањето го врши хардверот на мрежни адаптери и хабови.

За поврзување на кабли, Token-Ring користи RJ-45 конектори (за незаштитен изопачен пар), како и MIC и DB9P. Жиците во кабелот ги поврзуваат контактите на конекторот со исто име (односно, се користат таканаречените „прави“ кабли).

Мрежата Token-Ring во својата класична верзија е инфериорна во однос на Ethernet мрежата и во однос на дозволената големина и максималниот број на претплатници. Во однос на брзината на пренос, Token-Ring моментално е достапен во верзии од 100 Mbps (High Speed ​​Token-Ring, HSTR) и 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring). Компаниите кои поддржуваат Token-Ring (вклучувајќи ги IBM, Olicom, Madge) немаат намера да ја напуштат својата мрежа, гледајќи ја како достоен конкурентЕтернет.

Во споредба со етернет опремата, опремата Token-Ring е значително поскапа, бидејќи користи покомплексен метод за управување со размената, така што мрежата Token-Ring не стана толку широко распространета.

Сепак, за разлика од Ethernet, мрежата Token-Ring може многу подобро да се справи со високите нивоа на оптоварување (повеќе од 30-40%) и обезбедува гарантирано време за пристап. Ова е неопходно, на пример, во индустриски мрежи, каде што доцнењето во одговорот на надворешен настан може да доведе до сериозни несреќи.

Мрежата Token-Ring го користи класичниот метод за пристап до токен, односно токен постојано циркулира околу прстенот, на кој претплатниците можат да ги прикачат своите пакети со податоци (види Сл. 4.15). Ова подразбира толку важна предност на оваа мрежа како што е отсуството на конфликти, но има и недостатоци, особено потребата да се контролира интегритетот на токенот и зависноста на функционирањето на мрежата од секој претплатник (во случај на дефект, претплатникот мора да биде исклучен од прстенот).

Максималното време за пренос на пакет до Token-Ring е 10 ms. Со максимален број на претплатници од 260, целосниот циклус на ѕвонење ќе биде 260 x 10 ms = 2,6 s. За тоа време, сите 260 претплатници ќе можат да ги пренесат своите пакети (ако, се разбира, имаат што да пренесат). Во истото време, бесплатниот токен дефинитивно ќе стигне до секој претплатник. Истиот овој интервал е горната граница на времето за пристап до Token-Ring.

Arcnet мрежа

Arcnet мрежа (или ARCnet од англиски прикачен ресурсен компјутер Net, компјутерска мрежаповрзани ресурси) е една од најстарите мрежи. Таа беше развиена од Datapoint Corporation уште во 1977 година. Не постојат меѓународни стандарди за оваа мрежа, иако се смета за предок на методот за пристап до токен. И покрај недостатокот на стандарди, мрежата Arcnet до неодамна (во 1980 - 1990 година) беше популарна, дури и сериозно се натпреваруваше со Ethernet. Голем број компании произведоа опрема за овој тип на мрежа. Но, сега производството на опремата Arcnet практично престана.

Меѓу главните предности на Arcnet мрежата во споредба со Ethernet се ограниченото време на пристап, високата доверливост на комуникацијата, леснотијата на дијагностицирање и релативно ниската цена на адаптерите. Најзначајните недостатоци на мрежата вклучуваат мала брзина на пренос на информации (2,5 Mbit/s), систем за адреси и формат на пакети.

За пренос на информации на мрежата Arcnet, се користи прилично редок код, во кој логичен одговара на два импулси за време на бит интервал, а логичката нула одговара на еден пулс. Очигледно, ова е самовремен код кој бара уште поголем пропусен опсег на кабелот дури и од Манчестер.

Медиумот за пренос во мрежата е коаксијален кабел со карактеристична импеданса од 93 Ом, на пример, бренд RG-62A/U. Опциите со изопачен пар (заштитен и незаштитен) не се широко користени. Беа предложени и опции за кабел со оптички влакна, но тие исто така не го спасија Arcnet.

Како топологија, мрежата Arcnet користи класична магистрала (Arcnet-BUS), како и пасивна ѕвезда (Arcnet-STAR). Ѕвездата користи концентратори (хабови). Можно е да се комбинираат магистрални и ѕвездички сегменти во топологија на дрво користејќи хабови (како во етернет). Главното ограничување е дека не треба да има затворени патеки (јамки) во топологијата. Друго ограничување: бројот на сегменти поврзани во синџир на маргаритка со помош на центри не треба да надминува три.

Така, топологијата на мрежата Arcnet е следна (сл. 7.15).

Ориз. 7.15. Топологијата на мрежата Arcnet е од типот на магистрала (B – адаптери за работа во автобус, S – адаптери за работа во ѕвезда).

Главните технички карактеристики на мрежата Arcnet се како што следува.

· Медиум за пренос – коаксијален кабел, искривен пар.

· Максималната должина на мрежата е 6 километри.

· Максималната должина на кабелот од претплатникот до пасивниот центар е 30 метри.

· Максималната должина на кабелот од претплатникот до активниот центар е 600 метри.

· Максималната должина на кабелот помеѓу активните и пасивните хабови е 30 метри.

· Максимална должина на кабел помеѓу активни концентратори– 600 метри.

· Максималниот број на претплатници во мрежата е 255.

· Максималниот број на претплатници на автобускиот сегмент е 8.

· Минималното растојание помеѓу претплатниците во автобусот е 1 метар.

· Максималната должина на автобускиот сегмент е 300 метри.

· Брзина на пренос на податоци – 2,5 Mbit/s.

При креирање на сложени топологии, потребно е да се осигура дека доцнењето во ширењето на сигналот во мрежата помеѓу претплатниците не надминува 30 μs. Максималното слабеење на сигналот во кабелот на фреквенција од 5 MHz не треба да надминува 11 dB.

Мрежата Arcnet користи метод за пристап до токен (метод на пренос на права), но тој е малку различен од оној на мрежата Token-Ring. Овој метод е најблизок до оној предвиден во стандардот IEEE 802.4.

Исто како и со Token-Ring, конфликтите се целосно елиминирани во Arcnet. Како и секоја токен мрежа, Arcnet добро го носи товарот и гарантира долго време на пристап до мрежата (за разлика од Ethernet). Вкупното време за маркерот да ги заобиколи сите претплатници е 840 ms. Според тоа, истиот интервал ја одредува горната граница на времето за пристап до мрежата.

Токенот е генериран од специјален претплатник - мрежниот контролер. Ова е претплатникот со минимална (нула) адреса.

FDDI мрежа

Мрежата FDDI (од англискиот интерфејс за дистрибуирани податоци со влакна, интерфејс за дистрибуирани податоци со оптички влакна) е еден од најновите достигнувања во стандардите за локална мрежа. Стандардот FDDI беше предложен од Американскиот национален институт за стандарди ANSI (спецификација ANSI X3T9.5). Потоа беше усвоен стандардот ISO 9314, во согласност со спецификациите на ANSI. Нивото на стандардизација на мрежата е доста високо.

За разлика од другите стандардни локални мрежи, стандардот FDDI првично беше фокусиран на високи брзини на пренос (100 Mbit/s) и употреба на најперспективниот кабел со оптички влакна. Затоа, во овој случај, програмерите не беа ограничени од рамката на старите стандарди, фокусирани на мали брзинии електричен кабел.

Изборот на оптичко влакно како медиум за пренос ги одреди следните предности нова мрежа, како што се високиот имунитет на бучава, максималната доверливост на преносот на информации и одличната галванска изолација на претплатниците. Високите брзини на пренос, кои се многу полесно да се постигнат во случај на кабли со оптички влакна, овозможуваат решавање на многу задачи што не се можни со мрежи со помала брзина, на пример, пренос на слики во реално време. Покрај тоа, кабелот со оптички влакна лесно го решава проблемот со пренос на податоци на растојание од неколку километри без пренос, што овозможува да се изградат големи мрежи кои покриваат дури цели градови и ги имаат сите предности на локалните мрежи (особено, мала грешка стапка). Сето ова ја одреди популарноста на мрежата FDDI, иако таа сè уште не е толку распространета како Ethernet и Token-Ring.

Стандардот FDDI се заснова на методот за пристап до токен предвиден со меѓународниот стандард IEEE 802.5 (Token-Ring). Малите разлики од овој стандард се одредени од потребата да се обезбеди пренос на информации со голема брзина на долги растојанија. Топологијата на мрежата FDDI е прстен, најсоодветната топологија за оптички кабел. Мрежата користи два повеќенасочни оптички кабли, од кои едниот е обично во резерва, но ова решение овозможува користење на целосно дуплекс пренос на информации (истовремено во две насоки) со двојно поголема ефективна брзина од 200 Mbit/s (со секоја од двата канали кои работат со брзина од 100 Mbit/s). Се користи и топологија со ѕвездички со главици вклучени во прстенот (како во Token-Ring).

Главни технички карактеристики на мрежата FDDI.

· Максималниот број на претплатници на мрежата е 1000.

· Максималната должина на мрежниот прстен е 20 километри.

· Максималното растојание помеѓу претплатниците на мрежата е 2 километри.

· Медиум за пренос – мултимоден оптички кабел (можеби со користење на електричен изопачен пар).

· Начин на пристап – токен.

· Брзина на пренос на информации – 100 Mbit/s (200 Mbit/s за дуплекс режим на пренос).

Стандардот FDDI има значителни предности во однос на сите претходно дискутирани мрежи. На пример, Fast Ethernet мрежа со ист пропусен опсег од 100 Mbps не може да одговара на FDDI во однос на дозволената големина на мрежата. Дополнително, методот за пристап до токените FDDI, за разлика од CSMA/CD, обезбедува гарантирано време за пристап и отсуство на конфликти на кое било ниво на оптоварување.

Ограничувањето на вкупната должина на мрежата од 20 km не се должи на слабеењето на сигналите во кабелот, туку на потребата да се ограничи времето потребно за сигналот целосно да се движи по прстенот за да се обезбеди максимално дозволено време за пристап. Но, максималното растојание помеѓу претплатниците (2 km со мултимоден кабел) се одредува токму со слабеењето на сигналите во кабелот (не треба да надминува 11 dB). Исто така, можно е да се користи кабел со еден режим, во тој случај растојанието помеѓу претплатниците може да достигне 45 километри, а вкупната должина на прстенот може да биде 200 километри.

Има имплементација на СДДИ во електричен кабел(CDDI – Copper Distributed Data Interface или TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface). Ова користи кабел од категорија 5 со RJ-45 конектори. Максималното растојание помеѓу претплатниците во овој случај треба да биде не повеќе од 100 метри. Цената на мрежната опрема на електричен кабел е неколку пати помала. Но, оваа верзија на мрежата повеќе нема толку очигледни предности во однос на конкурентите како оригиналниот FDDI со оптички влакна. Електричните верзии на FDDI се многу помалку стандардизирани од оние со оптички влакна, така што компатибилноста помеѓу опремата од различни производители не е загарантирана.

За пренос на податоци во FDDI, се користи код 4B/5B специјално развиен за овој стандард.

За да се постигне висока флексибилност на мрежата, стандардот FDDI предвидува вклучување на два вида претплатници во рингот:

· Претплатниците (станиците) од класа А (претплатниците со двојно прикачување, DAS – Dual-Attachment Stations) се поврзани со двата (внатрешни и надворешни) мрежни прстени. Истовремено се реализира можноста за размена со брзини до 200 Mbit/s или вишок на мрежен кабел (доколку главниот кабел е оштетен се користи резервен). Опремата од оваа класа се користи во најкритичните делови на мрежата во однос на перформансите.

· Претплатниците (станиците) од класа Б (претплатници со една врска, SAS – Single-Attachment Stations) се поврзани само на еден (надворешен) мрежен прстен. Тие се поедноставни и поевтини од адаптерите од класа А, но ги немаат нивните можности. Тие можат да се поврзат на мрежата само преку хаб или бајпас прекинувач, кој ги исклучува во случај на итност.

Покрај самите претплатници (компјутери, терминали, итн.), мрежата користи Концентратори за жици, чие вклучување овозможува сите точки за поврзување да се соберат на едно место заради следење на работата на мрежата, дијагностицирање на дефекти и поедноставување на реконфигурацијата. Кога користите различни типови на кабли (на пример, кабел со оптички влакна и изопачен пар), хабот врши и функција на претворање на електрични сигнали во оптички сигнали и обратно. Концентраторите, исто така, доаѓаат во двојна врска (DAC - Концентратор со двоен приклучок) и единечна врска (SAC - Концентратор со едно прицврстување).

Пример за конфигурација на мрежа FDDI е прикажан на сл. 8.1. Принципот на комбинирање на мрежните уреди е илустриран на сл. 8.2.

Ориз. 8.1. Пример за конфигурација на мрежата FDDI.

За разлика од методот за пристап предложен од стандардот IEEE 802.5, FDDI користи таканаречено повеќекратно пренесување на токени. Ако во случајот на мрежата Token-Ring нов (бесплатен) токен е пренесен од претплатникот само откако неговиот пакет ќе му биде вратен, тогаш во FDDI новиот токен се пренесува од претплатникот веднаш по завршувањето на неговиот пакет пренос ( слично како тоа се прави со методот ETR во мрежниот прстен Token-Ring).

Како заклучок, треба да се забележи дека и покрај очигледните предности на СДДИ оваа мрежане стана широко распространета, што главно се должи на високата цена на неговата опрема (од редот на неколку стотици, па дури и илјадници долари). Главната област на примена на FDDI сега се основните, основни (Backbone) мрежи кои комбинираат неколку мрежи. FDDI исто така се користи за поврзување на моќни работни станици или сервери кои бараат комуникација со голема брзина. Се очекува дека Fast Ethernet може да го замени FDDI, но предностите на оптичкиот кабел, управувањето со токени и рекордната големина на мрежата во моментов ги ставаат FDDI пред конкуренцијата. И во случаи кога цената на опремата е критична, верзијата на FDDI (TPDDI) со искривен пар може да се користи во некритични области. Покрај тоа, цената на FDDI опремата може значително да се намали како што се зголемува нејзиниот обем на производство.

100VG-AnyLAN мрежа

Мрежата 100VG-AnyLAN е еден од најновите достигнувања во брзите локални мрежи што неодамна се појави на пазарот. Тој е во согласност со меѓународниот стандард IEEE 802.12, така што неговото ниво на стандардизација е доста високо.

Неговите главни предности се голема брзина на размена, релативно ниска цена на опремата (околу двојно поскапа од опремата на најпопуларната мрежа Ethernet 10BASE-T), централизиран метод за управување со размена без конфликти, како и компатибилност на ниво на пакети формати со Ethernet и Token-Ring мрежи.

Во името на мрежата 100VG-AnyLAN, бројот 100 одговара на брзина од 100 Mbps, буквите VG означуваат евтин незаштитен кабел со изопачени парови од категоријата 3 (Voice Grade), а AnyLAN (која било мрежа) означува дека мрежата е компатибилен со двете најчести мрежи.

Главни технички карактеристики на мрежата 100VG-AnyLAN:

· Брзина на пренос – 100 Mbit/s.

· Топологија – ѕвезда со проширливост (дрво). Бројот на каскадни нивоа на концентратори (хабови) е до 5.

· Начин на пристап – централизиран, без конфликт (Приоритет на побарувачката – со приоритетно барање).

· Медиумите за пренос се четири незаштитен изопачен пар (кабел UTP категорија 3, 4 или 5), двоен изопачен пар (кабел UTP категорија 5), двоен заштитен извртен пар (STP) и кабел со оптички влакна. Во денешно време најчесто се вообичаени каблите со четири извртени парови.

· Максималната должина на кабелот помеѓу хабот и претплатникот и помеѓу хабовите е 100 метри (за UTP кабел категорија 3), 200 метри (за UTP кабел категорија 5 и заштитен кабел), 2 километри (за кабел со оптички влакна). Максималната можна големина на мрежата е 2 километри (утврдена со прифатливи доцнења).

· Максималниот број на претплатници е 1024, препорачан – до 250.

Така, параметрите на мрежата 100VG-AnyLAN се доста блиску до параметрите на Fast Ethernet мрежата. Сепак, главната предност на Fast Ethernet е неговата целосна компатибилност со најчестата Ethernet мрежа (во случајот со 100VG-AnyLAN, ова бара мост). Во исто време, централизираната контрола на 100VG-AnyLAN, која ги елиминира конфликтите и гарантира максимално време за пристап (што не е обезбедено во мрежата на етернет), исто така не може да биде намалена.

Пример за структурата на мрежата 100VG-AnyLAN е прикажан на сл. 8.8.

Мрежата 100VG-AnyLAN се состои од централен (главен, корен) хаб од Ниво 1, на кој можат да се поврзат и индивидуалните претплатници и хабовите од Ниво 2, на кои може да се поврзат претплатниците и хабовите од Ниво 3, итн. Во овој случај, мрежата може да има не повеќе од пет такви нивоа (во оригиналната верзија немаше повеќе од три). Максимална големинамрежата може да биде 1000 метри за незаштитен кабел со искривен пар.

Ориз. 8.8. Мрежна структура 100VG-AnyLAN.

За разлика од неинтелигентните хабови на други мрежи (на пример, Ethernet, Token-Ring, FDDI), мрежните хабови 100VG-AnyLAN се интелигентни контролери кои го контролираат пристапот до мрежата. За да го направат ова, тие постојано ги следат барањата што пристигнуваат на сите пристаништа. Хабовите добиваат дојдовни пакети и ги испраќаат само до оние претплатници на кои им се адресирани. Сепак, тие не вршат никаква обработка на информации, односно, во овој случај, резултатот сè уште не е активна, но не и пасивна ѕвезда. Концентраторите не можат да се наречат полноправни претплатници.

Секој од хабовите може да се конфигурира да работи со формати на пакети Ethernet или Token-Ring. Во овој случај, хабовите на целата мрежа мора да работат со пакети од само еден формат. Потребни се мостови за да комуницираат со мрежите Ethernet и Token-Ring, но мостовите се прилично едноставни.

Хабовите имаат една порта највисоко ниво(за поврзување со хаб од повисоко ниво) и неколку порти од пониско ниво (за поврзување на претплатници). Претплатникот може да биде компјутер (работна станица), сервер, мост, рутер, прекинувач. Друг центар исто така може да се поврзе со пристаништето од пониско ниво.

Секоја хаб-порта може да се постави на еден од двата можни режими на работа:

· Нормалниот режим вклучува препраќање до претплатникот поврзан на пристаништето само пакети упатени лично до него.

· Режимот на монитор вклучува препраќање до претплатникот поврзан на пристаништето на сите пакети што пристигнуваат во хабот. Овој режим му овозможува на еден од претплатниците да ја контролира работата на целата мрежа како целина (вршете ја функцијата за следење).

Методот за пристап до мрежата 100VG-AnyLAN е типичен за ѕвездените мрежи.

Кога користите кабел со четири извртени парови, секој од четирите кабли со изопачени парови се пренесува со брзина од 30 Mbps. Вкупната брзина на пренос е 120 Mbit/s. Сепак, корисни информации поради употребата на кодот 5B/6B се пренесуваат со само 100 Mbit/s. Така, пропусниот опсег на кабелот мора да биде најмалку 15 MHz. Кабелот со изопачени парови од 3 категорија (пропусен опсег од 16 MHz) го задоволува ова барање.

Така, мрежата 100VG-AnyLAN обезбедува прифатливо решение за зголемување на брзината на пренос до 100 Mbps. Сепак, тој не е целосно компатибилен со ниту една од стандардните мрежи, па затоа неговата идна судбина е проблематична. Покрај тоа, за разлика од мрежата FDDI, таа нема никакви параметри за рекорд. Најверојатно, 100VG-AnyLAN, и покрај поддршката од реномирани компании и високото ниво на стандардизација, ќе остане само пример за интересни технички решенија.

Кога станува збор за најчестата мрежа за брз етернет од 100 Mbps, 100VG-AnyLAN обезбедува двојно поголема должина на UTP кабел од категорија 5 (до 200 метри), како и метод за управување со сообраќајот без расправии.