Viteză rapidă de transfer de date prin Ethernet. Tehnologia Fast Ethernet, caracteristicile sale, stratul fizic, regulile de construcție. Valorile câmpurilor DSAP și SSAP

Laboratorul de testare ComputerPress a testat plăci de rețea Fast Ethernet pentru magistrala PCI destinată utilizării în stațiile de lucru 10/100 Mbit/s. Au fost selectate cele mai comune plăci în prezent cu un debit de 10/100 Mbit/s, deoarece, în primul rând, pot fi utilizate în rețele Ethernet, Fast Ethernet și mixte și, în al doilea rând, promițătoarea tehnologie Gigabit Ethernet ( debitului până la 1000 Mbit/s) este încă cel mai des folosit pentru a conecta servere puternice la echipamentul de rețea al nucleului rețelei. Este extrem de important ce calitate a echipamentelor de rețea pasive (cabluri, prize etc.) este utilizată în rețea. Este bine cunoscut faptul că, dacă pentru rețelele Ethernet este suficient un cablu torsadat de categoria 3, atunci categoria 5 este deja necesară pentru Fast Ethernet. Imprăștirea semnalului și imunitatea slabă la zgomot pot reduce semnificativ debitul rețelei.

Scopul testării a fost acela de a determina, în primul rând, indicele de performanță efectiv (Raportul indicelui de performanță/eficiență - denumit în continuare indicele P/E), și numai apoi - valoarea absolută a debitului. Indicele P/E este calculat ca raport dintre debitul plăcii de rețea în Mbit/s și sarcina procesorului ca procent. Acest index este standardul industrial pentru măsurarea performanței adaptorului de rețea. A fost introdus pentru a lua în considerare utilizarea resurselor CPU de către plăcile de rețea. Faptul este că unii producători de adaptoare de rețea încearcă să atingă performanțe maxime folosind mai multe cicluri de procesor de computer pentru a efectua operațiuni de rețea. Sarcina minimă a procesorului și debitul relativ ridicat sunt esențiale pentru rularea aplicațiilor de afaceri, multimedia și în timp real esențiale.

Am testat cardurile care sunt utilizate cel mai des în prezent pentru stațiile de lucru din rețelele corporative și locale:

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

Principalele caracteristici ale adaptoarelor de rețea testate sunt prezentate în tabel. 1 . Să explicăm câțiva dintre termenii folosiți în tabel. Detectarea automată a vitezei de conectare înseamnă că adaptorul însuși determină viteza maximă de funcționare posibilă. În plus, dacă este acceptată detectarea automată a vitezei, nu este necesară nicio configurație suplimentară atunci când treceți de la Ethernet la Fast Ethernet și înapoi. Adică de la administrator de sistem Nu este nevoie să reconfigurați adaptorul sau să reîncărcați driverele.

Suportul pentru modul Bus Master vă permite să transferați date direct între placa de rețea și memoria computerului. Acest lucru eliberează procesorul central pentru a efectua alte operațiuni. Această proprietate a devenit un standard de facto. Nu este de mirare că toate plăcile de rețea binecunoscute acceptă modul Bus Master.

Pornirea de la distanță (Wake on LAN) vă permite să porniți computerul printr-o rețea. Adică, devine posibilă deservirea computerului în timpul orelor de lucru. În acest scop, pe placa de bază și adaptorul de rețea se folosesc conectori cu trei pini, care sunt conectați cu un cablu special (inclus în pachet). În plus, este necesar un software special de control. Tehnologia Wake on LAN a fost dezvoltată de alianța Intel-IBM.

Modul full duplex vă permite să transmiteți date simultan în ambele direcții, semi-duplex - doar într-o singură direcție. Astfel, debitul maxim posibil în modul full duplex este de 200 Mbit/s.

DMI (Desktop Management Interface) face posibilă obținerea de informații despre configurația și resursele unui PC folosind software-ul de management al rețelei.

Suportul pentru specificația WfM (Wired for Management) asigură interacțiunea adaptorului de rețea cu software-ul de gestionare și administrare a rețelei.

Pentru a porni de la distanță un sistem de operare de computer printr-o rețea, adaptoarele de rețea sunt echipate cu memorie BootROM specială. Acest lucru permite stațiilor de lucru fără disc să fie utilizate eficient într-o rețea. Majoritatea cardurilor testate aveau doar un slot BootROM; Cipul BootROM în sine este de obicei o opțiune comandată separat.

Suportul ACPI (Advanced Configuration Power Interface) ajută la reducerea consumului de energie. ACPI este o nouă tehnologie care alimentează sistemul de management al energiei. Se bazează pe utilizarea atât a hardware-ului, cât și software. În principiu, Wake on LAN face parte din ACPI.

Instrumentele de performanță proprietare vă permit să creșteți eficiența plăcii de rețea. Cele mai cunoscute dintre ele sunt Parallel Tasking II de la 3Com și Adaptive Technology de la Intel. Aceste produse sunt de obicei brevetate.

Suportul pentru sistemele de operare majore este oferit de aproape toate adaptoarele. Principalele sisteme de operare includ: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager și altele.

Nivelul de suport al serviciului este evaluat de disponibilitatea documentației, a unei dischete cu drivere și a capacității de descărcare ultimele versiuni drivere de pe site-ul companiei. Ambalajul joacă, de asemenea, un rol important. Din acest punct de vedere, cele mai bune, după părerea noastră, sunt adaptoarele de rețea de la D-Link, Allied Telesyn și Surecom. Dar, în general, nivelul de suport s-a dovedit a fi satisfăcător pentru toate cardurile.

De obicei, garanția acoperă întreaga durată de viață a adaptorului de curent alternativ (garanție pe viață). Uneori este limitat la 1-3 ani.

Metodologia de testare

Toate testele au folosit cele mai recente versiuni ale driverelor de plăci de rețea, care au fost descărcate de pe serverele de internet ale producătorilor respectivi. În cazul în care driverul plăcii de rețea a permis orice setări și optimizare, au fost utilizate setările implicite (cu excepția adaptorului de rețea Intel). Rețineți că plăcile și driverele corespunzătoare de la 3Com și Intel au cele mai bogate capacități și funcții suplimentare.

Măsurătorile de performanță au fost efectuate folosind utilitarul Novell Perform3. Principiul de funcționare al utilitarului este că un fișier mic este copiat de pe stația de lucru pe una partajată unitate de rețea server, după care rămâne în memoria cache de fișiere a serverului și este citit de acolo de multe ori într-o anumită perioadă de timp. Acest lucru permite interoperabilitatea memorie-rețea-memorie și elimină impactul latenței asociate cu operațiunile pe disc. Parametrii utilitarului includ dimensiunea inițială a fișierului, dimensiunea finală a fișierului, pasul de redimensionare și timpul de testare. Utilitarul Novell Perform3 afișează valori de performanță pentru diferite dimensiuni de fișiere, medii și performanță maximă(în KB/s). Următorii parametri au fost utilizați pentru a configura utilitarul:

• Dimensiunea inițială a fișierului - 4095 octeți
• Dimensiunea finală a fișierului - 65.535 octeți
• Pas de creștere a fișierului - 8192 octeți

Timpul de testare pentru fiecare fișier a fost setat la douăzeci de secunde.

Fiecare experiment a folosit o pereche de plăci de rețea identice, una rulând pe server și cealaltă rulând pe stația de lucru. Acest lucru pare să fie în contradicție cu practica obișnuită, deoarece serverele folosesc de obicei adaptoare de rețea specializate care vin cu o serie de caracteristici suplimentare. Dar exact așa este - aceleași plăci de rețea sunt instalate atât pe server, cât și pe stațiile de lucru - testarea este efectuată de toate laboratoarele de testare cunoscute din lume (KeyLabs, Tolly Group etc.). Rezultatele sunt oarecum mai mici, dar experimentul se dovedește a fi curat, deoarece doar plăcile de rețea analizate funcționează pe toate computerele.

Configurație client Compaq DeskPro EN:

• Procesor Pentium II 450 MHz
• cache 512 KB
• RAM 128 MB
• hard disk 10 GB
• sistem de operare Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
• Protocolul TCP/IP.

Configurare server Compaq DeskPro EP:

• procesor Celeron 400 MHz
• RAM 64 MB
• hard disk 4,3 GB
• sala de operatie sistem Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• Protocolul TCP/IP.

Testarea a fost efectuată în condițiile în care calculatoarele au fost conectate direct cu un cablu încrucișat UTP Categoria 5. În timpul acestor teste, plăcile au funcționat în modul 100Base-TX Full Duplex. În acest mod, debitul este puțin mai mare datorită faptului că o parte din informațiile de serviciu (de exemplu, confirmarea recepției) sunt transmise simultan cu informații utile, al căror volum este estimat. În aceste condiții, a fost posibil să se înregistreze valori de debit destul de mari; de exemplu, pentru adaptorul 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM, media este de 79,23 Mbps.

Sarcina procesorului a fost măsurată pe server folosind Utilitare Windows NT Performance Monitor; datele au fost înregistrate într-un fișier jurnal. Utilitarul Perform3 a fost rulat pe client pentru a nu afecta sarcina procesorului serverului. Procesorul computerului server a fost un Intel Celeron, a cărui performanță este semnificativ mai mică decât performanța procesoarelor Pentium II și III. Intel Celeron a fost folosit în mod deliberat: faptul este că, deoarece sarcina procesorului este determinată cu o eroare absolută destul de mare, în cazul valorilor absolute mari eroarea relativă este mai mică.

După fiecare test, utilitarul Perform3 plasează rezultatele muncii sale într-un fișier text sub forma unui set de date de următoarea formă:

65535 octeți. 10491,49 KBps. 10491,49 KBps agregat. 57343 octeți. 10844,03 KBps. 10844,03 KBps agregat. 49151 octeți. 10737,95 KBps. 10737,95 KBps agregat. 40959 octeți. 10603,04 KBps. 10603,04 KBps agregat. 32767 octeți. 10497,73 KBps. 10497,73 KBps agregat. 24575 octeți. 10220,29 KBps. 10220,29 KBps agregat. 16383 octeți. 9573,00 KBps. 9573,00 KBps agregat. 8191 octeți. 8195,50 KBps. 8195,50 KBps agregat. 10844,03 KBps maxim. 10145,38 KBp mediu.

Afișează dimensiunea fișierului, debitul corespunzător pentru clientul selectat și pentru toți clienții (în acest caz există un singur client), precum și debitul maxim și mediu pentru întregul test. Valorile medii obținute pentru fiecare test au fost convertite din KB/s în Mbit/s folosind formula:
(KB x 8)/1024,
iar valoarea indicelui P/E a fost calculată ca raport dintre puterea de transfer și sarcina procesorului ca procent. Ulterior, valoarea medie a indicelui P/E a fost calculată pe baza rezultatelor a trei măsurători.

Următoarea problemă a apărut la utilizarea utilitarului Perform3 pe Windows NT Workstation: pe lângă scrierea pe o unitate de rețea, fișierul a fost scris și în memoria cache a fișierelor locale, de unde a fost ulterior citit foarte rapid. Rezultatele au fost impresionante, dar nerealiste, deoarece nu a existat un transfer de date ca atare prin rețea. Pentru ca aplicațiile să trateze unitățile de rețea partajate ca unități locale obișnuite, sistem de operare se folosește o componentă specială de rețea - un redirector care redirecționează cererile I/O prin rețea. În condiții normale de funcționare, atunci când se efectuează procedura de scriere a unui fișier pe o unitate de rețea partajată, redirectorul utilizează algoritmul de stocare în cache Windows NT. De aceea, atunci când scrieți pe server, scrierea are loc și în memoria cache a fișierelor locale a mașinii client. Și pentru a efectua testarea, este necesar ca stocarea în cache să fie efectuată numai pe server. Pentru a vă asigura că nu există memorie cache pe computerul client, Registrul Windows NT, valorile parametrilor au fost modificate, ceea ce a făcut posibilă dezactivarea stocării în cache efectuată de redirector. Iată cum s-a făcut:

1. Calea către registru:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

   Nume parametru:

   UseWriteBehind permite optimizarea write-behind pentru fișierele care sunt scrise

   Tip: REG_DWORD

   Valoare: 0 (implicit: 1)

2. Calea către registru:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lanmanworkstation\parameters

   Nume parametru:

   UtilizeNTCaching specifică dacă redirectorul va folosi managerul cache Windows NT pentru a stoca în cache conținutul fișierului.

   Tip: REG_DWORD Valoare: 0 (implicit: 1)

Adaptor de rețea Intel EtherExpress PRO/100+Management

Debitul acestei plăci și utilizarea procesorului s-au dovedit a fi aproape aceleași cu cele ale 3Com. Ferestrele de setări pentru acest card sunt prezentate mai jos.

Noul controler Intel 82559 instalat pe acest card oferă performanțe foarte ridicate, mai ales în rețelele Fast Ethernet.

Tehnologia pe care Intel o folosește în cardul său Intel EtherExpress PRO/100+ se numește Adaptive Technology. Esența metodei este schimbarea automată a intervalelor de timp dintre pachetele Ethernet în funcție de încărcarea rețelei. Pe măsură ce congestionarea rețelei crește, distanța dintre pachetele Ethernet individuale crește dinamic, ceea ce reduce numărul de coliziuni și crește debitul. Când sarcina rețelei este ușoară, când probabilitatea de coliziuni este scăzută, intervalele de timp dintre pachete sunt reduse, ceea ce duce și la creșterea performanței. Cele mai mari beneficii ale acestei metode ar trebui văzute în segmentele Ethernet de coliziuni mari, adică în cazurile în care topologia rețelei este dominată de hub-uri mai degrabă decât de comutatoare.

Noua tehnologie Intel, numită Priority Packet, permite reglementarea traficului card de retea, conform priorităților pachetelor individuale. Acest lucru face posibilă creșterea ratelor de transfer de date pentru aplicațiile critice.

Oferă suport pentru virtual rețele locale VLAN (standard IEEE 802.1Q).

Pe placă sunt doar doi indicatori - lucru/conexiune, viteză 100.

www.intel.com

Adaptor de rețea SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX/MP

Arhitectura acestui card folosește două tehnologii promițătoare: SMC SimulTasking și Programable InterPacket Gap. Prima tehnologie este similară cu tehnologia 3Com Parallel Tasking. Comparând rezultatele testelor pentru cardurile de la acești doi producători, putem trage o concluzie despre gradul de eficacitate al implementării acestor tehnologii. De asemenea, menționăm că această placă de rețea a arătat al treilea rezultat atât în ​​ceea ce privește performanța, cât și indicele P/E, înaintea tuturor plăcilor cu excepția 3Com și Intel.

Pe card sunt patru indicatoare LED: viteza 100, transmisie, conexiune, duplex.

Adresa principală a site-ului web a companiei este: www.smc.com

Introducere

Scopul realizării acestui raport a fost o prezentare scurtă și accesibilă a principiilor de bază de funcționare și a caracteristicilor rețelelor de calculatoare, folosind Fast Ethernet ca exemplu.

O rețea este un grup de computere și alte dispozitive conectate. Scopul principal al rețelelor de calculatoare este partajarea resurselor și implementarea de comunicații interactive atât în ​​interiorul unei companii, cât și în afara acesteia. Resursele sunt date, aplicații și periferice, ca unitate externă, imprimantă, mouse, modem sau joystick. Conceptul de comunicare interactivă între computere implică schimbul de mesaje în timp real.

Există multe seturi de standarde pentru transmiterea datelor în rețelele de calculatoare. Unul dintre seturi este standardul Fast Ethernet.

Din acest material veți afla despre:

• · Tehnologii Fast Ethernet
• Comutatoare
• Cablu FTP
• Tipuri de conexiune
• Topologii de rețele de calculatoare

În munca mea, voi arăta principiile de funcționare a unei rețele bazate pe standardul Fast Ethernet.

Comutare locală retele de calculatoare(LAN) și tehnologiile Fast Ethernet au fost dezvoltate ca răspuns la nevoia de îmbunătățire a eficienței rețelelor Ethernet. Prin creșterea debitului, aceste tehnologii pot elimina " locuri înguste» în rețea și aplicații de suport care necesită rate mari de transfer de date. Atractia acestor solutii este ca nu trebuie sa alegi una sau alta. Ele sunt complementare, astfel încât eficiența rețelei poate fi adesea îmbunătățită prin utilizarea ambelor tehnologii.

Informațiile colectate vor fi utile atât persoanelor care încep să studieze rețelele de calculatoare, cât și administratorilor de rețele.

1. Diagrama rețelei

2. Tehnologia Fast Ethernet

rețea de calculatoare ethernet rapid

Fast Ethernet este rezultatul dezvoltării tehnologiei Ethernet. Bazate pe și păstrând aceeași tehnică CSMA/CD (canal polling multiple access and collision detection), dispozitivele Fast Ethernet funcționează la o viteză de 10 ori mai mare decât Ethernet. 100 Mbps. Fast Ethernet oferă o lățime de bandă suficientă pentru aplicații precum proiectarea și fabricarea asistate de computer (CAD/CAM), procesarea grafică și a imaginilor și multimedia. Fast Ethernet este compatibil cu Ethernet de 10 Mbps, deci este mai ușor să integrați Fast Ethernet în LAN folosind un comutator, mai degrabă decât un router.

Intrerupator

Folosind comutatoare multe grupuri de lucru pot fi conectate pentru a forma un LAN mare (vezi Diagrama 1). Switch-urile ieftine funcționează mai bine decât routerele, oferind performanțe LAN mai bune. Grupurile de lucru Fast Ethernet formate din unul sau două hub-uri pot fi conectate printr-un comutator Fast Ethernet pentru a crește și mai mult numărul de utilizatori, precum și pentru a acoperi o zonă mai mare.

Ca exemplu, luați în considerare următorul comutator:

Orez. 1 D-Link-1228/ME

Seria de switch-uri DES-1228/ME include switch-uri Layer 2 Fast Ethernet premium, configurabile. Cu funcționalitate avansată, dispozitivele DES-1228/ME sunt solutie ieftina pentru a crea o rețea sigură și de înaltă performanță. Trăsături distinctive Caracteristicile acestui comutator sunt densitatea mare de porturi, 4 porturi Gigabit Uplink, setările de modificare a pașilor mici pentru gestionarea lățimii de bandă și gestionarea îmbunătățită a rețelei. Aceste comutatoare vă permit să vă optimizați rețeaua atât în ​​ceea ce privește funcționalitatea, cât și caracteristicile de cost. Comutatoarele din seria DES-1228/ME sunt soluția optimă atât în ​​ceea ce privește funcționalitatea, cât și caracteristicile de cost.

Cablu FTP

Cablu LAN-5EFTP-BL este format din 4 perechi de conductori de cupru unic.

Diametrul conductorului 24AWG.

Fiecare conductor este acoperit cu izolație HDPE (polietilenă de înaltă densitate).

Două conductoare răsucite cu un pas special selectat formează o pereche răsucită.

Cele 4 perechi răsucite sunt înfășurate în folie de polietilenă și, împreună cu un conductor de împământare cu un singur miez, sunt închise într-o folie de protecție comună și înveliș din PVC.

Direct prin

Serveste:

• 1. Pentru a conecta un computer la un comutator (hub, comutator) prin intermediul plăcii de rețea a computerului
• 2. Pentru a conecta echipamente periferice de rețea - imprimante, scanere - la comutator (hub, comutator)
• 3. pentru UPLINK pe un comutator superior (hub, comutator) - întrerupătoare moderne poate configura automat intrările din conector pentru recepție și transmisie

Crossover

Serveste:

• 1. Pentru conectarea directă a 2 calculatoare la o rețea locală, fără utilizarea echipamentelor de comutare (hub-uri, comutatoare, routere etc.).
• 2. pentru uplink, conexiune la un switch de nivel superior într-o rețea locală cu o structură complexă, pentru tipuri mai vechi de switch-uri (hub-uri, switch-uri), au un conector separat, marcat și „UPLINK” sau un X.

Topologie în stea

Catre stele- topologia de bază a unei rețele de calculatoare în care toate calculatoarele din rețea sunt conectate la un nod central (de obicei un comutator), formând un segment fizic al rețelei. Un astfel de segment de rețea poate funcționa fie separat, fie ca parte a unei topologii de rețea complexe (de obicei, un „arboresc”). Tot schimbul de informații are loc exclusiv prin intermediul computerului central, care este supus unei sarcini foarte mari în acest fel, deci nu poate face altceva decât prin rețea. De regulă, computerul central este cel mai puternic și pe acesta sunt atribuite toate funcțiile pentru gestionarea schimbului. În principiu, nu sunt posibile conflicte într-o rețea cu topologie în stea, deoarece managementul este complet centralizat.

Aplicație

Ethernet clasic de 10 Mbit s-a potrivit pentru majoritatea utilizatorilor timp de aproximativ 15 ani. Cu toate acestea, la începutul anilor 90, capacitatea sa insuficientă a început să se simtă. Pentru computere pornite procesoare Intel 80286 sau 80386 cu magistrale ISA (8 MB/s) sau EISA (32 MB/s), lățimea de bandă a segmentului Ethernet a fost de 1/8 sau 1/32 din canalul memorie-la-disc și acest lucru a fost în concordanță cu raportul a volumelor de date procesate local și a datelor transmise prin rețea. Pentru stațiile client mai puternice cu o magistrală PCI (133 MB/s), această cotă a scăzut la 1/133, ceea ce în mod clar nu a fost suficient. Ca urmare, multe segmente Ethernet de 10 Mbps au devenit supraîncărcate, capacitatea de răspuns a serverului a scăzut semnificativ, iar ratele de coliziune au crescut semnificativ, reducând și mai mult debitul utilizabil.

Este nevoie să se dezvolte o „nouă” Ethernet, adică o tehnologie care să fie la fel de rentabilă cu o performanță de 100 Mbit/s. Ca rezultat al căutărilor și cercetărilor, experții au fost împărțiți în două tabere, ceea ce a dus în cele din urmă la apariția a două noi tehnologii - Fast Ethernet și l00VG-AnyLAN. Ele diferă prin gradul de continuitate cu Ethernetul clasic.

În 1992, un grup de producători de echipamente de rețea, inclusiv lideri în tehnologie Ethernet, cum ar fi SynOptics, 3Com și alții, au format Fast Ethernet Alliance, o asociație non-profit, pentru a dezvolta un standard pentru o nouă tehnologie care să păstreze caracteristicile Ethernet. tehnologie în măsura maximă posibilă.

A doua tabără a fost condusă de Hewlett-Packard și AT&T, care s-au oferit să profite de oportunitatea de a aborda unele dintre deficiențele cunoscute ale tehnologiei Ethernet. După ceva timp, acestor companii li s-a alăturat IBM, care a contribuit prin propunerea de a oferi o oarecare compatibilitate cu rețelele Token Ring în noua tehnologie.

În același timp, Comitetul IEEE 802 a format un grup de cercetare pentru a studia potențialul tehnic al noilor tehnologii de mare viteză. Între sfârșitul anului 1992 și sfârșitul anului 1993, echipa IEEE a studiat soluțiile de 100 Mbit oferite de diverși furnizori. Alături de propunerile Fast Ethernet Alliance, grupul a analizat și tehnologia de mare viteză propusă de Hewlett-Packard și AT&T.

Discuția sa centrat pe problema menținerii metodei de acces aleatoriu CSMA/CD. Propunerea Fast Ethernet Alliance a păstrat această metodă și a asigurat astfel continuitatea și consistența între rețelele de 10 Mbps și 100 Mbps. Coaliția HP-AT&T, care a avut sprijinul mult mai puțini furnizori din industria de rețele decât Fast Ethernet Alliance, a propus o metodă de acces complet nouă numită Prioritatea cererii- acces prioritar la cerere. A schimbat semnificativ comportamentul nodurilor din rețea, astfel încât nu s-a putut încadra în tehnologia Ethernet și standardul 802.3 și a fost organizat un nou comitet IEEE 802.12 pentru a-l standardiza.

În toamna anului 1995, ambele tehnologii au devenit standarde IEEE. Comitetul IEEE 802.3 a adoptat specificația Fast Ethernet ca standard 802.3, care nu este un standard de sine stătător, ci este o completare la standardul 802.3 existent sub forma capitolelor 21 până la 30. Comitetul 802.12 a adoptat tehnologia l00VG-AnyLAN, care utilizează o nouă metodă de acces cu prioritate la cerere și acceptă două formate de cadre - Ethernet și Token Ring.

v Stratul fizic al tehnologiei Fast Ethernet

Toate diferențele dintre tehnologia Fast Ethernet și Ethernet sunt concentrate pe stratul fizic (Fig. 3.20). Straturile MAC și LLC din Fast Ethernet rămân exact aceleași și sunt descrise în capitolele anterioare ale standardelor 802.3 și 802.2. Prin urmare, când luăm în considerare tehnologia Fast Ethernet, vom studia doar câteva opțiuni pentru stratul său fizic.

Structura mai complexă a stratului fizic al tehnologiei Fast Ethernet se datorează faptului că utilizează trei tipuri de sisteme de cablare:

• · cablu fibră optică multimod, se folosesc două fibre;
• · Pereche răsucită categoria 5, se folosesc două perechi;
• · Categoria 3 pereche răsucită, se folosesc patru perechi.

Cablul coaxial, care a oferit lumii prima rețea Ethernet, nu a fost inclus în lista mijloacelor de transmisie de date permise a noii tehnologii Fast Ethernet. Aceasta este o tendință comună în multe tehnologii noi deoarece distante scurte Perechea răsucită de categoria 5 vă permite să transmiteți date la aceeași viteză ca și cablul coaxial, dar rețeaua este mai ieftină și mai ușor de operat. Pe distanțe lungi, fibra optică are o lățime de bandă mult mai mare decât coaxiala, iar costul rețelei nu este cu mult mai mare, mai ales dacă luați în considerare costurile mari de depanare ale unui sistem mare de cablu coaxial.

Diferențele dintre tehnologia Fast Ethernet și tehnologia Ethernet

Abandonul cablului coaxial a dus la faptul că rețelele Fast Ethernet au întotdeauna o structură arborescentă ierarhică construită pe hub-uri, la fel ca rețelele l0Base-T/l0Base-F. Principala diferență dintre configurațiile de rețea Fast Ethernet este reducerea diametrului rețelei la aproximativ 200 m, care se explică printr-o reducere de 10 ori a timpului de transmisie a cadrului de lungime minimă datorită creșterii de 10 ori a vitezei de transmisie în comparație cu 10 Mbit Ethernet. .

Cu toate acestea, această circumstanță nu împiedică cu adevărat construirea de rețele mari folosind tehnologia Fast Ethernet. Cert este că mijlocul anilor 90 a fost marcat nu numai de utilizarea pe scară largă a tehnologiilor ieftine de mare viteză, ci și de dezvoltarea rapidă a rețelelor locale bazate pe comutatoare. Când se utilizează comutatoare, protocolul Fast Ethernet poate funcționa în modul full-duplex, în care nu există restricții privind lungimea totală a rețelei, ci doar restricții privind lungimea segmentelor fizice care conectează dispozitivele învecinate (adaptor - comutator sau comutator - intrerupator). Prin urmare, atunci când se creează backbone de rețea locală la distanță lungă, tehnologia Fast Ethernet este de asemenea utilizată în mod activ, dar numai în versiunea full-duplex, împreună cu comutatoare.

Această secțiune discută despre funcționarea semi-duplex a tehnologiei Fast Ethernet, care respectă pe deplin definiția metodei de acces descrisă în standardul 802.3.

În comparație cu opțiunile de implementare fizică pentru Ethernet (și există șase dintre ele), în Fast Ethernet diferențele dintre fiecare opțiune și celelalte sunt mai profunde - atât numărul de conductori, cât și metodele de codare se schimbă. Și întrucât variantele fizice ale Fast Ethernet au fost create simultan, și nu evolutiv, ca și în cazul rețelelor Ethernet, a fost posibil să se definească în detaliu acele substraturi ale stratului fizic care nu se schimbă de la variantă la variantă și acele substraturi care sunt specifice fiecare variantă a mediului fizic.

Standardul oficial 802.3 a stabilit trei specificații diferite pentru stratul fizic Fast Ethernet și le-a dat următoarele nume:

Structura stratului fizic Fast Ethernet

• · 100Base-TX pentru cablu cu două perechi pe pereche răsucită neecranată UTP categoria 5 sau pereche răsucită ecranată STP Tip 1;
• · 100Base-T4 pentru cablu UTP de categoria 3, 4 sau 5 UTP cu patru perechi;
• · 100Base-FX pentru cablu de fibră optică multimod, se folosesc două fibre.

Următoarele afirmații și caracteristici sunt adevărate pentru toate cele trei standarde.

• · Formatele de cadre cu tehnologia Fast Ethernetee sunt diferite de formatele de cadre cu tehnologia Ethernet de 10 Mbit.
• · Intervalul între cadre (IPG) este de 0,96 µs, iar intervalul de biți este de 10 ns. Toți parametrii de sincronizare ai algoritmului de acces (intervalul de backoff, timpul de transmisie cu lungimea minimă a cadrului etc.), măsurați în intervale de biți, au rămas neschimbați, astfel încât nu s-au făcut modificări la secțiunile standardului referitoare la nivelul MAC.
• · Un semn al unei stări libere a mediului este transmiterea simbolului Idle al codului redundant corespunzător (și nu absența semnalelor, ca în standardele Ethernet de 10 Mbit/s). Stratul fizic include trei elemente:
• o substratul de reconciliere;
• o interfață independentă de media (Media Independent Interface, Mil);
• o dispozitiv de strat fizic (PHY).

Stratul de negociere este necesar pentru ca stratul MAC, conceput pentru interfața AUI, să poată funcționa cu stratul fizic prin interfața MP.

Dispozitivul de strat fizic (PHY) constă, la rândul său, din mai multe substraturi (vezi Fig. 3.20):

• · subnivelul de codificare a datelor logice, care convertește octeții care vin de la nivelul MAC în simboluri de cod 4B/5B sau 8B/6T (ambele coduri sunt folosite în tehnologia Fast Ethernet);
• · substraturi de conexiune fizică și substraturi de dependență de medii fizice (PMD), care asigură generarea de semnal în conformitate cu o metodă de codificare fizică, de exemplu NRZI sau MLT-3;
• · substrat autonegotiation, care permite două porturi de comunicare să selecteze automat cel mai eficient mod de operare, de exemplu, semi-duplex sau full-duplex (acest substrat este opțional).

Interfața MP acceptă o modalitate independentă de mediu de schimb de date între substratul MAC și substratul PHY. Această interfață este similară ca scop cu interfața AUI a Ethernet-ului clasic, cu excepția faptului că interfața AUI a fost situată între substratul de codificare a semnalului fizic (pentru toate opțiunile de cablu a fost folosită aceeași metodă de codare fizică - codul Manchester) și substratul de conexiune fizică la mediu, iar interfața MP este situată între subnivelurile MAC și subnivelurile de codare a semnalului, dintre care există trei în standardul Fast Ethernet - FX, TX și T4.

Conectorul MP, spre deosebire de conectorul AUI, are 40 de pini, lungimea maximă a cablului MP este de un metru. Semnalele transmise prin interfața MP au o amplitudine de 5 V.

Stratul fizic 100Base-FX - fibră multimodală, două fibre

Această specificație definește funcționarea protocolului Fast Ethernet pe fibră multimodă în modurile half-duplex și full-duplex, bazate pe schema de codificare FDDI bine dovedită. Ca și în standardul FDDI, fiecare nod este conectat la rețea prin două fibre optice care provin de la receptor (R x) și de la emițător (T x).

Există multe asemănări între specificațiile l00Base-FX și l00Base-TX, astfel încât proprietățile comune celor două specificații vor fi date sub numele generic l00Base-FX/TX.

În timp ce Ethernetul de 10 Mbps utilizează codificarea Manchester pentru a reprezenta datele printr-un cablu, standardul Fast Ethernet definește o metodă diferită de codificare - 4V/5V. Această metodă și-a dovedit deja eficiența în standardul FDDI și a fost transferată fără modificări la specificația l00Base-FX/TX. În această metodă, fiecare 4 biți de date ale substratului MAC (numite simboluri) sunt reprezentați de 5 biți. Bitul redundant permite aplicarea codurilor potențiale prin reprezentarea fiecăruia dintre cei cinci biți ca impulsuri electrice sau optice. Existența unor combinații de simboluri interzise permite respingerea simbolurilor eronate, ceea ce crește stabilitatea rețelelor cu l00Base-FX/TX.

Pentru a separa cadrul Ethernet de caracterele Idle, se utilizează o combinație de caractere Start Delimiter (o pereche de caractere J (11000) și K (10001) din codul 4B/5B, iar după finalizarea cadrului, un T caracterul este inserat înaintea primului caracter inactiv.

Flux de date continuu al specificațiilor 100Base-FX/TX

Odată ce bucățile de 4 biți ale codurilor MAC sunt convertite în bucăți de 5 biți ale stratului fizic, acestea trebuie să fie reprezentate ca semnale optice sau electrice în cablul care conectează nodurile rețelei. Specificațiile l00Base-FX și l00Base-TX utilizează diferite metode de codare fizică pentru aceasta - NRZI și, respectiv, MLT-3 (ca în tehnologia FDDI atunci când funcționează pe fibră optică și pereche răsucită).

Strat fizic 100Base-TX - pereche răsucită DTP Cat 5 sau STP Tip 1, două perechi

Specificația l00Base-TX folosește cablu UTP Categoria 5 sau cablu STP Tip 1 ca mediu de transmisie a datelor. Lungime maxima cablu în ambele cazuri - 100 m.

Principalele diferențe față de specificația l00Base-FX sunt utilizarea metodei MLT-3 pentru transmiterea semnalelor porțiunilor de 5 biți de cod 4V/5V prin pereche răsucită, precum și prezența unei funcții de Auto-negociere pentru selectarea portului mod de operare. Schema de autonegociere permite a două dispozitive conectate fizic care acceptă mai multe standarde de nivel fizic, care diferă prin viteza de biți și numărul de perechi răsucite, să selecteze cel mai avantajos mod de operare. De obicei, procedura de auto-negociere are loc atunci când conectați un adaptor de rețea, care poate funcționa la viteze de 10 și 100 Mbit/s, la un hub sau switch.

Schema de negociere automată descrisă mai jos este standardul tehnologic l00Base-T astăzi. Anterior, producătorii foloseau diverse scheme proprietare pentru a determina automat viteza de comunicare a porturilor care nu erau compatibile. Schema de auto-negociere adoptată ca standard a fost propusă inițial de National Semiconductor sub numele NWay.

În prezent sunt definite un total de 5 moduri de operare diferite care pot suporta dispozitive l00Base-TX sau 100Base-T4 pe perechi răsucite;

• · l0Base-T - 2 perechi de categoria 3;
• l0Base-T full-duplex - 2 perechi de categoria 3;
• · l00Base-TX - 2 perechi de categoria 5 (sau Tip 1ASTP);
• · 100Base-T4 - 4 perechi de categoria 3;
• · 100Base-TX full-duplex - 2 perechi de categoria 5 (sau tip 1A STP).

Modul l0Base-T are cea mai mică prioritate în procesul de negociere, iar modul full-duplex 100Base-T4 are cea mai mare. Procesul de negociere are loc atunci când dispozitivul este pornit și poate fi inițiat oricând de modulul de control al dispozitivului.

Dispozitivul care a început procesul de auto-negociere trimite un pachet de impulsuri speciale partenerului său Rapid Link Pulse Burst (FLP), care conține un cuvânt de 8 biți care codifică modul de interacțiune propus, începând cu cea mai mare prioritate suportată de nod.

Dacă nodul peer acceptă funcția de auto-negociare și poate suporta și modul propus, acesta răspunde cu o rafală de impulsuri FLP în care confirmă modul dat, iar aceasta încheie negocierea. Dacă nodul partener poate suporta un mod cu prioritate mai mică, atunci îl indică în răspuns, iar acest mod este selectat ca cel de lucru. Astfel, modul nod comun cu cea mai mare prioritate este întotdeauna selectat.

Un nod care acceptă doar tehnologia l0Base-T trimite impulsuri Manchester la fiecare 16 ms pentru a verifica integritatea liniei care o conectează la un nod vecin. Un astfel de nod nu înțelege cererea FLP pe care o face un nod cu funcția de Auto-negociare și continuă să-și trimită impulsurile. Un nod care primește doar impulsuri de integritate a liniei ca răspuns la o solicitare FLP înțelege că partenerul său poate opera numai folosind standardul l0Base-T și își setează acest mod de operare.

Strat fizic 100Base-T4 - pereche răsucită UTP Cat 3, patru perechi

Specificația 100Base-T4 a fost concepută pentru a permite Ethernetului de mare viteză să utilizeze cablarea perechii răsucite de Categoria 3. Această specificație crește debitul general prin transportarea simultană a fluxurilor de biți peste toate cele 4 perechi de cablu.

Specificația 100Base-T4 a apărut mai târziu decât alte specificații ale stratului fizic Fast Ethernet. Dezvoltatorii acestei tehnologii au dorit în primul rând să creeze specificații fizice cele mai apropiate de cele ale l0Base-T și l0Base-F, care funcționau pe două linii de date: două perechi sau două fibre. Pentru a implementa lucrul peste două perechi răsucite, a trebuit să trec la un cablu de categoria 5 de calitate superioară.

În același timp, dezvoltatorii tehnologiei concurente l00VG-AnyLAN s-au bazat inițial pe lucrul pe un cablu torsadat de categoria 3; cel mai important avantaj nu a fost atât costul, cât și faptul că era deja instalat în marea majoritate a clădirilor. Prin urmare, după lansarea specificațiilor l00Base-TX și l00Base-FX, dezvoltatorii tehnologiei Fast Ethernet au implementat propria versiune a stratului fizic pentru categoria 3 de perechi răsucite.

În loc de codificare 4V/5V, această metodă folosește codificarea 8V/6T, care are un spectru de semnal mai îngust și, la o viteză de 33 Mbit/s, se încadrează în banda de 16 MHz a cablului cu pereche răsucită de categoria 3 (când se codifică 4V/5V). , spectrul semnalului nu se încadrează în această bandă). Fiecare 8 biți de informații la nivel MAC sunt codificați de 6 simboluri ternare, adică numere care au trei stări. Fiecare cifră ternară are o durată de 40 ns. Grupul de 6 cifre ternare este apoi transmis pe una dintre cele trei perechi răsucite transmise, independent și secvenţial.

A patra pereche este întotdeauna folosită pentru ascultare frecvență purtătoareîn scopul detectării coliziunilor. Rata de transfer de date pe fiecare dintre cele trei perechi de transmisie este de 33,3 Mbps, astfel încât viteza totală a protocolului 100Base-T4 este de 100 Mbps. În același timp, datorită metodei de codare adoptate, rata de schimbare a semnalului pe fiecare pereche este de doar 25 Mbaud, ceea ce permite utilizarea perechii răsucite de categoria 3.

În fig. Figura 3.23 prezintă conexiunea dintre portul MDI al unui adaptor de rețea 100Base-T4 și portul MDI-X al unui hub (prefixul X indică faptul că pentru acest conector, conexiunile receptorului și emițătorului sunt schimbate în perechi de cabluri comparativ cu adaptorul de rețea conector, care facilitează conectarea perechilor de fire în cablu - fără încrucișare). Pereche 1 -2 întotdeauna necesar pentru a transfera date de la portul MDI la portul MDI-X, pereche 3 -6 - pentru a primi date prin portul MDI de la portul MDI-X, și perechea 4 -5 Și 7 -8 sunt bidirectionale si sunt folosite atat pentru receptie cat si pentru transmisie, in functie de necesitate.

Conectarea nodurilor conform specificației 100Base-T4

Fast Ethernet

Fast Ethernet - specificația IEEE 802.3 u, adoptată oficial la 26 octombrie 1995, definește un standard de protocol pentru stratul de legătură pentru rețelele care funcționează atât cu cabluri de cupru, cât și de fibră optică la o viteză de 100 Mb/s. Noua specificație este un succesor al standardului Ethernet IEEE 802.3, folosind același format de cadru, mecanism de acces media CSMA/CD și topologie în stea. Evoluția a afectat mai multe elemente de configurare a stratului fizic care au o capacitate crescută, inclusiv tipurile de cabluri, lungimile segmentelor și numărul de hub-uri.

Structura Fast Ethernet

Pentru a înțelege mai bine funcționarea și a înțelege interacțiunea elementelor Fast Ethernet, să ne întoarcem la Figura 1.

Figura 1. Sistem Fast Ethernet

Substratul Logical Link Control (LLC).

Specificația IEEE 802.3u împarte funcțiile stratului de legătură în două substraturi: controlul legăturii logice (LLC) și stratul de acces media (MAC), care vor fi discutate mai jos. LLC, ale cărei funcții sunt definite de standardul IEEE 802.2, se interconectează de fapt cu protocoale de nivel superior (de exemplu, IP sau IPX), oferind diverse servicii de comunicație:

• Serviciu fără stabilire a conexiunii și confirmări de recepție. Un serviciu simplu care nu asigură controlul fluxului de date sau controlul erorilor și nu garantează livrarea corectă a datelor.
• Serviciu bazat pe conexiune. Un serviciu absolut de încredere care garantează livrarea corectă a datelor prin stabilirea unei conexiuni la sistemul de recepție înainte de începerea transmisiei de date și prin utilizarea mecanismelor de control al erorilor și al fluxului de date.
• Serviciu fără conexiune cu confirmări de recepție. Un serviciu de complexitate medie care utilizează mesaje de confirmare pentru a oferi livrare garantată, dar nu stabilește o conexiune înainte de transmiterea datelor.

Pe sistemul de trimitere, datele transmise din protocol Stratul de rețea, sunt mai întâi încapsulate de substratul LLC. Standardul le numește Protocol Data Unit (PDU). Când PDU-ul este transmis la substratul MAC, unde este din nou înconjurat de informații de antet și post, din acel moment poate fi numit tehnic cadru. Pentru un pachet Ethernet, aceasta înseamnă că cadrul 802.3 conține un antet LLC de trei octeți în plus față de datele de la nivelul de rețea. Astfel, lungimea maximă de date permisă în fiecare pachet este redusă de la 1500 la 1497 de octeți.

Antetul LLC este format din trei câmpuri:

În unele cazuri, cadrele LLC joacă un rol minor în procesul de comunicare în rețea. De exemplu, într-o rețea care utilizează TCP/IP împreună cu alte protocoale, singura funcție a LLC poate fi aceea de a permite cadrelor 802.3 să conțină un antet SNAP, cum ar fi Ethertype, care indică protocolul Network Layer către care ar trebui să fie trimis cadrul. În acest caz, toate PDU-urile LLC utilizează formatul de informații nenumerotate. Cu toate acestea, alte protocoale de nivel înalt necesită servicii mai avansate de la LLC. De exemplu, sesiunile NetBIOS și mai multe protocoale NetWare folosesc serviciile LLC orientate spre conexiune mai pe scară largă.

Antet SNAP

Sistemul de recepție trebuie să determine ce protocol de nivel de rețea ar trebui să primească datele primite. Pachetele 802.3 din PDU-urile LLC folosesc un alt protocol numit sub-ReţeaAccesprotocol (SNAP (Subnetwork Access Protocol).

Antetul SNAP are 5 octeți și se află imediat după antetul LLC în câmpul de date al cadrului 802.3, așa cum se arată în figură. Antetul conține două câmpuri.

Cod de organizare. Organizația sau ID-ul furnizorului este un câmp de 3 octeți care ia aceeași valoare ca primii 3 octeți ai adresei MAC a expeditorului din antetul 802.3.

Cod local. Codul local este un câmp de 2 octeți care este echivalent funcțional cu câmpul Ethertype din antetul Ethernet II.

Substratul de negociere

După cum sa menționat mai devreme, Fast Ethernet este un standard evoluat. MAC proiectat pentru interfața AUI trebuie convertit pentru interfața MII utilizată în Fast Ethernet, pentru care este proiectat acest substrat.

Control acces media (MAC)

Fiecare nod dintr-o rețea Fast Ethernet are un controler de acces media (Mass-mediaAccesControlor- MAC). MAC este cheia în Fast Ethernet și are trei scopuri:

Cea mai importantă dintre cele trei atribuiri MAC este prima. Pentru oricine tehnologie de rețea, care utilizează un mediu partajat, regulile de acces media care determină momentul în care un nod poate transmite sunt caracteristica sa principală. Mai multe comitete IEEE sunt implicate în elaborarea regulilor de acces la mediu. Comitetul 802.3, denumit adesea comitetul Ethernet, definește standardele LAN care utilizează reguli numite CSMA/CD(Acces multiplu Carrier Sense cu detectarea coliziunilor - acces multiplu cu detectarea transportatorului și detectarea coliziunilor).

CSMS/CD sunt reguli de acces media atât pentru Ethernet, cât și pentru Fast Ethernet. În acest domeniu cele două tehnologii coincid complet.

Deoarece toate nodurile din Fast Ethernet partajează același mediu, pot transmite doar atunci când le este rândul. Această coadă este determinată de regulile CSMA/CD.

CSMA/CD

Controlerul Fast Ethernet MAC ascultă operatorul înainte de a transmite. Purtătorul există doar atunci când un alt nod transmite. Stratul PHY detectează prezența unui purtător și generează un mesaj către MAC. Prezența unui purtător indică faptul că mediul este ocupat și nodul (sau nodurile) de ascultare trebuie să cedeze celui care transmite.

Un MAC care are un cadru de transmis trebuie să aștepte o perioadă minimă de timp după sfârșitul cadrului anterior înainte de a-l transmite. Acest timp se numește decalaj între pachete(IPG, interpacket gap) și durează 0,96 microsecunde, adică o zecime din timpul de transmisie al unui pachet Ethernet obișnuit la o viteză de 10 Mbit/s (IPG este un singur interval de timp, definit întotdeauna în microsecunde, nu în timp de biți ) Figura 2.

Figura 2. Decalaj între pachete

După încheierea pachetului 1, toate nodurile LAN trebuie să aștepte timp IPG înainte de a putea transmite. Intervalul de timp dintre pachetele 1 și 2, 2 și 3 din Fig. 2 este ora IPG. După ce pachetul 3 a finalizat transmisia, niciun nod nu are niciun material de procesat, astfel încât intervalul de timp dintre pachetele 3 și 4 este mai lung decât IPG.

Toate nodurile de rețea trebuie să respecte aceste reguli. Chiar dacă un nod are multe cadre de transmis și acest nod este singurul care transmite, trebuie să aștepte cel puțin timpul IPG după trimiterea fiecărui pachet.

Aceasta este porțiunea CSMA a regulilor de acces media Fast Ethernet. Pe scurt, multe noduri au acces la mediu și folosesc transportatorul pentru a-i monitoriza ocuparea.

Rețelele experimentale timpurii au folosit exact aceste reguli și astfel de rețele au funcționat foarte bine. Cu toate acestea, utilizarea numai CSMA a creat o problemă. Adesea, două noduri, având un pachet de transmis și așteptând timpul IPG, au început să transmită simultan, ceea ce a dus la coruperea datelor de ambele părți. Această situație se numește coliziune(coliziune) sau conflict.

Pentru a depăși acest obstacol, protocoalele timpurii au folosit un mecanism destul de simplu. Pachetele au fost împărțite în două categorii: comenzi și reacții. Fiecare comandă trimisă de un nod necesita un răspuns. Dacă nu s-a primit niciun răspuns pentru o perioadă de timp (numită perioadă de expirare) după trimiterea comenzii, atunci comanda inițială a fost emisă din nou. Acest lucru se poate întâmpla de mai multe ori (numărul maxim de timeouts) înainte ca nodul de trimitere să înregistreze eroarea.

Această schemă ar putea funcționa perfect, dar numai până la un anumit punct. Apariția conflictelor a dus la o scădere bruscă a performanței (măsurată de obicei în octeți pe secundă), deoarece nodurile erau adesea inactive în așteptarea răspunsurilor la comenzi care nu au ajuns niciodată la destinație. Congestia rețelei și creșterea numărului de noduri sunt direct legate de creșterea numărului de conflicte și, în consecință, de o scădere a performanței rețelei.

Primii designeri de rețea au găsit rapid o soluție la această problemă: fiecare nod trebuie să determine dacă un pachet transmis a fost pierdut prin detectarea unei coliziuni (mai degrabă decât să aștepte un răspuns care nu vine niciodată). Aceasta înseamnă că pachetele pierdute din cauza coliziunii trebuie retransmise imediat înainte de expirarea timpului de expirare. Dacă nodul a transmis ultimul bit al pachetului fără a provoca o coliziune, atunci pachetul a fost transmis cu succes.

Metoda de detectare a purtătorului poate fi combinată bine cu funcția de detectare a coliziunilor. Coliziunile continuă să apară, dar acest lucru nu afectează performanța rețelei, deoarece nodurile scapă rapid de ele. Grupul DIX, având dezvoltat reguli de acces pentru mediul CSMA/CD pentru Ethernet, le-a oficializat sub forma unui algoritm simplu - Figura 3.

Figura 3. Algoritm de operare CSMA/CD

Dispozitiv de strat fizic (PHY)

Din moment ce Fast Ethernet poate folosi tip diferit cablu, fiecare mediu necesită o precondiționare unică a semnalului. Conversia este, de asemenea, necesară pentru transmisia eficientă a datelor: pentru a face codul transmis rezistent la interferențe, posibile pierderi sau distorsiuni ale elementelor sale individuale (baud), pentru a asigura sincronizarea eficientă a generatoarelor de ceas pe partea de transmisie sau de recepție.

Substratul de codare (PCS)

Codifică/decodifică datele care vin de la/la nivelul MAC folosind algoritmi sau .

Subniveluri ale conexiunii fizice și dependenței de mediul fizic (PMA și PMD)

Substraturile PMA și PMD comunică între substratul PSC și interfața MDI, furnizând generarea în conformitate cu metoda de codificare fizică: sau.

Substratul de negociere autonomă (AUTONEG)

Substratul de auto-negociere permite două porturi de comunicare să selecteze automat cel mai eficient mod de operare: full-duplex sau half-duplex 10 sau 100 Mb/s. Strat fizic

Standardul Fast Ethernet definește trei tipuri de medii de semnalizare Ethernet de 100 Mbps.

• 100Base-TX - două perechi de fire răsucite. Transmiterea se realizează în conformitate cu standardul de transmitere a datelor într-un mediu fizic răsucit, dezvoltat de ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Cablul de date răsucit poate fi ecranat sau neecranat. Utilizează algoritmul de codificare a datelor 4V/5V și metoda de codificare fizică MLT-3.
• 100Base-FX - două nuclee de cablu de fibră optică. De asemenea, transmisia se realizează în conformitate cu standardul de comunicații prin fibră optică dezvoltat de ANSI. Utilizează algoritmul de codificare a datelor 4V/5V și metoda de codificare fizică NRZI.

Specificațiile 100Base-TX și 100Base-FX sunt cunoscute și ca 100Base-X

• 100Base-T4 este o specificație specifică dezvoltată de comitetul IEEE 802.3u. Conform acestei specificații, transmisia datelor se realizează pe patru perechi răsucite de cablu telefonic, care se numește cablu UTP categoria 3. Utilizează algoritmul de codificare a datelor 8V/6T și metoda de codificare fizică NRZI.

În plus, standardul Fast Ethernet include recomandări pentru utilizarea cablului cu perechi răsucite ecranat de Categoria 1, care este cablul standard utilizat în mod tradițional în rețelele Token Ring. Asistență și îndrumări pentru utilizarea cablajului STP într-o rețea Fast Ethernet oferă o cale către Fast Ethernet pentru clienții cu cablare STP.

Specificația Fast Ethernet include, de asemenea, un mecanism de negociere automată care permite unui port gazdă să se configureze automat la o rată de date de 10 sau 100 Mbit/s. Acest mecanism se bazează pe schimbul unei serii de pachete cu un port hub sau switch.

Mediu 100Base-TX

Mediul de transmisie 100Base-TX folosește două perechi răsucite, o pereche fiind folosită pentru a transmite date și cealaltă pentru a le primi. Deoarece specificația ANSI TP - PMD conține atât cabluri cu perechi răsucite ecranate, cât și neecranate, specificația 100Base-TX include suport atât pentru cabluri cu perechi răsucite neecranate, cât și pentru cele ecranate, Tipurile 1 și 7.

Conector MDI (Medium Dependent Interface).

Interfața de legătură 100Base-TX, în funcție de mediu, poate fi unul din două tipuri. Pentru cablarea cu pereche răsucită neecranată, conectorul MDI trebuie să fie un conector RJ 45 Categoria 5 cu opt pini. Acest conector este utilizat și în rețelele 10Base-T, oferind compatibilitate cu cablarea existentă de Categoria 5. Pentru cablurile cu perechi răsucite ecranate, conectorul MDI trebuie să fie Utilizați conectorul IBM Type 1 STP, care este un conector DB9 ecranat. Acest conector este utilizat de obicei în rețelele Token Ring.

Cablu UTP categoria 5(e).

Interfața media UTP 100Base-TX utilizează două perechi de fire. Pentru a minimiza diafonia și posibila distorsiune a semnalului, celelalte patru fire nu ar trebui folosite pentru a transporta niciun semnal. Semnalele de transmisie și recepție pentru fiecare pereche sunt polarizate, cu un fir care transmite semnalul pozitiv (+), iar celălalt fir transmite semnalul negativ (-). Codurile de culoare ale firelor de cablu și numerele de pin ale conectorului pentru rețeaua 100Base-TX sunt date în tabel. 1. Deși stratul 100Base-TX PHY a fost dezvoltat după adoptarea standardului ANSI TP-PMD, numerele de pin ale conectorului RJ 45 au fost modificate pentru a se potrivi cu modelul de cablare deja utilizat în standardul 10Base-T. Standardul ANSI TP-PMD folosește pinii 7 și 9 pentru a primi date, în timp ce standardele 100Base-TX și 10Base-T folosesc pinii 3 și 6 în acest scop. Acest aspect permite utilizarea adaptoarelor 100Base-TX în loc de adaptoare de bază 10 - T și conectați-le la aceleași cabluri de Categoria 5 fără a schimba cablajul. În conectorul RJ 45, perechile de fire utilizate sunt conectate la pinii 1, 2 și 3, 6. Pentru a conecta corect firele, trebuie să vă ghidați după marcajele lor de culoare.

Tabel 1. Atribuirea pinilor conectoruluiMDIcabluUTP100Base-TX

Nodurile comunică între ele prin schimbul de cadre. În Fast Ethernet, un cadru este unitatea de bază de comunicare printr-o rețea - orice informație transferată între noduri este plasată în câmpul de date al unuia sau mai multor cadre. Redirecționarea cadrelor de la un nod la altul este posibilă numai dacă există o modalitate de a identifica în mod unic toate nodurile de rețea. Prin urmare, fiecare nod dintr-o rețea LAN are o adresă numită adresa sa MAC. Această adresă este unică: niciun nod din rețeaua locală nu poate avea aceeași adresă MAC. Mai mult, în nicio tehnologie LAN (cu excepția ARCNet) două noduri din lume nu pot avea aceeași adresă MAC. Orice cadru conține cel puțin trei informații principale: adresa destinatarului, adresa expeditorului și datele. Unele cadre au alte câmpuri, dar sunt obligatorii doar cele trei enumerate. Figura 4 prezintă structura cadrului Fast Ethernet.

Figura 4. Structura cadruluiRapidEthernet

• adresa destinatarului- este indicată adresa nodului care primește datele;
• adresa expeditorului- se indică adresa nodului care a transmis datele;
• lungime/tip(L/T - Length/Type) - contine informatii despre tipul de date transmise;
• verifica suma cadru(PCS - Frame Check Sequence) - conceput pentru a verifica corectitudinea cadrului primit de nodul receptor.

Dimensiunea minimă a cadrului este de 64 de octeți sau 512 biți (termeni octetȘi octet - sinonime). Dimensiunea maximă a cadrului este de 1518 octeți sau 12144 de biți.

Adresarea cadru

Fiecare nod dintr-o rețea Fast Ethernet are un număr unic numit adresă MAC sau adresă gazdă. Acest număr este format din 48 de biți (6 octeți), este alocat interfeței de rețea în timpul fabricării dispozitivului și este programat în timpul procesului de inițializare. Prin urmare, interfețele de rețea ale tuturor rețelelor LAN, cu excepția ARCNet, care utilizează adrese pe 8 biți atribuite de administratorul de rețea, au o adresă MAC unică încorporată, diferită de toate celelalte adrese MAC de pe Pământ și atribuită de producător în acord cu IEEE.

Pentru a ușura procesul de gestionare a interfețelor de rețea, IEEE a propus împărțirea câmpului de adresă de 48 de biți în patru părți, așa cum se arată în Figura 5. Primii doi biți ai adresei (biții 0 și 1) sunt indicatori de tip adresă. Valoarea steagurilor determină modul în care este interpretată porțiunea de adresă (biții 2 - 47).

Figura 5. Formatul adresei MAC

Bitul I/G este numit caseta de selectare adresa individuală/de grupși arată ce tip de adresă (individuală sau de grup) este. O adresă unicast este atribuită unei singure interfețe (sau nod) dintr-o rețea. Adresele cu bitul I/G setat la 0 sunt adrese MAC sau adresele nodurilor. Dacă bitul I/O este setat la 1, atunci adresa aparține grupului și este de obicei apelată adresa multipunct(adresă multicast) sau adresa functionala(adresa functionala). O adresă de grup poate fi atribuită uneia sau mai multor interfețe de rețea LAN. Cadrele trimise la o adresă multicast sunt primite sau copiate de toate interfețele de rețea LAN care o au. Adresele multicast permit trimiterea unui cadru la un subset de noduri din rețeaua locală. Dacă bitul I/O este setat la 1, atunci biții de la 46 la 0 sunt tratați ca o adresă multicast mai degrabă decât ca câmpurile U/L, OUI și OUA ale unei adrese obișnuite. Bitul U/L este numit steag de control universal/localși determină modul în care adresa a fost atribuită interfeței de rețea. Dacă ambii biți I/O și U/L sunt setați la 0, atunci adresa este identificatorul unic de 48 de biți descris mai devreme.

OUI (identificator unic organizațional - identificator unic organizațional). IEEE atribuie unul sau mai multe OUI-uri fiecărui adaptor de rețea și producător de interfețe. Fiecare producător este responsabil pentru atribuirea corectă a OUA (adresa unică organizațională - adresa unică organizațională), pe care trebuie să-l aibă orice dispozitiv creat de el.

Când bitul U/L este setat, adresa este controlată local. Aceasta înseamnă că nu este setat de producătorul interfeței de rețea. Orice organizație își poate crea propria adresă MAC pentru o interfață de rețea setând bitul U/L la 1 și biții de la 2 la 47 la o anumită valoare selectată. Interfata retea, după ce a primit cadrul, în primul rând decodifică adresa destinatarului. Când bitul I/O dintr-o adresă este setat, stratul MAC va primi cadrul numai dacă adresa de destinație se află într-o listă menținută de gazdă. Această tehnică permite unui nod să trimită un cadru la mai multe noduri.

Există o adresă specială multipunct numită adresa de difuzare.Într-o adresă de difuzare IEEE pe 48 de biți, toți biții sunt setați la 1. Dacă un cadru este transmis cu o adresă de difuzare destinație, atunci toate nodurile din rețea îl vor primi și procesa.

Lungime/Tip câmp

Câmpul L/T (Lungime/Tip) este utilizat în două scopuri diferite:

• pentru a determina lungimea câmpului de date cadru, excluzând orice umplutură cu spații;
• pentru a indica tipul de date într-un câmp de date.

Valoarea câmpului L/T, care este între 0 și 1500, este lungimea câmpului de date cadru; o valoare mai mare indică tipul de protocol.

În general, câmpul L/T este o rămășiță istorică a standardizării Ethernet în IEEE, care a dat naștere la o serie de probleme cu compatibilitatea echipamentelor lansate înainte de 1983. Acum Ethernet și Fast Ethernet nu folosesc niciodată câmpuri L/T. Câmpul specificat servește doar la coordonarea cu software-ul care procesează cadrele (adică cu protocoalele). Dar singura utilizare cu adevărat standard pentru câmpul L/T este ca câmp de lungime - specificația 802.3 nici măcar nu menționează posibila sa utilizare ca câmp de tip de date. Standardul prevede: „Cadrele cu o valoare a câmpului de lungime mai mare decât cea specificată în clauza 4.4.2 pot fi ignorate, eliminate sau utilizate în mod privat. Utilizarea acestor cadre este în afara domeniului de aplicare al acestui standard”.

Pentru a rezuma ceea ce s-a spus, observăm că câmpul L/T este mecanismul primar prin care tipul de cadru. Cadre Fast Ethernet și Ethernet în care lungimea este specificată de valoarea câmpului L/T (valoarea L/T 802.3, cadre în care tipul de date este setat de valoarea aceluiași câmp (valoarea L/T > 1500) se numesc cadre Ethernet- II sau DIX.

Câmp de date

În câmpul de date conține informații pe care un nod le trimite altuia. Spre deosebire de alte câmpuri care stochează informații foarte specifice, câmpul de date poate conține aproape orice informație, atâta timp cât dimensiunea acestuia este de cel puțin 46 și nu mai mult de 1500 de octeți. Protocoalele determină modul în care conținutul unui câmp de date este formatat și interpretat.

Dacă este necesar să se trimită date cu o lungime mai mică de 46 de octeți, stratul LLC adaugă octeți cu o valoare necunoscută, numită date nesemnificative(date pad). Ca rezultat, lungimea câmpului devine 46 de octeți.

Dacă cadrul este de tip 802.3, atunci câmpul L/T indică cantitatea de date valide. De exemplu, dacă este trimis un mesaj de 12 octeți, câmpul L/T stochează valoarea 12, iar câmpul de date conține 34 de octeți suplimentari nesemnificativi. Adăugarea de octeți nesemnificativi inițiază stratul Fast Ethernet LLC și este de obicei implementat în hardware.

Facilități la nivel MAC nu setează conținutul câmpului L/T - asta face software. Setarea valorii acestui câmp se face aproape întotdeauna de driverul de interfață de rețea.

Suma de verificare a cadrului

Suma de verificare a cadrelor (PCS - Frame Check Sequence) vă permite să vă asigurați că cadrele primite nu sunt deteriorate. Când se formează un cadru transmis la nivel MAC, se folosește o formulă matematică specială CRC(Verificarea redundanței ciclice) conceput pentru a calcula o valoare de 32 de biți. Valoarea rezultată este plasată în câmpul FCS al cadrului. Intrarea elementului de strat MAC care calculează CRC este valorile tuturor octeților cadrului. Câmpul FCS este mecanismul principal și cel mai important de detectare și corectare a erorilor din Fast Ethernet. Începând de la primul octet al adresei destinatarului și terminând cu ultimul octet al câmpului de date.

Valorile câmpurilor DSAP și SSAP

Valori DSAP/SSAP			Descriere
			Indiv LLC Sublayer Mgt
			Group LLC Sublayer Mgt
			Controlul căii SNA
			Rezervat (IP DOD)
			ISO CLNS IS 8473
			Algoritmul de codificare 8B6T convertește un octet de date de opt biți (8B) într-un caracter ternar de șase biți (6T). Grupurile de coduri 6T sunt concepute pentru a fi transmise în paralel pe trei perechi de cablu răsucite, astfel încât rata efectivă de transfer de date pe fiecare pereche răsucită este de o treime din 100 Mbps, adică 33,33 Mbps. Rata simbolului ternar pe fiecare pereche răsucită este de 6/8 de 33,3 Mbps, ceea ce corespunde unei frecvențe de ceas de 25 MHz. Aceasta este frecvența la care funcționează temporizatorul interfeței MP. Spre deosebire de semnalele binare, care au două niveluri, semnalele ternare, transmise pe fiecare pereche, pot avea trei niveluri. Tabel de codificare a caracterelor Cod liniar Simbol MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (transmisie multinivel) - este ușor similar cu codul NRZ, dar spre deosebire de acesta din urmă are trei niveluri de semnal. Una corespunde unei tranziții de la un nivel de semnal la altul, iar schimbarea nivelului de semnal are loc secvenţial, ținând cont de tranziția anterioară. La transmiterea „zero”, semnalul nu se schimbă. Acest cod, ca și NRZ, necesită pre-codificare. Alcătuit din materiale: Laem Queen, Richard Russell „Fast Ethernet”; K. Zakler „Rețele de calculatoare”; V.G. și N.A. Olifer „Rețele de calculatoare”;

Ethernet, dar și la echipamentele altor rețele, mai puțin populare.

Adaptoare Ethernet și Fast Ethernet

Specificații adaptor

Adaptoare de rețea (NIC, placă de interfață de rețea) Ethernet și Fast Ethernet pot interfața cu un computer printr-unul dintre interfețe standard:

• Autobuz ISA (Industry Standard Architecture);
• magistrală PCI (Peripheral Component Interconnect);
• magistrală PC Card (aka PCMCIA);

Adaptoarele proiectate pentru magistrala de sistem ISA (coloana vertebrală) au fost nu cu mult timp în urmă tipul principal de adaptoare. Numărul companiilor care produc astfel de adaptoare a fost mare, motiv pentru care dispozitivele de acest tip au fost cele mai ieftine. Adaptoarele pentru ISA sunt disponibile pe 8 și 16 biți. Adaptoarele pe 8 biți sunt mai ieftine, în timp ce adaptoarele pe 16 biți sunt mai rapide. Adevărat, schimbul de informații pe magistrala ISA nu poate fi prea rapid (în limită - 16 MB/s, în realitate - nu mai mult de 8 MB/s, iar pentru adaptoarele pe 8 biți - până la 2 MB/s). Prin urmare, adaptoare Fast Ethernet care necesită munca eficienta rate mari de date nu sunt practic produse pentru această magistrală de sistem. Autobuzul ISA devine un lucru din trecut.

Magistrala PCI a înlocuit practic magistrala ISA și devine principala magistrală de expansiune pentru computere. Oferă schimb de date pe 32 și 64 de biți și are un randament ridicat (teoretic până la 264 MB/s), care satisface pe deplin cerințele nu numai Fast Ethernet, ci și Gigabit Ethernet mai rapid. De asemenea, este important ca magistrala PCI să fie utilizată nu numai în computerele IBM PC, ci și în computerele PowerMac. În plus, acceptă configurația hardware automată Plug-and-Play. Aparent, în viitorul apropiat, majoritatea calculatoarelor vor fi orientate către magistrala PCI. adaptoare de rețea. Dezavantajul PCI în comparație cu magistrala ISA este că numărul de sloturi de expansiune dintr-un computer este de obicei mic (de obicei 3 sloturi). Dar exact adaptoare de rețea conectați mai întâi la PCI.

Busul PC Card (nume vechi PCMCIA) este utilizat în prezent numai în computerele portabile din clasa Notebook. În aceste computere, magistrala PCI internă nu este de obicei direcționată spre exterior. Interfața PC Card permite conectarea ușoară a cardurilor de expansiune în miniatură la un computer, iar viteza de schimb cu aceste carduri este destul de mare. Totuși, tot mai multe computere laptop sunt echipate cu încorporat adaptoare de rețea, deoarece conectivitatea la rețea devine o parte integrantă a setului de caracteristici standard. Aceste adaptoare încorporate sunt din nou conectate la interior magistrala PCI calculator.

La alegere adaptor de retea orientat către o anumită magistrală, trebuie în primul rând să vă asigurați că există sloturi de expansiune libere pentru această magistrală în computerul conectat la rețea. De asemenea, ar trebui să evaluați complexitatea instalării adaptorului achiziționat și perspectivele de a produce plăci de acest tip. Acesta din urmă poate fi necesar dacă adaptorul eșuează.

În cele din urmă, se întâlnesc din nou adaptoare de rețea, conectarea la un computer printr-un port LPT paralel (de imprimantă). Principalul avantaj al acestei abordări este că nu este nevoie să deschideți carcasa computerului pentru a conecta adaptoare. În plus, în acest caz, adaptoarele nu ocupă resurse ale sistemului informatic, cum ar fi canalele de întrerupere și DMA, precum și adresele de memorie și dispozitivele I/O. Cu toate acestea, viteza de schimb de informații între ei și computer în acest caz este mult mai mică decât atunci când se utilizează magistrala de sistem. În plus, necesită mai mult timp procesor pentru a comunica cu rețeaua, încetinind astfel computerul.

Recent, sunt tot mai multe computere în care adaptoare de rețeaîncorporat în placa de sistem. Avantajele acestei abordări sunt evidente: utilizatorul nu trebuie să cumpere un adaptor de rețea și să-l instaleze în computer. Trebuie doar să conectați cablul de rețea la conectorul extern al computerului. Cu toate acestea, dezavantajul este că utilizatorul nu poate selecta adaptorul cu cele mai bune caracteristici.

Alte caracteristici importante adaptoare de rețea pot fi atribuite:

• metoda de configurare a adaptorului;
• dimensiunea memoriei tampon instalată pe placă și modurile de schimb cu aceasta;
• posibilitatea de a instala microcircuite pe placă memorie permanentă pentru boot de la distanță (BootROM).
• capacitatea de a conecta adaptorul la diferite tipuri de medii de transmisie (pereche răsucită, cablu coaxial subțire și gros, cablu de fibra optica);
• viteza de transmisie a rețelei utilizată de adaptor și disponibilitatea funcției de comutare a acestuia;
• adaptorul poate folosi modul de schimb full-duplex;
• compatibilitatea adaptorului (mai precis, driverul adaptorului) cu software-ul de rețea utilizat.

Configurația de utilizator a adaptorului a fost folosită în primul rând pentru adaptoarele proiectate pentru magistrala ISA. Configurarea implică setarea utilizării resurselor sistemului computerului (adrese de intrare/ieșire, canale de întrerupere și acces direct la memorie, adrese de memorie tampon și memorie de pornire la distanță). Configurarea poate fi efectuată prin setarea comutatoarelor (jumpers) în poziția dorită sau folosind programul de configurare DOS furnizat cu adaptorul (Jumperless, Configurare software). La pornirea unui astfel de program, utilizatorului i se cere să stabilească configurația hardware folosind un meniu simplu: selectați parametrii adaptorului. Același program vă permite să faceți autotestare adaptor Parametrii selectați sunt stocați în memoria nevolatilă a adaptorului. În orice caz, atunci când alegeți parametrii, trebuie să evitați conflictele cu dispozitive de sistem computer și cu alte plăci de expansiune.

Adaptorul poate fi configurat automat și în modul Plug-and-Play când computerul este pornit. Adaptoarele moderne acceptă de obicei acest mod special, astfel încât pot fi instalate cu ușurință de către utilizator.

La cele mai simple adaptoare, schimbul cu memoria tampon internă a adaptorului (Adaptor RAM) se realizează prin spațiul de adrese al dispozitivelor de intrare/ieșire. În acest caz, nu este necesară configurarea suplimentară a adreselor de memorie. Trebuie specificată adresa de bază a memoriei tampon care operează în modul memorie partajată. Este alocat zonei de memorie superioară a computerului (

Cea mai răspândită dintre rețelele standard este rețeaua Ethernet. A apărut în 1972, iar în 1985 a devenit un standard internațional. A fost adoptat de cele mai mari organizații internaționale de standardizare: Comitetul 802 IEEE (Institutul de Ingineri Electrici și Electronici) și ECMA (Asociația Europeană a Producătorilor de Calculatoare).

Standardul se numește IEEE 802.3 (se citește în engleză „eight oh two dot three”). Acesta definește accesul multiplu la un canal de tip monobus cu detectarea coliziunilor și controlul transmisiei, adică cu metoda de acces CSMA/CD deja menționată.

Principalele caracteristici ale standardului original IEEE 802.3:

· topologie – magistrală;

· mediu de transmisie – cablu coaxial;

· viteza de transmisie – 10 Mbit/s;

· lungimea maximă a rețelei – 5 km;

· numărul maxim de abonați – până la 1024;

· lungimea segmentului de rețea – până la 500 m;

· numărul de abonați pe un segment – ​​până la 100;

· modalitate de acces – CSMA/CD;

· transmisie în bandă îngustă, adică fără modulare (canal mono).

Strict vorbind, există diferențe minore între standardele IEEE 802.3 și Ethernet, dar acestea sunt de obicei ignorate.

Rețeaua Ethernet este acum cea mai populară din lume (mai mult de 90% din piață) și probabil că va rămâne așa în următorii ani. Acest lucru a fost facilitat de faptul că de la bun început caracteristicile, parametrii și protocoalele rețelei au fost deschise, drept urmare un număr mare de producători din întreaga lume au început să producă echipamente Ethernet care erau pe deplin compatibile între ele. .

Rețeaua Ethernet clasică folosea cablu coaxial de 50 ohmi de două tipuri (gros și subțire). Cu toate acestea, recent (de la începutul anilor 90), cea mai utilizată versiune de Ethernet este cea care utilizează perechi răsucite ca mediu de transmisie. De asemenea, a fost definit un standard pentru utilizarea în rețelele de cablu cu fibră optică. Au fost făcute completări la standardul original IEEE 802.3 pentru a se adapta acestor modificări. În 1995, a apărut un standard suplimentar pentru o versiune mai rapidă de Ethernet care funcționează la o viteză de 100 Mbit/s (așa-numitul Fast Ethernet, standard IEEE 802.3u), folosind pereche răsucită sau cablu de fibră optică ca mediu de transmisie. În 1997 a apărut și o versiune cu o viteză de 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, standard IEEE 802.3z).

În plus față de topologia magistrală standard, sunt din ce în ce mai folosite topologiile pasive stea și arborele pasive. Aceasta implică utilizarea de repetitoare și hub-uri de repetitoare care conectează diferite părți (segmente) ale rețelei. Ca rezultat, pe segmente se poate forma o structură asemănătoare unui copac tipuri diferite(Fig. 7.1).

Segmentul (parte a rețelei) poate fi o magistrală clasică sau un singur abonat. Pentru segmentele de magistrală, se utilizează un cablu coaxial, iar pentru fasciculele de stea pasive (pentru conectarea la un hub computere singure) – cablu torsadat și fibră optică. Principala cerință pentru topologia rezultată este ca aceasta să nu conțină căi închise (bucle). De fapt, se pare că toți abonații sunt conectați la o magistrală fizică, deoarece semnalul de la fiecare dintre ei se propagă în toate direcțiile simultan și nu se întoarce înapoi (ca într-un inel).

Lungimea maximă a cablului rețelei în ansamblu (calea maximă a semnalului) poate ajunge teoretic la 6,5 ​​kilometri, dar practic nu depășește 3,5 kilometri.

Orez. 7.1. Topologie clasică de rețea Ethernet.

O rețea Fast Ethernet nu are o topologie de magistrală fizică; este folosită doar o stea pasivă sau un arbore pasiv. În plus, Fast Ethernet are cerințe mult mai stricte pentru lungimea maximă a rețelei. La urma urmei, cu o creștere de 10 ori a vitezei de transmisie și păstrarea formatului de pachet, lungimea minimă a acestuia devine de zece ori mai scurtă. Astfel, valoarea admisibilă a timpului de transmisie a semnalului dublu prin rețea este redusă de 10 ori (5,12 μs față de 51,2 μs în Ethernet).

Codul standard Manchester este folosit pentru a transmite informații într-o rețea Ethernet.

Accesul la rețeaua Ethernet se realizează prin metoda aleatorie CSMA/CD, asigurând egalitatea abonaților. Rețeaua folosește pachete de lungime variabilă.

Pentru o rețea Ethernet care funcționează la o viteză de 10 Mbit/s, standardul definește patru tipuri principale de segmente de rețea, concentrate pe diferite medii de transmisie a informațiilor:

· 10BASE5 (cablu coaxial gros);

· 10BASE2 (cablu coaxial subțire);

· 10BASE-T (pereche răsucită);

· 10BASE-FL (cablu fibră optică).

Denumirea segmentului include trei elemente: numărul „10” înseamnă o viteză de transmisie de 10 Mbit/s, cuvântul BASE înseamnă transmisie în banda de frecvență de bază (adică fără modularea unui semnal de înaltă frecvență), iar ultimul elementul este lungimea admisă a segmentului: „5” – 500 de metri, „2” – 200 de metri (mai precis, 185 de metri) sau tipul de linie de comunicație: „T” – pereche răsucită (din engleză „twisted-pair” ), „F” – cablu de fibră optică (din limba engleză „fiber optic”).

În mod similar, pentru o rețea Ethernet care funcționează la o viteză de 100 Mbit/s (Fast Ethernet), standardul definește trei tipuri de segmente, care diferă prin tipurile de medii de transmisie:

· 100BASE-T4 (quad twisted pair);

· 100BASE-TX (pereche dublă răsucită);

· 100BASE-FX (cablu fibră optică).

Aici, numărul „100” înseamnă o viteză de transmisie de 100 Mbit/s, litera „T” înseamnă pereche răsucită, iar litera „F” înseamnă cablu de fibră optică. Tipurile 100BASE-TX și 100BASE-FX sunt uneori combinate sub numele 100BASE-X, iar 100BASE-T4 și 100BASE-TX sunt numite 100BASE-T.

Rețeaua Token-Ring

Rețeaua Token-Ring a fost propusă de IBM în 1985 (prima versiune a apărut în 1980). Acesta a fost destinat să creeze în rețea toate tipurile de computere produse de IBM. Însuși faptul că este susținut de IBM, cel mai mare producător de echipamente informatice, sugerează că trebuie să i se acorde o atenție deosebită. Dar la fel de important este faptul că Token-Ring este în prezent standardul internațional IEEE 802.5 (deși există diferențe minore între Token-Ring și IEEE 802.5). Acest lucru pune această rețea la același nivel de stare ca Ethernet.

Token-Ring a fost dezvoltat ca o alternativă de încredere la Ethernet. Și deși Ethernet înlocuiește acum toate celelalte rețele, Token-Ring nu poate fi considerat iremediabil depășit. Peste 10 milioane de computere din întreaga lume sunt conectate prin această rețea.

Rețeaua Token-Ring are o topologie inel, deși în exterior arată mai mult ca o stea. Acest lucru se datorează faptului că abonații individuali (calculatoarele) se conectează la rețea nu direct, ci prin hub-uri speciale sau dispozitive de acces multiple (MSAU sau MAU - Multistation Access Unit). Din punct de vedere fizic, rețeaua formează o topologie stea-ring (Fig. 7.3). În realitate, abonații sunt încă uniți într-un inel, adică fiecare dintre ei transmite informații unui abonat vecin și primește informații de la altul.

Orez. 7.3. Topologia Star-ring a rețelei Token-Ring.

Mediul de transmisie din rețeaua IBM Token-Ring a fost inițial pereche răsucită, atât neecranat (UTP) cât și ecranat (STP), dar apoi au apărut opțiuni de echipare pentru cablu coaxial, precum și pentru cablul de fibră optică în standardul FDDI.

De bază specificații versiunea clasică a rețelei Token-Ring:

· număr maxim de hub-uri tip IBM 8228 MAU – 12;

· numărul maxim de abonați în rețea – 96;

· lungimea maximă a cablului între abonat și hub este de 45 de metri;

· lungimea maximă a cablului între hub-uri este de 45 de metri;

· lungimea maximă a cablului care conectează toate hub-urile este de 120 de metri;

· viteza de transfer de date – 4 Mbit/s și 16 Mbit/s.

Toate caracteristicile prezentate se referă la cazul utilizării cablului cu pereche torsadată neecranată. Dacă se utilizează un alt mediu de transmisie, performanța rețelei poate varia. De exemplu, atunci când se utilizează pereche răsucită ecranată (STP), numărul de abonați poate fi mărit la 260 (în loc de 96), lungimea cablului poate fi mărită la 100 de metri (în loc de 45), numărul de hub-uri poate fi mărit până la 33, iar lungimea totală a inelului care conectează butucii poate fi de până la 200 de metri. Cablul de fibră optică vă permite să măriți lungimea cablului cu până la doi kilometri.

Pentru a transfera informații către Token-Ring, se folosește un cod bifazat (mai precis, versiunea acestuia cu o tranziție obligatorie în centrul intervalului de biți). Ca și în cazul oricărei topologii în stea, nu sunt necesare măsuri suplimentare de terminare electrică sau de împământare externă. Negocierea este efectuată de hardware-ul adaptoarelor de rețea și hub-urilor.

Pentru a conecta cablurile, Token-Ring folosește conectori RJ-45 (pentru pereche răsucită neecranată), precum și MIC și DB9P. Firele din cablu conectează contactele conectorului cu același nume (adică se folosesc așa-numitele cabluri „drepte”).

Rețeaua Token-Ring în versiunea sa clasică este inferioară rețelei Ethernet atât în ​​ceea ce privește dimensiunea admisă, cât și numărul maxim de abonați. În ceea ce privește viteza de transfer, Token-Ring este disponibil în prezent în versiuni de 100 Mbps (High Speed ​​​​Token-Ring, HSTR) și 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring). Companiile care susțin Token-Ring (inclusiv IBM, Olicom, Madge) nu intenționează să-și abandoneze rețeaua, vizând-o ca concurent demn Ethernet.

În comparație cu echipamentele Ethernet, echipamentele Token-Ring sunt considerabil mai scumpe, deoarece utilizează o metodă mai complexă de gestionare a schimbului, astfel încât rețeaua Token-Ring nu a devenit atât de răspândită.

Cu toate acestea, spre deosebire de Ethernet, rețeaua Token-Ring poate face față la niveluri mari de încărcare (mai mult de 30-40%) mult mai bine și oferă timp de acces garantat. Acest lucru este necesar, de exemplu, în rețelele industriale, unde o întârziere a răspunsului la un eveniment extern poate duce la accidente grave.

Rețeaua Token-Ring folosește metoda clasică de acces la token, adică un token circulă constant în jurul inelului, la care abonații își pot atașa pachetele de date (vezi Fig. 4.15). Acest lucru implică un avantaj atât de important al acestei rețele precum absența conflictelor, dar există și dezavantaje, în special necesitatea de a controla integritatea jetonului și dependența funcționării rețelei de fiecare abonat (în cazul unui defecțiune, abonatul trebuie exclus din ring).

Timpul maxim pentru transmiterea unui pachet către Token-Ring este de 10 ms. Cu un număr maxim de abonați de 260, ciclul de apel complet va fi de 260 x 10 ms = 2,6 s. În acest timp, toți cei 260 de abonați își vor putea transmite pachetele (dacă, desigur, au ceva de transmis). În același timp, jetonul gratuit va ajunge cu siguranță fiecărui abonat. Același interval este limita superioară a timpului de acces Token-Ring.

Rețeaua Arcnet

Rețeaua Arcnet (sau ARCnet din limba engleză Attached Resource Computer Net, rețea de calculatoare resurse conectate) este una dintre cele mai vechi rețele. A fost dezvoltat de Datapoint Corporation în 1977. Nu există standarde internaționale pentru această rețea, deși este considerată strămoșul metodei de acces la token. În ciuda lipsei de standarde, rețeaua Arcnet până de curând (în 1980 - 1990) a fost populară, chiar concurând serios cu Ethernetul. Un număr mare de companii au produs echipamente pentru acest tip de rețea. Dar acum producția de echipamente Arcnet practic a încetat.

Printre principalele avantaje ale rețelei Arcnet în comparație cu Ethernet se numără timpul de acces limitat, fiabilitatea ridicată a comunicațiilor, ușurința diagnosticării și costul relativ scăzut al adaptoarelor. Cele mai semnificative dezavantaje ale rețelei includ viteza scăzută de transmitere a informațiilor (2,5 Mbit/s), sistemul de adresare și formatul de pachet.

Pentru a transmite informații în rețeaua Arcnet, se folosește un cod destul de rar, în care unul logic corespunde la două impulsuri într-un interval de biți, iar un zero logic corespunde unui impuls. Evident, acesta este un cod cronometrat care necesită chiar mai multă lățime de bandă de cablu decât chiar Manchester.

Mediul de transmisie din rețea este un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică de 93 ohmi, de exemplu, marca RG-62A/U. Opțiunile cu pereche răsucită (ecranată și neecranată) nu sunt utilizate pe scară largă. Au fost propuse și opțiuni de cablu cu fibră optică, dar nici nu au salvat Arcnet.

Ca topologie, rețeaua Arcnet folosește o magistrală clasică (Arcnet-BUS), precum și o stea pasivă (Arcnet-STAR). Vedeta folosește concentratoare (hubs). Este posibil să combinați segmente de magistrală și stea într-o topologie arborescentă folosind hub-uri (ca în Ethernet). Principala limitare este că nu ar trebui să existe căi închise (bucle) în topologie. O altă limitare: numărul de segmente conectate într-un lanț în margaretă folosind hub-uri nu trebuie să depășească trei.

Astfel, topologia rețelei Arcnet este următoarea (Fig. 7.15).

Orez. 7.15. Topologia rețelei Arcnet este de tip magistrală (B – adaptoare pentru lucrul într-o magistrală, S – adaptoare pentru lucrul într-o stea).

Principalele caracteristici tehnice ale rețelei Arcnet sunt următoarele.

· Mediu de transmisie – cablu coaxial, pereche torsadată.

· Lungimea maximă a rețelei este de 6 kilometri.

· Lungimea maximă a cablului de la abonat la hub-ul pasiv este de 30 de metri.

· Lungimea maximă a cablului de la abonat la hub-ul activ este de 600 de metri.

· Lungimea maximă a cablului între hub-urile active și pasive este de 30 de metri.

· Lungimea maximă a cablului între concentratoare active– 600 de metri.

· Numărul maxim de abonați în rețea este de 255.

· Numărul maxim de abonați pe segmentul de autobuz este de 8.

· Distanța minimă dintre abonații din autobuz este de 1 metru.

· Lungimea maximă a segmentului de autobuz este de 300 de metri.

· Viteza de transfer de date – 2,5 Mbit/s.

Atunci când se creează topologii complexe, este necesar să se asigure că întârzierea în propagarea semnalului în rețea între abonați nu depășește 30 μs. Atenuarea maximă a semnalului în cablu la o frecvență de 5 MHz nu trebuie să depășească 11 dB.

Rețeaua Arcnet folosește o metodă de acces cu token (metoda de transfer de drepturi), dar este oarecum diferită de cea a rețelei Token-Ring. Această metodă este cea mai apropiată de cea prevăzută în standardul IEEE 802.4.

La fel ca și în cazul Token-Ring, conflictele sunt complet eliminate în Arcnet. Ca orice rețea token, Arcnet transportă bine sarcina și garantează timpi lungi de acces la rețea (spre deosebire de Ethernet). Timpul total pentru ca marcatorul să ocolească toți abonații este de 840 ms. În consecință, același interval determină limita superioară a timpului de acces la rețea.

Tokenul este generat de un abonat special – controlerul de rețea. Acesta este abonatul cu adresa minimă (zero).

Rețeaua FDDI

Rețeaua FDDI (din engleză Fibre Distributed Data Interface, interfață de date distribuite cu fibră optică) este una dintre cele mai recente evoluții în standardele rețelelor locale. Standardul FDDI a fost propus de Institutul Național American de Standarde ANSI (specificația ANSI X3T9.5). Apoi a fost adoptat standardul ISO 9314, conform specificațiilor ANSI. Nivelul de standardizare a rețelei este destul de ridicat.

Spre deosebire de alte rețele locale standard, standardul FDDI s-a concentrat inițial pe viteze mari de transmisie (100 Mbit/s) și pe utilizarea celui mai promițător cablu de fibră optică. Prin urmare, în acest caz, dezvoltatorii nu au fost constrânși de cadrul vechilor standarde, concentrate pe viteze mici si cablu electric.

Alegerea fibrei optice ca mediu de transmisie a determinat următoarele avantaje rețea nouă, cum ar fi imunitatea ridicată la zgomot, confidențialitatea maximă a transmiterii informațiilor și izolarea galvanică excelentă a abonaților. Vitezele mari de transmisie, care sunt mult mai ușor de realizat în cazul cablurilor de fibră optică, fac posibilă rezolvarea multor sarcini care nu sunt posibile cu rețelele cu viteză mai mică, de exemplu, transmiterea imaginilor în timp real. În plus, cablul de fibră optică rezolvă cu ușurință problema transmiterii datelor pe o distanță de câțiva kilometri fără reluare, ceea ce face posibilă construirea de rețele mari care acoperă chiar orașe întregi și au toate avantajele rețelelor locale (în special, o eroare scăzută). rată). Toate acestea au determinat popularitatea rețelei FDDI, deși nu este încă la fel de răspândită ca Ethernet și Token-Ring.

Standardul FDDI s-a bazat pe metoda de acces la token prevăzută de standardul internațional IEEE 802.5 (Token-Ring). Diferențele minore față de acest standard sunt determinate de necesitatea de a asigura transferul de informații de mare viteză pe distanțe lungi. Topologia rețelei FDDI este inel, cea mai potrivită topologie pentru cablul de fibră optică. Rețeaua folosește două cabluri de fibră optică multidirecțională, dintre care unul este de obicei în rezervă, dar această soluție permite utilizarea transmisiei de informații full-duplex (simultan în două direcții) cu o viteză dublă față de 200 Mbit/s (cu fiecare a celor două canale care operează la viteza de 100 Mbit/s). De asemenea, este utilizată o topologie cu inel în stea cu hub-uri incluse în inel (ca în Token-Ring).

Principalele caracteristici tehnice ale rețelei FDDI.

· Numărul maxim de abonați la rețea este de 1000.

· Lungimea maximă a inelului rețelei este de 20 de kilometri.

· Distanța maximă dintre abonații rețelei este de 2 kilometri.

· Mediu de transmisie – cablu de fibră optică multimod (eventual folosind pereche torsadată electrică).

· Metoda de acces – token.

· Viteza de transfer de informații – 100 Mbit/s (200 Mbit/s pentru modul de transmisie duplex).

Standardul FDDI are avantaje semnificative față de toate rețelele discutate anterior. De exemplu, o rețea Fast Ethernet cu aceeași lățime de bandă de 100 Mbps nu se poate potrivi cu FDDI în ceea ce privește dimensiunea rețelei. În plus, metoda de acces la token FDDI, spre deosebire de CSMA/CD, oferă timp de acces garantat și absența conflictelor la orice nivel de încărcare.

Limitarea lungimii totale a rețelei de 20 km nu se datorează atenuării semnalelor în cablu, ci necesității de a limita timpul necesar pentru ca un semnal să parcurgă complet de-a lungul inelului pentru a asigura timpul de acces maxim admis. Dar distanța maximă dintre abonați (2 km cu un cablu multimod) este determinată tocmai de atenuarea semnalelor din cablu (nu trebuie să depășească 11 dB). De asemenea, este posibilă utilizarea cablului monomod, caz în care distanța dintre abonați poate ajunge la 45 de kilometri, iar lungimea totală a inelului poate fi de 200 de kilometri.

Există, de asemenea, o implementare a FDDI în cablu electric(CDDI – Copper Distributed Data Interface sau TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface). Acesta utilizează un cablu de Categoria 5 cu conectori RJ-45. Distanța maximă dintre abonați în acest caz nu trebuie să depășească 100 de metri. Costul echipamentului de rețea pe un cablu electric este de câteva ori mai mic. Dar această versiune a rețelei nu mai are avantaje atât de evidente față de concurenți precum FDDI cu fibră optică originală. Versiunile electrice ale FDDI sunt mult mai puțin standardizate decât cele cu fibră optică, astfel încât compatibilitatea între echipamentele de la diferiți producători nu este garantată.

Pentru a transmite date în FDDI, se folosește un cod 4B/5B special dezvoltat pentru acest standard.

Pentru a obține o flexibilitate ridicată a rețelei, standardul FDDI prevede includerea a două tipuri de abonați în ring:

· Abonații (stații) de clasă A (abonați cu atașament dublu, DAS – Stații cu atașament dublu) sunt conectați la ambele inele de rețea (interne și externe). Totodată, se realizează posibilitatea schimbului la viteze de până la 200 Mbit/s sau redundanță cablu de rețea (dacă cablul principal este deteriorat, se folosește unul de rezervă). Echipamentele din această clasă sunt utilizate în cele mai critice părți ale rețelei în ceea ce privește performanța.

· Abonații (stații) clasa B (abonați cu o singură conexiune, SAS – Single-Attachment Stations) sunt conectați la un singur inel de rețea (extern). Sunt mai simple și mai ieftine decât adaptoarele de clasă A, dar nu au capacitățile lor. Acestea pot fi conectate la rețea doar printr-un hub sau un comutator de bypass, care le oprește în caz de urgență.

Pe lângă abonații înșiși (calculatoare, terminale etc.), rețeaua folosește concentratoare de cablare, a căror includere permite colectarea tuturor punctelor de conectare într-un singur loc în scopul monitorizării funcționării rețelei, diagnosticării defecțiunilor și simplificării reconfigurarii. Atunci când utilizați diferite tipuri de cabluri (de exemplu, cablu cu fibră optică și pereche răsucită), hub-ul îndeplinește și funcția de conversie a semnalelor electrice în semnale optice și invers. Concentratoarele vin și în conexiune dublă (DAC - Dual-Attachment Concentrator) și o singură conexiune (SAC - Single-Attachment Concentrator).

Un exemplu de configurație de rețea FDDI este prezentat în Fig. 8.1. Principiul combinării dispozitivelor de rețea este ilustrat în Fig. 8.2.

Orez. 8.1. Exemplu de configurare a rețelei FDDI.

Spre deosebire de metoda de acces propusă de standardul IEEE 802.5, FDDI folosește așa-numita trecere de tokenuri multiple. Dacă în cazul rețelei Token-Ring un nou jeton (gratuit) este transmis de către abonat numai după ce pachetul acestuia i-a fost returnat, atunci în FDDI noul jeton este transmis de către abonat imediat după încheierea transmiterii pachetului său ( similar cu modul în care se face acest lucru cu metoda ETR în rețeaua Token-Ring Ring).

În concluzie, trebuie remarcat faptul că, în ciuda avantajelor evidente ale FDDI această rețea nu s-a răspândit, ceea ce se datorează în principal costului ridicat al echipamentului său (de ordinul a câteva sute și chiar mii de dolari). Domeniul principal de aplicare a FDDI acum este rețelele de bază, de bază (Backbone), care combină mai multe rețele. FDDI este, de asemenea, utilizat pentru a conecta stații de lucru puternice sau servere care necesită comunicare de mare viteză. Este de așteptat ca Fast Ethernet să poată înlocui FDDI, dar avantajele cablului de fibră optică, managementul token-ului și dimensiunea record permisă a rețelei plasează în prezent FDDI înaintea concurenței. Și în cazurile în care costul echipamentului este critic, o versiune cu perechi răsucite a FDDI (TPDDI) poate fi utilizată în zonele necritice. În plus, costul echipamentului FDDI poate scădea foarte mult pe măsură ce volumul său de producție crește.

Rețea 100VG-AnyLAN

Rețeaua 100VG-AnyLAN este una dintre cele mai recente evoluții în rețelele locale de mare viteză care a apărut recent pe piață. Este în conformitate cu standardul internațional IEEE 802.12, astfel încât nivelul său de standardizare este destul de ridicat.

Principalele sale avantaje sunt viteza mare de schimb, costul relativ scăzut al echipamentului (aproximativ de două ori mai scump decât echipamentul celei mai populare rețele Ethernet 10BASE-T), o metodă centralizată de gestionare a schimbului fără conflicte, precum și compatibilitatea la nivel de pachet. formate cu rețele Ethernet și Token-Ring.

În numele rețelei 100VG-AnyLAN, numărul 100 corespunde unei viteze de 100 Mbps, literele VG indică un cablu torsadat neecranat de categoria 3 (Voice Grade) și AnyLAN (orice rețea) indică faptul că rețeaua este compatibil cu cele mai comune două rețele.

Principalele caracteristici tehnice ale rețelei 100VG-AnyLAN:

· Viteza de transfer – 100 Mbit/s.

· Topologie – stea cu expansibilitate (arborele). Numărul de niveluri în cascadă de concentratoare (hubs) este de până la 5.

· Metoda de acces – centralizată, fără conflicte (Prioritate la cerere – cu o cerere de prioritate).

· Mijloacele de transmisie sunt quad perechi răsucite neecranat (cablu UTP categoria 3, 4 sau 5), pereche dublă torsadată (cablu UTP categoria 5), ​​pereche dublă torsadată ecranată (STP) și cablu cu fibră optică. În zilele noastre, cablurile cu patru perechi răsucite sunt în mare parte comune.

· Lungimea maximă a cablului între hub și abonat și între hub-uri este de 100 metri (pentru cablu UTP categoria 3), 200 metri (pentru cablu UTP categoria 5 și cablu ecranat), 2 kilometri (pentru cablu cu fibră optică). Dimensiunea maximă posibilă a rețelei este de 2 kilometri (determinată de întârzieri acceptabile).

· Numărul maxim de abonați este de 1024, recomandat – până la 250.

Astfel, parametrii rețelei 100VG-AnyLAN sunt destul de aproape de parametrii rețelei Fast Ethernet. Cu toate acestea, principalul avantaj al Fast Ethernet este compatibilitatea sa deplină cu cea mai comună rețea Ethernet (în cazul 100VG-AnyLAN, aceasta necesită o punte). În același timp, controlul centralizat al 100VG-AnyLAN, care elimină conflictele și garantează un timp maxim de acces (care nu este furnizat în rețeaua Ethernet), nu poate fi de asemenea redus.

Un exemplu de structură de rețea 100VG-AnyLAN este prezentat în Fig. 8.8.

Rețeaua 100VG-AnyLAN constă dintr-un hub central (principal, rădăcină) de Nivel 1, la care pot fi conectați atât abonații individuali, cât și hub-urile de Nivel 2, la care pot fi conectați abonații și hub-urile de Nivel 3, la rândul lor, etc. În acest caz, rețeaua nu poate avea mai mult de cinci astfel de niveluri (în versiunea originală nu existau mai mult de trei). Dimensiunea maxima Rețeaua poate fi de 1000 de metri pentru cablul pereche răsucite neecranat.

Orez. 8.8. Structura rețelei 100VG-AnyLAN.

Spre deosebire de hub-urile neinteligente ale altor rețele (de exemplu, Ethernet, Token-Ring, FDDI), hub-urile de rețea 100VG-AnyLAN sunt controlere inteligente care controlează accesul la rețea. Pentru a face acest lucru, ei monitorizează continuu cererile care sosesc pe toate porturile. Hub-urile primesc pachete primite și le trimit numai acelor abonați cărora le sunt adresate. Cu toate acestea, nu efectuează nicio prelucrare a informațiilor, adică, în acest caz, rezultatul nu este încă o stea activă, dar nu o stea pasivă. Concentratorii nu pot fi numiți abonați cu drepturi depline.

Fiecare dintre hub-uri poate fi configurat să funcționeze cu formate de pachete Ethernet sau Token-Ring. În acest caz, hub-urile întregii rețele trebuie să funcționeze cu pachete de un singur format. Punțile sunt necesare pentru a comunica cu rețelele Ethernet și Token-Ring, dar punțile sunt destul de simple.

Hub-urile au un singur port nivel superior(pentru conectarea la un hub de nivel superior) și mai multe porturi de nivel inferior (pentru conectarea abonaților). Abonatul poate fi un computer (stație de lucru), server, bridge, router, switch. Un alt hub poate fi, de asemenea, conectat la portul de nivel inferior.

Fiecare port hub poate fi setat la unul dintre cele două moduri de operare posibile:

· Modul normal presupune redirecționarea către abonatul conectat la portul numai a pachetelor adresate acestuia personal.

· Modul monitor implică redirecționarea către abonatul conectat la port a tuturor pachetelor care ajung la hub. Acest mod permite unuia dintre abonați să controleze funcționarea întregii rețele în ansamblu (efectuează funcția de monitorizare).

Metoda de acces la rețea 100VG-AnyLAN este tipică pentru rețelele stea.

Când utilizați un cablu cu pereche torsadată, fiecare dintre cele patru cabluri cu pereche torsadată transmite la o viteză de 30 Mbps. Viteza totală de transmisie este de 120 Mbit/s. Cu toate acestea, informații utile datorită utilizării codului 5B/6B sunt transmise la doar 100 Mbit/s. Astfel, lățimea de bandă a cablului trebuie să fie de cel puțin 15 MHz. Cablul cu pereche răsucită de categoria 3 (lățime de bandă de 16 MHz) satisface această cerință.

Astfel, rețeaua 100VG-AnyLAN oferă o soluție accesibilă pentru creșterea vitezelor de transmisie până la 100 Mbps. Cu toate acestea, nu este pe deplin compatibil cu niciuna dintre rețelele standard, așa că soarta sa viitoare este problematică. În plus, spre deosebire de rețeaua FDDI, aceasta nu are niciun parametri de înregistrare. Cel mai probabil, 100VG-AnyLAN, în ciuda sprijinului companiilor de renume și a unui nivel ridicat de standardizare, va rămâne doar un exemplu de soluții tehnice interesante.

Când vine vorba de cea mai comună rețea Fast Ethernet de 100 Mbps, 100VG-AnyLAN oferă de două ori lungimea cablului UTP de Categoria 5 (până la 200 de metri), precum și o metodă fără conflicte de gestionare a traficului.