Vysoká rýchlosť ethernetového prenosu dát. Technológia Fast Ethernet, jej vlastnosti, fyzická vrstva, konštrukčné pravidlá. Hodnoty polí DSAP a SSAP

Skúšobné laboratórium ComputerPress testovalo sieťové karty Fast Ethernet pre zbernicu PCI určenú pre použitie v pracovných staniciach 10/100 Mbit/s. Vybrané boli v súčasnosti najbežnejšie karty s priepustnosťou 10/100 Mbit/s, keďže po prvé sú použiteľné v sieťach Ethernet, Fast Ethernet a zmiešané siete a po druhé sľubná technológia Gigabit Ethernet ( priepustnosť do 1000 Mbit/s) sa stále najčastejšie používa na pripojenie výkonných serverov k sieťovému vybaveniu jadra siete. Je mimoriadne dôležité, aká kvalita pasívnych sieťových zariadení (káble, zásuvky a pod.) je v sieti použitá. Je dobre známe, že ak pre ethernetové siete postačuje krútená dvojlinka kategórie 3, potom je pre Fast Ethernet už potrebná kategória 5. Rozptyl signálu a slabá odolnosť voči šumu môžu výrazne znížiť priepustnosť siete.

Účelom testovania bolo v prvom rade určiť index efektívnej výkonnosti (Performance/Efficiency Index Ratio - ďalej P/E index) a až potom absolútnu hodnotu priepustnosti. Index P/E sa vypočíta ako pomer priepustnosti sieťovej karty v Mbit/s k záťaži CPU v percentách. Tento index je priemyselným štandardom na meranie výkonu sieťového adaptéra. Bol zavedený s cieľom zohľadniť využitie zdrojov CPU sieťovými kartami. Faktom je, že niektorí výrobcovia sieťových adaptérov sa snažia dosiahnuť maximálny výkon používaním viacerých cyklov počítačového procesora na vykonávanie sieťových operácií. Minimálne zaťaženie procesora a relatívne vysoká priepustnosť sú nevyhnutné pre spustenie kritických obchodných, multimediálnych a real-time aplikácií.

Testovali sme karty, ktoré sa v súčasnosti najčastejšie používajú pre pracovné stanice v podnikových a lokálnych sieťach:

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

Hlavné charakteristiky testovaných sieťových adaptérov sú uvedené v tabuľke. 1. Vysvetlime si niektoré pojmy použité v tabuľke. Automatická detekcia rýchlosti pripojenia znamená, že adaptér sám určí maximálnu možnú prevádzkovú rýchlosť. Okrem toho, ak je podporovaná automatická detekcia rýchlosti, nie je potrebná žiadna ďalšia konfigurácia pri prechode z Ethernetu na Fast Ethernet a späť. Teda od systémový administrátor Nie je potrebné prekonfigurovať adaptér alebo znovu načítať ovládače.

Podpora režimu Bus Master umožňuje prenášať dáta priamo medzi sieťovou kartou a pamäťou počítača. Tým sa uvoľní centrálny procesor na vykonávanie ďalších operácií. Táto nehnuteľnosť sa stala de facto štandardom. Niet divu, že všetky známe sieťové karty podporujú režim Bus Master.

Vzdialené zapnutie (Wake on LAN) vám umožňuje zapnúť počítač cez sieť. To znamená, že je možné vykonávať servis počítača počas mimopracovných hodín. Na tento účel slúžia trojpinové konektory na základnej doske a sieťovom adaptéri, ktoré sú prepojené špeciálnym káblom (je súčasťou balenia). Okrem toho je potrebný špeciálny ovládací softvér. Technológia Wake on LAN bola vyvinutá alianciou Intel-IBM.

Plne duplexný režim umožňuje prenášať dáta súčasne v oboch smeroch, polovičný duplex - iba v jednom smere. Maximálna možná priepustnosť v plne duplexnom režime je teda 200 Mbit/s.

DMI (Desktop Management Interface) umožňuje získať informácie o konfigurácii a zdrojoch PC pomocou softvéru na správu siete.

Podpora špecifikácie WfM (Wired for Management) zabezpečuje interakciu sieťového adaptéra so softvérom na správu a správu siete.

Na vzdialené spustenie operačného systému počítača cez sieť sú sieťové adaptéry vybavené špeciálnou pamäťou BootROM. To umožňuje efektívne využitie bezdiskových pracovných staníc v sieti. Väčšina testovaných kariet mala iba BootROM slot; Samotný čip BootROM je zvyčajne samostatne objednávaná možnosť.

Podpora ACPI (Advanced Configuration Power Interface) pomáha znižovať spotrebu energie. ACPI je nová technológia, ktorá poháňa systém správy napájania. Je založená na použití hardvéru a softvér. V princípe je Wake on LAN súčasťou ACPI.

Proprietárne výkonové nástroje vám umožňujú zvýšiť efektivitu vašej sieťovej karty. Najznámejšie z nich sú Parallel Tasking II od 3Com a Adaptive Technology od Intelu. Tieto produkty sú zvyčajne patentované.

Podporu pre hlavné operačné systémy poskytujú takmer všetky adaptéry. Medzi hlavné operačné systémy patria: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager a iné.

Úroveň servisnej podpory sa hodnotí podľa dostupnosti dokumentácie, diskety s ovládačmi a možnosti sťahovania najnovšie verzie ovládače z webovej stránky spoločnosti. Dôležitú úlohu zohráva aj obal. Z tohto pohľadu sú na tom podľa nás najlepšie sieťové adaptéry od D-Link, Allied Telesyn a Surecom. Celkovo sa však úroveň podpory ukázala ako uspokojivá pre všetky karty.

Záruka sa zvyčajne vzťahuje na celú životnosť AC adaptéra (doživotná záruka). Niekedy je obmedzená na 1-3 roky.

Metodika testovania

Všetky testy využívali najnovšie verzie ovládačov sieťových kariet, ktoré boli stiahnuté z internetových serverov príslušných výrobcov. V prípade, že ovládač sieťovej karty umožňoval akékoľvek nastavenia a optimalizáciu, boli použité predvolené nastavenia (okrem sieťového adaptéra Intel). Všimnite si, že karty a zodpovedajúce ovládače od 3Com a Intel majú najbohatšie dodatočné schopnosti a funkcie.

Merania výkonu sa uskutočnili pomocou pomôcky Perform3 od spoločnosti Novell. Princíp fungovania pomôcky spočíva v tom, že malý súbor sa skopíruje z pracovnej stanice na zdieľanú sieťový disk server, po ktorom zostáva v súborovej vyrovnávacej pamäti servera a je odtiaľ čítaný mnohokrát za dané časové obdobie. To umožňuje interoperabilitu pamäť-sieť-pamäť a eliminuje vplyv latencie spojenej s diskovými operáciami. Parametre pomôcky zahŕňajú počiatočnú veľkosť súboru, konečnú veľkosť súboru, krok zmeny veľkosti a čas testovania. Pomôcka Novell Perform3 zobrazuje hodnoty výkonu pre rôzne veľkosti súborov, priemerné a maximálny výkon(v kB/s). Na konfiguráciu pomôcky boli použité nasledujúce parametre:

• Počiatočná veľkosť súboru - 4095 bajtov
• Konečná veľkosť súboru - 65 535 bajtov
• Krok prírastku súboru - 8192 bajtov

Čas testovania s každým súborom bol nastavený na dvadsať sekúnd.

Každý experiment používal pár identických sieťových kariet, z ktorých jedna bežala na serveri a druhá na pracovnej stanici. Zdá sa, že to nie je v súlade s bežnou praxou, pretože servery zvyčajne používajú špecializované sieťové adaptéry, ktoré prichádzajú s množstvom ďalších funkcií. Ale je to presne tak - na serveri aj na pracovných staniciach sú nainštalované rovnaké sieťové karty - testovanie vykonávajú všetky známe testovacie laboratóriá na svete (KeyLabs, Tolly Group atď.). Výsledky sú o niečo nižšie, ale experiment sa ukázal ako čistý, pretože na všetkých počítačoch fungujú iba analyzované sieťové karty.

Konfigurácia klienta Compaq DeskPro EN:

• Procesor Pentium II 450 MHz
• vyrovnávacia pamäť 512 kB
• RAM 128 MB
• pevný disk 10 GB
• operačný systém Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
• TCP/IP protokol.

Konfigurácia servera Compaq DeskPro EP:

• Procesor Celeron 400 MHz
• RAM 64 MB
• pevný disk 4,3 GB
• operačná sála systém Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• TCP/IP protokol.

Testovanie prebiehalo v podmienkach, kedy boli počítače pripojené priamo kríženým káblom UTP kategórie 5. Počas týchto testov karty pracovali v režime 100Base-TX Full Duplex. V tomto režime je priepustnosť o niečo vyššia v dôsledku skutočnosti, že časť servisných informácií (napríklad potvrdenie príjmu) sa prenáša súčasne s užitočnými informáciami, ktorých objem sa odhaduje. Za týchto podmienok bolo možné zaznamenať pomerne vysoké hodnoty priepustnosti; napríklad pre adaptér 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM je priemer 79,23 Mbps.

Zaťaženie CPU sa meralo na serveri pomocou Pomôcky systému Windows Monitor výkonu NT; údaje boli zaznamenané v protokolovom súbore. Nástroj Perform3 bol spustený na klientovi, aby neovplyvnil zaťaženie procesora servera. Procesorom serverového počítača bol Intel Celeron, ktorého výkon je výrazne nižší ako výkon procesorov Pentium II a III. Intel Celeron bol použitý zámerne: faktom je, že keďže sa zaťaženie procesora určuje s pomerne veľkou absolútnou chybou, v prípade veľkých absolútnych hodnôt je relatívna chyba menšia.

Po každom teste nástroj Perform3 umiestni výsledky svojej práce do textového súboru vo forme súboru údajov nasledujúceho tvaru:

65535 bajtov. 10491,49 kBps. 10491,49 súhrnných kBps. 57 343 bajtov. 10844,03 kBps. 10844,03 súhrnných kB/s. 49 151 bajtov. 10737,95 kBps. 10737,95 súhrnných kBps. 40959 bajtov. 10603,04 kBps. 10603,04 súhrnných kB/s. 32 767 bajtov. 10497,73 kBps. 10497,73 súhrnných kBps. 24 575 bajtov. 10220,29 kBps. 10220,29 súhrnných kBps. 16 383 bajtov. 9573,00 kBps. 9573,00 súhrnných kB/s. 8191 bajtov. 8195,50 kBps. 8195,50 súhrnných kB/s. Maximálne 10 844,03 kB/s. 10145,38 priemerne kBp.

Zobrazuje veľkosť súboru, zodpovedajúcu priepustnosť pre vybraného klienta a pre všetkých klientov (v tomto prípade je len jeden klient), ako aj maximálnu a priemernú priepustnosť za celý test. Získané priemerné hodnoty pre každý test boli prevedené z KB/s na Mbit/s pomocou vzorca:
(KB x 8)/1024,
a hodnota P/E indexu bola vypočítaná ako pomer priepustnosti k zaťaženiu procesora v percentách. Následne bola na základe výsledkov troch meraní vypočítaná priemerná hodnota P/E indexu.

Pri použití pomôcky Perform3 na Windows NT Workstation nastal nasledovný problém: súbor sa okrem zápisu na sieťový disk zapisoval aj do lokálnej vyrovnávacej pamäte súborov, odkiaľ bol následne veľmi rýchlo načítaný. Výsledky boli pôsobivé, ale nereálne, keďže cez sieť neexistoval žiadny prenos údajov ako taký. Aby aplikácie zaobchádzali so zdieľanými sieťovými jednotkami ako s bežnými lokálnymi jednotkami, operačný systém používa sa špeciálny sieťový komponent - presmerovač, ktorý presmeruje I/O požiadavky cez sieť. Za normálnych prevádzkových podmienok pri vykonávaní postupu zapisovania súboru na zdieľanú sieťovú jednotku používa presmerovač algoritmus ukladania do vyrovnávacej pamäte systému Windows NT. Preto pri zápise na server dochádza aj k zápisu do lokálnej vyrovnávacej pamäte súborov klientskeho počítača. A na vykonanie testovania je potrebné, aby sa ukladanie do vyrovnávacej pamäte vykonávalo iba na serveri. Aby ste sa uistili, že na klientskom počítači nie je žiadna vyrovnávacia pamäť, Registry systému Windows NT boli zmenené hodnoty parametrov, čo umožnilo zakázať ukladanie do vyrovnávacej pamäte vykonávané presmerovačom. Urobilo sa to takto:

1. Cesta do registra:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

   Názov parametra:

   UseWriteBehind umožňuje optimalizáciu zapisovania na pozadí pre zapisované súbory

   Typ: REG_DWORD

   Hodnota: 0 (predvolená: 1)

2. Cesta do registra:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lanmanworkstation\parameters

   Názov parametra:

   UtilizeNTCaching určuje, či bude presmerovač používať správcu vyrovnávacej pamäte systému Windows NT na uloženie obsahu súboru do vyrovnávacej pamäte.

   Typ: REG_DWORD Hodnota: 0 (predvolená hodnota: 1)

Sieťový adaptér Intel EtherExpress PRO/100+ Management Network

Zistilo sa, že priepustnosť a využitie CPU tejto karty sú takmer rovnaké ako pri 3Com. Okná nastavení pre túto kartu sú zobrazené nižšie.

Nový radič Intel 82559 nainštalovaný na tejto karte poskytuje veľmi vysoký výkon, najmä v sieťach Fast Ethernet.

Technológia, ktorú Intel používa vo svojej karte Intel EtherExpress PRO/100+, sa nazýva Adaptive Technology. Podstatou metódy je automatická zmena časových intervalov medzi ethernetovými paketmi v závislosti od zaťaženia siete. So zvyšujúcim sa preťažením siete sa dynamicky zväčšuje vzdialenosť medzi jednotlivými ethernetovými paketmi, čo znižuje počet kolízií a zvyšuje priepustnosť. Pri slabom zaťažení siete, pri nízkej pravdepodobnosti kolízií sa skracujú časové intervaly medzi paketmi, čo tiež vedie k zvýšeniu výkonu. Najväčšie výhody tejto metódy by sa mali prejaviť vo veľkých kolíznych ethernetových segmentoch, teda v prípadoch, keď topológii siete dominujú rozbočovače a nie prepínače.

Nová technológia spoločnosti Intel s názvom Priority Packet umožňuje reguláciu prevádzky internetová karta, podľa priorít jednotlivých balíkov. To umožňuje zvýšiť rýchlosť prenosu dát pre kritické aplikácie.

Poskytuje podporu pre virtuálne lokálnych sietí VLAN (štandard IEEE 802.1Q).

Na doske sú len dva indikátory – práca/pripojenie, rýchlosť 100.

www.intel.com

Sieťový adaptér SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX/MP

Architektúra tejto karty využíva dve sľubné technológie: SMC SimulTasking a Programmable InterPacket Gap. Prvá technológia je podobná technológii 3Com Parallel Tasking. Porovnaním výsledkov testov kariet týchto dvoch výrobcov môžeme vyvodiť záver o miere účinnosti implementácie týchto technológií. Poznamenávame tiež, že táto sieťová karta vykázala tretí výsledok z hľadiska výkonu aj indexu P/E, pred všetkými kartami okrem 3Com a Intel.

Na karte sú štyri LED indikátory: rýchlosť 100, prenos, pripojenie, duplex.

Hlavná webová adresa spoločnosti je: www.smc.com

Úvod

Účelom vytvorenia tejto správy bola stručná a prístupná prezentácia základných princípov fungovania a vlastností počítačových sietí na príklade Fast Ethernet.

Sieť je skupina pripojených počítačov a iných zariadení. Hlavným účelom počítačových sietí je zdieľanie zdrojov a realizácia interaktívnej komunikácie v rámci jednej firmy aj mimo nej. Zdrojmi sú dáta, aplikácie a periférií, ako napr externý disk, tlačiareň, myš, modem alebo joystick. Koncept interaktívnej komunikácie medzi počítačmi znamená výmenu správ v reálnom čase.

Existuje mnoho súborov štandardov pre prenos dát v počítačových sieťach. Jednou zo sád je štandard Fast Ethernet.

Z tohto materiálu sa dozviete o:

• · Technológia Fast Ethernet
• Prepínače
• FTP kábel
• Typy pripojenia
• Topológie počítačových sietí

Vo svojej práci ukážem princípy fungovania siete založenej na štandarde Fast Ethernet.

Lokálne prepínanie počítačové siete Technológie (LAN) a Fast Ethernet boli vyvinuté ako odpoveď na potrebu zlepšiť efektivitu ethernetových sietí. Zvýšením priepustnosti môžu tieto technológie eliminovať „ úzke miesta» v sieti a podporujú aplikácie, ktoré vyžadujú vysoké rýchlosti prenosu dát. Príťažlivosť týchto riešení spočíva v tom, že si nemusíte vyberať jedno alebo druhé. Sú komplementárne, takže efektívnosť siete možno často zlepšiť použitím oboch technológií.

Zozbierané informácie budú užitočné ako pre ľudí, ktorí začínajú študovať počítačové siete, tak aj pre správcov sietí.

1. Schéma siete

2. Technológia Fast Ethernet

počítačová sieť rýchly ethernet

Fast Ethernet je výsledkom vývoja technológie Ethernet. Zariadenia Fast Ethernet sú založené na rovnakej technike CSMA/CD (kanálový viacnásobný prístup a detekcia kolízií) a pracujú s 10-krát vyššou rýchlosťou ako Ethernet. 100 Mbps. Fast Ethernet poskytuje dostatočnú šírku pásma pre aplikácie, ako je počítačom podporovaný návrh a výroba (CAD/CAM), grafika a spracovanie obrazu a multimédiá. Fast Ethernet je kompatibilný s 10 Mbps Ethernet, takže je jednoduchšie integrovať Fast Ethernet do vašej siete LAN pomocou prepínača namiesto smerovača.

Prepínač

Pomocou prepínačov mnohé pracovné skupiny môžu byť prepojené tak, aby vytvorili veľkú LAN (pozri obrázok 1). Lacné prepínače fungujú lepšie ako smerovače a poskytujú lepší výkon LAN. Pracovné skupiny Fast Ethernet pozostávajúce z jedného alebo dvoch rozbočovačov môžu byť pripojené cez Fast Ethernet prepínač, aby sa ďalej zvýšil počet používateľov a pokryli väčšiu oblasť.

Ako príklad zvážte nasledujúci prepínač:

Ryža. 1 D-Link-1228/ME

Séria prepínačov DES-1228/ME obsahuje prémiové, konfigurovateľné prepínače Fast Ethernet vrstvy 2. S pokročilými funkciami sú zariadenia DES-1228/ME lacné riešenie vytvoriť bezpečnú a vysoko výkonnú sieť. Charakteristické rysy Funkcie tohto prepínača sú vysoká hustota portov, 4 gigabitové uplinkové porty, nastavenie malých krokových zmien pre správu šírky pásma a vylepšená správa siete. Tieto prepínače vám umožňujú optimalizovať vašu sieť z hľadiska funkčnosti aj nákladových charakteristík. Prepínače radu DES-1228/ME sú optimálnym riešením z hľadiska funkčnosti aj nákladových vlastností.

FTP kábel

Kábel LAN-5EFTP-BL pozostáva zo 4 párov jednožilových medených vodičov.

Priemer vodiča 24AWG.

Každý vodič je obalený izoláciou z HDPE (High Density Polyethylene).

Dva vodiče skrútené so špeciálne zvoleným rozstupom tvoria jeden krútený pár.

4 krútené páry sú zabalené v polyetylénovej fólii a spolu s jednožilovým medeným uzemňovacím vodičom sú uzavreté v spoločnom fóliovom tienení a PVC plášti.

Priamo cez

Slúži:

• 1. Na pripojenie počítača k prepínaču (rozbočovaču, prepínaču) cez sieťovú kartu počítača
• 2. Na pripojenie sieťových periférnych zariadení - tlačiarne, skenery - k prepínaču (hub, prepínač)
• 3. pre UPLINK na vyššom prepínači (rozbočovač, prepínač) - moderné spínače dokáže automaticky nakonfigurovať vstupy v konektore na príjem a prenos

Crossover

Slúži:

• 1. Na priame pripojenie 2 počítačov do lokálnej siete, bez použitia prepínacích zariadení (huby, prepínače, smerovače atď.).
• 2. pre uplink, pripojenie k prepínaču vyššej úrovne v lokálnej sieti so zložitou štruktúrou, pre staršie typy prepínačov (huby, prepínače) majú samostatný konektor, tiež označený „UPLINK“ alebo X.

Topológia hviezdy

Ku hviezdam- základná topológia počítačovej siete, v ktorej sú všetky počítače v sieti pripojené k centrálnemu uzlu (spravidla switch), tvoriacemu fyzický segment siete. Takýto segment siete môže fungovať buď samostatne, alebo ako súčasť komplexnej topológie siete (zvyčajne „strom“). Všetka výmena informácií prebieha výlučne cez centrálny počítač, ktorý je týmto spôsobom veľmi zaťažený, takže okrem siete nemôže robiť nič iné. Spravidla je to centrálny počítač, ktorý je najvýkonnejší a práve na ňom sú priradené všetky funkcie pre správu ústredne. V zásade nie sú možné žiadne konflikty v sieti s hviezdicovou topológiou, pretože riadenie je úplne centralizované.

Aplikácia

Klasický 10 Mbit Ethernet vyhovoval väčšine používateľov približne 15 rokov. Začiatkom 90. rokov sa však začala prejavovať jej nedostatočná kapacita. Pre zapnuté počítače procesory Intel 80286 alebo 80386 so zbernicami ISA (8 MB/s) alebo EISA (32 MB/s), šírka pásma segmentu Ethernet bola 1/8 alebo 1/32 kanála pamäte na disk, čo bolo v súlade s pomerom objemov údajov spracovaných lokálne a údajov prenášaných cez sieť. Pri výkonnejších klientskych staniciach s PCI zbernicou (133 MB/s) tento podiel klesol na 1/133, čo zjavne nestačilo. V dôsledku toho došlo k preťaženiu mnohých 10Mbps ethernetových segmentov, výrazne sa znížila odozva servera a výrazne sa zvýšila miera kolízií, čím sa ďalej znížila využiteľná priepustnosť.

Je potrebné vyvinúť „nový“ Ethernet, teda technológiu, ktorá by bola rovnako cenovo výhodná s výkonom 100 Mbit/s. V dôsledku pátrania a výskumu sa odborníci rozdelili na dva tábory, čo v konečnom dôsledku viedlo k vzniku dvoch nových technológií – Fast Ethernet a l00VG-AnyLAN. Líšia sa mierou nadväznosti na klasický Ethernet.

V roku 1992 skupina výrobcov sieťových zariadení, vrátane lídrov v oblasti ethernetových technológií, ako sú SynOptics, 3Com a niekoľko ďalších, vytvorila neziskovú asociáciu Fast Ethernet Alliance s cieľom vyvinúť štandard pre novú technológiu, ktorá by zachovala vlastnosti ethernetu. technológie v maximálnej možnej miere.

Druhý tábor viedli spoločnosti Hewlett-Packard a AT&T, ktoré ponúkli možnosť využiť príležitosť na riešenie niektorých známych nedostatkov technológie Ethernet. Po určitom čase sa k týmto spoločnostiam pripojila IBM, ktorá prispela návrhom poskytnúť určitú kompatibilitu so sieťami Token Ring v novej technológii.

Výbor IEEE 802 zároveň vytvoril výskumnú skupinu na štúdium technického potenciálu nových vysokorýchlostných technológií. Medzi koncom roka 1992 a koncom roka 1993 tím IEEE študoval 100-Mbit riešenia ponúkané rôznymi dodávateľmi. Spolu s návrhmi Fast Ethernet Alliance skupina tiež preskúmala vysokorýchlostnú technológiu navrhnutú spoločnosťami Hewlett-Packard a AT&T.

Diskusia sa sústredila na otázku zachovania metódy náhodného prístupu CSMA/CD. Návrh Fast Ethernet Alliance zachoval túto metódu a tým zabezpečil kontinuitu a konzistenciu medzi sieťami 10 Mbps a 100 Mbps. Koalícia HP-AT&T, ktorá mala podporu výrazne menšieho počtu dodávateľov v sieťovom priemysle ako Fast Ethernet Alliance, navrhla úplne novú metódu prístupu tzv. Priorita dopytu- prednostný prístup na požiadanie. Výrazne zmenila správanie uzlov v sieti, takže nemohla zapadnúť do technológie Ethernet a štandardu 802.3 a na jeho štandardizáciu bol zorganizovaný nový výbor IEEE 802.12.

Na jeseň roku 1995 sa obe technológie stali štandardmi IEEE. Výbor IEEE 802.3 prijal špecifikáciu Fast Ethernet ako štandard 802.3, ktorý nie je samostatným štandardom, ale je doplnkom k existujúcemu štandardu 802.3 vo forme kapitol 21 až 30. Výbor 802.12 prijal technológiu l00VG-AnyLAN, ktorá používa novú metódu prístupu s prioritou dopytu a podporuje dva formáty rámcov – Ethernet a Token Ring.

v Fyzická vrstva technológie Fast Ethernet

Všetky rozdiely medzi technológiou Fast Ethernet a Ethernetom sa sústreďujú na fyzickú vrstvu (obr. 3.20). Vrstvy MAC a LLC vo Fast Ethernet zostávajú úplne rovnaké a sú popísané v predchádzajúcich kapitolách štandardov 802.3 a 802.2. Preto, keď uvažujeme o technológii Fast Ethernet, budeme študovať len niekoľko možností pre jej fyzickú vrstvu.

Zložitejšia štruktúra fyzickej vrstvy technológie Fast Ethernet je spôsobená skutočnosťou, že používa tri typy káblových systémov:

• · viacvidový kábel z optických vlákien, používajú sa dve vlákna;
• · Kategória 5 krútený pár, používajú sa dva páry;
• · Kategória 3 krútený pár, používajú sa štyri páry.

Koaxiálny kábel, ktorý dal svetu prvú sieť Ethernet, nebol zaradený do zoznamu povolených médií na prenos dát novej technológie Fast Ethernet. Toto je bežný trend v mnohých nových technológiách, pretože krátke vzdialenosti Krútená dvojlinka kategórie 5 umožňuje prenášať dáta rovnakou rýchlosťou ako koaxiálny kábel, ale sieť je lacnejšia a jednoduchšia na obsluhu. Na veľké vzdialenosti má optické vlákno oveľa väčšiu šírku pásma ako koaxiálny kábel a náklady na sieť nie sú oveľa vyššie, najmä ak vezmete do úvahy vysoké náklady na riešenie problémov s veľkým koaxiálnym káblovým systémom.

Rozdiely medzi technológiou Fast Ethernet a technológiou Ethernet

Upustenie od koaxiálneho kábla viedlo k tomu, že siete Fast Ethernet majú vždy hierarchickú stromovú štruktúru postavenú na rozbočovačoch, rovnako ako siete l0Base-T/l0Base-F. Hlavným rozdielom medzi konfiguráciami siete Fast Ethernet je zmenšenie priemeru siete na približne 200 m, čo sa vysvetľuje 10-násobným skrátením minimálnej dĺžky času prenosu rámca v dôsledku 10-násobného zvýšenia prenosovej rýchlosti v porovnaní s 10 Mbit Ethernet. .

Napriek tomu táto okolnosť skutočne nebráni budovaniu veľkých sietí pomocou technológie Fast Ethernet. Faktom je, že polovica 90. rokov bola poznačená nielen rozšíreným používaním lacných vysokorýchlostných technológií, ale aj rýchlym rozvojom lokálnych sietí založených na prepínačoch. Pri použití prepínačov môže protokol Fast Ethernet pracovať v plne duplexnom režime, v ktorom neexistujú žiadne obmedzenia na celkovú dĺžku siete, ale len obmedzenia na dĺžku fyzických segmentov spájajúcich susedné zariadenia (adaptér - prepínač alebo prepínač - prepínač). Preto sa pri vytváraní chrbtových sietí diaľkových lokálnych sietí aktívne využíva aj technológia Fast Ethernet, avšak len vo full-duplex verzii v spojení s prepínačmi.

Táto časť sa zaoberá poloduplexnou prevádzkou technológie Fast Ethernet, ktorá plne vyhovuje definícii metódy prístupu opísanej v štandarde 802.3.

V porovnaní s možnosťami fyzickej implementácie pre Ethernet (a je ich šesť) sú pri Fast Ethernet rozdiely medzi jednotlivými možnosťami a ostatnými hlbšie – mení sa počet vodičov aj spôsoby kódovania. A keďže fyzické varianty Fast Ethernetu vznikali súčasne, a nie evolučne, ako v prípade sietí Ethernet, bolo možné podrobne definovať tie podvrstvy fyzickej vrstvy, ktoré sa nemenia od variantu k variantu, a tie podvrstvy, ktoré sú špecifické pre každý variant fyzického prostredia.

Oficiálny štandard 802.3 stanovil tri rôzne špecifikácie pre fyzickú vrstvu Fast Ethernet a dal im tieto názvy:

Štruktúra fyzickej vrstvy rýchleho Ethernetu

• · 100Base-TX pre dvojpárový kábel na netienenej krútenej dvojlinke UTP kategórie 5 alebo tienenej krútenej dvojlinke STP Typ 1;
• · 100Base-T4 pre štvorpárový kábel UTP kategórie 3, 4 alebo 5 UTP;
• · 100Base-FX pre multimódový optický kábel, sú použité dve vlákna.

Nasledujúce vyhlásenia a charakteristiky platia pre všetky tri normy.

• · Formáty rámcov technológie Fast Ethernetee sa líšia od formátov rámcov technológie 10 Mbit Ethernet.
• · Medzirámcový interval (IPG) je 0,96 µs a bitový interval je 10 ns. Všetky parametre časovania prístupového algoritmu (interval backoff, minimálna dĺžka prenosového času rámca atď.), merané v bitových intervaloch, zostali rovnaké, takže neboli vykonané žiadne zmeny v častiach normy týkajúcich sa úrovne MAC.
• · Znakom voľného stavu média je prenos symbolu nečinnosti príslušného redundantného kódu (a nie absencia signálov ako v štandardoch Ethernet 10 Mbit/s). Fyzická vrstva obsahuje tri prvky:
• o vyrovnávacia podvrstva;
• o rozhranie nezávislé od médií (Media Independent Interface, Mil);
• o zariadenie fyzickej vrstvy (PHY).

Vyjednávacia vrstva je potrebná na to, aby vrstva MAC, určená pre rozhranie AUI, mohla pracovať s fyzickou vrstvou cez rozhranie MP.

Zariadenie fyzickej vrstvy (PHY) pozostáva zase z niekoľkých podvrstiev (pozri obr. 3.20):

• · podúroveň kódovania logických údajov, ktorá konvertuje bajty prichádzajúce z úrovne MAC na kódové symboly 4B/5B alebo 8B/6T (oba kódy sa používajú v technológii Fast Ethernet);
• · podvrstvy fyzického pripojenia a podvrstvy závislosti od fyzického média (PMD), ktoré poskytujú generovanie signálu v súlade s metódou fyzického kódovania, napríklad NRZI alebo MLT-3;
• · podvrstva autonegotiation, ktorá umožňuje dvom komunikujúcim portom automaticky vybrať najefektívnejší prevádzkový režim, napríklad polovičný duplex alebo plný duplex (táto podvrstva je voliteľná).

Rozhranie MP podporuje na médiu nezávislý spôsob výmeny dát medzi podvrstvou MAC a podvrstvou PHY. Toto rozhranie je svojím účelom podobné rozhraniu AUI klasického Ethernetu s tým rozdielom, že rozhranie AUI bolo umiestnené medzi podvrstvou fyzického kódovania signálu (pre všetky možnosti káblov bola použitá rovnaká metóda fyzického kódovania - kód Manchester) a podvrstvou fyzického pripojenia k médium a rozhranie MP sa nachádza medzi podvrstvou MAC a podúrovňami kódovania signálu, z ktorých sú v štandarde Fast Ethernet tri - FX, TX a T4.

MP konektor má na rozdiel od AUI konektora 40 pinov, maximálna dĺžka MP kábla je jeden meter. Signály prenášané cez MP rozhranie majú amplitúdu 5 V.

Fyzická vrstva 100Base-FX - multimódové vlákno, dve vlákna

Táto špecifikácia definuje fungovanie protokolu Fast Ethernet cez multimódové vlákno v poloduplexných a plne duplexných režimoch na základe osvedčenej schémy kódovania FDDI. Rovnako ako v štandarde FDDI je každý uzol pripojený k sieti dvoma optickými vláknami prichádzajúcimi z prijímača (R x) a z vysielača (T x).

Medzi špecifikáciami l00Base-FX a l00Base-TX je veľa podobností, takže vlastnosti spoločné pre tieto dve špecifikácie budú uvádzané pod všeobecným názvom l00Base-FX/TX.

Zatiaľ čo 10 Mbps Ethernet používa na reprezentáciu dát cez kábel kódovanie Manchester, štandard Fast Ethernet definuje inú metódu kódovania – 4V/5V. Táto metóda už preukázala svoju účinnosť v štandarde FDDI a bola bez zmien prevedená do špecifikácie l00Base-FX/TX. V tomto spôsobe sú každé 4 bity dát MAC podvrstvy (nazývané symboly) reprezentované 5 bitmi. Redundantný bit umožňuje použiť potenciálne kódy reprezentovaním každého z piatich bitov ako elektrických alebo optických impulzov. Existencia zakázaných kombinácií symbolov umožňuje odmietnutie chybných symbolov, čo zvyšuje stabilitu sietí s l00Base-FX/TX.

Na oddelenie ethernetového rámca od nečinných znakov sa používa kombinácia znakov začiatočného oddeľovača (dvojica znakov J (11000) a K (10001) kódu 4B/5B a po dokončení rámca znak T znak sa vloží pred prvý nečinný znak.

Nepretržitý dátový tok špecifikácií 100Base-FX/TX

Akonáhle sú 4-bitové časti MAC kódov konvertované na 5-bitové časti fyzickej vrstvy, musia byť reprezentované ako optické alebo elektrické signály v kábli spájajúcom sieťové uzly. Špecifikácie l00Base-FX a l00Base-TX na to používajú rôzne metódy fyzického kódovania - NRZI a MLT-3 (ako v technológii FDDI pri prevádzke cez optické vlákno a krútenú dvojlinku).

Fyzická vrstva 100Base-TX - krútený pár DTP Cat 5 alebo STP Type 1, dva páry

Špecifikácia l00Base-TX používa ako médium na prenos dát kábel UTP kategórie 5 alebo kábel STP typu 1. Maximálna dĺžka kábel v oboch prípadoch - 100 m.

Hlavným rozdielom od špecifikácie l00Base-FX je použitie metódy MLT-3 na prenos signálov 5-bitových častí 4V/5V kódu cez krútenú dvojlinku, ako aj prítomnosť funkcie Auto-negotiation pre výber portu. prevádzkový režim. Schéma autonegotiation umožňuje dvom fyzicky pripojeným zariadeniam, ktoré podporujú niekoľko štandardov fyzickej vrstvy, líšiacich sa bitovou rýchlosťou a počtom krútených párov, zvoliť najvýhodnejší prevádzkový režim. K automatickému vyjednávaniu zvyčajne dochádza, keď k rozbočovaču alebo prepínaču pripojíte sieťový adaptér, ktorý môže pracovať rýchlosťou 10 a 100 Mbit/s.

Schéma automatického vyjednávania opísaná nižšie je dnes štandardom technológie l00Base-T. Predtým výrobcovia používali rôzne proprietárne schémy na automatické určenie rýchlosti komunikačných portov, ktoré neboli kompatibilné. Schéma automatického vyjednávania prijatá ako štandard bola pôvodne navrhnutá spoločnosťou National Semiconductor pod názvom NWay.

V súčasnosti je definovaných celkom 5 rôznych prevádzkových režimov, ktoré môžu podporovať zariadenia l00Base-TX alebo 100Base-T4 na krútených pároch;

• · l0Base-T - 2 páry kategórie 3;
• l0Base-T full-duplex - 2 páry kategórie 3;
• · l00Base-TX - 2 páry kategórie 5 (alebo Typ 1ASTP);
• · 100Base-T4 - 4 páry kategórie 3;
• · 100Base-TX full-duplex - 2 páry kategórie 5 (alebo typ 1A STP).

Režim l0Base-T má najnižšiu prioritu v procese vyjednávania a plne duplexný režim 100Base-T4 má najvyššiu. Proces vyjednávania nastáva, keď je zariadenie zapnuté, a môže byť tiež kedykoľvek iniciovaný riadiacim modulom zariadenia.

Zariadenie, ktoré spustilo proces automatického vyjednávania, odošle balík špeciálnych impulzov svojmu partnerovi Rýchle spojenie impulzov (FLP), ktorý obsahuje 8-bitové slovo kódujúce navrhovaný režim interakcie, počnúc najvyššou prioritou podporovanou uzlom.

Ak peer uzol podporuje funkciu auto-negotuiation a môže podporovať aj navrhovaný režim, odpovie výbuchom FLP impulzov, v ktorých potvrdí daný režim a tým sa vyjednávanie ukončí. Ak partnerský uzol podporuje režim nižšej priority, potom to uvedie v odpovedi a tento režim sa vyberie ako pracovný režim. Preto sa vždy vyberie režim spoločného uzla s najvyššou prioritou.

Uzol, ktorý podporuje iba technológiu l0Base-T, vysiela impulzy Manchester každých 16 ms, aby skontroloval integritu linky, ktorá ho spája so susedným uzlom. Takýto uzol nerozumie požiadavke FLP, ktorú mu odošle uzol s funkciou Auto-negotiation, a pokračuje vo vysielaní svojich impulzov. Uzol, ktorý prijíma iba impulzy integrity linky ako odpoveď na požiadavku FLP, chápe, že jeho partner môže pracovať iba pomocou štandardu l0Base-T a nastavuje si tento prevádzkový režim.

Fyzická vrstva 100Base-T4 - krútený pár UTP Cat 3, štyri páry

Špecifikácia 100Base-T4 bola navrhnutá tak, aby umožnila vysokorýchlostnému Ethernetu využívať existujúcu krútenú dvojlinku kategórie 3. Táto špecifikácia zvyšuje celkovú priepustnosť súčasným prenosom bitových tokov cez všetky 4 páry káblov.

Špecifikácia 100Base-T4 sa objavila neskôr ako ostatné špecifikácie fyzickej vrstvy Fast Ethernet. Vývojári tejto technológie chceli predovšetkým vytvoriť fyzikálne špecifikácie najbližšie k špecifikáciám l0Base-T a l0Base-F, ktoré fungovali na dvoch dátových linkách: dvoch pároch alebo dvoch vláknach. Pre realizáciu práce cez dva krútené páry som musel prejsť na kvalitnejší kábel kategórie 5.

Zároveň sa vývojári konkurenčnej technológie l00VG-AnyLAN spočiatku spoliehali na prácu cez krútenú dvojlinku kategórie 3; najdôležitejšou výhodou neboli ani tak náklady, ale skutočnosť, že už bol inštalovaný vo veľkej väčšine budov. Preto po vydaní špecifikácií l00Base-TX a l00Base-FX vývojári technológie Fast Ethernet implementovali vlastnú verziu fyzickej vrstvy pre krútenú dvojlinku kategórie 3.

Namiesto kódovania 4V/5V tento spôsob využíva kódovanie 8V/6T, ktoré má užšie spektrum signálu a pri rýchlosti 33 Mbit/s sa zmestí do 16 MHz pásma krútenej dvojlinky kategórie 3 (pri kódovaní 4V/5V , spektrum signálu sa nezmestí do tohto pásma). Každých 8 bitov informácií na úrovni MAC je zakódovaných 6 ternárnymi symbolmi, čiže číslami, ktoré majú tri stavy. Každá ternárna číslica má trvanie 40 ns. Skupina 6 ternárnych číslic sa potom prenesie na jeden z troch prenosových krútených párov nezávisle a postupne.

Štvrtý pár sa vždy používa na počúvanie nosná frekvencia na účely detekcie kolízie. Rýchlosť prenosu dát na každom z troch prenosových párov je 33,3 Mbps, takže celková rýchlosť protokolu 100Base-T4 je 100 Mbps. Zároveň je vďaka použitej metóde kódovania rýchlosť zmeny signálu na každom páre iba 25 Mbaud, čo umožňuje použitie krúteného páru kategórie 3.

Na obr. Obrázok 3.23 zobrazuje spojenie medzi portom MDI sieťového adaptéra 100Base-T4 a portom MDI-X rozbočovača (predpona X označuje, že pre tento konektor sa pripojenia prijímača a vysielača vymieňajú v pároch káblov v porovnaní so sieťovým adaptérom konektor, ktorý uľahčuje spájanie párov vodičov v kábli - bez kríženia). Spárovať 1 -2 vždy potrebné na prenos údajov z portu MDI do portu MDI-X, pár 3 -6 - na príjem dát cez MDI port z MDI-X portu a páru 4 -5 A 7 -8 sú obojsmerné a v závislosti od potreby sa používajú na príjem aj prenos.

Zapojenie uzlov podľa špecifikácie 100Base-T4

Rýchly Ethernet

Rýchly Ethernet – špecifikácia IEEE 802.3 u, oficiálne prijatá 26. októbra 1995, definuje štandard protokolu spojovej vrstvy pre siete fungujúce pomocou medených aj optických káblov s rýchlosťou 100 Mb/s. Nová špecifikácia je nástupcom štandardu IEEE 802.3 Ethernet, používa rovnaký formát rámca, mechanizmus prístupu k médiám CSMA/CD a hviezdicovú topológiu. Vývoj ovplyvnil niekoľko prvkov konfigurácie fyzickej vrstvy, ktoré majú zvýšenú kapacitu, vrátane typov káblov, dĺžok segmentov a počtu rozbočovačov.

Štruktúra rýchleho Ethernetu

Aby sme lepšie pochopili fungovanie a porozumeli interakcii prvkov Fast Ethernet, obráťme sa na obrázok 1.

Obrázok 1. Systém Fast Ethernet

Podvrstva Logical Link Control (LLC).

Špecifikácia IEEE 802.3u rozdeľuje funkcie spojovej vrstvy na dve podvrstvy: riadenie logického spojenia (LLC) a vrstvu prístupu k médiám (MAC), o ktorých sa bude diskutovať nižšie. LLC, ktorej funkcie sú definované štandardom IEEE 802.2, sa v skutočnosti prepája s protokolmi vyššej úrovne (napríklad IP alebo IPX), ktoré poskytujú rôzne komunikačné služby:

• Služba bez nadviazania spojenia a potvrdení recepcie. Jednoduchá služba, ktorá neposkytuje kontrolu dátového toku ani kontrolu chýb a nezaručuje správne doručenie dát.
• Služba založená na pripojení. Absolútne spoľahlivá služba, ktorá zaručuje správne doručovanie údajov nadviazaním spojenia s prijímacím systémom pred začatím prenosu údajov a využívaním mechanizmov kontroly chýb a toku údajov.
• Služba bez pripojenia s potvrdením recepcie. Stredne zložitá služba, ktorá používa potvrdzovacie správy na zabezpečenie zaručeného doručenia, ale nevytvorí spojenie pred prenosom údajov.

Na odosielajúcom systéme údaje odovzdané z protokolu Sieťová vrstva, sú najskôr zapuzdrené podvrstvou LLC. Štandard ich nazýva Protocol Data Unit (PDU). Keď je PDU odovzdaná do podvrstvy MAC, kde je opäť obklopená informáciami o hlavičke a príspevku, od tohto bodu sa môže technicky nazývať rámec. Pre ethernetový paket to znamená, že rámec 802.3 obsahuje okrem údajov sieťovej vrstvy aj trojbajtovú hlavičku LLC. Maximálna povolená dĺžka dát v každom pakete je teda znížená z 1500 na 1497 bajtov.

Hlavička LLC pozostáva z troch polí:

V niektorých prípadoch zohrávajú rámce LLC v procese sieťovej komunikácie menšiu úlohu. Napríklad v sieti používajúcej TCP/IP spolu s inými protokolmi môže byť jedinou funkciou LLC umožniť, aby rámce 802.3 obsahovali hlavičku SNAP, ako je Ethertype, označujúce protokol Network Layer, do ktorého by sa mal rámec odoslať. V tomto prípade všetky LLC PDU používajú nečíslovaný informačný formát. Iné protokoly na vysokej úrovni však vyžadujú pokročilejšie služby od LLC. Napríklad relácie NetBIOS a niekoľko protokolov NetWare širšie využívajú služby orientované na pripojenie LLC.

SNAP hlavička

Prijímajúci systém musí určiť, ktorý protokol sieťovej vrstvy by mal prijímať prichádzajúce údaje. Pakety 802.3 v rámci LLC PDU používajú iný protokol tzv Pod-sieťPrístupProtokol (SNAP (Subnetwork Access Protocol).

Hlavička SNAP má dĺžku 5 bajtov a nachádza sa hneď za hlavičkou LLC v dátovom poli rámca 802.3, ako je znázornené na obrázku. Hlavička obsahuje dve polia.

Kód organizácie. Identifikátor organizácie alebo výrobcu je 3-bajtové pole, ktoré má rovnakú hodnotu ako prvé 3 bajty adresy MAC odosielateľa v hlavičke 802.3.

Miestny kód. Lokálny kód je 2-bajtové pole, ktoré je funkčne ekvivalentné poľu Ethertype v hlavičke Ethernet II.

Vyjednávacia podvrstva

Ako už bolo uvedené, Fast Ethernet je vyvinutý štandard. MAC určená pre rozhranie AUI musí byť prevedená na rozhranie MII používané vo Fast Ethernet, na čo je táto podvrstva určená.

Media Access Control (MAC)

Každý uzol v sieti Fast Ethernet má radič prístupu k médiu (MédiáPrístupOvládač- MAC). MAC je kľúčom pre Fast Ethernet a má tri účely:

Najdôležitejšie z troch priradení MAC je prvé. Pre hocikoho sieťová technológia, ktorý používa zdieľané médium, sú jeho hlavnou charakteristikou pravidlá prístupu k médiám, ktoré určujú, kedy môže uzol vysielať. Niekoľko výborov IEEE sa podieľa na vývoji pravidiel prístupu k médiu. Výbor 802.3, často označovaný ako výbor Ethernet, definuje štandardy LAN, ktoré používajú pravidlá tzv CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - viacnásobný prístup so snímaním nosnej a detekciou kolízie).

CSMS/CD sú pravidlá prístupu k médiám pre Ethernet aj Fast Ethernet. Práve v tejto oblasti sa obe technológie úplne zhodujú.

Pretože všetky uzly vo Fast Ethernet zdieľajú rovnaké médium, môžu vysielať iba vtedy, keď sú na rade. Tento rad je určený pravidlami CSMA/CD.

CSMA/CD

Fast Ethernet MAC radič počúva operátora pred prenosom. Nosič existuje len vtedy, keď vysiela iný uzol. Vrstva PHY detekuje prítomnosť nosiča a generuje správu pre MAC. Prítomnosť nosnej znamená, že médium je zaneprázdnené a počúvajúci uzol (alebo uzly) sa musí podvoliť vysielajúcemu.

MAC, ktorý má rámec na prenos, musí počkať určitý minimálny čas po skončení predchádzajúceho rámca, kým ho odošle. Tento čas je tzv medzipaketová medzera(IPG, interpacket gap) a trvá 0,96 mikrosekúnd, teda desatinu prenosového času bežného ethernetového paketu rýchlosťou 10 Mbit/s (IPG je jeden časový interval, definovaný vždy v mikrosekundách, nie v bitovom čase ) Obrázok 2.

Obrázok 2. Medzera medzi paketmi

Po skončení paketu 1 sa od všetkých uzlov siete LAN vyžaduje, aby počkali na čas IPG, kým budú môcť vysielať. Časový interval medzi paketmi 1 a 2, 2 a 3 na obr. 2 je čas IPG. Po dokončení prenosu paketu 3 nemá žiadny uzol žiadny materiál na spracovanie, takže časový interval medzi paketmi 3 a 4 je dlhší ako IPG.

Všetky uzly siete musia spĺňať tieto pravidlá. Aj keď má uzol veľa rámcov na prenos a tento uzol je jediný, ktorý vysiela, musí po odoslaní každého paketu čakať aspoň čas IPG.

Toto je časť CSMA pravidiel prístupu k médiám Fast Ethernet. Skrátka, veľa uzlov má prístup k médiu a pomocou nosiča monitoruje jeho obsadenosť.

Prvé experimentálne siete používali presne tieto pravidlá a takéto siete fungovali veľmi dobre. Použitie iba CSMA však spôsobilo problém. Často dva uzly, ktoré mali paket na prenos a čakali na čas IPG, začali vysielať súčasne, čo viedlo k poškodeniu údajov na oboch stranách. Táto situácia je tzv Zrážka(zrážka) alebo konflikt.

Na prekonanie tejto prekážky používali skoré protokoly pomerne jednoduchý mechanizmus. Pakety boli rozdelené do dvoch kategórií: príkazy a reakcie. Každý príkaz odoslaný uzlom vyžadoval odpoveď. Ak po odoslaní príkazu nebola po určitú dobu (nazývaná časový limit) prijatá žiadna odpoveď, pôvodný príkaz bol vydaný znova. Môže sa to stať niekoľkokrát (maximálny počet časových limitov), ​​kým odosielajúci uzol zaznamená chybu.

Táto schéma by mohla fungovať perfektne, ale len do určitého bodu. Výskyt konfliktov mal za následok prudký pokles výkonu (zvyčajne meraný v bajtoch za sekundu), pretože uzly často nečinne čakali na odpovede na príkazy, ktoré nikdy nedosiahli svoj cieľ. Preťaženie siete a nárast počtu uzlov priamo súvisí s nárastom počtu konfliktov a následne aj so znížením výkonu siete.

Prví dizajnéri siete rýchlo našli riešenie tohto problému: každý uzol musí zistiť, či sa prenášaný paket stratil, detekciou kolízie (namiesto čakania na odpoveď, ktorá nikdy nepríde). To znamená, že pakety stratené v dôsledku kolízie sa musia okamžite znova odoslať pred uplynutím časového limitu. Ak uzol odoslal posledný bit paketu bez toho, aby spôsobil kolíziu, potom bol paket úspešne prenesený.

Metóda snímania nosiča sa dá dobre kombinovať s funkciou detekcie kolízie. Kolízie sa stále vyskytujú, ale to neovplyvňuje výkon siete, pretože uzly sa ich rýchlo zbavujú. Skupina DIX, ktorá vyvinula pravidlá prístupu pre médium CSMA/CD pre Ethernet, ich formalizovala vo forme jednoduchého algoritmu - obrázok 3.

Obrázok 3. Operačný algoritmus CSMA/CD

Zariadenie fyzickej vrstvy (PHY)

Vzhľadom k tomu, Fast Ethernet môže použiť iný typ káblom, každé médium vyžaduje jedinečnú predúpravu signálu. Pre efektívny prenos dát je potrebná aj konverzia: aby bol prenášaný kód odolný voči rušeniu, prípadným stratám, prípadne skresleniu jeho jednotlivých prvkov (baud), aby sa zabezpečila efektívna synchronizácia generátorov hodín na vysielacej alebo prijímacej strane.

Kódovacia podvrstva (PCS)

Kóduje/dekóduje údaje prichádzajúce z/do vrstvy MAC pomocou algoritmov alebo .

Podúrovne fyzického spojenia a závislosti od fyzického prostredia (PMA a PMD)

Podvrstvy PMA a PMD komunikujú medzi podvrstvou PSC a rozhraním MDI a poskytujú generovanie v súlade s metódou fyzického kódovania: alebo.

Podvrstva automatického vyjednávania (AUTONEG)

Podvrstva automatického vyjednávania umožňuje dvom komunikačným portom automaticky vybrať najefektívnejší prevádzkový režim: plne duplexný alebo polovičný duplex 10 alebo 100 Mb/s. Fyzická vrstva

Štandard Fast Ethernet definuje tri typy 100 Mbps Ethernet signalizačných médií.

• 100Base-TX - dva krútené páry vodičov. Prenos sa uskutočňuje v súlade so štandardom pre prenos dát na skrútenom fyzickom médiu, ktorý vyvinul ANSI (American National Standards Institute – American National Standards Institute). Skrútený dátový kábel môže byť tienený alebo netienený. Používa 4V/5V algoritmus kódovania dát a metódu fyzického kódovania MLT-3.
• 100Base-FX - dve jadrá kábla z optických vlákien. Prenos sa tiež vykonáva v súlade s komunikačným štandardom optických vlákien vyvinutým ANSI. Používa 4V/5V algoritmus kódovania dát a metódu fyzického kódovania NRZI.

Špecifikácie 100Base-TX a 100Base-FX sú známe aj ako 100Base-X

• 100Base-T4 je špecifická špecifikácia vyvinutá výborom IEEE 802.3u. Podľa tejto špecifikácie sa prenos dát uskutočňuje cez štyri krútené páry telefónneho kábla, ktorý sa nazýva kábel UTP kategórie 3. Využíva algoritmus kódovania dát 8V/6T a metódu fyzického kódovania NRZI.

Okrem toho štandard Fast Ethernet obsahuje odporúčania pre použitie tieneného krúteného párového kábla kategórie 1, čo je štandardný kábel tradične používaný v sieťach Token Ring. Podpora a poradenstvo pri používaní STP kabeláže v sieti Fast Ethernet poskytuje zákazníkom s STP kabelážou cestu k Fast Ethernetu.

Špecifikácia Fast Ethernet tiež zahŕňa mechanizmus automatického vyjednávania, ktorý umožňuje hostiteľskému portu automaticky sa nakonfigurovať na prenosovú rýchlosť 10 alebo 100 Mbit/s. Tento mechanizmus je založený na výmene série paketov s hubom alebo portom prepínača.

Prostredie 100Base-TX

Prenosové médium 100Base-TX používa dva krútené páry, pričom jeden pár slúži na prenos dát a druhý na ich príjem. Keďže špecifikácia ANSI TP - PMD obsahuje tienené aj netienené krútené dvojlinky, špecifikácia 100Base-TX obsahuje podporu pre netienené aj tienené krútené dvojlinky typu 1 a 7.

Konektor MDI (Medium Dependent Interface).

Prepojovacie rozhranie 100Base-TX môže byť v závislosti od prostredia jedným z dvoch typov. Pre netienenú krútenú dvojlinku musí byť konektor MDI osemkolíkový konektor RJ 45 kategórie 5. Tento konektor sa používa aj v sieťach 10Base-T, čím poskytuje spätnú kompatibilitu s existujúcou kabelážou kategórie 5. Pre tienené krútené dvojlinky je konektor MDI musí byť Použite konektor IBM Type 1 STP, čo je tienený konektor DB9. Tento konektor sa zvyčajne používa v sieťach Token Ring.

UTP kábel kategórie 5(e).

Mediálne rozhranie UTP 100Base-TX používa dva páry vodičov. Aby sa minimalizovali presluchy a možné skreslenie signálu, zvyšné štyri vodiče by sa nemali používať na prenášanie signálov. Vysielacie a prijímacie signály pre každý pár sú polarizované, pričom jeden vodič prenáša kladný (+) signál a druhý záporný (-) signál. Farebné kódovanie káblových vodičov a čísla pinov konektorov pre sieť 100Base-TX sú uvedené v tabuľke. 1. Hoci vrstva 100Base-TX PHY bola vyvinutá po prijatí štandardu ANSI TP-PMD, čísla kolíkov konektora RJ 45 sa zmenili tak, aby zodpovedali vzoru zapojenia, ktorý sa už používa v štandarde 10Base-T. Štandard ANSI TP-PMD používa na príjem dát kolíky 7 a 9, zatiaľ čo štandardy 100Base-TX a 10Base-T na tento účel používajú kolíky 3 a 6. Toto rozloženie umožňuje použitie adaptérov 100Base-TX namiesto adaptérov 10 Base - T a pripojte ich k rovnakým káblom kategórie 5 bez zmeny zapojenia. V konektore RJ 45 sú použité páry vodičov pripojené na kolíky 1, 2 a 3, 6. Pre správne pripojenie vodičov by ste sa mali riadiť ich farebným označením.

Tabuľka 1. Priradenia kolíkov konektoraMDIkábelUTP100Base-TX

Uzly medzi sebou komunikujú výmenou rámcov. Vo Fast Ethernet je rámec základnou jednotkou komunikácie cez sieť – akákoľvek informácia prenášaná medzi uzlami je umiestnená v dátovom poli jedného alebo viacerých rámcov. Preposielanie rámcov z jedného uzla do druhého je možné len vtedy, ak existuje spôsob, ako jednoznačne identifikovať všetky uzly siete. Preto má každý uzol v sieti LAN adresu nazývanú jeho MAC adresa. Táto adresa je jedinečná: žiadne dva uzly v lokálnej sieti nemôžu mať rovnakú MAC adresu. Navyše v žiadnej LAN technológii (s výnimkou ARCNet) nemôžu mať žiadne dva uzly na svete rovnakú MAC adresu. Každý rámec obsahuje aspoň tri hlavné informácie: adresu príjemcu, adresu odosielateľa a údaje. Niektoré rámce majú ďalšie polia, ale povinné sú len tri uvedené. Obrázok 4 zobrazuje štruktúru rámca Fast Ethernet.

Obrázok 4. Rámová štruktúraRýchloEthernet

• adresu príjemcu- je uvedená adresa uzla prijímajúceho dáta;
• adresu odosielateľa- je uvedená adresa uzla, ktorý odoslal údaje;
• dĺžka/typ(L/T - Length/Type) - obsahuje informácie o type prenášaných dát;
• kontrolná suma rám(PCS - Frame Check Sequence) - určený na kontrolu správnosti rámca prijatého prijímacím uzlom.

Minimálna veľkosť snímky je 64 oktetov alebo 512 bitov (podmienky oktet A bajt - synonymá). Maximálna veľkosť snímky je 1518 oktetov alebo 12144 bitov.

Rámcové adresovanie

Každý uzol v sieti Fast Ethernet má jedinečné číslo nazývané MAC adresa alebo adresa hostiteľa. Toto číslo pozostáva zo 48 bitov (6 bajtov), ​​je priradené sieťovému rozhraniu pri výrobe zariadenia a programuje sa počas procesu inicializácie. Preto sieťové rozhrania všetkých LAN, s výnimkou ARCNet, ktorý používa 8-bitové adresy pridelené správcom siete, majú zabudovanú jedinečnú MAC adresu, odlišnú od všetkých ostatných MAC adries na Zemi a pridelenú výrobcom v r. dohoda s IEEE.

Aby bol proces správy sieťových rozhraní jednoduchší, IEEE navrhlo rozdeliť pole 48-bitovej adresy na štyri časti, ako je znázornené na obrázku 5. Prvé dva bity adresy (bity 0 a 1) sú príznaky typu adresy. Hodnota príznakov určuje, ako sa interpretuje časť adresy (bity 2 až 47).

Obrázok 5. Formát MAC adresy

Nazýva sa bit I/G zaškrtávacie políčko individuálnej/skupinovej adresy a ukazuje, o aký typ adresy (individuálnej alebo skupinovej) ide. Unicast adresa je priradená iba jednému rozhraniu (alebo uzlu) v sieti. Adresy s I/G bitom nastaveným na 0 sú MAC adresy alebo adresy uzlov. Ak je I/O bit nastavený na 1, potom adresa patrí do skupiny a zvyčajne sa volá viacbodová adresa(multicast adresa) príp funkčná adresa(funkčná adresa). Skupinová adresa môže byť priradená jednému alebo viacerým sieťovým rozhraniam LAN. Rámce odoslané na adresu multicast prijímajú alebo skopírujú všetky sieťové rozhrania LAN, ktoré ju majú. Adresy multicast umožňujú odoslanie rámca do podmnožiny uzlov v lokálnej sieti. Ak je I/O bit nastavený na 1, potom sa s bitmi 46 až 0 zaobchádza ako s adresou multicast a nie s poliami U/L, OUI a OUA bežnej adresy. Nazýva sa bit U/L univerzálny/miestny kontrolný príznak a určuje, ako bola adresa priradená sieťovému rozhraniu. Ak sú bity I/O aj U/L nastavené na 0, potom adresa je jedinečný 48-bitový identifikátor opísaný vyššie.

OUI (organizačne jedinečný identifikátor - organizačne jedinečný identifikátor). IEEE priraďuje jedno alebo viac OUI každému výrobcovi sieťového adaptéra a rozhrania. Každý výrobca je zodpovedný za správne pridelenie OUA (organizačne jedinečná adresa - organizačne jedinečná adresa), ktoré musí mať každé ním vytvorené zariadenie.

Keď je nastavený bit U/L, adresa je riadená lokálne. To znamená, že ho nenastavuje výrobca sieťového rozhrania. Každá organizácia si môže vytvoriť svoju vlastnú MAC adresu pre sieťové rozhranie nastavením bitu U/L na 1 a bitov 2 až 47 na nejakú zvolenú hodnotu. Sieťové rozhranie, po prijatí rámca najskôr dekóduje adresu príjemcu. Keď je nastavený I/O bit v adrese, vrstva MAC prijme rámec iba vtedy, ak je cieľová adresa v zozname udržiavanom hostiteľom. Táto technika umožňuje jednému uzlu poslať rámec do mnohých uzlov.

Existuje špeciálna viacbodová adresa tzv vysielacia adresa. V 48-bitovej vysielacej adrese IEEE sú všetky bity nastavené na 1. Ak sa rámec prenáša s cieľovou vysielacou adresou, všetky uzly v sieti ho prijmú a spracujú.

Dĺžka/typ poľa

Pole L/T (dĺžka/typ) sa používa na dva rôzne účely:

• na určenie dĺžky dátového poľa rámca, s vylúčením akejkoľvek výplne medzerami;
• na označenie typu údajov v údajovom poli.

Hodnota poľa L/T, ktorá je medzi 0 a 1500, je dĺžka dátového poľa rámca; vyššia hodnota označuje typ protokolu.

Vo všeobecnosti je pole L/T historickým pozostatkom štandardizácie Ethernetu v IEEE, čo spôsobilo množstvo problémov s kompatibilitou zariadení vydaných pred rokom 1983. Teraz Ethernet a Fast Ethernet polia L/T nikdy nepoužívajú. Zadané pole slúži len na koordináciu so softvérom, ktorý spracováva rámce (teda s protokolmi). Ale jediné skutočne štandardné použitie pre pole L/T je pole dĺžky – špecifikácia 802.3 ani nespomína jeho možné použitie ako pole typu údajov. Norma uvádza: "Rámce s hodnotou poľa dĺžky väčšou ako je špecifikovaná v článku 4.4.2 môžu byť ignorované, vyradené alebo používané súkromne. Použitie týchto rámcov je mimo rozsahu tejto normy."

Aby sme zhrnuli to, čo už bolo povedané, poznamenávame, že pole L/T je primárnym mechanizmom, ktorým typ rámu. Fast Ethernet a Ethernet rámce, ktorých dĺžka je určená hodnotou L/T poľa (L/T hodnota 802,3, rámce, v ktorých je dátový typ nastavený hodnotou toho istého poľa (L/T hodnota > 1500) sa nazývajú rámy Ethernet- II alebo DIX.

Dátové pole

V dátovom poli obsahuje informácie, ktoré jeden uzol posiela druhému. Na rozdiel od iných polí, ktoré uchovávajú veľmi špecifické informácie, dátové pole môže obsahovať takmer akékoľvek informácie, pokiaľ je jeho veľkosť aspoň 46 a nie viac ako 1500 bajtov. Protokoly určujú, ako sa formátuje a interpretuje obsah dátového poľa.

Ak je potrebné poslať dáta menšie ako 46 bajtov, vrstva LLC pridá bajty s neznámou hodnotou, tzv. bezvýznamné údaje(údaje podložky). Výsledkom je, že dĺžka poľa bude 46 bajtov.

Ak je rámec typu 802.3, potom pole L/T označuje množstvo platných údajov. Ak sa napríklad odošle 12-bajtová správa, pole L/T uloží hodnotu 12 a dátové pole obsahuje 34 ďalších nevýznamných bajtov. Pridanie nevýznamných bajtov spúšťa vrstvu Fast Ethernet LLC a zvyčajne sa implementuje v hardvéri.

Zariadenia na úrovni MAC nenastavujú obsah poľa L/T – je to tak softvér. Nastavenie hodnoty tohto poľa takmer vždy vykonáva ovládač sieťového rozhrania.

Kontrolný súčet rámca

Kontrolný súčet rámcov (PCS - Frame Check Sequence) umožňuje zabezpečiť, aby sa prijaté rámce nepoškodili. Pri vytváraní prenášaného rámca na úrovni MAC sa používa špeciálny matematický vzorec CRC(Cyclic Redundancy Check) navrhnutý na výpočet 32-bitovej hodnoty. Výsledná hodnota sa umiestni do poľa FCS rámca. Vstupom prvku vrstvy MAC, ktorý vypočítava CRC, sú hodnoty všetkých bajtov rámca. Pole FCS je primárnym a najdôležitejším mechanizmom detekcie a korekcie chýb vo Fast Ethernet. Počnúc prvým bajtom adresy príjemcu a končiac posledným bajtom dátového poľa.

Hodnoty polí DSAP a SSAP

hodnoty DSAP/SSAP			Popis
			Indiv LLC Sublayer Mgt
			Group LLC Sublayer Mgt
			Kontrola cesty SNA
			Rezervované (DOD IP)
			ISO CLNS IS 8473
			Kódovací algoritmus 8B6T konvertuje osembitový dátový oktet (8B) na šesťbitový ternárny znak (6T). Skupiny kódov 6T sú navrhnuté tak, aby sa prenášali paralelne cez tri krútené páry káblov, takže efektívna rýchlosť prenosu dát na každom krútenom páre je jedna tretina zo 100 Mbps, teda 33,33 Mbps. Terná symbolová rýchlosť na každom krútenom páre je 6/8 z 33,3 Mbps, čo zodpovedá taktovacej frekvencii 25 MHz. Toto je frekvencia, pri ktorej pracuje časovač rozhrania MP. Na rozdiel od binárnych signálov, ktoré majú dve úrovne, ternárne signály prenášané na každom páre môžu mať tri úrovne. Tabuľka kódovania znakov Lineárny kód Symbol MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (viacúrovňový prenos) - je mierne podobný kódu NRZ, ale na rozdiel od druhého má tri úrovne signálu. Jedna zodpovedá prechodu z jednej úrovne signálu na druhú a zmena úrovne signálu nastáva postupne, berúc do úvahy predchádzajúci prechod. Pri vysielaní „nuly“ sa signál nemení. Tento kód, podobne ako NRZ, vyžaduje predkódovanie. Zostavené z materiálov: Laem Queen, Richard Russell "Fast Ethernet"; K. Zakler "Počítačové siete"; V.G. a N.A. Olifera "Počítačové siete";

Ethernet, ale aj do zariadení iných, menej populárnych sietí.

Ethernetové a rýchle ethernetové adaptéry

Špecifikácie adaptéra

Sieťové adaptéry (NIC, karta sieťového rozhrania) Ethernet a Fast Ethernet môžu byť prepojené s počítačom prostredníctvom jedného z nich štandardné rozhrania:

• zbernica ISA (Industry Standard Architecture);
• PCI zbernica (Peripheral Component Interconnect);
• zbernica PC Card (známa ako PCMCIA);

Adaptéry určené pre systémovú zbernicu ISA (chrbtica) neboli ešte tak dávno hlavným typom adaptérov. Počet spoločností vyrábajúcich takéto adaptéry bol veľký, a preto zariadenia tohto typu boli najlacnejšie. Adaptéry pre ISA sú dostupné v 8- ​​a 16-bitovej verzii. 8-bitové adaptéry sú lacnejšie, zatiaľ čo 16-bitové sú rýchlejšie. Je pravda, že výmena informácií na zbernici ISA nemôže byť príliš rýchla (v limite - 16 MB / s, v skutočnosti - nie viac ako 8 MB / s a ​​pre 8-bitové adaptéry - až 2 MB / s). Preto Fast Ethernet adaptéry, ktoré vyžadujú efektívnu prácu vysoké dátové rýchlosti sa pre túto systémovú zbernicu prakticky nevyrábajú. Autobus ISA sa stáva minulosťou.

Zbernica PCI v súčasnosti prakticky nahradila zbernicu ISA a stáva sa hlavnou rozširujúcou zbernicou pre počítače. Poskytuje 32- a 64-bitovú výmenu dát a má vysokú priepustnosť (teoreticky až 264 MB/s), čo plne vyhovuje požiadavkám nielen Fast Ethernetu, ale aj rýchlejšieho Gigabit Ethernetu. Dôležité je aj to, že zbernica PCI sa používa nielen v počítačoch IBM PC, ale aj v počítačoch PowerMac. Okrem toho podporuje automatickú konfiguráciu hardvéru Plug-and-Play. Zdá sa, že v blízkej budúcnosti bude väčšina počítačov orientovaná na zbernicu PCI. sieťové adaptéry. Nevýhodou PCI oproti zbernici ISA je, že počet rozširujúcich slotov v počítači je zvyčajne malý (zvyčajne 3 sloty). Ale presne tak sieťové adaptéry najprv sa pripojte k PCI.

Zbernica PC Card (starý názov PCMCIA) sa v súčasnosti používa iba v prenosných počítačoch triedy Notebook. V týchto počítačoch interná zbernica PCI zvyčajne nie je smerovaná von. Rozhranie PC Card umožňuje jednoduché pripojenie miniatúrnych rozširujúcich kariet k počítaču a rýchlosť výmeny s týmito kartami je pomerne vysoká. Avšak stále viac a viac prenosných počítačov je vybavených vstavanými sieťové adaptéry, keďže sieťové pripojenie sa stáva neoddeliteľnou súčasťou štandardnej sady funkcií. Tieto vstavané adaptéry sú opäť pripojené k internému PCI zbernica počítač.

Pri výbere sieťový adaptér orientované na konkrétnu zbernicu, musíte sa v prvom rade uistiť, že v počítači pripojenom k ​​sieti sú voľné rozširujúce sloty pre túto zbernicu. Mali by ste tiež posúdiť zložitosť inštalácie zakúpeného adaptéra a vyhliadky na výrobu dosiek tohto typu. Ten môže byť potrebný, ak adaptér zlyhá.

Nakoniec sa opäť stretnú sieťové adaptéry, pripojenie k počítaču cez paralelný (tlačiarenský) port LPT. Hlavnou výhodou tohto prístupu je, že na pripojenie adaptérov nemusíte otvárať skrinku počítača. Okrem toho v tomto prípade adaptéry nezaberajú systémové prostriedky počítača, ako sú kanály prerušenia a DMA, ako aj adresy pamäte a I/O zariadenia. Rýchlosť výmeny informácií medzi nimi a počítačom je však v tomto prípade oveľa nižšia ako pri použití systémovej zbernice. Okrem toho vyžadujú viac času procesora na komunikáciu so sieťou, čím spomaľujú počítač.

V poslednej dobe je čoraz viac počítačov, v ktorých sieťové adaptéry zabudovaný do systémová doska. Výhody tohto prístupu sú zrejmé: používateľ nemusí kupovať sieťový adaptér a inštalovať ho do počítača. Sieťový kábel stačí pripojiť k externému konektoru počítača. Nevýhodou však je, že si používateľ nemôže vybrať adaptér s najlepšími vlastnosťami.

Ďalšie dôležité vlastnosti sieťové adaptéry možno pripísať:

• metóda konfigurácie adaptéra;
• veľkosť vyrovnávacej pamäte nainštalovanej na doske a režimy výmeny s ňou;
• možnosť inštalácie mikroobvodov na dosku trvalá pamäť pre vzdialené spustenie (BootROM).
• možnosť pripojenia adaptéra k rôznym typom prenosových médií (krútená dvojlinka, tenký a hrubý koaxiálny kábel, optický kábel);
• rýchlosť sieťového prenosu používaná adaptérom a dostupnosť jeho prepínacej funkcie;
• adaptér môže používať režim plne duplexnej výmeny;
• kompatibilita adaptéra (presnejšie ovládača adaptéra) s použitým sieťovým softvérom.

Užívateľská konfigurácia adaptéra bola použitá predovšetkým pre adaptéry určené pre zbernicu ISA. Konfigurácia zahŕňa nastavenie využívania zdrojov počítačového systému (vstupné/výstupné adresy, kanály prerušenia a priamy prístup do pamäte, adresy vyrovnávacej pamäte a vzdialená bootovacia pamäť). Konfiguráciu je možné vykonať nastavením prepínačov (prepojok) do požadovanej polohy alebo pomocou konfiguračného programu DOS dodávaného s adaptérom (Jumperless, Konfigurácia softvéru). Pri spustení takéhoto programu je používateľ vyzvaný na nastavenie hardvérovej konfigurácie pomocou jednoduchej ponuky: výber parametrov adaptéra. Rovnaký program vám umožňuje robiť osobný test adaptér Zvolené parametre sú uložené v energeticky nezávislej pamäti adaptéra. V každom prípade sa pri výbere parametrov musíte vyhnúť konfliktom s systémové zariadenia počítač a s inými rozširujúcimi kartami.

Adaptér je možné nakonfigurovať aj automaticky v režime Plug-and-Play, keď je počítač zapnutý. Moderné adaptéry zvyčajne podporujú tento konkrétny režim, takže ich môže používateľ jednoducho nainštalovať.

V najjednoduchších adaptéroch sa výmena s internou vyrovnávacou pamäťou adaptéra (Adapter RAM) uskutočňuje cez adresný priestor vstupno/výstupných zariadení. V tomto prípade nie je potrebná žiadna dodatočná konfigurácia pamäťových adries. Musí byť špecifikovaná základná adresa vyrovnávacej pamäte pracujúcej v režime zdieľanej pamäte. Je priradený k hornej oblasti pamäte počítača (

Medzi štandardnými sieťami je najrozšírenejšia sieť Ethernet. Objavil sa v roku 1972 av roku 1985 sa stal medzinárodným štandardom. Prijali ho najväčšie medzinárodné normalizačné organizácie: Výbor 802 IEEE (Inštitút elektrických a elektronických inžinierov) a ECMA (Európske združenie výrobcov počítačov).

Norma sa nazýva IEEE 802.3 (číta sa v angličtine ako „eight oh two dot three“). Definuje viacnásobný prístup ku kanálu typu mono zbernice s detekciou kolízií a riadením prenosu, teda už spomenutým spôsobom prístupu CSMA/CD.

Hlavné charakteristiky pôvodného štandardu IEEE 802.3:

· topológia – zbernica;

· prenosové médium – koaxiálny kábel;

· prenosová rýchlosť – 10 Mbit/s;

· maximálna dĺžka siete – 5 km;

· maximálny počet účastníkov – do 1024;

· dĺžka segmentu siete – do 500 m;

· počet predplatiteľov v jednom segmente – do 100;

· metóda prístupu – CSMA/CD;

· úzkopásmový prenos, to znamená bez modulácie (mono kanál).

Presne povedané, existujú menšie rozdiely medzi štandardmi IEEE 802.3 a Ethernet, ale zvyčajne sa ignorujú.

Sieť Ethernet je teraz najpopulárnejšia na svete (viac ako 90 % trhu) a pravdepodobne to tak zostane aj v nasledujúcich rokoch. To bolo značne uľahčené skutočnosťou, že od samého začiatku boli charakteristiky, parametre a protokoly siete otvorené, v dôsledku čoho veľké množstvo výrobcov na celom svete začalo vyrábať ethernetové zariadenia, ktoré boli navzájom plne kompatibilné. .

Klasická ethernetová sieť používala 50-ohmový koaxiálny kábel dvoch typov (hrubý a tenký). Avšak v poslednej dobe (od začiatku 90. rokov) je najrozšírenejšia verzia Ethernetu, ktorá využíva ako prenosové médium krútené páry. Bol tiež definovaný štandard na použitie v sieťach optických káblov. Do pôvodného štandardu IEEE 802.3 boli pridané doplnky, aby sa tieto zmeny prispôsobili. V roku 1995 sa objavil dodatočný štandard pre rýchlejšiu verziu Ethernetu pracujúcu s rýchlosťou 100 Mbit/s (tzv. Fast Ethernet, štandard IEEE 802.3u), využívajúci ako prenosové médium krútenú dvojlinku alebo kábel z optických vlákien. V roku 1997 sa objavila aj verzia s rýchlosťou 1000 Mbit/s (gigabitový Ethernet, štandard IEEE 802.3z).

Okrem štandardnej zbernicovej topológie sa čoraz viac využívajú pasívne hviezdicové a pasívne stromové topológie. Ide o použitie opakovačov a rozbočovačov, ktoré spájajú rôzne časti (segmenty) siete. V dôsledku toho sa na segmentoch môže vytvoriť stromová štruktúra odlišné typy(obr. 7.1).

Segmentom (časť siete) môže byť klasická zbernica alebo jeden účastník. Pre segmenty zbernice sa používa koaxiálny kábel a pre pasívne hviezdicové lúče (na pripojenie k rozbočovaču jednotlivé počítače) – krútená dvojlinka a kábel z optických vlákien. Hlavnou požiadavkou na výslednú topológiu je, že by nemala obsahovať uzavreté cesty (slučky). V skutočnosti sa ukazuje, že všetci účastníci sú pripojení k fyzickej zbernici, pretože signál z každého z nich sa šíri všetkými smermi naraz a nevracia sa späť (ako v kruhu).

Maximálna dĺžka kábla siete ako celku (maximálna signálová cesta) môže teoreticky dosiahnuť 6,5 kilometra, ale prakticky nepresiahne 3,5 kilometra.

Ryža. 7.1. Klasická topológia siete Ethernet.

Sieť Fast Ethernet nemá fyzickú topológiu zbernice, používa sa iba pasívna hviezda alebo pasívny strom. Fast Ethernet má navyše oveľa prísnejšie požiadavky na maximálnu dĺžku siete. Pri 10-násobnom zvýšení prenosovej rýchlosti a zachovaní formátu paketu sa totiž jeho minimálna dĺžka skracuje desaťkrát. Takto sa prípustná hodnota dvojnásobného času prenosu signálu cez sieť zníži 10-krát (5,12 μs oproti 51,2 μs v Ethernete).

Na prenos informácií v sieti Ethernet sa používa štandardný kód Manchester.

Prístup do ethernetovej siete sa vykonáva náhodnou metódou CSMA/CD, čím sa zabezpečuje rovnosť účastníkov. Sieť používa pakety s premenlivou dĺžkou.

Pre ethernetovú sieť pracujúcu rýchlosťou 10 Mbit/s štandard definuje štyri hlavné typy sieťových segmentov, zamerané na rôzne médiá prenosu informácií:

· 10BASE5 (hrubý koaxiálny kábel);

· 10BASE2 (tenký koaxiálny kábel);

· 10BASE-T (krútený pár);

· 10BASE-FL (kábel z optických vlákien).

Názov segmentu obsahuje tri prvky: číslo „10“ znamená prenosovú rýchlosť 10 Mbit/s, slovo BASE znamená prenos v pásme základnej frekvencie (teda bez modulácie vysokofrekvenčného signálu) a posledný prvkom je prípustná dĺžka segmentu: „5“ – 500 metrov, „2“ – 200 metrov (presnejšie 185 metrov) alebo typ komunikačnej linky: „T“ – krútená dvojlinka (z anglického „twisted-pair“ ), „F“ – kábel z optických vlákien (z anglického „fiber optic“).

Podobne pre ethernetovú sieť pracujúcu rýchlosťou 100 Mbit/s (Fast Ethernet) štandard definuje tri typy segmentov, ktoré sa líšia typmi prenosových médií:

· 100BASE-T4 (štvornásobný krútený pár);

· 100BASE-TX (duálny krútený pár);

· 100BASE-FX (kábel z optických vlákien).

Číslo „100“ tu znamená prenosovú rýchlosť 100 Mbit/s, písmeno „T“ znamená krútenú dvojlinku a písmeno „F“ znamená kábel z optických vlákien. Typy 100BASE-TX a 100BASE-FX sa niekedy kombinujú pod názvom 100BASE-X a 100BASE-T4 a 100BASE-TX sa nazývajú 100BASE-T.

Token-Ring sieť

Sieť Token-Ring navrhla spoločnosť IBM v roku 1985 (prvá verzia sa objavila v roku 1980). Bol určený na prepojenie všetkých typov počítačov vyrobených spoločnosťou IBM. Už samotný fakt, že ho podporuje IBM, najväčší výrobca počítačovej techniky, naznačuje, že mu treba venovať mimoriadnu pozornosť. Ale rovnako dôležité je, že Token-Ring je v súčasnosti medzinárodným štandardom IEEE 802.5 (hoci existujú menšie rozdiely medzi Token-Ring a IEEE 802.5). Toto stavia túto sieť na rovnakú úroveň ako Ethernet.

Token-Ring bol vyvinutý ako spoľahlivá alternatíva k Ethernetu. A hoci Ethernet teraz nahrádza všetky ostatné siete, Token-Ring nemožno považovať za beznádejne zastaraný. Prostredníctvom tejto siete je pripojených viac ako 10 miliónov počítačov na celom svete.

Sieť Token-Ring má kruhovú topológiu, hoci navonok vyzerá skôr ako hviezda. Je to spôsobené tým, že jednotliví účastníci (počítače) sa k sieti nepripájajú priamo, ale prostredníctvom špeciálnych rozbočovačov alebo zariadení s viacerými prístupmi (MSAU alebo MAU - Multistation Access Unit). Fyzicky sieť tvorí topológiu hviezdicového kruhu (obr. 7.3). V skutočnosti sú účastníci stále zjednotení v kruhu, to znamená, že každý z nich vysiela informácie jednému susednému účastníkovi a prijíma informácie od druhého.

Ryža. 7.3. Topológia hviezdneho kruhu siete Token-Ring.

Prenosovým médiom v sieti IBM Token-Ring bola spočiatku krútená dvojlinka, netienená (UTP) aj tienená (STP), ale potom sa objavili možnosti vybavenia pre koaxiálny kábel, ako aj pre kábel z optických vlákien v štandarde FDDI.

Základné technické údaje klasická verzia siete Token-Ring:

· maximálny počet rozbočovačov typu IBM 8228 MAU – 12;

· maximálny počet účastníkov v sieti – 96;

· maximálna dĺžka kábla medzi účastníkom a hubom je 45 metrov;

· maximálna dĺžka kábla medzi rozbočovačmi je 45 metrov;

· maximálna dĺžka kábla spájajúceho všetky rozbočovače je 120 metrov;

· rýchlosť prenosu dát – 4 Mbit/s a 16 Mbit/s.

Všetky uvedené charakteristiky sa vzťahujú na prípad použitia netieneného krúteného párového kábla. Ak sa použije iné prenosové médium, výkon siete sa môže líšiť. Napríklad pri použití tienenej krútenej dvojlinky (STP) možno počet účastníkov zvýšiť na 260 (namiesto 96), dĺžku kábla možno zvýšiť na 100 metrov (namiesto 45), počet rozbočovačov možno zvýšiť na 33 a celková dĺžka prstenca spájajúceho náboje môže byť až 200 metrov. Kábel z optických vlákien umožňuje zväčšiť dĺžku kábla až na dva kilometre.

Na prenos informácií do Token-Ring sa používa dvojfázový kód (presnejšie jeho verzia s povinným prechodom v strede bitového intervalu). Ako pri každej hviezdicovej topológii, nie sú potrebné žiadne dodatočné elektrické ukončenia alebo externé uzemnenie. Vyjednávanie je vykonávané hardvérom sieťových adaptérov a rozbočovačov.

Na pripojenie káblov používa Token-Ring konektory RJ-45 (pre netienenú krútenú dvojlinku), ako aj MIC a DB9P. Drôty v kábli spájajú kontakty konektora s rovnakým názvom (to znamená, že sa používajú takzvané „priame“ káble).

Sieť Token-Ring vo svojej klasickej verzii je horšia ako sieť Ethernet, pokiaľ ide o prípustnú veľkosť a maximálny počet účastníkov. Čo sa týka prenosovej rýchlosti, Token-Ring je momentálne dostupný vo verziách 100 Mbps (High Speed ​​​​Token-Ring, HSTR) a 1000 Mbps (Gigabitový Token-Ring). Spoločnosti podporujúce Token-Ring (vrátane IBM, Olicom, Madge) nemajú v úmysle opustiť svoju sieť a považujú ju za dôstojným konkurentom Ethernet.

V porovnaní s ethernetovými zariadeniami sú zariadenia Token-Ring výrazne drahšie, pretože využívajú zložitejší spôsob riadenia výmeny, takže sieť Token-Ring sa až tak nerozšírila.

Na rozdiel od Ethernetu však sieť Token-Ring zvláda vysoké úrovne zaťaženia (viac ako 30-40%) oveľa lepšie a poskytuje garantovaný čas prístupu. Je to potrebné napríklad v priemyselných sieťach, kde oneskorenie reakcie na vonkajšiu udalosť môže viesť k vážnym nehodám.

Sieť Token-Ring využíva klasickú metódu prístupu k tokenu, to znamená, že po kruhu neustále cirkuluje token, ku ktorému môžu účastníci pripojiť svoje dátové pakety (pozri obr. 4.15). Z toho vyplýva taká dôležitá výhoda tejto siete, akou je absencia konfliktov, no sú tu aj nevýhody, najmä potreba kontrolovať integritu tokenu a závislosť fungovania siete od každého účastníka (v prípade porucha, účastník musí byť vylúčený z kruhu).

Maximálny čas na odoslanie paketu do Token-Ring je 10 ms. Pri maximálnom počte účastníkov 260 bude celý cyklus zvonenia 260 x 10 ms = 2,6 s. Počas tejto doby bude môcť všetkých 260 účastníkov prenášať svoje pakety (ak, samozrejme, majú čo prenášať). Počas toho istého času sa bezplatný token určite dostane ku každému predplatiteľovi. Rovnaký interval je hornou hranicou prístupového času Token-Ring.

sieť Arcnet

Sieť Arcnet (alebo ARCnet z anglického Attached Resource Computer Net, počítačová sieť pripojené zdroje) je jednou z najstarších sietí. Bol vyvinutý spoločnosťou Datapoint Corporation už v roku 1977. Pre túto sieť neexistujú žiadne medzinárodné štandardy, hoci sa považuje za predchodcu metódy prístupu tokenov. Napriek nedostatku štandardov bola sieť Arcnet donedávna (v rokoch 1980 - 1990) populárna, dokonca vážne konkurovala Ethernetu. Veľký počet spoločností vyrábal zariadenia pre tento typ siete. Teraz sa však výroba zariadení Arcnet prakticky zastavila.

Medzi hlavné výhody siete Arcnet v porovnaní s Ethernetom patrí obmedzený prístupový čas, vysoká spoľahlivosť komunikácie, jednoduchá diagnostika a relatívne nízke náklady na adaptéry. Medzi najvýznamnejšie nevýhody siete patrí nízka rýchlosť prenosu informácií (2,5 Mbit/s), systém adresovania a formát paketov.

Na prenos informácií v sieti Arcnet sa používa pomerne zriedkavý kód, v ktorom logická jednotka zodpovedá dvom impulzom počas bitového intervalu a logická nula zodpovedá jednému impulzu. Je zrejmé, že ide o samočinný kód, ktorý si vyžaduje ešte väčšiu šírku pásma káblov než Manchester.

Prenosovým médiom v sieti je koaxiálny kábel s charakteristickou impedanciou 93 Ohm, napríklad značky RG-62A/U. Možnosti s krúteným párom (tienené a netienené) nie sú široko používané. Boli navrhnuté aj možnosti optických káblov, ale ani tie Arcnet nezachránili.

Sieť Arcnet využíva ako topológiu klasickú zbernicu (Arcnet-BUS), ako aj pasívnu hviezdu (Arcnet-STAR). Hviezda využíva koncentrátory (rozbočovače). Segmenty zbernice a hviezdy je možné kombinovať do stromovej topológie pomocou rozbočovačov (ako v Ethernete). Hlavným obmedzením je, že v topológii by nemali byť žiadne uzavreté cesty (slučky). Ďalšie obmedzenie: počet segmentov spojených v reťazci pomocou rozbočovačov by nemal presiahnuť tri.

Topológia siete Arcnet je teda nasledovná (obr. 7.15).

Ryža. 7.15. Topológia siete Arcnet je typu zbernice (B – adaptéry pre prácu v zbernici, S – adaptéry pre prácu v hviezde).

Hlavné technické charakteristiky siete Arcnet sú nasledovné.

· Prenosové médium – koaxiálny kábel, krútená dvojlinka.

· Maximálna dĺžka siete je 6 kilometrov.

· Maximálna dĺžka kábla od účastníka k pasívnemu rozbočovaču je 30 metrov.

· Maximálna dĺžka kábla od účastníka k aktívnemu rozbočovaču je 600 metrov.

· Maximálna dĺžka kábla medzi aktívnym a pasívnym rozbočovačom je 30 metrov.

· Maximálna dĺžka kábla medzi aktívne koncentrátory- 600 metrov.

· Maximálny počet účastníkov v sieti je 255.

· Maximálny počet účastníkov v segmente zbernice je 8.

· Minimálna vzdialenosť medzi účastníkmi v autobuse je 1 meter.

· Maximálna dĺžka segmentu zbernice je 300 metrov.

· Rýchlosť prenosu dát – 2,5 Mbit/s.

Pri vytváraní komplexných topológií je potrebné zabezpečiť, aby oneskorenie šírenia signálu v sieti medzi účastníkmi nepresiahlo 30 μs. Maximálny útlm signálu v kábli pri frekvencii 5 MHz by nemal presiahnuť 11 dB.

Sieť Arcnet používa metódu prístupu tokenov (metóda prenosu práv), ale je trochu odlišná od siete Token-Ring. Táto metóda je najbližšia metóde poskytovanej v štandarde IEEE 802.4.

Rovnako ako v prípade Token-Ring, aj v Arcnete sú konflikty úplne eliminované. Ako každá tokenová sieť, aj Arcnet dobre znáša záťaž a zaručuje dlhé časy prístupu do siete (na rozdiel od Ethernetu). Celkový čas, kým značka obíde všetkých účastníkov, je 840 ms. Rovnaký interval teda určuje hornú hranicu času prístupu do siete.

Token generuje špeciálny účastník – sieťový kontrolér. Toto je účastník s minimálnou (nulovou) adresou.

sieť FDDI

Sieť FDDI (z anglického Fiber Distributed Data Interface, optické distribuované dátové rozhranie) je jedným z najnovších vývojov v štandardoch lokálnych sietí. Štandard FDDI navrhol Americký národný inštitút pre štandardy ANSI (špecifikácia ANSI X3T9.5). Potom bola prijatá norma ISO 9314 v súlade so špecifikáciami ANSI. Úroveň štandardizácie siete je pomerne vysoká.

Na rozdiel od iných štandardných lokálnych sietí bol štandard FDDI spočiatku zameraný na vysoké prenosové rýchlosti (100 Mbit/s) a použitie najperspektívnejšieho kábla z optických vlákien. Preto v tomto prípade vývojári neboli obmedzení rámcom starých štandardov, zameraných na nízke rýchlosti a elektrický kábel.

Voľba optického vlákna ako prenosového média určila nasledujúce výhody nová sieť, ako je vysoká odolnosť proti šumu, maximálna dôvernosť prenosu informácií a vynikajúca galvanická izolácia účastníkov. Vysoké prenosové rýchlosti, ktoré sú v prípade optických káblov oveľa ľahšie dosiahnuteľné, umožňujú riešiť mnohé úlohy, ktoré nie sú možné v sieťach s nižšou rýchlosťou, napríklad prenos obrazu v reálnom čase. Okrem toho optický kábel jednoducho rieši problém prenosu dát na vzdialenosť niekoľkých kilometrov bez prenosu, čo umožňuje budovať veľké siete, ktoré dokonca pokrývajú celé mestá a majú všetky výhody miestnych sietí (najmä nízku chybovosť sadzba). To všetko predurčilo obľúbenosť siete FDDI, hoci ešte nie je taká rozšírená ako Ethernet a Token-Ring.

Štandard FDDI bol založený na metóde prístupu k tokenu, ktorú poskytuje medzinárodný štandard IEEE 802.5 (Token-Ring). Menšie rozdiely od tohto štandardu sú dané potrebou zabezpečiť vysokorýchlostný prenos informácií na veľké vzdialenosti. Topológia siete FDDI je kruhová, najvhodnejšia topológia pre kábel z optických vlákien. Sieť využíva dva viacsmerné optické káble, z ktorých jeden je zvyčajne v rezerve, ale toto riešenie umožňuje využiť plne duplexný prenos informácií (súčasne v dvoch smeroch) s dvojnásobnou efektívnou rýchlosťou 200 Mbit/s (s každým z dvoch kanálov pracujúcich rýchlosťou 100 Mbit/s). Používa sa aj topológia hviezdneho kruhu s rozbočovačmi zahrnutými v kruhu (ako v Token-Ring).

Hlavné technické charakteristiky siete FDDI.

· Maximálny počet predplatiteľov siete je 1 000.

· Maximálna dĺžka okruhu siete je 20 kilometrov.

· Maximálna vzdialenosť medzi účastníkmi siete je 2 kilometre.

· Prenosové médium – multimódový optický kábel (prípadne s použitím elektrického krúteného páru).

· Spôsob prístupu – token.

· Rýchlosť prenosu informácií – 100 Mbit/s (200 Mbit/s pre duplexný režim prenosu).

Štandard FDDI má významné výhody oproti všetkým predtým diskutovaným sieťam. Napríklad sieť Fast Ethernet s rovnakou šírkou pásma 100 Mb/s nemôže zodpovedať FDDI z hľadiska veľkosti siete. Okrem toho metóda prístupu k tokenu FDDI na rozdiel od CSMA/CD poskytuje garantovaný čas prístupu a absenciu konfliktov na akejkoľvek úrovni zaťaženia.

Obmedzenie celkovej dĺžky siete 20 km nie je spôsobené útlmom signálov v kábli, ale potrebou obmedziť čas potrebný na to, aby signál úplne prešiel po kruhu, aby sa zabezpečil maximálny povolený čas prístupu. Ale maximálna vzdialenosť medzi účastníkmi (2 km s multimódovým káblom) je presne určená útlmom signálov v kábli (nemala by presiahnuť 11 dB). Je tiež možné použiť jednovidový kábel, v takom prípade môže vzdialenosť medzi účastníkmi dosiahnuť 45 kilometrov a celková dĺžka zvonenia môže byť 200 kilometrov.

Existuje aj implementácia FDDI v elektrický kábel(CDDI – Copper Distributed Data Interface alebo TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface). Používa kábel kategórie 5 s konektormi RJ-45. Maximálna vzdialenosť medzi účastníkmi by v tomto prípade nemala byť väčšia ako 100 metrov. Náklady na sieťové vybavenie na elektrickom kábli sú niekoľkonásobne nižšie. Ale táto verzia siete už nemá také zjavné výhody oproti konkurentom ako pôvodný optický FDDI. Elektrické verzie FDDI sú oveľa menej štandardizované ako tie z optických vlákien, takže kompatibilita medzi zariadeniami od rôznych výrobcov nie je zaručená.

Na prenos dát v FDDI sa používa 4B/5B kód špeciálne vyvinutý pre tento štandard.

Na dosiahnutie vysokej flexibility siete štandard FDDI umožňuje zahrnutie dvoch typov účastníkov do kruhu:

· Účastníci (stanice) triedy A (dual-attachment účastníci, DAS – Dual-Attachment Stations) sú pripojení k obom (interným aj externým) sieťovým kruhom. Zároveň je realizovaná možnosť výmeny rýchlosťou až 200 Mbit/s alebo redundancia sieťového kábla (pri poškodení hlavného kábla sa používa záložný). Zariadenia tejto triedy sa používajú v najkritickejších častiach siete z hľadiska výkonu.

· Účastníci (stanice) triedy B (účastníci s jedným pripojením, SAS – Single-Attachment Stations) sú pripojení len k jednému (externému) okruhu siete. Sú jednoduchšie a lacnejšie ako adaptéry triedy A, ale nemajú svoje možnosti. Do siete sa dajú pripojiť len cez rozbočovač alebo bypass switch, ktorý ich v prípade núdze vypne.

Okrem samotných účastníkov (počítače, terminály a pod.) sieť využíva koncentrátory elektroinštalácie, ktorých zaradenie umožňuje zhromaždenie všetkých prípojných bodov na jednom mieste za účelom monitorovania prevádzky siete, diagnostiky porúch a zjednodušenia rekonfigurácie. Pri použití rôznych typov káblov (napríklad kábel z optických vlákien a krútená dvojlinka) plní rozbočovač aj funkciu prevodu elektrických signálov na optické signály a naopak. Koncentrátory sa dodávajú aj v duálnom zapojení (DAC - Dual-Attachment Concentrator) a jednoduchom zapojení (SAC - Single-Attachment Concentrator).

Príklad konfigurácie siete FDDI je znázornený na obr. 8.1. Princíp kombinovania sieťových zariadení je znázornený na obr. 8.2.

Ryža. 8.1. Príklad konfigurácie siete FDDI.

Na rozdiel od prístupovej metódy navrhovanej štandardom IEEE 802.5, FDDI používa takzvaný viacnásobný token pass. Ak v prípade siete Token-Ring predplatiteľ odošle nový (bezplatný) token až po vrátení jeho paketu, potom v FDDI odošle predplatiteľ nový token ihneď po skončení jeho paketového prenosu ( podobne ako sa to robí s metódou ETR v sieti Token-Ring Ring).

Na záver treba poznamenať, že napriek zjavným výhodám FDDI túto sieť sa nerozšíril, čo je spôsobené najmä vysokými nákladmi na jeho vybavenie (rádovo niekoľko stoviek až tisícov dolárov). Hlavnou oblasťou použitia FDDI sú teraz základné, základné (Backbone) siete, ktoré kombinujú niekoľko sietí. FDDI sa tiež používa na pripojenie výkonných pracovných staníc alebo serverov, ktoré vyžadujú vysokorýchlostnú komunikáciu. Očakáva sa, že Fast Ethernet môže nahradiť FDDI, ale výhody optického kábla, správy tokenov a rekordná povolená veľkosť siete v súčasnosti posúvajú FDDI pred konkurenciu. A v prípadoch, keď sú náklady na zariadenie kritické, možno v nekritických oblastiach použiť verziu FDDI s krútenou dvojlinkou (TPDDI). Okrem toho náklady na zariadenie FDDI môžu výrazne klesnúť so zvyšujúcim sa objemom výroby.

100VG-AnyLAN sieť

Sieť 100VG-AnyLAN je jednou z najnovších noviniek vo vysokorýchlostných lokálnych sieťach, ktorá sa nedávno objavila na trhu. Je v súlade s medzinárodným štandardom IEEE 802.12, takže jeho úroveň štandardizácie je pomerne vysoká.

Jeho hlavnými výhodami sú vysoká rýchlosť výmeny, relatívne nízke náklady na vybavenie (asi dvakrát drahšie ako vybavenie najpopulárnejšej siete Ethernet 10BASE-T), centralizovaný spôsob riadenia výmeny bez konfliktov, ako aj kompatibilita na úrovni paketov. so sieťami Ethernet a Token-Ring.

V názve siete 100VG-AnyLAN číslo 100 zodpovedá rýchlosti 100 Mbps, písmená VG označujú lacný netienený krútený párový kábel kategórie 3 (Voice Grade) a AnyLAN (akákoľvek sieť) označuje, že sieť je kompatibilný s dvoma najbežnejšími sieťami.

Hlavné technické vlastnosti siete 100VG-AnyLAN:

· Prenosová rýchlosť – 100 Mbit/s.

· Topológia – hviezda s rozšíriteľnosťou (strom). Počet kaskádových úrovní koncentrátorov (hubov) je až 5.

· Spôsob prístupu – centralizovaný, bezkonfliktný (Priorita dopytu – s prioritnou požiadavkou).

· Prenosové médiá sú quad netienený krútený pár (kábel UTP kategórie 3, 4 alebo 5), dvojitý krútený pár (kábel UTP kategórie 5), dvojitý tienený krútený pár (STP) a kábel z optických vlákien. V súčasnosti sú väčšinou bežné štvorlinkové krútené dvojlinky.

· Maximálna dĺžka kábla medzi rozbočovačom a účastníkom a medzi rozbočovačmi je 100 metrov (pre kábel UTP kategórie 3), 200 metrov (pre kábel UTP kategórie 5 a tienený kábel), 2 kilometre (pre kábel z optických vlákien). Maximálna možná veľkosť siete je 2 kilometre (určená prijateľnými oneskoreniami).

· Maximálny počet predplatiteľov je 1024, odporúča sa – až 250.

Parametre siete 100VG-AnyLAN sú teda dosť blízke parametrom siete Fast Ethernet. Hlavnou výhodou Fast Ethernetu je však jeho plná kompatibilita s najbežnejšou ethernetovou sieťou (v prípade 100VG-AnyLAN to vyžaduje most). Zároveň nemožno zľaviť ani z centralizovaného riadenia 100VG-AnyLAN, ktoré eliminuje konflikty a zaručuje maximálny čas prístupu (ktorý nie je poskytovaný v sieti Ethernet).

Príklad štruktúry siete 100VG-AnyLAN je na obr. 8.8.

Sieť 100VG-AnyLAN pozostáva z centrálneho (hlavného, ​​koreňového) rozbočovača úrovne 1, ku ktorému sa môžu pripojiť jednotliví odberatelia aj rozbočovače úrovne 2, ku ktorým môžu byť pripojení odberatelia a rozbočovače úrovne 3 atď. V tomto prípade sieť nemôže mať viac ako päť takýchto úrovní (v pôvodnej verzii neboli viac ako tri). Maximálna veľkosť sieť môže byť 1000 metrov pre netienený krútený pár kábel.

Ryža. 8.8. Štruktúra siete 100VG-AnyLAN.

Na rozdiel od neinteligentných rozbočovačov iných sietí (napríklad Ethernet, Token-Ring, FDDI) sú sieťové rozbočovače 100VG-AnyLAN inteligentné radiče, ktoré riadia prístup do siete. Na tento účel nepretržite monitorujú požiadavky prichádzajúce na všetky porty. Huby prijímajú prichádzajúce pakety a posielajú ich len tým účastníkom, ktorým sú určené. Nevykonávajú však žiadne spracovanie informácií, to znamená, že v tomto prípade výsledkom stále nie je aktívna, ale ani pasívna hviezda. Koncentrátory nemožno nazvať plnohodnotnými predplatiteľmi.

Každý z rozbočovačov môže byť nakonfigurovaný na prácu s formátmi paketov Ethernet alebo Token-Ring. V tomto prípade musia huby celej siete pracovať s paketmi iba jedného formátu. Na komunikáciu so sieťami Ethernet a Token-Ring sú potrebné mosty, ale mosty sú celkom jednoduché.

Huby majú jeden port špičková úroveň(na pripojenie k rozbočovaču vyššej úrovne) a niekoľko portov nižšej úrovne (na pripojenie účastníkov). Účastníkom môže byť počítač (pracovná stanica), server, most, smerovač, prepínač. K portu nižšej úrovne je možné pripojiť aj ďalší rozbočovač.

Každý port rozbočovača môže byť nastavený na jeden z dvoch možných prevádzkových režimov:

· Normálny režim zahŕňa preposielanie iba paketov adresovaných jemu osobne účastníkovi pripojenému k portu.

· Režim monitorovania zahŕňa preposielanie všetkých paketov prichádzajúcich do rozbočovača účastníkovi pripojenému k portu. Tento režim umožňuje jednému z účastníkov riadiť prevádzku celej siete ako celku (vykonať funkciu monitorovania).

Metóda prístupu k sieti 100VG-AnyLAN je typická pre hviezdne siete.

Pri použití štvornásobného krúteného párového kábla prenáša každý zo štyroch krútených párových káblov rýchlosťou 30 Mbps. Celková prenosová rýchlosť je 120 Mbit/s. Užitočné informácie vďaka použitiu kódu 5B/6B sa však prenášajú len rýchlosťou 100 Mbit/s. Šírka pásma kábla teda musí byť aspoň 15 MHz. Krútený párový kábel kategórie 3 (šírka pásma 16 MHz) spĺňa túto požiadavku.

Sieť 100VG-AnyLAN tak poskytuje cenovo dostupné riešenie pre zvýšenie prenosovej rýchlosti až do 100 Mbps. Nie je však plne kompatibilný so žiadnou zo štandardných sietí, takže jeho ďalší osud je problematický. Navyše na rozdiel od siete FDDI nemá žiadne rekordné parametre. S najväčšou pravdepodobnosťou zostane 100VG-AnyLAN napriek podpore renomovaných spoločností a vysokej úrovni štandardizácie len príkladom zaujímavých technických riešení.

Pokiaľ ide o najbežnejšiu 100Mbps Fast Ethernet sieť, 100VG-AnyLAN poskytuje dvojnásobnú dĺžku UTP kábla kategórie 5 (až 200 metrov), ako aj bezproblémovú metódu riadenia prevádzky.