Lokalt nätverk snabbt Ethernet-för- och nackdelar. Ethernet och Fast Ethernet-utrustning. Konceptet och funktionerna för en aktiv monitor i ett Token Ring LAN

Introduktion

Syftet med denna rapport var en kort och lättillgänglig presentation av de grundläggande principerna för drift och funktioner i datornätverk, med hjälp av Fast Ethernet som exempel.

Ett nätverk är en grupp anslutna datorer och andra enheter. Huvudsyftet med datornätverk är delning av resurser och implementering av interaktiv kommunikation både inom ett företag och utanför det. Resurser är data, applikationer och kringutrustning, Till exempel extern enhet, skrivare, mus, modem eller joystick. Konceptet med interaktiv kommunikation av datorer innebär utbyte av meddelanden i realtid.

Det finns många uppsättningar av standarder för dataöverföring i datornätverk. En av uppsättningarna är Fast Ethernet-standarden.

Från detta material kommer du att lära dig om:

• Snabb Ethernet-teknik
• Växlar
• FTP-kabel
• Anslutningstyper
• Datornätverkstopologier

I mitt arbete kommer jag att visa principerna för driften av ett nätverk baserat på Fast Ethernet-standarden.

Local Area Network (LAN)-switching och Fast Ethernet-teknik utvecklades som svar på behovet av att förbättra prestanda hos Ethernet-nätverk. Genom att öka genomströmningen kan dessa tekniker eliminera " trånga platser» på nätverket och stödja applikationer som kräver höga dataöverföringshastigheter. Det fina med dessa lösningar är att du inte behöver välja det ena eller det andra. De är komplementära, så nätverksprestanda kan oftast förbättras genom att använda båda teknikerna.

Den insamlade informationen kommer att vara användbar både för dem som börjar studera datornätverk och för nätverksadministratörer.

1. Nätverksdiagram

2. Fast Ethernet-teknik

datornätverk snabb ethernet

Fast Ethernet - resultatet av utveckling Ethernet-teknik. Baserat på och bibehållen samma CSMA/CD-metod (Channel Inquiry Multiple Access with Collision Detection), arbetar Fast Ethernet-enheter med upp till 10 gånger hastigheten än Ethernet. 100 Mbps. Fast Ethernet ger tillräcklig bandbredd för applikationer som datorstödd design och tillverkning (CAD/CAM), grafik och bildbehandling och multimedia. Fast Ethernet är kompatibelt med 10 Mbps Ethernet, så att integrera Fast Ethernet i ditt LAN är bekvämare med en switch snarare än en router.

Växla

Med strömbrytare många arbetsgrupper kan kopplas samman för att bilda ett stort LAN (se diagram 1). Billiga switchar presterar bättre än routrar och ger effektivare LAN-drift. Fast Ethernet-arbetsgrupper, inklusive en eller två hubbar, kan anslutas via en Fast Ethernet-switch för att ytterligare öka antalet användare samt täcka ett större område.

Som ett exempel, överväga följande switch:

Ris. 1 D-Link-1228/ME

DES-1228/ME-switchserien inkluderar konfigurerbara Layer 2 "premium" Fast Ethernet-switchar. Med avancerad funktionalitet är DES-1228/ME-enheter billig lösning att skapa ett säkert och högpresterande nätverk. Särskiljande egenskaper funktionerna i denna switch är hög portdensitet, 4 gigabit upplänksportar, små stegsändringsinställningar för bandbreddshantering och avancerad nätverkshantering. Dessa switchar gör att du kan optimera nätverket både vad gäller funktionalitet och kostnadsegenskaper. Switchar i DES-1228/ME-serien är den optimala lösningen både vad gäller funktionalitet och kostnadsegenskaper.

FTP-kabel

LAN-5EFTP-BL-kabel består av 4 par enkelkärniga kopparledare.

Ledardiameter 24AWG.

Varje ledare är innesluten i HDPE (high density polyethylene) isolering.

Två ledare vridna med en speciellt vald stigning utgör ett tvinnat par.

4 tvinnade par är lindade med en polyetenfilm och är tillsammans med en enkelkärnig kopparjordledare inneslutna i en gemensam folieskärm och en PVC-mantel.

Direkt anslutning (rakt genom)

Det tjänar:

• 1. Att ansluta en dator till en switch (hub, switch) via ett datornätverkskort
• 2. För att ansluta till switchen (hub, switch) nätverk kringutrustning - skrivare, skannrar
• 3. för UPLINK "och på en högre stående switch (hub, switch) - moderna switchar kan automatiskt konfigurera ingångarna i kontakten för mottagning och överföring

Korskoppling (crossover)

Det tjänar:

• 1. För direkt anslutning av 2 datorer till ett lokalt nätverk, utan användning av växlingsutrustning (hubbar, switchar, routrar, etc.).
• 2. för upplänk, anslutning till en högre stående switch i ett komplext lokalt nätverk, för gamla typer av switchar (hubbar, switchar) har de en separat kontakt, antingen märkt "UPLINK" eller ett X.

Topologistjärna

till stjärnorna- Den grundläggande topologin för ett datornätverk där alla datorer i nätverket är anslutna till en central nod (vanligtvis en switch), som bildar ett fysiskt nätverkssegment. Ett sådant nätverkssegment kan fungera både separat och som en del av en komplex nätverkstopologi (vanligtvis ett "träd"). Hela informationsutbytet går uteslutande genom den centrala datorn som på så sätt har en väldigt stor belastning så den kan inte göra annat än nätverket. Som regel är det den centrala datorn som är den mest kraftfulla, och det är på den som alla funktioner för att hantera utbytet tilldelas. I princip är inga konflikter möjliga i ett nätverk med stjärntopologi, eftersom förvaltningen är helt centraliserad.

Ansökan

Klassiskt 10-Mbit Ethernet har tillfredsställt de flesta användare i cirka 15 år. Men i början av 1990-talet var det otillräckligt genomströmning. För datorer på Intel-processorer 80286 eller 80386 med ISA (8 MB/s) eller EISA (32 MB/s) bussar var bandbredden för Ethernet-segmentet 1/8 eller 1/32 av minne-till-disk-länken, och detta stämde väl överens med förhållandet mellan datavolymer som behandlas lokalt och data som överförs över nätverket. För mer kraftfulla klientstationer med PCI buss(133 MB/s) denna andel sjönk till 1/133, vilket helt klart inte var tillräckligt. Som ett resultat blev många segment av 10-Mbit Ethernet överbelastade, responsen från servrarna i dem sjönk avsevärt och frekvensen av kollisioner ökade avsevärt, vilket ytterligare minskade användbar genomströmning.

Det finns ett behov av att utveckla ett "nytt" Ethernet, det vill säga en teknik som skulle vara lika effektiv i förhållande till pris/kvalitet vid en prestanda på 100 Mbps. Som ett resultat av sökningar och forskning delades experter upp i två läger, vilket så småningom ledde till uppkomsten av två nya teknologier - Fast Ethernet och l00VG-AnyLAN. De skiljer sig åt i graden av kontinuitet med klassisk Ethernet.

1992 bildade en grupp tillverkare av nätverksutrustning, inklusive ledare inom Ethernet-teknik som SynOptics, 3Com och flera andra, den ideella Fast Ethernet Alliance för att utveckla en ny teknikstandard som skulle bevara Ethernet-teknikens egenskaper lika mycket som möjlig.

Det andra lägret leddes av Hewlett-Packard och AT&T, som erbjöd sig att dra fördel av några av de välkända bristerna med Ethernet-teknik. Efter en tid fick dessa företag sällskap av IBM, som bidrog med ett förslag om att ge viss kompatibilitet med Token Ring-nätverk i den nya tekniken.

Samtidigt bildades en forskargrupp i IEEE 802-kommittén för att utforska den tekniska potentialen hos ny höghastighetsteknik. Mellan slutet av 1992 och slutet av 1993 studerade IEEE-gruppen 100 Mbit-lösningar från olika leverantörer. Tillsammans med förslag från Fast Ethernet Alliance övervägde gruppen även höghastighetsteknik från Hewlett-Packard och AT&T.

I centrum för diskussionerna var problemet med att upprätthålla en slumpmässig CSMA/CD-accessmetod. Fast Ethernet Alliance-förslaget behöll denna metod och säkerställde därmed kontinuiteten och konsekvensen i 10 Mbps och 100 Mbps nätverken. Koalitionen av HP och AT&T, som hade stöd av ett mycket mindre antal tillverkare i nätverksindustrin än Fast Ethernet Alliance, föreslog en helt ny åtkomstmetod som kallas Begär prioritet- Prioriterad tillgång på begäran. Det förändrade avsevärt beteendet hos noder i nätverket, så det kunde inte passa in i Ethernet-teknik och 802.3-standarden, och en ny IEEE 802.12-kommitté organiserades för att standardisera den.

Hösten 1995 blev båda teknikerna IEEE-standarder. IEEE 802.3-kommittén antog Fast Ethernet-specifikationen som en 802.3-standard, vilket inte är en fristående standard, utan ett tillägg till den befintliga 802.3-standarden i form av kapitel 21 till 30. 802.12-kommittén antog l00VG-AnyLAN-tekniken, som använder en ny åtkomstmetod för kravprioritet och stöder ramar i två format - Ethernet och Token Ring.

v Det fysiska lagret av Fast Ethernet-teknik

Alla skillnader mellan Fast Ethernet-teknik och Ethernet är koncentrerade till det fysiska lagret (Fig. 3.20). MAC- och LLC-nivåerna i Fast Ethernet har förblivit exakt desamma, och de beskrivs av de tidigare kapitlen i 802.3- och 802.2-standarderna. Därför, med tanke på Fast Ethernet-teknik, kommer vi bara att studera några få alternativ för det. fysiskt lager.

Den mer komplexa strukturen för det fysiska lagret av Fast Ethernet-teknik beror på det faktum att den använder tre alternativ för kabelsystem:

• fiberoptisk multimodkabel, två fibrer används;
• Kategori 5 tvinnat par, två par används;
• · Kategori 3 tvinnade par, fyra par används.

Koaxialkabel, som gav världen det första Ethernet-nätverket, var inte bland de tillåtna dataöverföringsmedierna i den nya Fast Ethernet-tekniken. Detta är en allmän trend i många nya tekniker, som korta avstånd Kategori 5 tvinnat par låter dig överföra data med samma hastighet som koaxialkabel, men nätverket är billigare och bekvämare att använda. Över längre avstånd har optisk fiber mycket mer bandbredd än koaxial, och kostnaden för nätverket är inte mycket högre, speciellt när man tänker på de höga felsökningskostnaderna för ett stort koaxialkabelsystem.

Skillnader mellan Fast Ethernet-teknik och Ethernet-teknik

Elimineringen av koaxialkabel har inneburit att Fast Ethernet-nätverk alltid har en hierarkisk trädstruktur byggd på hubbar, precis som l0Base-T/l0Base-F-nätverk. Huvudskillnaden mellan Fast Ethernet-nätverkskonfigurationer är minskningen av nätverksdiametern till cirka 200 m, vilket förklaras av en 10-faldig minskning av den minsta längden på ramöverföringstiden på grund av en 10-faldig ökning av överföringshastigheten jämfört med 10-Mbit Ethernet.

Ändå hindrar inte denna omständighet verkligen uppbyggnaden av stora nätverk baserade på Fast Ethernet-teknik. Faktum är att mitten av 1990-talet präglades inte bara av den utbredda användningen av billiga höghastighetsteknologier, utan också av den snabba utvecklingen lokala nätverk baserat på switchar. När du använder switchar kan Fast Ethernet-protokollet fungera i full duplex-läge, där det inte finns några begränsningar för nätverkets totala längd, utan endast restriktioner för längden på de fysiska segment som ansluter angränsande enheter (adapter-till-switch eller switch). -att växla) kvar. Därför, när man skapar långväga LAN-stamnät, används även Fast Ethernet-teknik aktivt, men endast i en full-duplex-version, tillsammans med switchar.

Det här avsnittet diskuterar halvduplexversionen av Fast Ethernet-tekniken, som helt överensstämmer med definitionen av en åtkomstmetod som beskrivs i 802.3-standarden.

Jämfört med alternativen för den fysiska implementeringen av Ethernet (och det finns sex av dem), i Fast Ethernet, är skillnaderna mellan varje alternativ från andra djupare - både antalet ledare och kodningsmetoderna förändras. Och eftersom de fysiska versionerna av Fast Ethernet skapades samtidigt, och inte evolutionärt, som för Ethernet-nätverk, var det möjligt att i detalj bestämma de underskikt av det fysiska skiktet som inte ändras från version till version, och de underskikt som är specifika för varje version av den fysiska miljön.

Den officiella 802.3-standarden fastställde tre olika specifikationer för det fysiska Fast Ethernet-lagret och gav dem följande namn:

Fast Ethernet fysisk lagerstruktur

• · 100Base-TX för tvåpars UTP kategori 5 partvinnad kabel eller STP typ 1 skärmad partvinnad kabel;
• · 100Base-T4 för 4-par UTP Kategori 3, 4 eller 5 UTP-kabel;
• · 100Base-FX för multi-mode fiberkabel, två fibrer används.

För alla tre standarderna är följande påståenden och egenskaper sanna.

• · Fast Ethernetee-ramformat skiljer sig från 10 Mbit Ethernet-ramformat.
• · Interframe-intervallet (IPG) är 0,96 μs och bitintervallet är 10 ns. Alla tidsparametrar för åtkomstalgoritmen (backoff-intervall, minsta längd ramsändningstid, etc.), mätta i bitintervall, förblev desamma, så inga ändringar gjordes i avsnitten av standarden avseende MAC-nivån.
• · Ett tecken på mediets fria tillstånd är överföringen av Idle-symbolen för motsvarande redundanta kod över det (och inte frånvaron av signaler, som i 10 Mbps Ethernet-standarder). Det fysiska lagret innehåller tre element:
• o avstämningsunderlag;
• o mediaoberoende gränssnitt (Mil);
• o Physical layer device (PHY).

Förhandlingslagret behövs så att MAC-lagret, designat för AUI-gränssnittet, kan arbeta med det fysiska lagret genom MP-gränssnittet.

Den fysiska skiktanordningen (PHY) består i sin tur av flera underskikt (se fig. 3.20):

• · en undernivå av logisk datakodning som omvandlar byte som kommer från MAC-nivån till 4V / 5V eller 8V / 6T kodsymboler (båda koderna används i Fast Ethernet-teknik);
• • Physical Attachment and Physical Media Dependency (PMD) underskikt, som tillhandahåller signalgenerering i enlighet med en fysisk kodningsmetod, såsom NRZI eller MLT-3;
• · ett underlager för automatisk förhandling som tillåter två kommunicerande portar att automatiskt välja det mest effektiva driftsättet, såsom halv duplex eller full duplex (detta underskikt är valfritt).

IP-gränssnittet stöder ett mediaoberoende sätt att utbyta data mellan MAC-underlagret och PHY-underlagret. Detta gränssnitt liknar till sitt syfte AUI-gränssnittet för klassisk Ethernet, förutom att AUI-gränssnittet var placerat mellan undernivån av fysisk signalkodning (för alla kabelalternativ användes samma fysiska kodningsmetod - Manchester-koden) och undernivån av fysisk anslutning till mediet, och MP-gränssnittet är placerat mellan MAC-undernivån och signalkodningsundernivåerna, som är tre i Fast Ethernet-standarden - FX, TX och T4.

MP-kontakten, till skillnad från AUI-kontakten, har 40 stift, den maximala längden på MP-kabeln är en meter. Signalerna som överförs via MP-gränssnittet har en amplitud på 5 V.

Fysiskt lager 100Base-FX - multimode fiber, två fibrer

Denna specifikation definierar driften av Fast Ethernet-protokollet över multimodfiber i halvduplex- och fullduplexlägen baserat på det väl beprövade FDDI-kodningsschemat. Som i FDDI-standarden är varje nod ansluten till nätverket med två optiska fibrer som kommer från mottagaren (R x) och från sändaren (T x).

Det finns många likheter mellan l00Base-FX- och l00Base-TX-specifikationerna, så egenskaperna som är gemensamma för de två specifikationerna kommer att ges under det generiska namnet l00Base-FX/TX.

Medan 10 Mbps Ethernet använder Manchester-kodning för att representera data när de överförs via en kabel, definierar Fast Ethernet-standarden en annan kodningsmetod, 4V/5V. Denna metod har redan visat sin effektivitet i FDDI-standarden och har överförts till l00Base-FX/TX-specifikationen utan ändringar. Med denna metod representeras var 4:e bit av MAC-underskiktsdata (kallade symboler) av 5 bitar. Den redundanta biten tillåter att potentiella koder appliceras när var och en av de fem bitarna representeras som elektriska eller optiska pulser. Förekomsten av förbjudna kombinationer av tecken gör att du kan avvisa felaktiga tecken, vilket ökar stabiliteten i nätverk med l00Base-FX/TX.

För att skilja Ethernet-ramen från Idle-symbolerna används en kombination av startavgränsningssymbolerna (ett par symboler J (11000) och K (10001) i 4V / 5V-koden, och efter att ramen är klar, ett T symbolen infogas före den första tomgångssymbolen.

Oavbruten 100Base-FX/TX-specifikationsdataström

Efter omvandling av 4-bitarsdelar av MAC-koder till 5-bitarsdelar av det fysiska lagret måste de representeras som optiska eller elektriska signaler i en kabel som ansluter nätverksnoder. Specifikationerna l00Base-FX och l00Base-TX använder olika fysiska kodningsmetoder för detta - NRZI respektive MLT-3 (som i FDDI-teknik när man arbetar genom fiber och tvinnat par).

Fysiskt lager 100Base-TX - tvinnat par DTP Cat 5 eller STP Typ 1, två par

l00Base-TX-specifikationen använder UTP Kategori 5-kabel eller STP Typ 1-kabel som överföringsmedium. Maximal längd kabel i båda fallen - 100 m.

Huvudskillnaderna från l00Base-FX-specifikationen är användningen av MLT-3-metoden för att signalera 5-bitars delar av 4V / 5V-koden över tvinnat par, såväl som närvaron av Auto-negotiation-funktionen för att välja portdrift läge. Det automatiska förhandlingsschemat tillåter två fysiskt anslutna enheter som stöder flera fysiska lagerstandarder som skiljer sig i bithastighet och antal tvinnade par att välja det mest fördelaktiga driftsättet. Vanligtvis sker den automatiska förhandlingsproceduren när du ansluter en nätverksadapter som kan arbeta med hastigheter på 10 och 100 Mbps till en hubb eller switch.

Auto-förhandlingsschemat som beskrivs nedan är l00Base-T-teknikstandarden idag. Dessförinnan använde tillverkarna olika proprietära system för att automatiskt bestämma hastigheten på de interagerande portarna, som inte var kompatibla. Auto-negotiation-schemat som antogs som standard föreslogs ursprungligen av National Semiconductor under namnet NWay.

Totalt 5 olika driftlägen är för närvarande definierade som l00Base-TX eller 100Base-T4 tvinnade-par-enheter kan stödja;

• · l0Base-T - 2 par av kategori 3;
• · l0Base-T full-duplex - 2 par av kategori 3;
• · l00Base-TX - 2 par av kategori 5 (eller typ 1ASTP);
• · 100Base-T4 - 4 par av kategori 3;
• · 100Base-TX full-duplex - 2 par av kategori 5 (eller typ 1A STP).

l0Base-T-läget har lägst samtalsprioritet, medan 100Base-T4 full duplex-läget har högsta prioritet. Förhandlingsprocessen sker när enheten slås på och kan också initieras när som helst av enhetens kontrollmodul.

Enheten som startade den automatiska förhandlingsprocessen skickar en skur av speciella pulser till sin partner Fast Link Pulse Burst (FLP), som innehåller ett 8-bitars ord som kodar det föreslagna interaktionsläget, med början med den högsta prioritet som stöds av denna nod.

Om peer-noden stöder autoförhandlingsfunktionen och även kan stödja den föreslagna moden, svarar den med en FLP-skur i vilken den bekräftar moden, och förhandlingen avslutas. Om partnernoden kan stödja ett läge med lägre prioritet, indikerar det det i svaret, och detta läge väljs som ett fungerande läge. Således väljs alltid den gemensamma nodmoden med högsta prioritet.

En nod som endast stöder l0Base-T-teknologi skickar en Manchester-puls var 16:e ms för att kontrollera kontinuiteten hos linjen som förbinder den med en angränsande nod. En sådan nod förstår inte FLP-begäran som noden med Auto-negotiation-funktionen gör till den och fortsätter att skicka sina impulser. En nod som endast mottog linjekontinuitetskontrollpulser som svar på en FLP-begäran förstår att dess partner endast kan arbeta enligt l0Base-T-standarden och ställer in detta driftsätt för sig själv.

Fysiskt lager 100Base-T4 - UTP Cat 3 tvinnat par, fyra par

100Base-T4-specifikationen utvecklades så att existerande kablar med tvinnade kategori 3 kunde användas för höghastighets-Ethernet. Denna specifikation förbättrar den totala genomströmningen genom att överföra bitströmmar på alla fyra kabelpar samtidigt.

100Base-T4-specifikationen kom senare än andra fysiska lagerspecifikationer för Fast Ethernet. Utvecklarna av denna teknik ville i första hand skapa fysiska specifikationer som är så nära som möjligt specifikationerna för l0Base-T och l0Base-F, som fungerade på två datalinjer: två par eller två fibrer. För att genomföra arbete på två tvinnade par var jag tvungen att byta till en kabel av högre kvalitet i kategori 5.

Samtidigt fokuserade utvecklarna av den konkurrerande l00VG-AnyLAN-tekniken initialt på att arbeta över kategori 3 tvinnat par; den viktigaste fördelen låg inte så mycket i kostnaden, utan i det faktum att den redan hade lagts i de allra flesta byggnader. Därför, efter lanseringen av l00Base-TX- och l00Base-FX-specifikationerna, implementerade utvecklarna av Fast Ethernet-teknik sin egen version av det fysiska lagret för kategori 3 tvinnat par.

Istället för 4V/5V-kodning använder den här metoden 8V/6T-kodning, som har ett smalare signalspektrum och, med en hastighet av 33 Mbps, passar in i 16 MHz-bandet för en tvinnad kategori 3-kabel (vid kodning av 4V/5V, signalspektrat passar inte in i detta band). Var 8:e bit av MAC-lagerinformation kodas med 6 ternära symboler, det vill säga siffror som har tre tillstånd. Varje ternär siffra har en varaktighet på 40 ns. Gruppen med 6 ternära siffror sänds sedan till ett av de tre sändande tvinnade paren, oberoende och i serie.

Det fjärde paret används alltid för att lyssna bärvågsfrekvens för kollisionsdetektering. Datahastigheten för vart och ett av de tre överföringsparen är 33,3 Mbps, så den totala hastigheten för 100Base-T4-protokollet är 100 Mbps. Samtidigt, på grund av den antagna kodningsmetoden, är signaländringshastigheten på varje par endast 25 Mbaud, vilket gör det möjligt att använda kategori 3 tvinnat par.

På fig. 3.23 visar anslutningen av MDI-porten på 100Base-T4-nätverksadaptern med MDI-X-porten på hubben (X-prefixet indikerar att denna kontakt har ett mottagare- och sändaranslutningspar jämfört med nätverksadapterns kontakt, vilket gör det enklare för att ansluta par av ledningar i en kabel - utan att korsa). Par 1 -2 alltid krävs för att överföra data från en MDI-port till en MDI-X-port, ett par 3 -6 - för att ta emot data från MDI-porten från MDI-X-porten och paret 4 -5 Och 7 -8 är dubbelriktade och används för både mottagning och sändning, beroende på behov.

Anslutning av noder enligt 100Base-T4-specifikationen

snabb ethernet

Fast Ethernet - IEEE 802.3 u-specifikationen, officiellt antagen den 26 oktober 1995, definierar länklagerprotokollstandarden för nätverk som använder både koppar- och fiberoptisk kabel med en hastighet av 100 Mb/s. Den nya specifikationen är en efterföljare till IEEE 802.3 Ethernet-standarden, med samma ramformat, CSMA/CD-medieåtkomstmekanism och stjärntopologi. Utvecklingen har påverkat flera delar av konfigurationen av fysiska lageranläggningar, vilket har ökat genomströmningen, inklusive de typer av kabel som används, längden på segmenten och antalet nav.

Snabb Ethernet-struktur

För att bättre förstå arbetet och förstå interaktionen mellan Fast Ethernet-element, låt oss gå till figur 1.

Figur 1. Fast Ethernet-system

Logical Link Control (LLC) underskikt

I IEEE 802.3u-specifikationen är länklagrets funktioner uppdelade i två underlager: logisk länkkontroll (LLC) och mediumaccesslager (MAC), som kommer att diskuteras nedan. LLC, vars funktioner definieras av IEEE 802.2-standarden, tillhandahåller faktiskt en sammankoppling med högre lagerprotokoll (till exempel med IP eller IPX), och tillhandahåller olika kommunikationstjänster:

• Tjänst utan att upprätta en anslutning och ta emot bekräftelser. En enkel tjänst som inte ger dataflödeskontroll eller felkontroll, och som inte garanterar korrekt leverans av data.
• Anslutningstjänst. En absolut tillförlitlig tjänst som garanterar korrekt leverans av data genom att upprätta en anslutning till det mottagande systemet innan dataöverföringen påbörjas och genom att använda felkontroll- och dataflödeskontrollmekanismer.
• Anslutningsfri tjänst med bekräftelser. En tjänst med medelkomplexitet som använder bekräftelsemeddelanden för att säkerställa garanterad leverans, men som inte upprättar en anslutning förrän data har överförts.

På det sändande systemet överfördes data från protokollet nätverkslager, inkapslas först av LLC-underskiktet. Standarden kallar dem Protocol Data Unit (PDU, protocol data unit). När en PDU skickas ner till MAC-underlagret, där den återigen ramas in av en rubrik och postinformation, kan den tekniskt sett kallas en ram från den tidpunkten. För ett Ethernet-paket betyder detta att 802.3-ramen innehåller en tre-byte LLC-header utöver nätverkslagerdata. Således reduceras den maximalt tillåtna datalängden i varje paket från 1500 byte till 1497 byte.

LLC-huvudet består av tre fält:

I vissa fall spelar LLC-ramar en mindre roll i nätverkskommunikation. Till exempel, i ett nätverk som använder TCP/IP tillsammans med andra protokoll, kan LLCs enda funktion vara att tillåta 802.3-ramar att innehålla en SNAP-header, som Ethertype, som indikerar nätverkslagerprotokollet till vilket ramen ska skickas. I det här fallet använder alla LLC PDU:er det onumrerade informationsformatet. Andra högnivåprotokoll kräver dock en mer avancerad tjänst från en LLC. Till exempel använder NetBIOS-sessioner och flera NetWare-protokoll anslutningsbaserade LLC-tjänster i större utsträckning.

SNAP header

Det mottagande systemet måste bestämma vilket av nätverkslagerprotokollen som ska ta emot inkommande data. 802.3-paketen inom LLC PDU använder ett annat anropat protokoll sub-nätverkTillgångprotokoll(SNAP, Subnet Access Protocol).

SNAP-huvudet är 5 byte långt och är placerat omedelbart efter LLC-huvudet i datafältet för en 802.3-ram, som visas i figuren. Rubriken innehåller två fält.

Organisationskod. Organisations- eller tillverkaridentifieraren är ett 3-byte-fält som har samma värde som de första 3 byten av avsändarens MAC-adress i 802.3-huvudet.

lokal kod. Den lokala koden är ett 2-byte-fält som är funktionellt likvärdigt med Ethertype-fältet i Ethernet II-huvudet.

Konsistensunderskikt

Som nämnts tidigare är Fast Ethernet en standard under utveckling. En MAC designad för AUI-gränssnittet måste konverteras för MII-gränssnittet som används i Fast Ethernet, vilket är vad detta underskikt är avsett för.

Media Access Control (MAC)

Varje nod i ett Fast Ethernet-nätverk har en medieåtkomstkontroller (MediaTillgångkontroller- MAC). MAC är av avgörande betydelse i Fast Ethernet och har tre syften:

Den viktigaste av de tre MAC-uppdragen är den första. För alla nätverksteknik, som använder ett gemensamt medium, är mediaåtkomstreglerna som bestämmer när en nod kan sända dess huvudsakliga egenskap. Flera IEEE-kommittéer är involverade i utvecklingen av regler för medieåtkomst. 802.3-kommittén, ofta kallad Ethernet-kommittén, definierar standarder för LAN som använder regler som kallas CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access med kollisionsdetektion - multipelåtkomst med bäraravkänning och kollisionsdetektion).

CSMS/CD är medieåtkomstregler för både Ethernet och Fast Ethernet. Det är på detta område som de två teknologierna helt sammanfaller.

Eftersom alla noder i Fast Ethernet delar samma medium kan de bara sända när det är deras tur. Denna kö definieras av CSMA/CD-regler.

CSMA/CD

MAC Fast Ethernet-kontrollern lyssnar efter en bärare innan den sänder. Bäraren finns bara när en annan nod sänder. PHY-skiktet bestämmer närvaron av bäraren och genererar ett meddelande för MAC:n. Närvaron av bäraren indikerar att mediet är upptaget och den lyssnande noden (eller noderna) måste ge efter för den sändande.

En MAC som har en ram att sända måste vänta en viss minsta tid efter slutet av föregående bildruta innan den sänds. Denna tid kallas mellan paket gap(IPG, interpacket gap) och varar 0,96 mikrosekunder, det vill säga en tiondel av överföringstiden för ett vanligt Ethernet-paket med en hastighet av 10 Mbps (IPG är det enda tidsintervallet som alltid definieras i mikrosekunder, och inte i bittid ) Figur 2.

Figur 2. Mellanpaketsgap

Efter slutet av paket 1 måste alla LAN-noder vänta på IPG-tiden innan de kan sända. Tidsintervallet mellan paket 1 och 2, 2 och 3 i fig. 2 är IPG-tiden. Efter att överföringen av paket 3 slutförts hade ingen nod material att bearbeta, så tidsintervallet mellan paket 3 och 4 är längre än IPG.

Alla värdar på nätverket måste följa dessa regler. Även om en nod har många ramar att sända och noden är den enda som sänder, måste den vänta åtminstone IPG-tiden efter att varje paket har vidarebefordrats.

Detta är en del av CSMA-reglerna för åtkomst till Fast Ethernet-mediet. Kort sagt, många noder har tillgång till mediet och använder bäraren för att kontrollera dess upptagenhet.

Tidiga experimentella nätverk tillämpade exakt dessa regler, och sådana nätverk fungerade mycket bra. Men att använda endast CSMA resulterade i ett problem. Ofta började två noder, som hade ett paket att överföra och efter att ha väntat på IPG-tiden, sända samtidigt, vilket ledde till datakorruption på båda sidor. En sådan situation kallas kollision(kollision) eller konflikt.

För att övervinna detta hinder använde tidiga protokoll en ganska enkel mekanism. Paketen delades in i två kategorier: kommandon och reaktioner. Varje kommando som skickades av en nod krävde ett svar. Om ett svar på det inte mottogs under en tid (kallad timeoutperiod) efter sändningen av kommandot, gavs det ursprungliga kommandot igen. Detta kan hända flera gånger (timeout-gräns) innan den sändande noden fixade felet.

Detta schema kan fungera bra, men bara upp till en viss punkt. Förekomsten av konflikter ledde till en kraftig minskning av genomströmningen (vanligtvis mätt i byte per sekund), eftersom noderna ofta var lediga och väntade på svar på kommandon som aldrig nådde destinationen. Nätverksöverbelastning, en ökning av antalet noder är direkt relaterad till en ökning av antalet konflikter och följaktligen till en minskning av nätverksprestanda.

Tidiga nätverksdesigners hittade snabbt en lösning på detta problem: varje nod måste avgöra om ett överfört paket gick förlorat genom att detektera en kollision (istället för att vänta på ett svar som aldrig kommer). Detta innebär att paket som förlorats på grund av en kollision måste sändas omedelbart innan timeouten går ut. Om värden överförde den sista biten av paketet utan en kollision, överfördes paketet framgångsrikt.

Bäraravkänningsmetoden är väl kombinerad med. Kollisioner fortsätter att inträffa, men detta påverkar inte nätverkets prestanda, eftersom noderna snabbt blir av med dem. DIX-gruppen, som har utvecklat CSMA/CD-mediumåtkomstregler för Ethernet, designade dem i form av en enkel algoritm - Figur 3.

Figur 3. CSMA/CD-algoritm

Fysisk lagerenhet (PHY)

Eftersom Fast Ethernet kan använda en mängd olika kabeltyper kräver varje miljö en unik signalförkonvertering. Transformation krävs också för effektiv dataöverföring: för att göra den överförda koden resistent mot störningar, eventuella förluster eller distorsion av dess individuella element (baud), för att säkerställa effektiv synkronisering av klockgeneratorer på sändnings- eller mottagningssidan.

Coding Sublayer (PCS)

Kodar/avkodar data som kommer från/till MAC-lagret med hjälp av algoritmerna eller.

Underskikt av fysisk anknytning och beroende av det fysiska mediet (PMA och PMD)

PMA- och PMD-underlagren kommunicerar mellan PSC-underlagret och MDI-gränssnittet och tillhandahåller bildning i enlighet med den fysiska kodningsmetoden: eller .

Auto Negotiation Sublayer (AUTONEG)

Underskiktet för automatisk förhandling tillåter två kommunicerande portar att automatiskt välja det mest effektiva driftläget: full duplex eller halv duplex 10 eller 100 Mbps. Fysiskt lager

Fast Ethernet-standarden definierar tre typer av 100 Mbps Ethernet-signaleringsmedia.

• 100Base-TX - två tvinnade trådpar. Överföringen utförs i enlighet med standarden för dataöverföring i ett vridet fysiskt medium, utvecklad av ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Den tvinnade datakabeln kan vara skärmad eller oskärmad. Använder 4V/5V datakodningsalgoritm och MLT-3 fysisk kodningsmetod.
• 100Base-FX - två trådar av fiberoptisk kabel. Överföringen sker även i enlighet med standarden för dataöverföring i fiberoptiska media, som är utvecklad av ANSI. Använder 4V/5V datakodningsalgoritm och NRZI fysisk kodningsmetod.

Specifikationerna för 100Base-TX och 100Base-FX är också kända som 100Base-X

• 100Base-T4 är en specifik specifikation utvecklad av IEEE 802.3u-kommittén. Enligt denna specifikation utförs dataöverföring över fyra tvinnade par telefonkabel, som kallas UTP-kabel för kategori 3. Den använder 8V/6T datakodningsalgoritm och NRZI fysisk kodningsmetod.

Dessutom innehåller Fast Ethernet-standarden rekommendationer för användning av kategori 1 skärmad tvinnad-par-kabel, som är standardkabeln som traditionellt används i Token Ring-nätverk. Supportorganisationen och riktlinjerna för användning av STP-kablar på Fast Ethernet tillhandahåller en väg till Fast Ethernet för kunder med STP-kablar.

Fast Ethernet-specifikationen inkluderar också en automatisk förhandlingsmekanism som tillåter en värdport att automatiskt justera till en datahastighet på 10 eller 100 Mbps. Denna mekanism är baserad på utbyte av ett antal paket med porten på hubben eller switchen.

Medium 100Base-TX

100Base-TX-överföringsmediet använder två tvinnade par, där ett par används för att överföra data och det andra för att ta emot dem. Eftersom ANSI TP - PMD-specifikationen innehåller beskrivningar för både skärmade och oskärmade partvinnade kablar, inkluderar 100Base-TX-specifikationen stöd för både oskärmade och skärmade partvinnade typer 1 och 7.

MDI-kontakt (Medium Dependent Interface).

Det mediaberoende 100Base-TX-länkgränssnittet kan vara en av två typer. För oskärmad partvinnad kabel ska MDI-kontakten vara en åttastifts RJ 45 kategori 5-kontakt. Samma kontakt används i 10Base-T, vilket ger bakåtkompatibilitet med befintliga kategori 5-kablar. För skärmade partvinnade kablar, MDI-kontakten måste använda en IBM typ 1 STP-kontakt, som är en skärmad DB9-kontakt. Denna kontakt används vanligtvis i Token Ring-nätverk.

Kategori 5(e) UTP-kabel

UTP 100Base-TX mediagränssnitt använder två par ledningar. För att minimera överhörning och eventuell signalförvrängning bör de återstående fyra ledningarna inte användas för att överföra några signaler. Sändnings- och mottagningssignalerna för varje par är polariserade, där en tråd bär den positiva (+) signalen och den andra tråden bär den negativa (-) signalen. Färgmarkeringen på kabeltrådarna och stiftnumren på kontakten för 100Base-TX-nätverket anges i tabell. 1. Även om 100Base-TX PHY-skiktet utvecklades efter antagandet av ANSI TP-PMD-standarden, har stiftnumren på RJ 45-kontakten ändrats för att överensstämma med kopplingsschemat som redan används i 10Base-T-standarden. I ANSI TP-PMD-standarden används stift 7 och 9 för att ta emot data, medan i 100Base-TX- och 10Base-T-standarderna används stift 3 och 6 för att ta emot data. Denna ledning tillåter användning av 100Base-TX-adaptrar istället för 10 basadaptrar - T och deras anslutning till samma kategori 5-kablar utan omledning. I RJ 45-kontakten är trådparen som används anslutna till stift 1, 2 och 3, 6. För att ansluta ledningarna korrekt bör du vägledas av deras färgmarkering.

Tabell 1. Tilldelning av kontaktstiftMDIkabelUTP100Base-TX

Noder kommunicerar med varandra genom att byta ramar. I Fast Ethernet är en ram den grundläggande enheten för utbyte över ett nätverk - all information som överförs mellan noder placeras i datafältet för en eller flera ramar. Vidarebefordran av ramar från en nod till en annan är endast möjlig om det finns ett sätt att unikt identifiera alla noder i nätverket. Därför har varje nod på LAN en adress, som kallas dess MAC-adress. Den här adressen är unik: inga två värdar i ett lokalt nätverk kan ha samma MAC-adress. Dessutom, i ingen av LAN-teknikerna (med undantag för ARCNet), kan inga två noder i världen ha samma MAC-adress. Varje ram innehåller minst tre grundläggande information: mottagarens adress, avsändarens adress och data. Vissa ramar har andra fält, men endast de tre listade är obligatoriska. Figur 4 visar fast Ethernet-ramstrukturen.

Figur 4. RamstrukturSnabbethernet

• mottagarens adress- adressen till noden som tar emot data anges;
• avsändarens adress- adressen till noden som skickade data anges;
• längd/typ(L/T - Length/Type) - innehåller information om typen av överförd data;
• kontrollsumma ram(PCS - Frame Check Sequence) - utformad för att kontrollera riktigheten av ramen som tas emot av den mottagande noden.

Minsta ramstorlek är 64 oktetter eller 512 bitar (termer oktett Och byte - synonymer). Den maximala ramstorleken är 1518 oktetter eller 12144 bitar.

Ramadressering

Varje nod på ett Fast Ethernet-nätverk har ett unikt nummer som kallas en MAC-adress eller nodadress. Detta nummer består av 48 bitar (6 byte), tilldelas nätverksgränssnittet vid tidpunkten för tillverkning av enheten och programmeras under initieringsprocessen. Därför har nätverksgränssnitten för alla LAN, med undantag för ARCNet, som använder 8-bitars adresser tilldelade av nätverksadministratören, en inbyggd unik MAC-adress som skiljer sig från alla andra MAC-adresser på jorden och som tilldelas av tillverkare i överenskommelse med IEEE.

För att underlätta hanteringen av nätverksgränssnitt föreslog IEEE att dela upp 48-bitars adressfältet i fyra delar, såsom visas i figur 5. De två första bitarna av adressen (bitarna 0 och 1) är adresstypsflaggor. Värdet på flaggorna bestämmer hur adressdelen (bitarna 2 - 47) tolkas.

Figur 5. MAC-adressformat

I/G-biten kallas adressflagga för individ/grupp och visar vilken (individ eller grupp) adressen är. En individuell adress tilldelas endast ett gränssnitt (eller nod) i ett nätverk. Adresser som har I/G-biten inställd på 0 är MAC-adresser eller nodadress. Om I/O-biten är inställd på 1, grupperas adressen och anropas vanligtvis multicast-adress(multicastadress) eller funktionell adress(funktionell adress). En multicast-adress kan tilldelas ett eller flera LAN-nätverksgränssnitt. Ramar som skickas till en multicast-adress tas emot eller kopieras av alla LAN-nätverksgränssnitt som äger den. Multicast-adresser gör att en ram kan skickas till en delmängd av värdar på ett lokalt nätverk. Om I/O-biten är satt till 1, behandlas bitarna 46 till 0 som en multicast-adress och inte som U/L-, OUI- och OUA-fälten för en vanlig adress. U/L-biten kallas universell/lokal kontrollflagga och bestämmer hur adressen till nätverksgränssnittet tilldelades. Om både I/O- och U/L-bitar är satta till 0, är ​​adressen den unika 48-bitars identifierare som beskrivits tidigare.

OUI (organisationsunik identifierare) organisatoriskt unik identifierare). IEEE tilldelar en eller flera OUI till varje nätverkskort och gränssnittstillverkare. Varje tillverkare ansvarar för korrekt tilldelning av OUA (organisationsunik adress - organisatoriskt unik adress) som alla enheter som den skapar borde ha.

När U/L-biten är inställd styrs adressen lokalt. Detta betyder att det inte är inställt av tillverkaren av nätverksgränssnittet. Vilken organisation som helst kan skapa sin egen MAC-adress för nätverksgränssnitt genom att ställa in U/L-biten till 1 och bitarna 2 till 47 till något valt värde. nätverksgränssnitt, efter att ha mottagit en ram, avkodar först och främst adressen till mottagaren. När I/O-biten är inställd i adressen, kommer MAC-lagret endast att ta emot ramen om destinationsadressen finns i listan som innehas av värden. Denna teknik tillåter en nod att skicka en ram till många noder.

Det finns en speciell multicast-adress som kallas sändningsadress. I en 48-bitars IEEE-sändningsadress är alla bitar satta till 1. Om en ram sänds med en destinationssändningsadress kommer alla noder i nätverket att ta emot och bearbeta den.

Fältlängd/typ

Fältet L/T (Längd/Typ) används för två olika ändamål:

• att bestämma längden på ramens datafält, exklusive eventuell utfyllnad med mellanslag;
• för att ange typen av data i datafältet.

Värdet på L/T-fältet mellan 0 och 1500 är längden på ramdatafältet; ett högre värde indikerar protokolltypen.

I allmänhet är L/T-fältet ett historiskt arv från IEEE-standardiseringen av Ethernet, vilket skapade ett antal interoperabilitetsproblem med utrustning som släpptes före 1983. Nu använder Ethernet och Fast Ethernet aldrig L/T-fält. Det angivna fältet tjänar endast för koordinering med programvaran som bearbetar ramarna (det vill säga med protokollen). Men den enda verkliga standardanvändningen av L/T-fältet är att använda det som ett längdfält - 802.3-specifikationen nämner inte ens dess möjliga användning som ett datatypfält. Standarden säger: "Ramar med ett längdfältvärde som är större än det som definieras i paragraf 4.4.2 kan ignoreras, kasseras eller användas privat. Användningen av dessa ramar ligger utanför ramen för denna standard."

För att sammanfatta vad som har sagts, noterar vi att L/T-fältet är den primära mekanismen genom vilken ram typ. Fast Ethernet- och Ethernet-ramar där L/T-fältvärdet anger längden (L/T-värde 802.3, ramar där datatypen ställs in av värdet för samma fält (L/T-värde > 1500) kallas ramar ethernet- II eller DIX.

Data fält

I datafältet innehåller information som en nod skickar till en annan. Till skillnad från andra fält som lagrar mycket specifik information, kan datafältet innehålla nästan vilken information som helst, så länge dess volym är minst 46 och inte mer än 1500 byte. Hur innehållet i datafältet formateras och tolkas definieras av protokollen.

Om data som är mindre än 46 byte långa behöver skickas, lägger LLC-lagret till bytes med ett okänt värde, som kallas obetydliga uppgifter(paddata). Som ett resultat blir längden på fältet 46 byte.

Om ramen är av typen 802.3, anger L/T-fältet mängden giltig data. Till exempel, om ett 12-byte meddelande skickas, lagrar L/T-fältet värdet 12, och datafältet innehåller 34 ytterligare obetydliga byte. Tillägget av icke-signifikanta bytes initierar Fast Ethernet LLC-skiktet och implementeras vanligtvis i hårdvara.

MAC-lagret anger inte innehållet i L/T-fältet - det gör det programvara. Detta fält ställs nästan alltid in av nätverksgränssnittsdrivrutinen.

Ramkontrollsumma

Ramkontrollsumman (PCS - Frame Check Sequence) låter dig se till att de mottagna ramarna inte är skadade. När man bildar en sänd ram på MAC-nivå används en speciell matematisk formel CRC(Cyklisk redundanskontroll - cyklisk redundanskod), utformad för att beräkna ett 32-bitars värde. Det mottagna värdet placeras i ramens FCS-fält. Värdena för alla bytes i ramen matas till ingången för MAC-nivåelementet som beräknar CRC. FCS-fältet är den primära och viktigaste feldetekterings- och korrigeringsmekanismen i Fast Ethernet. Börjar med den första byten av destinationsadressen och slutar med den sista byten i datafältet.

DSAP- och SSAP-fältvärden

DSAP/SSAP-värden			Beskrivning
			Indiv LLC Sublayer Mgt
			Group LLC Sublayer Mgt
			SNA Path Control
			Reserverad (DODIP)
			ISO CLNS ÄR 8473
			8B6T-kodningsalgoritmen omvandlar en åttabitars dataoktett (8B) till ett sexbitars ternärt tecken (6T). 6T-kodgrupperna är designade för att sändas parallellt över tre tvinnade par av en kabel, så den effektiva dataöverföringshastigheten för varje tvinnat par är en tredjedel av 100 Mbps, det vill säga 33,33 Mbps. Den ternära symbolhastigheten på varje tvinnat par är 6/8 av 33,3 Mbps, vilket motsvarar en klockfrekvens på 25 MHz. Det är med denna frekvens som MP-gränssnittstimern fungerar. Till skillnad från binära signaler, som har två nivåer, kan ternära signaler som sänds över varje par ha tre nivåer. Tabell för teckenkodning Linjekod Symbol MLT-3 Multi Level Transmission - 3 (multi-level transmission) - är lite lik NRZ-koden, men till skillnad från den senare har den tre signalnivåer. En motsvarar en övergång från en signalnivå till en annan, och förändringen i signalnivån sker sekventiellt, med hänsyn tagen till den tidigare övergången. Vid sändning av "noll" ändras inte signalen. Denna kod, liksom NRZ, måste vara förkodad. Sammanställt från: Laem Quinn, Richard Russell "Fast Ethernet"; K. Zakler "Datornätverk"; V.G. och N.A. Olifer "Datornätverk";

Fast Ethernet - IEEE 802.3 u-specifikationen, officiellt antagen den 26 oktober 1995, definierar länklagerprotokollstandarden för nätverk som använder både koppar- och fiberoptisk kabel med en hastighet av 100 Mb/s. Den nya specifikationen är en efterföljare till IEEE 802.3 Ethernet-standarden, med samma ramformat, CSMA/CD-medieåtkomstmekanism och stjärntopologi. Utvecklingen har påverkat flera delar av konfigurationen av fysiska lageranläggningar, vilket har ökat genomströmningen, inklusive de typer av kabel som används, längden på segmenten och antalet nav.

Fysiskt lager

Fast Ethernet-standarden definierar tre typer av 100 Mbps Ethernet-signaleringsmedia.

· 100Base-TX - två tvinnade trådpar. Överföringen utförs i enlighet med standarden för dataöverföring i ett vridet fysiskt medium, utvecklad av ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Den tvinnade datakabeln kan vara skärmad eller oskärmad. Använder 4V/5V datakodningsalgoritm och MLT-3 fysisk kodningsmetod.

· 100Base-FX - tvåkärnig, fiberoptisk kabel. Överföringen sker även i enlighet med standarden för dataöverföring i fiberoptiska media, som är utvecklad av ANSI. Använder 4V/5V datakodningsalgoritm och NRZI fysisk kodningsmetod.

· 100Base-T4 är en specifik specifikation utvecklad av IEEE 802.3u-kommittén. Enligt denna specifikation utförs dataöverföring över fyra tvinnade par telefonkabel, som kallas UTP-kabel för kategori 3. Den använder 8V/6T datakodningsalgoritm och NRZI fysisk kodningsmetod.

Multimode kabel

I fiber optisk kabel Denna typ använder en fiber med en kärndiameter på 50 eller 62,5 mikrometer och en yttre beklädnad med en tjocklek på 125 mikrometer. En sådan kabel kallas en multi-mode optisk kabel med 50/125 (62,5/125) mikrometer fibrer. För att överföra en ljussignal över en multimodekabel används en LED-sändtagare med en våglängd på 850 (820) nanometer. Om en multimodskabel ansluter två portar på switchar som arbetar i full duplex-läge, kan den vara upp till 2000 meter lång.

Single mode kabel

Single-mode fiberoptisk kabel har en mindre kärndiameter på 10 mikrometer än multimode fiber, och en lasertransceiver används för överföring över singelmodskabel, vilket tillsammans säkerställer effektiv överföring över långa avstånd. Våglängden på den sända ljussignalen är nära kärnans diameter, som är 1300 nanometer. Detta tal är känt som nollspridningsvåglängden. I en enkellägeskabel är spridningen och signalförlusten mycket liten, vilket möjliggör överföring av ljussignaler över längre avstånd än vid användning av multimodfiber.

38. Gigabit Ethernet-teknik, allmänna egenskaper, specifikation av den fysiska miljön, grundläggande koncept.
3.7.1. generella egenskaper standard

Ganska snabbt efter uppkomsten av Fast Ethernet-produkter på marknaden kände nätverksintegratörer och administratörer vissa begränsningar när de byggde företagsnätverk. I många fall överbelastade servrar anslutna över en 100 Mbps länk nätverksstamnät som också fungerar med 100 Mbps - FDDI och Fast Ethernet stamnät. Det fanns ett behov av nästa nivå i hastighetshierarkin. 1995 var det bara ATM-växlar som kunde ge en högre hastighet, och i avsaknad av bekväma metoder för att migrera denna teknik till lokala nätverk vid den tiden (även om LAN-emulering - LANE-specifikationen antogs i början av 1995, låg dess praktiska implementering framåt i tiden ) för att introducera dem i Nästan ingen vågade det lokala nätverket. Dessutom var ATM-tekniken mycket dyr.

Därför verkade nästa steg som IEEE tog logiskt - 5 månader efter det slutliga antagandet av Fast Ethernet-standarden i juni 1995, fick IEEE High-Speed ​​​​Research Group i uppdrag att överväga möjligheten att utveckla en Ethernet-standard med ännu högre bithastigheter.

Sommaren 1996 tillkännagavs 802.3z-gruppen att utveckla ett protokoll så nära Ethernet som möjligt, men med en bithastighet på 1000 Mbps. Precis som med Fast Ethernet mottogs meddelandet med stor entusiasm av Ethernet-förespråkare.

Den främsta anledningen till entusiasmen var möjligheten till samma smidiga övergång av nätverksstamnät till Gigabit Ethernet, liknande hur överbelastade Ethernet-segment som ligger på de lägre nivåerna av nätverkshierarkin överfördes till Fast Ethernet. Dessutom fanns det redan erfarenhet av att överföra data i gigabithastigheter, både i territoriella nätverk (SDH-teknik) och i lokala nätverk - Fibre Channel-teknik, som främst används för att ansluta höghastighetskringutrustning till stora datorer och överför data över en fiber optisk kabel från nära gigabit till 8V/10V redundanskod.

Den första versionen av standarden övervägdes i januari 1997, och den slutliga 802.3z-standarden antogs den 29 juni 1998 vid ett möte i IEEE 802.3-kommittén. Arbetet med implementeringen av Gigabit Ethernet över twisted-pair kategori 5 överfördes till en speciell kommitté 802.3ab, som redan har övervägt flera alternativ för utkastet till denna standard, och sedan juli 1998 har projektet blivit ganska stabilt. Slutgiltigt antagande av 802.3ab-standarden förväntas i september 1999.

Utan att vänta på antagandet av standarden släppte vissa företag den första Gigabit Ethernet-utrustningen på fiberoptisk kabel sommaren 1997.

Huvudidén för utvecklarna av Gigabit Ethernet-standarden är att bevara idéerna med den klassiska Ethernet-tekniken maximalt samtidigt som de uppnår en bithastighet på 1000 Mbps.

Eftersom när man utvecklar en ny teknik är det naturligt att förvänta sig några tekniska innovationer som går i den allmänna riktningen av utvecklingen av nätverksteknologier, är det viktigt att notera att Gigabit Ethernet, såväl som dess långsammare motsvarigheter, på protokollnivå ska inte Stöd:

• service kvalitet;
• överflödiga länkar;
• testa funktionaliteten hos noder och utrustning (i det senare fallet, med undantag för att testa port-till-port-kommunikation, som görs för Ethernet 10Base-T och 10Base-F och Fast Ethernet).

Alla tre namngivna fastigheter anses vara mycket lovande och användbara i moderna nätverk, och särskilt i nätverk av den närmaste framtiden. Varför vägrar författarna till Gigabit Ethernet dem?

Huvudidén för utvecklarna av Gigabit Ethernet-teknik är att det finns och kommer att finnas många nätverk där den höga hastigheten på stamnätet och möjligheten att tilldela prioriteringar till paket i switchar kommer att vara tillräckligt för att säkerställa kvaliteten på transporttjänst för alla nätverksklienter. Och endast i de sällsynta fall när ryggraden är ganska upptagen och servicekvalitetskraven är mycket strikta, är det nödvändigt att använda ATM-teknik, som verkligen, på grund av sin höga tekniska komplexitet, garanterar tjänstens kvalitet för alla större typer av trafik.

39. Strukturellt kabelsystem som används i nätverksteknik.
Ett strukturerat kabelsystem (SCS) är en uppsättning kopplingselement (kablar, kontakter, kontakter, tvärpaneler och skåp), såväl som en teknik för gemensam användning, som gör att du kan skapa vanliga, lätt utbyggbara kommunikationsstrukturer i datornätverk .

Ett strukturerat kabelsystem är en slags "konstruktör", med hjälp av vilken nätverksdesignern bygger den konfiguration han behöver av standardkablar kopplade med standardkontakter och påkopplade standard tvärpaneler. Vid behov kan anslutningskonfigurationen enkelt ändras - lägg till en dator, segmentera, byt, ta bort onödig utrustning och ändra även anslutningar mellan datorer och nav.

När man bygger ett strukturerat kabelsystem är det underförstått att varje arbetsplats i företaget måste vara utrustad med uttag för att ansluta en telefon och en dator, även om i det här ögonblicket det krävs inte. Det vill säga att ett bra strukturerat kabelsystem byggs redundant. Detta kan spara pengar i framtiden, eftersom ändringar i anslutningen av nya enheter kan göras genom att återansluta redan utlagda kablar.

Typisk hierarkisk struktur strukturerat kabelsystem inkluderar:

• horisontella delsystem (inom golvet);
• vertikala delsystem (inuti byggnaden);
• campusdelsystem (inom samma territorium med flera byggnader).

Horisontellt delsystem ansluter golvets tvärskåp till användaruttagen. Delsystem av denna typ motsvarar byggnadens våningar. Vertikalt delsystem ansluter tvärskåp på varje våning med byggnadens centrala kontrollrum. Nästa steg i hierarkin är campus delsystem, som förbinder flera byggnader med huvudhårdvaran på hela campus. Denna del av kabelsystemet kallas vanligtvis för ryggraden.

Att använda ett strukturerat kabelsystem istället för kaotiskt kablage erbjuder många fördelar för ett företag.

· Mångsidighet. Ett strukturerat kabelsystem, med en genomtänkt organisation, kan bli en enda miljö för att överföra datordata i en lokal datornätverk, organisera ett lokalt telefonnätverk, sända videoinformation och till och med sända signaler från brandsäkerhetssensorer eller säkerhetssystem. Detta gör att du kan automatisera många processer för kontroll, övervakning och hantering av företagstjänster och livsuppehållande system för företaget.

· Förlängd livslängd. Inkuranstiden för ett välstrukturerat kabelsystem kan vara 10-15 år.

· Minska kostnaderna för att lägga till nya användare och ändra deras placeringar. Det är känt att kostnaden för ett kabelsystem är betydande och bestäms huvudsakligen inte av kostnaden för kabeln, utan av kostnaden för att lägga den. Därför är det mer fördelaktigt att utföra ett engångsarbete med förläggning av kabeln, eventuellt med stor längdmarginal, än att utföra förläggning flera gånger, vilket ökar kabellängden. Med detta tillvägagångssätt kommer allt arbete med att lägga till eller flytta en användare till att ansluta datorn till ett befintligt uttag.

· Möjlighet till enkel nätverksutbyggnad. Det strukturerade kabelsystemet är modulärt och därför lätt att bygga ut. Du kan till exempel lägga till ett nytt undernät till ett stamnät utan att påverka befintliga undernät. Du kan ersätta en enskild subnätkabeltyp oberoende av resten av nätverket. Ett strukturerat kabelsystem är grunden för att dela upp ett nätverk i hanterbara logiska segment, eftersom det i sig redan är uppdelat i fysiska segment.

· Ge effektivare service. Ett strukturerat kabelsystem gör underhåll och felsökning enklare än med ett busskabelsystem. I bussorganisationen av kabelsystemet leder felet i en av enheterna eller anslutningselementen till ett svårlokaliserat fel i hela nätverket. I strukturerade kabelsystem påverkar felet i ett segment inte de andra, eftersom segmenten är sammankopplade med hjälp av nav. Hub diagnostiserar och lokaliserar den felaktiga delen.

· Pålitlighet. Ett strukturerat kabelsystem har ökat tillförlitligheten, eftersom tillverkaren av ett sådant system garanterar inte bara kvaliteten på dess individuella komponenter, utan också deras kompatibilitet.

40. Hub och nätverksadaptrar, principer, användning, grundläggande koncept.
Hubs, tillsammans med nätverksadaptrar, såväl som kabelsystemet, representerar den minsta utrustningen med vilken du kan skapa ett lokalt nätverk. Ett sådant nätverk kommer att vara en gemensam delad miljö

Nätverksadapter (nätverkskort, NIC) tillsammans med dess drivrutin implementerar den andra kanalnivån för modellen med öppna system i nätverkets slutnod - en dator. Närmare bestämt, i ett nätverksoperativsystem utför adapter/drivrutinsparet endast funktionerna för de fysiska och MAC-lagren, medan LLC-lagret vanligtvis implementeras av modulen. operativ system, samma för alla drivrutiner och nätverkskort. Egentligen är det så här det ska vara i enlighet med protokollstackmodellen IEEE 802. I exempelvis Windows NT är LLC-nivån implementerad i NDIS-modulen, som är gemensam för alla nätverkskortsdrivrutiner, oavsett vilken teknik drivrutinen har. stödjer.

Nätverksadaptern, tillsammans med drivrutinen, utför två operationer: sändning och mottagning av en ram.

I adaptrar för klientdatorer överförs mycket av arbetet till föraren, vilket gör adaptern enklare och billigare. Nackdelen med detta tillvägagångssätt är den höga graden av belastning av datorns centrala processor med rutinarbete på överföring av ramar från random access minne datorn till nätverket. Den centrala processorn tvingas göra detta arbete istället för att utföra användarapplikationsuppgifter.

Nätverksadaptern måste konfigureras innan den installeras på datorn. När du konfigurerar en adapter anger du vanligtvis IRQ-numret som används av adaptern, DMA-kanalnumret (om adaptern stöder DMA-läge) och basadressen för I/O-portarna.

Praktiskt taget i alla modern teknik lokala nätverk, definieras en enhet som har flera lika namn - koncentrator(koncentrator), nav (nav), repeater (repeater). Beroende på användningsområdet för denna enhet förändras sammansättningen av dess funktioner och design avsevärt. Endast huvudfunktionen förblir oförändrad - detta är ramupprepning antingen på alla portar (enligt definitionen i Ethernet-standarden) eller bara på vissa portar, enligt den algoritm som definieras av respektive standard.

Hubben har vanligtvis flera portar till vilka, med hjälp av separata fysiska kabelsegment, nätverkets ändnoder - datorer - är anslutna. Koncentratorn kombinerar separata fysiska nätverkssegment till en enda delad miljö, till vilken åtkomst utförs i enlighet med ett av de övervägda lokala nätverksprotokollen - Ethernet, Token Ring, etc. Eftersom logiken för åtkomst till en delad miljö i hög grad beror på teknologi, för varje typ produceras teknologier av deras nav - Ethernet; symbolring; FDDI och 100VG-AnyLAN. För ett visst protokoll används ibland ett eget, mycket specialiserat namn för denna enhet, som mer exakt återspeglar dess funktioner eller används på grund av tradition, till exempel är namnet MSAU typiskt för Token Ring-koncentratorer.

Varje hubb utför någon grundläggande funktion som definieras i motsvarande protokoll för den teknik den stöder. Även om den här funktionen definieras i detalj i teknikstandarden, kan hubbar från olika tillverkare skilja sig åt i detaljer som antalet portar, stöd för flera kabeltyper och så vidare när den implementeras.

Utöver huvudfunktionen kan hubben utföra ett antal ytterligare funktioner som antingen inte är definierade i standarden alls eller är valfria. Till exempel kan en Token Ring-hub utföra funktionen att stänga av portar som inte fungerar och byta till en backupring, även om sådana funktioner inte beskrivs i standarden. Hubben visade sig vara en bekväm enhet för att utföra ytterligare funktioner som gör det lättare att styra och driva nätverket.

41. Användning av broar och växlar, principer, funktioner, exempel, begränsningar
Strukturering med broar och switchar

nätverket kan delas in i logiska segment med två typer av enheter - broar (brygga) och / eller switchar (switch, switching hub).

Bro och switch är funktionella tvillingar. Båda dessa enheter för fram frames baserat på samma algoritmer. Broar och switchar använder två typer av algoritmer: algoritmen transparent bro (transparent bro), beskrivs i IEEE 802.1D-standarden eller algoritmen source routing bridge från IBM för Token Ring-nätverk. Dessa standarder utvecklades långt före den första växeln, varför de använder termen "brygga". När den första industriella switchmodellen för Ethernet-teknik föddes, utförde den samma IEEE 802.ID frame advance algoritm som hade utarbetats i tio år av broar av lokala och globala nätverk

Huvudskillnaden mellan en switch och en brygga är att en brygga bearbetar ramar sekventiellt, medan en växel bearbetar ramar parallellt. Denna omständighet beror på det faktum att broar dök upp vid en tidpunkt då nätverket var uppdelat i ett litet antal segment och trafiken mellan segmenten var liten (den följde 80/20%-regeln).

Idag fungerar broar fortfarande över nätverk, men bara över ganska långsamma globala länkar mellan två fjärranslutna LAN. Sådana broar kallas fjärrbryggor, och deras operationsalgoritm skiljer sig inte från standarden 802.1D eller Source Routing.

Transparenta bryggor kan, förutom att sända ramar inom samma teknik, översätta lokala nätverksprotokoll, såsom Ethernet till Token Ring, FDDI till Ethernet, etc. Denna egenskap hos transparenta bryggor beskrivs i IEEE 802.1H-standarden.

I framtiden kommer vi att kalla en enhet som främjar ramar enligt bryggalgoritmen och fungerar på ett lokalt nätverk med den moderna termen "switch". När vi beskriver själva 802.1D- och Source Routing-algoritmerna i nästa avsnitt, kommer vi traditionellt att kalla enheten för en brygga, som det faktiskt kallas i dessa standarder.

42. Switchar för lokala nätverk, protokoll, driftlägen, exempel.
Var och en av de 8 10Base-T-portarna betjänas av en Ethernet-paketprocessor - EPP (Ethernet Packet Processor). Dessutom har switchen en systemmodul som koordinerar driften av alla EPP-processorer. Systemmodulen upprätthåller en gemensam switchadresstabell och hanterar switchen med hjälp av SNMP-protokollet. Ramar skickas mellan portar med hjälp av en switchstruktur, liknande de som finns i telefonväxlar eller multiprocessordatorer, som ansluter flera processorer till flera minnesmoduler.

Omkopplingsmatris fungerar enligt principen om kretskoppling. För 8 portar kan matrisen tillhandahålla 8 samtidiga interna kanaler i halv-duplex-drift av portarna och 16 i full-duplex-läge, när sändaren och mottagaren för varje port fungerar oberoende av varandra.

När en ram anländer till någon port, buffrar EPP-processorn de första byten av ramen för att läsa destinationsadressen. Efter att ha mottagit destinationsadressen beslutar processorn omedelbart att överföra paketet, utan att vänta på ankomsten av de återstående byten i ramen.

Om ramen behöver överföras till en annan port, kommer processorn åt växlingsmatrisen och försöker upprätta en väg i den som förbinder dess port med porten genom vilken rutten till destinationsadressen går. Växlingsmatrisen kan bara göra detta om destinationsadressporten är ledig i det ögonblicket, det vill säga den inte är ansluten till en annan port. Om porten är upptagen, så vägrar matrisen att ansluta, som i alla kretskopplade enheter . I detta fall buffras ramen helt av processorn för ingångsporten, varefter processorn väntar på att utgångsporten släpps och växlingsmatrisen bildar den önskade vägen. Efter att den önskade vägen har upprättats kommer ramens buffrade byte skickas till den, som tas emot av utgångsportprocessorn. Så snart utgångsportprocessorn får tillgång till Ethernet-segmentet som är anslutet till den med CSMA / CD-algoritmen, börjar rambyten omedelbart att överföras till nätverket. Den beskrivna metoden för ramöverföring utan dess fulla buffring kallas "on-the-fly" eller "cut-through" omkoppling. Det främsta skälet till att förbättra nätverkets prestanda när du använder en switch är parallell bearbetning av flera ramar Denna effekt illustreras i fig. 4,26. Figuren visar en idealisk situation när det gäller att förbättra prestanda, när fyra av åtta portar överför data med en maximal hastighet för Ethernet-protokollet på 10 Mb/s, och de överför dessa data till de återstående fyra portarna på switchen utan konflikt - dataflöden mellan nätverksnoder fördelas så att varje port som tar emot ramar har sin egen utport. Om switchen har tid att bearbeta inkommande trafik även vid den maximala intensiteten av ramar som anländer till ingångsportarna, kommer den övergripande prestandan för switchen i exemplet ovan att vara 4x10 = 40 Mbps, och när exemplet generaliseras för N portar - ( N/2)xlO Mbps. Switchen sägs förse varje station eller segment som är anslutet till dess portar med dedikerad protokollbandbredd. 4,26. Om två stationer, till exempel stationer anslutna till portar 3 Och 4, samtidigt måste du skriva data till samma server som är ansluten till porten 8, då kommer switchen inte att kunna allokera en 10 Mbps dataström till varje station, eftersom port 5 inte kan överföra data med en hastighet av 20 Mbps. Stationsramar väntar i interna köer av ingångsportar 3 Och 4, när hamnen är ledig 8 för att skicka nästa ram. Uppenbarligen skulle en bra lösning för en sådan distribution av dataflöden vara att ansluta servern till en port med högre hastighet, såsom Fast Ethernet. icke-blockerande byta modell.

43. Algoritmen för den genomskinliga bron.
Transparenta bryggor är osynliga för ändnodernas nätverksadaptrar, eftersom de självständigt bygger en speciell adresstabell, på grundval av vilken det är möjligt att bestämma om den inkommande ramen ska överföras till något annat segment eller inte. Nätverksadaptrar när de använder transparenta bryggor fungerar exakt på samma sätt som i fallet med deras frånvaro, det vill säga de vidtar inga ytterligare åtgärder för att få ramen att passera genom bryggan. Den transparenta bryggningsalgoritmen är oberoende av LAN-tekniken i vilken bryggan är installerad, så Ethernet transparent bryggning fungerar precis som FDDI transparent bryggning.

En transparent bro bygger sin adresstabell baserat på passiv observation av trafiken som cirkulerar i de segment som är anslutna till dess portar. I detta fall tar bryggan hänsyn till adresserna till källorna för dataramar som anländer till bryggans portar. Baserat på ramkällans adress drar bryggan slutsatsen att denna nod tillhör ett eller annat nätverkssegment.

Låt oss överväga processen för automatisk skapande av adresstabellen för bryggan och dess användning på exemplet på ett enkelt nätverk som presenteras i fig. 4.18.

Ris. 4.18. Funktionsprincipen för den transparenta bron

En bro förbinder två logiska segment. Segment 1 består av datorer som är anslutna med en del koaxialkabel till port 1 på bryggan, och segment 2 består av datorer som är anslutna med en annan del av koaxialkabel till port 2 på bryggan.

Varje bryggport fungerar som ändnod för sitt eget segment, med ett undantag - bryggporten har inte sin egen MAC-adress. Brohamnen verkar i den sk oläslig (promisquoous) paketfångstläge, när alla paket som anländer till porten lagras i buffertminnet. Med detta läge övervakar bryggan all trafik som sänds i de segment som är kopplade till den och använder paketen som passerar genom den för att lära sig nätverkets sammansättning. Eftersom alla paket är buffrade behöver bryggan ingen portadress.

Inledningsvis vet bryggan ingenting om de datorer med vilka MAC-adresser är anslutna till var och en av dess portar. Därför, i det här fallet, vidarebefordrar bryggan helt enkelt alla infångade och buffrade ramar till alla dess portar utom den som den tog emot ramen från. I vårt exempel har bryggan bara två portar, så den skickar ramar från port 1 till port 2 och vice versa. När bryggan är på väg att överföra en ram från segment till segment, till exempel från segment 1 till segment 2, försöker den igen komma åt segment 2 som en slutnod enligt reglerna för åtkomstalgoritmen, i detta exempel, enligt reglerna för CSMA/CD-algoritmen.

Samtidigt med överföringen av ramen till alla portar lär sig bryggan källadressen till ramen och gör nytt rekord om sitt medlemskap i sin adresstabell, som också kallas filtrerings- eller routingtabellen.

När bron har gått igenom inlärningsfasen kan den fungera mer effektivt. När den tar emot en ram skickad, till exempel från dator 1 till dator 3, letar den igenom adresstabellen efter en matchning mellan dess adresser och destinationsadress 3. Eftersom det finns en sådan post utför bryggan det andra steget av tabellanalys - den kontrollerar om det finns datorer med källadresser (i vårt fall är detta adress 1) och destinationsadressen (adress 3) i samma segment. Eftersom de i vårt exempel är i olika segment, utför bryggan operationen marknadsföring (vidarebefordran) ram - sänder en ram till en annan port, som tidigare har fått tillgång till ett annat segment.

Om destinationsadressen är okänd, sänder bryggan ramen på alla sina portar, förutom ramkällporten, som i inlärningsprocessens inledande skede.

44. Broar med källdirigering.
Källdirigerad bryggning används för att ansluta Token Ring och FDDI-ringar, även om transparent bryggning också kan användas för samma ändamål. Source Routing (SR) bygger på det faktum att den sändande stationen lägger i ramen som skickas till en annan ring all adressinformation om de mellanliggande bryggorna och ringarna som ramen måste gå igenom innan den kommer in i ringen som stationen är ansluten till - mottagare.

Betrakta principerna för driften av Source Routing-bryggor (hädanefter kallade SR-bryggor) med hjälp av exemplet på nätverket som visas i fig. 4.21. Nätverket består av tre ringar förbundna med tre broar. Ringar och broar har identifierare för att definiera rutten. SR-bryggor bygger inte en adresstabell, utan använder informationen som finns tillgänglig i motsvarande fält i dataramen vid vidarebefordran av ramar.

Fikon. 4.21.Source Routing Bridges

Vid mottagande av varje paket behöver SR-bryggan endast titta på routinginformationsfältet (routinginformationsfältet, RIF, i en tokenring eller FDDI-ram) för att se om den innehåller dess identifierare. Och om den finns där och åtföljs av identifieraren för ringen som är ansluten till denna brygga, kopierar bryggan i detta fall den inkommande ramen till den angivna ringen. Annars kopieras inte blocket till en annan ring. I båda fallen returneras originalkopian av ramen på originalringen till ursprungsstationen, och om den skickades till en annan ring, ställs bit A (adress igen) och bit C (ram kopierad) i ramstatusfältet till 1 för att tala om för ursprungsstationen att ramen togs emot av destinationsstationen (i detta fall sänds av bryggan till en annan ring).

Eftersom routinginformation i en ram inte alltid behövs, utan endast för ramsändning mellan stationer anslutna till olika ringar, indikeras närvaron av RIF-fältet i ramen genom att sätta individ-/gruppadress (I/G)-biten till 1 ( i detta fall används inte denna bit av destinationen, eftersom källadressen alltid är individuell).

RIF-fältet har ett kontrollunderfält som består av tre delar.

• ram typ definierar typen av RIF-fältet. Det finns olika typer av RIF-fält som används för att hitta en rutt och för att skicka en ram längs en känd rutt.
• Fält för maximal ramlängd används av en bro för att länka samman ringar som har olika MTU:er. Bron använder detta fält för att meddela stationen om den maximala möjliga ramlängden (det vill säga det lägsta MTU-värdet för hela sträckan).
• RIF-fältlängdär nödvändigt eftersom antalet vägbeskrivningar som anger identifierarna för korsade ringar och broar inte är känt i förväg.

För att källdirigeringsalgoritmen ska fungera används ytterligare två ramtyper - single-route broadcast frame-explorer SRBF (single-route broadcast frame) och multi-route broadcast frame-explorer ARBF (all-route broadcast frame).

Alla SR-bryggor måste konfigureras manuellt av administratören för att vidarebefordra ARBF-ramar på alla portar utom källporten för ramen, och för SRBF-ramar måste vissa bryggportar blockeras för att förhindra loopar i nätverket.

Fördelar och nackdelar med Source-Routed Bridges

45. Switchar: teknisk implementering, funktioner, egenskaper som påverkar deras funktion.
Funktioner i den tekniska implementeringen av switchar. Många första generationens switchar liknade routrar, det vill säga de var baserade på CPU allmänt anslutna till gränssnittsportarna via en intern höghastighetsbuss. Den största nackdelen med sådana omkopplare var deras låga hastighet. En processor för allmänna ändamål kunde inte klara av en stor mängd specialiserade operationer för att skicka ramar mellan gränssnittsmoduler. Förutom processorchips, för framgångsrik icke-blockerande operation, måste switchen också ha en snabb nod för att skicka ramar mellan portprocessorchipsen. För närvarande använder switchar som bas ett av tre scheman på vilka en sådan utbytesnod är byggd:

• växlingsmatris;
• delat minne med flera ingångar;
• gemensam buss.

Ethernet är den mest använda lokala nätverksstandarden idag. Totalt antal nätverk som används för närvarande

snabb ethernet

Fast Ethernet-teknik liknar traditionell Ethernet-teknik på många sätt, men den är 10 gånger snabbare. Fast Ethernet eller 100BASE-T arbetar med 100 megabit per sekund (Mbps) istället för 10 för det traditionella Ethernet-alternativet. 100BASE-T-tekniken använder ramar av samma format och längd som Ethernet och kräver inga ändringar i övre skiktets protokoll, applikationer eller nätverksoperativsystem på arbetsstationer. Du kan dirigera och byta paket mellan 10 Mbps och 100 Mbps nätverk utan protokollöversättning och tillhörande fördröjningar. Fast Ethernet-tekniken använder CSMA/CD MAC-protokollet för att ge mediaåtkomst. De flesta moderna Ethernet-nätverk är byggda på en stjärntopologi, där hubben är nätverkets centrum och kablar från hubben går till varje dator. Samma topologi används i Fast Ethernet-nätverk, även om nätverksdiametern är något mindre på grund av den högre hastigheten. Fast Ethernet använder oskärmad tvinnad-par-kabel (UTP) som specificeras i IEEE 802.3u-specifikationen för 100BASE-T. Standarden rekommenderar användning av kategori 5-kabel med två eller fyra par plastmantlade ledare. Kategori 5-kablar är certifierade för 100 MHz bandbredd. I 100BASE-TX används ett par för dataöverföring, det andra paret för kollisionsdetektering och mottagning.

Fast Ethernet-standarden definierar tre modifieringar för att arbeta med olika typer av kablar: 100Base TX, 100Base T4 och 100Base FX. Modifieringar 100Base TX och 100Base T4 är designade för tvinnade par, och 100Base FX designades för optisk kabel.

100Base TX-standarden kräver två skärmade eller oskärmade tvinnade par. Ett par är för att sända, det andra för att ta emot. Två stora kabelstandarder uppfyller dessa krav: Kategori 5 Oskärmat Twisted Pair (UTP-5) och IBM Type 1 Shielded Twisted Pair.

Standarden 100Base T4 har mindre restriktiva kabelkrav, eftersom den använder alla fyra paren av en åtta-kärnig kabel: ett par för sändning, ett för mottagning, och de återstående två paren fungerar både för sändning och mottagning. Som ett resultat, i 100Base T4-standarden, kan data tas emot och sändas över tre par. För 100Base T4-nätverk är kategori 3-5 oskärmade partvinnade kablar och typ 1 skärmade partvinnade kablar lämpliga.

Raden av Fast Ethernet- och Ethernet-teknologier gör det enkelt att ta fram rekommendationer för användning: Fast Ethernet är användbart i de organisationer som i stor utsträckning har använt klassiskt Ethernet, men som idag är i behov av ökad bandbredd. Samtidigt bevaras all ackumulerad erfarenhet av Ethernet och, delvis, nätverksinfrastrukturen.

För klassisk Ethernet bestäms nätverkslyssningstiden av det maximala avståndet som en 512-bitars ram kan färdas över nätverket under en tid som är lika med bearbetningstiden för denna ram på arbetsstationen. För ett Ethernet-nätverk är detta avstånd 2500 meter. I ett Fast Ethernet-nätverk kommer samma 512-bitars ram bara färdas 250 meter på den tid det tar att bearbeta den på en arbetsstation.

Fast Ethernets huvudsakliga arbetsområde idag är arbetsgrupps- och avdelningsnätverk. Det är lämpligt att göra övergången till Fast Ethernet gradvis och lämna Ethernet där det gör sitt jobb bra. Ett uppenbart fall där Ethernet inte bör ersättas med Fast Ethernet-teknik är när det är gammalt personliga datorer med ISA-bussen.

Gigabit Ethernet/

denna teknik använder samma ramformat, samma CSMA/CD-mediaåtkomstmetod, samma flödeskontrollmekanismer och samma kontrollobjekt, men Gigabit Ethernet skiljer sig mer från Fast Ethernet än Fast Ethernet är från Ethernet. I synnerhet om Ethernet kännetecknades av en mängd olika överföringsmedier som stöds, vilket gav anledning att säga att det till och med kunde fungera över taggtråd, så i Gigabit Ethernet blir fiberoptiska kablar det dominerande överföringsmediet (detta är naturligtvis långt ifrån från den enda skillnaden , men resten kommer att diskuteras mer i detalj nedan). Dessutom ställer Gigabit Ethernet ojämförligt mer komplexa tekniska utmaningar och ställer mycket högre krav på kabeldragningens kvalitet. Den är med andra ord mycket mindre mångsidig än sina föregångare.

GIGABIT ETHERNET STANDARDER

Huvudinsatsen för IEEE 802.3z Working Group är att definiera de fysiska standarderna för Gigabit Ethernet. Hon tog ANSI X3T11 Fibre Channel-standarden som grund, mer exakt, dess två lägre undernivåer: FC-0 (gränssnitt och överföringsmedium) och FC-1 (kodning och avkodning). Den fysiska mediaspecifika specifikationen för Fibre Channel specificerar för närvarande 1 062 Gigabaud per sekund. I Gigabit Ethernet har detta höjts till 1,25 gigabyte per sekund. Med tanke på 8B/10B-kodningen får vi en dataöverföringshastighet på 1 Gbps.

Teknologiethernet

Ethernet är den mest använda lokala nätverksstandarden idag.

Ethernet är en nätverksstandard baserad på det experimentella Ethernet-nätverket som Xerox utvecklade och implementerade 1975.

1980 utvecklade och publicerade DEC, Intel och Xerox tillsammans Ethernet Revision II-standarden för ett nätverk baserat på koaxialkabel, som blev senaste versionen egen Ethernet-standard. Därför kallas den proprietära versionen av Ethernet-standarden Ethernet DIX-standarden, eller Ethernet II, på grundval av vilken IEEE 802.3-standarden utvecklades.

Baserat på Ethernet-standarden antogs ytterligare standarder: 1995 Fast Ethernet (ett tillägg till IEEE 802.3), 1998 Gigabit Ethernet (avsnitt IEEE 802.3z i huvuddokumentet), som på många sätt inte är oberoende standarder.

För att överföra binär information över en kabel för alla varianter av det fysiska lagret av Ethernet-teknik som ger en genomströmning på 10 Mbit/s, används Manchester-koden (Fig. 3.9).

I Manchester-koden används ett potentialfall, det vill säga fronten av pulsen, för att koda ettor och nollor. I Manchester-kodning är varje klocka uppdelad i två delar. Informationen kodas av potentiella fall som uppstår i mitten av varje cykel. En enhet kodas av en låg-till-hög övergång (stigande flank av pulsen), och en nolla kodas av en omvänd flank (bakkant).

Ris. 3.9. Differentiell Manchester-kodning

Ethernet-standarden (inklusive Fast Ethernet och Gigabit Ethernet) använder samma mediaseparationsmetod, CSMA/CD-metoden.

Varje PC arbetar på Ethernet enligt principen "Lyssna på överföringskanalen innan du skickar meddelanden; lyssna när du skickar; sluta fungera vid störningar och försök igen."

Denna princip kan dechiffreras (förklaras) enligt följande:

1. Ingen får skicka meddelanden medan någon annan redan gör det (lyssna innan du skickar).

2. Om två eller flera avsändare börjar skicka meddelanden i ungefär samma ögonblick kommer deras meddelanden förr eller senare att "krocka" med varandra i kommunikationskanalen, som kallas kollision.

Kollisioner är lätta att känna igen eftersom de alltid producerar en störningssignal som inte ser ut som ett legitimt meddelande. Ethernet kan känna igen störningen och få avsändaren att pausa överföringen och vänta en stund innan meddelandet skickas igen.

Orsaker till Ethernets utbredda och popularitet (fördelar):

1. Billighet.

2. Bra användningserfarenhet.

3. Fortsatt innovation.

4. Stort urval av utrustning. Många tillverkare erbjuder nätverksutrustning baserad på Ethernet.

Nackdelar med Ethernet:

1. Möjligheten för meddelandekollisioner (kollisioner, störningar).

2. När nätverket är hårt belastat är överföringstiden för meddelanden oförutsägbar.

TeknologiTeckenringa

Token Ring-nätverk, liksom Ethernet-nätverk, kännetecknas av ett delat dataöverföringsmedium, som består av kabelsegment som förbinder alla nätverksstationer till en ring. Ringen betraktas som en gemensam delad resurs, och åtkomst till den kräver inte en slumpmässig algoritm, som i Ethernet-nätverk, utan en deterministisk algoritm baserad på överföringen av rätten att använda ringen till stationer i en viss ordning. Denna rättighet förmedlas med hjälp av en ram av ett speciellt format som kallas en token eller token.

Token Ring-teknologin utvecklades av IBM 1984 och lämnades sedan in som ett utkast till standard till IEEE 802-kommittén, som baserat på den antog 802.5-standarden 1985.

Varje PC fungerar i Token Ring enligt principen "Vänta på en markör, om det är nödvändigt att skicka ett meddelande, bifoga det till markören när den passerar förbi. Om markören passerar, ta bort meddelandet från den och skicka markören vidare.

Token Ring-nätverk fungerar med två bithastigheter, 4 och 16 Mbps. Blandning av stationer som arbetar med olika hastigheter i samma ring är inte tillåten.

Token Ring-teknik är en mer sofistikerad teknik än Ethernet. Den har feltoleransegenskaper. Token Ring-nätverket definierar nätverkskontrollprocedurer som används respons ringformad struktur - den skickade ramen återgår alltid till sändningsstationen.

Ris. 3.10. Principen för TOKEN RING-teknik

I vissa fall åtgärdas upptäckta nätverksfel automatiskt, till exempel kan en förlorad token återställas. I andra fall registreras endast fel och deras eliminering utförs manuellt av underhållspersonal.

För att styra nätverket fungerar en av stationerna som en så kallad aktiv monitor. Den aktiva monitorn väljs under ringinitiering som den station med den högsta MAC-adressen. Om den aktiva monitorn misslyckas, upprepas ringinitieringsproceduren och en ny aktiv monitor väljs. Ett Token Ring-nätverk kan innehålla upp till 260 noder.

En token-ringnav kan vara aktiv eller passiv. Ett passivt nav kopplar helt enkelt ihop portar internt så att stationer anslutna till dessa portar bildar en ring. Den passiva MSAU utför inte signalförstärkning eller omsynkronisering.

En aktiv hubb utför signalregenereringsfunktioner och kallas därför ibland för en repeater, som i Ethernet-standarden.

I allmänhet har Token Ring-nätverket en kombinerad stjärnring-konfiguration. Ändnoder är anslutna till MSAU i en stjärntopologi, och själva MSAU:erna kombineras genom speciella Ring In (RI) och Ring Out (RO) portar för att bilda en fysisk ryggradsring.

Alla stationer i ringen måste arbeta med samma hastighet, antingen 4 Mbps eller 16 Mbps. Kablarna som ansluter stationen till navet kallas förgrenskablar (lobkabel), och kablarna som förbinder naven kallas stamkablar.

Token Ring-teknik låter dig använda olika typer av kabel för att ansluta slutstationer och hubbar:

– STP Typ 1 - skärmat tvinnat par (Shielded Twistedpair).
Det är tillåtet att kombinera upp till 260 stationer till en ring med en längd av grenkablar upp till 100 meter;

– UTP Typ 3, UTP Typ 6 - oskärmat tvinnat par (Unshielded Twistedpair). Det maximala antalet stationer reduceras till 72 med fallkablar upp till 45 meter långa;

- fiberoptisk kabel.

Avståndet mellan passiva MSAU:er kan vara upp till 100 m med STP Type 1-kabel och 45 m med UTP Type 3-kabel. Det maximala avståndet mellan aktiva MSAUs ökar till 730 m respektive 365 m beroende på typ av kabel.

Den maximala längden på en Token Ring-ring är 4000 m. Restriktionerna för den maximala ringlängden och antalet stationer i en ring i Token Ring-teknik är inte lika strikta som i Ethernet-teknik. Här är dessa restriktioner främst relaterade till omloppstiden för markören runt ringen.

Alla timeoutvärden på nätverksadaptrarna för Token Ring-nätverksnoder är konfigurerbara, så att du kan bygga ett Token Ring-nätverk med fler stationer och längre ringlängder.

Fördelar med Token Ring-teknik:

Garanterad leverans av meddelanden

hög dataöverföringshastighet (upp till 160 % Ethernet).

Nackdelar med Token Ring-teknik:

Kräver dyra mediaåtkomstenheter;

Tekniken är svårare att implementera;

2 kablar krävs (för att öka tillförlitligheten): en inkommande, den andra utgående från datorn till hubben;

hög kostnad (160-200 % av Ethernet).

TeknologiFDDI

FDDI-tekniken (Fiber Distributed Data Interface) är den första LAN-tekniken där dataöverföringsmediet är en fiberoptisk kabel. Tekniken dök upp i mitten av 80-talet.

FDDI-tekniken är till stor del baserad på Token Ring-teknologi, som stöder en token-passeringsmetod.

FDDI-nätverket är byggt på basen av två fiberoptiska ringar, som bildar huvud- och backupdataöverföringsvägarna mellan nätverksnoder. Att ha två ringar är det främsta sättet att öka motståndskraften i ett FDDI-nätverk, och noder som vill dra fördel av denna ökade tillförlitlighetspotential bör kopplas till båda ringarna.

I nätverkets normala läge passerar data genom alla noder och alla sektioner av kabeln endast den primära (Primära) ringen, detta läge kallas Thru-läget - "genom" eller "transit". Den sekundära ringen (sekundär) används inte i detta läge.

I händelse av något slags fel där en del av primärringen inte kan överföra data (till exempel kabelbrott eller nodfel), slås primärringen samman med sekundärringen och bildar en enda ring igen. Detta läge för nätverksdrift kallas Wrap, det vill säga "viknings" eller "viknings" ringar. Vikningen utförs med hjälp av hubbar och/eller FDDI-nätverksadaptrar.

Ris. 3.11. IVS med två cykliska ringar i nödläge

För att förenkla denna procedur sänds data om primärringen alltid i en riktning (i diagrammen visas denna riktning moturs), och på den sekundära - i motsatt riktning (visas medurs). Därför, när en gemensam ring bildas av två ringar, förblir stationernas sändare fortfarande anslutna till mottagarna på angränsande stationer, vilket gör det möjligt att korrekt sända och ta emot information från angränsande stationer.

FDDI-nätverket kan helt återställa dess funktion i händelse av enstaka fel på dess element. Med flera fel bryts nätverket upp i flera icke-relaterade nätverk.

Ringar i FDDI-nätverk betraktas som ett gemensamt delat dataöverföringsmedium, så en speciell åtkomstmetod är definierad för det. Denna metod ligger mycket nära åtkomstmetoden för Token Ring-nätverk och kallas även för token ring-metoden.

Skillnaderna i åtkomstmetoden är att tokenretentionstiden i FDDI-nätverket inte är ett konstant värde. Denna tid beror på belastningen av ringen - med en liten belastning ökar den, och med stora överbelastningar kan den minska till noll. Dessa ändringar av åtkomstmetod påverkar endast asynkron trafik, vilket inte är avgörande för små bildruteförseningar. För synkron trafik är token-hålltiden fortfarande ett fast värde.

FDDI-teknik stöder för närvarande kabeltyper:

- fiberoptisk kabel;

– Kategori 5 oskärmat tvinnat par. Den senaste standarden kom senare än den optiska och kallas TP-PMD (Physical Media Dependent).

Optisk fiberteknik tillhandahåller de nödvändiga medlen för att överföra data från en station till en annan över en optisk fiber och bestämmer:

Användning av 62,5/125 µm multimod fiberoptisk kabel som det huvudsakliga fysiska mediet;

Krav på optisk signaleffekt och maximal dämpning mellan nätverksnoder. För standard multi-mode-kabel leder dessa krav till en avståndsgräns på 2 km mellan noder, och för single-mode-kabel ökar avståndet till 10-40 km, beroende på kabelns kvalitet;

Krav på optiska bypass-omkopplare och optiska sändtagare;

Parametrar för optiska kontakter MIC (Media Interface Connector), deras märkning;

Används för att sända ljus med en våglängd på 1,3 nm;

Den maximala totala längden på en FDDI-ring är 100 kilometer, det maximala antalet dubbelanslutna stationer i ringen är 500.

FDDI-tekniken utvecklades för användning i kritiska områden av nätverk - på stamnätsanslutningar mellan stora nätverk, som att bygga nätverk, samt för att ansluta högpresterande servrar till ett nätverk. Därför hade utvecklarnas huvudkrav ( värdighet):

- säkerställa en hög dataöverföringshastighet,

- feltolerans på protokollnivå;

- stora avstånd mellan nätverksnoder och ett stort antal anslutna stationer.

Alla dessa mål har uppnåtts. Som ett resultat visade sig FDDI-tekniken vara av hög kvalitet, men mycket dyr ( fel). Inte ens införandet av ett billigare twisted-pair-alternativ har minskat kostnaden för att ansluta en enda nod till ett FDDI-nätverk avsevärt. Därför har praxis visat att det huvudsakliga tillämpningsområdet för FDDI-teknik har blivit ryggraden i nätverk som består av flera byggnader, såväl som nätverk i en storstads skala, det vill säga MAN-klassen.

TeknologiSnabbethernet

Behovet av höghastighets- men ändå lågkostnadsteknik för att koppla kraftfulla arbetsstationer till ett nätverk ledde i början av 90-talet till skapandet av en initiativgrupp som letade efter ett nytt Ethernet, en teknik som var lika enkel och effektiv, men som fungerade på 100 Mbps.

Experter delade sig i två läger, vilket så småningom ledde till uppkomsten av två standarder som antogs hösten 1995: 802.3-kommittén godkände Fast Ethernet-standarden, som nästan helt upprepar 10 Mbps Ethernet-teknik.

Fast Ethernet-tekniken höll CSMA/CD-accessmetoden intakt och lämnade samma algoritm och samma tidsparametrar i bitintervall (selva bitintervallet minskade med 10 gånger). Alla skillnader mellan Fast Ethernet och Ethernet manifesteras på den fysiska nivån.

Fast Ethernet-standarden definierar tre fysiska lagerspecifikationer:

- 100Base-TX för 2 par UTP Kategori 5 eller 2 par STP Typ 1 (4V/5V kodningsmetod);

- l00Base-FX för multi-mode fiberoptisk kabel med två optiska fibrer (4V/5V kodningsmetod);

- 100Base-T4, som fungerar på 4 par av UTP kategori 3, men använder endast tre par för överföring åt gången, och det återstående paret för kollisionsdetektering (8B/6T-kodningsmetod).

l00Base-TX/FX-standarder kan fungera i full duplex-läge.

Den maximala diametern för ett Fast Ethernet-nätverk är cirka 200 m, och mer exakta värden beror på specifikationen för den fysiska miljön. I Fast Ethernet-kollisionsdomänen tillåts inte mer än en klass I-repeater (som tillåter översättning av 4V/5V-koder till 8V/6T-koder och vice versa) och inte mer än två klass II-repeater (som inte tillåter översättning av koder).

Snabb Ethernet-teknik när du arbetar på ett tvinnat par tillåter två portar att välja det mest effektiva driftsättet på grund av den automatiska förhandlingsproceduren - hastighet på 10 Mbps eller 100 Mbps, såväl som halv-duplex eller full-duplex-läge.

Gigabit Ethernet-teknik

Gigabit Ethernet lägger till ett nytt steg på 1000 Mbps till Ethernet-familjens hastighetshierarki. Detta steg gör att du effektivt kan bygga stora lokala nätverk, där kraftfulla servrar och stamnät på de lägre nivåerna av nätverket arbetar med en hastighet av 100 Mbps, och Gigabit Ethernet-stamnätet ansluter dem, vilket ger en tillräckligt stor genomströmningsmarginal.

Utvecklarna av Gigabit Ethernet-teknik har behållit en stor grad av kontinuitet med Ethernet- och Fast Ethernet-teknologier. Gigabit Ethernet använder samma ramformat som tidigare versioner Ethernet fungerar i full-duplex och halv-duplex-lägen och stöder samma CSMA/CD-åtkomstmetod på ett delat medium med minimala ändringar.

För att säkerställa en acceptabel maximal nätverksdiameter på 200 m i halvduplex-läge ökade teknikutvecklarna den minsta ramstorleken med 8 gånger (från 64 till 512 byte). Det är också tillåtet att sända flera ramar i rad, utan att frigöra mediet, med ett intervall på 8096 byte, då behöver ramarna inte utfyllas till 512 byte. De återstående parametrarna för åtkomstmetoden och den maximala ramstorleken förblev oförändrade.

Sommaren 1998 antogs standarden 802.3z, som definierar användningen av tre typer av kabel som ett fysiskt medium:

- multimode fiberoptik (avstånd upp till 500 m),

- enkellägesfiberoptik (avstånd upp till 5000 m),

- dubbel koaxial (twinax), genom vilken data överförs samtidigt över två skärmade kopparledare på ett avstånd av upp till 25 m.

En 802.3ab ad hoc-grupp har bildats för att utveckla en Gigabit Ethernet över kategori 5 UTP-variant och har redan utvecklat ett utkast till standard för drift över 4 UTP kategori 5-par. Antagande av denna standard förväntas inom en snar framtid.

Enkel installation.

En välkänd och mest utbredd nätverksteknik.

Lågpris nätverkskort.

Möjlighet att implementera med olika typer av kabel- och kabelsystem.

Nackdelar med ett Ethernet-nätverk

Minskad verklig dataöverföringshastighet i ett hårt belastat nätverk, upp till dess fullständiga stopp, på grund av konflikter i dataöverföringsmiljön.

Svårigheter med felsökning: när en kabel går sönder, misslyckas hela LAN-segmentet, och det är ganska svårt att lokalisera en felaktig nod eller nätverkssektion.

Kort beskrivning av Fast Ethernet.

snabb ethernet (Fast Ethernet) är en höghastighetsteknik som föreslagits av 3Com för implementering av ett Ethernet-nätverk med en dataöverföringshastighet på 100 Mbps, som i maximal utsträckning behöll funktionerna hos 10-Mbit Ethernet (Ethernet-10) och implementerade i formen av 802.3u-standarden (mer exakt, tillägg till standarden 802.3 som kapitel 21 till 30). Åtkomstmetoden är densamma som i Ethernet-10 - MAC-lager CSMA/CD, som tillåter användning av äldre mjukvara och nätverkshanteringsverktyg för Ethernet.

Alla skillnader mellan Fast Ethernet och Ethernet-10 är koncentrerade till det fysiska lagret. 3 typer av kabelsystem används:

multimode FOC (2 fibrer används);

Nätverksstruktur- hierarkiskt träd, byggt på nav (som 10Base-T och 10Base-F), eftersom ingen koaxialkabel används.

Nätverksdiameter Fast Ethernet reduceras till 200 meter, vilket förklaras av en 10-faldig minskning av överföringstiden för minsta ramlängd på grund av en 10-faldig ökning av överföringshastigheten jämfört med Ethernet-10. Det är dock möjligt att bygga stora nätverk baserade på Fast Ethernet-teknik, på grund av den utbredda användningen av billiga höghastighetsteknologier, samt den snabba utvecklingen av switchbaserade LAN. När du använder switchar kan Fast Ethernet-protokollet fungera i full duplex-läge, där det inte finns några begränsningar för nätverkets totala längd, utan endast restriktioner för längden på de fysiska segment som ansluter angränsande enheter (adapter-till-switch eller switch). -att växla) kvar.

IEEE 802.3u-standarden definierar tre fysiska lagerspecifikationer för Fast Ethernet som är inkompatibla med varandra:

100Base-TX - dataöverföring över två oskärmade par av kategori 5 (2 par av UTP kategori 5 eller STP typ 1);

100Base-T4- Dataöverföring över fyra oskärmade par av kategori 3, 4, 5 (4 par av UTP-kategori 3, 4 eller 5);

100Base-FX- dataöverföring över två fibrer i en multimod FOC.

Vad är överföringstiden för den minsta (maximala) längden på ramen (inklusive ingressen) i bitintervall för ett 10 Mbps Ethernet-nätverk?

? 84 / 1538

Vad är PDV (PVV)?

PDV - tiden under vilken kollisionssignalen har tid att fortplanta sig från den längsta noden i nätverket - tiden för en dubbelsväng (Path Delay Value)

PVV - minskning av interframe-intervallet (Path Variability Value)

Vad är gränsen för PDV (PVV)?

PDV - inte mer än 575 bitars intervall

PVV - när en sekvens av ramar skickas genom alla repeatrar, bör det inte finnas mer än 49 bitars intervall

Hur många bitintervall är tillräckliga säkerhetsmarginaler för PDV? 4

När behöver du beräkna det maximala antalet repeaters och den maximala nätverkslängden? Varför inte bara tillämpa reglerna för 5-4-3 eller 4-nav?

När olika typer av överföringsmedia

Lista huvudvillkoren för korrekt funktion av ett Ethernet-nätverk som består av segment av olika fysisk karaktär.

antal stationer högst 1024

längden på alla grenar är inte mer än standarden

PDV inte mer än 575

PVV - när en sekvens av ramar skickas genom alla repeatrar, bör det inte finnas mer än 49 bitars intervall

Vad menas med segmentbas vid beräkning av PDV?

Förseningar introducerade av Repeaters

Var är den värsta kollisionen av ramar: i höger, vänster eller mellansegment?

Till höger - ta emot

När är det nödvändigt att beräkna PDV två gånger? Varför?

Om segmentlängden är annorlunda vid de avlägsna kanterna av nätverket, sedan de har olika basfördröjningsvärden.

Kort beskrivning av Token Ring LAN.

token ring (token ring) - En nätverksteknik där stationer endast kan sända data när de äger en token som kontinuerligt cirkulerar runt ringen.

Det maximala antalet stationer i en ring är 256.

Det maximala avståndet mellan stationerna beror på typen av överföringsmedium (kommunikationslinje) och är:

Upp till 8 ringar (MSAU) kan överbryggas.

Den maximala nätverkslängden beror på konfigurationen.

Syfte med nätverksteknik Token Ring.

Token Ring-nätverket föreslogs av IBM 1985 (den första versionen dök upp 1980). Syftet med Token Ring var att nätverka alla typer av datorer tillverkade av företaget (från PC till stordatorer).

Vilken internationell standard definierar Token Ring-nätverksteknik?

Token Ring är för närvarande den internationella standarden IEEE 802.5.

Hur mycket bandbredd tillhandahålls på ett Token Ring LAN?

Det finns två varianter av denna teknik, som ger dataöverföringshastigheter på 4 respektive 16 Mbps.

Vad är en MSAU?

MSAU-hubben är en fristående enhet med 8 platser för att ansluta datorer med adapterkablar och två ändplatser för anslutning till andra hubb med stamkablar.

Flera MSAU:er kan strukturellt kombineras till en grupp (kluster/kluster), inom vilken abonnenter är anslutna i en ring, vilket tillåter att öka antalet abonnenter som är anslutna till en central.

Varje adapter ansluts till MSAU med hjälp av två flerriktade länkar.

Rita strukturen och beskriv driften av ett Token Ring LAN baserat på en (flera) MSAU.

En - se ovan

Flera - (fortsättning) ... Samma två flerriktade kommunikationslinjer som ingår i trunkkabeln kan anslutas till MSAU i en ring (Fig.3.3), till skillnad från en enkelriktad trunkkabel, som visas i Fig.3.2.

Varje LAN-nod tar emot en ram från en angränsande nod, återställer signalnivåer till nominella nivåer och skickar ramen vidare till nästa nod.

Den sända ramen kan innehålla data eller vara en markör, vilket är en speciell tjänst 3-byte ram. Noden som äger token har rätt att överföra data.

När en dator behöver sända en ram, väntar dess adapter på token och konverterar den sedan till en ram som innehåller data genererad enligt protokollet för motsvarande lager, och överför den till nätverket. Paketet färdas över nätverket från adapter till adapter tills det når destinationen, vilket ställer in vissa bitar i paketet för att bekräfta att ramen togs emot av destinationen och vidarebefordrar den till nätverket. Paketet fortsätter att röra sig genom nätverket tills det återgår till sändningsnoden, som kontrollerar korrekt överföring. Om ramen sändes till destinationen utan fel, skickar noden token till nästa nod. Således är ramkollisioner inte möjliga på ett token-passerande LAN.

Vad är skillnaden mellan den fysiska topologin för ett Token Ring LAN och det logiska?

Den fysiska tokenring-topologin kan implementeras på två sätt:

1) "stjärna" (fig. 3.1);

Den logiska topologin i alla lägen är en "ring". Paketet skickas från nod till nod runt ringen tills det återvänder till noden där det har sitt ursprung.

dra möjliga alternativ Token Ring LAN-strukturer.

1) "stjärna" (fig. 3.1);

2) "expanderad ring" (Fig. 3.2).

Kort beskrivning av den funktionella organisationen av Token Ring LAN. Se #93

Konceptet och funktionerna för en aktiv monitor i ett Token Ring LAN.

Vid initialisering av ett Token Ring LAN tilldelas en av arbetsstationerna som aktiv monitor , som är tilldelad ytterligare kontrollfunktioner i ringen:

temporär kontroll i den logiska ringen för att identifiera situationer associerade med förlusten av token;

generering av en ny token efter att tokenförlust har upptäckts;

bildandet av diagnosramar under vissa omständigheter.

När en aktiv bildskärm misslyckas tilldelas en ny aktiv bildskärm från en mängd andra datorer.

Vilket läge (metod) för att skicka token används i Token Ring LAN med en hastighet på 16 Mbps?

För att öka nätverkets prestanda i Token Ring med en hastighet av 16 Mbps, den sk tidigt token pass-läge (Early Token Release - ETR), i vilken RS sänder token till nästa RS omedelbart efter sändningen av dess ram. I detta fall har nästa RS möjlighet att sända sina ramar utan att vänta på slutförandet av överföringen av den ursprungliga RS.

Lista de typer av ramar som används i Token Ring LAN.

markör; dataram; avslutningssekvens.

Rita och förklara formatet för markören (dataram, avslutningssekvens) för Token Ring LAN.

Markörformat

KO - slutbegränsare - [ J | K | 1 | J | K | 1 | PC | OO]

Dataramformat

SPK - ramstartsekvens

MEN - initial avgränsare - [ J|K| 0 |J|K| 0 | 0 | 0]

AP - åtkomstkontroll - [ P|P|P|T|M|R|R|R]

Storbritannien - personalhantering

AH - destinationsadress

AI - källadress

Data - datafält

CS - kontrollsumma

PKK - ett tecken på slutet av ramen

KO - slutbegränsare

SC - ramstatus

Kompletteringssekvensformat

Strukturen för "åtkomstkontroll"-fältet i LAN Token Ring-ramen.

UD- åtkomstkontroll(Åtkomstkontroll) - har följande struktur: [ P | P | P | T | M | R | R | R ] , där PPP - prioritetsbitar;

nätverksadaptern har förmågan att tilldela prioriteringar till markören och dataramarna genom att skriva i prioritetsbitfältet för prioritetsnivån i form av siffror från 0 till 7 (7 är högsta prioritet); RS har rätt att sända ett meddelande endast om dess egen prioritet inte är lägre än prioritet för den token den mottagit; T- markörbit: 0 för markör och 1 för dataram; M- monitorbit: 1 om ramen överfördes av den aktiva monitorn och 0 annars; när den aktiva monitorn tar emot en ram med en monitorbit inställd på 1, har meddelandet eller token förbigått LAN:et utan att hitta en destination; RRR- reservationsbitar används i samband med prioritetsbitar; RS kan reservera ytterligare användning av nätet genom att placera dess prioritetsvärde i reservationsbitarna om dess prioritet är högre än det aktuella värdet för reservationsfältet;

efter det, när den sändande noden, efter att ha mottagit den returnerade dataramen, genererar en ny token, sätter den sin prioritet lika med värdet av reservationsfältet för den tidigare mottagna ramen; således kommer token att skickas till den nod som har satt högsta prioritet i reservationsfältet;

Tilldelningen av prioritetsbitarna (markörbit, monitorbit, reservationsbitar) för åtkomstkontrollfältet i Token Ring LAN-token. Se ovan

Vad är skillnaden mellan MAC-lagerramar och LLC-lagerramar?

Storbritannien- personaladministration(Frame Control - FC) definierar ramtypen (MAC eller LLC) och MAC-kontrollkoden; ett enbytefält innehåller två områden:

Var FF- format (typ) av ramen: 00 - för en ram av MAC-typ; 01 - för LLC nivåram; (värden 10 och 11 är reserverade); 00 - oanvända reservbitar; CCCC- MAC MAC-ramkod (fysiskt kontrollfält), som bestämmer vilken typ (definierad av IEEE 802.5-standarden) MAC-lagerkontrollramar den tillhör;

Vilket fält i dataramen indikerar tillhörigheten till typen av MAC (LLC)? I CC-fältet (se ovan)

Längden på datafältet i LAN Token Ring-ramar.

Det finns ingen speciell gräns för längden på datafältet, även om det i praktiken uppstår på grund av begränsningar av den tillåtna tiden för nätverksockupation av en enskild arbetsstation och är 4096 byte och kan nå 18 KB för ett nätverk med en överföringshastighet på 16 Mbps.

Vilken ytterligare information och varför innehåller LAN Token Ring-ramslutavgränsaren?

KO - den sista begränsaren, som innehåller, förutom en unik sekvens av elektriska impulser, ytterligare två områden 1 bit långa vardera:

mellan bit (Intermediate Frame), som tar värdena:

1 om denna ram är en del av en multipaketöverföring,

0 om ramen är den sista eller bara en;

upptäckt felbit (Felupptäckt), som är inställd på 0 vid tidpunkten för bildframställning i källan och kan ändras till 1 om ett fel upptäcks när det passerar genom nätverksnoderna; efter det vidarebefordras ramen utan felkontroll i efterföljande noder tills den når källnoden, som i detta fall kommer att försöka sända ramen igen;

Hur fungerar Token Ring-nätverket om "felupptäckt bit" i ramslutavgränsaren är "1"?

efter det vidarebefordras ramen utan felkontroll i efterföljande noder tills den når källnoden, som i detta fall kommer att försöka sända ramen igen;

Strukturen för "paketstatus"-fältet för Token Ring LAN-dataramen.

SC- (stat) ramstatus(Frame Status - FS) - ett enbytefält som innehåller 4 reserverade bitar (R) och två interna fält:

adressigenkänningsbit (indikator) (A);

paketkopieringsbit (indikator) (C): [ ACRRACRR]

Eftersom kontrollsumman inte täcker SP-fältet, dupliceras varje enbitsfält i byten för att säkerställa datas giltighet.

Den sändande noden sätter bitar till 0 A Och MED.

Den mottagande noden, efter att ha tagit emot ramen, ställer in biten A i 1.

Om, efter att ha kopierat ramen till bufferten för den mottagande noden, inga fel hittades i ramen, då MEDäven inställd på 1.

Således är tecknet på en framgångsrik ramöverföring returen av ramen till källan med bitar: A=1 och MED=1.

A=0 betyder att destinationsstationen inte längre är online eller att PC:n har misslyckats (avstängd).

A=1 Och C=0 betyder att ett fel inträffade på ramvägen från källa till destination (detta kommer också att ställa in feldetekteringsbiten i den avslutande avgränsaren till 1).

A=1, C=1 och en feldetekteringsbit = 1 betyder att ett fel inträffade på ramens returväg från destinationen till källan, efter att ramen framgångsrikt tagits emot av destinationsnoden.

Vad indikerar "adressigenkänningsbiten" ("paket-till-buffertbit") på 1 (0)?- Se ovan

Det maximala antalet stationer i ett Token Ring LAN är...?-256

Vad är det maximala avståndet mellan stationer i ett Token Ring LAN?

Det maximala avståndet mellan stationerna beror på typen av överföringsmedium

(kommunikationslinjer) och är:

100 meter - för tvinnat par (UTP kategori 4);

150 meter - för tvinnat par (IBM typ 1);

3000 meter - för fiberoptisk multimodkabel.

Fördelar och nackdelar med Token Ring.

Fördelar med Token Ring:

inga konflikter i dataöverföringsmediet;

garanterad åtkomsttid för alla nätverksanvändare;

Token Ring-nätverket fungerar bra under tung belastning, upp till 100 % belastning, till skillnad från Ethernet, där åtkomsttiden ökar markant redan vid en belastning på 30 % eller mer; detta är extremt viktigt för realtidsnätverk;

en större tillåten storlek på överförd data i en ram (upp till 18 KB), jämfört med Ethernet, säkerställer effektivare nätverksdrift vid överföring av stora mängder data;

den faktiska dataöverföringshastigheten i ett Token Ring-nätverk kan visa sig vara högre än i ett vanligt Ethernet (den faktiska hastigheten beror på hårdvarufunktionerna hos de adaptrar som används och på nätverksdatorernas hastighet).

Nackdelar med Token Ring:

högre kostnad för Token Ring-nätverk jämfört med Ethernet eftersom:

dyrare adaptrar på grund av det mer komplexa Token Ring-protokollet;

ytterligare kostnader för förvärvet av MSAU-koncentratorer;

den mindre storleken på Token Ring-nätverket jämfört med Ethernet;

behovet av att kontrollera markörens integritet.

I vilka LAN finns det inga konflikter i dataöverföringsmediet (garanterad åtkomsttid för alla nätverksanvändare tillhandahålls)?

På ett LAN med marköråtkomst

Kort beskrivning av FDDI LAN.

Det maximala antalet stationer i ringen är 500.

Nätverkets maximala längd är 100 km.

Överföringsmedium - fiberoptisk kabel (tvinnat par är möjligt).

Det maximala avståndet mellan stationerna beror på typen av överföringsmedium och är:

2 km - för fiberoptisk multimodkabel.

50 (40?) km - för fiberoptisk singelmodskabel;

100 m - för tvinnat par (UTP kategori 5);

100 m - för tvinnat par (IBM typ 1).

Åtkomstmetod - markör.

Dataöverföringshastigheten är 100 Mbps (200 Mbps för duplexöverföring).

Begränsningen av nätverkets totala längd beror på begränsningen av tiden för fullständig passage av signalen runt ringen för att säkerställa den maximala tillåtna åtkomsttiden. Det maximala avståndet mellan abonnenter bestäms av dämpningen av signalerna i kabeln.

Vad står förkortningen FDDI för?

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) är en av de första höghastighets-LAN-teknikerna.

Syfte med nätverksteknik FDDI.

FDDI-standarden är fokuserad på höga dataöverföringshastigheter - 100 Mbps. Denna standard utformades för att vara så nära standarden IEEE 802.5 Token Ring som möjligt. Små skillnader från denna standard bestäms av behovet av att tillhandahålla högre dataöverföringshastigheter över långa avstånd.

FDDI-teknik involverar användningen av optisk fiber som överföringsmedium, vilket ger:

hög tillförlitlighet;

omkonfigurationsflexibilitet;

hög dataöverföringshastighet - 100 Mbps;

långa avstånd mellan stationer (för multimodfiber - 2 km; för singelmodsfiber vid användning av laserdioder - upp till 40 km; maximal längd på hela nätverket är 200 km).

Hur mycket bandbredd är tillgänglig på ett FDDI LAN?

Ethernet som består av segment olika typer, många frågor uppstår, främst relaterade till den maximalt tillåtna storleken (diametern) på nätverket och det maximala antalet olika element. Nätverket fungerar bara om utbredningsfördröjning signalen i den kommer inte att överskrida gränsvärdet. Detta bestäms av valet valutakontrollmetod CSMA/CD baserad på kollisionsdetektering och upplösning.

Först och främst bör det noteras att två huvudtyper av mellanliggande enheter används för att erhålla komplexa Ethernet-konfigurationer från enskilda segment:

• Repeaternav (hubbar) är en uppsättning repeatrar och separerar inte logiskt de segment som är anslutna till dem på något sätt;
• Växlar överföringsinformation mellan segment, men överför inte konflikter från segment till segment.

Vid användning av mer komplexa switchar löses konflikter i enskilda segment på plats, i själva segmenten, men sprider sig inte genom nätverket, som i fallet med enklare repeater-hubbar. Detta är av grundläggande betydelse för att välja en Ethernet-nätverkstopologi, eftersom CSMA / CD-åtkomstmetoden som används i den förutsätter närvaron av konflikter och deras lösning, och den totala längden av nätverket bestäms exakt av storleken på konfliktzonen. kollisionsdomän. Användningen av ett repeaternav delar således inte konfliktzonen, medan varje kopplingsnav delar upp konfliktzonen i delar. När du använder en switch är det nödvändigt att utvärdera prestandan för varje nätverkssegment separat, och när du använder repeaterhubbar, för nätverket som helhet.

I praktiken används repeaternav mycket oftare, eftersom de är både enklare och billigare. Därför i framtiden vi ska prata exakt om dem.

Det finns två huvudmodeller som används för att välja och utvärdera en Ethernet-konfiguration.

Modell 1-regler

Den första modellen formulerar en uppsättning regler som en nätverksdesigner måste följa vid anslutning av enskilda datorer och segment:

1. En repeater eller hubb ansluten till ett segment minskar det maximalt tillåtna antalet abonnenter som är anslutna till segmentet med en.
2. Den fullständiga vägen mellan två abonnenter får inte inkludera fler än fem segment, fyra hubbar (repeterare) och två sändtagare (MAU).
3. Om vägen mellan abonnenter består av fem segment och fyra hubbar (repeaters), bör antalet segment som abonnenter är anslutna till inte överstiga tre, och de återstående segmenten ska helt enkelt ansluta hubbar (repeaters) till varandra. Detta är den redan nämnda "5-4-3-regeln".
4. Om vägen mellan abonnenter består av fyra segment och tre hubbar (repeaters), måste följande villkor uppfyllas:
   • den maximala längden på det fiberoptiska kabelsegmentet 10BASE-FLanslutningsnav (repeaters) bör inte överstiga 1000 meter;
   • den maximala längden på det fiberoptiska kabelsegmentet 10BASE-FL som ansluter nav (repeaters) med datorer bör inte överstiga 400 meter;
   • datorer kan anslutas till alla segment.

Om du följer dessa regler kan du vara säker på att nätverket kommer att fungera. Inga ytterligare beräkningar krävs i detta fall. Man tror att överensstämmelse med dessa regler garanterar en acceptabel mängd signalfördröjning i nätverket.

När du organiserar interaktionen mellan noder i lokala nätverk tilldelas huvudrollen länklagerprotokollet. Men för att länkskiktet ska klara denna uppgift måste strukturen av lokala nätverk vara ganska specifik, till exempel är det mest populära länkskiktsprotokollet - Ethernet - utformat för parallellanslutning av alla nätverksnoder till en gemensam buss för dem - en bit koaxialkabel. Ett liknande tillvägagångssätt är att använda enkla strukturer kabelanslutningar mellan datorer i ett lokalt nätverk, motsvarade det huvudmål som utvecklarna av de första lokala nätverken satte upp under andra hälften av 70-talet. Målet var att hitta en enkel och billig lösning för att koppla flera dussin datorer i samma byggnad till ett datornätverk.

I utvecklingen av Ethernet-teknik har höghastighetsalternativ skapats: IEEE802.3u/Fast Ethernet och IEEE802.3z/Gigabit Ethernet.

Snabb Ethernet-teknikär en evolutionär utveckling av klassisk Ethernet-teknik. Dess främsta fördelar är:

1) ökning av bandbredden för nätverkssegment upp till 100 Mb/s;

2) bevarande av Ethernet-metoden för direktåtkomst;

3) bibehålla nätverkens stjärntopologi och stödja traditionella dataöverföringsmedia - tvinnat par och fiberoptisk kabel.

Dessa egenskaper möjliggör en gradvis övergång från 10Base-T-nätverk - den populäraste Ethernet-varianten idag - till höghastighetsnätverk som upprätthåller betydande kontinuitet med välkänd teknik: Fast Ethernet kräver ingen radikal omskolning av personal och utbyte av utrustning i alla nätverksnoder. Den officiella 100Base-T (802.3u)-standarden har fastställt tre olika specifikationer för det fysiska lagret (när det gäller OSI-modellen med sju lager) för att stödja följande typer av kablar:

1) 100Base-TX för tvåpars UTP Kategori 5 oskärmad partvinnad kabel eller STP Typ 1 skärmad partvinnad kabel;

2) 100Base-T4 för 4-par UTP Kategori 3, 4 eller 5 oskärmad partvinnad kabel;

3) 100Base-FX för multimodfiber.

Gigabit Ethernet 1000Base-T, baserat på tvinnat par och fiberoptisk kabel. Eftersom Gigabit Ethernet-tekniken är kompatibel med 10 Mbps och 100 Mbps Ethernet, är enkel migrering till denna teknik utan att investera mycket i mjukvara, kablage och personalutbildning.

Gigabit Ethernet-teknik är en förlängning av IEEE 802.3 Ethernet som använder samma paketstruktur, format och stöd för CSMA/CD-protokoll, full duplex, flödeskontroll och mer, samtidigt som det teoretiskt ger en tiofaldig ökning av prestanda. CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection - multipelaccess med bärarkontroll och kollisionsdetektion) är en teknik för multipelåtkomst till ett gemensamt överföringsmedium i ett lokalt datornät med kollisionskontroll. CSMA/CD hänvisar till decentraliserade slumpmässiga metoder. Det används både i konventionella nätverk som Ethernet och i höghastighetsnätverk (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Även kallad nätverksprotokoll, som använder CSMA/CD-schemat. CSMA/CD-protokollet arbetar vid datalänklagret i OSI-modellen.

Gigabit Ethernet - ger en överföringshastighet på 1000 Mbps. Det finns följande modifieringar av standarden:

1) 1000BASE-SX - Använder fiberoptisk kabel med en ljusvåglängd på 850nm.

2) 1000BASE-LX - Använder 1300nm fiberoptisk kabel.

Ethernet-nätverket är det mest utbredda bland standardnätverk. Den dök upp 1972 och blev 1985 den internationella standarden. Det antogs av de största internationella: IEEE Committee 802 (Institute of Electrical and Electronic Engineers) och ECMA (European Computer Manufacturers Association).

Standarden heter IEEE 802.3 (läs på engelska som "eight oh two dot three"). Den definierar multipel buss-typ mono-kanal åtkomst med kollisionsdetektering och överföringskontroll, dvs med den redan nämnda CSMA/CD åtkomstmetoden.

Huvudfunktioner i den ursprungliga IEEE 802.3-standarden:

topologi - buss;

överföringsmedium - koaxialkabel;

Överföringshastighet - 10 Mbps;

Nätverkets maximala längd är 5 km;

· maximalt antal abonnenter – upp till 1024;

längd på nätverkssegmentet - upp till 500 m;

· antal abonnenter på ett segment – ​​upp till 100;

· åtkomstmetod – CSMA/CD;

smalbandsöverföring, det vill säga utan modulering (monokanal).

Strängt taget finns det mindre skillnader mellan IEEE 802.3- och Ethernet-standarderna, men de ignoreras vanligtvis.

Ethernet-nätverket är nu det mest populära i världen (mer än 90% av marknaden), förmodligen kommer det att förbli så under de kommande åren. Detta underlättades till stor del av det faktum att nätverkets egenskaper, parametrar, protokoll var öppna från början, vilket resulterade i att ett stort antal tillverkare runt om i världen började producera Ethernet-utrustning som var helt kompatibel med varandra .

I ett klassiskt Ethernet-nätverk användes en 50-ohms koaxialkabel av två typer (tjock och tunn). Men nyligen (sedan början av 90-talet), den mest använda versionen av Ethernet, som använder tvinnade par som överföringsmedium. En standard har också definierats för användning i ett fiberoptiskt kabelnät. Lämpliga tillägg har gjorts till den ursprungliga IEEE 802.3-standarden för att hantera dessa ändringar. 1995 dök en ytterligare standard upp för en snabbare version av Ethernet som arbetar med en hastighet av 100 Mbps (det så kallade Fast Ethernet, IEEE 802.3u-standarden), med tvinnad par eller fiberoptisk kabel som överföringsmedium. 1997 dök en version för en hastighet på 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, IEEE 802.3z-standard) upp.

Utöver standardbusstopologin används i allt större utsträckning passiva stjärn- och passiva trädtopologier. Detta förutsätter användningen av repeaters och repeaterhubbar som förbinder olika delar (segment) av nätverket. Som ett resultat kan en trädliknande struktur bildas på segment av olika typer (Fig. 7.1).

En klassisk buss eller en enda abonnent kan fungera som ett segment (del av nätverket). För busssegment används en koaxialkabel och för passiva stjärnbalkar (för anslutning till ett nav enstaka datorer) - tvinnat par och fiberoptisk kabel. Huvudkravet för den resulterande topologin är att det inte finns några slutna vägar (slingor) i den. I själva verket visar det sig att alla abonnenter är anslutna till en fysisk buss, eftersom signalen från var och en av dem sprider sig åt alla håll samtidigt och inte återvänder (som i en ring).

Den maximala kabellängden för nätverket som helhet (den maximala signalvägen) kan teoretiskt nå 6,5 kilometer, men praktiskt taget inte överstiga 3,5 kilometer.

Ris. 7.1. Klassisk Ethernet-nätverkstopologi.

Fast Ethernet-nätverket tillhandahåller ingen fysisk busstopologi, endast en passiv stjärna eller passivt träd används. Dessutom har Fast Ethernet mycket strängare krav på nätverkets maximala längd. När allt kommer omkring, om överföringshastigheten ökas med 10 gånger och paketformatet bevaras, blir dess minimilängd tio gånger kortare. Således reduceras det tillåtna värdet för den dubbla signalens transittid genom nätverket med en faktor 10 (5,12 µs mot 51,2 µs i Ethernet).

Manchester-standardkoden används för att överföra information på ett Ethernet-nätverk.

Tillgång till Ethernet-nätverket utförs enligt den slumpmässiga CSMA / CD-metoden, vilket säkerställer jämlikhet mellan abonnenter. Nätverket använder paket med variabel längd.

För ett Ethernet-nätverk som arbetar med en hastighet av 10 Mbit/s, definierar standarden fyra huvudtyper av nätverkssegment orienterade mot olika informationsöverföringsmedia:

· 10BASE5 (tjock koaxialkabel);

· 10BASE2 (tunn koaxialkabel);

· 10BASE-T (tvinnat par);

· 10BASE-FL (fiberoptisk kabel).

Namnet på segmentet innehåller tre element: siffran "10" betyder en överföringshastighet på 10 Mbps, ordet BASE - överföring i basbandet (det vill säga utan högfrekvent signalmodulering) och det sista elementet - det tillåtna segmentlängd: "5" - 500 meter, "2" - 200 meter (mer exakt, 185 meter) eller typen av kommunikationslinje: "T" - twisted pair (från engelska "twisted-pair"), "F" - fiberoptisk kabel (från engelskan "fiberoptic").

På liknande sätt, för ett Ethernet-nätverk som arbetar med en hastighet av 100 Mbps (Fast Ethernet), definierar standarden tre typer av segment, som skiljer sig åt i typerna av överföringsmedia:

100BASE-T4 (quad twisted pair);

· 100BASE-TX (dubbla tvinnade par);

· 100BASE-FX (fiberoptisk kabel).

Här betyder siffran "100" en överföringshastighet på 100 Mbps, bokstaven "T" - tvinnat par, bokstaven "F" - fiberoptisk kabel. Typerna 100BASE-TX och 100BASE-FX klumpas ibland ihop under namnet 100BASE-X, och 100BASE-T4 och 100BASE-TX under namnet 100BASE-T.

Token ring nätverk

Token-Ring-nätverket (markeringsring) föreslogs av IBM 1985 (den första versionen dök upp 1980). Det var tänkt att nätverka alla typer av datorer tillverkade av IBM. Just det faktum att det stöds av IBM, den största tillverkaren av datorutrustning, tyder på att det måste ägnas särskild uppmärksamhet. Men lika viktigt är att Token-Ring för närvarande är den internationella standarden IEEE 802.5 (även om det finns mindre skillnader mellan Token-Ring och IEEE 802.5). Detta sätter nätverket i nivå med Ethernet i status.

Token-Ring utvecklades som ett pålitligt alternativ till Ethernet. Och även om Ethernet nu ersätter alla andra nätverk kan Token-Ring inte anses vara hopplöst föråldrad. Mer än 10 miljoner datorer runt om i världen är anslutna till detta nätverk.

Token-Ring-nätverket har en ringtopologi, även om det utåt ser mer ut som en stjärna. Detta beror på det faktum att enskilda abonnenter (datorer) är anslutna till nätverket inte direkt, utan genom speciella hubbar eller multipelaccessenheter (MSAU eller MAU - Multistation Access Unit). Fysiskt bildar nätverket en stjärnringstopologi (Fig. 7.3). I verkligheten är abonnenterna fortfarande förenade i en ring, det vill säga var och en av dem sänder information till en angränsande abonnent och tar emot information från en annan.

Ris. 7.3. Stjärnringstopologi för Token-Ring-nätverket.

Som överföringsmedium i IBM Token-Ring-nätverket användes först twisted pair, både oskärmad (UTP) och skärmad (STP), men sedan dök det upp utrustningsalternativ för koaxialkabel, samt för fiberoptisk kabel i FDDI-standarden.

Main specifikationer klassisk version av Token-Ring-nätverket:

· det maximala antalet nav typ IBM 8228 MAU - 12;

· det maximala antalet abonnenter i nätverket - 96;

Maxlängden på kabeln mellan abonnenten och hubben är 45 meter;

maximal kabellängd mellan nav - 45 meter;

Den maximala längden på kabeln som ansluter alla nav är 120 meter;

· Dataöverföringshastighet – 4 Mbps och 16 Mbps.

Alla angivna specifikationer gäller för användning av oskärmade tvinnade par. Om ett annat överföringsmedium används kan nätverksegenskaperna skilja sig åt. Till exempel, när du använder skärmat tvinnat par (STP), kan antalet abonnenter ökas till 260 (istället för 96), kabellängden - upp till 100 meter (istället för 45), antalet nav - upp till 33, och den totala längden på ringen som förbinder naven - upp till 200 meter. Den fiberoptiska kabeln gör att du kan öka längden på kabeln upp till två kilometer.

För att överföra information i Token-Ring används en bi-faskod (mer exakt, dess variant med en obligatorisk övergång i mitten av bitintervallet). Som med all stjärntopologi krävs ingen ytterligare elektrisk terminering eller extern jordning. Förhandling utförs av nätverksadapterns hårdvara och hubbar.

RJ-45-kontakter (för oskärmade tvinnade par), samt MIC- och DB9P-kontakter används för att ansluta kablar i Token-Ring. Ledningarna i kabeln ansluter stiften på kontakterna med samma namn (det vill säga de så kallade "raka" kablarna används).

Det klassiska Token-Ring-nätverket är sämre än Ethernet-nätverket både vad gäller den tillåtna storleken och det maximala antalet abonnenter. När det gäller överföringshastighet finns det för närvarande 100 Mbps (High Speed ​​​​Token-Ring, HSTR) och 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring) versioner av Token-Ring. Företag som stöder Token-Ring (inklusive IBM, Olicom, Madge) har inte för avsikt att överge sitt nätverk, eftersom de betraktar det som en värdig konkurrent till Ethernet.

Jämfört med Ethernet-utrustning är Token-Ring-utrustning märkbart dyrare, eftersom den använder en mer komplex växelkontrollmetod, så Token-Ring-nätverket har inte blivit så utbrett.

Men till skillnad från Ethernet är Token-Ring-nätverket mycket bättre på att hålla en hög belastningsnivå (mer än 30-40%) och ger garanterad åtkomsttid. Detta är nödvändigt, till exempel i industriella nätverk, där en försening som svar på en extern händelse kan leda till allvarliga olyckor.

Token-Ring-nätverket använder den klassiska token-accessmetoden, det vill säga en token cirkulerar hela tiden runt ringen, till vilken abonnenter kan bifoga sina datapaket (se fig. 4.15). Detta innebär en så viktig fördel med detta nätverk som frånvaron av konflikter, men det finns också nackdelar, i synnerhet behovet av att kontrollera markörens integritet och nätverkets beroende av varje abonnent (i händelse av ett fel, abonnenten måste uteslutas från ringen).

Tidsgränsen för att sända ett paket i Token-Ring är 10 ms. Med ett maximalt antal abonnenter på 260 blir hela cykeln för ringen 260 x 10 ms = 2,6 s. Under denna tid kommer alla 260 abonnenter att kunna överföra sina paket (om de så klart har något att överföra). Under samma tid kommer en gratis token definitivt att nå varje prenumerant. Samma intervall är den övre gränsen för Token-Ring-åtkomsttiden.

Arcnet nätverk

Arcnet-nätverk (eller ARCnet från engelska Attached Resource Computer Net, datornätverk anslutna resurser) är ett av de äldsta nätverken. Det utvecklades av Datapoint Corporation redan 1977. Det finns inga internationella standarder för detta nätverk, även om det anses vara förfadern till token-åtkomstmetoden. Trots bristen på standarder var Arcnet-nätverket fram till nyligen (1980 - 1990) populärt, och konkurrerade till och med på allvar med Ethernet. Ett stort antal företag tillverkade utrustning för denna typ av nätverk. Men nu är produktionen av Arcnet-utrustning praktiskt taget stoppad.

Bland de främsta fördelarna med Arcnet-nätverket jämfört med Ethernet är den begränsade åtkomsttiden, hög kommunikationssäkerhet, enkel diagnostik och den relativt låga kostnaden för adaptrar. De mest betydande nackdelarna med nätverket inkluderar låg informationsöverföringshastighet (2,5 Mbps), adresseringssystem och paketformat.

För att överföra information i Arcnet-nätverket används en ganska sällsynt kod, där två pulser motsvarar en logisk enhet under ett bitintervall och en puls motsvarar en logisk nolla. Uppenbarligen är detta en självsynkroniserande kod som kräver ännu mer kabelbandbredd än till och med Manchester.

Som överföringsmedium i nätverket används en koaxialkabel med en karakteristisk impedans på 93 ohm, till exempel märke RG-62A/U. Twisted-pair-versioner (skärmade och oskärmade) används inte i stor utsträckning. Fiberoptiska alternativ har också föreslagits, men de räddade inte heller Arcnet.

Arcnet-nätverket använder en klassisk buss (Arcnet-BUS) såväl som en passiv stjärna (Arcnet-STAR) som sin topologi. Nav används i stjärnan. Det är möjligt att kombinera buss- och stjärnsegment till en trädtopologi med hjälp av nav (som i Ethernet). Den huvudsakliga begränsningen är att det inte ska finnas slutna vägar (slingor) i topologin. En annan begränsning: antalet segment som är anslutna i en serie med nav bör inte överstiga tre.

Således är topologin för Arcnet-nätverket som följer (Fig. 7.15).

Ris. 7.15. Topologi för nätverket av Arcnet busstyp (B - adaptrar för bussdrift, S - adaptrar för drift i en stjärna).

De viktigaste tekniska egenskaperna hos Arcnet-nätverket är följande.

· Överföringsmedium – koaxialkabel, tvinnat par.

· Nätverkets maximala längd är 6 kilometer.

· Den maximala kabellängden från abonnenten till den passiva hubben är 30 meter.

· Den maximala kabellängden från abonnenten till den aktiva hubben är 600 meter.

· Maximal kabellängd mellan aktiva och passiva nav är 30 meter.

Max kabellängd mellan aktiva nav- 600 meter.

Det maximala antalet abonnenter i nätet är 255.

Det maximala antalet abonnenter på busssegmentet är 8.

· Minsta avstånd mellan abonnenter i bussen är 1 meter.

· Den maximala längden på däcksegmentet är 300 meter.

· Dataöverföringshastighet - 2,5 Mbps.

När du skapar komplexa topologier är det nödvändigt att säkerställa att signalutbredningsfördröjningen i nätverket mellan abonnenter inte överstiger 30 μs. Den maximala dämpningen av signalen i kabeln vid en frekvens på 5 MHz bör inte överstiga 11 dB.

Arcnet-nätverket använder en token-åtkomstmetod (överföring av rättighet), men den skiljer sig något från den för Token-Ring-nätverket. Denna metod ligger närmast den som tillhandahålls i IEEE 802.4-standarden.

Precis som i fallet med Token-Ring är konflikter i Arcnet helt uteslutna. Som alla token-nätverk håller Arcnet belastningen bra och garanterar mängden nätverksåtkomsttid (till skillnad från Ethernet). Den totala tiden för markören att kringgå alla abonnenter är 840 ms. Följaktligen bestämmer samma intervall den övre gränsen för nätverksåtkomsttid.

Markören bildas av en speciell abonnent - nätverkskontrollern. Det är abonnenten med den lägsta (noll) adressen.

FDDI-nätverk

FDDI-nätverket (från engelska Fibre Distributed Data Interface, fiberoptic distributed data interface) är en av de senaste utvecklingarna inom lokala nätverksstandarder. FDDI-standarden föreslogs av American National Standards Institute ANSI (ANSI-specifikation X3T9.5). Sedan antogs ISO 9314-standarden, motsvarande ANSI-specifikationerna. Standardiseringsnivån för nätverket är ganska hög.

Till skillnad från andra vanliga lokala nätverk, var FDDI-standarden initialt fokuserad på hög överföringshastighet (100 Mbps) och på användningen av den mest avancerade fiberoptiska kabeln. Därför, i det här fallet, var utvecklarna inte begränsade av ramverket för de gamla standarderna, som fokuserade på låga hastigheter och elkabel.

Valet av fiber som överföringsmedium har avgjort sådana fördelar nytt nätverk, som hög bullerimmunitet, maximal sekretess för informationsöverföring och utmärkt galvanisk isolering av abonnenter. Den höga överföringshastigheten, som är mycket lättare att uppnå med fiberoptisk kabel, tillåter många uppgifter som inte är möjliga med långsammare nätverk, såsom bildöverföring i realtid. Dessutom löser fiberoptisk kabel enkelt problemet med att överföra data över ett avstånd på flera kilometer utan vidaresändning, vilket gör det möjligt att bygga stora nätverk, som täcker till och med hela städer, samtidigt som de har alla fördelar med lokala nätverk (särskilt lågt fel) Betygsätta). Allt detta bestämde populariteten för FDDI-nätverket, även om det ännu inte är lika utbrett som Ethernet och Token-Ring.

FDDI-standarden baserades på token-åtkomstmetoden enligt den internationella standarden IEEE 802.5 (Token-Ring). Obetydliga skillnader från denna standard bestäms av behovet av att säkerställa en hög hastighet för informationsöverföring över långa avstånd. Nätverkstopologi FDDI är en ring, den mest lämpliga topologin för fiberoptisk kabel. Nätverket använder två fiberoptiska kablar i flera riktningar, varav en vanligen är i reserv, men denna lösning tillåter också användning av fullduplex informationsöverföring (samtidigt i två riktningar) med dubbelt så effektiv hastighet på 200 Mbps (medan varje av de två kanalerna arbetar med en hastighet av 100 Mbps). En stjärnringstopologi används också med nav som ingår i ringen (som i Token-Ring).

Grundläggande tekniska egenskaper hos FDDI-nätverket.

Det maximala antalet nätabonnenter är 1000.

· Den maximala längden på nätverksringen är 20 kilometer.

· Det maximala avståndet mellan nätabonnenter är 2 kilometer.

· Överföringsmedium – multimod fiberoptisk kabel (det är möjligt att använda elektrisk partvinnad kabel).

· Åtkomstmetod – markör.

· Informationsöverföringshastighet – 100 Mbit/s (200 Mbit/s för duplexöverföringsläge).

FDDI-standarden har betydande fördelar jämfört med alla tidigare diskuterade nätverk. Till exempel kan ett Fast Ethernet-nätverk med samma bandbredd på 100 Mbps inte matcha FDDI när det gäller tillåtna nätverksstorlekar. Dessutom ger FDDI-marköråtkomstmetoden, till skillnad från CSMA / CD, garanterad åtkomsttid och frånvaron av konflikter på alla belastningsnivåer.

Begränsningen av den totala nätverkslängden på 20 km beror inte på dämpningen av signaler i kabeln, utan på behovet av att begränsa tiden för fullständig signalutbredning runt ringen för att säkerställa maximal tillåten åtkomsttid. Men det maximala avståndet mellan abonnenter (2 km med en multimodekabel) bestäms exakt av dämpningen av signaler i kabeln (det bör inte överstiga 11 dB). Det är också möjligt att använda en enkellägeskabel, i vilket fall avståndet mellan abonnenter kan nå 45 kilometer och den totala längden på ringen är 200 kilometer.

Det finns också en FDDI-implementering på elektrisk kabel(CDDI - Copper Distributed Data Interface eller TPDDI - Twisted Pair Distributed Data Interface). Denna använder kategori 5-kabel med RJ-45-kontakter. Det maximala avståndet mellan abonnenter i detta fall bör inte vara mer än 100 meter. Kostnaden för nätverksutrustning på en elektrisk kabel är flera gånger mindre. Men den här versionen av nätverket har inte längre så uppenbara fördelar gentemot konkurrenter som den ursprungliga fiberoptiska FDDI. Elektriska versioner av FDDI är mycket mindre standardiserade än fiberoptik, så interoperabilitet mellan utrustning från olika tillverkare kan inte garanteras.

För dataöverföring i FDDI används en 4V / 5V-kod, speciellt framtagen för denna standard.

FDDI-standarden, för att uppnå hög nätverksflexibilitet, möjliggör inkludering av två typer av abonnenter i ringen:

· Abonnenter (stationer) av klass A (abonnenter med dubbla anslutningar, DAS - Dual-Attachment Stations) är anslutna till nätverkets båda (inre och yttre) ringar. I det här fallet realiseras möjligheten att utbyta med hastigheter upp till 200 Mbps eller redundant nätverkskabel (om huvudkabeln är skadad används en backupkabel). Utrustningen i denna klass används i de mest kritiska delarna av nätverket när det gäller hastighet.

· Abonnenter (stationer) av klass B (enkelanslutningsabonnenter, SAS - Single-Attachment Stations) är anslutna till endast en (yttre) ring i nätet. De är enklare och billigare än klass A-adaptrar, men har inte sina möjligheter. De kan bara anslutas till nätverket via en hubb eller en bypass-switch som stänger av dem i händelse av en olycka.

Förutom de faktiska abonnenterna (datorer, terminaler, etc.) använder nätverket Wiring Concentrators, vars inkludering gör att du kan samla alla anslutningspunkter på ett ställe för att övervaka nätverksdrift, diagnostisera fel och förenkla omkonfigurering. Vid användning av olika typer av kablar (till exempel fiberoptisk kabel och tvinnat par) utför navet även funktionen att omvandla elektriska signaler till optiska signaler och vice versa. Hubs kommer också i dubbel anslutning (DAC - Dual-Attachment Concentrator) och enkel anslutning (SAC - Single-Attachment Concentrator).

Ett exempel på en FDDI-nätverkskonfiguration visas i fig. 8.1. Principen för att kombinera nätverksenheter illustreras i figur 8.2.

Ris. 8.1. Exempel på FDDI-nätverkskonfiguration.

Till skillnad från åtkomstmetoden som erbjuds av IEEE 802.5-standarden använder FDDI vad som kallas multiple token passing. Om, när det gäller Token-Ring-nätverket, en ny (gratis) token sänds av abonnenten först efter att hans paket har återvänt till honom, så sänds den nya token i FDDI av abonnenten omedelbart efter slutet av överföringen av paketet av honom (liknande hur detta görs med ETR-metoden i Token-Ring-nätverket). ring).

Sammanfattningsvis bör det noteras att trots de uppenbara fördelarna med FDDI detta nätverk används inte i stor utsträckning, vilket främst beror på den höga kostnaden för dess utrustning (i storleksordningen flera hundra och till och med tusentals dollar). Huvudomfattningen av FDDI är nu de grundläggande stamnäten (Backbone) som kombinerar flera nätverk. FDDI används också för att ansluta kraftfulla arbetsstationer eller servrar som kräver höghastighetsutbyte. Fast Ethernet är tänkt att ersätta FDDI, men fördelarna med fiberoptisk kabel, tokenkontroll och rekordstor nätverksstorlek gör att FDDI sticker ut idag. Och i de fall där hårdvarukostnaden är kritisk kan en twisted-pair-version av FDDI (TPDDI) användas i icke-kritiska områden. Dessutom kan kostnaden för FDDI-hårdvara minska avsevärt när volymen av dess produktion ökar.

Nätverk 100VG-AnyLAN

100VG-AnyLAN är ett av de senaste höghastighets-LAN som kommit ut på marknaden nyligen. Den överensstämmer med den internationella standarden IEEE 802.12, så nivån på dess standardisering är ganska hög.

Dess främsta fördelar är hög växelkurs, relativt låg kostnad för utrustning (ungefär dubbelt så dyr som utrustningen i det populäraste 10BASE-T Ethernet-nätverket), en centraliserad växlingskontrollmetod utan konflikter och kompatibilitet på nivån för paketformat med Ethernet och Token-Ring-nätverk.

I namnet på 100VG-AnyLAN-nätverket motsvarar siffran 100 en hastighet på 100 Mbps, bokstäverna VG indikerar ett billigt oskärmat tvinnat par av kategori 3 (Voice Grade), och AnyLAN (valfritt nätverk) indikerar att nätverket är kompatibelt med de två vanligaste nätverken.

Huvudsakliga tekniska egenskaper hos 100VG-AnyLAN-nätverket:

· Överföringshastighet - 100 Mbps.

Topologi - en stjärna med möjlighet att bygga (träd). Antalet kaskadnivåer av koncentratorer (hubbar) är upp till 5.

· Åtkomstmetod - centraliserad, konfliktfri (Demand Priority - med prioritetsförfrågan).

· Överföringsmediet är fyrkantigt oskärmat tvinnat par (UTP kategori 3, 4 eller 5 kablar), dubbelt tvinnat par (UTP kategori 5 kabel), dubbelt skärmat tvinnat par (STP) och fiberoptisk kabel. Nu är det fyrtvinnade paret mest vanligt.

· Den maximala kabellängden mellan ett nav och en abonnent och mellan nav är 100 meter (för UTP kategori 3-kabel), 200 meter (för UTP kategori 5-kabel och skärmad kabel), 2 kilometer (för fiberoptisk kabel). Den maximala möjliga nätverksstorleken är 2 kilometer (bestäms av tillåtna förseningar).

Det maximala antalet prenumeranter är 1024, det rekommenderade antalet är upp till 250.

Således är parametrarna för 100VG-AnyLAN-nätverket ganska nära dem för Fast Ethernet-nätverket. Den största fördelen med Fast Ethernet är dock dess fulla kompatibilitet med det vanligaste Ethernet-nätverket (i fallet med 100VG-AnyLAN kräver detta en brygga). Samtidigt kan den centraliserade hanteringen av 100VG-AnyLAN, som eliminerar konflikter och garanterar det maximala värdet av åtkomsttid (som inte tillhandahålls i Ethernet-nätverket), inte heller diskonteras.

Ett exempel på strukturen för ett 100VG-AnyLAN-nätverk visas i Fig. 8.8.

100VG-AnyLAN-nätverket består av en central (huvud, rot) nivå 1-hub, till vilken både enskilda abonnenter och nivå 2-hubbar kan anslutas, till vilken i sin tur abonnenter och nivå 3-hubbar etc. kan anslutas. I det här fallet kan nätverket inte ha fler än fem sådana nivåer (i den ursprungliga versionen fanns det inte fler än tre). Maximal storlek nätverk kan vara 1000 meter för oskärmat tvinnat par.

Ris. 8.8. 100VG-AnyLAN nätverksstruktur.

Till skillnad från icke-intelligenta hubbar i andra nätverk (t.ex. Ethernet, Token-Ring, FDDI), är 100VG-AnyLAN-nätverkshubbar intelligenta kontroller som styr åtkomst till nätverket. För att göra detta övervakar de kontinuerligt förfrågningar på alla portar. Koncentratorer tar emot inkommande paket och skickar dem endast till de abonnenter som de är adresserade till. De utför dock ingen informationsbehandling, det vill säga i det här fallet visar det sig att det fortfarande inte är en aktiv, men inte heller en passiv stjärna. Hub kan inte kallas fullfjädrade abonnenter.

Var och en av hubbarna kan konfigureras för att fungera med Ethernet- eller Token-Ring-paketformat. I det här fallet bör nav i hela nätverket fungera med paket av endast ett format. Broar krävs för att kommunicera med Ethernet- och Token-Ring-nätverk, men broar är ganska enkla.

Hub har en port högsta nivån(för att ansluta den till en hubb på högre nivå) och flera portar på lägre nivå (för att ansluta abonnenter). En dator (arbetsstation), server, brygga, router, switch kan fungera som abonnent. Ett annat nav kan också anslutas till porten på lägre nivå.

Varje navport kan ställas in på ett av två möjliga driftlägen:

· Normalt läge innebär vidarebefordran till abonnenten som är kopplad till porten, endast paket adresserade till honom personligen.

· Övervakningsläget förutsätter vidarebefordran till abonnenten som är ansluten till porten, alla paket kommer till koncentratorn. Detta läge tillåter en av abonnenterna att styra driften av hela nätverket som helhet (för att utföra övervakningsfunktionen).

100VG-AnyLAN-nätverksåtkomstmetoden är typisk för stjärnnätverk.

När du använder quad twisted pair sänds vart och ett av de fyra tvinnade paren med 30 Mbps. Den totala överföringshastigheten är 120 Mbps. Däremot överförs nyttolasten på grund av användningen av 5B/6B-koden med endast 100 Mbps. Således måste kabelns bandbredd vara minst 15 MHz. Kategori 3 partvinnad kabel (16 MHz bandbredd) uppfyller detta krav.

Således är 100VG-AnyLAN-nätverket en prisvärd lösning för att öka överföringshastigheten till 100 Mbps. Den har dock inte full kompatibilitet med något av standardnätverken, så dess framtida öde är problematiskt. Dessutom, till skillnad från FDDI-nätverket, har det inga postparametrar. Troligtvis kommer 100VG-AnyLAN, trots stöd från välrenommerade företag och en hög standardiseringsnivå, att förbli bara ett exempel på intressanta tekniska lösningar.

I det vanligaste 100 Mbit Fast Ethernet-nätverket ger 100VG-AnyLAN dubbelt så lång längd som Kategori 5 UTP-kabel (upp till 200 meter) samt en konfliktfri metod för trafikkontroll.