Локальна мережа fast ethernet плюси та мінуси. Устаткування Ethernet та Fast Ethernet. Поняття та функції активного монітора в ЛОМ Token Ring

Вступ

Метою створення даної доповіді було коротке та доступне викладення основних принципів роботи та особливості комп'ютерних мереж, на прикладі Fast Ethernet.

Мережею називається група з'єднаних комп'ютерів та інших пристроїв. Основне призначення комп'ютерних мереж - спільне використання ресурсів та здійснення інтерактивного зв'язку як усередині однієї фірми, так і за її межами. Ресурси - це дані, додатки та периферійні пристрої, такі як зовнішній дисковод, принтер, миша, модем або джойстик. Поняття інтерактивного зв'язку комп'ютерів передбачає обмін повідомленнями в режимі реального часу.

Існує безліч наборів стандартів передачі у комп'ютерних мережах. Одним із наборів є стандарт Fast Ethernet.

З цього матеріалу ви дізнаєтесь про:

• · Технології Fast Ethernet
• · Комутатори
• · FTP кабелі
• · Типи з'єднань
• · Топологія комп'ютерної мережі

У своїй роботі я покажу принципи роботи мережі, що базується на стандарті Fast Ethernet.

Комутація локальних обчислювальних мереж (ЛВС) та технології Fast Ethernet були розроблені у відповідь на потребу підвищення ефективності функціонування мереж Ethernet. Шляхом підвищення пропускної спроможності ці технології можуть усувати вузькі місця» у мережі та підтримувати програми, які потребують великої швидкості передачі даних. Привабливість цих рішень полягає в тому, що вам не потрібно вибирати те чи інше. Вони взаємодоповнюють, так що ефективність функціонування мережі найчастіше можна підвищити шляхом використання обох технологій.

Зібрана інформація буде корисною як особам, які починають вивчати комп'ютерні мережі, так і мережевим адміністраторам.

1. Схема мережі

2. Технологія Fast Ethernet

комп'ютерна мережа fast ethernet

Fast Ethernet – результат розвитку технології Ethernet. Базуючись і зберігаючи в недоторканності той самий метод CSMA/CD (колективний доступ з опитуванням каналу і виявлення колізій), пристрої Fast Ethernet працюють зі швидкістю, що в 10 разів перевищує швидкість Ethernet. 100 Мбіт/с. Fast Ethernet забезпечує достатню пропускну здатність для таких програм як системи автоматизованого проектування та виробництва (CAD/CAM), графіка та обробка зображень, мультимедіа. Fast Ethernet сумісний з 10 Мбіт/с Ethernet, так що інтеграцію Fast Ethernet у вашу ЛОМ зручніше здійснити за допомогою комутатора, а не маршрутизатора.

Switch (комутатор)

За допомогою комутаторівбагато робочих груп можуть бути з'єднані між собою для формування великої ЛОМ (див. схему 1). Дешеві комутатори працюють краще, ніж маршрутизатори, забезпечуючи більш високу ефективність функціонування ЛОМ. Робочі групи Fast Ethernet, що включають один або два концентратори, можуть з'єднуватися через комутатор Fast Ethernet з метою подальшого збільшення числа користувачів, а також охоплення більшої площі.

Як приклад, розглянемо наступний комутатор:

Мал. 1 D-Link-1228/ME

Серія комутаторів DES-1228/ME включає в себе комутатори Fast Ethernet рівня 2 «premium» класу, що настроюються. Маючи розширений функціонал, пристрої DES-1228/ME є недорогим рішеннямзі створення безпечної та високопродуктивної мережі. Відмінними рисамиданого комутатора є висока щільність портів, 4 гігабітні порти Uplink, невеликий крок зміни налаштувань для управління смугою пропускання та покращене мережеве управління. Ці комутатори дозволяють оптимізувати мережу як за функціоналом, так і за вартісними характеристиками. Комутатори серії DES-1228/ME є оптимальним рішенням як за функціоналом, так і за вартісними характеристиками.

FTP кабель

Кабель LAN-5EFTP-BLскладається з 4-х пар одножильних мідних провідників.

Діаметр провідника 24AWG.

Кожен провідник укладено в ізоляцію HDPE (поліетилен високої густини).

Два провідники, скручені зі спеціально підібраним кроком, складають одну кручену пару.

4 кручені пари обгорнуті поліетиленовою плівкою і разом з мідним одножильним заземлюючим провідником укладені в загальний екран з фольги та оболонку з ПВХ (PVC).

Пряме з'єднання (straight through)

Воно служить:

• 1. Для підключення комп'ютера до комутатора (хабу, світчу) через мережну картукомп'ютера
• 2. Для підключення до комутатора (хабу, світчу) мережного периферійного обладнання – принтери, сканери
• 3. для UPLINK"а на вище стоїть комутатор (хаб, свитч) - сучасні комутатори автоматично можуть налаштовувати входи в роз'єм на прийом-передачу

Перехресне з'єднання (crossover)

Воно служить:

• 1. Для прямого з'єднання 2-х комп'ютерів у локальну мережу, без використання комутаційного обладнання (хаби, свитчі, маршрутизатори та інше).
• 2. для uplink, підключення до вище стоїть комутатора в складній за структурою локальної мережі, для старих типів комутаторів (хабів, свитчів), у них є окремий роз'єм, так і позначений «UPLINK» або знаком Х.

Топологія зірка

Зіркам- базова топологія комп'ютерної мережі, де всі комп'ютери мережі приєднані до центральному вузлу (зазвичай комутатор), утворюючи фізичний сегмент мережі. Подібний сегмент мережі може функціонувати як окремо, так і склад складної мережевої топології (як правило, «дерево»). Весь обмін інформацією йде виключно через центральний комп'ютер, який у такий спосіб покладається дуже велике навантаження, тому нічим іншим, крім мережі, він займатися не може. Як правило, саме центральний комп'ютер є найпотужнішим, і саме на нього покладаються всі функції управління обміном. Жодні конфлікти в мережі з топологією зірка в принципі не можливі, тому що управління повністю централізоване.

додаток

Класичний 10-мегабітний Ethernet влаштовував більшість користувачів протягом близько 15 років. Однак на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна здатність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт/с) або EISA (32 Мбайт/с) пропускна спроможність сегмента Ethernet становила 1/8 або 1/32 каналу «пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося зі співвідношенням обсягів даних, що обробляються локально , та даних, що передаються по мережі. Для більш потужних клієнтських станцій з шиною PCI(133 Мбайт/с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабітного Ethernet стали перевантаженими, реакція серверів у них значно впала, а частота виникнення колізій суттєво зросла, ще більше знижуючи корисну пропускну здатність.

Назріла необхідність у розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною за співвідношенням ціна/якість за продуктивності 100 Мбіт/с. В результаті пошуків та досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт призвело до появи двох нових технологій – Fast Ethernet та l00VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності із класичним Ethernet.

У 1992 році група виробників мережного обладнання, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com та ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка мала максимально можливою мірою зберегти особливості технології Ethernet.

Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard та AT&T, які запропонували скористатися зручною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка зробила свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність із мережами Token Ring.

У комітеті 802 інституту IEEE у цей час була сформована дослідницька група вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року до кінця 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабітні рішення, запропоновані різними виробниками. Поряд із пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&T.

У центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала наступність та узгодженість мереж 10 Мбіт/с та 100 Мбіт/с. Коаліція HP та AT&T, яка мала підтримку значно меншої кількості виробників у мережевій індустрії, ніж Fast Ethernet Alliance, запропонувала зовсім новий метод доступу, названий Demand Priority- Пріоритетний доступ на вимогу. Він суттєво змінював картину поведінки вузлів у мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet та стандарт 802.3, і для його стандартизації було організовано новий комітет IEEE 802.12.

Восени 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3і, який не є самостійним стандартом, а являє собою доповнення до існуючого стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію l00VG-AnyLAN, яка використовує та підтримує кадри двох форматів - Ethernet та Token Ring.

v Фізичний рівень технології Fast Ethernet

Усі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені фізично (рис. 3.20). Рівні MAC та LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні розділи стандартів 802.3 та 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, ми вивчатимемо лише кілька варіантів її фізичного рівня.

Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що використовуються три варіанти кабельних систем:

• · волоконно-оптичний багатомодовий кабель, використовуються два волокна;
• · Кручена пара категорії 5, використовуються дві пари;
• · Кручена пара категорії 3, використовуються чотири пари.

Коаксіальний кабель, що дав світові першу мережу Ethernet, до дозволених середовищ передачі даних нової технології Fast Ethernet не потрапив. Це загальна тенденція багатьох нових технологій, оскільки невеликих відстаняхкручена пара категорії 5 дозволяє передавати дані з тією ж швидкістю, що і коаксіальний кабель, але мережа виходить дешевшою і зручнішою в експлуатації. На великих відстанях оптичне волокно має набагато ширшу смугу пропускання, ніж коаксіал, а вартість мережі виходить не набагато вище, особливо якщо врахувати високі витрати на пошук та усунення несправностей у великій кабельній коаксіальній системі.

Відмінності технології Fast Ethernet від технології Ethernet

Відмова від коаксіального кабелю призвела до того, що мережі Fast Ethernet завжди мають ієрархічну деревоподібну структуру, побудовану на концентраторах, як мережі l0Base-T/l0Base-F. Основною відмінністю конфігурацій мереж Fast Ethernet є скорочення діаметра мережі приблизно до 200 м, що пояснюється зменшенням часу передачі кадру мінімальної довжини в 10 разів за рахунок збільшення швидкості передачі в 10 разів у порівнянні з 10-мегабітним Ethernet.

Тим не менш, ця обставина не дуже перешкоджає побудові великих мереж на технології Fast Ethernet. Справа в тому, що середина 90-х років відзначена не лише широким поширенням недорогих високошвидкісних технологій, а й бурхливим розвитком локальних мережз урахуванням комутаторів. При використанні комутаторів протокол Fast Ethernet може працювати у повнодуплексному режимі, у якому немає обмежень на загальну довжину мережі, а залишаються лише обмеження на довжину фізичних сегментів, що з'єднують сусідні пристрої (адаптер – комутатор або комутатор – комутатор). Тому при створенні магістралей локальних мереж великої протяжності технологія Fast Ethernet також активно застосовується, але тільки в повнодуплексному варіанті, спільно з комутаторами.

У цьому розділі розглядається напівдуплексний варіант роботи технології Fast Ethernet, що повністю відповідає визначенню методу доступу, описаному у стандарті 802.3.

У порівнянні з варіантами фізичної реалізації Ethernet (а їх налічується шість), у Fast Ethernet відмінності кожного варіанта від інших глибше - змінюється як кількість провідників, так і методи кодування. Оскільки фізичні варіанти Fast Ethernet створювалися одночасно, а чи не еволюційно, як мереж Ethernet, то була можливість детально визначити ті підрівні фізичного рівня, які змінюються від варіанту до варіанту, і ті підрівні, які специфічні кожному за варіанта фізичного середовища.

Офіційний стандарт 802.3 і встановив три різні специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм такі назви:

Структура фізичного рівня Fast Ethernet

• · 100Base-TX для двопарного кабелю на неекранованій кручений парі UTP категорії 5 або екранованої кручений парі STP Type 1;
• · 100Base-T4 для чотирипарного кабелю на неекранованій кручений парі UTP категорії 3, 4 або 5;
• · 100Base-FX для багатомодового оптоволоконного кабелю, використовуються два волокна.

Для всіх трьох стандартів справедливі такі твердження та характеристики.

• · Формати кадрів технології Fast Ethernetee відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet.
• · Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі часові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини тощо), виміряні в бітових інтервалах, залишилися незмінними, тому зміни до розділів стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.
• · Ознакою вільного стану середовища є передача символом Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с). Фізичний рівень включає три елементи:
• o рівень узгодження (reconciliation sublayer);
• o незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, Mil);
• o пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).

Рівень узгодження необхідний у тому, щоб рівень MAC, розрахований інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс МП.

Пристрій фізичного рівня (PHY) складається, у свою чергу, з кількох підрівнів (див. рис. 3.20):

• · Підрівня логічного кодування даних, що перетворює байти, що надходять від рівня MAC в символи коду 4В/5В або 8В/6Т (обидва коди використовуються в технології Fast Ethernet);
• · підрівнів фізичного приєднання та підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;
• · Підрівня автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).

Інтерфейс МП підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між підрівнем MAC та підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс МП розташовується між та підрівнями кодування сигналу, яких у стандарті Fast Ethernet три - FX, ТХ та Т4.

Роз'єм МП, на відміну від роз'єму AUI, має 40 контактів, максимальна довжина кабелю МП становить один метр. Сигнали, що передаються за інтерфейсом МП, мають амплітуду 5 Ст.

Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна

Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному та повнодуплексному режимах на основі добре перевіреної схеми кодування FDDI. Як і стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (R х) і від передавача (Т х).

Між специфікаціями l00Base-FX та l00Base-TX є багато спільного, тому загальні для двох специфікацій властивості будуть даватися під узагальненою назвою l00Base-FX/TX.

У той час як Ethernet зі швидкістю передачі 10 Мбіт/с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі кабелем, у стандарті Fast Ethernet визначено інший метод кодування - 4В/5В. Цей метод вже показав свою ефективність у стандарті FDDI і без змін перенесено до специфікації l00Base-FX/TX. У цьому методі кожні 4 біта даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надлишковий біт дозволяє застосувати потенційні коди при поданні кожного з п'яти біт як електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє відбраковувати помилкові символи, що підвищує стабільність роботи мереж з l00Base-FX/TX.

Для відокремлення кадру Ethernet від символів Idle використовується комбінація символів Start Delimiter (пара символів J (11000) і К (10001) коду 4В/5В, а після завершення кадру перед першим символом Idle вставляється символ Т.

Безперервний потік даних специфікацій 100Base-FX/ТХ

Після перетворення 4-бітових порцій кодів MAC на 5-бітові порції фізичного рівня їх необхідно подати у вигляді оптичних або електричних сигналів у кабелі, що з'єднує вузли мережі. Специфікації l00Base-FX і l00Base-TX використовують для цього різні методи фізичного кодування - NRZI та MLT-3 відповідно (як і в технології FDDI під час роботи через оптоволокно та кручені пари).

Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара DTP Cat 5 або STP Type 1, дві пари

Як середовище передачі даних специфікація l00Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 або кабель STP Type 1. Максимальна довжинакабелю в обох випадках – 100 м.

Основні відмінності від специфікації l00Base-FX - використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коду 4В/5В по кручений парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом з'єднаним фізично пристроям, які підтримують кілька стандартів фізичного рівня, що відрізняються бітовою швидкістю та кількістю кручених пар, вибрати найбільш вигідний режим роботи. Зазвичай процедура автопереговорів відбувається при підключенні мережного адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт/с, до концентратора або комутатора.

Наведена нижче схема Auto-negotiation сьогодні є стандартом технології l00Base-T. До цього виробники застосовували різні власні схеми автоматичного визначення швидкості роботи взаємодіючих портів, які сумісні. Прийняту як стандарт схему Auto-negotiation запропонувала спочатку компанія National Semiconductor під назвою NWay.

Усього в даний час визначено 5 різних режимів роботи, які можуть підтримувати пристрої l00Base-TX або 100Base-T4 на кручених парах;

• · l0Base-T - 2 пари категорії 3;
• · l0Base-T full-duplex - 2 пари категорії 3;
• · l00Base-TX - 2 пари категорії 5 (або Type 1ASTP);
• · 100Base-T4 – 4 пари категорії 3;
• · 100Base-TX full-duplex - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP).

Режим l0Base-T має найнижчий пріоритет при переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-T4 – найвищий. Переговорний процес відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований будь-якої миті модулем керування пристрою.

Пристрій, що почав процес auto-negotiation, посилає своєму партнеру пачку спеціальних імпульсів. Fast Link Pulse burst (FLP), В якому міститься 8-бітне слово, що кодує пропонований режим взаємодії, починаючи з пріоритетного, що підтримується даним вузлом.

Якщо вузол-партнер підтримує функцію auto-negotuiation і може підтримувати запропонований режим, він відповідає пачкою імпульсів FLP, у якій підтверджує даний режим, і переговори закінчуються. Якщо ж вузол-партнер може підтримувати менш пріоритетний режим, він вказує їх у відповіді, і цей режим вибирається як робочого. Таким чином, завжди вибирається найпріоритетніший загальний режим вузлів.

Вузол, який підтримує лише технологію l0Base-T, кожні 16 мс посилає манчестерські імпульси для перевірки цілісності лінії, що зв'язує його із сусіднім вузлом. Такий вузол не розуміє запит FLP, який робить йому вузол із функцією Auto-negotiation, і продовжує надсилати свої імпульси. Вузол, який у відповідь запит FLP лише імпульси перевірки цілісності лінії, розуміє, що його партнер може працювати лише за стандартом l0Base-T, і встановлює цей режим роботи і собі.

Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари

Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку на кручений парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну здатність за рахунок одночасної передачі потоків біт по всіх 4 парах кабелю.

Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше за інші специфікації фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології насамперед хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій l0Base-T та l0Base-F, які працювали на двох лініях передачі даних: двох парах або двох волокнах. Для реалізації роботи з двох витих пар довелося перейти на більш якісний кабель категорії 5.

У той самий час розробники конкуруючої технології l00VG-AnyLAN спочатку зробили ставку працювати з кручений парі категорії 3; найголовніша перевага полягала не так у вартості, а в тому, що вона була вже прокладена в переважній кількості будівель. Тому після випуску специфікацій l00Base-TX та l00Base-FX розробники технології Fast Ethernet реалізували свій варіант фізичного рівня для крученої пари категорії 3.

Замість кодування 4В/5В у цьому методі використовується кодування 8В/6Т, яке має більш вузький спектр сигналу і при швидкості 33 Мбіт/с укладається в смугу 16 МГц кручений пари категорії 3 (при кодуванні 4В/5В спектр сигналу в цю смугу не укладається) . Кожні 8 біт інформації рівня MAC кодуються 6-ма трійковими цифрами (ternary symbols), тобто цифрами, що мають три стани. Кожна трійка має тривалість 40 нс. Група з 6-ти трійкових цифр потім передається на одну з трьох передавальних кручених пар, незалежно і послідовно.

Четверта пара завжди використовується для прослуховування несучої частотиз метою виявлення колізії. Швидкість передачі даних з кожної з трьох передавальних пар дорівнює 33,3 Мбіт/с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 становить 100 Мбіт/с. У той же час через прийнятий спосіб кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі дорівнює всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати кручений пару категорії 3.

На рис. 3.23 показано з'єднання порту MDI мережевого адаптера 100Base-T4 з портом MDI-X концентратора (приставка Х говорить про те, що цей роз'єм приєднання приймача і передавача змінюються парами кабелю в порівнянні з роз'ємом мережевого адаптера, що дозволяє простіше з'єднувати пари проводів в кабелі - без перехрещення). Пара 1 -2 завжди потрібно для передачі даних від порту MDI до порту MDI-X, пара 3 -6 - для прийому даних портом MDI від порту MDI-X, а пари 4 -5 і 7 -8 є двонаправленими і використовуються як прийому, так передачі, залежно від потреби.

З'єднання вузлів специфікації 100Base-T4

Fast Ethernet

Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюючих при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб/с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий самий формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA/CD та топологію зірка. Еволюція торкнулася кількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну здатність, включаючи типи кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.

Структура Fast Ethernet

Щоб краще зрозуміти роботу та розібратися у взаємодії елементів Fast Ethernet, звернемося до малюнку 1.

Малюнок 1. Система Fast Ethernet

Підрівень управління логічним зв'язком (LLC)

У специфікації IEEE 802.3 u функції канального рівня розбиті на два підрівні: управління логічним зв'язком (LLC) та рівень доступу до середовища (MAC), який буде розглянуто нижче. LLC, функції якого визначені стандартом IEEE 802.2, фактично забезпечує взаємозв'язок із протоколами вищого рівня, (наприклад, з IP або IPX), надаючи різноманітні комунікаційні послуги:

• Сервіс без встановлення з'єднання та підтвердження прийому.Простий сервіс, який не забезпечує керування потоком даних або контролю помилок, а також не гарантує правильної доставки даних.
• Сервіс із встановленням з'єднання.Абсолютно надійний сервіс, який гарантує правильну доставку даних за рахунок встановлення з'єднання із системою-приймачем до початку передачі даних та використання механізмів контролю помилок та управління потоком даних.
• Сервіс без встановлення з'єднання із підтвердженнями прийому.Середній сервіс, який використовує повідомлення підтвердження прийому для забезпечення гарантованої доставки, але не встановлює з'єднання до передачі даних.

На передавальній системі дані, передані вниз від протоколу Мережевого рівня, спочатку інкапсулюються підрівнем LLC. Стандарт називає їх Protocol Data Unit (PDU, протокольний блок даних). Коли PDU передається вниз під рівень MAC, де знову обрамляється заголовком і постінформацією, з цього моменту технічно його можна назвати кадром. Для пакету Ethernet це означає, що кадр 802.3, крім даних Мережевого рівня, містить трибайтовий заголовок LLC. Таким чином, максимально допустима довжина даних у кожному пакеті зменшується з 1500 до 1497 байтів.

Заголовок LLC складається з трьох полів:

У деяких випадках кадри LLC відіграють незначну роль у процесі обміну даними. Наприклад, у мережі, що використовує TCP/IP поряд з іншими протоколами, єдина функція LLC може полягати у наданні можливості кадрам 802.3 містити заголовок SNAP, подібно до Ethertype вказує протокол мережного рівня, якому повинен бути переданий кадр. У цьому випадку всі PDU LLC використовують ненумерований інформаційний формат. Проте інші високорівневі протоколи вимагають від LLC розширеного сервісу. Наприклад, сесії NetBIOS та кілька протоколів NetWare використовують сервіси LLC із встановленням з'єднання ширше.

Заголовок SNAP

Приймаючій системі необхідно визначити, який із протоколів мережного рівня повинен отримати вхідні дані. У пакетах 802.3 у рамках PDU LLC застосовується ще один протокол, званий Sub -NetworkAccessProtocol (SNAP, протокол доступу до підмереж).

Заголовок SNAP має довжину 5 байт і розташовується безпосередньо після заголовка LLC поле даних кадру 802.3, як показано на малюнку. Заголовок містить два поля.

Код організації.Ідентифікатор організації або виробника - це 3-байтове поле, яке набуває такого ж значення, як перші 3 байти МАС-адреси відправника в заголовку 802.3.

Локальний код.Локальний код - це поле довжиною 2 байти, яке функціонально еквівалентне полю Ethertype в заголовку Ethernet II.

Підрівень узгодження

Як було сказано раніше Fast Ethernet це стандарт, що еволюціонував. MAC розрахований на інтерфейс AUI, необхідно перетворити для інтерфейсу MII, використовуваного Fast Ethernet, навіщо і призначений цей подуровень.

Управління доступом до середовища (MAC)

Кожен вузол у мережі Fast Ethernet має контролер доступу до середовища (MediaAccessController- MAC). MAC має ключове значення у Fast Ethernet і має три призначення:

Найважливішим із трьох призначень MAC є перше. Для будь-якої мережевий технології, Що використовує загальне середовище, правила доступу до середовища, що визначають, коли вузол може передавати, є його основною характеристикою. Розробкою правил доступу до середовища займаються кілька комітетів ІЕЕЕ. Комітет 802.3, який часто називають комітетом Ethernet, визначає стандарти на ЛОМ, в яких використовуються правила під назвою CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – множинний доступ із контролем несучої та виявленням конфліктів).

CSMS/CD є правилами доступу до середовища як Ethernet, так Fast Ethernet. Саме у цій галузі дві технології повністю збігаються.

Оскільки всі вузли в Fast Ethernet спільно використовують те саме середовище, передавати вони можуть лише тоді, коли настає їх черга. Визначають цю чергу правила CSMA/CD.

CSMA/CD

Контролер MAC Fast Ethernet, перш ніж розпочати передачу, прослуховує несучу. Несуча існує лише тоді, коли інший вузол веде передачу. Рівень PHY визначає наявність несучої та генерує повідомлення для MAC. Наявність несучої говорить про те, що середовище зайняте і слухаючий вузол (або вузли) повинні поступитися передаючому.

MAC, який має кадр передачі, перш ніж передати його, повинен почекати деякий мінімальний проміжок часу після закінчення попереднього кадру. Цей час називається міжпакетною щілиною(IPG, interpacket gap) і продовжується 0,96 мікросекунди, тобто десяту частину часу передачі пакету звичайної Ethernet зі швидкістю 10 Мбіт/с (IPG - єдиний інтервал часу, завжди визначається мікросекундах, а чи не в часі біта) рисунок 2.

Малюнок 2. Міжпакетна щілина

Після закінчення пакета 1 всі вузли ЛОМ повинні почекати протягом часу IPG, як зможуть передавати. Тимчасовий інтервал між пакетами 1 та 2, 2 та 3 на рис. 2 – це час IPG. Після завершення передачі пакета 3 жоден вузол не мав матеріалу для обробки, тому часовий інтервал між пакетами 3 та 4 довше, ніж IPG.

Всі вузли мережі повинні дотримуватись цих правил. Навіть якщо на вузлі є багато кадрів для передачі і даний вузол є єдиним передавальним, то після пересилання кожного пакета він повинен почекати протягом принаймні часу IPG.

Саме в цьому полягає частина CSMA правил доступу до Fast Ethernet. Коротше кажучи, багато вузлів мають доступ до середовища та використовують несучу для контролю його зайнятість.

У ранніх експериментальних мережах застосовувалися саме ці правила і такі мережі працювали дуже добре. Проте використання лише CSMA призвело до виникнення проблеми. Часто два вузли, маючи пакет для передачі і чекаючи IPG, починали передавати одночасно, що призводило до спотворення даних з обох сторін. Така ситуація називається колізією(collision) чи конфліктом.

Для подолання цієї перешкоди ранні протоколи використали досить простий механізм. Пакети ділилися на дві категорії: команди та реакції. Кожна команда, передана вузлом, потребувала реакції. Якщо протягом деякого часу (званого періодом тайм-ауту) після передачі команди реакцію на неї не було отримано, то вихідна команда подавалася знову. Це могло відбуватися кілька разів (гранична кількість тайм-аутів), перш ніж передавальний вузол фіксував помилку.

Ця схема могла чудово працювати, але лише до певного моменту. Виникнення конфліктів призводило до різкого зниження продуктивності (вимірюваної зазвичай у байтах на секунду), оскільки вузли часто простоювали в очікуванні відповіді команди, які ніколи не досягають пункту призначення. Перевантаження мережі, збільшення кількості вузлів безпосередньо пов'язані зі зростанням числа конфліктів і, отже, зі зниженням продуктивності мережі.

Проектувальники ранніх мереж швидко знайшли вирішення цієї проблеми: кожен вузол повинен встановлювати факт втрати переданого пакета шляхом виявлення конфлікту (а не очікувати на реакцію, яка ніколи не піде). Це означає, що втрачені у зв'язку з конфліктом пакети мають бути негайно передані знову до закінчення часу тайм-ауту. Якщо вузол передав останній біт пакета без конфлікту, отже, пакет передано успішно.

Метод контролю несучої добре поєднувати з функцією виявлення колізій. Колізії все ще продовжують відбуватися, але на продуктивності мережі це не відбивається, тому що вузли швидко позбавляються їх. Група DIX, розробивши правила доступу до середовища CSMA/CD для Ethernet, оформила у вигляді простого алгоритму - малюнок 3.

Малюнок 3. Алгоритм роботи CSMA/CD

Пристрій фізичного рівня (PHY)

Оскільки Fast Ethernet може використовувати різний тип кабелю, для кожного середовища потрібно унікальне попереднє перетворення сигналу. Перетворення також потрібно для ефективної передачі даних: зробити код, що передається стійким до перешкод, можливим втрат, або спотворень окремих його елементів (бодів), для забезпечення ефективної синхронізації тактових генераторів на передавальній або приймальній стороні.

Підрівень кодування (PCS)

Кодує/декодує дані, що надходять від/до рівня MAC з використанням алгоритмів або .

Підрівні фізичного приєднання та залежності від фізичного середовища (PMА та PMD)

Підрівні РМА та PMD здійснюють зв'язок між підрівнем PSC та інтерфейсом MDI, забезпечуючи формування відповідно до методу фізичного кодування: або .

Підрівень автопереговорів (AUTONEG)

Підрівень автопереговорів дозволяє двом портам, що взаємодіють, автоматично вибирати найбільш ефективний режим роботи: дуплексний або напівдуплексний 10 або 100 Мб/с. Фізичний рівень

Стандарт Fast Ethernet визначає три типи середовища передачі сигналів Ethernet зі швидкістю 100 Мбіт/с.

• 100Base-TX - дві кручені пари проводів. Передача здійснюється відповідно до стандарту передачі даних у крученому фізичному середовищі, розробленому ANSI (American National Standards Institute - Американський національний інститут стандартів). Кручений кабель передачі даних може бути екранованим, або неекранованим. Використовує алгоритм кодування даних 4В/5В та метод фізичного кодування MLT-3.
• 100Base-FX – дві жили, волоконно-оптичного кабелю. Передача також здійснюється відповідно до стандарту передачі даних у волоконно-оптичному середовищі, яке розроблено ANSI. Використовує алгоритм кодування даних 4В/5В та метод фізичного кодування NRZI.

Специфікації 100Base-TX та 100Base-FX відомі також як 100Base-X

• 100Base-T4 – це особлива специфікація, розроблена комітетом IEEE 802.3u. Відповідно до цієї специфікації, передача даних здійснюється за чотирма витими парами телефонного кабелю, який називають кабелем UTP категорії 3. Використовує алгоритм кодування даних 8В/6Т та метод фізичного кодування NRZI.

Додатково стандарт Fast Ethernet включає рекомендації щодо використання кабелю екранованої кручений пари категорії 1, який є стандартним кабелем, що традиційно використовується в мережах Token Ring. Організація підтримки та рекомендації щодо використання кабелю STP у мережі Fast Ethernet надають спосіб переходу на Fast Ethernet для покупців, які мають кабельне розведення STP.

Специфікація Fast Ethernet включає механізм автоузгодження, що дозволяє порту вузла автоматично налаштовуватися на швидкість передачі даних - 10 або 100 Мбіт/с. Цей механізм заснований на обміні рядом пакетів із портом концентратора або перемикача.

Середа 100Base-TX

Як середовище передачі 100Base-TX застосовуються дві кручені пари, причому одна пара використовується для передачі даних, а друга - для їх прийому. Оскільки специфікація ANSI TP-PMD містить описи як екранованих, так і неекранованих кручених пар, то специфікація 100Base-TX включає підтримку як неекранованих, так і екранованих кручених пар типу 1 і 7.

Роз'єм MDI (Medium Dependent Interface)

Інтерфейс каналу 100Base-TX, який залежить від середовища, може бути одного з двох типів. Для кабелю на неекранованих кручених парах як роз'єм MDI слід використовувати восьмиконтактний роз'єм RJ 45 категорії 5. Цей же роз'єм застосовується і в мережі 10Base-T, що забезпечує зворотну сумісність з існуючими кабельними розведеннями категорії 5. Для екранованих кручених пар як роз'єм MDI необхідно використовувати роз'єм STP IBM типу 1, який є екранованим роз'ємом DB9. Такий роз'єм зазвичай застосовується у мережах Token Ring.

Кабель UTP категорії 5(e)

В інтерфейсі середовища UTP 100Base-TX використовуються дві пари проводів. Для мінімізації перехресних наведень і можливого спотворення сигналу чотири дроти, що залишилися, не повинні використовуватися з метою передачі будь-яких сигналів. Сигнали передачі і прийому кожної пари є поляризованими, причому один провід передає позитивний (+), а другий - негативний (-) сигнал. Колірне маркування проводів кабелю та номери контактів роз'єму для мережі 100Base-TX наведено у табл. 1. Хоча рівень PHY 100Base-TX розроблявся після прийняття стандарту ANSI TP-PMD, проте номери контактів роз'єму RJ 45 були змінені для узгодження зі схемою розведення, що вже використовується в стандарті 10Base-T. У стандарті ANSI TP-PMD контакти 7 та 9 застосовуються для прийому даних, у той час як у стандартах 100Base-TX та 10Base-T для цього призначені контакти 3 та 6. Така розводка забезпечує можливість використання адаптерів 100Base-TX замість адаптерів 10 Base - T та їх підключення до тих самих кабелів категорії 5 без змін розведення. У роз'ємі RJ 45 пари проводів, що використовуються, підключаються до контактів 1, 2 і 3, 6. Для правильного підключення проводів слід керуватися їх кольоровим маркуванням.

Таблиця 1. Призначення контактів гніздаMDIкабелюUTP100Base-TX

Вузли взаємодіють між собою шляхом обміну кадрами (frames). У Fast Ethernet кадр є базовою одиницею обміну мережею - будь-яка інформація, що передається між вузлами, міститься у полі даних однієї чи кількох кадрів. Пересилання кадрів від одного вузла до іншого можливе лише за наявності способу однозначної ідентифікації всіх вузлів мережі. Тому кожен вузол у ЛОМ має адресу, яка називається її МАС-адресою. Ця адреса унікальна: жодні два вузли локальної мережі не можуть мати одну і ту ж МАС-адресу. Більше того, в жодній з технологій ЛОМ (за винятком ARCNet) жодні два вузли у світі не можуть мати однакову МАС-адресу. Будь-який кадр містить принаймні три основні порції інформації: адресу одержувача, адресу відправника та дані. Деякі кадри мають інші поля, але обов'язковими є лише три перелічені. На малюнку 4 відбито структуру кадру Fast Ethernet.

Малюнок 4. Структура кадруFastEthernet

• адреса одержувача- Вказується адреса вузла, що отримує дані;
• адреса відправника- Вказується адреса вузла, що надіслав дані;
• довжина/Тип(L/T - Length/Type) - міститься інформація про тип переданих даних;
• контрольна сумакадру(PCS – Frame Check Sequence) – призначена для перевірки коректності отриманого приймаючим вузлом кадру.

Мінімальний обсяг кадру становить 64 октети, або 512 бітів (терміни октеті байт -синоніми). Максимальний обсяг кадру дорівнює 1518 октетам, або 12144 біт.

Адресація кадрів

Кожен вузол у мережі Fast Ethernet має унікальний номер, який називається МАС-адресою (MAC address) або адресою вузла. Цей номер складається з 48 бітів (6 байтів), надається мережному інтерфейсу під час виготовлення пристрою та програмується в процесі ініціалізації. Тому мережні інтерфейси всіх ЛОМ, за винятком ARCNet, яка використовує 8-бітові адреси, що присвоюються мережним адміністратором, мають вбудовану унікальну МАС-адресу, яка відрізняється від решти МАС-адрес на Землі і присвоюється виробником за погодженням з IEEE.

Щоб полегшити процес управління мережевими інтерфейсами, IEEE було запропоновано розділити 48-бітове поле адреси на чотири частини, як показано на малюнку 5. Перші два біти адреси (біти 0 та 1) є прапорцями типу адреси. Значення прапорців визначає спосіб інтерпретації адресної частини (біти 2 – 47).

Малюнок 5. Формат МАС-адреси

Біт I/G називається прапорцем індивідуальної/групової адресиі показує, якою (індивідуальною або груповою) є адреса. Індивідуальна адреса надається лише одному інтерфейсу (або вузлу) в мережі. Адреси, у яких біт I/G встановлений у 0 - це МАС-адресиабо адреси вузла.Якщо біт I/O встановлений в 1, то адреса відноситься до групових і зазвичай називається багатопунктовою адресою(multicast address) або функціональною адресою(Functional address). Групова адреса може бути присвоєна одному або декільком мережним інтерфейсам ЛОМ. Кадри, надіслані за груповою адресою, отримують або копіюють всі мережні інтерфейси ЛОМ, що володіють ним. Багатопунктові адреси дозволяють надіслати кадр під безлічі вузлів локальної мережі. Якщо біт I/O встановлено в 1, то біти від 46 до 0 трактуються як багатопунктову адресу, а не як поля U/L, OUI та OUA звичайної адреси. Біт U/L називається прапорцем універсального/місцевого управлінняі визначає, як було присвоєно адресу мережному інтерфейсу. Якщо обидва біти, I/O та U/ L, встановлені в 0, то адреса є унікальним 48-бітовим ідентифікатором, описаним раніше.

OUI (організаційно unique identifier - організаційно-унікальний ідентифікатор). IEEE надає один або кілька OUI кожному виробнику мережевих адаптерів та інтерфейсів. Кожен виробник відповідає за правильність присвоєння OUA (organizationally unique address - організаційно унікальна адреса),який повинен мати будь-який створений ним пристрій.

При установці біта U/L адреса є локально керованою. Це означає, що він задається не виробником інтерфейсу мережі. Будь-яка організація може створити свою МАС-адресу мережного інтерфейсу шляхом встановлення біта U/ L в 1, а бітів з 2-го по 47-й в якесь обране значення. Мережевий інтерфейс, отримавши кадр, насамперед декодує адресу одержувача. При встановленні на адресі біта I/O рівень MAC отримає цей кадр лише тому випадку, якщо адреса одержувача перебуває у списку, який зберігається на вузлі. Цей прийом дозволяє одному вузлу надіслати кадр багатьом вузлам.

Існує спеціальна багатопунктова адреса, звана широкомовною адресою.У 48-бітовій широкомовній IEEE-адресі всі біти встановлені в 1. Якщо кадр передається з широкомовною адресою одержувача, всі вузли мережі отримають і опрацюють його.

Поле Довжина/Тип

Поле L/T (Length/Type - Довжина/Тип) застосовується у двох різних цілях:

• визначення довжини поля даних кадру, виключаючи будь-яке доповнення пробілами;
• для позначення типу даних у полі даних.

Значення поля L/T, що знаходиться в інтервалі між 0 та 1500, є довжиною поля даних кадру; Найвище значення вказує на тип протоколу.

Взагалі, поле L/T є історичним осадом стандартизації Ethernet в IEEE, що породило ряд проблем із сумісністю обладнання випущеного до 1983. Зараз Ethernet і Fast Ethernet ніколи не використовує поля L/T. Зазначене поле служить лише узгодження з програмним забезпеченням, що обробляє кадри (тобто протоколами). Але єдиним стандартним призначенням поля L/T є використання його як поля довжини - у специфікації 802.3 навіть не згадується про можливе його застосування як поля типу даних. Стандарт говорить: "Кадри зі значенням поля довжини, що перевищує визначене в пункті 4.4.2, можуть бути проігноровані, відкинуті або використані окремо. Використання даних кадрів виходить за межі цього стандарту".

Підсумовуючи сказане, зауважимо, що поле L/T є первинним механізмом, за яким визначається тип кадру.Кадри Fast Ethernet і Ethernet, у яких значенням поля L/T задається довжина (значення L/T 802.3, кадри, у яких значенням цього поля встановлюється тип даних (значення L/T > 1500), називаються кадрами Ethernet- IIабо DIX.

Поле даних

У полі данихміститься інформація, яку один вузол пересилає іншому. На відміну від інших полів, що зберігають дуже специфічні відомості, поле даних може містити майже будь-яку інформацію, аби її обсяг становив щонайменше 46 і трохи більше 1500 байтів. Як форматується та інтерпретується вміст поля даних, визначають протоколи.

Якщо необхідно переслати дані довжиною менше 46 байтів, рівень LLC додає до кінця байти з невідомим значенням, звані незначними даними(Pad data). В результаті довжина поля дорівнює 46 байтам.

Якщо кадр має тип 802.3, то полі L/T вказується значення обсягу дійсних даних. Наприклад, якщо пересилається 12-байтове повідомлення, поле L/T зберігає значення 12, а полі даних перебувають і 34 додаткових незначних байта. Додавання незначних байтів ініціює рівень LLC Fast Ethernet і зазвичай реалізується апаратно.

Засоби рівня MAC не задають вмісту поля L/T - це робить програмне забезпечення. Встановлення значення цього поля майже завжди виконується драйвером мережного інтерфейсу.

Контрольна сума кадру

Контрольна сума кадру (PCS – Frame Check Sequence) дозволяє переконатися в тому, що отримані кадри не пошкоджені. При формуванні кадру, що передається, на рівні MAC використовується спеціальна математична формула CRC(Cyclic Redundancy Check – циклічний надлишковий код), призначена для обчислення 32-розрядного значення. Отримане значення міститься у полі FCS кадру. На вхід елемента рівня MAC, що обчислює CRC, подаються значення всіх байтів кадру. Поле FCS є первинним та найважливішим механізмом виявлення та виправлення помилок у Fast Ethernet. Починаючи з першого байта адреси одержувача та закінчуючи останнім байтом поля даних.

Значення полів DSAP та SSAP

Значення DSAP/SSAP			Опис
			Indiv LLC Sublayer Mgt
			Group LLC Sublayer Mgt
			SNA Path Control
			Reserved (DOD IP)
			ISO CLNS IS 8473
			Алгоритм кодування 8В6Т перетворює восьмибітовий октет даних (8B) на шестибітовий тернарний символ (6T). Кодові групи 6Т призначені передачі паралельно по трьох витих парах кабелю, тому ефективна швидкість передачі даних з кожної кручений парі становить одну третину від 100 Мбіт/с, тобто 33,33 Мбіт/с. Швидкість передачі тернарних символів з кожної кручений парі становить 6/8 від 33,3 Мбіт/с, що відповідає тактовій частоті 25 МГц. Саме з такою частотою працює таймер інтерфейсу МП. На відміну від бінарних сигналів, які мають два рівні, тернарні сигнали, що передаються по кожній парі, можуть мати три рівні. Таблиця кодування символів Лінійний код Символ MLT-3 Multi Level Transmission – 3 (багаторівнева передача) – трохи схожий з кодом NRZ, але на відміну від останнього має три рівні сигналу. Одиниці відповідає перехід з рівня сигналу на інший, причому зміна рівня сигналу відбувається послідовно з урахуванням попереднього переходу. Під час передачі “нуля” сигнал не змінюється. Цей код, так само як і NRZ, потребує попереднього кодування. Складено за матеріалами: Лаєм Куїн, Річард Рассел "Fast Ethernet"; К. Заклер "Комп'ютерні мережі"; В.Г. та Н.А. Оліфер "Комп'ютерні мережі";

Fast Ethernet - специфікація IEЕЕ 802.3 u офіційно прийнята 26 жовтня 1995 визначає стандарт протоколу канального рівня для мереж працюючих при використанні як мідного, так і волоконно-оптичного кабелю зі швидкістю 100Мб/с. Нова специфікація є спадкоємицею стандарту Ethernet IEЕЕ 802.3, використовуючи такий самий формат кадру, механізм доступу до середовища CSMA/CD та топологію зірка. Еволюція торкнулася кількох елементів конфігурації засобів фізичного рівня, що дозволило збільшити пропускну здатність, включаючи типи кабелю, довжину сегментів і кількість концентраторів.

Фізичний рівень

Стандарт Fast Ethernet визначає три типи середовища передачі сигналів Ethernet зі швидкістю 100 Мбіт/с.

· 100Base-TX – дві виті пари проводів. Передача здійснюється відповідно до стандарту передачі даних у крученому фізичному середовищі, розробленому ANSI (American National Standards Institute - Американський національний інститут стандартів). Кручений кабель передачі даних може бути екранованим, або неекранованим. Використовує алгоритм кодування даних 4В/5В та метод фізичного кодування MLT-3.

· 100Base-FX – дві жили, волоконно-оптичного кабелю. Передача також здійснюється відповідно до стандарту передачі даних у волоконно-оптичному середовищі, яке розроблено ANSI. Використовує алгоритм кодування даних 4В/5В та метод фізичного кодування NRZI.

· 100Base-T4 - це особлива специфікація, розроблена комітетом IEEE 802.3u. Відповідно до цієї специфікації, передача даних здійснюється за чотирма витими парами телефонного кабелю, який називають кабелем UTP категорії 3. Використовує алгоритм кодування даних 8В/6Т та метод фізичного кодування NRZI.

Багатомодовий кабель

У волоконно- оптичному кабеліцього типу використовується волокно з серцевиною діаметром 50, або 62,5 мікрометра та зовнішньою оболонкою товщиною 125 мікрометрів. Такий кабель називається багатомодовим оптичним кабелем з волокнами 50/125 (62,5/125) мікрометрів. Для передачі світлового сигналу по багатомодовому кабелю застосовується світлодіодний приймач з довжиною хвилі 850 (820) нанометрів. Якщо багатомодовий кабель з'єднує два порти перемикачів, що працюють у повнодуплексному режимі, він може мати довжину до 2000 метрів.

Одномодовий кабель

Одномодовий волоконно-оптичний кабель має менший, ніж у багатомодового, діаметр серцевини - 10 мікрометра, і для передачі по одномодовому кабелю використовується лазерний приймач, що в сукупності забезпечує ефективну передачу на великі дистанції. Довжина хвилі світлового сигналу, що передається, близька до діаметру серцевини, який дорівнює 1300 нанометрів. Це число відоме як довжина хвилі нульової дисперсії. В одномодовому кабелі дисперсія і втрати сигналу дуже незначні, що дозволяє передавати світлові сигнали великі відстані, ніж у разі застосування многомодового волокна.

38. Технологія Gigabit Ethernet, загальна характеристика, специфікація фізичного середовища, основні поняття.
3.7.1. Загальна характеристикастандарту

Досить швидко після появи на ринку продуктів Fast Ethernet мережеві інтегратори та адміністратори відчули певні обмеження при побудові корпоративних мереж. У багатьох випадках сервери, підключені 100-мегабітним каналом, перевантажували магістралі мереж, що працюють також на швидкості 100 Мбіт/с - магістралі FDDI і Fast Ethernet. Відчувалася потреба у такому рівні ієрархії швидкостей. У 1995 року найвищий рівень швидкості могли надати лише комутатори ATM, а за відсутності у той час зручних засобів міграції цієї технології в локальні мережі (хоча специфікація LAN Emulation - LANE була прийнята на початку 1995 року, практична її реалізація була попереду) впроваджувати їх у локальну мережу майже ніхто не наважувався. Крім того, технологія ATM вирізнялася дуже високим рівнем вартості.

Тому логічним виглядав наступний крок, зроблений IEEE, - через 5 місяців після остаточного ухвалення стандарту Fast Ethernet у червні 1995 року дослідницької групи з вивчення високошвидкісних технологій IEEE було наказано зайнятися розглядом можливості вироблення стандарту Ethernet із ще більш високою бітовою швидкістю.

Влітку 1996 року було оголошено створення групи 802.3z розробки протоколу, максимально подібного Ethernet, але з бітовою швидкістю 1000 Мбіт/с. Як і у випадку Fast Ethernet, повідомлення було сприйнято прихильниками Ethernet з великим ентузіазмом.

Основною причиною ентузіазму була перспектива такого ж плавного переведення магістралей мереж на Gigabit Ethernet, подібно до того, як були переведені на Fast Ethernet перевантажені сегменти Ethernet, розташовані на нижніх рівнях ієрархії мережі. До того ж досвід передачі даних на гігабітних швидкостях вже був, як у територіальних мережах (технологія SDH), так і в локальних - технологія Fibre Channel, яка використовується в основному для підключення високошвидкісної периферії до великих комп'ютерів і передає дані по волоконно-оптичному кабелю швидкістю, близькою до гігабітної, за допомогою надлишкового коду 8В/10В.

Першу версію стандарту було розглянуто у січні 1997 року, а остаточно стандарт 802.3z було прийнято 29 червня 1998 року на засіданні комітету IEEE 802.3. Роботи з реалізації Gigabit Ethernet на кручений парі категорії 5 були передані спеціальному комітету 802.3аb, який вже розглянув кілька варіантів проекту цього стандарту, причому з липня 1998 року проект набув досить стабільного характеру. Остаточне ухвалення стандарту 802.3ab очікується у вересні 1999 року.

Не чекаючи на прийняття стандарту, деякі компанії випустили перше обладнання Gigabit Ethernet на оптоволоконному кабелі вже до літа 1997 року.

Основна ідея розробників стандарту Gigabit Ethernet полягає у максимальному збереженні ідей класичної технології Ethernet при досягненні бітової швидкості 1000 Мбіт/с.

Так як при розробці нової технології природно чекати деяких технічних новинок, що йдуть у загальному руслі розвитку мережевих технологій, то важливо відзначити, що Gigabit Ethernet, так само як і його менш швидкісні побратими, на рівні протоколу не будепідтримувати:

• якість обслуговування;
• надлишкові зв'язки;
• тестування працездатності вузлів та обладнання (в останньому випадку - за винятком тестування зв'язку порт - порт, як це робиться для Ethernet 10Base-T та 10Base-F та Fast Ethernet).

Всі три названі властивості вважаються дуже перспективними та корисними у сучасних мережах, а особливо у мережах найближчого майбутнього. Чому ж автори Gigabit Ethernet відмовляються від них?

Головна ідея розробників технології Gigabit Ethernet полягає в тому, що існує і буде існувати багато мереж, в яких висока швидкість магістралі та можливість призначення пакетам пріоритетів у комутаторах будуть цілком достатні для забезпечення якості транспортного обслуговування всіх клієнтів мережі. І тільки в тих поодиноких випадках, коли і магістраль досить завантажена, і вимоги до якості обслуговування дуже жорсткі, потрібно застосовувати технологію ATM, яка за рахунок високої технічної складності дає гарантії якості обслуговування для всіх основних видів трафіку.

39. Структурна кабельна система, що застосовується в мережевих технологіях.
Структурована кабельна система (Structured Cabling System, SCS) - це набір комутаційних елементів (кабелів, роз'ємів, конекторів, кросових панелей і шаф), а також методика їх спільного використання, яка дозволяє створювати регулярні структури зв'язків, що легко розширюються в обчислювальних мережах.

Структурована кабельна система представляє свого роду «конструктор», за допомогою якого проектувальник мережі будує потрібну йому конфігурацію із стандартних кабелів, з'єднаних стандартними роз'ємами та комутованих на стандартних кросових панелях. За потреби конфігурацію зв'язків можна легко змінити - додати комп'ютер, сегмент, комутатор, вилучити непотрібне устаткування, і навіть змінити з'єднання між комп'ютерами і концентраторами.

При побудові структурованої кабельної системи мається на увазі, що кожне робоче місце на підприємстві має бути оснащене розетками для підключення телефону та комп'ютера, навіть якщо Наразіцього не потрібно. Тобто хороша структурована кабельна система будується надмірною. У майбутньому це може заощадити кошти, оскільки зміни у підключенні нових пристроїв можна робити за рахунок перекоммутації вже прокладених кабелів.

Типова ієрархічна структураструктурованої кабельної системи включає:

• горизонтальні підсистеми (не більше поверху);
• вертикальні підсистеми (всередині будівлі);
• підсистему кампусу (в межах однієї території з кількома будинками).

Горизонтальна підсистемаз'єднує кросову шафу поверху з розетками користувачів. Підсистеми цього відповідають поверхам будівлі. Вертикальна підсистемаз'єднує кросові шафи кожного поверху з центральної апаратної будівлі. Наступним кроком ієрархії є підсистема кампусу,яка з'єднує кілька будівель з головною апаратною всього кампусу. Ця частина кабельної системи зазвичай називається магістраллю (backbone).

Використання структурованої кабельної системи замість хаотично прокладених кабелів дає підприємству багато переваг.

· Універсальність.Структурована кабельна система при продуманій організації може стати єдиним середовищем передачі комп'ютерних даних у локальній обчислювальної мережі, організації локальної телефонної мережі, передачі відеоінформації та навіть передачі сигналів від датчиків пожежної безпеки чи охоронних систем. Це дозволяє автоматизувати багато процесів контролю, моніторингу та управління господарськими службами та системами життєзабезпечення підприємства.

· Збільшення терміну служби.Термін морального старіння добре структурованої кабельної системи може становити 10-15 років.

· Зменшення вартості додавання нових користувачів та зміни їх місць розміщення.Відомо, що вартість кабельної системи значна і визначається переважно не вартістю кабелю, а вартістю робіт з його прокладання. Тому вигідніше провести одноразову роботу з прокладання кабелю, можливо, з більшим запасом по довжині, ніж кілька разів виконувати прокладку, нарощуючи довжину кабелю. При такому підході всі роботи з додавання або переміщення користувача зводяться до підключення комп'ютера до розетки.

· Можливість легкого розширення мережі.Структурована кабельна система є модульною, тому її легко розширювати. Наприклад, до магістралі можна додати нову підмережу, не впливаючи на існуючі підмережі. Ви можете замінити тип кабелю в окремій підмережі незалежно від решти мережі. Структурована кабельна система є основою для поділу мережі на легко керовані логічні сегменти, оскільки сама вже розділена на фізичні сегменти.

· Забезпечення ефективнішого обслуговування.Структурована кабельна система полегшує обслуговування та пошук несправностей порівняно з шинною кабельною системою. При шинній організації кабельної системи відмова одного з пристроїв або сполучних елементів призводить до відмови від всієї мережі, що важко локалізується. У структурованих кабельних системах відмова одного сегмента не діє інші, оскільки об'єднання сегментів здійснюється з допомогою концентраторів. Концентратори діагностують та локалізують несправну ділянку.

· Надійність.Структурована кабельна система має підвищену надійність, оскільки виробник такої системи гарантує як якість її окремих компонентів, а й їх сумісність.

40. Концентратори та мережеві адаптери, принципи, використання, основні поняття.
Концентратори разом з мережевими адаптерами, а також кабельною системою представляють той мінімум обладнання, за допомогою якого можна створити локальну мережу. Така мережа буде загальним середовищем, що розділяється.

Мережевий адаптер (Network Interface Card, NIC)разом зі своїм драйвером реалізує другий, канальний рівень моделі відкритих систем у кінцевому вузлі мережі – комп'ютері. Більш точно, в мережній операційній системі пара адаптер і драйвер виконує тільки функції фізичного та МАС-рівнів, в той час як рівень LLC зазвичай реалізується модулем операційної системи, єдиним для всіх драйверів та мережевих адаптерів. Власне так воно і має бути відповідно до моделі стека протоколів IEEE 802. Наприклад, в ОС Windows NT рівень LLC реалізується в модулі NDIS, загальному для всіх драйверів мережевих адаптерів, незалежно від того, яку технологію підтримує драйвер.

Мережевий адаптер спільно з драйвером виконують дві операції: передачу та прийом кадру.

У адаптерах для клієнтських комп'ютерів значна частина роботи перекладається драйвер, тим самим адаптер виявляється простіше і дешевше. Недоліком такого підходу є високий рівень завантаження центрального процесора комп'ютера рутинними роботами з передачі кадрів з оперативної пам'ятікомп'ютера в мережі. Центральний процесор змушений займатися цією роботою замість виконання прикладних завдань користувача.

Перед встановленням комп'ютера необхідно конфігурувати мережний адаптер. При конфігуруванні адаптера зазвичай задаються номер переривання IRQ, що використовується адаптером, номер каналу прямого доступу до пам'яті DMA (якщо адаптер підтримує режим DMA) та базову адресу портів вводу/виводу.

Практично у всіх сучасних технологіяхлокальних мереж визначено пристрій, який має кілька рівноправних назв концентратор(Concentrator), хаб (hub), повторювач (repeater). Залежно від сфери застосування цього пристрою значною мірою змінюється склад його функцій та конструктивне виконання. Незмінною залишається лише основна функція – це повторення кадруабо на всіх портах (як визначено у стандарті Ethernet), або лише на деяких портах, відповідно до алгоритму, визначеного відповідним стандартом.

Концентратор зазвичай має кілька портів, яких за допомогою окремих фізичних сегментів кабелю підключаються кінцеві вузли мережі - комп'ютери. Концентратор об'єднує окремі фізичні сегменти мережі в єдине середовище, що розділяється, доступ до якого здійснюється відповідно до одного з розглянутих протоколів локальних мереж - Ethernet, Token Ring і т. п. Так як логіка доступу до середовища, що розділяється, істотно залежить від технології, то для кожного типу технології випускаються свої концентратори – Ethernet; Token Ring; FDDI та 100VG-AnyLAN. Для конкретного протоколу іноді використовується свою, вузькоспеціалізовану назву цього пристрою, що більш точно відображає його функції або використовується в силу традицій, наприклад, для концентраторів Token Ring характерна назва MSAU.

Кожен концентратор виконує деяку основну функцію, визначену у відповідному протоколі технології, яку він підтримує. Хоча ця функція досить детально визначена в стандарті технології, її реалізації концентратори різних виробників можуть відрізнятися такими деталями, як кількість портів, підтримка кількох типів кабелів тощо.

Крім основної функції, концентратор може виконувати деяку кількість додаткових функцій, які або в стандарті взагалі не визначені, або є факультативними. Наприклад, концентратор Token Ring може виконувати функцію відключення портів, що некоректно працюють, і переходу на резервне кільце, хоча в стандарті такі його можливості не описані. Концентратор виявився зручним пристроєм для виконання додаткових функцій, що полегшують контроль та експлуатацію мережі.

41. Використання мостів та комутаторів, принципи, особливості, приклади, обмеження
Структуризація за допомогою мостів та комутаторів

мережу можна розділити на логічні сегменти за допомогою пристроїв двох типів - мостів (bridge) та/або комутаторів (switch, switching hub).

Міст та комутатор - це функціональні близнюки. Обидва ці пристрої просувають кадри на підставі тих самих алгоритмів. Мости та комутатори використовують два типи алгоритмів: алгоритм прозорого мосту (transparent bridge),описаного в стандарті IEEE 802.1D або алгоритм моста із маршрутизацією від джерела (source routing bridge)компанії IBM для мереж Token Ring Ці стандарти були розроблені задовго до появи першого комутатора, тому вони використовують термін «міст». Коли ж на світ з'явилася перша промислова модель комутатора для технології Ethernet, вона виконувала той же алгоритм просування кадрів IEEE 802.ID, який був з десяток років відпрацьований мостами локальних і глобальних мереж

Основна відмінність комутатора від моста у тому, що міст обробляє кадри послідовно, а комутатор - паралельно. Ця обставина пов'язана з тим, що мости з'явилися в ті часи, коли мережу ділили на невелику кількість сегментів, а міжсегментний трафік був невеликим (він підкорявся правилу 80 на 20%).

Сьогодні мости, як і раніше, працюють у мережах, але тільки на досить повільних глобальних зв'язках між двома віддаленими локальними мережами. Такі мости називаються віддаленими мостами (remote bridge) і алгоритм їх роботи нічим не відрізняється від стандарту 802.1D або Source Routing.

Прозорі мости вміють, окрім передачі кадрів у рамках однієї технології, транслювати протоколи локальних мереж, наприклад Ethernet в Token Ring, FDDI в Ethernet тощо. Ця властивість прозорих мостів описана в стандарті IEEE 802.1H.

Надалі називатимемо пристрій, який просуває кадри за алгоритмом моста і працює в локальній мережі, сучасним терміном «комутатор». При описі самих алгоритмів 802.1D і Source Routing в наступному розділі будемо за традицією називати пристрій мостом, як власне воно в цих стандартах і називається.

42. Комутатори для локальних мереж, протоколи, режими роботи, приклади.
Кожен із 8 портів 10Base-T обслуговується одним процесором пакетів Ethernet - ЕРР (Ethernet Packet Processor). Крім того, комутатор має системний модуль, що координує роботу всіх процесорів ЕРР. Системний модуль веде загальну адресну таблицю комутатора та забезпечує управління комутатором за протоколом SNMP. Для передачі кадрів між портами використовується комутаційна матриця, подібна до тих, які працюють у телефонних комутаторах або мультипроцесорних комп'ютерах, з'єднуючи кілька процесорів з кількома модулями пам'яті.

Комутаційна матриця працює за принципом комутації каналів. Для 8 портів матриця може забезпечити 8 одночасних внутрішніх каналів при напівдуплексному режимі роботи портів і 16 при повнодуплексному, коли передавач і приймач кожного порту працюють незалежно один від одного.

При надходженні кадру будь-який порт процесор ЕРР буферизує кілька перших байт кадру, щоб прочитати адресу призначення. Після отримання адреси призначення процесор відразу ж приймає рішення про передачу пакета, не чекаючи на прихід інших байт кадру.

Якщо ж кадр потрібно передати на інший порт, процесор звертається до комутаційної матриці і намагається встановити в ній шлях, що зв'язує його порт з портом, через який йде маршрут до адреси призначення. Комутаційна матриця може це зробити тільки в тому випадку, коли порт адреси призначення в цей момент вільний, тобто не з'єднаний з іншим портом. Якщо порт зайнятий, то, як і в будь-якому пристрої з комутацією каналів, матриця в з'єднанні відмовляє. У цьому випадку кадр повністю буферизується процесором вхідного порту, після чого процесор очікує звільнення вихідного порту і утворення комутаційною матрицею потрібного шляху. Як тільки процесор вихідного порту отримує доступ до підключеного до нього сегменту Ethernet за алгоритмом CSMA/CD, байти кадру відразу починають передаватися до мережі. Описаний спосіб передачі кадру без його повної буферизації отримав назву комутації «на льоту» («on-the-fly») або «безперервно» («cut-through»). Головною причиною підвищення продуктивності мережі під час використання комутатора є паралельнаобробка кількох кадрів. Цей ефект ілюструє рис. 4.26. На малюнку зображена ідеальна щодо підвищення продуктивності ситуація, коли чотири порти з восьми передають дані з максимальною для протоколу Ethernet швидкістю 10 Мб/с, причому вони передають ці дані на решту чотирьох портів комутатора не конфліктуючи - потоки даних між вузлами мережі розподілилися так, що для кожного приймаючого кадри порту є свій вихідний порт. Якщо комутатор встигає обробляти вхідний трафік навіть за максимальної інтенсивності надходження кадрів на вхідні порти, то загальна продуктивність комутатора у наведеному прикладі становитиме 4x10 = 40 Мбіт/с, а при узагальненні прикладу N портів - (N/2)xlO Мбіт/с. Кажуть, що комутатор надає кожній станції або сегменту, підключеним до його портів, виділену пропускну спроможність протоколу. Природно, що в мережі не завжди складається така ситуація, яка зображена на рис. 4.26. Якщо двом станціям, наприклад станціям, підключеним до портів 3 і 4, одночасно потрібно записувати дані на той самий сервер, підключений до порту 8, то комутатор зможе виділити кожної станції потік даних по 10 Мбіт/с, оскільки порт 5 неспроможна передавати дані зі швидкістю 20 Мбіт/с. Кадри станцій чекатимуть у внутрішніх чергах вхідних портів 3 і 4, коли звільниться порт 8 передачі чергового кадру. Очевидно, хорошим рішенням для такого розподілу потоків даних було б підключення сервера до більш високошвидкісного порту, наприклад, Fast Ethernet. звані неблокуючі (non-blocking)моделі комутаторів

43. Алгоритм роботи прозорого моста.
Прозорі мости непомітні для мережних адаптерів кінцевих вузлів, так як вони самостійно будують спеціальну адресну таблицю, на підставі якої можна вирішити, потрібно передавати кадр, що прийшов, в якийсь інший сегмент чи ні. Мережеві адаптери при використанні прозорих мостів працюють так само, як і у разі їх відсутності, тобто не роблять жодних додаткових дій, щоб кадр пройшов через міст. Алгоритм прозорого мосту не залежить від технології локальної мережі, в якій встановлюється міст, тому прозорі мости Ethernet працюють так само, як прозорі мости FDDI.

Прозорий міст будує свою адресну таблицю на підставі пасивного спостереження за трафіком, що циркулює у підключених до його портів сегментах. При цьому міст враховує адреси джерел кадрів даних, що надходять на порти мосту. За адресою джерела кадру міст робить висновок про належність цього вузла тому чи іншому сегменту мережі.

Розглянемо процес автоматичного створення адресної таблиці мосту та її використання на прикладі простої мережі, представленої на рис. 4.18.

Мал. 4.18. Принцип роботи прозорого мосту

Міст з'єднує два логічні сегменти. Сегмент 1 складають комп'ютери, підключені за допомогою одного відрізка коаксіального кабелю до порту моста 1, а сегмент 2 - комп'ютери, підключені за допомогою іншого відрізка коаксіального кабелю до порту моста 2.

Кожен порт моста працює як кінцевий вузол свого сегмента за одним винятком - порт моста не має власної МАС-адреси. Порт мосту працює у так званому нерозбірливий (promisquous)режимі захоплення пакетів, коли всі пакети, що надходять на порт, запам'ятовуються в буферній пам'яті. За допомогою такого режиму міст стежить за всім трафіком, що передається в приєднаних до нього сегментах, і використовує пакети, що проходять через нього, для вивчення складу мережі. Так як в буфер записуються всі пакети, то адреса порту мосту не потрібна.

У вихідний станМіст нічого не знає про те, комп'ютери з якими МАС-адресами підключені до кожного з його портів. Тому в цьому випадку міст просто передає будь-який захоплений та буферизований кадр на всі свої порти за винятком того, від якого цей кадр отримано. У нашому прикладі біля моста лише два порти, тому він передає кадри з порту 1 на порт 2, і навпаки. Коли міст збирається передати кадр із сегмента на сегмент, наприклад із сегмента 1 на сегмент 2, він знову намагається отримати доступ до сегмента 2 як кінцевий вузол за правилами алгоритму доступу, в даному прикладі - за правилами алгоритму CSMA/CD.

Одночасно з передачею кадру на всі порти міст вивчає адресу джерела кадру та робить новий записпро його належність у своїй адресній таблиці, яку називають таблицею фільтрації чи маршрутизації.

Після того, як міст пройшов етап навчання, він може працювати більш раціонально. При отриманні кадру, спрямованого, наприклад, від комп'ютера 1 комп'ютеру 3, він переглядає адресну таблицю на предмет збігу її адрес з адресою призначення 3. Оскільки такий запис є, міст виконує другий етап аналізу таблиці - перевіряє, чи знаходяться комп'ютери з адресами джерела ( у нашому випадку - це адреса 1) та адресою призначення (адреса 3) в одному сегменті. Так як у нашому прикладі вони знаходяться в різних сегментах, то міст виконує операцію просування (forwarding)кадру – передає кадр на інший порт, попередньо отримавши доступ до іншого сегменту.

Якщо адресу призначення невідомий, то міст передає кадр попри всі свої порти, крім порту - джерела кадру, як й у початковій стадії процесу навчання.

44. Мости з маршрутизацією джерела.
Мости з маршрутизацією від джерела застосовуються для з'єднання кілець Token Ring і FDDI, хоча для цих цілей можуть використовуватися і прозорі мости. Маршрутизація від джерела (Source Routing, SR) заснована на тому, що станція-відправник поміщає в кадр, що посилається в інше кільце, всю адресну інформацію про проміжні мости і кільця, які повинен пройти кадр перед тим, як потрапити в кільце, до якого підключена станція- отримувач.

Розглянемо принципи роботи мостів Source Routing (надалі, SR-мости) з прикладу мережі, зображеної на рис. 4.21. Мережа складається з трьох кілець, з'єднаних трьома мостами. Для завдання маршруту кільця та мости мають ідентифікатори. SR-мости не будують адресну таблицю, а при просуванні кадрів користуються інформацією, що є у відповідних полях кадру даних.

Рис. 4.21.Мости типу Source Routing

При отриманні кожного пакета SR-мосту потрібно переглянути поле маршрутної інформації (поле Routing Information Field, RIF, у кадрі Token Ring або FDDI) щодо наявності в ньому свого ідентифікатора. І якщо він там присутній і супроводжується ідентифікатором кільця, яке підключено до даного мосту, то в цьому випадку міст копіює кадр, що надійшов у зазначене кільце. В іншому випадку кадр до іншого кільця не копіюється. У будь-якому випадку вихідна копія кадру повертається по вихідному кільцю станції-відправнику, і якщо він був переданий в інше кільце, то біт А (адреса розпізнаний) і біт С (кадр скопійований) поля статусу кадру встановлюються в 1, щоб повідомити станцію-відправнику, що кадр було отримано станцією призначення (у разі передано мостом в інше кільце).

Так як маршрутна інформація в кадрі потрібна не завжди, а тільки для передачі кадру між станціями, підключеними до різних кільцях, наявність у кадрі поля RIF позначається установкою в 1 біт індивідуальної/групової адреси (I/G) (при цьому даний біт використовується не за призначенням, оскільки адреса джерела завжди індивідуальна).

Поле RIF має підполе, що управляє, що складається з трьох частин.

• Тип кадрувизначає тип поля RIF. Існують різні типи полів RIF, що використовуються для знаходження маршруту та для відправки кадру за відомим маршрутом.
• Поле максимальної довжини кадрувикористовується мостом зв'язку кілець, у яких встановлено різне значення MTU. За допомогою цього поля міст повідомляє станцію про максимально можливу довжину кадру (тобто мінімальне значення MTU протягом усього складеного маршруту).
• Довжина поля RIFнеобхідна, оскільки заздалегідь невідома кількість описників маршруту, що задають ідентифікатори кілець і мостів, що перетинаються.

Для роботи алгоритму маршрутизації від джерела використовуються два додаткові типи кадру - одномаршрутний широкомовний кадр-дослідник SRBF (single-route broadcast frame) і багатомаршрутний широкомовний кадр-дослідник ARBF (all-route broadcast frame).

Усі SR-мости повинні бути налаштовані адміністратором вручну, щоб передавати кадри ARBF на всі порти, крім порту-джерела кадру, а для кадрів SRBF деякі порти мостів потрібно заблокувати, щоб у мережі не було петель.

Переваги та недоліки мостів з маршрутизацією від джерела

45. Комутатори: технічна реалізація, функції, показники, що впливають їх роботу.
Особливості технічної реалізації комутаторів. Багато комутатори першого покоління були схожі на маршрутизатори, тобто ґрунтувалися на центральному процесорізагального призначення, пов'язаного з інтерфейсними портами внутрішньої швидкісної шині. Основним недоліком таких комутаторів була їхня низька швидкість. Універсальний процесор ніяк не міг впоратися з великим обсягом спеціалізованих операцій із пересилання кадрів між інтерфейсними модулями. Крім процесорних мікросхем для успішної неблокуючої роботи комутатору потрібно мати швидкодіючий вузол для передачі кадрів між процесорними мікросхемами портів. В даний час комутатори використовують як базову одну з трьох схем, на якій будується такий вузол обміну:

• комутаційна матриця;
• багатовхідна пам'ять, що розділяється;
• загальна шина.

Ethernet - це найпоширеніший на сьогодні стандарт локальних мереж. Загальна кількість мереж, які зараз використовують

Fast Ethernet

Технологія Fast Ethernet багато в чому збігається з традиційною технологією Ethernet, але швидше за неї в 10 разів. Fast Ethernet або 100BASE-T працює зі швидкістю 100 мегабіт за секунду (Mbps) замість 10 для традиційного варіанта Ethernet. Технологія 100BASE-T використовує кадри того ж формату та довжини, як Ethernet і не потребує зміни протоколів вищих рівнів, додатків чи мережевих ОС на робочих станціях. Ви можете маршрутизувати та комутувати пакети між мережами 10 Mbps та 100 Mbps без трансляції протоколів та пов'язаних із нею затримок. Технологія Fast Ethernet використовує протокол CSMA/CD підрівня MAC для забезпечення доступу до середовища передачі. Більшість сучасних мереж Ethernet побудовані з урахуванням топології " зірка " , де концентратор є центром мережі, а кабелі від концентратора тягнуться кожного комп'ютера. Така ж топологія використовується в мережах Fast Ethernet, хоча діаметр мережі дещо менший через вищу швидкість. Fast Ethernet використовує неекранований кабель зі скручених пар провідників (UTP), як зазначено у специфікації IEEE 802.3u для 100BASE-T. Стандарт рекомендує використовувати кабель категорії 5 із двома або чотирма парами провідників, поміщених у пластикову оболонку. Кабелі категорії 5 сертифіковані для смуги пропускання 100 МГц. У 100BASE-TX одна пара використовується передачі даних, друга - виявлення колізій і прийому.

Стандарт Fast Ethernet визначає три модифікації для роботи з різними видами кабелів: 100Base TX, 100Base T4 та 100Base FX. Модифікації 100Base TX та 100Base T4 розраховані на кручену пару, а 100Base FX був розроблений для оптичного кабелю.

Стандарт 100Base TX вимагає застосування двох екранованих або неекранованих кручених пар. Одна пара служить передачі, інша прийому. Цим вимогам відповідають два основні кабельні стандарти: на неекрановану кручена пара категорії 5 (UTP-5) і екрановану кручена пара типу 1 від IBM.

Стандарт 100Base T4 має менш обмежувальні вимоги до кабелю, тому що в ньому задіяні всі чотири пари восьмижильного кабелю: одна пара для передачі, інша для прийому, а дві пари, що залишилися, працюють як на передачу, так і на прийом. В результаті, в стандарті 100Base T4 і прийом та передача даних можуть здійснюватися за трьома парами. Для реалізації мереж 100Base T4 підійдуть кабелі з неекранованою витою парою категорії 3-5 та екранованої типу 1.

Спадкоємність технологій Fast Ethernet та Ethernet дозволяє легко виробити рекомендації щодо застосування: Fast Ethernet доцільно застосовувати в тих організаціях, які широко використовували класичний Ethernet, але на сьогоднішній день потребують збільшення пропускної спроможності. При цьому зберігається весь накопичений досвід роботи з Ethernet і частково мережна інфраструктура.

Для класичного Ethernet час прослуховування мережі визначається максимальною відстанню, яку 512-бітовий кадр може пройти по мережі за час, що дорівнює часу обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet ця відстань дорівнює 2500 метрів. У мережі Fast Ethernet цей же 512-бітовий кадр за час, необхідний на його обробку на робочій станції, пройде всього 250 метрів.

Основна сфера роботи Fast Ethernet сьогодні - це мережі робочих груп та відділів. Доцільно здійснювати перехід до Fast Ethernet поступово, залишаючи Ethernet там, де добре справляється з поставленими завданнями. Одним із очевидних випадків, коли Ethernet не слід замінювати технологією Fast Ethernet, є підключення до мережі старих персональних комп'ютерівіз шиною ISA.

Gigabit Ethernet/

ця технологія використовує той же формат кадрів, той же метод доступу до середовища передачі CSMA/CD, ті ж механізми контролю потоків і ті ж об'єкти, що управляють, все ж таки Gigabit Ethernet відрізняється від Fast Ethernet більше, ніж Fast Ethernet від Ethernet. Зокрема, якщо для Ethernet була характерна різноманітність підтримуваних середовищ передачі, що давало привід говорити про те, що він може працювати хоч по колючому дроту, то в Gigabit Ethernet волоконно-оптичні кабелі стають домінуючим середовищем передачі (це, звичайно, далеко не єдина відмінність , Але з рештою ми докладніше познайомимося нижче). Крім того, Gigabit Ethernet ставить незрівнянно складніші технічні завдання і висуває набагато вищі вимоги до якості проводки. Іншими словами, він набагато менш універсальний, ніж його попередники.

СТАНДАРТИ GIGABIT ETHERNET

Основні зусилля робочої групи IEEE 802.3z спрямовані визначення фізичних стандартів для Gigabit Ethernet. За основу вона взяла стандарт ANSI X3T11 Fibre Channel, точніше, два його нижні підрівні: FC-0 (інтерфейс та середовище передачі) та FC-1 (кодування та декодування). Залежна від фізичного середовища специфікація Fibre Channel визначає в даний час швидкість 1062 гігабод в секунду. У Gigabit Ethernet вона була збільшена до 1,25 гігабода в секунду. З урахуванням кодування за схемою 8B/10B ми отримуємо швидкість передачі в 1 Гбіт/с.

ТехнологіяEthernet

Ethernet – це найпоширеніший на сьогодні стандарт локальних мереж.

Ethernet – це мережевий стандарт, заснований на експериментальній мережі Ethernet Network, яку фірма Xerox розробила та реалізувала у 1975 році.

У 1980 році фірми DEC, Intel та Xerox спільно розробили та опублікували стандарт Ethernet версії II для мережі, побудованої на основі коаксіального кабелю, який став останньою версієюфірмового стандарту Ethernet Тому фірмову версію стандарту Ethernet називають стандартом Ethernet DIX або Ethernet II, на основі яких був розроблений стандарт IEEE 802.3.

На основі стандарту Ethernet були прийняті додаткові стандарти: в 1995 Fast Ethernet (додаток до IEEE 802.3), в 1998 Gigabit Ethernet (розділ IEEE 802.3z основного документа), які багато в чому не є самостійними стандартами.

Для передачі двійкової інформації з кабелю всім варіантів фізичного рівня технології Ethernet, які забезпечують пропускну здатність 10 Мбіт/с, використовується манчестерський код (рис. 3.9).

У манчестерському коді для кодування одиниць та нулів використовується перепад потенціалу, тобто фронт імпульсу. При манчестерському кодуванні кожен такт поділяється на частини. Інформація кодується перепадами потенціалу, що відбуваються у середині кожного такту. Одиниця кодується перепадом від низького рівня сигналу до високого (переднім фронтом імпульсу), а нуль – зворотним перепадом (заднім фронтом).

Мал. 3.9. Диференційне манчестерське кодування

У стандарті Ethernet (зокрема Fast Ethernet і Gigabit Ethernet) використовується і той ж метод поділу середовища передачі даних – метод CSMA/CD.

Кожен ПК працює в Ethernet згідно з принципом «Слухай канал передачі, перед тим як надіслати повідомлення; слухай, коли відправляєш; припини роботу у разі перешкод і спробуй ще раз».

Цей принцип можна розшифрувати (пояснити) так:

1. Нікому не дозволяється надсилати повідомлення в той час, коли цим зайнятий хтось інший (слухай перед тим, як відправити).

2. Якщо два або кілька відправників починають надсилати повідомлення приблизно в один і той же момент, рано чи пізно їх повідомлення "зіштовхнуться" один з одним у каналі зв'язку, що називається колізією.

Колізії неважко розпізнати, оскільки вони викликають сигнал перешкоди, який схожий допустиме повідомлення. Ethernet може розпізнати перешкоди та змушує відправника призупинити передачу та почекати деякий час, перш ніж повторно надіслати повідомлення.

Причини широкої поширеності та популярності Ethernet (гідності):

1. Дешевизна.

2. Великий досвід використання.

3. Нововведення, що продовжуються.

4. Багатство вибору устаткування. Багато виробників пропонують апаратуру побудови мереж, що базується на Ethernet.

Недоліки Ethernet:

1. Можливість зіткнень повідомлень (колізії, перешкоди).

2. У разі великого завантаження мережі час передачі повідомлень непередбачуваний.

ТехнологіяTokenRing

Мережі Token Ring, як і мережі Ethernet, характеризує середовище передачі даних, що розділяється, яка складається з відрізків кабелю, що з'єднують всі станції мережі в кільце. Кільце розглядається як загальний ресурс, що розділяється, і для доступу до нього потрібен не випадковий алгоритм, як у мережах Ethernet, а детермінований, заснований на передачі станціям права на використання кільця в певному порядку. Це право передається за допомогою кадру спеціального формату, що називається маркером, або токеном (token).

Технологія Token Ring була розроблена компанією IBM у 1984 році, а потім передана як проект стандарту в комітет IEЕЕ 802, який на її основі прийняв у 1985 році стандарт 802.5.

Кожен ПК працює в Token Ring згідно з принципом «Чекати на маркера, якщо необхідно надіслати повідомлення, приєднати його до маркера, коли він проходитиме повз. Якщо проходить маркер, зняти з нього повідомлення та надіслати маркер далі».

Мережі Token Ring працюють із двома бітовими швидкостями – 4 та 16 Мбіт/с. Змішування станцій, що працюють на різних швидкостях, в одному кільці не допускається.

Технологія Token Ring є складнішою технологією, ніж Ethernet. Вона має властивості відмовостійкості. У мережі Token Ring визначено процедури контролю роботи мережі, які використовують Зворотній зв'язоккільцеподібної структури - надісланий кадр завжди повертається в станцію-відправник.

Мал. 3.10. Принцип технології TOKEN RING

У деяких випадках виявлені помилки у роботі мережі усуваються автоматично, наприклад, може бути відновлено втрачений маркер. В інших випадках помилки тільки фіксуються, а їх усунення виконується вручну обслуговуючим персоналом.

Для контролю мережі одна із станцій виконує роль так званого активного монітора. Активний монітор вибирається під час ініціалізації кільця як станція з максимальним значенням МАС-адреси. Якщо активний монітор виходить з ладу, процедура ініціалізації кільця повторюється та вибирається новий активний монітор. Мережа Token Ring може містити до 260 вузлів.

Концентратор Token Ring може бути активним чи пасивним. Пасивний концентратор просто з'єднує порти внутрішніми зв'язками так, щоб станції, що підключаються до цих портів, утворили кільце. Ні посилення сигналів, ні їхню ресинхронізацію пасивний MSAU не виконує.

Активний концентратор виконує функції регенерації сигналів, тому іноді називається повторювачем, як у стандарті Ethernet.

Загалом мережа Token Ring має комбіновану зірково-кільцеву конфігурацію. Кінцеві вузли підключаються до MSAU за топологією зірки, а самі MSAU об'єднуються через спеціальні порти Ring In (RI) та Ring Out (RO) для утворення магістрального фізичного кільця.

Усі станції у кільці повинні працювати на одній швидкості або 4 Мбіт/с або 16 Мбіт/с. Кабелі, що з'єднують станцію з концентратором, називаються відгалужувальними (lobe cable), а кабелі, що з'єднують концентратори - магістральними (trunk cable).

Технологія Token Ring дозволяє використовувати для з'єднання кінцевих станцій та концентраторів різні типи кабелю:

– STP Type 1 – екранована кручена пара (Shielded Twistedpair).
У кільце допускається поєднувати до 260 станцій при довжині відгалужувальних кабелів до 100 метрів;

– UTP Туре 3, UTP Туре 6 – неекранована кручена пара (Unshielded Twistedpair). Максимальна кількість станцій скорочується до 72 за довжини відгалужувальних кабелів до 45 метрів;

– волоконно-оптичний кабель.

Відстань між пасивними MSAU може досягати 100 м при використанні кабелю STP Туре 1 та 45 м при використанні кабелю UTP Type 3. Між активними MSAU максимальна відстань збільшується відповідно до 730 м або 365 м залежно від типу кабелю.

Максимальна довжина кільця Token Ring становить 4000 м. Обмеження на максимальну довжину кільця та кількість станцій у кільці у технології Token Ring не є такими жорсткими, як у технології Ethernet. Тут ці обмеження переважно пов'язані з часом обороту маркера по кільцю.

Усі значення тайм-аутів у мережевих адаптерах вузлів мережі Token Ring можна налаштовувати, тому можна побудувати мережу Token Ring з великою кількістю станцій та з більшою довжиною кільця.

Переваги технології Token Ring:

· Гарантована доставка повідомлень;

· Висока швидкість передачі даних (до 160% Ethernet).

Недоліки технології Token Ring:

· Необхідні дорогі пристрої доступу до середовища;

· Технологія більш складна в реалізації;

· Необхідні 2 кабелі (для підвищення надійності): один вхідний, інший вихідний від комп'ютера до концентратора;

· Висока вартість (160-200% від Ethernet).

ТехнологіяFDDI

Технологія FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – оптоволоконний інтерфейс розподілених даних – це перша технологія локальних мереж, у якій середовищем передачі є волоконно-оптичний кабель. Технологія виникла у середині 80-х.

Технологія FDDI багато в чому ґрунтується на технології Token Ring, підтримуючи метод доступу із передачею маркера.

Мережа FDDI будується на основі двох оптоволоконних кілець, які утворюють основний та резервний шляхи передачі даних між вузлами мережі. Наявність двох кілець – це основний спосіб підвищення стійкості до відмов у мережі FDDI, і вузли, які хочуть скористатися цим підвищеним потенціалом надійності, повинні бути підключені до обох кільців.

У нормальному режимі роботи мережі дані проходять через усі вузли та всі ділянки кабелю тільки первинного (Primary) кільця, цей режим названий режимом Thru - "наскрізним", або "транзитним". Вторинне кільце (Secondary) у цьому режимі не використовується.

У разі будь-якого виду відмови, коли частина первинного кільця не може передавати дані (наприклад, обрив кабелю або відмова вузла), первинне кільце об'єднується з вторинним, утворюючи знову єдине кільце. Цей режим роботи мережі називається Wrap, тобто згортання або згортання кілець. Операція згортання здійснюється засобами концентраторів та/або мережевих адаптерів FDDI.

Мал. 3.11. ІТТ з двома циклічними кільцями в аварійному режимі

Для спрощення цієї процедури дані по первинному кільцю завжди передаються в одному напрямку (на діаграмах цей напрямок зображується проти годинникової стрілки), а по вторинному – у зворотному (зображається за годинниковою стрілкою). Тому при утворенні загального кільця з двох кілець передавачі станцій, як і раніше, залишаються підключеними до приймачів сусідніх станцій, що дозволяє правильно передавати та приймати інформацію сусідніми станціями.

Мережа FDDI може повністю відновлювати свою працездатність у разі поодиноких відмов її елементів. При множинних відмови мережа розпадається на кілька не пов'язаних мереж.

Кільця в мережах FDDI розглядаються як загальне середовище передачі даних, що розділяється, тому для неї визначено спеціальний метод доступу. Цей метод дуже близький до методу доступу мереж Token Ring і називається методом маркерного (або токенного) кільця – token ring.

Відмінності методу доступу у тому, що час утримання маркера у мережі FDDI перестав бути постійної величиною. Цей час залежить від завантаження кільця – при невеликому завантаженні воно збільшується, а при великих перевантаженнях може зменшуватись до нуля. Ці зміни в методі доступу стосуються лише асинхронного трафіку, який не є критичним до невеликих затримок передачі кадрів. Для синхронного трафіку час утримання маркера, як і раніше, залишається фіксованою величиною.

Технологія FDDI в даний час підтримує тип кабелів:

– волоконно-оптичний кабель;

– неекранована кручена пара категорії 5. Останній стандарт з'явився пізніше оптичного і зветься TP-PMD (Physical Media Dependent).

Оптоволоконна технологія забезпечує необхідні засоби передачі даних від однієї станції до іншої по оптичному волокну і визначає:

Використання як основне фізичне середовище багатомодового волоконно-оптичного кабелю 62,5/125 мкм;

Вимоги до потужності оптичних сигналів та максимального загасання між вузлами мережі. Для стандартного багатомодового кабелю ці вимоги призводять до граничної відстані між вузлами 2 км, а для одномодового кабелю відстань збільшується до 10–40 км залежно від якості кабелю;

Вимоги до оптичних обхідних перемикачів (optical bypass switches) та оптичних приймачів;

Параметри оптичних роз'ємів MIC (Media Interface Connector), їх маркування;

Використання для передачі світла з довжиною хвилі 1,3 нм;

Максимальна загальна довжина кільця FDDI становить 100 кілометрів, максимальна кількість станцій з подвійним підключенням у кільці – 500.

Технологія FDDI розроблялася для застосування у відповідальних ділянках мереж – на магістральних з'єднаннях між великими мережами, наприклад, мережами будівель, а також для підключення до мережі високопродуктивних серверів. Тому головні вимоги у розробників були ( переваги):

‑ забезпечення високої швидкості передачі даних,

‑ відмовостійкість на рівні протоколу;

‑ великі відстані між вузлами мережі та велика кількість підключених станцій.

Всі ці мети були досягнуті. В результаті технологія FDDI вийшла якісною, але дуже дорогою. недолік). Навіть поява дешевшого варіанту для крученої пари не набагато знизила вартість підключення одного вузла до мережі FDDI. Тому практика показала, що основною сферою застосування технології FDDI стали магістралі мереж, що складаються з кількох будівель, а також мереж масштабу великого міста, тобто класу MAN.

ТехнологіяFastEthernet

Потреби високошвидкісної і водночас недорогої технології для підключення до мережі потужних робочих станцій привели на початку 90-х років до створення ініціативної групи, яка зайнялася пошуками нового Ethernet, такої ж простої та ефективної технології, але працює на швидкості 100 Мбіт/с .

Фахівці розбилися на два табори, що зрештою призвело до появи двох стандартів, прийнятих восени 1995 року: комітет 802.3 затвердив стандарт Fast Ethernet, який майже повністю повторює технологію Ethernet 10 Мбіт/с.

Технологія Fast Ethernet зберегла у недоторканності метод доступу CSMA/CD, залишивши у ньому той самий алгоритм і самі часові параметри в бітових інтервалах (сам бітовий інтервал зменшився удесятеро). Усі відмінності Fast Ethernet від Ethernet виявляються фізично.

У стандарті Fast Ethernet визначено три специфікації фізичного рівня:

‑ 100Base-TX для 2-х пар UTP категорії 5 або 2-х пар STP Type 1 (метод кодування 4В/5В);

- l00Base-FX для багатомодового волоконно-оптичного кабелю з двома оптичними волокнами (метод кодування 4В/5В);

- 100Base-T4, що працює на 4-х парах UTP категорії 3, але використовує одночасно тільки три пари для передачі, а решту - для виявлення колізії (метод кодування 8В/6Т).

Стандарти l00Base-TX/FX можуть працювати у повнодуплексному режимі.

Максимальний діаметр мережі Fast Ethernet дорівнює приблизно 200 м, а точніші значення залежать від специфікації фізичного середовища. У домені колізій Fast Ethernet допускається не більше одного повторювача класу I (що дозволяє транслювати коди 4В/5В коди 8В/6Т і назад) і не більше двох повторювачів класу II (що не дозволяють виконувати трансляцію кодів).

Технологія Fast Ethernet при роботі на кручений парі дозволяє за рахунок процедури автопереговорів двом портам вибирати найбільш ефективний режим роботи - швидкість 10 Мбіт/с або 100 Мбіт/с, а також напівдуплексний або повнодуплексний режим.

Технологія Gigabit Ethernet

Технологія Gigabit Ethernet додає новий, 1000 Мбіт/с, ступінь у ієрархії швидкостей сімейства Ethernet. Цей ступінь дозволяє ефективно будувати великі локальні мережі, у яких потужні сервери та магістралі нижніх рівнів мережі працюють на швидкості 100 Мбіт/с, а магістраль Gigabit Ethernet об'єднує їх, забезпечуючи чималий запас пропускної спроможності.

Розробники технології Gigabit Ethernet зберегли велику міру наступності з технологіями Ethernet та Fast Ethernet. Gigabit Ethernet використовує самі формати кадрів, що й попередні версії Ethernet, працює в повнодуплексному і напівдуплексному режимах, підтримуючи на середовищі той же метод доступу CSMA/CD з мінімальними змінами.

Для забезпечення прийнятного максимального діаметра мережі 200 м у напівдуплексному режимі розробники технології пішли на збільшення мінімального розміру кадру у 8 разів (з 64 до 512 байт). Дозволяється також передавати кілька кадрів поспіль, не звільняючи середовище на інтервалі 8096 байт, тоді кадри не обов'язково доповнювати до 512 байт. Інші параметри методу доступу та максимального розміру кадру залишилися незмінними.

Влітку 1998 року був прийнятий стандарт 802.3z, який визначає використання як фізичне середовище трьох типів кабелю:

‑ багатомодового оптоволоконного (відстань до 500 м),

‑ одномодового оптоволоконного (відстань до 5000 м),

- подвійного коаксіального (twinax), за яким дані передаються одночасно по двох мідних екранованих провідників на відстань до 25 м.

Для розробки варіанта Gigabit Ethernet на UTP категорії 5 була створена спеціальна група 802.3ab, яка вже розробила проект стандарту для роботи за 4-ма парами UTP категорії 5. Прийняття цього стандарту очікується найближчим часом.

Простота встановлення.

Добре відома та найбільш поширена мережева технологія.

Невисока вартість мережевих карток.

Можливість реалізації з використанням різних типів кабелю та схем прокладання кабельної системи.

Недоліки мережі Ethernet

Зниження реальної швидкості передачі у сильно завантаженої мережі, до її повної зупинки, через конфліктів у середовищі передачі.

Проблеми пошуку несправностей: при обриві кабелю відмовляє весь сегмент ЛОМ, і локалізувати несправний вузол чи ділянку мережі досить складно.

Коротка характеристика Fast Ethernet.

Fast Ethernet (Швидкий Ethernet) - високошвидкісна технологія, запропонована фірмою 3Com для реалізації мережі Ethernet зі швидкістю передачі даних 100 Мбіт/с, що зберегла максимально особливості 10-мегабітного Ethernet (Ethernet-10) і реалізована у вигляді стандарту 802.3u (точніше доповнення до стандарту 802.3 у вигляді розділів з 21 до 30). Метод доступу - такий, як у Ethernet-10 - CSMA/CD рівня МАС, що дозволяє використовувати колишнє програмне забезпечення та засоби управління мережами Ethernet.

Усі відмінності Fast Ethernet від Ethernet-10 зосереджені фізично. Використовуються 3 варіанти кабельних систем:

багатомодовий ВОК (використовується 2 волокна);

Структура мережі- ієрархічна деревоподібна, побудована на концентраторах (як 10Base-T та 10Base-F), оскільки не використовується коаксіальний кабель.

Діаметр мережі Fast Ethernet скорочено до 200 метрів, що пояснюється зменшенням часу передачі кадру мінімальної довжини вдесятеро за рахунок збільшення швидкості передачі вдесятеро в порівнянні з Ethernet-10. Тим не менш, можлива побудова великих мереж на основі технології Fast Ethernet завдяки широкому поширенню недорогих високошвидкісних технологій, а також бурхливому розвитку ЛОМ на основі комутаторів. При використанні комутаторів протокол Fast Ethernet може працювати у повнодуплексному режимі, у якому немає обмежень на загальну довжину мережі, а залишаються лише обмеження на довжину фізичних сегментів, що з'єднують сусідні пристрої (адаптер – комутатор або комутатор – комутатор).

Стандарт IEEE 802.3u визначає три специфікації фізичного рівня Fast Ethernet, несумісних один з одним:

100Base-TX - передача даних за двома неекранованими парами категорії 5 (2 пари UTP категорії 5 або STP Type 1);

100Base-Т4- передача даних з чотирьох неекранованих пар категорій 3, 4, 5 (4 пари UTP категорії 3, 4 або 5);

100Base-FX- передача даних із двох волокон багатомодового ВОК.

Чому дорівнює час передачі кадру мінімальної (максимальної) довжини (разом із преамбулою) у бітових інтервалах для мережі Ethernet 10Мбіт/с?

? 84 / 1538

Що таке PDV (PVV)?

PDV - час, за який сигнал колізії встигає поширитися від найдальшого вузла мережі - час подвійного обороту (Path Delay Value)

PVV – скорочення міжкадрового інтервалу (Path Variability Value)

Чому одно обмеження на PDV (PVV)?

PDV - не більше 575 бітових інтервалу

PVV-при проходженні послідовності кадрів через всі повторювачі повинно бути не більше, ніж 49 бітових інтервалів

Скільки бітових інтервалів становить достатній запас надійності для PDV? 4

Коли потрібно розраховувати максимальну кількість повторювачів та максимальну довжину мережі? Чому не можна просто застосувати правила "5-4-3" або "4-х хабів"?

Коли різні типи середовищ передачі

Перерахуйте основні умови коректної роботи мережі Ethernet, що складається із сегментів різної фізичної природи.

у станцій не більше 1024

довжини всіх відгалужень не більше стандарту

PDVне більше 575

PVV-при проходженні послідовності кадрів через всі повторювачі повинно бути не більше, ніж 49 бітових інтервалів

Що розуміють під базою сегмента під час розрахунку PDV?

Затримки, що вносяться повторювачами

Де у гіршому випадку відбувається зіткнення кадрів: у правому, лівому чи проміжному сегменті?

У правому – приймаючому

У якому випадку необхідно розраховувати PDV двічі? Чому?

Якщо різна довжина сегментів на віддалених краях мережі, т.к. вони мають різні величини базової затримки.

Коротка характеристика ЛОМ Token Ring.

Token Ring (Маркерне кільце) - мережна технологія, в якій станції можуть передавати дані тільки тоді, коли вони володіють маркером, що безперервно циркулює по кільцю.

Максимальна кількість станцій в одному кільці – 256.

Максимальна відстань між станціями залежить від типу середовища (лінії зв'язку) і складає:

До 8 кілець (MSAU) можуть бути з'єднані мостами.

Максимальна довжина мережі залежить від конфігурації.

Призначення мережі Token Ring.

Мережа Token Ring запропонована фірмою IBM у 1985 році (перший варіант з'явився у 1980 році). Призначенням Token Ring було об'єднання у мережу всіх типів ЕОМ, що випускаються фірмою (від ПК до великих ЕОМ).

Яким міжнародним стандартом визначено мережну технологію Token Ring?

Token Ring є міжнародним стандартом IEEE 802.5.

Яка пропускна здатність забезпечується у ЛОМ Token Ring?

Існує два варіанти цієї технології, що забезпечують швидкість передачі даних 4 та 16 Мбіт/с відповідно.

Що таке пристрій множинного доступу MSAU?

Концентратор MSAU є автономним блоком з 8-ма роз'ємами для підключення комп'ютерів за допомогою адаптерних кабелів і двома крайніми роз'ємами для підключення до інших концентраторів за допомогою магістральних кабелів.

Декілька MSAU можуть конструктивно об'єднуватися в групу (кластер/cluster), всередині якого абоненти з'єднані в кільце, що дозволяє збільшити кількість абонентів, підключених до одного центру.

Кожен адаптер з'єднується з MSAU за допомогою двох різноспрямованих ліній зв'язку.

Намалювати структуру та описати функціонування ЛОМ Token Ring на основі одного (декілька) MSAU.

Одного – див. вище

Декілька – (продеолжение)…Такими двома різноспрямованими лініями зв'язку, які входять у магістральний кабель, може бути пов'язані MSAU в кільце (рис.3.3), на відміну односпрямованого магістрального кабелю, як і показано на рис.3.2.

Кожен вузол ЛВС приймає кадр від сусіднього вузла, відновлює рівні сигналів до номінальних та передає кадр наступному вузлу.

Переданий кадр може містити дані або бути маркером, що є спеціальним службовим 3-байтовим кадром. Вузол, який володіє маркером, має право на передачу даних.

Коли РС необхідно передати кадр, її адаптер чекає надходження маркера, а потім перетворює його на кадр, що містить дані, сформовані за протоколом відповідного рівня, і передає його в мережу. Пакет передається по мережі від адаптера до адаптера, поки не досягне адресата, який встановить у ньому певні біти для підтвердження того, що кадр отримано адресатом, і ретранслює його в мережу. Пакет продовжує рух по мережі до повернення у вузол-відправник, у якому перевіряється правильність передачі. Якщо кадр передано адресату без помилок, вузол передає маркер наступному вузлу. Таким чином, у ЛОМ з передачею маркера неможливі зіткнення кадрів.

У чому відмінність фізичної топології ЛОМ Token Ring від логічної?

Фізична топологія Token Ring може бути реалізована двома способами:

1) "зірка" (рис.3.1);

Логічна топологія у всіх способах - "кільце". Пакет передається від вузла до вузла по кільцю, доки він не повернеться у вузол, де він був породжений.

Намалювати можливі варіантиструктури ЛОМ Token Ring.

1) "зірка" (рис.3.1);

2) "розширене кільце" (рис.3.2).

Короткий опис функціональної організації ЛОМ Token Ring.Див №93

Поняття та функції активного монітора в ЛОМ Token Ring.

При ініціалізації ЛОМ Token Ring одна з робочих станцій призначається як активного монітора , на який покладаються додаткові контрольні функції у кільці:

тимчасовий контроль у логічному кільці з метою виявлення ситуацій, пов'язаних із втратою маркера;

формування нового маркеру після виявлення втрати маркера;

формування діагностичних кадрів за певних обставин.

При виході активного монітора з ладу, призначається новий активний монітор з багатьох інших РС.

Який режим (спосіб) передачі маркера використовується в ЛОМ Token Ring зі швидкістю 16 Мбіт/с?

Для збільшення продуктивності мережі Token Ring зі швидкістю 16 Мбіт/с використовується так званий режим ранньої передачі маркера (Early Token Release - ETR), у якому РС передає маркер наступної РС відразу після передачі кадру. При цьому у наступної РС з'являється можливість передавати свої кадри, не очікуючи на завершення передачі вихідної РС.

Перерахувати типи кадрів, що використовуються в ЛОМ Token Ring.

маркер; кадр даних; послідовність завершення.

Намалювати та пояснити формат маркера (кадра даних, послідовності завершення) ЛОМ Token Ring.

Формат маркеру

КО - кінцевий обмежувач - [J | K | 1 | J | K | 1 | ПК | ГО ]

Формат кадру даних

СПК – стартова послідовність кадру

АЛЕ - початковий обмежувач - [J | K | 0 | J | K | 0 | 0 | 0 ]

УД - управління доступом - [P|P|P|T|M|R|R|R]

КК - управління кадром

АН - адреса призначення

АІ - адреса джерела

Дані - поле даних

КС – контрольна сума

ПКК – ознака кінця кадру

КО - кінцевий обмежувач

СК – статус кадру

Формат послідовності завершення

Структура поля "керування доступом" у кадрі ЛОМ Token Ring.

УД- управління доступом(Access Control) - має таку структуру: [ P | P | P | T | M | R | R | R ] де PPP - біт пріоритету;

мережевий адаптер має можливість надавати пріоритети маркеру і кадрам даних шляхом запису в полі бітів пріоритету рівня пріоритету у вигляді чисел від 0 до 7 (7 - найвищий пріоритет); РС має право передачі повідомлення лише у тому випадку, коли її власний пріоритет не нижчий за пріоритет маркера, який вона отримала; T- біт маркера: 0 для маркера та 1 для кадру даних; M- біт монітора:1, якщо кадр переданий активним монітором і 0 - інакше; отримання активним монітором кадру з бітом монітора, рівним 1, означає, що повідомлення або маркер обійшло ЛОМ не знайшовши адресата; RRR- біти резервування використовуються разом із бітами пріоритету; РС може резервувати подальше використання мережі, помістивши значення свого пріоритету в біти резервування, якщо її пріоритет вищий за поточне значення поля резервування;

після цього, коли передавальний вузол, отримавши кадр даних, що повернувся, формує новий маркер, він встановлює його пріоритет рівним значенню поля резервування у отриманого перед цим кадру; таким чином маркер буде передано вузлу, що встановив у полі резервування найвищий пріоритет;

Призначення бітів пріоритету (біта маркера, біт монітора, бітів резервування) поля "керування доступом" у маркері ЛОМ Token Ring. Див. вище

У чому відмінність кадрів рівня MAC від кадрів рівня LLC?

КК- управління кадром(Frame Control - FC) визначає тип кадру (MAC або LLC) та контрольний код MAC; однобайтове поле містить дві області:

Де FF- Формат (тип) кадру: 00 - для кадру типу MAC; 01 - для кадру рівня LLC; (значення 10 та 11 зарезервовані); 00 - Невикористовувані резервні розряди; CCCC- код УДС-кадра MAC (поле фізичного управління), визначальний якого типу (визначених стандартом IEEE 802.5) керуючих кадрів рівня MAC він належить;

Яке поле кадру даних вказує належність до типу MAC (LLC)?У полі КК (див. вище)

Довжина поля даних у кадрах ЛОМ Token Ring.

спеціального обмеження на довжину поля даних немає, хоча практично воно виникає через обмеження на допустимий час заняття мережі окремою робочою станцією і становить 4096 байт і може досягати 18 Кбайт для мережі зі швидкістю передачі 16 Мбіт/с.

Яку додаткову інформацію і навіщо містить кінцевий роздільник кадру ЛОМ Token Ring?

КО - кінцевий обмежувач, що містить, крім унікальної послідовності електричних імпульсів, ще дві області завдовжки 1 біт кожна:

біт проміжного кадру (Intermediate Frame), що приймає значення:

1, якщо даний кадр є частиною багатопакетної передачі

0, якщо кадр є останнім чи єдиним;

біт виявленої помилки (Error-detected), який встановлюється в 0 в момент створення кадру в джерелі і може бути змінений значення 1 у разі виявлення помилки при проходженні через вузли мережі; після цього кадр ретранслюється без контролю шибок у наступних вузлах до досягнення вузла джерела, який у цьому випадку зробить повторну спробу передачі кадру;

Як функціонує мережа Token Ring, якщо біт виявленої помилки в кінцевому роздільнику кадру має значення 1?

після цього кадр ретранслюється без контролю шибок у наступних вузлах до досягнення вузла джерела, який у цьому випадку зробить повторну спробу передачі кадру;

Структура поля "статус пакета" кадру даних ЛОМ Token Ring.

СК- (Стан) статус кадру(Frame Status - FS) - однобайтове поле, що містить 4 резервні біти (R) і два внутрішні поля:

біт (індикатор) розпізнавання адреси (A);

біт (індикатор) копіювання пакета (С): [ ACRRACRR]

Так як контрольна сума не охоплює поле СП, кожне однобітне поле в байті задубльовано для гарантії достовірності даних.

Передавальний вузол встановлює 0 біти Аі З.

Приймальний вузол після отримання кадру встановлює біт Ав 1.

Якщо після копіювання кадру в буфер приймального вузла не виявлено помилок у кадрі, то біт Зтакож встановлюється у 1.

Таким чином, ознакою успішної передачі кадру є повернення кадру до джерела з бітами: А=1 і З=1.

А = 0означає, що станції-адресата більше немає в мережі або РС вийшла з ладу (вимкнена).

А = 1і З=0означає, що сталася помилка на шляху кадру від джерела до адресата (при цьому також буде встановлено в 1 біт виявлення помилки кінцевого роздільника).

А = 1, С = 1і біт виявлення помилки = 1 означає, що помилка відбулася на зворотному шляху кадру від адресата до джерела, після того, як кадр був успішно прийнятий вузлом-адресатом.

Про що свідчить значення "біта розпізнавання адреси" ("біта копіювання пакета в буфер"), що дорівнює 1 (0)?- Див. вище

Максимальна кількість станцій в одному кільці ЛОМ Token Ring дорівнює...?-256

Чому дорівнює максимальна відстань між станціями в ЛОМ Token Ring?

Максимальна відстань між станціями залежить від типу середовища.

(лінії зв'язку) та складає:

100 метрів – для крученої пари (UTP категорії 4);

150 метрів – для крученої пари (IBM тип 1);

3000 метрів – для оптоволоконного багатомодового кабелю.

Переваги та недоліки Token Ring.

Переваги Token Ring:

відсутність конфліктів серед передачі даних;

забезпечується гарантований час доступу для всіх користувачів мережі;

мережа Token Ring добре функціонує і при великих навантаженнях, аж до навантаження 100%, на відміну від Ethernet, в якій при навантаженні 30% і більше істотно зростає час доступу; це дуже важливо для мереж реального часу;

більший допустимий розмір даних, що передаються в одному кадрі (до 18 Кбайт), в порівнянні з Ethernet, забезпечує більш ефективне функціонування мережі при передачі великих обсягів даних;

реальна швидкість передачі даних у мережі Token Ring може виявитися вищою, ніж у звичайному Ethernet (реальна швидкість залежить від особливостей апаратури використовуваних адаптерів і швидкодії комп'ютерів мережі).

Недоліки Token Ring:

більш висока вартість мережі Token Ring порівняно з Ethernet, оскільки:

дорожче адаптери через складніший протокол Token Ring;

додаткові витрати на придбання концентраторів MSAU;

менші розміри мережі Token Ring, порівняно з Ethernet;

необхідність контролю над цілісністю маркера.

У яких ЛОМ відсутні конфлікти серед передачі даних (забезпечується гарантований час доступу всім користувачам мережі)?

У ЛВС з маркерним доступом

Коротка характеристика ЛОМ FDDI.

Максимальна кількість станцій у кільці – 500.

Максимальна довжина мережі – 100 км.

Середовище передачі - оптоволоконний кабель (можливе застосування кручений пари).

Максимальна відстань між станціями залежить від типу середовища, що передає, і становить:

2 км – для оптоволоконного багатомодового кабелю.

50 (40 ?) км – для оптоволоконного одномодового кабелю;

100 м - для крученої пари (UTP категорії 5);

100 м - для крученої пари (IBM тип 1).

Метод доступу – маркерний.

Швидкість передачі - 100 Мбіт/с (200 Мбіт/с для дуплексного режиму передачі).

Обмеження на загальну довжину мережі обумовлено обмеженням часу повного проходження сигналу кільцем для забезпечення гранично допустимого часу доступу. Максимальна відстань між абонентами визначається загасанням сигналів у кабелі.

Що означає абревіатура FDDI?

FDDI (Fiber Distributed Data Interface – оптоволоконний інтерфейс розподілу даних) – одна з перших високошвидкісних технологій ЛОМ.

Призначення мережі FDDI.

Стандарт FDDI орієнтований високу швидкість передачі - 100 Мбіт/с. Цей стандарт замислювався так, щоб максимально відповідати стандарту IEEE 802.5 Token Ring. Невеликі відмінності від цього стандарту визначаються необхідністю забезпечення більшої швидкості передачі на великі відстані.

FDDI-технологія передбачає використання оптичного волокна як середовище передачі, що забезпечує:

високу надійність;

гнучкість реконфігурації;

високу швидкість передачі даних – 100 Мбіт/с;

великі відстані між станціями (для багатомодового волокна – 2 км; для одномодового при використанні лазерних діодів – до 40 км; максимальна довжина всієї мережі – 200 км).

Яка пропускна здатність забезпечується у ЛОМ FDDI?

Ethernet , що складається із сегментів різних типів, виникає багато питань, пов'язаних насамперед з максимально допустимим розміром (діаметром) мережі та максимально можливим числом різних елементів. Мережа буде працездатною лише в тому випадку, якщо затримка розповсюдженнясигналу у ній перевищить граничної величини. Це визначається обраним методом управління обміном CSMA/CD, заснованому на виявленні та вирішенні колізій.

Насамперед, слід зазначити, що з отримання складних конфігурацій Ethernet з окремих сегментів застосовуються проміжні пристрої двох основних типів:

• Репітерні концентратори (хаби) є набір репітерів і ніяк логічно не поділяють сегменти, підключені до них;
• Комутатори передають інформацію між сегментами, але не передають конфлікти із сегмента на сегмент.

При використанні більш складних комутаторів конфлікти в окремих сегментах вирішуються на місці, у самих сегментах, але не поширюються через мережу, як у разі застосування більш простих репітерних концентраторів. Це має важливе значення для вибору топології мережі Ethernet , оскільки використовуваний у ній метод доступу CSMA/CD передбачає наявність конфліктів та його вирішення, причому загальна довжина мережі таки визначається розміром зони конфлікту, області колізії (collision domain). Таким чином, застосування репітерного концентратора не поділяє зону конфлікту, в той час як кожен концентратор, що комутує, ділить зону конфлікту на частини. У разі застосування комутатора оцінювати працездатність треба для кожного сегмента мережі окремо, а при використанні репітерних концентраторів – для мережі загалом.

Насправді репітерні концентратори застосовуються набагато частіше, оскільки вони й простіше і дешевше. Тому надалі мова підесаме про них.

При виборі та оцінці конфігурації Ethernet використовуються дві основні моделі.

Правила моделі 1

Перша модель формулює набір правил, яких необхідно дотримуватись проектувальнику мережі при з'єднанні окремих комп'ютерів та сегментів:

1. Репітер або концентратор, підключений до сегмента, знижує на одиницю максимально допустиму кількість абонентів, що підключаються до сегмента.
2. Повний шлях між двома будь-якими абонентами повинен включати не більше п'яти сегментів, чотирьох концентраторів (репітерів) і двох трансіверів (MAU).
3. Якщо шлях між абонентами складається з п'яти сегментів та чотирьох концентраторів (репітерів), то кількість сегментів, до яких підключені абоненти, не повинна перевищувати трьох, а решта сегментів повинна просто зв'язувати між собою концентратори (репітери). Це вже згадуване "правило 5-4-3".
4. Якщо шлях між абонентами складається з чотирьох сегментів та трьох концентраторів (репітерів), то повинні виконуватися такі умови:
   • максимальна довжина оптоволоконного кабелю сегмента 10BASE-FL, що з'єднує між собою концентратори (репітери), не повинна перевищувати 1000 метрів;
   • максимальна довжина оптоволоконного кабелю сегмента 10BASE-FL, що з'єднує концентратори (репітери) з комп'ютерами, не повинна перевищувати 400 метрів;
   • До всіх сегментів можуть підключатися комп'ютери.

За виконання перелічених правил можна бути впевненим, що мережа буде працездатною. Жодних додаткових розрахунків у цьому випадку не потрібно. Вважається, що дотримання цих правил гарантує допустиму величину затримки сигналу мережі.

При організації взаємодії вузлів у локальних мережах основна роль приділяється протоколу канального рівня. Однак для того, щоб канальний рівень міг впоратися з цим завданням, структура локальних мереж має бути цілком визначеною, так, наприклад, найбільш популярний протокол канального рівня - Ethernet - розрахований на паралельне підключення всіх вузлів мережі до загальної шини - відрізку коаксіального кабелю. Подібний підхід, що полягає у використанні простих структуркабельних з'єднань між комп'ютерами локальної мережі, відповідав основний мети, яку ставили собі розробники перших локальних мереж у другій половині 70-х. Ця мета полягала у знаходженні простого та дешевого рішення для об'єднання кількох десятків комп'ютерів, що знаходяться в межах однієї будівлі у обчислювальну мережу.

У розвиток технології Ethernet створено високошвидкісні варіанти: IEEE802.3u/Fast Ethernet та IEEE802.3z/Gigabit Ethernet.

Технологія Fast Ethernetє еволюційним розвитком класичної технології Ethernet. Її основними перевагами є:

1) збільшення пропускної спроможності сегментів мережі до 100 Мб/с;

2) збереження методу випадкового доступу до Ethernet;

3) збереження зіркоподібної топології мереж та підтримка традиційних середовищ передачі даних – крученої пари та оптоволоконного кабелю.

Зазначені властивості дозволяють здійснювати поступовий перехід від мереж 10Base-T - найбільш популярного на сьогоднішній день варіанта Ethernet - до швидкісних мереж, що зберігають значну наступність з добре знайомою технологією: Fast Ethernet не вимагає докорінного перенавчання персоналу та заміни обладнання у всіх вузлах мережі. Офіційний стандарт 100Base-T (802.3u) встановив три різні специфікації для фізичного рівня (у термінах семирівневої моделі OSI) для підтримки наступних типів кабельних систем:

1) 100Base-TX для двопарного кабелю на неекранованій кручений парі UTP Category 5, або екранованої кручений парі STP Type 1;

2) 100Base-T4 для чотирипарного кабелю на неекранованій кручений парі UTP Category 3, 4 або 5;

3) 100Base-FX для багатомодового оптоволоконного кабелю.

Gigabit Ethernet 1000Base-T, заснована на кручений парі і волоконно - оптичному кабелі. Оскільки технологія Gigabit Ethernet сумісна з 10 Mbps та 100 Mbps Ethernet, можливий легкий перехід на цю технологіюбез інвестування великих коштів у програмне забезпечення, кабельну структуру та навчання персоналу.

Технологія Gigabit Ethernet - це розширення IEEE 802.3 Ethernet, що використовує таку ж структуру пакетів, формат та підтримку протоколу CSMA/CD, повного дуплексу, контролю потоку та інше, але при цьому надаючи теоретично десятикратне збільшення продуктивності. CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection - множинний доступ з контролем несучої та виявленням колізій) - технологія множинного доступу до загального середовища в локальній комп'ютерній мережі з контролем колізій. CSMA/CD відноситься до децентралізованих випадкових методів. Він використовується як у звичайних мережах типу Ethernet, так і високошвидкісних мережах (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Так само називають мережевий протокол, В якому використовується схема CSMA/CD. Протокол CSMA/CD працює на канальному рівні моделі OSI.

Gigabit Ethernet – забезпечує швидкість передачі 1000 Мбіт/с. Існують такі модифікації стандарту:

1) 1000BASE-SX - застосовується оптоволоконний кабель із довжиною хвилі світлового сигналу 850 нм.

2) 1000BASE-LX – використовується оптоволоконний кабель з довжиною хвилі світлового сигналу 1300 нм.

Найбільшого поширення серед стандартних мереж набула мережа Ethernet. Вона з'явилася 1972 року, а 1985 року стала міжнародним стандартом. Її прийняли найбільші міжнародні організації за стандартами: комітет 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) та ECMA (European Computer Manufacturers Association).

Стандарт отримав назву IEEE 802.3 (англійською читається як "eight oh two dot three"). Він визначає множинний доступ до моноканала типу шина з виявленням конфліктів і контролем передачі, тобто з методом доступу CSMA/CD, що вже згадувався.

Основні характеристики початкового стандарту IEEE 802.3:

· Топологія - шина;

· Середовище передачі - коаксіальний кабель;

· Швидкість передачі - 10 Мбіт / с;

· максимальна довжина мережі – 5 км;

· максимальна кількість абонентів – до 1024;

· Довжина сегмента мережі - до 500 м;

· Кількість абонентів на одному сегменті – до 100;

· Метод доступу - CSMA / CD;

· Передача вузькосмугова, тобто без модуляції (моноканал).

Строго кажучи, між стандартами IEEE 802.3 та Ethernet існують незначні відмінності, але про них зазвичай вважають за краще не згадувати.

Мережа Ethernet сьогодні найбільш популярна у світі (понад 90% ринку), імовірно такою вона і залишиться найближчими роками. Цьому значною мірою сприяло те, що з самого початку характеристики, параметри, протоколи мережі були відкриті, внаслідок чого величезна кількість виробників в усьому світі почали випускати апаратуру Ethernet, повністю сумісну між собою.

У класичній мережі Ethernet застосовувався 50-омний коаксіальний кабель двох видів (товстий і тонкий). Однак останнім часом (з початку 90-х років) найбільшого поширення набула версія Ethernet, яка використовує як середовище передачі кручені пари. Визначено також стандарт для застосування в мережі оптоволоконного кабелю. Для врахування цих змін до початкового стандарту IEEE 802.3 було зроблено відповідні додавання. У 1995 році з'явився додатковий стандарт на більш швидку версію Ethernet, що працює на швидкості 100 Мбіт/с (так званий Fast Ethernet, стандарт IEEE 802.3u), що використовує як середовище передачі кручена пара або оптоволоконний кабель. У 1997 році з'явилася версія на швидкість 1000 Мбіт/с (Gigabit Ethernet, стандарт IEEE 802.3z).

Крім стандартної топології шина все ширше застосовуються топології типу пасивна зірка та пасивне дерево. При цьому передбачається використання репітерів і репітерних концентраторів, що з'єднують різні частини (сегменти) мережі. Через війну може сформуватися деревоподібна структура на сегментах різних типів (рис.7.1).

Як сегмент (частини мережі) може виступати класична шина або одиничний абонент. Для шинних сегментів використовується коаксіальний кабель, а для променів пасивної зірки (для приєднання до концентратора одиночних комп'ютерів) – кручена пара та оптоволоконний кабель. Головна вимога до отриманої в результаті топології - щоб у ній не було замкнених шляхів (завіс). Фактично виходить, що всі абоненти з'єднані у фізичну шину, оскільки сигнал від кожного з них поширюється відразу на всі боки і не повертається назад (як у кільці).

Максимальна довжина кабелю мережі в цілому (максимальний шлях сигналу) теоретично може досягати 6,5 км, але практично не перевищує 3,5 км.

Мал. 7.1. Класична топологія мережі Ethernet.

У мережі Fast Ethernet не передбачено фізичної топології шина, використовується тільки пасивна зірка або пасивне дерево. До того ж у Fast Ethernet набагато жорсткіші вимоги до граничної довжини мережі. Адже при збільшенні в 10 разів швидкості передачі та збереженні формату пакета його мінімальна довжина стає вдесятеро коротшою. Таким чином, у 10 разів зменшується допустима величина подвійного часу проходження сигналу по мережі (5,12 мкс проти 51,2 мкс в Ethernet).

Для передачі в мережі Ethernet застосовується стандартний манчестерський код.

Доступ до мережі Ethernet здійснюється за випадковим методом CSMA/CD, що забезпечує рівноправність абонентів. У мережі використовуються пакети змінної довжини.

Для мережі Ethernet, що працює на швидкості 10 Мбіт/с, стандарт визначає чотири основні типи сегментів мережі, орієнтованих на різні середовища передачі інформації:

· 10BASE5 (товстий коаксіальний кабель);

· 10BASE2 (тонкий коаксіальний кабель);

· 10BASE-T (вита пара);

· 10BASE-FL (оптоволоконний кабель).

Найменування сегмента включає три елементи: цифра "10" означає швидкість передачі 10 Мбіт/с, слово BASE – передачу в основній смузі частот (тобто без модуляції високочастотного сигналу), а останній елемент – допустиму довжину сегмента: "5" – 500 метрів, "2" - 200 метрів (точніше, 185 метрів) або тип лінії зв'язку: "Т" - кручена пара (від англійського "twisted-pair"), "F" - оптоволоконний кабель (від англійського "fiber optic").

Так само для мережі Ethernet, що працює на швидкості 100 Мбіт/с (Fast Ethernet) стандарт визначає три типи сегментів, що відрізняються типами середовища передачі:

· 100BASE-T4 (четверинна кручена пара);

· 100BASE-TX (здвоєна кручена пара);

· 100BASE-FX (оптоволоконний кабель).

Тут цифра "100" означає швидкість передачі 100 Мбіт/с, буква "Т" - кручена пара, буква "F" - оптоволоконний кабель. Типи 100BASE-TX та 100BASE-FX іноді об'єднують під ім'ям 100BASE-X, а 100BASE-T4 та 100BASE-TX – під ім'ям 100BASE-T.

Мережа Token-Ring

Мережа Token-Ring (маркерне кільце) була запропонована компанією IBM в 1985 (перший варіант з'явився в 1980). Вона призначалася для об'єднання в мережу всіх типів комп'ютерів IBM. Вже той факт, що її підтримує компанія IBM, найбільший виробник комп'ютерної техніки, говорить про те, що їй необхідно приділити особливу увагу. Але не менш важливим є те, що Token-Ring є в даний час міжнародним стандартом IEEE 802.5 (хоча між Token-Ring і IEEE 802.5 є незначні відмінності). Це ставить мережу на один рівень за статусом з Ethernet.

Розроблявся Token-Ring як надійна альтернатива Ethernet. І хоча зараз Ethernet витісняє решту мереж, Token-Ring не можна вважати безнадійно застарілою. Понад 10 мільйонів комп'ютерів у всьому світі об'єднані цією мережею.

Мережа Token-Ring має кільце топологію, хоча зовні вона більше нагадує зірку. Це з тим, що окремі абоненти (комп'ютери) приєднуються до мережі не безпосередньо, а через спеціальні концентратори чи багатостанційні пристрої доступу (MSAU чи MAU – Multistation Access Unit). Фізично мережа утворює зірково-кільцеву топологію (рис.7.3). Насправді ж абоненти об'єднуються все-таки в кільце, тобто кожен із них передає інформацію одному сусідньому абоненту, а приймає інформацію від іншого.

Мал. 7.3. Зірково-кільцева топологія мережі Token Ring.

Як середовище передачі в мережі IBM Token-Ring спочатку застосовувалася кручена пара як неекранована (UTP), так і екранована (STP), але потім з'явилися варіанти апаратури для коаксіального кабелю, а також для оптоволоконного кабелю в стандарті FDDI.

Основні технічні характеристикикласичного варіанта мережі Token-Ring:

· Максимальна кількість концентраторів типу IBM 8228 MAU - 12;

· максимальна кількість абонентів у мережі – 96;

· максимальна довжина кабелю між абонентом та концентратором – 45 метрів;

· максимальна довжина кабелю між концентраторами – 45 метрів;

· максимальна довжина кабелю, що з'єднує всі концентратори – 120 метрів;

· Швидкість передачі даних - 4 Мбіт/с і 16 Мбіт/с.

Усі наведені характеристики відносяться до нагоди використання неекранованої кручений пари. Якщо використовується інше середовище передачі, характеристики мережі можуть відрізнятися. Наприклад, при використанні екранованої кручений пари (STP) кількість абонентів може бути збільшена до 260 (замість 96), довжина кабелю – до 100 метрів (замість 45), кількість концентраторів – до 33, а повна довжина кільця, що з'єднує концентратори – до 200 метрів . Оптоволоконний кабель дає змогу збільшувати довжину кабелю до двох кілометрів.

Для передачі в Token-Ring застосовується біфазний код (точніше, його варіант з обов'язковим переходом у центрі бітового інтервалу). Як і в будь-якій зіркоподібній топології, жодних додаткових заходів щодо електричного узгодження та зовнішнього заземлення не потрібно. Узгодження виконується апаратурою мережевих адаптерів та концентраторів.

Для приєднання кабелів у Token-Ring використовуються роз'єми RJ-45 (для неекранованої кручений пари), а також MIC і DB9P. Провід у кабелі з'єднують однойменні контакти роз'ємів (тобто використовуються так звані "прямі" кабелі).

Мережа Token-Ring у класичному варіанті поступається мережі Ethernet як за допустимим розміром, так і максимальною кількістю абонентів. Що ж до швидкості передачі, нині є версії Token-Ring на швидкість 100 Мбіт/с (High Speed ​​Token-Ring, HSTR) і 1000 Мбіт/с (Gigabit Token-Ring). Компанії, що підтримують Token-Ring (серед яких IBM, Olicom, Madge), не мають наміру відмовлятися від своєї мережі, розглядаючи її як гідного конкурента Ethernet.

У порівнянні з апаратурою Ethernet апаратура Token-Ring помітно дорожча, оскільки використовується складніший метод управління обміном, тому мережа Token-Ring не набула такого широкого поширення.

Однак, на відміну від Ethernet, мережа Token-Ring значно краще тримає високий рівень навантаження (більше 30-40%) і забезпечує гарантований час доступу. Це необхідно, наприклад, у мережах виробничого призначення, в яких затримка реакції на зовнішню подію може призвести до серйозних аварій.

У мережі Token-Ring використовується класичний маркерний метод доступу, тобто по кільцю постійно циркулює маркер, якого абоненти можуть приєднувати свої пакети даних (див. рис. 4.15). Звідси випливає така важлива перевага цієї мережі, як відсутність конфліктів, але є й недоліки, зокрема необхідність контролю цілісності маркера та залежність функціонування мережі від кожного абонента (у разі несправності абонент обов'язково має бути виключений з кільця).

Граничний час передачі пакета Token-Ring 10 мс. За максимальної кількості абонентів 260 повний цикл роботи кільця складе 260 x 10 мс = 2,6 с. За цей час усі 260 абонентів зможуть передати свої пакети (якщо, звичайно, їм є що передавати). За цей час вільний маркер обов'язково дійде до кожного абонента. Той самий інтервал є верхньою межею часу доступу Token-Ring.

Мережа Arcnet

Мережа Arcnet (або ARCnet від англійської Attached Resource Computer Net, комп'ютерна мережаз'єднаних ресурсів) – це одна з найстаріших мереж. Вона була розроблена компанією Datapoint Corporation ще 1977 року. Міжнародні стандарти на цю мережу відсутні, хоча саме вона вважається родоначальницею методу маркерного доступу. Незважаючи на відсутність стандартів, мережа Arcnet донедавна (1980 – 1990 рр.) користувалася популярністю, навіть серйозно конкурувала з Ethernet. Багато компаній виробляли апаратуру для мережі цього типу. Але зараз виробництво апаратури Arcnet практично припинено.

Серед основних переваг мережі Arcnet, порівняно з Ethernet, можна назвати обмежену величину часу доступу, високу надійність зв'язку, простоту діагностики, а також порівняно низьку вартість адаптерів. До найістотніших недоліків мережі відносяться низька швидкість передачі інформації (2,5 Мбіт/с), система адресації та формат пакету.

Для передачі в мережі Arcnet використовується досить рідкісний код, у якому логічній одиниці відповідає два імпульси протягом бітового інтервалу, а логічному нулю – один імпульс. Очевидно, що це код, що самосинхронізується, що вимагає ще більшої пропускної здатності кабелю, ніж навіть манчестерський.

Як середовище передачі мережі використовується коаксіальний кабель з хвильовим опором 93 Ом, наприклад, марки RG-62A/U. Варіанти з крученою парою (екранованою та неекранованою) не набули широкого поширення. Були запропоновані і варіанти на оптоволоконному кабелі, але вони також не врятували Arcnet.

Як топологія мережа Arcnet використовує класичну шину (Arcnet-BUS), а також пасивну зірку (Arcnet-STAR). У зірці використовуються концентратори (хаби). Можливе об'єднання за допомогою концентраторів шинних та зіркових сегментів у деревоподібну топологію (як і в Ethernet). Головне обмеження – у топології не повинно бути замкнутих шляхів (зашморг). Ще одне обмеження: кількість сегментів, з'єднаних послідовним ланцюжком за допомогою концентраторів, не повинна перевищувати трьох.

Отже, топологія мережі Arcnet має такий вид (рис.7.15).

Мал. 7.15. Топологія мережі Arcnet типу шина (B – адаптери до роботи на шині, S – адаптери до роботи у зірці).

Основні технічні характеристики мережі Arcnet такі.

· Середовище передачі - коаксіальний кабель, кручена пара.

· Максимальна довжина мережі – 6 кілометрів.

· Максимальна довжина кабелю від абонента до пасивного концентратора – 30 метрів.

· Максимальна довжина кабелю від абонента до активного концентратора – 600 метрів.

· Максимальна довжина кабелю між активним та пасивним концентраторами – 30 метрів.

· Максимальна довжина кабелю між активними концентраторами– 600 метрів.

· Максимальна кількість абонентів у мережі – 255.

· Максимальна кількість абонентів на шинному сегменті – 8;

· Мінімальна відстань між абонентами у шині – 1 метр.

· Максимальна довжина шинного сегмента – 300 метрів.

· Швидкість передачі – 2,5 Мбіт/с.

При створенні складних топологій необхідно стежити, щоб затримка поширення сигналів у мережі між абонентами не перевищувала 30 мкс. Максимальне загасання сигналу в кабелі на частоті 5 МГц не повинно перевищувати 11 дБ.

У мережі Arcnet використовується маркерний метод доступу (метод передачі права), але він відрізняється від аналогічного в мережі Token-Ring. Найближчий цей метод до того, що передбачений у стандарті IEEE 802.4.

Так само, як і у випадку Token-Ring, конфлікти Arcnet повністю виключені. Як і будь-яка маркерна мережа Arcnet добре тримає навантаження і гарантує величину часу доступу до мережі (на відміну від Ethernet). Повний час обходу всіх абонентів маркером становить 840 мс. Відповідно, цей самий інтервал визначає верхню межу часу доступу до мережі.

Маркер формується спеціальним абонентом - контролером мережі. Ним є абонент із мінімальною (нульовою) адресою.

Мережа FDDI

Мережа FDDI (від англійської Fiber Distributed Data Interface, оптоволоконний розподілений інтерфейс даних) - це одна з новітніх розробок стандартів локальних мереж. Стандарт FDDI було запропоновано Американським національним інститутом стандартів ANSI (специфікація ANSI X3T9.5). Потім було прийнято стандарт ISO 9314, який відповідає специфікаціям ANSI. Рівень стандартизації мережі досить високий.

На відміну від інших стандартних локальних мереж, стандарт FDDI спочатку орієнтувався на високу швидкість передачі (100 Мбіт/с) і застосування найбільш перспективного оптоволоконного кабелю. Тому в даному випадку розробники не були обмежені рамками старих стандартів, що орієнтувалися на низькі швидкостіта електричний кабель.

Вибір оптоволокна як середовище передачі визначив такі переваги нової мережі, як висока завада, максимальна секретність передачі інформації і прекрасна гальванічна розв'язка абонентів. Висока швидкість передачі, яка у разі оптоволоконного кабелю досягається набагато простіше, дозволяє вирішувати багато завдань, недоступних менш швидкісним мережам, наприклад, передачу зображень у реальному масштабі часу. Крім того, оптоволоконний кабель легко вирішує проблему передачі даних на відстань кількох кілометрів без ретрансляції, що дозволяє будувати великі за розмірами мережі, що охоплюють навіть цілі міста та мають при цьому всі переваги локальних мереж (зокрема низький рівень помилок). Все це визначило популярність мережі FDDI, хоча вона поширена ще не так широко, як Ethernet та Token-Ring.

За основу стандарту FDDI взято метод маркерного доступу, передбачений міжнародним стандартом IEEE 802.5 (Token-Ring). Несуттєві відмінності від цього стандарту визначаються необхідністю забезпечити високу швидкість передачі на великі відстані. Топологія мережі FDDI - це кільце, найбільш підходяща топологія для оптоволоконного кабелю. У мережі застосовується два різноспрямовані оптоволоконні кабелі, один з яких зазвичай знаходиться в резерві, однак таке рішення дозволяє використовувати і повнодуплексну передачу інформації (одночасно у двох напрямках) з подвоєною ефективною швидкістю в 200 Мбіт/с (при цьому кожен із двох каналів працює на швидкості 100 Мбіт/с). Застосовується і зоряно-кільцева топологія з концентраторами, включеними в кільце (як Token-Ring).

Основні технічні характеристики FDDI.

· Максимальна кількість абонентів мережі – 1000.

· Максимальна довжина кільця мережі – 20 кілометрів.

· Максимальна відстань між абонентами мережі – 2 кілометри.

· Середовище передачі - багатомодовий оптоволоконний кабель (можливе застосування електричної кручений пари).

· Метод доступу – маркерний.

· Швидкість передачі – 100 Мбіт/с (200 Мбіт/с для дуплексного режиму передачі).

Стандарт FDDI має значні переваги, порівняно з усіма розглянутими раніше мережами. Наприклад, мережа Fast Ethernet, що має таку ж пропускну здатність 100 Мбіт/с, не може зрівнятися з FDDI за допустимими розмірами мережі. До того ж маркерний метод доступу FDDI забезпечує на відміну від CSMA/CD гарантований час доступу та відсутність конфліктів за будь-якого рівня навантаження.

Обмеження на загальну довжину мережі в 20 км пов'язане не з загасанням сигналів у кабелі, а з необхідністю обмеження часу повного проходження сигналу кільцем для забезпечення гранично допустимого часу доступу. А ось максимальна відстань між абонентами (2 км при багатомодовому кабелі) визначається якраз загасанням сигналів у кабелі (вона не повинна перевищувати 11 дБ). Передбачена також можливість застосування одномодового кабелю, і в цьому випадку відстань між абонентами може досягати 45 км, а повна довжина кільця – 200 км.

Є також реалізація FDDI на електричному кабелі(CDDI – Copper Distributed Data Interface або TPDDI – Twisted Pair Distributed Data Interface). У цьому використовується кабель категорії 5 з роз'ємами RJ-45. Максимальна відстань між абонентами в цьому випадку має бути не більше ніж 100 метрів. Вартість обладнання мережі на електричному кабелі у кілька разів менша. Але ця версія мережі вже не має таких очевидних переваг перед конкурентами, як початкова оптоволоконна FDDI. Електричні версії FDDI стандартизовані набагато гірше за оптоволоконні, тому сумісність обладнання різних виробників не гарантується.

Для передачі в FDDI застосовується код 4В/5В, спеціально розроблений цього стандарту.

Стандарт FDDI для досягнення високої гнучкості мережі передбачає включення до кільця абонентів двох типів:

· Абоненти (станції) класу А (абоненти подвійного підключення, DAS – Dual-Attachment Stations) підключаються до обох (внутрішнього та зовнішнього) кільців мережі. При цьому реалізується можливість обміну зі швидкістю до 200 Мбіт/с або резервування мережного кабелю (при пошкодженні основного кабелю використовується резервний). Апаратура цього класу застосовується в критичних з точки зору швидкодії частинах мережі.

· Абоненти (станції) класу В (абоненти одинарного підключення, SAS – Single-Attachment Stations) підключаються лише до одного (зовнішнього) кільця мережі. Вони простіші та дешевші, порівняно з адаптерами класу А, але не мають їх можливостей. У мережу вони можуть включатися тільки через концентратор або обхідний комутатор, що їх вимикає у разі аварії.

Окрім власне абонентів (комп'ютерів, терміналів тощо) у мережі використовуються зв'язкові концентратори (Wiring Concentrators), включення яких дозволяє зібрати в одне місце всі точки підключення з метою контролю роботи мережі, діагностики несправностей та спрощення реконфігурації. При застосуванні кабелів різних типів (наприклад, оптоволоконного кабелю та кручений пари) концентратор виконує також функцію перетворення електричних сигналів в оптичні та навпаки. Концентратори також бувають подвійного підключення (DAC – Dual-Attachment Concentrator) та одинарного підключення (SAC – Single-Attachment Concentrator).

Приклад конфігурації мережі FDDI представлений на рис. 8.1. Принцип поєднання пристроїв мережі ілюструється на рис.8.2.

Мал. 8.1. Приклад конфігурації мережі FDDI.

На відміну від методу доступу, запропонованого стандартом IEEE 802.5, FDDI застосовується так звана множинна передача маркера. Якщо у випадку мережі Token-Ring новий (вільний) маркер передається абонентом тільки після повернення до нього його пакета, то FDDI новий маркер передається абонентом відразу ж після закінчення передачі ним пакета (подібно до того, як це робиться при методі ETR в мережі Token- Ring).

На закінчення слід зазначити, що попри очевидні переваги FDDI дана мережане набула широкого поширення, що пов'язано головним чином з високою вартістю її апаратури (порядку кількох сотень і навіть тисяч доларів). Основна сфера застосування FDDI зараз – це базові, опорні (Backbone) мережі, що поєднують кілька мереж. Застосовується FDDI також для з'єднання потужних робочих станцій чи серверів, які потребують високошвидкісного обміну. Передбачається, що мережа Fast Ethernet може потіснити FDDI, проте переваги оптоволоконного кабелю, маркерного методу управління та рекордний допустимий розмір мережі ставлять зараз FDDI поза конкуренцією. А у випадках, коли вартість апаратури має вирішальне значення, можна на некритичних ділянках застосовувати версію FDDI на основі крученої пари (TPDDI). До того ж, вартість апаратури FDDI може сильно зменшитися зі зростанням обсягу її випуску.

Мережа 100VG-AnyLAN

Мережа 100VG-AnyLAN – це одна з останніх розробок високошвидкісних локальних мереж, яка нещодавно з'явилася на ринку. Вона відповідає міжнародному стандарту IEEE 802.12, тому рівень її стандартизації досить високий.

Головними перевагами її є велика швидкість обміну, порівняно невисока вартість апаратури (приблизно вдвічі дорожче за обладнання найбільш популярної мережі Ethernet 10BASE-T), централізований метод управління обміном без конфліктів, а також сумісність на рівні форматів пакетів з мережами Ethernet і Token-Ring.

У назві мережі 100VG-AnyLAN цифра 100 відповідає швидкості 100 Мбіт/с, літери VG позначають дешеву неекрановану кручена пара категорії 3 (Voice Grade), а AnyLAN (будь-яка мережа) означає те, що мережа сумісна з двома найпоширенішими мережами.

Основні технічні характеристики мережі 100VG-AnyLAN:

· Швидкість передачі – 100 Мбіт/с.

· Топологія - зірка з можливістю нарощування (дерево). Кількість рівнів каскадування концентраторів (хабів) – до 5.

· Метод доступу – централізований, безконфліктний (Demand Priority – із запитом пріоритету).

· Середовище передачі – чотиризавернена неекранована кручена пара (кабелі UTP категорії 3, 4 або 5), здвоєна кручена пара (кабель UTP категорії 5), здвоєна екранована кручена пара (STP), а також оптоволоконний кабель. Зараз здебільшого поширена чотиривірна кручена пара.

· Максимальна довжина кабелю між концентратором та абонентом та між концентраторами – 100 метрів (для UTP кабелю категорії 3), 200 метрів (для UTP кабелю категорії 5 та екранованого кабелю), 2 кілометри (для оптоволоконного кабелю). Максимально можливий розмір мережі – 2 кілометри (визначається припустимими затримками).

· Максимальна кількість абонентів – 1024, рекомендована – до 250.

Таким чином, параметри мережі 100VG-AnyLAN досить близькі до параметрів Fast Ethernet. Однак головна перевага Fast Ethernet – це повна сумісність із найбільш поширеною мережею Ethernet (у разі 100VG-AnyLAN для цього потрібен міст). У той же час централізоване управління 100VG-AnyLAN, що виключає конфлікти і гарантує граничну величину часу доступу (чого не передбачено в мережі Ethernet), також не можна скидати з рахунків.

Приклад структури мережі 100VG-AnyLAN показано на рис. 8.8.

Мережа 100VG-AnyLAN складається з центрального (основного, кореневого) концентратора рівня 1, якого можуть підключатися як окремі абоненти, і концентратори рівня 2, яких у свою чергу підключаються абоненти і концентратори рівня 3 тощо. У цьому мережа може мати трохи більше п'яти таких рівнів (у початковому варіанті було трохи більше трьох). Максимальний розмірмережі може становити 1000 метрів для неекранованої кручений пари.

Мал. 8.8. Структура мережі 100VG-AnyLAN.

На відміну від неінтелектуальних концентраторів інших мереж (наприклад, Ethernet, Token-Ring, FDDI), концентратори мережі 100VG-AnyLAN – це інтелектуальні контролери, які керують доступом до мережі. Для цього вони постійно контролюють запити, що надходять на всі порти. Концентратори приймають пакети, що надходять, і відправляють їх тільки тим абонентам, яким вони адресовані. Однак ніякої обробки інформації вони не виробляють, тобто в даному випадку виходить таки не активна, але й не пасивна зірка. Повноцінними абонентами концентратори не можна назвати.

Кожен із концентраторів може бути налаштований працювати з форматами пакетів Ethernet чи Token-Ring. При цьому концентратори всієї мережі повинні працювати з пакетами лише одного формату. Для зв'язку з мережами Ethernet та Token-Ring необхідні мости, але мости досить прості.

Концентратори мають один порт верхнього рівня(для приєднання його до концентратора вищого рівня) та кілька портів нижнього рівня (для приєднання абонентів). Як абонент може виступати комп'ютер (робоча станція), сервер, міст, маршрутизатор, комутатор. До порту нижнього рівня може приєднуватися інший концентратор.

Кожен порт концентратора може бути встановлений в один із двох можливих режимів роботи:

· Нормальний режим передбачає пересилання абоненту, приєднаного до порту, лише пакетів, адресованих особисто йому.

· Моніторний режим передбачає пересилання абоненту, приєднаному до порту, всіх пакетів, які надходять концентратор. Цей режим дозволяє одному з абонентів контролювати роботу всієї мережі загалом (виконувати функцію моніторингу).

Метод доступу до мережі 100VG-AnyLAN типовий для мереж із топологією зірка.

При використанні четвірної крученої пари передача по кожній з чотирьох кручених пар проводиться зі швидкістю 30 Мбіт/с. Сумарна швидкість передачі становить 120 Мбіт/с. Однак корисна інформація внаслідок використання коду 5В/6В передається лише зі швидкістю 100 Мбіт/с. Таким чином, пропускна здатність кабелю має бути не менше 15 МГц. На цю вимогу задовольняє кабель з витими парами категорії 3 (смуга пропускання – 16 МГц).

Таким чином, мережа 100VG-AnyLAN є доступним рішенням для збільшення швидкості передачі до 100 Мбіт/с. Однак не має повної сумісності з жодною зі стандартних мереж, тому її подальша доля проблематична. До того ж, на відміну від FDDI, вона не має жодних рекордних параметрів. Швидше за все, 100VG-AnyLAN незважаючи на підтримку солідних фірм і високий рівень стандартизації залишиться лише прикладом цікавих технічних рішень.

Якщо говорити про найбільш поширену 100-мегабітну мережу Fast Ethernet, то 100VG-AnyLAN забезпечує вдвічі більшу довжину кабелю UTP категорії 5 (до 200 метрів), а також безконфліктний метод управління обміном.