Метод доступа fast ethernet и его особенности реферат

Обновлено: 02.07.2024

Первая высокоскоростная технология - FDDI - была создана в середине 80-х годов для работы на магистралях крупных сетей и для подключения серверов и мощных компьютеров, которым не хватало пропускной способности в 10 Мб/с, обеспечиваемой самой популярной технологией локальных сетей - Ethernet. Поэтому разработчики заботились в первую очередь о повышении пропускной способности и отказоустойчивости, так как эти свойства наиболее важны для магистрали сети. Разработанная технология действительно удовлетворяет поставленным требованиям - двойное оптоволоконное кольцо гарантирует работоспособность сети при одиночных обрывах кабеля и одиночных отказах оборудования конечных узлов, обеспечивает высокую (для середины 80-х - очень высокую) скорость передачи данных в 100 Мб/c. Уже тогда стала понятной необходимость обеспечения в локальных сетях поддержки трафика реального времени, и разработчики стандарта включили в него механизм предоставления приоритетного доступа к разделяемому между всеми узлами кольцу для синхронного трафика реального времени. Кроме того, использование оптоволокна позволило даже для такой высокой скорости обеспечить расстояние между узлами сети до 2-х километров, а общий диаметр - до 100 километров, что вывело сети FDDI из класса чисто локальных сетей в класс сетей масштаба крупного города (MetropolitanAreaNetwork).

В дальнейшем технология FDDI развивалась незначительно и, несмотря на попытки ее удешевления за счет использования высококачественной витой пары, осталась технологией магистралей и серверных парков. Механизм приоритетов для поддержки синхронного трафика также остался в зачаточном состоянии, без предоставления узлам сети возможности автоматически и гибко распределять полосу пропускания кольца между приложениями с синхронным трафиком.

Поэтому со временем все больше ощущалась потребность в технологии, которая бы предоставляла большие, чем Ethernet скорости передачи данных для массовых недорогих компьютеров, таких как персональные компьютеры конца 80-х годов. Особенно остро эта проблема встала перед сетевым сообществом в начале 90-х, когда пропускная способность канала диск-память многих моделей персональных компьютеров превзошла рубеж в 1 Мбайт/c, уже недоступный для сетевых адаптеров Ethernet.

Так как поддержку всех необходимых механизмов качества обслуживания тогда обещала быстро приобретающая черты реального стандарта технология АТМ, то решено было вдохнуть новую жизнь в такую знакомую и проверенную технологию как Ethernet, не занимающуюся вопросами обслуживания трафика разного типа ни в коей степени, но хорошо и эффективно обслуживающую многие виды приложений. Несмотря на постоянные упоминания о мультимедийных приложениях, доля их в общей смеси приложений многих сетей не так уж велика и до сих пор, поэтому отсутствие средств поддержки качества обслуживания не казалось разработчикам нового Ethernet'а чем-то трагическим. Многие специалисты оправдывали перенос недостатков технологии Ethernet в новый стандарт его временным сроком жизни - 5 - 8 лет, сроком, который по их мнению был нужен технологии АТМ для завоевания рынка локальных сетей.

Сторонники первого подхода считали, что новая технология должна в максимальной степени быть похожа во всем на Ethernet - за исключением только битовой скорости передачи данных.

Сторонники второго подхода призывали воспользоваться удобным случаем для устранения недостатков, связанных со слишком "случайным" механизмом предоставления доступа к разделяемой среде CSMA/CD, используемым в Ethernet.

И у них были достаточно веские причины для критики алгоритма CSMA/CD. Его основное преимущество - простота реализации, за счет чего Ethernet и является самой дешевой технологией. Но простота метода доступа к разделяемой среде имеет и несколько отрицательных последствий. Наиболее важны следующие два:

Столкновения кадров нескольких станций - коллизии - являются допустимыми событиями в сегменте Ethernet, и при достаточно низком коэффициенте загрузки сегмента мало сказываются на пропускной способности канала. Однако, при повышении загруженности сегмента, которое обычно со временем наблюдается во всех сетях, коллизии начинают "отбирать" все больше и больше полезной пропускной способности сети (рис. 2.1), так как каждая коллизия связана с непроизводительным использованием сегмента. Метод CSMA/CD не гарантирует для узла получения доступа к среде даже за весьма большой интервал времени, и такие ситуации иногда случаются в сетях Ethernet в реальной жизни, когда постоянно генерирующая ошибочные кадры станция не дает возможности системе управления передать на нее управляющие кадры.

Рис. 2.1. Уменьшении полезной пропускной способности сегмента Ethernet при повышении коэффициента загрузки

Длина сегмента Ethernet всегда ограничена очень жестким соотношением, которое вряд ли можно преодолеть за счет технического прогресса. Для того, чтобы конечные узлы сети всегда четко распознавали коллизии и автоматически организовывали повторную передачу искаженного в результате коллизии кадра, нужно, чтобы время передачи кадра всегда было больше времени двойного оборота сигнала по сегменту Ethernet (рис.2.2). Так как время распространения сигнала ограничено скоростью света, то максимальная длина сегмента Ethernet для битовой скорости 10 Мб/c составляет примерно 2500 м. При увеличении битовой скорости в 10 раз и сохранении минимального размера кадра в 64 байта максимальный размер сегмента сокращается соответственно в 10 раз, то есть становится равным 250 метрам, а при увеличении битовой скорости еще в 10 раз - 25 метрам.

Рис.2.2. Ограничение накладываемое методом доступа CSMA/CD на длину сегмента Ethernet

Правда, ситуация улучшается при использовании коммутаторов и полнодуплексного режима работы, но при этом теряется низкая стоимость сегмента.

Тем не менее, недостатки, связанные с методом доступа CSMA/CD, не испугали сторонников "чистого" Ethernet'а и они в 1992 году образовали неформальное объединение FastEthernetAlliance, куда первоначально вошли такие лидеры технологии Ethernet как SynOptics, 3Com и ряд других.

Одновременно были начаты работы в институте IEEE по стандартизации новой технологии - там была сформирована исследовательская группа для изучения технического потенциала высокоскоростных технологий. За период с конца 1992 года и по конец 1993 года группа IEEE изучила 100-Мегабитные решения, предложенные различными производителями. Наряду с предложениями FastEthernetAlliance группа рассмотрела также и другой подход к созданию недорогого высокоскоростного стандарта, предложенный компаниямиHewlett-Packard и AT&T.

В 1995 году комитет IEEE принял спецификацию FastEthernet в качестве стандарта, и сетевой мир получил технологию, с одной стороны решающую самую болезненную проблему - нехватку пропускной способности на нижнем уровне сети, а с другой стороны очень легко внедряющуюся в существующие сети Ethernet, которые и сегодня дают миру около 80% всех сетевых соединений.

Легкость внедрения FastEthernet объясняется следующими факторами:

общий метод доступа позволяет использовать в сетевых адаптерах и портах FastEthernet до 80% микросхем адаптеров Ethernet; драйверы также содержат большую часть кода для адаптеров Ethernet, а отличия вызваны новым методом кодирования (4B/5B или 8B/6T) и наличием полнодуплексной версии протокола; формат кадра остался прежним, что дает возможность анализаторам протоколов применять к сегментам FastEthernet те же методы анализа, что и для сегментов Ethernet, лишь механически повысив скорость работы.

Отличия FastEthernet от Ethernet сосредоточены в основном на физическом уровне. Разработчики стандарта FastEthernet учли тенденции развития структурированных кабельных систем и реализовали физический уровень для всех популярных типов кабелей, входящих в стандарты на структурированные кабельные системы (такие как EIA/TIA 568A) и реально выпускаемые кабельные системы.

Существует три варианта физического уровня FastEthernet:

100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTPCategory 5 (или экранированной витой паре STPType 1); 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTPCategory 3,4 или 5; 100Base-FXдля многомодового оптоволоконного кабеля.

При создании сегментов FastEthernet с разделяемой средой нужно использовать концентраторы, при этом максимальный диаметр сети колеблется от 136 до 205 метров, а количество концентраторов в сегменте ограничено одним или двумя, в зависимости от типа концентратора. При использовании двух концентраторов расстояние между ними не может превышать 5 - 10 метров, так что существование 2-х устройств мало что дает, кроме увеличения количества портов - расстояние между компьютерами сегмента от добавления второго концентратора практически не изменяется.

В разделяемом сегменте FastEthernet нет возможности обеспечить какие-либо преимущества при обслуживании трафика приложений реального времени, так как любой кадр получает равные шансы захватить среду передачи данных в соответствии с логикой алгоритма CSMA/CD.

бу де т рассматривать ся ЛВС Ethernet стандарта 1 980 года вып уска .

Архитект у ра локальных вычислит ельных си стем ( ЛВС ) основа на на со зданной в

результа те международного сотр удничества много уровневой эталонной модели ( ЭМ ), на

каждом у ровне которой выделены определяющие фу нкции взаимо действия объектов . Под

объектами понимаются обору дование или программы систем , вк лючаемых в сост ав ЛВ С .

Такой подход позволяет создавать ЛВС ка к многомодульну ю стр у кт уру , где изменение

или опт имиз ация схемотехн ических , решений моду ля с целью ул уч ше н и я его технико -

эксплу атационны х показа телей не влечет за собой переделки друг их мод у лей , входящих в

Термин Ethernet обозначает как готовое изделие , так и реализованный в нем метод .

Изделие предст авляет собой локальную сеть , поставляемую фирмой Xerox . Фирмы Xerox

Digital Equipment и In t e l имеют и продают лиц ензию на метод переда чи данны х ,

использу емый в этой сети . Целью этой лицензионной процеду ры является сопряжение

разнообразного обору дования с любой сетью , использу ющие метод Ethernet в том виде , в

котором он определен фирмой Xerox и дру гими участн иками консорциума ми . Это

подру зумевает не только стандартный мето д доступа , но и схем у прис вое ния адресов , так

что любое устройство для Ethernet, где бы оно не было изготов лено , может

использова ться в любой сети Ethernet, имея у ника льный адрес . Ниже дается краткое

Топология : древовидна я , составленная из отдельны х шинных сегментов . Между любыми

двумя ус тройствами можно у становить не более дву х повторителей . Это несколько

ограничива ет топологию сети , и самым лу чшим решением оказывается магистральная

шина , к которой подсоединены все прочие шинные сегменты .

Передающая среда : коксильный кабель , сопротивлен ие которого равно 50 Ом . Каждый

сегмент должен с обоих концов иметь согласу ющую нагрузку 50 Ом . Чтобы облегчить

подключение к кабелю , его следует поделить метками на участк и 2,5 м длиной , поскол ьку

соед инители о пределенного типа , бу ду ч и поме щены в местах , расст ояния межд у

которыми не кратны указанной длине , могу т неблагоприятно повлиять на электрически е

Метод передачи сигнала : немодулирова нный сигнал , по следовательная побитовая

Метод доступа : множественн ый доступ с контролем нес у щей и обнару жением

Кадр : переменна я длина ( от 72 до 1 526 байт ). Особое поле (" преамбула ") указыв ает на

К сожале нию в данном реферате невозмож но подробно рассмотреть все хар акт ер ист ики

ЛВС Ethernet, однако некоторые бу ду т рассмотрены достаточно детально .

Как говорилось выше , в сети данного вида применяется множественный дост у п с

контролем несущей и обнару жение м конфликтов (CSMA/CD). Это объясняется

эффектив ностью обна ру жения и устранени я конфликтов и простото й схемных решений

нижнего по ду ровня канального у ровня ( так называемого MAC- ур о в н я - Medium Access

Control), а также возможностью высоко й загру зки моноканала и большой нагру з ки ЛВС .

Верхний поду ров ень канального протокола наз ывается LLC- ур о ве н ь (L ogic al L ink

Функции MAC- у ровня определены группой стандартов IEEE802.3, I EEE802.4, IEEE802.5

и EEE802.6. Согласно этим стандартам второй подуровень формируе т полную стр у кт уру

кадра и передает этот кадр с помощью средств протокола физического ур о в н я ЭМ . При

этом второй подуровень у правляет просл у шиванием монокана ла , обнару живанием

конфликтов и восстан овлением передачи после ликвидации конфликтов . В ЛВС Ethernet

применены два критерия о п ределения конфл икта : минимальная пауза между кадрам и и

Принц ип метода CSMA/CD заключает ся в следующем . Если какое - то устройство нач инает

передав ать пакет , сигнал , вос принимае мым веду щим в настоящий момент переда чу

устройством , не бу де т соо тветс вовать передаваемой информации . Устройства бу дут

принима ть неразборчиву ю смесь сигналов . Когда кажды й отправитель замечает , что его

пакет конф ликту ет с дру гим па кетом , то он сразу же прекращ ает передачу , чтобы не

тратить бесполезно время си гнала . Так как " окно конфл иктов " ( время , треб у ющие ся на

распростран ение сигн ала по всем участкам сети ) мало , то потерянное время оказывает ся

небольшим по сравнению с длительностью переда чи типичного паке та . Раз личают

след у ю щие протоколы доступа : нена стойчивы е , настойчивые , прогнозир у емые ,

сег ментиру е мые , приоритетные , бесприоритетные , резервиру емые . Та кое обилие

протоколов объясняется прежде всего стремлен ием различных фирм обеспечить

максимальн ую эффективнос ть исполь зования ми кроэлектронны х средств дост упа к

монокана лу за счет более уз к о й специализаци и сх ем и их ориентацию на конкретну ю

технологию производства блоков досту п а . Ненастойчивые мет оды CSMA/CD удлиняют

кажды й раз после конфлик та пау з у ожидания перед повторной попыт кой пере дать кадр .

Удлинение происходит на опр едел ен ную дет ерминированну ю велич ину , определяем у ю

счетчик ом числа конфликтов . Настойчивые методы CSMA/CD у длиняют паузу

ожидания на случайн ую величин у , вырабатыв аемую датчиком сл учайных чисел . Диап азон

чисел определяется ди апазоном станций , подключ аен ных к монока налу ЛВС .

Прогнозирующ ие метод ы CSMA/CD определяют пау з у ожидания в зависи мости от

предыстории интенсив нос ти передач кадров в монока нале . Специа льный счетчик

регистрирует за определенный интерв ал времени , задаваемый таймером ста нции , число

кадров , прошедших мимо данного MAC- уровня . На основании пока заний этого счетчик а

у станавлив ают пау з у ожидания перед передачей кадра и определяют у ровень активности

данной станции в зависимости от уровня активности дру гих ст анций , подключенных к

монокана лу . Д анный метод имеет пр еимущества в случае применения в ЛВ С с большим

числом станций , имеющих различны й уровень активности . Тако й режим отличается

существен но несбаланси рованным трафиком и осложняет безошибочную работу

монокана ла . Небольшое общее с нижение пропус кной способности ко мпенсир у ется

существен ным снижение м числа конфликтов . Недостаток этого метода зак лючается в

повышенной сложности анализ атора , который не тол ько сл у шает моноканал даже ес ли в

памяти FI FO МАС - средст ва нет информаци и готовой к передаче , но и определяет число

кадров и конфликтов в единицу времен и . Др угой существенны й недостаток заключается в

том , что снижение пропу скной способности существенн о влияет на объем памяти FI FO в

МАС - средстве станции . Поэтому иногда метод прогнозирующего CSMA /CD

комбиниру ют с методо м настойчивого CSMA/CD с помощью введени я в МАС - средство

специального переключат еля режима . Этот переключат ель в случае переполнения FIF O в

МАС - средство осущ ес тв ляет переход на алгоритм , реализу ющий настой чивый метод

CSMA/CD, на этап прослушивания монокана ла . Такой подход эффективен при

применени и длинны х кадров и ограниче нном объеме па мяти FI FO. Сегмент ируемые

методы CSMA/CD преду сматрив ают де ление времени , в течении которого м оноканал

свободен , на сегмент ы . Сегме нтирование приме няют в случае , если не обходимо повы сить

у стойчивость синхро низаци и взаимоде йствия процессов . Использование этих сегментов

осуществляется сред ствами MAC- ур овн я различными способами , среди которых наиболее

распростран енными являются способы определения преимущества при использовании

свободного сегмента . Из них можн о выделить два способа : безусловного и условного

выделе ния сегмента вре мени . Безусловное сегментирова ние заклю чается в выделении

групп средств MAC- у ровней (MAC- средст в ) с одинаковыми приори тетами . Имеется

столько сегментов , сколько выделено приоритетных гру п п . Если MAC- средства ,

относящиеся к первой группе , им еют кадры в очереди памяти FIF O, а другие MAC-

средства , относящиеся к более высок ой приоритетной гру ппе , таковых кадров не имеют ,

то MAC- средства первой группы пос ылают заявочный кадр и информиру ют о жела нии

захв ати ть моно канал , MAC- средства из групп с более низким пр иоритетом в ответ на это

задерживают свои передачи . Конфликт возможен с MAC- средствами более высокими или

равными приоритетами . Если все сегменты пус тые , то любые MAC- средства мог ут

передать свой кадр . Условное сегментирование определяет правила назна чения сегмента

времени , после того как произошел конфл икт . Считает ся , что вероятность возникнов ения

конфликта между одними и теми же ис точникам и несколько раз очень мала . Поэтому

MAC- средства , имеющие подготовленный ка др , начина ют пере дачу в свободный

монокана л в интерв ал времени свободного сегмента . Если происх одит конфликт , то при

повторной попытке предпочте ние отдается MAC- средствам , вступив шим в

конфликт . Условное сег ментирова ние имеет пр еимущества перед безусловным только в

том случае , если число конфликту ющих пар нев елико . После конфл икта ко нфликту ющим

станциям выделяется дополнительный сегмен т , в тече ние которого они выдержат пау з у и

передадут свою информацию . Поскольку в конфликте участв уют две станции

( вероятность конфликта межд у нескольк ими станц иями очень мала ), то деление

сегментов , выделенных в их распоряжение , производится между ним и в заранее

у становленном порядке . Для сети Ethernet, как имеющу ю шинн у ю топологию , в

распоряжение дву х станций , предоставляется двойной сегмент времен и , и любая из них в

режиме конку ренции может , выдержав пау з у захв атить сегмент . Оста ток остается др угой

станции . В ыделе ние сегментов времен и для каждого МАС - средства происходит с

помощью вну тренних таймеров , входящих обычно в комплект ми кроЭВМ станц ии .

Таймер у стана вливае т интерва л времени работы МАС - средст ва . Причем этот интервал

может произвольно менятся по какому - либо алгоритм у . Приорите тные метод ы

CSMA/CD реализ уют приритет того или иного MAC- средства в виде времени , в течении

котоорого данное МАС - средство может испльзовать м онока нал . Чем выше приоритет , те м

большее время может занимать м оноканал МАС - средство . Др у гим выражение м

приоритетности является прерыв ания кадра более приорите тным у стройством . Здесь в

каждом ка дре должен имется спе циальный пр изнак возможност и прерыва ния со стороны

более приоритетного ус тройства . Элемент ы бесприори тетных методов CSMA/CD

прису т ствуют во многих рассмотрен ных выше методах , наприме р в нена стойчив ых ,

настойчи вых , прогнозиру ющих . Наи более часто бесприоритетные методы CSMA/CD

обеспечиваю т динамиче ское распределени е пропускной способности мо ноканала с

помощью сегме нтирования и присваив ания сегментов времени в порядке очередности

всем МАС - средств ам станций ЛВС . Резе рвируемые методы CSMA/CD

преду сматрив ают пере дачу кадра только после полного захв ата свободного моноканала .

После этого передается специальный коро ткий кадр , резервиру ющий моноканал для

передач и кадра . Убедившись в том , что др угие с танции воспринимают его как должное и

не переда ют свои резервирующие ка дры , МАС - средство начинает пе редачу ка дра . Этот

агоритм может выполнятся эффективно только в том случае , если допу скается снижение

загру зки моноканала и на первое место выдви гается требован ие повышения на дежности

работы канала передач и данных . Кроме того , здесь действует ограниче ние активн ости

станций ЛВС . Так при у величе нии длины кадра до 1 500 байт , уменьшени и чи сла

акти вных станци й до 64 и скорости переда чи кадров до 1 Мбит / с можно достичь заг ру зки

монокана ла порядка 1 8%. Фактически дейс твенност ь этого метода по загру зке монока нала

приб лижается к методам CSMA. Работа этого метода регламент ируется ст андартом

Обычно каждый блок досту па , реализ у ю щий метод CSMA/CD, должен работать в дву х

типовых режимах : нормальном и конфликтном . В первом режиме блок доступа передае т и

принима ет информа цию в темпе , определяемой пропускной способностью ЛВ С и

временем синхронизаци и сигналов в ман честерском коде . Во втором режиме в

монокана ле возникаю т конфл икты , которые должны обнару живаться и устранят ся

аппара тными МАС - средствами . . Блок дост упа , реализующий алгоритм нена стойчивого

метода дост у п а CSMA/CD выполняет следующие функции : об нару жение конфли ктов в

монокана ле с помощью выносной сх ем ы , вх одящей в состав приемника , ответвителя или

декодера ; блокировку своего передатчика при обнару жении конфликта ; фиксирование

заранее заданной прогрессирующей задержки повторной по пытки пе редачи своей

информации после обнару жения конфлик та ; разъединени е прие мник и пе редатчика .

Такой разрыв необходим только в сетях с кольцев ым монока налом .

Таким образом мы видим , что повышение эффект ивности пау з ожидания перед

повторными попыткам и пере дать кадр , а та кже сниже ние времени реакци и на конф ликт и

повышение общей пропускной способности позволяют подключа ть до 1 000 станци й и

передав ать сотни кадров в сек унду . Необходимо заметить , что метод CSMA/CD

использу ется не только в сети Ethernet, а также в ряде других сетей , таких ка к Omninet,

GlusterBus, Hyperchannel и других . Метод настойчи вого CSMA/CD более пре дпочтителе н ,

чем метод не настойчив ого CSMA/CD. Это объясняется те м , что датчик случайных чисел ,

определяющий значени е пау зы ожидания , лу чше защищает от повторного ко нфликта ,

нежели простое у величение задержки , прим еняемого в методе не настойчиво го CSMA/CD.

Случ айность обращения здесь хорошо у вязывается со случай ной природой пау зы

ожидания , в резу льтате чего вероятность конфликта снижается .

Как уж е у поминалось ранее стандартный кадр Ethernet может содержат ь от 72 до 1 526

байт . Здесь бу де т рассмотрено назна чение полей кадра более детально .

Кадр начинает ся с преамб у лы - специального кода на чала ка дра . Преамбула может

содержать информация кадров по мо ноканалу . Зате м иду т адреса получа теля и

отправителя . В поле у пр авления размещается код типа кадра . Далее расположен блок

данных . Завершает кадр проверочная последовательност ь , уста навлива ющая иска жен ка др

Fast Ethernet (100BASE-T) — набор стандартов передачи данных в компьютерных сетях, со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от обычного Ethernet (10 Мбит/с).
В мае 1995 года официально был принят стандарт IEEE 802.3u, который явился дополнением к уже существующему IEEE 802.3 (Ethernet).
Отличия обусловлены не только использованием различных кабельныхсистем, электрических параметров импульсов, но и способом кодирования сигналов и количеством используемых в кабеле проводников
Физический уровень теперь состоит из трех подуровней:
* уровень согласования (reconciliation sublayer)
* независимый от среды интерфейс (Media Independent Interface, MII)
* устройство физического уровня (Physical layer device, PHY)

Media IndependentInterface, MII:
Поддерживает независимый от используемой физической среды способ обмена данными между MAC-подуровнем и подуровнем PHY. Похож на AUI, только AUI между PHY (там всегда одинаковое кодирование) и PMA

Physical layer device, PHY:
Обеспечивает кодирование данных, поступающих от MAC-подуровня для передачи их по кабелю определенного типа, синхронизацию передаваемых по кабелю данных, а такжеприем и декодирование данных в узле-приемнике.

Подуровень кодирования (PCS):
Кодирует (декодирует) данные поступающие от уровня MAC (к уровню MAC) с использованием алгоритмов 4B/5B или 8B/6T

Подуровни физического присоединения и зависимости от физической среды (PMА и PMD):
Подуровни РМА и PMD осуществляют связь между подуровнем PSC и интерфейсом MDI, обеспечивая формирование в соответствии сметодом физического кодирования: NRZI или MLT-3

Подуровень автопереговоров (AUTONEG):
Подуровень автопереговоров позволяет двум взаимодействующим портам автоматически выбирать наиболее эффективный режим работы: дуплексный или полудуплексный 10 или 100 Мб/с

Fast Ethernet и Ethernet 10:
* Форматы кадров технологии Fast Ethernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-МегабитногоEthernet'a.
* Межкадровый интервал IPG равен 0,96 мкс, а битовый интервал равен 10 нс.
* Все временные параметры алгоритма доступа (интервал отсрочки, время передачи кадра минимальной длины и т.п.), измеренные в битовых интервалах, не изменились
* Признаком свободного состояния среды является передача по ней символа Idle соответствующего избыточного кода (а не отсутствие сигналов, как встандартах Ethernet 10 Мбит/с).

33_ Особенности технологии Gigabit Ethernet.
Сеть 100VG-AnyLAN – это одна из последних разработок высокоскоростных локальных сетей, недавно появившаяся на рынке. Она разработана компаниями Hewlett-Packard и IBM и соответствует международному стандарту IEEE 802.12, так что уровень ее стандартизации достаточно высокий.
Главными достоинствами ее являются большаяскорость обмена, сравнительно невысокая стоимость аппаратуры (примерно вдвое дороже оборудования наиболее популярной сети Ethernet 10BASE-T), централизованный метод управления обменом без конфликтов, а также совместимость на уровне форматов пакетов с сетями Ethernet и Token-Ring.
В названии сети 100VG-AnyLAN цифра 100 соответствует скорости 100 Мбит/с, буквы VG обозначают дешевую неэкранированную витуюпару категории 3 (Voice Grade), а AnyLAN (любая сеть) обозначает то, что сеть совместима с двумя самыми распространенными сетями.
Основные технические характеристики сети 100VG-AnyLAN:
* Скорость передачи – 100 Мбит/с.
* Топология – звезда с возможностью наращивания (дерево). Количество уровней каскадирования концентраторов (хабов) – до 5.
* Метод доступа – централизованный, бесконфликтный(Demand Priority – с запросом приоритета).
* Среда передачи – счетверенная неэкранированная витая пара (кабели UTP категории 3, 4 или 5), сдвоенная витая пара (кабель UTP категории 5), сдвоенная экранированная витая пара (STP), а также оптоволоконный кабель. Сейчас в основном распространена счетверенная витая пара.
* Максимальная длина кабеля между концентратором и.

Сетевые технологии никогда не отличались простотой в своем понимании. Тем не менее, это интересно знать. Fast Ethernet — это технология, модифицированная от Ethernet, сосредоточенная в рамках физического уровня (касающиеся кабелей и других физических реализаций). Их описания содержатся в определенных спецификациях.

Что такое спецификации?

Спецификации стандартов носят сокращенное название в виде аббревиатуры IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Они как раз и вносят стандарты в физические компоненты сети. В рамках статьи будут постоянно упоминаться спецификации класса IEEE 802. Именно они определяют принцип физического доступа адаптера к каналу связи и технологию передачи данных.

Второй уровень сетевой модели OSI стандарт IEEE 802 подразделяет на два подуровня:

LLC (Logical Link Control) — на этом подуровне происходит управление логическими связями;
MAC (Media Access Control) — на этом подуровне осуществляется управление доступом к устройствам.

Класс спецификаций IEEE 802 включает двенадцать стандартов. Рассмотрим только интересующие нас 802.2 и 802.3.

Стандарты IEEE 802.2 и IEEE 802.3

IEEE 802.2 обеспечивает интерфейс на канальном уровне между типами доступа к среде и сетевым уровнем.

IEEE 802.3 стандартизирует физические реализации для соответствующего уровня, а также управление доступом к устройствам, использующим шинную топологию и множественный доступ с выделением несущей и обнаружением коллизий.

История развития

Идея создания технологии зародилась в 1992 году среди участников альянса, который впоследствии был назван Fast Ethernet Alliance (FEA). Целью была стандартизация указанной новой технологии, способной объединить все последние наработки в сфере кабельной передачи данных. Они успешно выполнили задачу в 1995 году — был принят стандарт-дополнение (к IEEE 802.3) IEEE 802.3u.

Отличия и общее в сравнении с технологией Ethernet:

Метод с выделением несущей CSMA/CD, используемый в Ethernet, сохранен в технологии Fast Ethernet.
Формат кадра по-прежнему соответствует стандарту IEEE 802.3.
Звездообразная топология сетей сохранилась.
В качестве сред передачи данных используются традиционные витая пара и волоконно-оптический кабель.

Рассмотрим варианты реализации Fast Ethernet.

100BASE-TX — при такой реализации передача данных осуществляется со скоростью не более 100 Мбит/с. Используется кабель, состоящий из двух витых пар 5 категории. 100 Мбит/с передаются в одной витой паре, но дуплексно (то есть в двух направлениях). В этом случае можно организовать канал связи длиной до 100 метров (2 канала связи по стандартному кабелю).
100BASE-T4 — используется кабель из 4 витых пар третьей категории. Скорость стандартная — до 100 Мбит/с.
100BASE-FX — здесь уже в качестве физической среды канала связи используется волоконно-оптическая жила. Передача связи происходит за счет излучения по двум жилам на длине волны 1310 нм. Направление приема обозначается RX, передачи — TX. Средняя длина сегмента сети — 400 м (режим полудуплекс, гарантированно обнаружение коллизий. Длина линии передачи может составлять более 2 км, при условии использования одномодового волокна.
100BASE-SX — бюджетная альтернатива 100BASE-FX. Рабочее расстояние — до 300 м. Удешевление связано с другой рабочей длиной волны — 850 нм, и с использованием альтернативных оптических компонентов (вместо оптических лазеров — светодиоды). Привлекательный вариант для тех, кому не требуется передача данных на длинные расстояния.
100BASE-BX — использование одного одномодового волокна в паре с мультиплексором, разбивающим сигнал на приемные и передающие волны.
100BASE-LX — передача данных осуществляется на стандартной для технологии скорости 100 Мбит/с. Используется одномодовое оптическое волокно и длина волны 1310 нм. В режиме полнодуплексной передачи можно добиться увеличения длины сегмента канала связи до 15 км.

Здесь рассмотрены основные варианты реализации. В настоящее время существуют еще некоторые модификации.

Адаптеры для Fast Ethernet

Вообще, сетевые адаптеры или NIC (Network Interface Card) – это тип сетевого оборудования, обеспечивающего корректную работу по передаче и приему информации на физическом и канальном уровне.

Рассмотрим основные функции сетевых адаптеров и на примере самого популярного поставщика Realtek разберем особенности определенной модели.

Функции fast ethernet adapter:

Развязка с витой парой.
Непосредственно прием и передача данных.
Согласование скорости на входе в адаптер со скоростями обмена по сети (буферизация).
Разделение данных на блоки для передачи (или соединение их на приеме), оформление их в кадр определенного формата.
Способность распознавать и исправлять ошибки, которые получились в ходе коллизий при передаче.

Сетевые адаптеры могут различаться по нескольким параметрам. Например, используемая шина. Она может быть различной разрядности и типа. Нам интересна шина PCI Fast Ethernet. Она соответствует по разрядности и скорости рассматриваемой технологии.

Realtek

Кстати, тип используемой технологии передачи данных также определяет вид сетевого адаптера. Самый популярный поставщик адаптеров — компания Realtek.

Изучим основные характеристики на примере модели RTL8139 810X fast ethernet. Этот адаптер является высокоинтегрированным одночиповым контроллером, причем достаточно экономичным. Поддерживает универсальную комбинацию приложений. Оснащен интерфейсом общего доступа шины PCI, обеспечивает максимальную безопасность сети и простоту управления.

Характеристики этого Realtek Fast Ethernet адаптера:

Однокристалльный контроллер для локальной шины PCI.
Поддерживает согласование скоростей 10 Мбит/с и 100 Мбит/с.
Поддерживает многофункциональные возможности PCI.
Совместимость с PCI Revision 2.2.
Обеспечивает передачу основных данных шины PCI и передачу данных пространства памяти PCI или пространства ввода/вывода операционных регистров RTL8139 810X.
Поддерживает режим обратной связи.
Возможность работы и в полудуплексном, и в дуплексном режиме.
Включает в себя программируемый размер пакета PCI и раннее пороговое значение Tx/Rx.
Поддерживает тактовую частоту PCI 16,75 МГц-40 МГц.
Совместим со стандартами PC99 и PC2001.
Поддержка светодиодных выводов для различных показателей активности сети.
Поддерживает автоматическое обнаружение вспомогательной мощности и устанавливает соответствующие возможности регистров управления питанием в пространстве конфигурации PCI.

В заключение

Так как Fast Ethernet — это улучшенная технология Ethernet, то замена производится там, где ранее использовался Ethernet, но возникла необходимость увеличения пропускной способности. Основная сфера применения этой технологии сегодня — это сети офисных отделов и групп. Однако замена Ethernet на Fast Ethernet невозможна там, где подключены старые персональные компьютеры с шиной ISA.

Читайте также: