Технология gigabit ethernet реферат

Обновлено: 07.07.2024

Ethernet – это самый распространенный сегодня стандарт локальных сетей. Общее количество сетей, работающих по протоколу Ethernet в настоящее время, оценивается в несколько миллионов.
Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из вариантов этой технологии, в которую входят сегодня также FastEthernet, GigabitEthernet и 10GEthernet.

Содержание работы

Введение
1. Общая характеристика протоколов локальных сетей
1.1 Стандартная топология и разделяемая среда
1.2 Стек протоколов локальных сетей
1.3 Уровень MAC
1.4 Уровень LLC
2. Метод доступа CSMA/CD
2.1 МАС-адреса
2.2 Доступ к среде и передача данных
2.3 Возникновение коллизии
2.4 Время оборота и распознавание коллизий
3. Форматы кадров технологии Ethernet
4. Спецификации физической среды Ethernet
4.1 Волоконно-оптическая сеть Ethernet
5. Основные достоинства технологии Ethernet
Заключение
Список литературы

Файлы: 1 файл

Реферат Ethernet.doc

Министерство образования и науки РФ

ФГ АОУ ВПО «Уральский федеральный университет

Институт радиоэлектроники и информационных технологий – РТФ

Кафедра высокочастотных средств радиосвязи и телевидения

Студент гр. РИ – 120501 ___________________

Доц. Соловьянова И. П.

1. Общая характеристика протоколов локальных сетей

1.1 Стандартная топология и разделяемая среда

1.2 Стек протоколов локальных сетей

2. Метод доступа CSMA/CD

2.2 Доступ к среде и передача данных

2.3 Возникновение коллизии

2.4 Время оборота и распознавание коллизий

3. Форматы кадров технологии Ethernet

4. Спецификации физической среды Ethernet

4.1 Волоконно-оптическая сеть Ethernet

5. Основные достоинства технологии Ethernet

Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из вариантов этой технологии, в которую входят сегодня также FastEthernet, GigabitEthernet и 10GEthernet.

В более узком смысле Ethernet– это сетевой стандарт передачи данных со скоростью 10 Мбит/с, который появился в конце 70-х годов как стандарт трех компаний – Digital, Intel и Xerox. В начале 80-х Ethernet был стандартизован рабочей группой IEEE802.3, и с тех пор он является международным стандартом. Технология Ethernet была первой технологией, которая предложила использовать разделяемую среду для доступа к сети.

Локальные сети, являясь пакетными сетями, используют принцип временного мультиплексирования, то есть разделяют передающую среду во времени. Алгоритм управления доступом к среде является одной из важнейших характеристик любой технологии LAN, в значительно большей степени определяющей ее облик, чем метод кодирования сигналов или формат кадра. В технологии Ethernet в качестве алгоритма разделения среды применяется метод случайного доступа. И хотя его трудно назвать совершенным – при росте нагрузки полезная пропускная способность сети резко падает, – он благодаря своей простоте послужил основной причиной успеха технологии Ethernet.

1.1 Стандартная топология и разделяемая среда

Для упрощения и, соответственно, удешевления аппаратных и программных решений разработчики первых локальных сетей остановились на совместном использовании общей среды передачи данных.

Основной принцип, положенный в основу Ethernet, – случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных. В качестве такой среды может использоваться толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно или радиоволны. Роберт Меткалф осуществил идею разделяемой среды для проводного варианта технологии LAN. Непрерывный сегмент коаксиального кабеля стал аналогом общей радиосреды. Все компьютеры присоединялись к этому сегменту кабеля по схеме монтажного ИЛИ (рис.1.1), поэтому при передаче сигналов одним из передатчиков все приемники получали один и тот же сигнал, как и при использовании радиоволн.

Рисунок 1.1 – Разделяемая среда на коаксиальном кабеле

1.2 Стек протоколов локальных сетей

Технологии локальных сетей реализуют, как правило, функции только двух нижних уровней модели OSI– физического и канального (рис. 2.2). Функциональности этих уровней достаточно для доставки кадров в пределах стандартных топологий, которые поддерживают LAN– звезда (общая шина), кольцо и дерево.

Рисунок 2.2 – Соответствие протоколов LAN уровням модели OSI

Канальный уровень локальных сетей делится на два подуровня, которые часто также называют уровнями:

-уровень управления логическим каналом (LogicalLinkControl, LLC);

-уровень управления доступом к среде (MediaAccessControl, MAC).

Функции уровня LLC обычно реализуются программно, соответствующим модулем операционной системы, а функции уровня MAC реализуются программно-аппаратно: сетевым адаптером и его драйвером.

Основными функциями уровня MAC являются:

обеспечение доступа к разделяемой среде;

передача кадров между конечными узлами, используя функции и устройства физического уровня.

Метод случайного доступа является децентрализованным, он не требует наличия в сети специального узла, который играл бы роль арбитра, регулирующего доступ к среде. Результатом этого является высокая вероятность коллизий, то есть случаев одновременной передачи кадра несколькими станциями.

Еще один способ случайного доступа - ведение процедуры прослушивания среды перед передачей. Узел не имеет права передавать кадр, если он обнаруживает, что среда уже занята передачей другого кадра. Это снижает вероятность коллизий.

Максимальное время ожидания доступа к среде всегда известно.

Алгоритмы детерминированного доступа используют два механизма – передачу токена и опрос.

Передача токена обычно реализуется децентрализовано. Каждый компьютер, получивший токен, имеет право на использование разделяемой среды в течение фиксированного промежутка времени – времени удержания токена. В это время компьютер передает свои кадры. После истечения этого промежутка компьютер обязан передать токен другому компьютеру. Таким образом, если мы знаем количество компьютеров в сети, то максимальное время ожидания доступа равно произведению времени удержания токена на это число. Время ожидания может быть и меньше, поскольку, если компьютер, получивший токен, не имеет кадров для передачи, то он передает его следующему компьютеру, не дожидаясь истечения времени удержания.

Алгоритмы опроса чаще всего основаны на централизованной схеме. В сети существует выделенный узел, который играет роль арбитра в споре узлов за разделяемую среду. Арбитр периодически опрашивает остальные узлы сети, есть ли у них кадры для передачи. Собрав заявки на передачу, арбитр решает, какому узлу он предоставит право использования разделяемой среды. Затем он сообщает свое решение выбранному узлу, и тот передает свой кадр, захватывая разделяемую среду. После завершения передачи кадра фаза опроса повторяется.

Алгоритм опроса может быть также децентрализованным. В этом случае все узлы должны предварительно сообщить друг другу с помощью разделяемой среды свои потребности в передаче кадров. Затем на основе этой информации и в соответствии с определенным критерием каждый из узлов, желающих передать кадр, независимо от других узлов определяет свою очередь в последовательности передач.

Алгоритмы детерминированного доступа отличаются от алгоритмов случайного доступа тем, что они более эффективно работают при большой загрузке сети, когда коэффициент использования приближается к единице. В то же время при небольшой загрузке сети более эффективными являются алгоритмы случайного доступа, так как они позволяют передать кадр немедленно, не тратя время на процедуры определения права доступа к среде.

Уровень LLC выполняет две функции:

-организует интерфейс с прилегающим к нему сетевым уровнем;

-обеспечивает доставку кадров с заданной степенью надежности.

Интерфейсные функции LLC заключаются в передаче пользовательских и служебных данных между уровнем MAC и сетевым уровнем. При передаче данных сверху вниз уровень LLC принимает от протокола сетевого уровня пакет (например, IP- или IPX-пакет), в котором уже находятся пользовательские данные. Также передается адрес узда назначения в формате той технологии LAN, которая будет использована для доставки кадра в пределах данной локальной сети. Полученные от сетевого уровня пакет и аппаратный адрес уровень LLC передает далее вниз – уровню MAC. Кроме того, LLC при необходимости решает задачу мультиплексирования, передавая данные от нескольких протоколов сетевого уровня единственному протоколу уровня MAC.

При передаче данных снизу вверх LLC принимает от уровня MAC пакет сетевого уровня, пришедший из сети. Теперь ему нужно выполнить еще одну интерфейсную функцию – демультиплексирование, то есть решить, какому из сетевых протоколов передать полученные от MAC данные (рис. 2.3).

Рисунок 2.3 -Демультиплексирование кадров протоколом LLC

Для демультиплексирования данных LLC использует в своем заголовке специальные поля (рис. 2.4). Поле DSAP (Destination Service Access Point – точка входа службы приемника) используется для хранения кода протокола, которому адресовано содержимое поля данных. Соответственно, поле SSAP (Source Service Access Point – точка входа службы источника) используется для указания кода протокола, от которого посылаются данные.

Рисунок 2.4 – Формат LLC-кадра

Обеспечение доставки кадров с заданной степенью надежности – вторая основная функция уровня LLC. Протокол LLC поддерживает несколько режимов работы, отличающихся наличием или отсутствием процедур восстановления кадров в случае их потери или искажения, то есть отличающихся надежностью доставки. Уровень LLC, непосредственно прилегающий к сетевому уровню, принимает от него запрос на выполнение транспортной операции канального уровня с тем или иным качеством.

Уровень LLC предоставляет верхним уровням три типа транспортных услуг.

Услуга LLC1 – услуга без установления соединения и без подтверждения получения данных.LLC1 дает пользователю средства для передачи данных с минимумом издержек. В этом случае LLC поддерживает дейтаграммный режим работы, как и MAC, так что и технология LAN в целом работает в дейтаграммном режиме.

Услуга LLC2 – дает пользователю возможность установить логическое соединение перед началом передачи любого блока данных и, если это требуется, выполнить процедуры восстановления после ошибок и упорядочивание потока блоков в рамках установленного соединения.

Услуга LLC3 – услуга без установления соединения, но с подтверждением получения данных.Используется в случаях, когда с одной стороны, временные издержки установления логического соединения перед отправкой данных неприемлемы, а, с другой стороны, подтверждение о корректности приема переданных данных необходимо.

2. Метод доступа CSMA/CD

Метод CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – многостанционный доступ с контролем канала / обнаружением конфликтов) используется для доступа к среде передачи данных в сетях Ethernet.

Этим термином обозначается принцип, согласно которому протокол Ethernet управляет обменом информацией между узлами.

На уровне MAC, который обеспечивает доступ к среде и передачу кадра, для идентификации сетевых интерфейсов узлов сети используются регламентированные стандартом IEEE802.3 уникальные 6-байтовые адреса, называемые МАС-адресами. Каждый сетевой адаптер имеет, по крайней мере, один МАС-адрес.

Помимо отдельных интерфейсов, МАС-адрес может определять группу интерфейсов или даже все интерфейсы сети. Первый (младший) бит старшего байта адреса назначения является признаком того, является адрес индивидуальным или групповым. Если он равен 0,то адрес является индивидуальным, то есть идентифицирует один сетевой интерфейс, а если 1,то групповым. Групповой адрес связан только с интерфейсами, сконфигурированными как члены группы, номер которой указан в групповом адресе. Если сетевой интерфейс включен в группу, то наряду с уникальным МАС-адресом с ним ассоциируется еще один адрес – групповой.

Второй бит старшего байта адреса определяет способ назначения адреса – централизованный или локальный. Если этот бит равен 0 (что бывает почти всегда в стандартной аппаратуре Ethernet), то адрес назначен централизованно по правилам IEEE802.

В стандартах IEEE Ethernet младший бит байта изображается в самой левой позиции поля, а старший бит – в самой правой. Этот нестандартный способ отображения порядка следования битов в байте соответствует порядку передачи битов в линию связи передатчиком Ethernet(первым передается младший бит).

Комитет IEEE распределяет между производителями оборудования так называемые организационно уникальные идентификаторы (Organizationally Uniquedentifier, OUI). Каждый производитель помещает выделенный ему идентификатор в три старших байта адреса. За уникальность младших трех байтов адреса отвечает производитель оборудования. Двадцать четыре бита, отводимые производителю для адресации интерфейсов его продукции, позволяют выпустить примерно 16 миллионов интерфейсов под одним идентификатором организации.

2.2 Доступ к среде и передача данных

Предполагая для простоты изложения, что каждый узел (станция) имеет только один сетевой интерфейс, рассмотрим, как на основе алгоритма CSMA/CD происходит передача данных в сети Ethernet.

Все компьютеры в сети с разделяемой средой имеют возможность немедленно (с учетом задержки распространения сигнала по физической среде) получить данные, которые любой из компьютеров начал передавать в общую среду. Говорят, что среда, к которой подключены все станции, работает в режиме коллективного доступа (Multiply Access, МА).

Чтобы получить возможность передавать кадр, интерфейс-отправитель должен убедиться, что разделяемая среда свободна. Это достигается прослушиванием основной гармоники сигнала, которая также называется несущей частотой (Carrier Sense, CS).

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

Дальнейшее развитие технологии Ethernet

Технология Gigabit Ethernet

Технология Gigabit Ethernet представляет собой дальнейшее развитие стандартов 802.3 для сетей Ethernet с пропускной способностью 10 и 100 Мбит/с. Основная цель Gigabit Ethernet состоит в значительном повышении скорости передачи данных с сохранением совместимости с уже установленными сетями на базе Ethernet. Необходимо обеспечить возможность пересылки данных между сегментами, работающими на разных скоростях, что, помимо всего прочего, позволило бы упростить архитектуру существующих мостов и коммутаторов, применяющихся в больших промышленных сетях.

Разработка технологии Gigabit Ethernet началась в ноябре 1995 года, когдабыла сформирована рабочая группа ( IEEE 802.3z ), рассматривающая возможность развития Fast Ethernet до гигабитных скоростей. После утверждения полномочий этой группы работа над стандартом стала продвигаться быстрыми темпами. При разработке этой технологии были поставлены следующие задачи :

Достичь скорости передачи 1 Гбит/с.
Использовать формат кадра Ethernet 802.3.
Соответствовать функциональным требованиям стандарта 802.
Предусмотреть простое взаимодействие между сетями со скоростями 10, 100 и 1000 Мбит/с.
Сохранить неизменными минимальный и максимальный размер кадра согласно существующему стандарту.
Предоставить поддержку полу- и полнодуплексного режима работы.
Поддерживать топологию "звезда".
Использовать метод доступа CSMA/CD с поддержкой по крайней мере одного повторителя в домене коллизий ( под доменом коллизий понимается область, в пределах которой кадры от различных станций могут конфликтовать друг с другом ).
Поддерживать спецификации ANSI Fibre Channel FC-1 и FC-0 ( оптоволоконный кабель ) и, если возможно, медный кабель.
Предоставить семейство спецификаций физического уровня, которые поддерживалибы канал длиною не менее :
- 500 метров на многомодовом оптоволоконном кабеле;
- 25 метров на медном проводе;
- 3000 метров на одномодовом оптоволоконном кабеле.
В основном, продукты, поддерживающие технологию Gigabit Ethernet, планируется внедрять в центре корпоративной сети. Наиболее быстрый и простой путь получения отдачи от Gigabit Ethernet состоит в замене традиционных коммутаторов Fast Ethernet на концентраторы или коммутаторы Gigabit Ethernet. Это приводит к тому, что в сети появляется некая иерархия скоростей. Персональные компьютеры могут подключаться со скоростью 10 Мбит/с к коммутаторам рабочих групп, которые затем связываются с коммутаторами Fast Ethernet, имеющими порты для связи со скоростью 1 Гбит/с.

К недостаткам технологии Gigabit Ethernet можно отнести отсутствие встроенного механизма поддержки качества обслуживания. Как и её предшественники, технология предполагает конкуренцию за доступ к среде передачи без какой-либо гарантии качества обслуживания. Однако пользователи Gigabit Ethernet для обеспечения качества обслуживания могут воспользоваться протоколами на базе IP, такими как RSVP. Они позволяют резервировать ресурсы маршрутизаторов для обеспечения необходимой скорости передачи данных. Достоинство такого подхода заключается в том, что удаётся сохранить основную часть капиталовложений в маршрутизаторы. Но если сеть предназначена для интенсивного трафика с отличающимися характеристиками, то в этом случае технология АТМ сможет обеспечить лучшее качество обслуживания, чем Gigabit Ethernet.

Очевидно, что с ростом требований приложений загрузка каналов связи корпоративных серверов также возрастает. Для повышения производительности можно подключать серверы к коммутатору по каналу связи со скоростью 1 Гбит/с. Однако следует убедиться, что сервер способен поддержать такую скорость обмена информацией. Таблица 3 содержит теоретический верхний предел пропускной способности шин для некоторых архитектур серверов.

Дисциплина: Вычислительные машины, сети и системы телекоммуникаций
Тема: Gigabit Ethernet. Особенности построения. Применяемое оборудование. Преимущества и недостатки. Возможности применения в вычислительных системах.

ВВЕДЕНИЕ 3
Глава1.Теоретические аспекты построения, применения, преимущества и недостатки Gigabit Ithernet. 5
1.1.GigabitEthernet…………………………………………………………………………..5
1.2. Особенности построения 6
1.3. Применяемое оборудование 19
1.4. Преимущества и недостатки. 22
Глава 2. Технология Gigabit-Ethernet в РИ (филиал) АлтГУ…….………. ………………. 27
Заключение………………………………………………………………………………….…..29
Список литературы………………………………………………………………………….….30

ВведениеВ современной деловой и повседневной жизни общества компьютерные сети играют важную роль. На сегодняшний день развитие технологий передачи данных характеризуется бурным развитием компьютерных сетей.
Компьютерные сети, называемые также вычислительными сетями, или сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современнойцивилизации – компьютерных и телекоммуникационных технологий.
Использование вычислительных сетей приводит к совершенствованию коммуникаций, то есть к улучшению процесса обмена информацией и взаимодействия между сотрудниками предприятия, а также его клиентами и поставщиками. Сети снижают потребность предприятий в других формах передачи информации, таких как телефон или обычная почта.
Сегоднятрудно найти сколько-нибудь крупное предприятие, на котором не было хотя бы односегментной сети. Все больше и больше появляется крупных сетей с сотнями рабочих станций и десятками серверов, некоторые большие организации и предприятия обзаводятся частными глобальными сетями, объединяющими их филиалы, удаленные на тысячи километров.
Компьютерные сети постоянно совершенствуются, увеличиваются скоростипередачи информации, расширяется спектр предоставляемых услуг, стираются грани между локальными и глобальными сетями.
Конец 90-х выявил явного лидера среди технологий локальных сетей – семейство Ethernet, в которое вошли классическая технология Ethernet 10Мбит/с, а также Fast Ethernet 100Мбит/с и Gigabit Ethernet 1000Мбит/с. Простые алгоритмы работы предопределили низкую стоимость оборудованияEthernet. Широкий диапозон иерархии скоростей позволяет рационально строить локальную сеть, выбирая ту технологию семейства, которая в наибольшей степени отвечает задачам предприятия и потребностям пользователей.
Объектом изучения является Gigabit Ethernet, предметом - технология использования Gigabit Ethernet, целью – перспективы применения, при этом должны быть решены следующие задачи:особенностей построения, применяемого оборудования и изучение преимуществ и недостатков Gigabit Ethernet.

Читайте также: