Laboratorija za testiranje ComputerPress testirala je mrežne kartice 10/100 Mbit/s za PCI magistralu, dizajnirane za upotrebu na radnim stanicama 10/100 Mbit/s. Odabrane su najčešće korišćene kartice sa propusnošću od 10/100 Mbit/s, budući da se, prvo, mogu koristiti u Ethernet, Fast Ethernet i mešovitim mrežama, i, kao drugo, obećavajuća Gigabit Ethernet tehnologija (propusnost do 1000 Mbit/s) se i dalje najčešće koristi za povezivanje moćnih servera na mrežnu opremu mrežnog jezgra. Izuzetno je važno kakva se kvalitetna pasivna mrežna oprema (kablovi, utičnice i sl.) koristi na mreži. Dobro je poznato da ako je kabel upredene parice kategorije 3 dovoljan za Ethernet mreže, kategorija 5 je potrebna za Fast Ethernet. Rasipanje signala, slaba otpornost na buku mogu značajno smanjiti propusni opseg mreže.
Svrha testiranja je bila da se prije svega odredi indeks efektivnih performansi (Performance/Efficiency Index Ratio - u daljem tekstu P/E-indeks), a tek onda - apsolutna vrijednost propusnosti. P/E indeks se izračunava kao omjer propusnosti mrežne kartice u Mbps i procenta iskorištenosti CPU-a. Ovaj indeks je industrijski standard za određivanje performansi mrežnih adaptera. Uveden je kako bi se uzela u obzir korištenje CPU resursa mrežnih kartica. To je zato što neki proizvođači mrežnih adaptera pokušavaju postići najbolje performanse korištenjem više ciklusa računarskog procesora za obavljanje mrežnih operacija. Niska upotreba CPU-a i relativno visoka propusnost su od suštinskog značaja za pokretanje kritičnih poslovnih i multimedijalnih aplikacija, kao i za zadatke u realnom vremenu.
Testirali smo kartice koje se trenutno najčešće koriste za radne stanice u korporativnim i lokalnim mrežama:
- D-Link DFE-538TX
- SMC EtherPower II 10/100 9432TX / MP
- 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM
- Compex RL 100ATX
- Intel EtherExpress PRO / 100 + upravljanje
- CNet PRO-120
- NetGear FA 310TX
- Allied Telesyn AT 2500TX
- Surecom EP-320X-R
Glavne karakteristike testiranih mrežnih adaptera prikazane su u tabeli. 1 . Objasnimo neke od pojmova koji se koriste u tabeli. Automatsko otkrivanje brzine veze znači da adapter sam određuje maksimalnu moguću brzinu rada. Osim toga, ako je podržano automatsko prepoznavanje, nije potrebna dodatna konfiguracija pri prelasku s Etherneta na Fast Ethernet i obrnuto. To jest, administrator sistema nije dužan da ponovo konfiguriše adapter i ponovo učitava drajvere.
Podrška za Bus Master režim omogućava prenos podataka direktno između mrežne kartice i memorije računara. Ovo oslobađa centralni procesor za obavljanje drugih operacija. Ova nekretnina je postala de facto standard. Nije ni čudo da sve poznate mrežne kartice podržavaju Bus Master mod.
Daljinsko buđenje (Wake on LAN) omogućava vam da uključite računar preko mreže. Odnosno, postaje moguće servisiranje računara van radnog vremena. U tu svrhu koriste se tropinski konektori na matičnoj ploči i mrežnom adapteru, koji su povezani posebnim kablom (uključen u komplet za isporuku). Osim toga, potreban je poseban upravljački softver. Wake on LAN tehnologija je razvijena od strane Intel-IBM alijanse.
Puni dupleks način omogućava prijenos podataka istovremeno u oba smjera, poludupleks samo u jednom. Dakle, maksimalna moguća propusnost u full duplex modu je 200 Mbps.
DMI (Desktop Management Interface) pruža mogućnost dobijanja informacija o konfiguraciji i resursima računara pomoću softvera za upravljanje mrežom.
Podrška za specifikaciju WfM (Wired for Management) omogućava mrežnom adapteru interakciju sa softverom za upravljanje mrežom i administracijom.
Za daljinsko pokretanje operativnog sistema računara preko mreže, mrežni adapteri se isporučuju sa posebnom BootROM memorijom. Ovo omogućava efikasno korišćenje radnih stanica bez diska na mreži. Većina testiranih kartica ima samo BootROM slot; sam BootROM je obično posebno naručena opcija.
ACPI (Advanced Configuration Power Interface) podrška pomaže u smanjenju potrošnje energije. ACPI je nova tehnologija za upravljanje napajanjem. Zasnovan je na korištenju i hardvera i softvera. U osnovi, Wake on LAN je sastavni dio ACPI.
Vlasnički načini povećanja produktivnosti mogu povećati efikasnost mrežne kartice. Najpoznatiji od njih su Parallel Tasking II od 3Com i Adaptive Technology iz Intela. Ova sredstva su obično patentirana.
Podršku za glavne operativne sisteme pružaju gotovo svi adapteri. Glavni operativni sistemi uključuju: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager i druge.
Nivo servisne podrške ocjenjuje se dostupnošću dokumentacije, diskete sa drajverima i mogućnošću preuzimanja najnovijih drajvera sa web stranice kompanije. Pakovanje takođe igra važnu ulogu. Sa ove tačke gledišta, po našem mišljenju, najbolji su mrežni adapteri D-Link, Allied Telesyn i Surecom. Ali generalno, nivo podrške je bio zadovoljavajući za sve kartice.
Tipično, garancija pokriva cijeli vijek trajanja adaptera za napajanje (doživotna garancija). Ponekad je ograničen na 1-3 godine.
Tehnika testiranja
Svi testovi su koristili najnovije NIC drajvere preuzete sa internet servera odgovarajućih proizvođača. U slučaju kada je drajver mrežne kartice dozvolio bilo kakva podešavanja i optimizacije, korišćene su podrazumevane postavke (osim za Intel mrežni adapter). Imajte na umu da kartice i odgovarajući drajveri iz 3Com i Intel imaju najbogatije dodatne mogućnosti i funkcije.
Performanse su mjerene korištenjem Novellovog uslužnog programa Perform3. Princip rada uslužnog programa je da se mala datoteka kopira sa radne stanice na dijeljeni mrežni disk na serveru, nakon čega ostaje u kešu datoteka servera i odatle se čita više puta u određenom vremenskom periodu. Ovo omogućava interakcije memorija-mreža-memorija i eliminiše uticaj latencije diska. Parametri uslužnog programa uključuju početnu veličinu datoteke, konačnu veličinu datoteke, korak promjene veličine i vrijeme testiranja. Uslužni program Novell Perform3 prikazuje vrijednosti performansi s različitim veličinama datoteka, prosječnim i maksimalnim performansama (u KB/s). Za konfiguraciju uslužnog programa korišteni su sljedeći parametri:
- Početna veličina datoteke - 4095 bajtova
- Konačna veličina datoteke - 65,535 bajtova
- Povećanje datoteke - 8192 bajta
Vrijeme testiranja za svaki fajl je postavljeno na dvadeset sekundi.
Svaki eksperiment koristio je par identičnih mrežnih kartica, od kojih jedna radi na serveru, a druga na radnoj stanici. Čini se da ovo nije u skladu sa uobičajenom praksom, jer serveri obično koriste specijalizovane mrežne adaptere sa brojnim dodatnim karakteristikama. Ali upravo tako - iste mrežne kartice se instaliraju na serveru i na radnim stanicama - testiranje provode sve poznate testne laboratorije u svijetu (KeyLabs, Tolly Group, itd.). Rezultati su nešto niži, ali eksperiment se pokazao čistim, jer samo analizirane mrežne kartice rade na svim računarima.
Compaq DeskPro EN konfiguracija klijenta:
- Pentium II 450 MHz procesor
- keš memorija 512 KB
- RAM 128 MB
- hard disk 10 GB
- operativni sistem Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
- TCP/IP protokol.
Konfiguracija Compaq DeskPro EP servera:
- Celeron 400 MHz procesor
- RAM 64 MB
- hard disk 4,3 GB
- operativni sistem Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
- TCP/IP protokol.
Testiranje je sprovedeno u uslovima kada su računari bili direktno povezani sa UTP crossover kablom kategorije 5. Tokom ovih testova, kartice su radile u 100Base-TX Full Duplex modu. U ovom načinu rada ispada propusnost nešto veća zbog činjenice da se dio uslužnih informacija (na primjer, potvrda prijema) prenosi istovremeno s korisnim informacijama, čija se količina procjenjuje. U ovim uslovima bilo je moguće zabilježiti prilično visoke vrijednosti propusnosti; na primjer, 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM adapter u prosjeku ima 79,23 Mbps.
Opterećenje procesora je izmjereno na serveru pomoću uslužnog programa Windows NT Performance Monitor; podaci su upisani u log fajl. Perform3 je pokrenut na klijentu kako ne bi utjecao na opterećenje procesora servera. Kao procesor serverskog računara korišćen je Intel Celeron, čije su performanse znatno niže od performansi Pentium II i III procesora. Intel Celeron je korišćen namerno: činjenica je da, pošto je opterećenje procesora određeno sa dovoljno velikom apsolutnom greškom, u slučaju velikih apsolutnih vrednosti, relativna greška se ispostavlja manjom.
Nakon svakog testa, uslužni program Perform3 stavlja rezultate svog rada u tekstualnu datoteku kao skup podataka sljedeće forme:
65535 bajtova. 10491.49 KBps. 10491,49 Ukupni KBps. 57343 bajtova. 10844.03 KBps. 10844,03 Ukupni KBps. 49151 bajtova. 10737.95 KBps. 10737,95 Ukupni KBps. 40959 bajtova. 10603.04 KBps. 10603.04 Ukupni KBps. 32767 bajtova. 10497.73 KBps. 10497,73 Ukupni KBps. 24575 bajtova. 10220.29 KBps. 10220,29 Ukupni KBps. 16383 bajtova. 9573.00 KBps. 9573,00 Ukupni KBps. 8191 bajtova. 8195.50 KBps. 8195,50 Ukupni KBps. 10844.03 Maksimum KBps. 10145,38 Prosjek KBp.
Prikazuje se veličina datoteke, odgovarajuća propusnost za odabranog klijenta i za sve klijente (u ovom slučaju postoji samo jedan klijent), kao i maksimalna i prosječna propusnost tokom testa. Rezultirajuće prosječne vrijednosti za svaki test pretvorene su iz KB / s u Mbit / s pomoću formule:
(KB x 8) / 1024,
a vrijednost P/E indeksa je izračunata kao omjer propusnosti i opterećenja procesora u procentima. Nakon toga je izračunata prosječna vrijednost P/E indeksa na osnovu rezultata tri mjerenja.
Koristeći uslužni program Perform3 na Windows NT radnoj stanici, pojavio se sljedeći problem: osim pisanja na mrežni disk, fajl je upisan i u lokalnu keš memoriju iz koje je naknadno vrlo brzo čitan. Rezultati su bili impresivni, ali nerealni, jer nije bilo prijenosa podataka sam po sebi preko mreže. Da bi aplikacije tretirale dijeljene mrežne diskove kao obične lokalne diskove, operativni sistem koristi posebnu mrežnu komponentu zvanu preusmjerivač koji preusmjerava I/O zahtjeve preko mreže. U normalnim radnim uslovima, prilikom izvršavanja procedure za pisanje datoteke na deljeni mrežni disk, preusmerivač koristi Windows NT algoritam za keširanje. Zbog toga, prilikom pisanja na server, on takođe piše u lokalnu keš memoriju datoteka klijentske mašine. A za testiranje je neophodno da se keširanje vrši samo na serveru. Da bi se spriječilo keširanje na klijentskom računaru, promijenjene su vrijednosti parametara u Windows NT registru, što je omogućilo da se onemogući keširanje koje vrši preusmjerivač. Evo kako je to urađeno:
- Put registra:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ Rdr \ Parameters
Naziv parametra:
UseWriteBehind omogućava optimizaciju iza zapisa za datoteke koje se pišu
Upišite: REG_DWORD
Vrijednost: 0 (zadano: 1)
- Put registra:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ Lanmanworkstation \ parametri
Naziv parametra:
UtilizeNTCaching specificira da li će preusmjerivač koristiti Windows NT keš menadžer za keširanje sadržaja datoteke.
Tip: REG_DWORD Vrijednost: 0 (zadano: 1)
Intel EtherExpress PRO / 100 + mrežni adapter za upravljanje
Propusnost kartice i iskorištenost procesora su skoro isti kao kod 3Coma. Prozori za podešavanje parametara ove karte su prikazani ispod.
Novi Intel 82559 kontroler na ovoj kartici pruža vrlo visoke performanse, posebno u Fast Ethernet mrežama.
Tehnologija koju Intel koristi u svojoj Intel EtherExpress PRO / 100 + kartici naziva se Adaptive Technology. Suština metode je da se automatski mijenjaju vremenski intervali između Ethernet paketa, ovisno o opterećenju mreže. Kako se zagušenje mreže povećava, udaljenost između pojedinačnih Ethernet paketa se dinamički povećava, što smanjuje kolizije i povećava propusnost. Sa malim opterećenjem mreže, kada je vjerovatnoća kolizije mala, vremenski intervali između paketa se smanjuju, što također dovodi do povećanja performansi. Prednosti ove metode trebale bi biti najveće u velikim kolizionim Ethernet segmentima, odnosno u slučajevima kada čvorišta, a ne svičevi, dominiraju mrežnom topologijom.
Intelova nova tehnologija, nazvana Priority Packet, omogućava da se saobraćaj kroz NIC podesi prema prioritetima pojedinačnih paketa. Ovo pruža mogućnost povećanja brzina prijenosa podataka za kritične aplikacije.
VLAN podrška je obezbeđena (IEEE 802.1Q standard).
Na ploči su samo dva indikatora - rad / veza, brzina 100.
www.intel.com
SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX / MP mrežni adapter
Arhitektura ove kartice koristi dvije obećavajuće tehnologije SMC SimulTasking i Programmable InterPacket Gap. Prva tehnologija je slična 3Com Parallel Tasking tehnologiji. Upoređujući rezultate testova za kartice ova dva proizvođača, možemo zaključiti o stepenu efikasnosti implementacije ovih tehnologija. Napominjemo da je ova mrežna kartica pokazala treći rezultat u pogledu performansi i P/E indeksa, nadmašivši sve kartice osim 3Com i Intel.
Na kartici se nalaze četiri LED indikatora: brzina 100, prijenos, veza, duplex.
Glavna web stranica kompanije je www.smc.com
Ethernet je danas najčešće korišteni standard za lokalne mreže. Ukupan broj mreža koje se trenutno koriste
Fast Ethernet
Fast Ethernet tehnologija je u velikoj mjeri ista kao i tradicionalna Ethernet tehnologija, ali je 10 puta brža. Fast Ethernet ili 100BASE-T radi na 100 megabita u sekundi (Mbps) umjesto 10 za tradicionalni Ethernet. 100BASE-T tehnologija koristi okvire istog formata i dužine kao i Ethernet i ne zahtijeva promjene u protokolima višeg sloja, aplikacijama ili mrežnim operativnim sistemima na radnim stanicama. Možete usmjeravati i prebacivati pakete između 10 Mbps i 100 Mbps mreža bez prijevoda protokola i povezanih kašnjenja. Tehnologija Fast Ethernet koristi CSMA/CD protokol MAC podsloja da omogući pristup mediju za prenos. Većina modernih Ethernet mreža zasniva se na topologiji zvijezde, sa čvorištem u centru mreže i kablovima od čvorišta do svakog računala. Ista topologija se koristi u Fast Ethernet mrežama, iako je promjer mreže nešto manji zbog veće brzine. Fast Ethernet koristi neoklopljeni upredeni par (UTP) kabl kako je navedeno u specifikaciji IEEE 802.3u za 100BASE-T. Standard preporučuje upotrebu kabla kategorije 5 sa dva ili četiri para provodnika zatvorenih u plastični omotač. Kablovi kategorije 5 su certificirani za propusni opseg od 100 MHz. U 100BASE-TX, jedan par se koristi za prijenos podataka, drugi za detekciju i prijem sudara.
Fast Ethernet standard definiše tri modifikacije za rad sa različitim tipovima kablova: 100Base TX, 100Base T4 i 100Base FX. Verzije 100Base TX i 100Base T4 su dizajnirane za kablove sa upredenim paricama, dok je 100Base FX dizajniran za optički kabl.
100Base TX standard zahtijeva korištenje dva zaštićena ili neoklopljena upredena para. Jedan par je za prenos, drugi za prijem. Dva glavna kablovska standarda ispunjavaju ove zahtjeve: neoklopljena upredena parica kategorije 5 (UTP-5) i IBM tip 1 oklopljena upredena parica.
Standard 100Base T4 ima manje restriktivne zahtjeve za kablove, jer koristi sva četiri para kabla od osam žica: jedan par za prijenos, drugi za prijem, a preostala dva para rade i za prijenos i za prijem. Kao rezultat toga, u standardu 100Base T4 i prijem i prijenos podataka mogu se obavljati u tri para. Za implementaciju 100Base T4 mreža prikladni su kablovi sa neoklopljenim upredenim parom kategorije 3-5 i oklopljenim tipom 1.
Slijed Fast Ethernet i Ethernet tehnologija olakšava razvoj preporuka za korištenje: Fast Ethernet je preporučljivo koristiti u onim organizacijama koje su naširoko koristile klasični Ethernet, ali danas imaju potrebu za povećanjem propusnog opsega. Istovremeno se zadržava svo akumulirano iskustvo s Ethernetom i, dijelom, mrežnom infrastrukturom.
Za klasični Ethernet, vrijeme slušanja mreže određeno je maksimalnom udaljenosti koju 512-bitni okvir može preći preko mreže u vremenu koje je jednako vremenu obrade tog okvira na radnoj stanici. Za Ethernet mrežu, ova udaljenost je 2500 metara. U Fast Ethernet mreži, isti 512-bitni okvir će putovati samo 250 metara u vremenu potrebnom za njegovu obradu na radnoj stanici.
Glavno područje Fast Etherneta danas je umrežavanje radnih grupa i odjela. Pametno je prelazak na Fast Ethernet postupno, ostavljajući Ethernet tamo gdje dobro radi svoj posao. Jedan od očiglednih slučajeva u kojem Ethernet ne bi trebao biti zamijenjen Fast Ethernetom je povezivanje starijih osobnih računala sa ISA na mrežu.
Gigabit Ethernet /
ova tehnologija koristi isti format okvira, isti CSMA/CD metod pristupa medijima, iste mehanizme kontrole protoka i iste kontrolne objekte, ali se Gigabit Ethernet razlikuje od Fast Etherneta više nego Fast Ethernet od Etherneta. Konkretno, ako je Ethernet karakterizirao niz podržanih medija za prijenos, što je dalo razlog da se kaže da može raditi čak i preko bodljikave žice, onda u Gigabit Ethernetu optički kablovi postaju dominantan medij za prijenos (ovo, naravno, nije jedina razlika, ali ćemo se o ostalom detaljnije upoznati u nastavku). Uz to, Gigabit Ethernet postavlja neuporedivo složenije tehničke izazove i zahtijeva mnogo kvalitetnije ožičenje. Drugim riječima, mnogo je manje svestran od svojih prethodnika.
GIGABIT ETHERNET STANDARDI
Glavni napor IEEE 802.3z radne grupe fokusiran je na definisanje fizičkih standarda za Gigabit Ethernet. Za osnovu je uzela standard ANSI X3T11 Fibre Channel, tačnije njegova dva donja podsloja: FC-0 (interfejs i prenosni medij) i FC-1 (kodiranje i dekodiranje). Specifikacija Fibre Channel-a specifična za fizičke medije trenutno navodi 1,062 Gbps. U Gigabit Ethernetu, povećana je na 1,25 Gbps. Uzimajući u obzir 8B / 10B kodiranje, dobijamo brzinu prijenosa podataka od 1 Gbps.
TehnologijaEthernet
Ethernet je danas najčešće korišteni standard za lokalne mreže.
Ethernet je mrežni standard baziran na eksperimentalnoj Ethernet mreži koju je Xerox razvio i implementirao 1975. godine.
Godine 1980., DEC, Intel i Xerox su zajednički razvili i objavili standard Ethernet verzije II za koaksijalnu kablovsku mrežu, što je bila najnovija verzija vlasničkog Ethernet standarda. Stoga se vlasnička verzija Ethernet standarda naziva Ethernet DIX standard, ili Ethernet II, na osnovu kojeg je razvijen standard IEEE 802.3.
Na osnovu Ethernet standarda usvojeni su dodatni standardi: 1995. Fast Ethernet (dodatak na IEEE 802.3), 1998. Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z dio glavnog dokumenta), koji po mnogo čemu nisu nezavisni standardi.
Za prenos binarnih informacija putem kabla za sve varijante fizičkog sloja Ethernet tehnologije, koja obezbeđuje propusnost od 10 Mbit/s, koristi se Mančesterski kod (slika 3.9).
Mančesterski kod koristi pad potencijala, odnosno front pulsa, da kodira jedinice i nule. U Manchester kodiranju, svaka traka je podijeljena na dva dijela. Informacije su kodirane potencijalnim padovima koji se javljaju u sredini svakog ciklusa takta. Jedan je kodiran nagibom od niskog do visokog nivoa signala (prednja ivica impulsa), a nula je kodirana opadajućom ivicom (zadnja ivica).
Rice. 3.9. Diferencijalno Manchestersko kodiranje
Ethernet standard (uključujući Fast Ethernet i Gigabit Ethernet) koristi isti metod razdvajanja medija - CSMA / CD metod.
Svaki PC radi na Ethernet-u prema principu „Slušajte kanal za prijenos prije slanja poruka; slušajte kada šaljete; prestanite raditi u slučaju smetnji i pokušajte ponovo."
Ovaj princip se može dešifrirati (objasniti) na sljedeći način:
1. Niko ne smije slati poruke dok neko drugi to već radi (slušajte prije slanja).
2. Ako dva ili više pošiljatelja počnu da šalju poruke otprilike u istom trenutku, prije ili kasnije njihove poruke će se "sudariti" jedna s drugom u komunikacijskom kanalu, što se naziva kolizija.
Sudare je lako prepoznati jer uvijek generiraju signal ometanja koji ne izgleda kao valjana poruka. Ethernet može prepoznati smetnje i prisiljava pošiljaoca da pauzira prijenos i pričeka neko vrijeme prije ponovnog slanja poruke.
Razlozi za široku upotrebu i popularnost Etherneta (prednosti):
1. Jeftina.
2. Veliko iskustvo korištenja.
3. Kontinuirane inovacije.
4. Bogat izbor opreme. Mnogi proizvođači nude mrežnu opremu zasnovanu na Ethernetu.
Nedostaci Etherneta:
1. Mogućnost kolizije poruka (kolizije, smetnje).
2. U slučaju velikog opterećenja mreže, vrijeme prijenosa poruka je nepredvidivo.
TehnologijaTokenPrsten
Token Ring mreže, kao i Ethernet mreže, karakteriziraju zajednički medij za prijenos podataka, koji se sastoji od dužina kabela koji povezuju sve stanice u mreži u prsten. Prsten se smatra zajedničkim resursom, a za pristup njemu nije potreban nasumični algoritam, kao u Ethernet mrežama, već deterministički, zasnovan na prijenosu prava korištenja prstena na stanice određenim redoslijedom. Ovo pravo se prenosi pomoću okvira posebnog formata koji se naziva token ili token.
Tehnologiju Token Ring razvio je IBM 1984. godine, a zatim je kao nacrt standarda dostavljen IEEE 802 komitetu, koji je usvojio standard 802.5 na njegovoj osnovi 1985. godine.
Svaki PC radi u Token Ring-u po principu „Sačekajte token, ako treba da pošaljete poruku, priložite je tokenu kada prođe. Ako marker prođe, uklonite poruku iz njega i pošaljite marker dalje."
Token Ring mreže rade na dvije brzine prijenosa - 4 i 16 Mbps. Nije dozvoljeno miješanje stanica koje rade različitim brzinama u jednom prstenu.
Token Ring tehnologija je složenija od Etherneta. Ima svojstva tolerancije grešaka. Token Ring mreža definira procedure kontrole mreže koje koriste strukturu povratne sprege u obliku prstena - poslani okvir se uvijek vraća stanici koja šalje.
Rice. 3.10. Princip tehnologije TOKEN RING
U nekim slučajevima, otkrivene greške u mrežnom radu se automatski eliminišu, na primjer, izgubljeni token se može vratiti. U ostalim slučajevima greške se samo evidentiraju, a njihovo otklanjanje vrši ručno servisno osoblje.
Za praćenje mreže, jedna od stanica djeluje kao takozvani aktivni monitor. Aktivni monitor se bira tokom inicijalizacije zvona kao stanica sa maksimalnom MAC adresom. Ako aktivni monitor ne uspije, postupak inicijalizacije zvona se ponavlja i bira se novi aktivni monitor. Token Ring može imati do 260 čvorova.
Token Ring čvorište može biti aktivno ili pasivno. Pasivno čvorište jednostavno povezuje portove sa interkonekcijama tako da stanice povezane na te portove formiraju prsten. Pasivni MSAU ne vrši pojačavanje ili resinhronizaciju signala.
Aktivno čvorište obavlja funkcije regeneracije signala i stoga se ponekad naziva repetitorom, kao u Ethernet standardu.
Generalno, Token Ring mreža ima kombinovanu konfiguraciju zvezda-prsten. Krajnji čvorovi su povezani na MSAU-ove u topologiji zvijezde, a sami MSAU-ovi se kombinuju kroz posebne Ring In (RI) i Ring Out (RO) portove kako bi formirali fizički prsten okosnice.
Sve stanice u prstenu moraju raditi istom brzinom, 4 Mbps ili 16 Mbps. Kablovi koji povezuju stanicu sa čvorištem nazivaju se lobe kablovi, a kablovi koji povezuju čvorišta nazivaju se glavni kablovi.
Token Ring tehnologija omogućava upotrebu različitih vrsta kablova za povezivanje krajnjih tačaka i čvorišta:
- STP tip 1 - oklopljeni upredeni par (Shielded Twistedpair).
Dozvoljeno je kombinovati do 260 stanica u prsten sa dužinom kabla do 100 metara;
- UTP tip 3, UTP tip 6 - neoklopljeni upredeni par (Unshielded Twistedpair). Maksimalan broj stanica je smanjen na 72 sa dužinom odvodnog kabla do 45 metara;
- optički kabl.
Udaljenost između pasivnih MSAU-a može biti do 100 m pomoću kabla STP tipa 1 i 45 m pomoću kabla UTP tipa 3. Između aktivnih MSAU-a, maksimalna udaljenost se povećava na 730 m odnosno 365 m, u zavisnosti od tipa kabla.
Maksimalna dužina prstena Token Ringa je 4000 m. Ograničenja maksimalne dužine prstena i broja stanica u prstenu u Token Ring tehnologiji nisu tako stroga kao u Ethernet tehnologiji. Ovdje se ova ograničenja uglavnom odnose na vrijeme okretanja markera oko prstena.
Sve vrijednosti vremenskog ograničenja na mrežnim adapterima Token Ring hostova se mogu konfigurirati, tako da možete izgraditi Token Ring mrežu s više stanica i dužim prstenovima.
Prednosti tehnologije Token Ringa:
· Garantovana dostava poruke;
· Velika brzina prenosa podataka (do 160% Ethernet).
Nedostaci Token Ring tehnologije:
· Potrebni su skupi uređaji za pristup okolini;
· Tehnologiju je teže implementirati;
· Potrebna su 2 kabla (za poboljšanje pouzdanosti): jedan dolazni, drugi odlazni od računara do čvorišta;
· Visoka cijena (160-200% Etherneta).
TehnologijaFDDI
Fiber Distributed Data Interface (FDDI) je prva tehnologija lokalne mreže koja koristi vlakna kao prijenosni medij. Tehnologija se pojavila sredinom 80-ih.
FDDI tehnologija se u velikoj mjeri oslanja na Token Ring tehnologiju, podržavajući metodu pristupa token passing-u.
FDDI mreža je izgrađena na osnovu dva fiber-optička prstena, koji čine glavni i rezervni put prijenosa podataka između čvorova mreže. Imati dva prstena je primarni način za poboljšanje otpornosti u FDDI mreži, a čvorovi koji žele iskoristiti ovaj povećani potencijal pouzdanosti moraju biti povezani na oba prstena.
U normalnom radu mreže, podaci prolaze kroz sve čvorove i sve dijelove kabla samo primarnog prstena, ovaj način se naziva Thru mod - "kroz", ili "tranzit". Sekundarni prsten se ne koristi u ovom režimu.
U slučaju neke vrste kvara, gdje dio primarnog prstena ne može prenijeti podatke (na primjer, prekid kabla ili kvar čvora), primarni prsten se kombinuje sa sekundarnim prstenom, ponovo formirajući jedan prsten. Ovaj način rada mreže naziva se Wrap, odnosno "preklapanje" ili "preklapanje" prstenova. Operacija preklapanja se izvodi pomoću čvorišta i/ili FDDI mrežnih adaptera.
Rice. 3.11. IVS sa dva ciklična prstena u hitnom režimu
Da bi se ovaj postupak pojednostavio, podaci o primarnom prstenu uvijek se prenose u jednom smjeru (na dijagramima je ovaj smjer prikazan u smjeru suprotnom od kazaljke na satu), a duž sekundarnog - u suprotnom smjeru (prikazano u smjeru kazaljke na satu). Stoga, kada se formira zajednički prsten od dva prstena, predajnici stanica i dalje ostaju povezani sa prijemnicima susjednih stanica, što omogućava ispravan prijenos i prijem informacija susjednih stanica.
FDDI mreža može u potpunosti vratiti svoju operativnost u slučaju pojedinačnih kvarova njenih elemenata. Uz višestruke kvarove, mreža se dijeli na nekoliko nepovezanih mreža.
Prstenovi u FDDI mrežama se smatraju zajedničkim medijumom za prenos podataka, pa je za njih definisan poseban pristupni metod. Ova metoda je vrlo bliska metodi pristupa Token Ringu, a naziva se i metodom Token Ringa.
Razlike u metodi pristupa su u tome što vrijeme zadržavanja tokena u FDDI mreži nije konstantno. Ovo vrijeme ovisi o opterećenju prstena - s malim opterećenjem se povećava, a s velikim preopterećenjima može se smanjiti na nulu. Ove promjene u načinu pristupa odnose se samo na asinhroni promet, što nije kritično za mala kašnjenja u prijenosu okvira. Za sinhroni promet, vrijeme zadržavanja tokena je još uvijek fiksna vrijednost.
FDDI tehnologija trenutno podržava tipove kablova:
- optički kabl;
- neoklopljeni upredeni par kategorije 5. Posljednji standard se pojavio kasnije od optičkog i naziva se TP-PMD (Physical Media Dependent).
Tehnologija optičkih vlakana pruža neophodna sredstva za prijenos podataka od jedne stanice do druge putem optičkih vlakana i određuje:
Upotreba 62,5 / 125 µm multimodnog optičkog kabla kao glavnog fizičkog medija;
Zahtjevi za snagu optičkih signala i maksimalno prigušenje između mrežnih čvorova. Kod standardnog višemodnog kabla, ovi zahtevi dovode do maksimalne udaljenosti između čvorova od 2 km, a za single-mod kabla udaljenost se povećava na 10–40 km, u zavisnosti od kvaliteta kabla;
Zahtjevi za optičke premosnice i optičke primopredajnike;
Parametri optičkih konektora MIC (Media Interface Connector), njihovo označavanje;
Koristi se za prenošenje svetlosti talasne dužine od 1,3 nm;
Maksimalna ukupna dužina FDDI prstena je 100 kilometara, a maksimalan broj dvostruko povezanih stanica u prstenu je 500.
FDDI tehnologija je razvijena za upotrebu u kritičnim područjima mreža - na okosnicama između velikih mreža, kao što su mreže za izgradnju, kao i za povezivanje servera visokih performansi na mrežu. Stoga su glavni zahtjevi za programere bili ( dostojanstvo):
- osiguravanje velike brzine prijenosa podataka,
- tolerancija grešaka na nivou protokola;
- velike udaljenosti između mrežnih čvorova i velikog broja povezanih stanica.
Svi ovi ciljevi su ostvareni. Kao rezultat toga, FDDI tehnologija se pokazala visokokvalitetnom, ali vrlo skupom ( nedostatak). Čak ni pojava jeftinije opcije upredenog para nije značajno smanjila troškove povezivanja jednog čvora na FDDI mrežu. Stoga je praksa pokazala da je glavno područje primjene FDDI tehnologije postalo okosnica mreža koje se sastoje od nekoliko zgrada, kao i mreže razmjera velikog grada, odnosno MAN klase.
TehnologijaBrzoEthernet
Potreba za brzom, ali jeftinom tehnologijom za povezivanje moćnih radnih stanica sa mrežom moćnih radnih stanica dovela je ranih 90-ih do stvaranja inicijativne grupe koja je počela tražiti novi Ethernet, istu jednostavnu i efikasnu tehnologiju, ali koja radi na brzinom od 100 Mbps...
Stručnjaci su se podijelili u dva tabora, što je na kraju dovelo do pojave dva standarda, usvojena u jesen 1995.: 802.3 komitet je odobrio Fast Ethernet standard, koji gotovo u potpunosti ponavlja 10 Mbps Ethernet tehnologiju.
Fast Ethernet tehnologija je zadržala CSMA/CD metod pristupa netaknutim, zadržavajući isti algoritam i iste vremenske parametre u intervalima bitova (sama interval bitova se smanjio 10 puta). Sve razlike između Fast Etherneta i Etherneta se manifestuju na fizičkom nivou.
Fast Ethernet standard definira tri fizičke specifikacije sloja:
- 100Base-TX za 2 para UTP kategorije 5 ili 2 para STP tipa 1 (metoda kodiranja 4V / 5V);
- l00Base-FX za višemodni optički kabl sa dva optička vlakna (metoda kodiranja 4V / 5V);
- 100Base-T4, koji radi na 4 para UTP kategorije 3, ali koristi samo tri para istovremeno za prijenos, a ostatak - za detekciju sudara (8B / 6T metoda kodiranja).
Standardi l00Base-TX/FX mogu raditi u full duplex modu.
Maksimalni promjer Fast Ethernet mreže je približno 200 m, a tačna vrijednost ovisi o specifikaciji fizičkog medija. U Fast Ethernet kolizionoj domeni nije dozvoljeno više od jednog repetitora klase I (što omogućava prevođenje 4B/5B kodova u 8B/6T kodove i obrnuto) i ne više od dva repetitora klase II (ne dozvoljava prevođenje kodova).
Fast Ethernet tehnologija pri radu na upredenoj parici omogućava da dva porta izaberu najefikasniji način rada kroz proceduru auto-pregovaranja - 10 Mbps ili 100 Mbps, kao i poludupleks ili full-duplex mod.
Gigabit Ethernet tehnologija
Gigabit Ethernet tehnologija dodaje novi korak od 1000 Mbps u hijerarhiji brzine Ethernet porodice. Ova faza omogućava efikasnu izgradnju velikih lokalnih mreža, u kojima moćni serveri i okosnice nižih mrežnih nivoa rade brzinom od 100 Mbit / s, a Gigabit Ethernet okosnica ih ujedinjuje, pružajući dovoljno veliku marginu propusnosti.
Programeri Gigabit Ethernet tehnologije zadržali su veliki dio kontinuiteta s Ethernet i Fast Ethernet tehnologijama. Gigabit Ethernet koristi iste formate okvira kao prethodne Ethernet verzije, radi u punom i poludupleks modu, podržavajući isti CSMA/CD pristup na zajedničkim medijima uz minimalne promjene.
Kako bi osigurali prihvatljiv maksimalni promjer mreže od 200 m u poludupleksnom načinu rada, programeri tehnologije odlučili su povećati minimalnu veličinu okvira za 8 puta (sa 64 na 512 bajtova). Takođe je dozvoljeno prenošenje nekoliko okvira u nizu, bez oslobađanja medija, u intervalu od 8096 bajtova, tada okviri ne moraju biti dopunjeni na 512 bajtova. Ostali parametri metode pristupa i maksimalna veličina okvira ostali su nepromijenjeni.
U ljeto 1998. usvojen je standard 802.3z, koji definira korištenje tri vrste kabla kao fizičkog medija:
- višemodna optička vlakna (udaljenost do 500 m),
- single-mode optičko vlakno (udaljenost do 5000 m),
- dvostruki koaksijalni (twinax), preko kojeg se podaci istovremeno prenose preko dva oklopljena bakrena provodnika na udaljenosti do 25 m.
Za razvoj varijante Gigabit Etherneta na UTP kategoriji 5, kreirana je posebna grupa 802.3ab, koja je već razvila nacrt standarda za rad na 4 para UTP kategorije 5. Usvajanje ovog standarda se očekuje u bliskoj budućnosti.
Jednostavan za instalaciju.
Dobro poznata i najraširenija tehnologija umrežavanja.
Niska cijena mrežnih kartica.
Mogućnost implementacije korišćenjem raznih vrsta kablova i kablovskih šema.
Nedostaci Etherneta
Smanjenje stvarne brzine prijenosa podataka u jako opterećenoj mreži, do njenog potpunog zaustavljanja, zbog sukoba u mediju za prijenos podataka.
Poteškoće u rješavanju problema: ako se kabel pokvari, cijeli LAN segment otkaže i prilično je teško lokalizirati neispravan čvor ili dio mreže.
Kratke karakteristike Fast Etherneta.
Fast Ethernet (Fast Ethernet) je tehnologija velike brzine koju je predložio 3Com za implementaciju Ethernet mreže sa brzinom prijenosa podataka od 100 Mbit/s, zadržavajući u maksimalnoj mjeri karakteristike 10 Mbit Ethernet (Ethernet-10) i implementiran u oblik standarda 802.3u (tačnije, dodatak standardu 802.3 kao poglavlja 21 do 30). Način pristupa je isti kao kod Ethernet-10 - CSMA/CD nivoa MAC, što vam omogućava korištenje starog softvera i alata za upravljanje za Ethernet mreže.
Sve razlike između Fast Etherneta i Ethernet-10 fokusirane su na fizički sloj. Koriste se 3 vrste kablovskih sistema:
multimode FOC (koriste se 2 vlakna);
Struktura mreže- hijerarhijska struktura stabla zasnovana na čvorištima (poput 10Base-T i 10Base-F), budući da se ne koristi koaksijalni kabl.
Neto prečnik Brzi Ethernet je smanjen na 200 metara, što se objašnjava 10-strukim smanjenjem vremena prijenosa minimalne dužine okvira zbog 10-strukog povećanja brzine prijenosa u odnosu na Ethernet-10. Ipak, moguće je izgraditi velike mreže bazirane na Fast Ethernet tehnologiji, zbog široke upotrebe jeftinih tehnologija velike brzine, kao i brzog razvoja LAN-a baziranih na switchevima. Kada se koriste svičevi, Fast Ethernet protokol može raditi u full-duplex modu, u kojem nema ograničenja na ukupnu dužinu mreže, već samo ograničenja na dužinu fizičkih segmenata koji povezuju susjedne uređaje (adapter - switch ili switch - prekidač) ostaju.
IEEE 802.3u standard definira 3 Fast Ethernet specifikacije fizičkog sloja koje su međusobno nekompatibilne:
100Base-TX - prenos podataka preko dva neoklopljena para kategorije 5 (2 para UTP kategorije 5 ili STP tipa 1);
100Base-T4- prenos podataka preko četiri nezaštićena para kategorije 3, 4, 5 (4 para UTP kategorije 3, 4 ili 5);
100Base-FX- prijenos podataka preko dva vlakna višemodnog FOC-a.
Koje je vrijeme prijenosa minimalne (maksimalne) dužine okvira (uključujući preambulu) u bitnim intervalima za 10Mbps Ethernet mrežu?
? 84 / 1538
Šta je PDV (PVV)?
PDV - vrijeme potrebno da se signal kolizije širi od najudaljenijeg čvora u mreži - vrijeme dvostrukog obrta (vrijednost kašnjenja putanje)
PVV - smanjenje interframe intervala (vrijednost varijabilnosti putanje)
Šta je PDV limit (PVV)?
PDV - ne više od 575 bitnih intervala
PVV- pri prolasku niza okvira kroz sve repetitore, ne bi trebalo biti više od 49 bitnih intervala
Koliko bitnih slotova postoji dovoljna sigurnosna margina za PDV? 4
Kada je potrebno izračunati maksimalan broj repetitora i maksimalnu dužinu mreže? Zašto jednostavno ne možemo primijeniti pravila “5-4-3” ili “4-hubs”?
Kada su različite vrste prijenosnih medija
Navedite osnovne uslove za ispravan rad Ethernet mreže koja se sastoji od segmenata različite fizičke prirode.
broj stanica ne veći od 1024
dužina svih grana nije veća od standardne
PDV ne veći od 575
PVV- pri prolasku niza okvira kroz sve repetitore, ne bi trebalo biti više od 49 bitnih intervala
Koja je segmentna baza pri obračunu PDV-a?
Kašnjenja repetitora
Gdje u najgorem slučaju dolazi do sudara: u desnom, lijevom ili srednjem segmentu?
Desno - domaćin
Kada trebate dva puta obračunati PDV? Zašto?
Ako postoje različite dužine segmenata na udaljenim krajevima mreže, jer imaju različite vrijednosti bazne latencije.
Kratak opis Token Ring LAN-a.
Token Ring (token ring) - mrežna tehnologija u kojoj stanice mogu prenositi podatke samo kada posjeduju token koji kontinuirano kruži oko prstena.
Maksimalan broj stanica u jednom prstenu je 256.
Maksimalna udaljenost između stanica ovisi o vrsti prijenosnog medija (komunikacijske linije) i iznosi:
Može se premostiti do 8 prstenova (MSAU).
Maksimalna dužina mreže zavisi od konfiguracije.
Svrha mrežne tehnologije Token Ring.
Token Ring mrežu je predložio IBM 1985. (prva opcija se pojavila 1980.). Svrha Token Ringa bila je umrežavanje svih tipova računara koje proizvodi kompanija (od računara do mainframe-a).
Koji je međunarodni standard za umrežavanje Token Ringa?
Token Ring je trenutno međunarodni IEEE 802.5 standard.
Koja je propusnost obezbeđena na Token Ring LAN?
Postoje dvije varijante ove tehnologije, koje pružaju brzine prijenosa podataka od 4 i 16 Mbps, respektivno.
Šta je MSAU uređaj za višestruki pristup?
MSAU čvorište je samostalna jedinica sa 8 konektora za povezivanje računara pomoću adapterskih kablova i dva spoljna konektora za povezivanje sa drugim čvorištima pomoću trunk kablova.
Nekoliko MSAU se može konstruktivno kombinovati u grupu (klaster/klaster), unutar koje su pretplatnici povezani u prsten, što omogućava povećanje broja pretplatnika povezanih na jedan centar.
Svaki adapter se povezuje na MSAU koristeći dvije dvosmjerne veze.
Nacrtajte strukturu i rad Token Ring LAN-a na osnovu jednog (nekoliko) MSAU-a.
Jedan - vidi gore
Nekoliko - (nastavak) ... Iste dvije višesmjerne komunikacione linije uključene u magistralni kabel mogu povezati MSAU u prsten (slika 3.3), za razliku od jednosmjernog trank kabla, kao što je prikazano na slici 3.2.
Svaki LAN čvor prima okvir od susjednog čvora, vraća nivoe signala na nominalni i prenosi okvir sljedećem čvoru.
Preneseni okvir može sadržavati podatke ili biti marker, koji je poseban servisni okvir od 3 bajta. Čvor koji posjeduje token ima pravo na prijenos podataka.
Kada računar treba da prenese okvir, njegov adapter čeka da token stigne, a zatim ga konvertuje u okvir koji sadrži podatke generisane prema protokolu odgovarajućeg sloja i prenosi ga u mrežu. Paket se prenosi preko mreže od adaptera do adaptera sve dok ne stigne do odredišta, koje postavlja određene bitove u njemu da potvrdi da je ram primilo odredište i dalje ga prosljeđuje mreži. Paket nastavlja da putuje kroz mrežu sve dok se ne vrati do čvorišta za slanje, gde se verifikuje ispravan prenos. Ako je okvir poslan na odredište bez grešaka, čvor prosljeđuje token sljedećem čvoru. Dakle, kolizije okvira nisu moguće na tokenu koji prolazi LAN.
Koja je razlika između fizičke i logičke topologije Token Ring LAN-a?
Fizička topologija prstena tokena može se implementirati na dva načina:
1) "zvezda" (slika 3.1);
Logička topologija u svim modovima je "prsten". Paket se prenosi od čvora do čvora duž prstena sve dok se ne vrati u čvor odakle je nastao.
Nacrtajte moguće opcije za strukturu Token Ring LAN-a.
1) "zvezda" (slika 3.1);
2) "prošireni prsten" (slika 3.2).
Kratak opis funkcionalne organizacije Token Ring LAN-a. Vidi #93
Koncept i funkcije aktivnog monitora u Token Ring LAN-u.
Prilikom inicijalizacije Token Ring LAN-a, jedna od radnih stanica je dodijeljena kao aktivni monitor , kojemu su dodijeljene dodatne kontrolne funkcije u prstenu:
privremena kontrola u logičkom prstenu kako bi se identificirale situacije povezane s gubitkom markera;
formiranje novog markera nakon otkrivanja gubitka markera;
formiranje dijagnostičkog osoblja pod određenim okolnostima.
Kada aktivni monitor pokvari, dodeljuje se novi aktivni monitor sa mnogih drugih računara.
Koji način (metod) prijenosa tokena se koristi na 16 Mbps Token Ring LAN?
Za povećanje performansi mreže, Token Ring sa brzinom od 16 Mbps koristi tzv rani način prijenosa tokena (Early Token Release - ETR), u kojem PC prenosi token na sljedeći PC odmah nakon prijenosa njegovog okvira. U ovom slučaju, sljedeći RS ima mogućnost da prenese svoje okvire bez čekanja na završetak prijenosa originalnog RS.
Navedite tipove okvira koji se koriste na Token Ring LAN-u.
marker; okvir podataka; sekvenca završetka.
Nacrtajte i objasnite format tokena (okvir podataka, sekvenca završetka) Token Ring LAN-a.
Format markera
KO - završni limiter - [J | K | 1 | J | K | 1 | PC | OO]
Format okvira podataka
SPK - početna sekvenca kadra
ALI - početni graničnik - [J | K | 0 | J | K | 0 | 0 | 0]
UD - kontrola pristupa - [P | P | P | T | M | R | R | R]
UK - upravljanje osobljem
AN - adresa odredišta
AI - adresa izvora
Podaci - polje podataka
KS - kontrolna suma
PKK - znak kraja okvira
KO - završni limiter
SC - status okvira
Format sekvence završetka
Struktura polja kontrole pristupa u Token Ring LAN okviru.
UD- kontrole pristupa(Kontrola pristupa) - ima sljedeću strukturu: [ P | P | P | T | M | R | R | R ] gdje su PPP bitovi prioriteta;
mrežni adapter ima mogućnost dodjeljivanja prioriteta markeru i okvirima podataka upisivanjem u polje bitova prioriteta nivoa prioriteta u obliku brojeva od 0 do 7 (7 je najviši prioritet); RS ima pravo poslati poruku samo ako njen vlastiti prioritet nije niži od prioriteta tokena koji je primila; T- bit markera: 0 za marker i 1 za okvir podataka; M- bit monitora: 1 ako je okvir prenio aktivni monitor i 0 - u suprotnom; kada aktivni monitor primi okvir sa bitom monitora jednakim 1, to znači da je poruka ili marker zaobišla LAN bez pronalaženja adresata; RRR- Bitovi rezervacije se koriste zajedno sa bitovima prioriteta; Računar može rezervisati dalju upotrebu mreže tako što će postaviti njenu vrednost prioriteta u bitove rezervacije, ako je njen prioritet veći od trenutne vrednosti polja rezervacije;
nakon toga, kada odašiljački čvor, nakon što je primio vraćeni okvir podataka, generiše novi token, on postavlja svoj prioritet jednak vrijednosti polja rezervacije prethodno primljenog okvira; tako će token biti proslijeđen čvoru koji je postavio najviši prioritet u polju rezervacije;
Dodjela bitova prioriteta (bit markera, bit monitora, bitovi rezervacije) polja Kontrola pristupa u Token Ring LAN tokenu. Vidi gore
Koja je razlika između MAC okvira i LLC okvira?
Krivičnog zakonika- kontrola okvira(Frame Control - FC) definira tip okvira (MAC ili LLC) i MAC kontrolni kod; jedno bajt polje sadrži dva područja:
Gdje FF- format okvira (tip): 00 - za okvir tipa MAC; 01 - za okvir nivoa LLC; (vrijednosti 10 i 11 su rezervisane); 00 - neiskorištene rezervne cifre; CCCC- MAC-frame kod MAC (fizičko kontrolno polje), koji definiše kojem tipu (definisano standardom IEEE 802.5) kontrolnih okvira MAC sloja pripada;
Koje polje okvira podataka označava tip MAC (LLC)? Na polju UK (vidi gore)
Dužina polja podataka u Token Ring LAN okvirima.
Ne postoji posebno ograničenje na dužinu polja podataka, iako u praksi ono nastaje zbog ograničenja dozvoljenog vremena da mreža bude zauzeta zasebnom radnom stanicom i iznosi 4096 bajtova i može doseći 18 Kbajta za mrežu sa prijenosom. brzina od 16 Mbit/s.
Koje dodatne informacije i zašto Token Ring LAN okvir za kraj okvira sadrži?
KO je krajnji limiter koji sadrži, pored jedinstvenog niza električnih impulsa, još dva područja dužine 1 bit svako:
tween bit (Intermediate Frame), koji uzima vrijednosti:
1 ako je okvir dio prijenosa s više rafala,
0 ako je okvir posljednji ili jedini;
otkrivena greška bit (Detektovana greška), koja je postavljena na 0 u trenutku kreiranja okvira u izvoru i može se promijeniti na 1 u slučaju da se greška otkrije prilikom prolaska kroz čvorove mreže; nakon toga, okvir se ponovo prenosi bez kontrole grešaka u narednim čvorovima dok ne dođe do izvornog čvora, koji će u ovom slučaju ponovo pokušati prenijeti okvir;
Kako Token Ring funkcionira kada je bit otkrivene greške u separatoru na kraju okvira postavljen na 1?
nakon toga, okvir se ponovo prenosi bez kontrole grešaka u narednim čvorovima dok ne dođe do izvornog čvora, koji će u ovom slučaju ponovo pokušati prenijeti okvir;
Struktura polja statusa paketa okvira podataka Token Ring LAN.
SC- (stanje) status okvira(Status okvira - FS) je jednobajtno polje koje sadrži 4 rezervirana bita (R) i dva interna polja:
bit (indikator) prepoznavanje adrese (A);
bit (indikator) kopija paketa (C): [ ACRRACRR]
Pošto kontrolni zbir ne pokriva SP polje, svako jednobitno polje u bajtu se duplira kako bi se osigurala pouzdanost podataka.
Čvor za prijenos postavlja bitove na 0 A i WITH.
Prijemni čvor nakon prijema okvira postavlja bit A u 1.
Ako se nakon kopiranja okvira u bafer prijemnog čvora ne otkriju greške u okviru, tada bit WITH takođe postavljeno na 1.
Dakle, znak uspješnog prijenosa okvira je povratak okvira izvoru sa bitovima: A= 1 i WITH=1.
A = 0 znači da odredišna stanica više nije u mreži ili da je PC u kvaru (isključen).
A = 1 i C = 0 znači da je došlo do greške na putu okvira od izvora do odredišta (ovo će također postaviti bit detekcije greške u završnom separatoru na 1).
A = 1, C = 1 a bit detekcije greške = 1 znači da je došlo do greške na povratnoj putanji okvira od odredišta do izvora, nakon što je okvir uspješno primljen od odredišnog čvora.
Šta označava vrijednost "bita za prepoznavanje adrese" ("bit za kopiranje paketa u bafer"), jednak 1 (0),?- Vidi gore
Da li je maksimalni broj stanica u jednoj Token Ring LAN mreži jednak ...?-256
Koja je maksimalna udaljenost između stanica na Token Ring LAN?
Maksimalna udaljenost između stanica ovisi o vrsti prijenosnog medija
(komunikacijske linije) i je:
100 metara - za upredenu paricu (UTP kategorija 4);
150 metara - za upredeni par (IBM tip 1);
3000 metara - za višemodni kabl sa optičkim vlaknima.
Token Ring prednosti i nedostaci.
Token Ring prednosti:
nema sukoba u mediju za prenos podataka;
garantirano vrijeme pristupa za sve korisnike mreže;
Token Ring mreža dobro funkcionira čak i pod velikim opterećenjem, do 100% opterećenja, za razliku od Etherneta, u kojem se vrijeme pristupa značajno povećava čak i pri 30% opterećenja ili više; ovo je izuzetno važno za mreže u realnom vremenu;
veća dozvoljena veličina prenetih podataka u jednom okviru (do 18 kbajta), u poređenju sa Ethernetom, omogućava efikasniji rad mreže pri prenosu velikih količina podataka;
stvarna brzina prenosa podataka u Token Ring mreži može se pokazati većom nego u običnom Ethernetu (stvarna brzina zavisi od karakteristika hardvera korišćenih adaptera i brzine mrežnih računara).
Nedostaci Token Ringa:
veći trošak Token Ring mreže u odnosu na Ethernet, jer:
skuplji adapteri zbog složenijeg Token Ring protokola;
dodatni troškovi za nabavku koncentratora MSAU;
manja veličina Token Ring mreže u odnosu na Ethernet;
potreba za kontrolom integriteta markera.
U kojim LAN-ovima nema sukoba u mediju za prijenos podataka (zagarantirano vrijeme pristupa za sve korisnike mreže)?
Na LAN-u sa pristupom tokenom
Kratak opis LAN FDDI.
Maksimalan broj stanica u prstenu je 500.
Maksimalna dužina mreže je 100 km.
Medijum za prenos - optički kabl (može se koristiti upredena parica).
Maksimalna udaljenost između stanica ovisi o vrsti prijenosnog medija i iznosi:
2 km - za višemodni kabl sa optičkim vlaknima.
50 (40?) Km - za single-mode optički kabl;
100 m - za upredenu paricu (UTP kategorija 5);
100 m - za upredeni par (IBM tip 1).
Način pristupa je marker.
Brzina prijenosa podataka je 100 Mbps (200 Mbps za full duplex prijenos).
Ograničenje ukupne dužine mreže je zbog ograničenja vremena potpunog prolaska signala duž prstena kako bi se osiguralo maksimalno dozvoljeno vrijeme pristupa. Maksimalna udaljenost između pretplatnika određena je slabljenjem signala u kablu.
Šta znači skraćenica FDDI?
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) je jedna od prvih LAN tehnologija velike brzine.
Svrha FDDI mrežne tehnologije.
FDDI standard je fokusiran na visoke brzine prijenosa podataka - 100 Mbit/s. Ovaj standard je zamišljen da bude što je moguće bliži IEEE 802.5 Token Ring standardu. Male razlike u odnosu na ovaj standard su određene potrebom da se obezbede veće brzine prenosa podataka na velikim udaljenostima.
FDDI tehnologija omogućava korištenje optičkih vlakana kao prijenosnog medija, što osigurava:
visoka pouzdanost;
fleksibilnost rekonfiguracije;
visoka brzina prijenosa podataka - 100 Mbit / s;
velike udaljenosti između stanica (za višemodna vlakna - 2 km; za single-mode kada se koriste laserske diode - do 40 km; maksimalna dužina cijele mreže - 200 km).
Koja je propusnost obezbeđena na FDDI LAN?
Prije svega, treba napomenuti da se za dobivanje složenih Ethernet konfiguracija iz pojedinačnih segmenata koriste srednji uređaji dva glavna tipa:
- Koncentratori repetitora (hubovi) su skup repetitora i ne odvajaju logično segmente povezane s njima;
- Prebacuje prenos informacija između segmenata, ali ne prenosi konflikte iz segmenta u segment.
Kod upotrebe složenijih prekidača, konflikti u pojedinačnim segmentima se rješavaju na licu mjesta, u samim segmentima, ali se ne šire kroz mrežu, kao u slučaju korištenja jednostavnijih repetitorskih čvorišta. Ovo je od fundamentalne važnosti za odabir topologije Ethernet mreže, jer CSMA/CD metoda pristupa koja se koristi u njoj pretpostavlja prisustvo sukoba i njihovo rješavanje, a ukupna dužina mreže je precizno određena veličinom konfliktne zone, tj. kolizioni domen. Dakle, upotreba koncentratora repetitora ne dijeli konfliktnu zonu, dok svako komutacijsko čvorište dijeli konfliktnu zonu na dijelove. U slučaju korištenja komutatora, potrebno je procijeniti operativnost za svaki segment mreže posebno, a kod korištenja repetitorskih čvorišta - za mrežu u cjelini.
U praksi se repetitorska čvorišta koriste mnogo češće, jer su i jednostavnija i jeftinija. Stoga ćemo se u budućnosti fokusirati na njih.
Postoje dva osnovna modela koja se koriste pri odabiru i procjeni Ethernet konfiguracije.
Pravila modela 1
Prvi model formuliše skup pravila kojih se mora pridržavati dizajner mreže prilikom povezivanja pojedinačnih računara i segmenata:
- Repetitor ili čvorište spojeno na segment smanjuje za jedan maksimalan broj pretplatnika povezanih na segment.
- Potpuna putanja između bilo koja dva pretplatnika ne bi trebala uključivati više od pet segmenata, četiri čvorišta (repetitora) i dva primopredajnika (MAU).
- Ako se put između pretplatnika sastoji od pet segmenata i četiri koncentratora (repetitora), tada broj segmenata na koje su pretplatnici povezani ne bi trebao biti veći od tri, a preostali segmenti jednostavno povezuju koncentratore (repetitore). Ovo je već spomenuto "pravilo 5-4-3".
- Ako se put između pretplatnika sastoji od četiri segmenta i tri koncentratora (repetitora), tada moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti:
- maksimalna dužina 10BASE-FL segmenta optičkog kabla za povezivanje čvorišta (repetitora) ne bi trebalo da prelazi 1000 metara;
- maksimalna dužina 10BASE-FL segmentnog optičkog kabla koji povezuje čvorišta (repetitore) sa računarima ne bi trebalo da prelazi 400 metara;
- kompjuteri se mogu povezati sa svim segmentima.
Ako slijedite ova pravila, možete biti sigurni da će mreža biti operativna. U ovom slučaju nisu potrebni dodatni proračuni. Vjeruje se da usklađenost s ovim pravilima garantuje prihvatljivo kašnjenje mreže.
Prilikom organiziranja interakcije čvorova u lokalnim mrežama, glavna uloga je dodijeljena protokolu sloja veze. Međutim, da bi se sloj podatkovne veze mogao nositi s ovim zadatkom, struktura lokalnih mreža mora biti sasvim određena, na primjer, najpopularniji protokol sloja podatkovne veze - Ethernet - dizajniran je za paralelno povezivanje svih mrežnih čvorova na zajednički bus za njih - komad koaksijalnog kabla. Ovakav pristup korišćenja jednostavnih struktura kablovskih veza između računara u lokalnoj mreži bio je u skladu sa glavnim ciljem koji su postavili programeri prvih lokalnih mreža u drugoj polovini 70-ih godina. Cilj je bio pronaći jednostavno i jeftino rješenje za kombinovanje nekoliko desetina računara koji se nalaze unutar iste zgrade u računarsku mrežu.
U razvoju Ethernet tehnologije stvorene su opcije velike brzine: IEEE802.3u / Fast Ethernet i IEEE802.3z / Gigabit Ethernet.
Fast Ethernet tehnologija je evolutivni razvoj klasične Ethernet tehnologije. Njegove glavne prednosti su:
1) povećanje propusnosti mrežnih segmenata do 100 Mb/s;
2) čuvanje Ethernet metode slučajnog pristupa;
3) održavanje topologije mreže u obliku zvijezde i podržavanje tradicionalnih medija za prijenos podataka - upredene parice i optičkog kabla.
Ova svojstva omogućavaju postepeni prijelaz sa 10Base-T mreža – najpopularnije Ethernet opcije danas – na mreže velike brzine koje održavaju značajan kontinuitet s dobro poznatom tehnologijom: Fast Ethernet ne zahtijeva radikalnu preobuku osoblja i zamjenu opreme na svim čvorovima mreže. Zvanični standard 100Base-T (802.3u) uspostavio je tri različite specifikacije za fizički sloj (u smislu sedmoslojnog OSI modela) za podršku sljedećih tipova kablovskih sistema:
1) 100Base-TX za dvoparni kabl na neoklopljenoj upredenoj parici UTP kategorije 5, ili oklopljenoj upredenoj parici STP tipa 1;
2) 100Base-T4 za kabl od četiri para na neoklopljenoj upredenoj parici UTP kategorije 3, 4 ili 5;
3) 100Base-FX za višemodni optički kabl.
Gigabit Ethernet 1000Base-T je baziran na upredenoj parici i optičkom kablu. Budući da je Gigabit Ethernet kompatibilan sa 10 Mbps i 100 Mbps Ethernetom, lako je preći na ovu tehnologiju bez velikog ulaganja u softver, kabliranje i obuku.
Gigabit Ethernet je proširenje IEEE 802.3 Etherneta koje koristi istu strukturu paketa, format i podršku za CSMA/CD, puni dupleks, kontrolu protoka i još mnogo toga, dok pruža teoretsko poboljšanje performansi od 10x. CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection) je tehnologija za višestruki pristup zajedničkom prenosnom mediju u lokalnoj računarskoj mreži sa kontrolom kolizije. CSMA / CD se odnosi na decentralizovane nasumične metode. Koristi se i u konvencionalnim mrežama kao što je Ethernet i u mrežama velike brzine (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Naziva se i mrežni protokol, koji koristi CSMA/CD šemu. CSMA/CD protokol radi na sloju veze podataka u OSI modelu.
Gigabit Ethernet - Omogućava 1000 Mbps brzine prijenosa. Postoje sljedeće modifikacije standarda:
1) 1000BASE-SX - koristi se optički kabl sa svetlosnom talasnom dužinom od 850 nm.
2) 1000BASE-LX - koristi se optički kabl sa svetlosnom talasnom dužinom od 1300 nm.
Ciljevi rada
Svrha ovog rada je proučavanje principa Ethernet i Fast Ethernet tehnologija i praktičan razvoj metoda za procjenu performansi mreže izgrađene na bazi Fast Ethernet tehnologije.
Teorijske informacije
Ethernet tehnologija. Eternet specifikaciju su predložili DEC, Intel i Xerox (DIX) 1980. godine, a nešto kasnije bazirana je na standardu IEEE 802.3.
Prve verzije Ethernet vl.O i Ethernet v2.0 koristile su samo koaksijalni kabel kao prijenosni medij. Standard IEEE 802.3 također dozvoljava korištenje upredenog para i optičkih vlakana kao medija za prijenos.1995. godine usvojen je standard IEEE 802.3u (Fast Ethernet) sa brzinom od 100 Mbit/s, a 1997. godine IEEE 802.3z ( Gigabit Ethernet - 1000 Mbit/s).U jesen 1999. usvojen je standard IEEE 802.3ab - Gigabit Ethernet na upredenoj parici kategorije 5.
U Ethernet notaciji (10BASE2, 100BASE-TX, itd.), prvi element označava brzinu prijenosa podataka u Mbps; drugi BASEB znači da se koristi direktni (nemodulirani) prijenos; treći B element označava zaokruženu vrijednost dužine kabla u stotinama metara B (10BASE2 - 185 m, 10BASE5 - 500 m) ili vrstu prijenosnog medija (T, TX, T2, B T4 - upredena parica; FX, FL , FB, SX i LX - optičko vlakno; CX - twinax kabel za Gigabit Ethernet).
U srcu Etherneta je Slušanje nosioca i detekcija sudara sa višestrukim medijskim pristupom - CSMA / CD
- (Nosilac Sense s višestrukim pristupom i detekcijom sudara), implementiran od strane adaptera svakog mrežnog čvora na nivou hardvera ili firmvera:
- svi adapteri imaju jedinicu za pristup mediju (MAU) - primopredajnik povezan na zajednički (zajednički) medij za prenos podataka;
- svaki adapter čvora, prije prijenosa informacija, sluša liniju sve dok nema signala (nosač);
- adapter tada generiše okvir koji počinje preambulom sinhronizacije nakon čega slijedi samosinhronizirajući (Manchester) binarni tok;
- drugi čvorovi primaju poslani signal, sinhronizuju se sa preambulom i dekodiraju ga u niz bitova;
- kraj prijenosa okvira je određen prijemnikom B koji detektuje da nema nosioca;
- u slučaju otkrivanja sudara(sudar dva signala iz različitih čvorova) odašiljački čvorovi prestaju da emituju okvir, nakon čega, u slučajnom vremenskom intervalu (svaki kroz svoj), izvode ponovljeni pokušaj prijenosa nakon što se linija oslobodi; kod sljedećeg B neuspjeha, čini se sljedeći pokušaj (i tako dalje do 16 puta), a interval kašnjenja B se povećava;
- prijemnik detektuje koliziju na nestandardnoj dužini okvira B, koja ne može biti manja od 64 bajta, isključujući preambulu;
- mora biti obezbeđen vremenski razmak između kadrova ( interframe ili inter-packet gap, IPG - međupaketni jaz) trajanje B 9,6 μs - čvor nema pravo da započne prenos ranije nego nakon intervala B IPG, nakon utvrđivanja trenutka gubitka nosioca.
Definicija 1. Domen kolizije- grupa čvorova povezanih zajedničkim prenosnim medijem (kablovi i repetitori).
Dužina kolizione domene ograničena je vremenom propagacije signala između čvorova koji su najudaljeniji jedan od drugog.
Definicija 2. Prečnik kolizione domene- udaljenost između dva terminalna uređaja najudaljenija jedan od drugog.
Definicija 3. Interval bitova- vrijeme potrebno za prijenos jednog bita.
Interval bitova na Ethernetu (pri 10 Mbps) je 0,1 µs.
Fast Ethernet tehnologija. U tehnologiji Fast Ethernet interval bita je 0,01 µs, što daje desetostruko povećanje brzine prijenosa podataka. Istovremeno, format okvira, količina podataka koje okvir nosi i mehanizam za pristup kanalu za prijenos podataka ostali su nepromijenjeni u odnosu na Ethernet.
Fast Ethernet koristi medij za prijenos podataka za rad pri brzini od 100 Mbit/s, koji je u specifikaciji IEEE 802.3u označen kao "100BASE-T4" i "100BASE-TX" (upletena parica); "100BASE-FX" i "100BASE-SX" (optička vlakna).
Pravila umrežavanja
Prvi model Fast Ethernet mreže. Model je, u stvari, skup pravila za izgradnju mreže (Tabela L.1):
- - dužina svakog segmenta upredenog para mora biti manja od 100 m;
- - dužina svakog segmenta optičkih vlakana mora biti manja od 412 m;
- - ako se koriste kablovi MP (Media Independent Interface), svaki od njih mora biti manji od 0,5 m;
- - kašnjenja unesena MP kablom se ne uzimaju u obzir prilikom procjene vremenskih parametara mreže, jer su sastavni dio kašnjenja koje unose terminalni uređaji (terminali) i repetitori.
Tabela L. 1
Maksimalni dozvoljeni promjer kolizione domene u Fast Ethernetu
Standard definira dvije klase repetitora:
- repetitori klase I pretvaraju ulazne signale B u digitalni oblik, a nakon prenosa ponovo kodiraju digitalne podatke B u fizičke signale; konverzija signala u repetitoru zahteva određeno vreme, tako da je dozvoljen samo jedan repetitor klase I u domenu kolizije;
- repetitori klase II odmah emituju primljene signale bez ikakve konverzije, stoga se na njih mogu povezati samo segmenti koristeći iste metode kodiranja podataka; ne mogu se koristiti više od dva repetitora klase II u jednoj kolizionoj domeni.
Drugi model Fast Ethernet mreže. Drugi model sadrži niz proračuna parametara vremena mreže u poludupleksnom načinu razmjene podataka. Prečnik kolizione domene i broj segmenata u njoj ograničeni su dvostrukim vremenom obrtanja potrebnim za ispravan rad mehanizma detekcije i rešavanja kolizije (Tabela L.2).
Tabela L2
Vremenska kašnjenja komponenti Fast Ethernet mreže
Vrijeme dvostrukog obrtaja se izračunava za najlošiju (u smislu širenja signala) putanju između dva čvora u domeni kolizije. Proračun se vrši zbrajanjem vremenskih kašnjenja u segmentima, repetitorima i terminalima.
Da biste izračunali dvostruko vrijeme obrtanja, pomnožite dužinu segmenta sa specifičnim dvostrukim vremenom obrta odgovarajućeg segmenta. Nakon određivanja povratnog vremena za sve segmente putanje u najgorem slučaju, dodajte kašnjenje koje uvodi par krajnjih čvorova i repetitora. Da bi se uzela u obzir nepredviđena kašnjenja, preporučuje se da se dobijenom rezultatu doda još 4 intervala bita (bi) V i uporedi rezultat sa brojem 512. Ako rezultat ne prelazi 512 bi, tada se mreža smatra operativnom.
Primjer izračunavanja konfiguracije Fast Ethernet mreže. Na sl. L.28 je primjer jedne od maksimalno dozvoljenih konfiguracija Fast Ethernet mreže.
Rice. L.28. Primjer valjane Fast Ethernet mrežne konfiguracije
Prečnik kolizione domene izračunava se kao zbir dužina segmenata A (100 m), B (5 m) i C (100 m) i jednak je 205 m. Dužina segmenta koji povezuje B repetitore može biti veća. od 5 m, ako prečnik kolizione domene ne prelazi dozvoljenu granicu za ovu konfiguraciju. Prekidač (sklopno čvorište), koji je dio mreže (vidi sliku L.28), smatra se terminalnim uređajem, jer se kolizije ne šire kroz njega.Stoga, segment optičkog kabla od 2 kilometra koji povezuje ovaj prekidač sa ruterom (ruterom), ne uzima se u obzir pri izračunavanju prečnika kolizione domene Fast Ethernet mreže. Mreža zadovoljava pravila prvog modela.
Hajde sada da to proverimo pomoću drugog modela. Najgori putevi u domeni kolizije su od DTE1 do DTE2 i od DTE1 do razvodnog čvorišta. Oba puta se sastoje od tri segmenta upredenih para povezanih sa dva repetitora klase II. Dva segmenta imaju maksimalnu dozvoljenu dužinu od 100 m. Dužina segmenta koji povezuje repetitore je 5 m.
Pretpostavimo da su sva tri segmenta koja se razmatraju 100BASE-TX segmenti i da koriste upredenu paricu kategorije 5. LZ prikazuje vrijednosti dvostrukog vremena obrtanja za razmatrane staze B (vidi sliku L.28). Zbrajanjem brojeva iz druge kolone ove tabele, dobijamo 511,96 bi - ovo će biti dvostruko vreme obrta za najgori put.
Tabela L.Z
Dvostruko vrijeme obrtanja mreže Fast Ethernet
Treba napomenuti da u ovom slučaju nema sigurnosnog zaliha od 4 bi, jer se u ovom primjeru koriste najgore vrijednosti kašnjenja B (vidi tabelu L.2). Stvarno vrijeme FastB Ethernet komponenti može varirati na bolje.
Zadatak za završetak
Potrebno je procijeniti performanse 100-megabitne Fast Ethernet mreže u skladu sa prvim i drugim modelom. Mrežne konfiguracije su date u tabeli. L.4. Topologija mreže je prikazana na Sl. L. 29-L.ZO.
Tabela L.4
Opcije posla
|
1. segment |
Segment 2 |
Segment 3 |
Segment 4 |
Segment 5 |
Segment 6 |
|
|
100BASETX, 100 m |
100BASETX, 95 m |
100BASETX, 80 m |
100BASETX, 100 m |
100BASETX, 100 m |
|
1. segment |
Segment 2 |
Segment 3 |
Segment 4 |
Segment 5 |
Segment 6 |
|
|
YUOVABE-TX, 15 m |
YUOVABE-TX, 5 m |
YUOVAEE-TX, 5 m |
100V ABE-EX, 400 m |
YUOVABE-TX, 10 m |
YUOVABE-TX, 4 m |
|
|
YUOVABE-TX, 60 m |
YUOVABE-TX, 95 m |
YUOVABE-TX, 10 m |
YUOVABE-TX, 10 m |
YUOVABE-TX, 90 m |
YUOVABE-TX, 95 m |
Rice. L.29. Topologija mreže 1
Rice. L. 30. Topologija mreže 2
Napomenimo glavne karakteristike razvoja Ethernet mreža i prelaska na Fast Ethernet mreže (IEEE 802.3u standard):
- - desetostruko povećanje protoka;
- - očuvanje metode slučajnog pristupa CSMA/CD;
- - očuvanje formata okvira;
- - podrška za tradicionalne medije za prenos podataka.
Ova svojstva, kao i podrška za dvije brzine i auto-sensing 10/100 Mbps, ugrađene u NIC-ove i Fast Ethernet prekidače, omogućavaju glatki prijelaz sa Etherneta na brže Fast Ethernet mreže, pružajući prednost u odnosu na druge tehnologije. Još jedan dodatni faktor za uspješan prodor na tržište je niska cijena Fast Ethernet opreme.
Fast Ethernet arhitektura
Struktura Fast Ethernet sloja (uključujući MII interfejs i Fast Ethernet primopredajnik) prikazana je na Sl. 13. U fazi razvoja standarda 100Base-T, IEEE 802.3u komitet je utvrdio da ne postoji univerzalna shema kodiranja signala koja bi bila idealna za sva tri fizička interfejsa (TX, FX, T4). U poređenju sa Ethernet standardom, funkciju kodiranja (Manchester code) obavlja fizički sloj signalizacije PLS (slika 5), koji se nalazi iznad interfejsa nezavisnog od medija AUI. U Fast Ethernet standardu, funkcije kodiranja obavlja PCS podsloj kodiranja koji se nalazi ispod srednje nezavisnog MII interfejsa. Kao rezultat toga, svaki primopredajnik mora koristiti svoj vlastiti skup shema kodiranja koji najbolje odgovaraju dotičnom fizičkom interfejsu, kao što su 4V / 5V i NRZI set za 100Base-FX interfejs.
MII interfejs i Fast Ethernet primopredajnici. MII (srednje nezavisno sučelje) u Fast Ethernetu je analogno AUI u Ethernetu. MII interfejs obezbeđuje komunikaciju između pregovaračkog i podsloja fizičkog kodiranja. Njegova glavna svrha je da pojednostavi korištenje različitih vrsta okruženja. MII interfejs pretpostavlja dalje povezivanje Fast Ethernet primopredajnika. Za komunikaciju se koristi 40-pinski konektor. Maksimalna udaljenost preko MII interfejs kabla ne bi trebalo da prelazi 0,5 m.
Ako uređaj ima standardna fizička sučelja (na primjer, RJ-45), tada struktura podslojeva fizičkog sloja može biti skrivena unutar mikrokola uz veliku logičku integraciju. Osim toga, dozvoljena su odstupanja u protokolima srednjih podnivoa u jednom uređaju, sa glavnim ciljem povećanja performansi.
Fizički interfejsi Fast Ethernet
Fast Ethernet IEEE 802.3u standard uspostavlja tri tipa fizičkog interfejsa (Slika 14, Tabela 6 Glavne karakteristike fizičkih interfejsa IEEE 802.3u Fast Ethernet standarda): 100Base-FX, 100Base-TX i 100Base-T4.
100Base-FX. Standard za ovo optičko sučelje je potpuno identičan FDDI PMD standardu. Glavni optički konektor standarda 100Base-FX je Duplex SC. Interfejs omogućava full duplex komunikacioni kanal.
- * - udaljenost se postiže samo u načinu dupleks komunikacije.
- 100Base-TX. Standard za ovo fizičko sučelje pretpostavlja upotrebu nezaštićenog upredenog para kategorije 5 ili više. Potpuno je identičan FDDI UTP PMD standardu. Fizički RJ-45 port, kao u standardu 10Base-T, može biti dva tipa: MDI (mrežne kartice, radne stanice) i MDI-X (fast Ethernet repetitori, prekidači). Jedan MDI port može biti prisutan na Fast Ethernet repetitoru.
Parovi 1 i 3 se koriste za prenos preko bakrenog kabla, a parovi 2 i 4 su slobodni. RJ-45 port na mrežnoj kartici i na prekidaču može podržavati, pored 100Base-TX moda, 10Base-T mod ili funkciju automatskog otkrivanja. Većina modernih mrežnih kartica i prekidača podržava ovu funkciju preko RJ-45 portova i, osim toga, može raditi u full duplex modu.
100Base-T4. Ovaj tip interfejsa omogućava obezbeđivanje poludupleksnog komunikacionog kanala preko upredenog para UTP sat. 3 i više. Sposobnost preduzeća da pređe sa Etherneta na Fast Ethernet bez radikalne zamene postojećeg kablovskog sistema zasnovanog na UTP cat.3 treba smatrati glavnom prednošću ovog standarda.
Za razliku od standarda 100Base-TX, gdje se za prijenos koriste samo dva upletena para kabla, standard 100Base-T4 koristi sva četiri para. Štaviše, kada su radna stanica i repetitor povezani direktnim kablom, podaci od radne stanice do repetitora prolaze kroz upredene parove 1, 3 i 4, au suprotnom smeru - duž parova 2, 3 i 4, parova 1 i 2. koriste se za otkrivanje kolizija kao što je Ethernet standard ... Druga dva para 3 i 4 naizmjenično, ovisno o komandi, mogu proći signal u jednom ili u drugom smjeru. Prenos signala paralelno preko tri upredena para je ekvivalentan inverznom multipleksiranju o kojem se govori u poglavlju 5. Brzina bita po kanalu je 33,33 Mbps.
Kodiranje znakova 8B / 6T... Kada bi se koristilo Manchestersko kodiranje, brzina bita po upredenoj parici bi bila 33,33 Mbit/s, što bi premašilo utvrđeno ograničenje od 30 MHz za takve kablove. Efikasno smanjenje frekvencije modulacije postiže se upotrebom ternarnog koda umjesto direktnog (dvorazinskog) binarnog koda. Ovaj kod je poznat kao 8B / 6T; to znači da se prije prijenosa svaki set od 8 binarnih bitova (znakova) prvo konvertuje prema određenim pravilima u 6 trostrukih (trorazinskih) znakova.
Interfejs 100Base-T4 ima jedan značajan nedostatak - fundamentalnu nemogućnost podržavanja dupleksnog načina prijenosa. A ako tokom izgradnje malih Fast Ethernet mreža koje koriste 100Base-TX repetitore nema prednosti u odnosu na 100Base-T4 (postoji koliziona domena, čija propusnost nije veća od 100 Mbit/s), onda tokom izgradnje mreža korišćenjem prekidača, nedostatak 100Base-T4 interfejsa postaje očigledan i veoma ozbiljan. Stoga, ovo sučelje nije toliko rasprostranjeno kao 100Base-TX i 100Base-FX.
Tipovi Fast Ethernet uređaja
Glavne kategorije uređaja koji se koriste u Fast Ethernetu su iste kao iu Ethernetu: primopredajnici; pretvarači; mrežne kartice (za instalaciju na radnim stanicama / fajl serverima); repetitori; prekidači.
Primopredajnik- uređaj sa dva porta koji pokriva PCS, PMD, PMD i AUTONEG podnivoe, i koji ima, s jedne strane, MII sučelje, s druge strane, jedan od fizičkih interfejsa zavisnih od okoline (100Base-FX, 100Base-TX ili 100Base-T4). Primopredajnici se koriste relativno rijetko, kao i mrežne kartice, repetitori, prekidači sa MII sučeljem se rijetko koriste.
Mrežna kartica. Najrasprostranjenije su mrežne kartice sa 100Base-TX interfejsom prema PCI magistrali. Opcione, ali veoma poželjne karakteristike RJ-45 porta su 100/10 Mbps autokonfiguracija i puna dupleks podrška. Većina trenutno objavljenih kartica podržava ove karakteristike. Postoje i mrežne kartice sa 100Base-FX optičkim interfejsom (proizvođači IMC, Adaptec, Transition Networks, itd.) - glavni standardni optički konektor je SC (ST dozvoljeno) za višemodna vlakna.
Converter(media converter) - uređaj sa dva porta, čija oba porta predstavljaju interfejse zavisne od medija. Konvertori, za razliku od repetitora, mogu raditi u full duplex modu, osim u slučaju kada postoji 100Base-T4 port. 100Base-TX / 100Base-FX pretvarači su široko rasprostranjeni. Zbog općih trendova u rastu širokopojasnih mreža dugog dometa koje koriste single-mode FOC, potrošnja optičkih primopredajnika baziranih na jednomodnom vlaknu naglo je porasla u posljednjoj deceniji. Šasije pretvarača koje kombinuju više pojedinačnih 100Base-TX / 100Base-FX modula omogućavaju povezivanje više konvergentnih segmenata vlakana na prekidač opremljen dupleks RJ-45 (100Base-TX) portovima.
Repeater. Prema parametru maksimalnog vremenskog kašnjenja tokom retransmisije okvira, Fast Ethernet repetitori se dijele u dvije klase:
- - Klasa I. Kašnjenje na dvostrukom RTD-u ne bi trebalo da prelazi 130W. Zbog manje strogih zahtjeva, repetitori ove klase mogu imati T4 i TX/FX portove, a mogu se i slagati.
- - Klasa II. Repetitori ove klase imaju strožije zahtjeve za kašnjenje dvostrukog pokretanja: RTD
Prekidač- važan uređaj korporativnih mreža. Većina modernih Fast Ethernet svičeva podržava 100/10 Mbit/s autokonfiguraciju preko RJ-45 portova i može pružiti punu dupleks komunikaciju na svim portovima (s izuzetkom 100Base-T4). Prekidači mogu imati posebne dodatne utore za instaliranje up-link modula. Optički portovi kao što su Fast Ethernet 100Base-FX, FDDI, ATM (155 Mbit/s), Gigabit Ethernet, itd. mogu djelovati kao interfejsi za takve module.
Veliko proizvođači prekidača Fast Ethernet kompanije su: 3Com, Bay Networks, Cabletron, DEC, Intel, NBase, Cisco, itd.
Ethernet, ali i na opremu drugih, manje popularnih mreža.Ethernet i Fast Ethernet adapteri
Karakteristike adaptera
Mrežni adapteri (NIC, mrežna kartica) Ethernet i Fast Ethernet mogu se povezati sa računarom preko jednog od standardnih interfejsa:
- ISA sabirnica (Industry Standard Architecture);
- PCI sabirnica (međusobno povezivanje perifernih komponenti);
- PC Card sabirnica (aka PCMCIA);
Adapteri dizajnirani za ISA sistemsku magistralu (kičmu) su ne tako davno bili glavni tip adaptera. Broj kompanija koje su proizvodile takve adaptere je bio veliki, zbog čega su uređaji ovog tipa bili najjeftiniji. ISA adapteri su dostupni u 8-bitnim i 16-bitnim verzijama. 8-bitni adapteri su jeftiniji, dok su 16-bitni adapteri brži. Istina, razmjena informacija putem ISA magistrale ne može biti prebrza (u ograničenju - 16 MB / s, u stvarnosti - ne više od 8 MB / s, a za 8-bitne adaptere - do 2 MB / s). Stoga, Fast Ethernet adapteri, koji zahtijevaju visoke brzine prijenosa za efikasan rad, praktično nisu dostupni za ovu sistemsku magistralu. ISA autobus je stvar prošlosti.
PCI magistrala je sada praktično istisnula ISA magistralu i postaje glavna sabirnica za proširenje za računare. Omogućava 32- i 64-bitnu razmjenu podataka i ima visoku propusnost (teoretski do 264 MB/s), što u potpunosti ispunjava zahtjeve ne samo Fast Etherneta, već i bržeg Gigabit Etherneta. Takođe je važno da se PCI magistrala koristi ne samo u IBM PC-ima, već iu PowerMac računarima. Osim toga, podržava Plug-and-Play automatsku konfiguraciju hardvera. Očigledno, u bliskoj budućnosti, većina mrežni adapteri... Nedostatak PCI u poređenju sa ISA magistralom je što je broj njegovih slotova za proširenje u računaru obično mali (obično 3 slota). Ali upravo je tako mrežni adapteri prvo se povežite na PCI.
PC Card sabirnica (ranije PCMCIA) se trenutno koristi samo u notebook računarima. U ovim računarima, interna PCI magistrala se obično ne usmerava. PC Card interfejs omogućava jednostavno povezivanje sa računarom minijaturnih kartica za proširenje, a kurs sa ovim karticama je prilično visok. Međutim, sve više laptopa je opremljeno ugrađenim mrežni adapteri, jer mogućnost pristupa mreži postaje sastavni dio standardnog skupa funkcija. Ovi ugrađeni adapteri su ponovo povezani na internu PCI magistralu računara.
Prilikom odabira mrežni adapter orijentisan na određenu magistralu, morate prije svega osigurati da postoje slobodni utori za proširenje za ovu sabirnicu u računaru spojenom na mrežu. Također je potrebno procijeniti napornost ugradnje kupljenog adaptera i izglede za puštanje ploča ove vrste. Ovo posljednje može biti potrebno u slučaju kvara adaptera.
Konačno, ima ih još mrežni adapteri povezivanje sa računarom preko paralelnog (štampača) LPT porta. Glavna prednost ovog pristupa je da ne morate otvarati kućište računara da biste povezali adaptere. Osim toga, u ovom slučaju, adapteri ne zauzimaju sistemske resurse računara, kao što su prekidni kanali i DMA, kao ni adrese memorije i I/O uređaja. Međutim, brzina razmjene informacija između njih i računara u ovom slučaju je mnogo manja nego kada se koristi sistemska magistrala. Osim toga, potrebno im je više procesorskog vremena za komunikaciju sa mrežom, što usporava rad računara.
U posljednje vrijeme sve više se nalazi računara u kojima mrežni adapteri ugrađen u matičnu ploču. Prednosti ovog pristupa su očigledne: korisnik ne mora kupiti mrežni adapter i instalirati ga u računar. Sve što treba da uradite je da povežete mrežni kabl sa eksternim konektorom na računaru. Međutim, nedostatak je što korisnik ne može odabrati adapter s najboljim performansama.
Na druge važne karakteristike mrežni adapteri može se pripisati:
- način konfigurisanja adaptera;
- veličina bafer memorije instalirane na ploči i načini razmjene s njom;
- mogućnost instaliranja memorijskog čipa samo za čitanje na ploči za daljinsko pokretanje (BootROM).
- mogućnost povezivanja adaptera na različite vrste prijenosnih medija (upleteni par, tanak i debeli koaksijalni kabel, optički kabl);
- koristi se od strane adaptera brzina prijenosa preko mreže i dostupnost funkcije njegovog prebacivanja;
- mogućnost korištenja adaptera za full-duplex mod razmjene;
- kompatibilnost adaptera (tačnije, drajvera adaptera) sa korištenim mrežnim softverom.
Korisnička konfiguracija adaptera se uglavnom koristila za adaptere dizajnirane za ISA sabirnicu. Konfiguracija podrazumeva podešavanje korišćenja resursa računarskog sistema (I/O adrese, prekidni kanali i direktan pristup memoriji, bafer memorija i memorija za udaljeno pokretanje). Konfiguracija se može izvršiti postavljanjem prekidača (džampera) na željeni položaj ili korištenjem DOS konfiguracijskog programa koji se isporučuje s adapterom (Jumperless, Software configuration). Prilikom pokretanja takvog programa, od korisnika se traži da podesi konfiguraciju hardvera pomoću jednostavnog izbornika: odabir parametara adaptera. Isti program vam omogućava da napravite samotestiranje adapter. Odabrani parametri se pohranjuju u nepromjenjivu memoriju adaptera. U svakom slučaju, prilikom odabira parametara, morate izbjegavati sukobe s njima sistemskih uređaja računar i sa drugim karticama za proširenje.
Adapter se takođe može automatski konfigurisati u Plug-and-Play modu kada je računar uključen. Moderni adapteri obično podržavaju upravo ovaj način rada, tako da ih korisnik može lako instalirati.
U najjednostavnijim adapterima, razmjena sa internom bafer memorijom adaptera (Adapter RAM) vrši se kroz adresni prostor I/O uređaja. U ovom slučaju nije potrebna dodatna konfiguracija memorijskih adresa. Osnovna adresa međuspremnika dijeljene memorije mora biti specificirana. Dodeljuje se području gornje memorije računara (
