Ethernet rapid 100 Mbps. Echipamente Ethernet și Fast Ethernet

Laboratorul de teste ComputerPress a testat plăci de rețea 10/100 Mbit/s pentru magistrala PCI, concepute pentru a fi utilizate în stațiile de lucru 10/100 Mbit/s. Au fost selectate cele mai frecvente plăci utilizate în prezent, cu o capacitate de transfer de 10/100 Mbit/s, deoarece, în primul rând, pot fi utilizate în rețele Ethernet, Fast Ethernet și mixte și, în al doilea rând, promițătoarea tehnologie Gigabit Ethernet ( lățime de bandă de până la 1000 Mbit / s) este încă folosit cel mai des pentru a conecta servere puternice la echipamentul de rețea al nucleului rețelei. Este extrem de important ce echipamente de retea pasiva de calitate (cabluri, prize etc.) sunt folosite in retea. Este bine cunoscut faptul că, dacă un cablu cu pereche răsucită de Categoria 3 este suficient pentru rețelele Ethernet, categoria 5 este necesară pentru Fast Ethernet. Imprăștirea semnalului, imunitatea slabă la zgomot pot reduce semnificativ lățimea de bandă a rețelei.

Scopul testării a fost acela de a determina, în primul rând, indicele de performanță efectivă (Raportul indicelui de performanță / eficiență - denumit în continuare indicele P / E), și numai apoi - valoarea absolută a debitului. Indicele P / E este calculat ca raportul dintre lățimea de bandă a plăcii de rețea în Mbps și procentul de utilizare a procesorului. Acest index este standardul industrial pentru determinarea performanței adaptoarelor de rețea. A fost introdus pentru a lua în considerare utilizarea plăcilor de rețea a resurselor CPU. Acest lucru se datorează faptului că unii producători de adaptoare de rețea încearcă să obțină cele mai bune performanțe utilizând mai multe cicluri de procesor de computer pentru a efectua operațiuni de rețea. Utilizarea redusă a procesorului și lățimea de bandă relativ mare sunt esențiale pentru rularea aplicațiilor de afaceri și multimedia esențiale, precum și pentru sarcinile în timp real.

Am testat cardurile care sunt utilizate cel mai des în prezent pentru stațiile de lucru din rețelele corporative și locale:

1. D-Link DFE-538TX
2. SMC EtherPower II 10/100 9432TX / MP
3. 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM
4. Compex RL 100ATX
5. Intel EtherExpress PRO / 100 + Management
6. CNet PRO-120
7. NetGear FA 310TX
8. Allied Telesyn AT 2500TX
9. Surecom EP-320X-R

Principalele caracteristici ale adaptoarelor de rețea testate sunt prezentate în tabel. unu . Să explicăm câțiva dintre termenii folosiți în tabel. Detectarea automată a vitezei de conectare înseamnă că adaptorul însuși determină viteza maximă posibilă de funcționare. În plus, dacă autodetecția este acceptată, nu este necesară nicio configurație suplimentară la trecerea de la Ethernet la Fast Ethernet și invers. Adică, administratorul de sistem nu trebuie să reconfigureze adaptorul și să reîncarce driverele.

Suportul pentru modul Bus Master permite transferul datelor direct între placa de rețea și memoria computerului. Acest lucru eliberează procesorul central pentru alte operațiuni. Această proprietate a devenit standardul de facto. Nu e de mirare că toate plăcile de rețea cunoscute acceptă modul Bus Master.

Activarea de la distanță (Wake on LAN) vă permite să porniți computerul prin rețea. Adică, devine posibilă repararea computerului în afara orelor de lucru. În acest scop, se folosesc conectori cu trei pini de pe placa de bază și adaptorul de rețea, care sunt conectați cu un cablu special (inclus în setul de livrare). În plus, este necesar un software de control special. Tehnologia Wake on LAN este dezvoltată de alianța Intel-IBM.

Modul full duplex permite transmiterea simultană a datelor în ambele direcții, semi-duplex - într-unul singur. Astfel, debitul maxim posibil în modul full duplex este de 200 Mbps.

DMI (Desktop Management Interface) oferă posibilitatea de a obține informații despre configurația și resursele computerului folosind software-ul de management al rețelei.

Suportul pentru specificația WfM (Wired for Management) permite unui adaptor de rețea să interacționeze cu software-ul de gestionare și administrare a rețelei.

Pentru a porni de la distanță sistemul de operare al unui computer printr-o rețea, adaptoarele de rețea sunt furnizate cu o memorie BootROM specială. Acest lucru permite utilizarea eficientă a stațiilor de lucru fără disc din rețea. Majoritatea cardurilor testate aveau doar un slot BootROM; BootROM-ul în sine este de obicei o opțiune comandată separat.

Suportul ACPI (Advanced Configuration Power Interface) ajută la reducerea consumului de energie. ACPI este o nouă tehnologie pentru managementul energiei. Se bazează pe utilizarea atât a hardware-ului, cât și a software-ului. Practic, Wake on LAN este o parte integrantă a ACPI.

Mijloacele proprie de creștere a productivității pot crește eficiența plăcii de rețea. Cele mai faimoase dintre acestea sunt Parallel Tasking II de la 3Com și Adaptive Technology de la Intel. Aceste fonduri sunt de obicei brevetate.

Suportul pentru sistemele de operare majore este oferit de aproape toate adaptoarele. Principalele sisteme de operare includ: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager și altele.

Nivelul de suport al serviciului este evaluat prin disponibilitatea documentației, a unei dischete cu drivere și a capacității de a descărca cele mai recente drivere de pe site-ul companiei. Ambalajul joacă, de asemenea, un rol important. Din acest punct de vedere, cele mai bune, după părerea noastră, sunt adaptoarele de rețea D-Link, Allied Telesyn și Surecom. Dar, în general, nivelul de suport a fost satisfăcător pentru toate cardurile.

De obicei, garanția acoperă întreaga durată de viață a adaptorului de alimentare (garanție pe viață). Uneori este limitat la 1-3 ani.

Tehnica de testare

Toate testele au folosit cele mai recente drivere NIC descărcate de pe serverele de Internet ale furnizorilor respectivi. În cazul în care driverul plăcii de rețea a permis orice ajustări și optimizări, au fost utilizate setările implicite (cu excepția adaptorului de rețea Intel). Rețineți că plăcile și driverele corespunzătoare de la 3Com și Intel au cele mai bogate capacități și funcții suplimentare.

Performanța a fost măsurată folosind utilitarul Novell Perform3. Principiul de funcționare al utilitarului este că un fișier mic este copiat de pe o stație de lucru pe o unitate de rețea partajată de pe server, după care rămâne în memoria cache de fișiere a serverului și este citit de acolo de mai multe ori într-o anumită perioadă de timp. Acest lucru permite interacțiunile memorie-rețea-memorie și elimină impactul latenței discului. Parametrii utilitarului includ dimensiunea inițială a fișierului, dimensiunea finală a fișierului, pasul de redimensionare și timpul de testare. Utilitarul Novell Perform3 afișează valori de performanță cu diferite dimensiuni de fișier, performanță medie și maximă (în KB/s). Următorii parametri au fost utilizați pentru a configura utilitarul:

• Dimensiunea inițială a fișierului - 4095 octeți
• Dimensiunea finală a fișierului - 65.535 octeți
• Creșterea fișierului - 8192 octeți

Timpul de testare pentru fiecare fișier a fost setat la douăzeci de secunde.

Fiecare experiment a folosit o pereche de plăci de rețea identice, una rulând pe un server și cealaltă pe o stație de lucru. Acest lucru nu pare să fie în conformitate cu practica obișnuită, deoarece serverele folosesc de obicei adaptoare de rețea specializate cu o serie de caracteristici suplimentare. Dar exact așa - aceleași plăci de rețea sunt instalate pe server și pe stațiile de lucru - testarea este efectuată de toate laboratoarele de testare cunoscute din lume (KeyLabs, Tolly Group etc.). Rezultatele sunt puțin mai mici, dar experimentul se dovedește a fi curat, deoarece doar plăcile de rețea analizate funcționează pe toate computerele.

Configurație client Compaq DeskPro EN:

• Procesor Pentium II 450 MHz
• cache 512 KB
• RAM 128 MB
• hard disk 10 GB
• sistemul de operare Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
• Protocol TCP/IP.

Configurare server Compaq DeskPro EP:

• procesor Celeron 400 MHz
• RAM 64 MB
• hard disk 4,3 GB
• sistem de operare Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• Protocol TCP/IP.

Testarea a fost efectuată în condițiile în care computerele erau conectate direct cu un cablu încrucișat UTP Categoria 5. În timpul acestor teste, plăcile funcționau în modul 100Base-TX Full Duplex. În acest mod, debitul este puțin mai mare datorită faptului că o parte din informațiile de serviciu (de exemplu, confirmarea de primire) sunt transmise simultan cu informațiile utile, a căror cantitate este estimată. În aceste condiții, a fost posibil să se înregistreze valori destul de mari ale debitului; de exemplu, adaptorul 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM are o medie de 79,23 Mbps.

Sarcina procesorului a fost măsurată pe server folosind utilitarul Windows NT Performance Monitor; datele au fost scrise într-un fișier jurnal. Perform3 a fost rulat pe client pentru a nu afecta sarcina procesorului serverului. Intel Celeron a fost folosit ca procesor al computerului server, a cărui performanță este semnificativ mai mică decât performanța procesoarelor Pentium II și III. Intel Celeron a fost folosit în mod deliberat: adevărul este că, deoarece sarcina procesorului este determinată cu o eroare absolută suficient de mare, în cazul valorilor absolute mari, eroarea relativă se dovedește a fi mai mică.

După fiecare test, utilitarul Perform3 plasează rezultatele muncii sale într-un fișier text ca un set de date de următoarea formă:

65535 octeți. 10491,49 KBps. 10491,49 KBps agregat. 57343 octeți. 10844,03 KBps. 10844,03 KBps agregat. 49151 octeți. 10737,95 KBps. 10737,95 KBps agregat. 40959 octeți. 10603,04 KBps. 10603,04 KBps agregat. 32767 octeți. 10497,73 KBps. 10497,73 KBps agregat. 24575 octeți. 10220,29 KBps. 10220,29 KBps agregat. 16383 octeți. 9573,00 KBps. 9573,00 KBps agregat. 8191 octeți. 8195,50 KBps. 8195,50 KBps agregat. 10844,03 KBps maxim. 10145,38 KBp mediu.

Este afișată dimensiunea fișierului, debitul corespunzător pentru clientul selectat și pentru toți clienții (în acest caz, există un singur client), precum și debitul maxim și mediu pe tot parcursul testului. Valorile medii rezultate pentru fiecare test au fost convertite din KB/s în Mbit/s folosind formula:
(KB x 8) / 1024,
iar valoarea indicelui P / E a fost calculată ca raport dintre debitul și sarcina procesorului ca procent. Ulterior, valoarea medie a indicelui P/E a fost calculată pe baza rezultatelor a trei măsurători.

Folosind utilitarul Perform3 pe Windows NT Workstation, a apărut următoarea problemă: pe lângă scrierea pe o unitate de rețea, fișierul a fost scris și în memoria cache a fișierelor locale, din care a fost ulterior citit foarte rapid. Rezultatele au fost impresionante, dar nerealiste, deoarece nu a existat un transfer de date în sine prin rețea. Pentru ca aplicațiile să trateze unitățile de rețea partajate ca unități locale obișnuite, sistemul de operare folosește o componentă specială de rețea numită redirector care redirecționează cererile I/O prin rețea. În condiții normale de funcționare, atunci când se execută procedura de scriere a unui fișier pe o unitate de rețea partajată, redirectorul utilizează algoritmul de stocare în cache Windows NT. De aceea, atunci când scrie pe server, scrie și în memoria cache a fișierelor locale a mașinii client. Și pentru testare, este necesar ca stocarea în cache să se efectueze numai pe server. Pentru a preveni stocarea în cache pe computerul client, valorile parametrilor din registrul Windows NT au fost modificate, ceea ce a făcut posibilă dezactivarea memorării în cache efectuată de redirector. Iată cum s-a făcut:

1. Calea de registru:

   HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Servicii \ Rdr \ Parametri

   Nume parametru:

   UseWriteBehind permite optimizarea write-behind pentru fișierele care sunt scrise

   Tip: REG_DWORD

   Valoare: 0 (implicit: 1)

2. Calea de registru:

   HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ Lanmanworkstation \ parametri

   Nume parametru:

   UtilizeNTCaching specifică dacă redirectorul va folosi managerul cache Windows NT pentru a stoca în cache conținutul fișierului.

   Tip: REG_DWORD Valoare: 0 (implicit: 1)

Adaptor de rețea de gestionare Intel EtherExpress PRO / 100 +

Debitul cardului și utilizarea procesorului sunt aproape aceleași cu cele ale 3Com. Ferestrele pentru setarea parametrilor acestei hărți sunt prezentate mai jos.

Noul controler Intel 82559 din acest card oferă performanțe foarte ridicate, mai ales în rețelele Fast Ethernet.

Tehnologia pe care Intel o folosește în cardul său Intel EtherExpress PRO / 100 + se numește Adaptive Technology. Esența metodei este schimbarea automată a intervalelor de timp dintre pachetele Ethernet, în funcție de sarcina rețelei. Pe măsură ce congestionarea rețelei crește, distanța dintre pachetele Ethernet individuale crește dinamic, ceea ce reduce coliziunile și crește debitul. Cu o încărcare redusă a rețelei, atunci când probabilitatea de coliziuni este scăzută, intervalele de timp dintre pachete sunt reduse, ceea ce duce și la creșterea performanței. Beneficiile acestei metode ar trebui să fie cele mai mari în segmentele Ethernet mari de coliziune, adică în cazurile în care topologia rețelei domină hub-urile mai degrabă decât comutatoarele.

Noua tehnologie Intel, numită Priority Packet, permite ca traficul prin NIC să fie reglat în funcție de prioritățile pachetelor individuale. Acest lucru oferă posibilitatea de a crește ratele de transfer de date pentru aplicațiile critice.

Este oferit suport VLAN (standard IEEE 802.1Q).

Există doar doi indicatori pe placă - lucru / conexiune, viteză 100.

www.intel.com

Adaptor de rețea SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX / MP

Arhitectura acestui card folosește două tehnologii promițătoare SMC SimulTasking și Programable InterPacket Gap. Prima tehnologie este similară cu tehnologia 3Com Parallel Tasking. Comparând rezultatele testelor pentru cardurile acestor doi producători, putem concluziona despre gradul de eficiență al implementării acestor tehnologii. De asemenea, rețineți că această placă de rețea a arătat al treilea rezultat în ceea ce privește performanța și indicele P/E, depășind toate plăcile cu excepția 3Com și Intel.

Pe card sunt patru indicatoare LED: viteza 100, transmisie, conexiune, duplex.

Site-ul web principal al companiei este www.smc.com

Ethernet este cel mai utilizat standard pentru rețelele locale în prezent. Numărul total de rețele utilizate în prezent

Ethernet rapid

Tehnologia Fast Ethernet este aproape la fel cu tehnologia Ethernet tradițională, dar este de 10 ori mai rapidă. Fast Ethernet sau 100BASE-T funcționează la 100 megabiți pe secundă (Mbps) în loc de 10 pentru Ethernet tradițional. Tehnologia 100BASE-T utilizează cadre de același format și lungime ca Ethernet și nu necesită modificări ale protocoalelor de nivel superior, aplicațiilor sau sistemelor de operare de rețea pe stațiile de lucru. Puteți ruta și comuta pachete între rețele de 10 Mbps și 100 Mbps fără traducerea protocolului și întârzierile asociate. Tehnologia Fast Ethernet folosește protocolul CSMA/CD al substratului MAC pentru a oferi acces la mediul de transmisie. Majoritatea rețelelor Ethernet moderne se bazează pe o topologie în stea, cu un hub în centrul rețelei și cabluri de la hub la fiecare computer. Aceeași topologie este utilizată în rețelele Fast Ethernet, deși diametrul rețelei este puțin mai mic datorită vitezei mai mari. Fast Ethernet folosește un cablu de pereche răsucită neecranată (UTP) așa cum este specificat în specificația IEEE 802.3u pentru 100BASE-T. Standardul recomandă utilizarea unui cablu de Categoria 5 cu două sau patru perechi de conductori închise într-o manta de plastic. Cablurile de categoria 5 sunt certificate pentru lățimea de bandă de 100 MHz. În 100BASE-TX, o pereche este utilizată pentru transmisia de date, cealaltă pentru detectarea și recepția coliziunilor.

Standardul Fast Ethernet definește trei modificări pentru a funcționa cu diferite tipuri de cabluri: 100Base TX, 100Base T4 și 100Base FX. Versiunile 100Base TX și 100Base T4 sunt proiectate pentru cabluri cu perechi răsucite, în timp ce 100Base FX a fost proiectat pentru cablu optic.

Standardul 100Base TX necesită utilizarea a două perechi răsucite ecranate sau neecranate. O pereche este pentru transmisie, cealaltă pentru recepție. Două standarde principale de cablare îndeplinesc aceste cerințe: pereche răsucită neecranată de categoria 5 (UTP-5) și pereche răsucită ecranată IBM de tip 1.

Standardul 100Base T4 are cerințe de cablu mai puțin restrictive, deoarece utilizează toate cele patru perechi ale unui cablu cu opt fire: o pereche pentru transmitere, alta pentru recepție, iar celelalte două perechi funcționează atât pentru transmisie, cât și pentru recepție. Ca rezultat, în standardul 100Base T4 atât recepția, cât și transmisia datelor pot fi efectuate în trei perechi. Pentru implementarea rețelelor 100Base T4 sunt potrivite cablurile cu o pereche răsucită neecranată de categoria 3-5 și tip ecranat 1.

Succesiunea tehnologiilor Fast Ethernet și Ethernet facilitează dezvoltarea recomandărilor de utilizare: Fast Ethernet este recomandabil să fie utilizat în acele organizații care au folosit pe scară largă Ethernetul clasic, dar astăzi se confruntă cu nevoia de a crește lățimea de bandă. În același timp, toată experiența acumulată cu Ethernet și, parțial, infrastructura de rețea este păstrată.

Pentru Ethernetul clasic, timpul de ascultare al rețelei este determinat de distanța maximă pe care o poate parcurge un cadru de 512 biți prin rețea într-un timp egal cu timpul de procesare al acelui cadru la stația de lucru. Pentru o rețea Ethernet, această distanță este de 2500 de metri. Într-o rețea Fast Ethernet, același cadru de 512 biți va parcurge doar 250 de metri în timpul necesar procesării pe o stație de lucru.

Domeniul principal al Fast Ethernet astăzi este grupul de lucru și rețelele departamentale. Este înțelept să faceți treptat trecerea la Fast Ethernet, lăsând Ethernetul acolo unde își face treaba bine. Unul dintre cazurile evidente în care Ethernet nu ar trebui înlocuit cu Fast Ethernet este atunci când se conectează computere personale mai vechi cu ISA la rețea.

Gigabit Ethernet /

această tehnologie folosește același format de cadru, aceeași metodă de acces media CSMA / CD, aceleași mecanisme de control al fluxului și aceleași obiecte de control, totuși Gigabit Ethernet diferă de Fast Ethernet mai mult decât Fast Ethernet de Ethernet. În special, dacă Ethernet a fost caracterizat de o varietate de medii de transmisie acceptate, ceea ce a dat motive să se spună că poate funcționa chiar și pe sârmă ghimpată, atunci în Gigabit Ethernet, cablurile de fibră optică devin mijlocul de transmisie dominant (acest lucru, desigur, nu este singura diferență, dar restul îl vom cunoaște mai detaliat mai jos). În plus, Gigabit Ethernet prezintă provocări tehnice incomparabil mai complexe și necesită cablare de calitate mult mai ridicată. Cu alte cuvinte, este mult mai puțin versatil decât predecesorii săi.

STANDARDE GIGABIT ETHERNET

Efortul principal al grupului de lucru IEEE 802.3z se concentrează pe definirea standardelor fizice pentru Gigabit Ethernet. Ca bază, ea a luat standardul ANSI X3T11 Fibre Channel, mai precis, cele două substraturi inferioare ale sale: FC-0 (interfață și mediu de transmisie) și FC-1 (codificare și decodare). Specificația Fibre Channel specifică suportului fizic specifică în prezent 1,062 Gbps. În Gigabit Ethernet, acesta a fost mărit la 1,25 Gbps. Având în vedere codificarea 8B / 10B, obținem o rată de transfer de date de 1 Gbps.

TehnologieEthernet

Ethernet este cel mai utilizat standard pentru rețelele locale în prezent.

Ethernet este un standard de rețea bazat pe rețeaua Ethernet experimentală pe care Xerox a dezvoltat și implementat-o ​​în 1975.

În 1980, DEC, Intel și Xerox au dezvoltat și publicat împreună standardul Ethernet versiunea II pentru o rețea de cablu coaxial, care a fost cea mai recentă versiune a standardului proprietar Ethernet. Prin urmare, versiunea proprietară a standardului Ethernet se numește standardul Ethernet DIX sau Ethernet II, pe baza căruia a fost dezvoltat standardul IEEE 802.3.

Pe baza standardului Ethernet, au fost adoptate standarde suplimentare: în 1995 Fast Ethernet (o completare la IEEE 802.3), în 1998 Gigabit Ethernet (secțiunea IEEE 802.3z a documentului principal), care în multe privințe nu sunt standarde independente.

Pentru transmiterea de informații binare prin cablu pentru toate variantele stratului fizic al tehnologiei Ethernet, oferind un debit de 10 Mbit/s, se utilizează codul Manchester (Fig. 3.9).

Codul Manchester folosește o scădere de potențial, adică o margine a pulsului, pentru a codifica unii și zerourile. În codificarea Manchester, fiecare bară este împărțită în două părți. Informațiile sunt codificate de potențiale scăderi care apar la mijlocul fiecărui ciclu de ceas. Unul este codificat de panta de la nivelul semnalului scăzut la cel înalt (marginea anterioară a impulsului), iar zero este codificat de marginea descendentă (marginea de fugă).

Orez. 3.9. Codarea diferențială Manchester

Standardul Ethernet (inclusiv Fast Ethernet și Gigabit Ethernet) utilizează aceeași metodă de separare a suporturilor - metoda CSMA / CD.

Fiecare PC funcționează pe Ethernet după principiul „Ascultați canalul de transmisie înainte de a trimite mesaje; ascultă când trimiți; nu mai lucrați în caz de interferență și încercați din nou."

Acest principiu poate fi descifrat (explicat) după cum urmează:

1. Nimeni nu are voie să trimită mesaje în timp ce altcineva o face deja (ascultă înainte de a trimite).

2. Dacă doi sau mai mulți expeditori încep să trimită mesaje cam în același moment, mai devreme sau mai târziu mesajele lor se vor „colii” între ele în canalul de comunicare, ceea ce se numește coliziune.

Coliziunile sunt ușor de recunoscut deoarece generează întotdeauna un semnal de bruiaj care nu arată ca un mesaj valid. Ethernet poate recunoaște interferența și forțează expeditorul să întrerupă transmisia și să aștepte un timp înainte de a retrimite mesajul.

Motivele pentru utilizarea pe scară largă și popularitatea Ethernet (avantaje):

1. Ieftinitatea.

2. Experiență vastă de utilizare.

3. Inovații continue.

4. O mulțime de selecție de echipamente. Mulți producători oferă echipamente de rețea bazate pe Ethernet.

Dezavantajele Ethernet:

1. Posibilitatea de coliziuni de mesaje (coliziune, interferențe).

2. În cazul unei încărcări mari de rețea, timpul de transmitere a mesajelor este imprevizibil.

TehnologieJetonInel

Rețelele Token Ring, ca și rețelele Ethernet, sunt caracterizate de un mediu de transmisie de date partajat, care constă din lungimi de cablu care conectează toate stațiile din rețea într-un inel. Inelul este considerat o resursă partajată, iar accesul la acesta necesită nu un algoritm aleator, ca în rețelele Ethernet, ci unul determinist, bazat pe transferul dreptului de utilizare a inelului către stații într-o anumită ordine. Acest drept este transmis folosind un cadru de format special numit token sau token.

Tehnologia Token Ring a fost dezvoltată de IBM în 1984 și apoi prezentată ca proiect de standard comitetului IEEE 802, care a adoptat standardul 802.5 pe baza acestuia în 1985.

Fiecare PC funcționează în Token Ring conform principiului „Așteptați un token, dacă trebuie să trimiteți un mesaj, atașați-l la un token când acesta trece. Dacă markerul trece, eliminați mesajul de pe acesta și trimiteți markerul mai departe.”

Rețelele Token Ring funcționează la două rate de biți - 4 și 16 Mbps. Nu este permisă stațiile de amestecare care funcționează la viteze diferite într-un singur inel.

Tehnologia Token Ring este mai complexă decât Ethernet. Are proprietăți de toleranță la erori. Rețeaua Token Ring definește proceduri de control al rețelei care utilizează o structură de feedback în formă de inel - un cadru trimis este întotdeauna returnat stației de trimitere.

Orez. 3.10. Principiul tehnologiei TOKEN RING

În unele cazuri, erorile detectate în funcționarea rețelei sunt eliminate automat, de exemplu, un token pierdut poate fi restaurat. În alte cazuri, erorile sunt doar înregistrate, iar eliminarea lor se realizează manual de către personalul de service.

Pentru a monitoriza rețeaua, una dintre stații acționează ca un așa-numit monitor activ. Monitorul activ este selectat în timpul inițializării inelului ca stație cu adresa MAC maximă. Dacă monitorul activ eșuează, procedura de inițializare a inelului este repetată și este selectat un nou monitor activ. Token Ring poate avea până la 260 de noduri.

Un hub Token Ring poate fi activ sau pasiv. Un hub pasiv pur și simplu interconectează porturile cu interconexiuni, astfel încât stațiile conectate la acele porturi să formeze un inel. MSAU pasiv nu realizează amplificarea sau resincronizarea semnalului.

Un hub activ îndeplinește funcții de regenerare a semnalului și, prin urmare, uneori este denumit repetitor, ca în standardul Ethernet.

În general, o rețea Token Ring are o configurație combinată cu inel de stea. Nodurile terminale sunt conectate la MSAU într-o topologie în stea, iar MSAU-urile în sine sunt combinate prin porturi speciale Ring In (RI) și Ring Out (RO) pentru a forma un inel principal fizic.

Toate stațiile din inel trebuie să funcționeze la aceeași viteză, fie 4 Mbps, fie 16 Mbps. Cablurile care leagă stația de hub se numesc cabluri lobi, iar cablurile care leagă hub-urile se numesc cabluri trunk.

Tehnologia Token Ring permite utilizarea diferitelor tipuri de cablu pentru a conecta puncte terminale și hub-uri:

- STP Tip 1 - pereche răsucită ecranată (Pereche răsucită ecranată).
Este permisă combinarea a până la 260 de stații într-un inel cu o lungime a cablului de ramificație de până la 100 de metri;

- UTP Tip 3, UTP Tip 6 - pereche răsucită neecranată (Pereche răsucită neprotejată). Numărul maxim de stații este redus la 72 cu o lungime de cablu de până la 45 de metri;

- cablu de fibra optica.

Distanța dintre MSAU-urile pasive poate fi de până la 100 m folosind cablu STP Tip 1 și 45 m folosind cablu UTP Tip 3. Între MSAU-urile active, distanța maximă crește la 730 m sau, respectiv, 365 m, în funcție de tipul de cablu.

Lungimea maximă a inelului Token Ring este de 4000 m. Restricțiile privind lungimea maximă a inelului și numărul de stații dintr-un inel în tehnologia Token Ring nu sunt la fel de stricte ca în tehnologia Ethernet. Aici, aceste limitări sunt legate în principal de timpul de rotație al markerului din jurul inelului.

Toate valorile de timeout de pe adaptoarele de rețea ale gazdelor Token Ring sunt configurabile, astfel încât să puteți construi o rețea Token Ring cu mai multe stații și lungimi de apel mai mari.

Avantajele tehnologiei Token Ring:

· Livrare garantată a mesajelor;

· Viteză mare de transfer de date (până la 160% Ethernet).

Dezavantajele tehnologiei Token Ring:

· Sunt necesare dispozitive scumpe pentru accesul la mediu;

· Tehnologia este mai dificil de implementat;

· Sunt necesare 2 cabluri (pentru a îmbunătăți fiabilitatea): unul de intrare, celălalt de ieșire de la computer la hub;

· Cost ridicat (160-200% Ethernet).

TehnologieFDDI

Tehnologia Fibre Distributed Data Interface (FDDI) este prima tehnologie de rețea locală care utilizează fibra ca mediu de transmisie. Tehnologia a apărut la mijlocul anilor 80.

Tehnologia FDDI se bazează în mare măsură pe tehnologia Token Ring, care acceptă metoda de acces prin transmitere a simbolurilor.

Rețeaua FDDI este construită pe baza a două inele de fibră optică, care formează căile principale și de rezervă de transmisie a datelor între nodurile rețelei. A avea două inele este modalitatea principală de îmbunătățire a rezilienței într-o rețea FDDI, iar nodurile care doresc să profite de acest potențial de fiabilitate sporită trebuie să fie conectate la ambele inele.

În funcționarea normală a rețelei, datele trec prin toate nodurile și toate secțiunile de cablu ale inelului primar, acest mod se numește modul Thru - „prin” sau „tranzit”. Inelul secundar nu este utilizat în acest mod.

În cazul unui anumit tip de defecțiune, în care o parte a inelului primar nu poate transmite date (de exemplu, o rupere a cablului sau o defecțiune a nodului), inelul primar se îmbină cu cel secundar, formând din nou un singur inel. Acest mod de funcționare al rețelei se numește Wrap, adică inele „pliate” sau „pliate”. Operatia de pliere se realizeaza prin intermediul hub-urilor si/sau adaptoarelor de retea FDDI.

Orez. 3.11. IVS cu două inele ciclice în regim de urgență

Pentru a simplifica această procedură, datele de pe inelul primar sunt întotdeauna transmise într-o singură direcție (în diagrame această direcție este afișată în sens invers acelor de ceasornic) și de-a lungul inelului secundar în direcția opusă (indicată în sensul acelor de ceasornic). Prin urmare, atunci când se formează un inel comun de două inele, emițătoarele stațiilor rămân conectate la receptoarele stațiilor învecinate, ceea ce face posibilă transmiterea și primirea corectă a informațiilor de către stațiile învecinate.

Rețeaua FDDI își poate restabili pe deplin operabilitatea în cazul unor defecțiuni unice ale elementelor sale. Cu mai multe erori, rețeaua se împarte în mai multe rețele neconectate.

Inelele din rețelele FDDI sunt considerate ca un mediu comun de transmisie a datelor, de aceea este definită o metodă specială de acces pentru acesta. Această metodă este foarte apropiată de metoda de acces Token Ring și este numită și metoda Token Ring.

Diferențele în metoda de acces sunt că timpul de reținere al jetonului în rețeaua FDDI nu este constant. Acest timp depinde de încărcarea inelului - cu o sarcină mică crește, iar cu suprasarcini mari poate scădea la zero. Aceste modificări ale metodei de acces se aplică numai traficului asincron, care nu este critic pentru întârzierile mici de transmisie a cadrelor. Pentru traficul sincron, timpul de păstrare a simbolului este încă o valoare fixă.

Tehnologia FDDI acceptă în prezent tipuri de cabluri:

- cablu de fibra optica;

- pereche răsucită neecranată de categoria 5. Ultimul standard a apărut mai târziu decât cel optic și se numește TP-PMD (Physical Media Dependent).

Tehnologia cu fibră optică oferă mijloacele necesare pentru transmiterea datelor de la o stație la alta prin fibră optică și determină:

Utilizarea cablului de fibră optică multimod de 62,5 / 125 µm ca mediu fizic principal;

Cerințe pentru puterea semnalelor optice și atenuarea maximă între nodurile rețelei. Pentru cablul multimod standard, aceste cerințe conduc la o distanță maximă între noduri de 2 km, iar pentru cablul monomod, distanța crește la 10–40 km, în funcție de calitatea cablului;

Cerințe pentru comutatoare optice bypass și transceiver optice;

Parametrii conectorilor optici MIC (Media Interface Connector), marcarea acestora;

Utilizare pentru transmiterea luminii cu o lungime de undă de 1,3 nm;

Lungimea totală maximă a inelului FDDI este de 100 de kilometri, iar numărul maxim de stații dublu conectate din inel este de 500.

Tehnologia FDDI a fost dezvoltată pentru utilizarea în zonele critice ale rețelelor - pe coloana vertebrală între rețele mari, cum ar fi construirea de rețele, precum și pentru conectarea serverelor de înaltă performanță la rețea. Prin urmare, principalele cerințe pentru dezvoltatori au fost ( demnitate):

- asigurarea vitezei mari de transfer de date,

- toleranta la erori la nivel de protocol;

- distante mari intre nodurile retelei si un numar mare de statii conectate.

Toate aceste obiective au fost atinse. Drept urmare, tehnologia FDDI s-a dovedit a fi de înaltă calitate, dar foarte scumpă ( defect). Chiar și apariția unei opțiuni de pereche răsucită mai ieftină nu a redus semnificativ costul conectării unui nod la rețeaua FDDI. Prin urmare, practica a arătat că principala zonă de aplicare a tehnologiei FDDI a devenit coloana vertebrală a rețelelor formate din mai multe clădiri, precum și o rețea la scara unui oraș mare, adică a clasei MAN.

TehnologieRapidEthernet

Nevoia de tehnologie de mare viteză, dar ieftină pentru a conecta stații de lucru puternice la o rețea de stații de lucru puternice a condus la începutul anilor 90 la crearea unui grup de inițiativă care a început să caute o nouă Ethernet, aceeași tehnologie simplă și eficientă, dar care funcționează la viteza de 100 Mbps...

Specialiștii au căzut în două tabere, ceea ce a dus în cele din urmă la apariția a două standarde, adoptate în toamna anului 1995: comitetul 802.3 a aprobat standardul Fast Ethernet, care repetă aproape complet tehnologia Ethernet de 10 Mbps.

Tehnologia Fast Ethernet a păstrat intactă metoda de acces CSMA/CD, păstrând același algoritm și aceiași parametri de timp în intervale de biți (intervalul de biți în sine a scăzut de 10 ori). Toate diferențele dintre Fast Ethernet și Ethernet se manifestă la nivel fizic.

Standardul Fast Ethernet definește trei specificații ale stratului fizic:

- 100Base-TX pentru 2 perechi de UTP categoria 5 sau 2 perechi de STP Tip 1 (metoda de codare 4V / 5V);

- l00Base-FX pentru cablu fibră optică multimod cu două fibre optice (metoda de codare 4V / 5V);

- 100Base-T4, care funcționează pe 4 perechi de UTP categoria 3, dar folosind doar trei perechi la un moment dat pentru transmisie, iar restul - pentru detectarea coliziunilor (metoda de codare 8B / 6T).

Standardele l00Base-TX / FX pot funcționa în modul full duplex.

Diametrul maxim al unei rețele Fast Ethernet este de aproximativ 200 m, iar valoarea exactă depinde de specificația mediului fizic. În domeniul de coliziune Fast Ethernet, nu este permis mai mult de un repetor de clasă I (permițând traducerea codurilor 4B / 5B în coduri 8B / 6T și invers) și nu mai mult de două repetoare de clasă II (nu permite traducerea codurilor).

Tehnologia Fast Ethernet atunci când se lucrează pe perechi răsucite permite două porturi să aleagă cel mai eficient mod de operare - viteză de 10 Mbit/s sau 100 Mbit/s, precum și modul half-duplex sau full-duplex datorită procedurii de auto-negociere.

Tehnologia Gigabit Ethernet

Tehnologia Gigabit Ethernet adaugă un nou pas de 1000 Mbps în ierarhia vitezei familiei Ethernet. Această etapă face posibilă construirea eficientă a rețelelor locale mari, în care serverele puternice și coloana vertebrală a nivelurilor inferioare de rețea funcționează la o viteză de 100 Mbit / s, iar coloana vertebrală Gigabit Ethernet le unește, oferind o marjă suficient de mare de lățime de bandă.

Dezvoltatorii tehnologiei Gigabit Ethernet au păstrat o mare continuitate cu tehnologiile Ethernet și Fast Ethernet. Gigabit Ethernet utilizează aceleași formate de cadre ca versiunile Ethernet anterioare, funcționează în moduri full și half duplex, acceptând aceeași metodă de acces CSMA/CD pe medii partajate cu modificări minime.

Pentru a asigura un diametru maxim acceptabil al rețelei de 200 m în modul half-duplex, dezvoltatorii de tehnologie au decis să mărească dimensiunea minimă a cadrului de 8 ori (de la 64 la 512 octeți). De asemenea, este permisă transmiterea mai multor cadre la rând, fără a elibera mediul, pe un interval de 8096 octeți, atunci cadrele nu trebuie să fie adăugate la 512 octeți. Restul metodei de acces și parametrii de dimensiune maximă a cadrului au rămas neschimbați.

În vara anului 1998, a fost adoptat standardul 802.3z, care definește utilizarea a trei tipuri de cablu ca mediu fizic:

- fibră optică multimodală (distanță de până la 500 m),

- fibră optică monomod (distanță de până la 5000 m),

- dublu coaxial (twinax), prin care datele sunt transmise simultan prin doi conductori de cupru ecranati la o distanta de pana la 25 m.

Pentru a dezvolta o variantă de Gigabit Ethernet pe UTP categoria 5, a fost creat un grup special 802.3ab, care a dezvoltat deja un proiect de standard pentru lucrul pe 4 perechi de UTP categoria 5. Adoptarea acestui standard este așteptată în viitorul apropiat.

Ușor de instalat.

Tehnologia de rețea binecunoscută și cea mai utilizată.

Cost redus al plăcilor de rețea.

Posibilitatea implementării folosind diverse tipuri de cabluri și scheme de cablare.

Dezavantajele Ethernet

O scădere a ratei reale de transfer de date într-o rețea puternic încărcată, până la oprirea ei completă, din cauza conflictelor în mediul de transmisie a datelor.

Dificultăți în depanare: dacă cablul se rupe, întregul segment LAN eșuează și este destul de dificil să localizați un nod sau o secțiune defectă a rețelei.

Scurte caracteristici ale Fast Ethernet.

Ethernet rapid (Fast Ethernet) este o tehnologie de mare viteză propusă de 3Com pentru implementarea unei rețele Ethernet cu o rată de transfer de date de 100 Mbit/s, păstrând în măsura maximă caracteristicile 10 Mbit Ethernet (Ethernet-10) și implementată în forma standardului 802.3u (mai precis, o completare la standardul 802.3 ca capitole 21 până la 30). Metoda de acces este aceeași ca și în Ethernet-10 - CSMA / CD de nivel MAC, ceea ce vă permite să utilizați vechiul software și instrumentele de management pentru rețelele Ethernet.

Toate diferențele dintre Fast Ethernet și Ethernet-10 sunt concentrate pe stratul fizic. Sunt utilizate 3 tipuri de sisteme de cabluri:

FOC multimod (se folosesc 2 fibre);

Structura rețelei- o structură arborescentă ierarhică bazată pe hub-uri (cum ar fi 10Base-T și 10Base-F), deoarece nu este utilizat cablu coaxial.

Diametru net Fast Ethernet a fost redus la 200 de metri, ceea ce se explică printr-o reducere de 10 ori a timpului de transmisie a unei lungimi minime a cadrului datorită creșterii de 10 ori a vitezei de transmisie în comparație cu Ethernet-10. Cu toate acestea, este posibil să se construiască rețele mari bazate pe tehnologia Fast Ethernet, datorită utilizării pe scară largă a tehnologiilor ieftine de mare viteză, precum și a dezvoltării rapide a LAN bazate pe comutatoare. Când se utilizează comutatoare, protocolul Fast Ethernet poate funcționa în modul full-duplex, în care nu există restricții privind lungimea totală a rețelei și doar restricții privind lungimea segmentelor fizice care conectează dispozitivele învecinate (adaptor - comutator sau comutator - comutator) rămân.

Standardul IEEE 802.3u definește 3 specificații ale stratului fizic Fast Ethernet care sunt incompatibile între ele:

100Base-TX - transmiterea datelor prin două perechi neecranate de categoria 5 (2 perechi de UTP categoria 5 sau STP Tip 1);

100Base-T4- transmiterea datelor peste patru perechi neecranate de categorii 3, 4, 5 (4 perechi de UTP categorii 3, 4 sau 5);

100Base-FX- transmiterea datelor pe două fibre ale unui FOC multimod.

Care este timpul de transmisie al lungimii minime (maximale) a cadrului (inclusiv preambulul) în intervale de biți pentru o rețea Ethernet de 10 Mbps?

? 84 / 1538

Ce este PDV (PVV)?

PDV - timpul necesar semnalului de coliziune pentru a se propaga de la cel mai îndepărtat nod din rețea - timpul de turnover dublu (Path Delay Value)

PVV - reducerea intervalului între cadre (Valoarea variabilității căii)

Ce este limita PDV (PVV)?

PDV - nu mai mult de 575 de biți

PVV- când treceți o secvență de cadre prin toate repetitoarele, nu ar trebui să existe mai mult de 49 de biți.

Câte sloturi de biți există o marjă de siguranță suficientă pentru PDV? 4

Când este necesar să se calculeze numărul maxim de repetoare și lungimea maximă a rețelei? De ce nu putem aplica pur și simplu regulile „5-4-3” sau „4-hubs”?

Când diferite tipuri de medii de transmisie

Enumerați condițiile de bază pentru funcționarea corectă a unei rețele Ethernet formată din segmente de natură fizică diferită.

numărul de stații nu mai mult de 1024

lungimea tuturor ramurilor nu este mai mare decât standardul

PDV nu mai mult de 575

PVV- când treceți o secvență de cadre prin toate repetitoarele, nu ar trebui să existe mai mult de 49 de biți.

Care este baza segmentului la calcularea PDV?

Întârzieri repetoare

Unde are loc, în cel mai rău caz, coliziunea: în dreapta, stânga sau segmentul intermediar?

În dreapta - gazda

Când trebuie să calculați PDV de două ori? De ce?

Dacă există lungimi diferite de segment la capetele îndepărtate ale rețelei, deoarece au valori diferite ale latenței de bază.

Scurtă descriere a rețelei LAN Token Ring.

Token Ring (token ring) - o tehnologie de rețea în care stațiile pot transmite date numai atunci când dețin un token care circulă continuu în jurul inelului.

Numărul maxim de stații dintr-un inel este 256.

Distanța maximă dintre stații depinde de tipul mijlocului de transmisie (linie de comunicație) și este:

Până la 8 inele (MSAU) pot fi conectate.

Lungimea maximă a rețelei depinde de configurație.

Scopul tehnologiei de rețea Token Ring.

Rețeaua Token Ring a fost propusă de IBM în 1985 (prima opțiune a apărut în 1980). Scopul Token Ring a fost să creeze în rețea toate tipurile de computere fabricate de companie (de la PC-uri până la mainframe).

Care este standardul internațional pentru rețeaua Token Ring?

Token Ring este în prezent un standard internațional IEEE 802.5.

Ce lățime de bandă este acceptată pe o rețea LAN Token Ring?

Există două variante ale acestei tehnologii, oferind rate de transfer de date de 4, respectiv 16 Mbps.

Ce este dispozitivul cu acces multiplu MSAU?

Hub-ul MSAU este o unitate autonomă cu 8 conectori pentru conectarea computerelor folosind cabluri adaptoare și doi conectori exteriori pentru conectarea la alte hub-uri folosind cabluri trunk.

Mai multe MSAU-uri pot fi combinate constructiv într-un grup (cluster/cluster), în cadrul căruia abonații sunt conectați într-un inel, ceea ce permite creșterea numărului de abonați conectați la un singur centru.

Fiecare adaptor se conectează la MSAU folosind două legături bidirecționale.

Desenați structura și funcționarea unui LAN Token Ring bazat pe unul (mai multe) MSAU.

Unu - vezi mai sus

Mai multe - (continuare) ... Aceleași două linii de comunicație multidirecționale incluse în cablul trunk pot conecta MSAU într-un inel (Figura 3.3), spre deosebire de cablul trunk unidirecțional, așa cum se arată în Figura 3.2.

Fiecare nod LAN primește un cadru de la un nod învecinat, restabilește nivelurile de semnal la valorile nominale și transmite cadrul către nodul următor.

Cadrul transmis poate conține date sau poate fi un marker, care este un cadru de serviciu special de 3 octeți. Nodul care deține jetonul are dreptul de a transfera date.

Când PC-ul trebuie să transmită un cadru, adaptorul său așteaptă sosirea jetonului, apoi îl convertește într-un cadru care conține date generate conform protocolului stratului corespunzător și le transmite în rețea. Pachetul este transmis prin rețea de la adaptor la adaptor până când ajunge la destinație, care setează anumiți biți în el pentru a confirma că cadrul a fost primit de către destinație și îl transmite mai departe în rețea. Pachetul continuă să călătorească prin rețea până când revine la nodul expeditor, unde este verificată transmisia corectă. Dacă cadrul a fost transmis la destinație fără erori, nodul transmite jetonul următorului nod. Astfel, coliziunile de cadre nu sunt posibile pe o LAN care trece jeton.

Care este diferența dintre topologia fizică și cea logică a unui LAN Token Ring?

Topologia inelului de simbol fizic poate fi implementată în două moduri:

1) „stea” (Fig. 3.1);

Topologia logică în toate modurile este un „ring”. Pachetul este trecut de la nod la nod de-a lungul inelului până când revine la nodul de unde a fost originar.

Desenați opțiuni posibile pentru structura unei rețele LAN Token Ring.

1) „stea” (Fig. 3.1);

2) „inel extins” (Fig. 3.2).

Scurtă descriere a organizării funcționale a Token Ring LAN. Vezi # 93

Conceptul și funcțiile unui monitor activ într-o LAN Token Ring.

La inițializarea unei rețele LAN Token Ring, una dintre stațiile de lucru este atribuită ca monitor activ , căruia îi sunt atribuite funcții de control suplimentare în inel:

control temporar în inelul logic pentru a identifica situațiile asociate cu pierderea unui marker;

formarea unui nou marker după detectarea pierderii unui marker;

formarea personalului de diagnosticare în anumite circumstanțe.

Când un monitor activ eșuează, un nou monitor activ este alocat de la multe alte PC-uri.

Ce mod (metodă) de transfer de token este utilizat pe o rețea LAN Token Ring de 16 Mbps?

Pentru a crește performanța rețelei, Token Ring cu o viteză de 16 Mbps folosește așa-numitul modul de transfer timpuriu al jetoanelor (Early Token Release - ETR), în care computerul transmite jetonul către următorul computer imediat după transmiterea cadrului său. În acest caz, următorul RS are posibilitatea de a-și transmite cadrele fără a aștepta finalizarea transmisiei RS-ului original.

Listați tipurile de cadre utilizate pe o rețea LAN Token Ring.

marker; cadru de date; secvență de completare.

Desenați și explicați formatul jetonului (cadru de date, secvență de terminare) a rețelei LAN Token Ring.

Format marker

KO - limitator final - [J | K | 1 | J | K | 1 | PC | OO]

Format de cadru de date

SPK - secvența de pornire a cadrului

DAR - delimitator inițial - [J | K | 0 | J | K | 0 | 0 | 0]

UD - control acces - [P | P | P | T | M | R | R | R]

Marea Britanie - managementul personalului

AN - adresa de destinație

AI - adresa sursa

Date - câmp de date

KS - suma de control

PKK - semnul capătului cadrului

KO - limitator final

SC - starea cadrului

Formatul secvenței de completare

Structura câmpului Control acces într-un cadru LAN Token Ring.

UD- controlul accesului(Controlul accesului) - are următoarea structură: [ P | P | P | T | M | R | R | R ] unde PPP este biții prioritari;

adaptorul de rețea are capacitatea de a atribui priorități markerului și cadrelor de date prin scrierea în câmpul de biți de prioritate al nivelului de prioritate sub formă de numere de la 0 la 7 (7 este cea mai mare prioritate); RS are dreptul de a trimite un mesaj numai dacă propria sa prioritate nu este mai mică decât prioritatea jetonului pe care l-a primit; T- bit marker: 0 pentru marker și 1 pentru cadru de date; M- bit monitor: 1 dacă cadrul a fost transmis de monitorul activ și 0 - în caz contrar; când monitorul activ primește un cadru cu un bit de monitor egal cu 1, înseamnă că mesajul sau markerul a ocolit LAN-ul fără a găsi destinatarul; RRR- Biții de rezervare sunt utilizați împreună cu biții de prioritate; PC-ul poate rezerva o utilizare suplimentară a rețelei prin plasarea valorii sale de prioritate în biții de rezervare, dacă prioritatea sa este mai mare decât valoarea curentă a câmpului de rezervare;

după aceea, atunci când nodul de transmisie, după ce a primit cadrul de date returnat, generează un nou jeton, își stabilește prioritatea egală cu valoarea câmpului de rezervare al cadrului primit anterior; astfel, jetonul va fi transmis nodului care a stabilit cea mai mare prioritate în câmpul de rezervare;

Atribuirea biților de prioritate (bit de marcator, bit de monitor, biți de rezervare) din câmpul Access Control din tokenul LAN Token Ring. Vezi deasupra

Care este diferența dintre cadrele MAC și cadrele LLC?

Din Codul Penal- controlul cadrului(Frame Control - FC) definește tipul de cadru (MAC sau LLC) și codul de control MAC; un câmp de un singur octet conține două zone:

Unde FF- format de cadru (tip): 00 - pentru un cadru de tip MAC; 01 - pentru cadru de nivel LLC; (valorile 10 și 11 sunt rezervate); 00 - cifre de rezervă neutilizate; CCCC- MAC-frame code MAC (câmp de control fizic), care definește tipului (definit de standardul IEEE 802.5) cadre de control layer MAC căruia îi aparține;

Care câmp al cadrului de date indică tipul MAC (LLC)?În domeniul Regatului Unit (vezi mai sus)

Lungimea câmpului de date din cadrele Token Ring LAN.

Nu există o limitare specială a lungimii câmpului de date, deși în practică aceasta apare din cauza limitărilor privind timpul permis ca o rețea să fie ocupată de o stație de lucru separată și este de 4096 de octeți și poate ajunge la 18 Kbytes pentru o rețea cu o transmisie. rata de 16 Mbit/s.

Ce informații suplimentare și de ce conține delimitarea de sfârșit a cadrului LAN Token Ring?

KO este un limitator de capăt care conține, pe lângă o secvență unică de impulsuri electrice, încă două zone cu lungimea de 1 bit fiecare:

tween bit (Cadru intermediar), care ia valori:

1 dacă cadrul face parte dintr-o transmisie cu mai multe rafale,

0 dacă cadrul este ultimul sau singurul;

eroare detectată bit (Eroare detectată), care este setat la 0 în momentul creării unui cadru în sursă și poate fi schimbat la 1 în cazul unei erori detectate în timpul trecerii prin nodurile rețelei; după aceea, cadrul este retransmis fără control al erorilor în nodurile ulterioare până când ajunge la nodul sursă, care în acest caz va încerca să transmită din nou cadrul;

Cum funcționează Token Ring când bitul detectat de eroare în separatorul de cadru final este setat la 1?

după aceea, cadrul este retransmis fără control al erorilor în nodurile ulterioare până când ajunge la nodul sursă, care în acest caz va încerca să transmită din nou cadrul;

Structura câmpului de stare a pachetului din cadrul de date Token Ring LAN.

SC- (condiție) starea cadrului(Stare cadru - FS) este un câmp de un octet care conține 4 biți rezervați (R) și două câmpuri interne:

recunoașterea adresei bit (indicator) (A);

bit (indicator) copie pachet (C): [ ACRRACRR]

Deoarece suma de control nu acoperă câmpul SP, fiecare câmp de un bit din octet este duplicat pentru a asigura fiabilitatea datelor.

Nodul de transmisie setează biții la 0 Ași CU.

Nodul receptor după primirea cadrului setează bitul Aîn 1.

Dacă, după copierea cadrului în tamponul nodului receptor, nu sunt detectate erori de cadru, atunci bitul CU setat de asemenea la 1.

Astfel, un semn al unei transmisii reușite a cadrului este întoarcerea cadrului la sursă cu biți: A= 1 și CU=1.

A = 0înseamnă că stația de destinație nu mai este în rețea sau PC-ul este nefuncțional (oprit).

A = 1și C = 0înseamnă că a apărut o eroare pe calea cadrului de la sursă la destinație (acest lucru va seta, de asemenea, bitul de detectare a erorii din separatorul final la 1).

A = 1, C = 1 iar bitul de detectare a erorii = 1 înseamnă că a apărut o eroare pe calea de întoarcere a cadrului de la destinație la sursă, după ce cadrul a fost primit cu succes de către nodul destinație.

Ce indică valoarea „bitului de recunoaștere a adresei” („packet copying bit to buffer”), egală cu 1 (0),?- Vezi deasupra

Numărul maxim de stații dintr-o LAN Token Ring este egal cu...?-256

Care este distanța maximă dintre stații de pe o rețea LAN Token Ring?

Distanța maximă dintre stații depinde de tipul de mediu de transmisie

(linii de comunicare) și este:

100 de metri - pentru pereche răsucită (categoria UTP 4);

150 metri - pentru pereche răsucită (IBM tip 1);

3000 metri - pentru cablu cu fibră optică multimod.

Avantaje și dezavantaje Token Ring.

Avantajele Token Ring:

fără conflicte în mediul de transmitere a datelor;

timp de acces garantat pentru toți utilizatorii rețelei;

Rețeaua Token Ring funcționează bine chiar și sub sarcini mari, până la 100% încărcare, spre deosebire de Ethernet, în care timpul de acces crește semnificativ chiar și la încărcare de 30% sau mai mult; acest lucru este extrem de important pentru rețelele în timp real;

dimensiunea mai mare permisă a datelor transmise într-un cadru (până la 18 Kbytes), în comparație cu Ethernet, asigură o funcționare mai eficientă a rețelei la transferul de cantități mari de date;

rata reală de transfer de date în rețeaua Token Ring se poate dovedi a fi mai mare decât în ​​Ethernet obișnuit (viteza reală depinde de caracteristicile hardware-ului adaptoarelor utilizate și de viteza computerelor din rețea).

Dezavantajele Token Ring:

costul mai mare al rețelei Token Ring comparativ cu Ethernet, deoarece:

adaptoare mai scumpe datorită protocolului mai complex Token Ring;

costuri suplimentare pentru achiziționarea concentratoarelor MSAU;

dimensiunea mai mică a rețelei Token Ring în comparație cu Ethernet;

necesitatea de a controla integritatea markerului.

În ce rețele LAN nu există conflicte în mediul de transmisie a datelor (timp de acces garantat pentru toți utilizatorii rețelei)?

Pe o rețea LAN cu acces token

Scurtă descriere a LAN FDDI.

Numărul maxim de stații dintr-un inel este de 500.

Lungimea maximă a rețelei este de 100 km.

Mediu de transmisie - cablu fibră optică (poate fi folosită pereche răsucită).

Distanța maximă dintre stații depinde de tipul de mediu de transmisie și este:

2 km - pentru cablu cu fibră optică multimod.

50 (40?) Km - pentru cablu fibră optică monomod;

100 m - pentru pereche răsucită (UTP categoria 5);

100 m - pentru pereche răsucită (IBM tip 1).

Metoda de acces este marker.

Rata de transfer de date este de 100 Mbps (200 Mbps pentru transmisie full duplex).

Limitarea lungimii totale a rețelei se datorează limitării timpului pentru trecerea completă a semnalului de-a lungul inelului pentru a asigura timpul maxim admisibil de acces. Distanța maximă dintre abonați este determinată de atenuarea semnalelor din cablu.

Ce înseamnă abrevierea FDDI?

FDDI (Fibre Distributed Data Interface) este una dintre primele tehnologii LAN de mare viteză.

Scopul tehnologiei de rețea FDDI.

Standardul FDDI se concentrează pe rate mari de transfer de date - 100 Mbit/s. Acest standard a fost conceput pentru a fi cât mai aproape de standardul IEEE 802.5 Token Ring. Ușoare diferențe față de acest standard sunt determinate de necesitatea de a oferi rate mai mari de transfer de date pe distanțe lungi.

Tehnologia FDDI prevede utilizarea fibrei optice ca mediu de transmisie, care asigură:

fiabilitate ridicată;

flexibilitatea reconfigurarii;

rata mare de transfer de date - 100 Mbit / s;

distanțe mari între stații (pentru fibră multimodală - 2 km; pentru monomod la utilizarea diodelor laser - până la 40 km; lungimea maximă a întregii rețele - 200 km).

Ce lățime de bandă este furnizată pe LAN FDDI?

Ethernet, constând din segmente de diferite tipuri, apar multe întrebări, legate în primul rând de dimensiunea maximă admisă (diametrul) rețelei și numărul maxim posibil de elemente diferite. Rețeaua va fi operațională numai dacă întârziere de propagare semnalul din acesta nu va depăși valoarea limită. Este determinat de ales metoda de control al schimburilor Detectarea și rezoluția coliziunilor pe bază de CSMA / CD.

În primul rând, trebuie remarcat faptul că pentru a obține configurații Ethernet complexe din segmente individuale, sunt utilizate dispozitive intermediare de două tipuri principale:

• Hub-urile repetitoare (hubs) sunt un set de repetoare și nu separă logic segmentele conectate la acestea;
• Comută transferul de informații între segmente, dar nu transferă conflicte de la segment la segment.

Când se folosesc switch-uri mai complexe, conflictele în segmente individuale sunt rezolvate pe loc, în segmentele în sine, dar nu se propagă prin rețea, ca în cazul utilizării hub-urilor repetitoare mai simple. Acest lucru este de o importanță fundamentală pentru alegerea unei topologii de rețea Ethernet, deoarece metoda de acces CSMA / CD utilizată în aceasta presupune prezența conflictelor și rezolvarea acestora, iar lungimea totală a rețelei este determinată precis de dimensiunea zonei de conflict, domeniul de coliziune. Astfel, utilizarea unui concentrator repetitor nu împarte zona de conflict, în timp ce fiecare hub de comutare împarte zona de conflict în părți. În cazul utilizării unui comutator, este necesar să se evalueze operabilitatea pentru fiecare segment de rețea separat, iar atunci când se utilizează hub-uri repetitoare - pentru rețea în ansamblu.

În practică, hub-urile repetitoare sunt folosite mult mai des, deoarece sunt atât mai simple, cât și mai ieftine. Prin urmare, în viitor, ne vom concentra asupra lor.

Există două modele de bază utilizate la alegerea și evaluarea unei configurații Ethernet.

Regulile modelului 1

Primul model formulează un set de reguli care trebuie urmate de proiectantul de rețea atunci când conectează computere și segmente individuale:

1. Un repetor sau hub conectat la un segment reduce cu unu numărul maxim de abonați conectați la segment.
2. O cale completă între oricare doi abonați ar trebui să includă nu mai mult de cinci segmente, patru hub-uri (repetoare) și două transceiver (MAU).
3. Dacă calea dintre abonați constă din cinci segmente și patru concentratoare (repetoare), atunci numărul de segmente la care sunt conectați abonații nu trebuie să depășească trei, iar segmentele rămase ar trebui pur și simplu să conecteze concentratoarele (repetoarele) împreună. Aceasta este deja menționată „regula 5-4-3”.
4. Dacă calea dintre abonați constă din patru segmente și trei concentratoare (repetoare), atunci trebuie îndeplinite următoarele condiții:
   • lungimea maximă a unui cablu de fibră optică 10BASE-FL care conectează hub-urile (repetoare) nu trebuie să depășească 1000 de metri;
   • lungimea maximă a unui cablu de fibră optică 10BASE-FL care conectează hub-urile (repetoarelor) cu computerele nu trebuie să depășească 400 de metri;
   • calculatoarele se pot conecta la toate segmentele.

Dacă respectați aceste reguli, puteți fi sigur că rețeaua va fi operațională. Nu sunt necesare calcule suplimentare în acest caz. Se crede că respectarea acestor reguli garantează o latență acceptabilă a rețelei.

Atunci când se organizează interacțiunea nodurilor în rețelele locale, rolul principal este atribuit protocolului stratului de legătură. Cu toate acestea, pentru ca stratul de legătură de date să facă față acestei sarcini, structura rețelelor locale trebuie să fie destul de definită, de exemplu, cel mai popular protocol de nivel de legătură de date - Ethernet - este proiectat pentru conectarea în paralel a tuturor nodurilor de rețea la un comun comun. autobuz pentru ei - o bucată de cablu coaxial. Această abordare a utilizării unor structuri simple de conexiuni prin cablu între calculatoare dintr-o rețea locală a fost în concordanță cu obiectivul principal stabilit de dezvoltatorii primelor rețele locale în a doua jumătate a anilor '70. Acest obiectiv a fost de a găsi o soluție simplă și ieftină pentru conectarea mai multor zeci de computere situate în aceeași clădire într-o rețea de calculatoare.

În dezvoltarea tehnologiei Ethernet au fost create opțiuni de mare viteză: IEEE802.3u / Fast Ethernet și IEEE802.3z / Gigabit Ethernet.

Tehnologie Fast Ethernet este o dezvoltare evolutivă a tehnologiei clasice Ethernet. Principalele sale avantaje sunt:

1) creșterea lățimii de bandă a segmentelor de rețea până la 100 Mb/s;

2) salvarea metodei de acces aleatoriu Ethernet;

3) menținerea unei topologii de rețea în formă de stea și suportarea mediilor tradiționale de transmisie a datelor - pereche răsucită și cablu de fibră optică.

Aceste proprietăți permit o tranziție treptată de la rețelele 10Base-T - cea mai populară opțiune Ethernet în prezent - la rețelele de mare viteză care mențin o continuitate semnificativă cu o tehnologie bine-cunoscută: Fast Ethernet nu necesită o recalificare radicală a personalului și înlocuirea echipamente la toate nodurile rețelei. Standardul oficial 100Base-T (802.3u) a stabilit trei specificații diferite pentru stratul fizic (în ceea ce privește modelul OSI cu șapte straturi) pentru a suporta următoarele tipuri de sisteme de cablare:

1) 100Base-TX pentru cablu cu două perechi pe pereche răsucită neecranată UTP Categoria 5 sau pereche răsucită ecranată STP Tip 1;

2) 100Base-T4 pentru un cablu cu patru perechi pe o pereche torsadată neecranată UTP Categoria 3, 4 sau 5;

3) 100Base-FX pentru cablu cu fibră optică multimod.

Gigabit Ethernet 1000Base-T se bazează pe pereche torsadată și cablu de fibră optică. Deoarece Gigabit Ethernet este compatibil cu Ethernet de 10 Mbps și 100 Mbps, este ușor să migrați la această tehnologie fără a investi masiv în software, cablare și instruire.

Gigabit Ethernet este o extensie a IEEE 802.3 Ethernet care utilizează aceeași structură de pachete, format și suport pentru CSMA / CD, full duplex, controlul fluxului și multe altele, oferind în același timp o îmbunătățire teoretică a performanței de 10 ori. CSMA / CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection) este o tehnologie pentru acces multiplu la un mediu de transmisie comun într-o rețea locală de calculatoare cu control al coliziunilor. CSMA / CD se referă la metode aleatorii descentralizate. Este folosit atât în ​​rețelele convenționale precum Ethernet, cât și în rețelele de mare viteză (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Denumit și protocol de rețea, care utilizează schema CSMA / CD. Protocolul CSMA / CD operează la nivelul de legătură de date în modelul OSI.

Gigabit Ethernet - Oferă rate de transfer de 1000 Mbps. Există următoarele modificări ale standardului:

1) 1000BASE-SX - se folosește un cablu de fibră optică cu o lungime de undă a luminii de 850 nm.

2) 1000BASE-LX - se folosește un cablu de fibră optică cu o lungime de undă a luminii de 1300 nm.

Obiectivele lucrării

Scopul acestei lucrări este de a studia principiile tehnologiilor Ethernet și Fast Ethernet și dezvoltarea practică a metodelor de evaluare a performanței unei rețele construite pe baza tehnologiei Fast Ethernet.

Informații teoretice

Tehnologia Ethernet. Specificația Ethernet a fost propusă de DEC, Intel și Xerox (DIX) în 1980, iar puțin mai târziu a fost bazată pe standardul IEEE 802.3.

Primele versiuni de Ethernet vl.O și Ethernet v2.0 au folosit doar cablu coaxial ca mediu de transmisie. Standardul IEEE 802.3 permite, de asemenea, utilizarea perechii răsucite și a fibrelor optice ca mediu de transmisie.În 1995 a fost adoptat standardul IEEE 802.3u (Fast Ethernet) cu o viteză de 100 Mbit/s, iar în 1997, IEEE 802.3z ( Gigabit Ethernet - 1000 Mbit/s).În toamna anului 1999 a fost adoptat standardul IEEE 802.3ab - Gigabit Ethernet pe pereche răsucită de categoria 5.

În notația Ethernet (10BASE2, 100BASE-TX, etc.), primul element indică rata de transfer de date în Mbps; al doilea BASEB înseamnă că se utilizează transmisia directă (nemodulată); al treilea element B indică valoarea rotunjită a lungimii cablului în sute de metri B (10BASE2 - 185 m, 10BASE5 - 500 m) sau tipul de mediu de transmisie (T, TX, T2, B T4 - pereche răsucită; FX, FL , FB, SX și LX - fibră optică; CX - cablu twinax pentru Gigabit Ethernet).

În centrul Ethernetului se află Acces multiplu pe suporturi de ascultare și detectare a coliziunilor - CSMA / CD

• (Purtător Sense cu acces multiplu și detectare a coliziunilor), implementate de adaptoarele fiecărui nod de rețea la nivel hardware sau firmware:
• toate adaptoarele au o unitate de acces mediu (MAU) - un transceiver conectat la un mediu de transmisie de date comun (partajat);
• fiecare adaptor al nodului, înainte de a transmite informații, ascultă linia până când nu există semnal (purtător);
• adaptorul generează apoi un cadru care începe cu un preambul de sincronizare urmat de un flux binar de auto-sincronizare (Manchester);
• alte noduri primesc semnalul trimis, se sincronizează cu preambulul și îl decodează într-o secvență de biți;
• sfârșitul transmisiei cadrului este determinat de receptorul B care detectează că nu există purtător;
• în caz de detectare ciocniri(coliziune a două semnale de la noduri diferite) nodurile emițătoare încetează să transmită cadrul, după care, la un interval de timp aleator (fiecare prin propriu), efectuează o încercare repetată de transmisie după eliberarea liniei; la eșecul următorB, se face următoarea încercare (și așa mai departe de până la 16 ori), iar intervalul de întârziere B crește;
• coliziunea este detectată de receptor la o lungime a cadrului B nestandard, care nu poate fi mai mică de 64 de octeți, excluzând preambulul;
• trebuie prevăzut un interval de timp între cadre ( Interframe sau inter-packet gap, IPG - decalaj între pachete) durata B 9,6 μs - nodul nu are dreptul de a începe transmisia mai devreme decât după intervalul B IPG, după determinarea momentului de pierdere a purtătorului.

Definiția 1. Domeniul de coliziune- un grup de noduri conectate printr-un mediu de transmisie comun (cabluri și repetoare).

Lungimea domeniului de coliziune este limitată de timpul de propagare a semnalului între nodurile cele mai îndepărtate unul de celălalt.

Definiția 2. Diametrul domeniului de coliziune- distanța dintre cele două dispozitive terminale cele mai îndepărtate unul de celălalt.

Definiția 3. Interval de biți- timpul necesar pentru a transmite un bit.

Intervalul de biți pe Ethernet (la 10 Mbps) este de 0,1 µs.

Tehnologie Fast Ethernet. În tehnologia Fast Ethernet, intervalul de biți este de 0,01 µs, ceea ce oferă o creștere de zece ori a ratei de transfer de date. În același timp, formatul cadrului, cantitatea de date transportată de cadru și mecanismul de accesare a canalului de transmisie a datelor au rămas neschimbate în comparație cu Ethernet.

Fast Ethernet folosește un mediu de transmisie de date pentru funcționarea la o viteză de 100 Mbit/s, care în specificația IEEE 802.3u este desemnat „100BASE-T4” și „100BASE-TX” (pereche răsucită); „100BASE-FX” și „100BASE-SX” (fibră optică).

Reguli de rețea

Primul model de rețea Fast Ethernet. Modelul este, de fapt, un set de reguli pentru construirea unei rețele (Tabelul L.1):

• - lungimea fiecărui segment de pereche răsucită trebuie să fie mai mică de 100 m;
• - lungimea fiecărui segment de fibră optică trebuie să fie mai mică de 412 m;
• - daca se folosesc cabluri MP (Media Independent Interface), atunci fiecare dintre ele trebuie sa fie mai mic de 0,5 m;
• - întârzierile introduse de cablul MP ​​nu sunt luate în considerare la aprecierea parametrilor temporali ai rețelei, întrucât fac parte integrantă din întârzierile introduse de dispozitivele terminale (terminale) și repetoare.

Tabelul L. 1

Diametrul maxim admis al domeniului de coliziune în Fast Ethernet

Standardul definește două clase de repetoare:

• Repetoarele de clasa I convertesc semnalele de intrare B în formă digitală și, la transmisie, recodifică datele digitale B în semnale fizice; conversia semnalului în repetor necesită ceva timp, deci este permis un singur repetor de clasă I în domeniul de coliziune;
• Repetoarele de clasa II transmit imediat semnalele primite fără nicio conversie, prin urmare, numai segmentele pot fi conectate la ele folosind aceleași metode de codificare a datelor; nu pot fi utilizate mai mult de două repetoare de clasă II într-un domeniu de coliziune.

Al doilea model al rețelei Fast Ethernet. Al doilea model conține o secvență de calcule a parametrilor de timp ale rețelei în modul semi-duplex de schimb de date. Diametrul domeniului de coliziune și numărul de segmente din acesta sunt limitate de timpul dublu de rotație necesar pentru funcționarea corectă a mecanismului de detectare și rezoluție a coliziunilor (Tabelul L.2).

Tabelul L2

Întârzieri ale componentelor rețelei Fast Ethernet

Timpul de turnover dublu este calculat pentru cea mai proastă cale (în termeni de propagare a semnalului) între două noduri din domeniul de coliziune. Calculul se realizează prin însumarea întârzierilor în segmente, repetoare și terminale.

Pentru a calcula timpul de rulare dublu, înmulțiți lungimea segmentului cu timpul de rulare dublu specific al segmentului corespunzător. După determinarea timpilor de călătorie dus-întors pentru toate segmentele căii din cel mai rău caz, adăugați latența introdusă de perechea de noduri terminale și repetoare. Pentru a ține cont de întârzierile neprevăzute, se recomandă să adăugați încă 4 intervale de biți (bi) V la rezultatul obținut și să comparați rezultatul cu numărul 512. Dacă rezultatul nu depășește 512 bi, atunci rețeaua este considerată operațională.

Un exemplu de calcul al configurației unei rețele Fast Ethernet. În fig. L.28 este un exemplu de una dintre configurațiile maxime permise ale rețelei Fast Ethernet.

Orez. L.28. Exemplu de configurație validă de rețea Fast Ethernet

Diametrul domeniului de coliziune este calculat ca suma lungimilor segmentelor A (100 m), B (5 m) și C (100 m) și este egal cu 205 m. Lungimea segmentului care conectează repetitoarele B poate fi mai mare. mai mult de 5 m, dacă diametrul domeniului de coliziune nu depășește limita permisă pentru această configurație. Comutatorul (hub de comutare), care face parte din rețea (vezi Fig. L.28), este considerat un dispozitiv terminal, deoarece coliziunile nu se propagă prin el. Prin urmare, un segment de 2 kilometri de cablu de fibră optică care conectează acest comutator cu un router (router), nu este luat în considerare la calcularea diametrului domeniului de coliziune al rețelei Fast Ethernet. Rețeaua îndeplinește regulile primului model.

Să o verificăm acum folosind al doilea model. Cele mai proaste căi din domeniul de coliziune sunt de la DTE1 la DTE2 și de la DTE1 la hub-ul de comutare. Ambele căi constau din trei segmente de perechi răsucite conectate prin două repetoare de clasa II. Două segmente au o lungime maximă admisă de 100 m. Lungimea segmentului care leagă repetitoarele este de 5 m.

Să presupunem că toate cele trei segmente luate în considerare sunt segmente 100BASE-TX și utilizează un cablu de pereche răsucită de categoria 5. LZ arată valorile timpului de rulare dublu pentru traseele considerate B (vezi Fig. L.28). Adăugând numerele din a doua coloană a acestui tabel, obținem 511,96 bi - acesta va fi timpul dublu de rulare pentru cea mai proastă cale.

Tabelul L.Z

Timp de rulare dublu al rețelei Ethernet rapid

Trebuie remarcat faptul că în acest caz nu există un stoc de siguranță de 4 bi, deoarece în acest exemplu sunt utilizate cele mai slabe valori ale întârzierilor B (a se vedea tabelul L.2). Timpul real al componentelor FastB Ethernet poate varia în bine.

Sarcina de finalizat

Este necesar să se evalueze performanța unei rețele Fast Ethernet de 100 de megabiți în conformitate cu primul și al doilea model. Configurațiile rețelei sunt prezentate în tabel. L.4. Topologia rețelei este prezentată în Fig. L. 29-L.ZO.

Tabelul L.4

Opțiuni de locuri de muncă

	Segmentul 1	Segmentul 2	Segmentul 3	Segmentul 4	Segmentul 5	Segmentul 6
	100BASETX, 100 m	100BASETX, 95 m	100BASETX, 80 m		100BASETX, 100 m	100BASETX, 100 m

	Segmentul 1	Segmentul 2	Segmentul 3	Segmentul 4	Segmentul 5	Segmentul 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

Orez. L.29. Topologia rețelei 1

Orez. L. 30. Topologia rețelei 2

Să remarcăm principalele caracteristici ale dezvoltării rețelelor Ethernet și trecerea la rețelele Fast Ethernet (standard IEEE 802.3u):

• - creșterea de zece ori a producției;
• - păstrarea metodei de acces aleatoriu CSMA/CD;
• - păstrarea formatului de cadru;
• - suport pentru mediile tradiționale de transmisie a datelor.

Aceste proprietăți, precum și suportul pentru două viteze și 10/100 Mbps cu detecție automată, încorporate în NIC-urile și switch-urile Fast Ethernet, permit o tranziție lină de la Ethernet la rețele Fast Ethernet mai rapide, oferind o succesiune avantajoasă în comparație cu alte tehnologii. Un alt factor suplimentar pentru pătrunderea de succes pe piață este costul scăzut al echipamentelor Fast Ethernet.

Arhitectură Fast Ethernet

Structura stratului Fast Ethernet (inclusiv interfața MII și transceiver Fast Ethernet) este prezentată în Fig. 13. În etapa de dezvoltare a standardului 100Base-T, comitetul IEEE 802.3u a stabilit că nu există o schemă universală de codare a semnalului care ar fi ideală pentru toate cele trei interfețe fizice (TX, FX, T4). În comparație cu standardul Ethernet, funcția de codificare (codul Manchester) este realizată de stratul de semnalizare fizic PLS (Fig. 5), care se află deasupra interfeței AUI independentă de mediu. În standardul Fast Ethernet, funcțiile de codificare sunt realizate de substratul de codificare PCS situat sub interfața MII independentă de mediu. Ca urmare, fiecare transceiver trebuie să folosească propriul set de scheme de codare cel mai potrivite pentru interfața fizică respectivă, cum ar fi setul 4V / 5V și NRZI pentru interfața 100Base-FX.

Interfață MII și transceiver Fast Ethernet. MII (interfață independentă medie) în Fast Ethernet este analog cu AUI în Ethernet. Interfața MII asigură comunicarea între substraturile de negociere și codare fizică. Scopul său principal este de a simplifica utilizarea diferitelor tipuri de medii. Interfața MII presupune o conexiune ulterioară a transceiver-ului Fast Ethernet. Pentru comunicare este utilizat un conector cu 40 de pini. Distanța maximă peste cablul de interfață MII nu trebuie să depășească 0,5 m.

Dacă dispozitivul are interfețe fizice standard (de exemplu, RJ-45), atunci structura substraturilor stratului fizic poate fi ascunsă în interiorul microcircuitului cu o integrare logică mare. În plus, sunt permise abaterile în protocoalele subnivelurilor intermediare într-un singur dispozitiv, cu scopul principal de a crește performanța.

Interfețe fizice Fast Ethernet

Standardul Fast Ethernet IEEE 802.3u stabilește trei tipuri de interfețe fizice (Fig. 14, Tabelul 6 Principalele caracteristici ale interfețelor fizice ale standardului IEEE 802.3u Fast Ethernet): 100Base-FX, 100Base-TX și 100Base-T4.

100Base-FX. Standardul pentru această interfață cu fibră optică este complet identic cu standardul FDDI PMD. Conectorul optic principal al standardului 100Base-FX este Duplex SC. Interfața permite un canal de comunicație full duplex.

• * - distanta este atinsa numai in modul de comunicare duplex.
• 100Base-TX. Standardul pentru această interfață fizică presupune utilizarea unei perechi răsucite neecranate de categoria 5 sau mai mare. Este complet identic cu standardul FDDI UTP PMD. Portul fizic RJ-45, ca și în standardul 10Base-T, poate fi de două tipuri: MDI (plăci de rețea, stații de lucru) și MDI-X (repetoare Fast Ethernet, comutatoare). Un singur port MDI poate fi prezent pe un repetor Fast Ethernet.

Perechile 1 și 3 sunt utilizate pentru transmisia prin cablu de cupru, perechile 2 și 4 sunt gratuite. Portul RJ-45 de pe placa de rețea și de pe switch poate suporta, pe lângă modul 100Base-TX, modul 10Base-T sau funcția de auto-detecție. Cele mai multe plăci de rețea și switch-uri moderne acceptă această funcție prin porturile RJ-45 și, în plus, pot funcționa în modul full duplex.

100Base-T4. Acest tip de interfață permite furnizarea unui canal de comunicație semi-duplex pe o pereche torsadată UTP сat. 3 și mai sus. Este capacitatea unei întreprinderi de a migra de la Ethernet la Fast Ethernet fără înlocuirea radicală a sistemului de cablare existent bazat pe UTP cat.3 care ar trebui considerată principalul avantaj al acestui standard.

Spre deosebire de standardul 100Base-TX, unde pentru transmisie sunt folosite doar două perechi de cablu răsucite, standardul 100Base-T4 utilizează toate cele patru perechi. Mai mult, atunci când o stație de lucru și un repetor sunt conectate printr-un cablu direct, datele de la stația de lucru la repetitor trec prin perechile răsucite 1, 3 și 4 și în direcția opusă - de-a lungul perechilor 2, 3 și 4, perechile 1 și 2 sunt folosite pentru a detecta coliziuni precum standardul Ethernet... Celelalte două perechi 3 și 4 alternativ, în funcție de comenzi, pot trece semnalul fie într-un sens, fie în celălalt sens. Transmiterea unui semnal în paralel pe trei perechi răsucite este echivalentă cu multiplexarea inversă discutată în Capitolul 5. Rata de biți pe canal este de 33,33 Mbps.

Codificarea caracterelor 8B / 6T... Dacă s-ar folosi codarea Manchester, rata de biți pe pereche răsucită ar fi de 33,33 Mbit/s, ceea ce ar depăși limita de 30 MHz stabilită pentru astfel de cabluri. O reducere efectivă a frecvenței de modulație se realizează prin utilizarea unui cod ternar în locul unui cod binar direct (cu două niveluri). Acest cod este cunoscut ca 8B / 6T; aceasta înseamnă că înainte ca transmisia să aibă loc, fiecare set de 8 biți binari (caracter) este mai întâi convertit conform anumitor reguli în 6 caractere triple (cu trei niveluri).

Interfața 100Base-T4 are un dezavantaj semnificativ - imposibilitatea fundamentală de a suporta modul de transmisie duplex. Și dacă în timpul construcției de rețele Fast Ethernet mici folosind repetoare 100Base-TX, nu are avantaje față de 100Base-T4 (există un domeniu de coliziune, a cărui lățime de bandă nu este mai mare de 100 Mbit / s), atunci în timpul construcției rețelelor folosind comutatoare, dezavantajul interfeței 100Base-T4 devine evident și foarte grav. Prin urmare, această interfață nu este la fel de răspândită ca 100Base-TX și 100Base-FX.

Tipuri de dispozitive Fast Ethernet

Principalele categorii de dispozitive utilizate în Fast Ethernet sunt aceleași ca și în Ethernet: transceiver; convertoare; placi de retea (pentru instalare pe statii de lucru/servere de fisiere); repetoare; comutatoare.

Transceiver- un dispozitiv cu două porturi care acoperă subnivelurile PCS, PMD, PMD și AUTONEG și având, pe de o parte, o interfață MII, pe de altă parte, una dintre interfețele fizice dependente de mediu (100Base-FX, 100Base-TX sau 100Base-T4). Transceiverele sunt folosite relativ rar, precum și plăcile de rețea, repetoarele, comutatoarele cu interfață MII sunt rar folosite.

card LAN. Cele mai răspândite sunt plăcile de rețea cu o interfață 100Base-TX la magistrala PCI. Caracteristicile opționale, dar extrem de dorite, portul RJ-45 includ autoconfigurare 100/10 Mbps și suport full duplex. Cele mai multe dintre cardurile curente lansate acceptă aceste funcții. Există și plăci de rețea cu interfață optică 100Base-FX (producători IMC, Adaptec, Transition Networks etc.) - principalul conector optic standard este SC (ST permis) pentru fibră multimodă.

Convertor(convertor media) - un dispozitiv cu două porturi, ambele porturi reprezintă interfețe dependente de media. Convertoarele, spre deosebire de repetoare, pot funcționa în modul full duplex, cu excepția cazului în care există un port 100Base-T4. Convertoarele 100Base-TX / 100Base-FX sunt răspândite. Datorită tendințelor generale de creștere a rețelelor de bandă largă cu rază lungă de acțiune cu utilizarea FOC-urilor single-mode, consumul de transceiver-uri optice bazate pe fibră single-mode a crescut brusc în ultimul deceniu. Șasiul convertizorului care combină mai multe module individuale 100Base-TX / 100Base-FX permit conectarea mai multor segmente de fibră convergentă la un comutator echipat cu porturi duplex RJ-45 (100Base-TX).

Repetitor.În funcție de parametrul de întârziere maximă în timpul retransmiterii cadrelor, repetoarele Fast Ethernet sunt împărțite în două clase:

• - Clasa I. Întârzierea la RTD dublu nu trebuie să depășească 130W. Datorită cerințelor mai puțin stricte, repetoarele din această clasă pot avea porturi T4 și TX / FX și pot fi, de asemenea, stivuite.
• - Clasa II. Repetoarele din această clasă au cerințe mai stricte de întârziere dublă rulare: RTD

Intrerupator- un dispozitiv important al rețelelor corporative. Cele mai multe switch-uri Fast Ethernet moderne acceptă configurarea automată 100/10 Mbit/s peste porturile RJ-45 și pot oferi comunicații full duplex pe toate porturile (cu excepția 100Base-T4). Comutatoarele pot avea sloturi suplimentare speciale pentru instalarea unui modul up-link. Porturile optice precum Fast Ethernet 100Base-FX, FDDI, ATM (155 Mbit/s), Gigabit Ethernet etc. pot actiona ca interfete pentru astfel de module.

Mare întrerupătoare de producători Companiile Fast Ethernet sunt: ​​3Com, Bay Networks, Cabletron, DEC, Intel, NBase, Cisco etc.

Ethernet, dar și la echipamentele altor rețele, mai puțin populare.

Adaptoare Ethernet și Fast Ethernet

Caracteristicile adaptorului

Adaptoare de rețea (NIC, placă de interfață de rețea) Ethernet și Fast Ethernet pot interfața cu un computer prin una dintre interfețele standard:

• Autobuz ISA (Arhitectură standard industrială);
• magistrală PCI (Peripheral Component Interconnect);
• magistrală PC Card (aka PCMCIA);

Adaptoarele proiectate pentru magistrala de sistem ISA (coloana vertebrală) au fost nu cu mult timp în urmă tipul principal de adaptoare. Numărul companiilor care produceau astfel de adaptoare a fost mare, motiv pentru care dispozitivele de acest tip erau cele mai ieftine. Adaptoarele ISA sunt disponibile pe 8 și 16 biți. Adaptoarele pe 8 biți sunt mai ieftine, în timp ce adaptoarele pe 16 biți sunt mai rapide. Adevărat, schimbul de informații prin magistrala ISA nu poate fi prea rapid (în limită - 16 MB / s, în realitate - nu mai mult de 8 MB / s, iar pentru adaptoarele pe 8 biți - până la 2 MB / s). Prin urmare, adaptoarele Fast Ethernet, care necesită viteze mari de transmisie pentru o funcționare eficientă, practic nu sunt disponibile pentru această magistrală de sistem. Autobuzul ISA este de domeniul trecutului.

Magistrala PCI a înlocuit practic magistrala ISA și devine principala magistrală de expansiune pentru computere. Oferă schimb de date pe 32 și 64 de biți și are un randament mare (teoretic până la 264 MB / s), care îndeplinește pe deplin cerințele nu numai Fast Ethernet, ci și Gigabit Ethernet mai rapid. De asemenea, este important ca magistrala PCI să fie utilizată nu numai în computerele IBM, ci și în computerele PowerMac. În plus, acceptă configurația hardware automată Plug-and-Play. Aparent, în viitorul apropiat, majoritatea adaptoare de rețea... Dezavantajul PCI în comparație cu magistrala ISA este că numărul sloturilor sale de expansiune dintr-un computer este de obicei mic (de obicei 3 sloturi). Dar este exact adaptoare de rețea conectați-vă mai întâi la PCI.

Busul PC Card (fost PCMCIA) este utilizat în prezent numai în computerele notebook. În aceste computere, magistrala PCI internă nu este de obicei direcționată. Interfața PC Card oferă o conexiune simplă la un computer de carduri de expansiune în miniatură, iar cursul de schimb cu aceste carduri este destul de mare. Totuși, tot mai multe laptop-uri sunt echipate cu încorporat adaptoare de rețea, deoarece capacitatea de a accesa rețeaua devine o parte integrantă a setului standard de funcții. Aceste adaptoare de bord sunt din nou conectate la magistrala PCI internă a computerului.

La alegere adaptor de retea orientat către o anumită magistrală, trebuie în primul rând să vă asigurați că există sloturi de expansiune libere pentru această magistrală în computerul conectat la rețea. De asemenea, este necesar să se evalueze laboriozitatea instalării adaptorului achiziționat și perspectivele de lansare a plăcilor de acest tip. Acesta din urmă poate fi necesar în cazul unei defecțiuni a adaptorului.

În sfârșit, sunt mai multe adaptoare de rețea conectarea la computer prin portul LPT paralel (imprimante). Principalul avantaj al acestei abordări este că nu este nevoie să deschideți carcasa computerului pentru a conecta adaptoarele. În plus, în acest caz, adaptoarele nu ocupă resursele de sistem ale computerului, cum ar fi canalele de întrerupere și DMA, precum și adresele de memorie și dispozitive I/O. Cu toate acestea, viteza de schimb de informații între ei și computer în acest caz este mult mai mică decât atunci când se utilizează magistrala de sistem. În plus, necesită mai mult timp procesor pentru a comunica cu rețeaua, încetinind astfel computerul.

Recent, se găsesc tot mai multe computere în care adaptoare de rețea integrat în placa de sistem. Avantajele acestei abordări sunt evidente: utilizatorul nu trebuie să cumpere un adaptor de rețea și să-l instaleze într-un computer. Tot ce trebuie să faceți este să conectați cablul de rețea la un conector extern de pe computer. Cu toate acestea, dezavantajul este că utilizatorul nu poate selecta adaptorul cu cele mai bune performanțe.

La alte caracteristici importante adaptoare de rețea pot fi atribuite:

• modalitatea de configurare a adaptorului;
• dimensiunea memoriei tampon instalată pe placă și modurile de schimb cu aceasta;
• capacitatea de a instala un cip de memorie doar pentru citire pe placă pentru pornirea de la distanță (BootROM).
• capacitatea de a conecta adaptorul la diferite tipuri de medii de transmisie (pereche răsucită, cablu coaxial subțire și gros, cablu de fibra optica);
• utilizat de viteza de transmisie a adaptorului prin rețea și prezența funcției de comutare a acestuia;
• posibilitatea de a utiliza adaptorul modului de schimb full-duplex;
• compatibilitatea adaptorului (mai precis, driverul adaptorului) cu software-ul de rețea utilizat.

Configurația de utilizator a adaptorului a fost utilizată în principal pentru adaptoarele proiectate pentru magistrala ISA. Configurarea implică reglarea la utilizarea resurselor sistemului computerului (adrese I/O, canale de întrerupere și acces direct la memorie, memorie tampon și memorie de pornire la distanță). Configurarea poate fi efectuată prin setarea comutatoarelor (jumpers) în poziția dorită sau folosind programul de configurare DOS furnizat cu adaptorul (Jumperless, Configurare software). La lansarea unui astfel de program, utilizatorului i se cere să stabilească configurația hardware folosind un meniu simplu: selectați parametrii adaptorului. Același program vă permite să faceți autotestare adaptor. Parametrii selectați sunt stocați în memoria nevolatilă a adaptorului. În orice caz, atunci când alegeți parametrii, trebuie să evitați conflictele cu dispozitive de sistem computer și cu alte plăci de expansiune.

Adaptorul poate fi configurat automat și în modul Plug-and-Play când computerul este pornit. Adaptoarele moderne acceptă de obicei acest mod, astfel încât pot fi instalate cu ușurință de către utilizator.

La cele mai simple adaptoare, schimbul cu memoria tampon internă a adaptorului (Adaptor RAM) se realizează prin spațiul de adrese al dispozitivelor I/O. În acest caz, nu este necesară configurarea suplimentară a adreselor de memorie. Trebuie specificată adresa de bază a memoriei tampon de memorie partajată. Este alocat zonei memoriei superioare a computerului (