Технология Ethernet

Появление между конечными узлами активного устройства, которое может контролировать работу узлов и изолировать работу узлов и изолировать от сети некорректно работающие узлы, является главным преимуществом типологии 10Base-T по сравнению со сложными в эксплуатации коаксиальными сетями.

6.4 Волоконно-оптическая сеть Ethernet

В качестве среды передачи данных 10-мегабитная сеть Ethernet использует оптическое волокно. Оптоволоконные стандарты в качестве основного типа кабеля рекомендуют достаточно дешевое многомодовое оптическое волокно, обладающее полосой пропускания 500-800 МГц при длине кабеля 1 км.

Функционально сеть Ethernet на оптическом кабеле состоит из тех же элементов, что и сеть стандарта 10Base-T- сетевых адаптеров, многопортового повторителя и отрезков кабеля, соединяющих адаптер с портом повторителя. Как и в случае витой пары, для соединения адаптера с повторителем используются два оптоволокна - одно соединяет выход Т_х адаптера с входом R_x повторителя, а другое - вход R_x адаптера с выходом Т_х повторителя.

Стандарт FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link - волоконно-оптический канал между повторителями) представляет собой первый стандарт комитета 802.3 для использования оптоволокна в сетях Ethernet. Он гарантирует длину оптоволоконной связи между повторителями до 1 км. Максимальное число повторителей между любыми узлами сети - 4. Как и в стандарте 10Base-5, максимального диаметра в 2500 м здесь достичь можно, однако отрезки кабеля предельного размера между всеми 4 повторителями, а также между повторителями и конечными узлами недопустимы - иначе получится сеть длиной 5000 м.

Стандарт 10Base-FLпредставляет собой незначительное улучшение стандарта FOIRL. Увеличена мощность передатчиков, поэтому максимальное расстояние между узлом и концентратором увеличилось до 2000 м. Максимальное число повторителей между узлами осталось равным 4, и стандартная максимальная длина сети 2500 м достижима.

Стандарт 10Base-FBпредназначен только для соединения повторителей. Конечные узлы не могут использовать этот стандарт для присоединения к портам концентратора. Между узлами сети можно установить до 5 повторителей10Base-FBпри максимальной длине одного сегмента 2000 м и максимальной длине сети 2740 м.

7. Альтернативные сетевые технологии. TokenRing

Самой распространенной альтернативой локальным сетям Ethernet является разработанная компанией IBM сетевая технология tokenring. В стандартах Ethernet для регулирования доступа к каналу передачи вводятся выбранные по случайному закону перерывы между попытками передачи данных, тогда как стандарт tokenring предусматривает использование метода строго упорядоченного доступа. В сети tokenring узлы располагаются в виде логического кольца. Узлы посылают кадры по кольцу, причем кадр, прошедший один раз все кольцо, удаляется.[4]

Работа кольца начинается с запуска маркера (по-английски token), представляющего собой специальный блок данных, который гарантирует получившей его станции право передачи.

Маркер передается по кольцу, подобно любому кадру, пока не достигнет станции, которой необходимо передать данные.

Такая станция захватывает маркер и заменяет кадр маркера кадром с информацией, который и выдается станцией для передачи по сети.

Когда этот кадр с данными возвращается к передавшей его станции, последняя удаляет кадр, создает новый маркер и отправляет его на следующий узел кольца.

Узлы сети token-ring не ждут несущего сигнала и не следят за возможностью конфликта. Благодаря наличию маркерного кадра, станции гарантируется возможность передачи кадра с данными без опасения, что ей помешает другая станция. Поскольку любая станция после отправки одного кадра с данными выдает маркер, каждая станция кольца получает в порядке очередности возможность для передачи данных. Очередность устанавливается по заданному алгоритму и без каких бы то ни было привилегий. Скорость передачи данных в сетях tokenring обычно составляет от 4 до 16 Мбит в секунду.

Еще одной технологией с передачей маркера является интерфейс для доступа к распредёленным данным по оптоволокну (Fiber-distributed data interface FDDI). Этот стандарт предусматривает передачу информации по двум оптоволоконным кольцам, причем направление передачи маркера в одном из них противоположно направлению передачи в другом. Сети FDDI обеспечивали скорость передачи информации 100 Мбит в секунду, что сначала способствовало росту их популярности в условиях, когда требовалась высокая скорость передачи. Однако с появлением более дешевого и простого в управлении стандарта Ethernet со скоростью 100 Мбит в секунду сети FDDI используются все реже. Главным достоинством сетей Ethernet, благодаря которому они стали такими популярными, является их экономичность. Для построения сети достаточно иметь по одному сетевому адаптеру для каждого компьютера плюс один физический сегмент коаксиального кабеля нужной длины.

8. Основные достоинства технологии Ethernet

1. Главным достоинством сетей Ethernet, благодаря которому они стали такими популярными, является их экономичность. Для построения сети достаточно иметь по одному сетевому адаптеру для каждого компьютера плюс один физический сегмент коаксиального кабеля нужной длины.

2. Кроме того, в сетях Ethernet реализованы достаточно простые алгоритмы доступа к среде, адресации и передачи данных. Простота логики работы сети ведет к упрощению и, соответственно, снижению стоимости сетевых адаптеров и их драйверов. По той же причине адаптеры сети Ethernet обладают высокой надежностью.

3. И, наконец, еще одним замечательным свойством сетей Ethernet является их хорошая расширяемость, то есть возможность подключения новых узлов.

Другие базовые сетевые технологии, такие как TokenRing и FDDI, хотя и обладают индивидуальными чертами, в то же время имеют много общего с Ethernet. В первую очередь, это применение регулярных фиксированных топологий ("иерархическая звезда" и "кольцо"), а также разделяемых сред передачи данных. Существенные отличия одной технологии от другой связаны с особенностями используемого метода доступа к разделяемой среде. Так, отличия технологии Ethernet от технологии TokenRing во многом определяются спецификой заложенных в них методов разделения среды - случайного алгоритма доступа в Ethernet и метода доступа путем передачи маркера в TokenRing.[2]

Заключение

Разделяемые локальные сети представляют собой наиболее простой и дешевый в реализации тип локальных сетей. Основной недостаток разделяемых локальных сетей состоит в плохой масштабируемости, так как при увеличении узлов сети уменьшается доля пропускной способности, приходящаяся на каждый узел.

Специфика локальных сетей нашла свое отражение в разделении канального уровня на два подуровня - LLC и MAC.

Уровень MAC отвечает за доступ к разделяемой среде и отправку через нее кадров. В стандарты 802 определяют различные методы доступа, которые делятся на две категории: случайные и детерминированные. Случайные методы доступа обеспечивают минимальную задержку доступа к среде при низкой загрузке среды. Детерминированные методы доступа могут работать при большей загруженности сетей.

Протокол LLC обеспечивает для протоколов верхних уровней нужное качество транспортных услуг, передавая кадры либо дейтаграммным способом, либо с помощью процедур с установлением соединения и восстановлением кадров.

Ethernet- самая распространенная на сегодняшний день технология локальных сетей. В широком смысле Ethernet- это семейство технологий, в которое входит фирменный стандарт Ethernet DIX, а также стандарты IEEE802.3 Ethernet10 Мбит/с, FastEthernet, GigabitEthernet и 10GEthernet. Все виды технологий Ethernet, кроме 10GEthernet, используют один и тот же метод доступа CSMA/CD.

Наличие коллизий - это неотъемлемое свойство сетей Ethernet, являющееся следствием принятого случайного метода доступа. Возможность четкого распознавания коллизий обусловлена соблюдением соотношения между минимальной длиной кадра и максимально возможным диаметром сети.

Максимально возможная пропускная способность сегмента Ethernet10 Мбит/с в кадрах в секунду достигается при передаче кадров минимальной длины и составляет 14 880 кадр/с. При этом полезная пропускная способность сети составляет всего 5,48 Мбит/с, что лишь ненамного превышает половину номинальной пропускной способности - 10 Мбит/с.

Максимально возможная полезная пропускная способность сети Ethernet при передаче кадров максимальной длины в 1518 байт составляет 513 кадр/с. Эти кадры передаются по сети со скоростью 9,75 Мбит/с, которая близка к номинальной.

Технология Ethernet поддерживает 4 разных типа кадров, которые имеют общий формат адресов узлов. Существуют формальные признаки, по которым сетевые адаптеры автоматически распознают тип кадра.

В зависимости от типа физической среды стандарт IEEE802.3 определяет различные спецификации: 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, FOIRL, l0Base-FL, 10Base-FB. Для каждой спецификации определяются тип кабеля, максимальные длины непрерывных отрезков кабеля, а также правила использования повторителей для увеличения диаметра сети: правило 5-4-3 для коаксиальных вариантов сетей и правило 4-х хабов для витой пары и оптоволокна.

Список литературы

1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 3-е изд. - СПб.: Питер, 2008. - 958 с.: ил.

2. Основы сетей передачи данных. Курс лекций. Учебное пособие / Издание второе, исправленное - В.Г. Олифер, Н.А. Олифер / М.: ИНТУИТ.РУ «Интернет - университет Информационных Технологий», 2005. - 176 с. - 5-9556-0035-3

3. http://www.pcwork.ru/kak_rabotaet_ethernet_mnogostantsionnyiy_dostup.htm

4. http://pro-net.ucoz.ru/publ/kak_rabotaet_ethernet/1-1-0-32

Размещено на Allbest.ru