На головну

Fast Ethernet і lOOVG-AnyLAN як розвиток технології Ethernet

  1.  Ethernet
  2.  I.2.2. Розвиток джерел в системі цивільного права
  3.  III. Розвиток та подолання бідності
  4.  Internet та інформаційні технології
  5.  IP адреса в комп'ютерних мережах Ethernet і Інтернет
  6.  IX. РОЗВИТОК ТОНКИХ СПОСОБНОСТЕЙ І психоенергетичного захисту

Класичний 10-мегабітний Ethernet влаштовував більшість користувачів на протязі близько 15 років. Однак на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна здатність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 з шинами ISA (8 Мбайт / с) або EISA (32 Мбайт / с) пропускна здатність сегмента Ethernet становила 1/8 або 1/32 каналу "пам'ять-диск», і це добре узгоджувалося із співвідношенням обсягів даних, які обробляються локально, і даних, що передаються по мережі. Для більш потужних клієнтських станцій з шиною PCI (133 Мбайт / с) ця частка впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабітного Ethernet стали перевантаженими, реакція серверів в них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більше знижуючи корисну пропускну здатність.

Назріла необхідність в розробці «нового» Ethernet, тобто технології, яка була б такою ж ефективною по співвідношенню ціна / якість при продуктивності 100 Мбіт / с. В результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що врешті-решт призвело до появи двох нових технологій - Fast Ethernet і lOOVG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем спадкоємності з класичним Ethernet.

У 1992 році група виробників мережевого устаткування, включаючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, яка повинна була в максимально можливій мірі зберегти особливості технології Ethernet.

3.6. Fast Ethernet і 1 OOVG-AnyLAN як розвиток технології Ethernet 239

Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT & T, які запропонували скористатися слушною нагодою для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через деякий час до цих компаній приєдналася компанія IBM, яка внесла свій внесок пропозицією забезпечити в новій технології деяку сумісність з мережами Token Ring.

У комітеті 802 інституту IEEE в цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року і до кінця 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабітні рішення, запропоновані різними виробниками. Поряд з пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT & T.

У центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA / CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігало цей метод і тим самим забезпечувало наступність і узгодженість мереж 10 Мбіт / с і 100 Мбіт / с. Коаліція HP і AT & T, яка мала підтримку значно меншого числа виробників в мережевій індустрії, ніж Fast Ethernet Alliance, запропонувала абсолютно новий метод доступу, названий Demand Priority - Пріоритетний доступ на вимогу. Він істотно змінював картину поведінки вузлів в мережі, тому не зміг вписатися в технологію Ethernet і стандарт 802.3, і для його стандартизації був організований новий комітет IEEE 802.12.

Восени 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3и, який не є самостійним стандартом, а є доповненням до існуючого стандарту 802.3 у вигляді глав з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію 1 OOVG-AnyLAN, яка використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадри двох форматів - Ethernet і Token Ring.

3.6.1. Фізичний рівень технології Fast Ethernet

Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні (рис. 3.20). Рівні MAC і LLC в Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, ми вивчатимемо тільки декілька варіантів її фізичного рівня.

Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:

• волоконно-оптичний багатомодовий кабель, використовуються два волокна;

• кручена пара категорії 5, використовуються дві пари;

• кручена пара категорії 3, використовуються чотири пари.

Коаксіальний кабель, що дав світові першу мережу Ethernet, в число дозволених середовищ передачі даних нової технології Fast Ethernet не потрапив. Це загальна тенденція багатьох нових технологій, оскільки на невеликих відстанях кручена пара категорії 5 дозволяє передавати дані з тією ж швидкістю, що і коаксіальний кабель, але мережа виходить дешевшою і зручною в експлуатації. На великих відстанях оптичне волокно володіє набагато більш широкою смугою пропускання, ніж коаксиал, а вартість мережі виходить ненабагато вище, осо

240 Глава 3 • Базові технології локальних мереж

ливо якщо врахувати високі витрати на пошук і усунення несправностей у великій кабельній коаксіальній системі.

Відмова від коаксіального кабелю привела до того, що мережі Fast Ethernet завжди мають ієрархічну деревоподібну структуру, побудовану на концентраторах, як і мережі 10Base-T / 10Base-F. Основною відмінністю конфігурацій мереж Fast Ethernet є скорочення діаметру мережі приблизно до 200 м, що пояснюється зменшенням часу передачі кадру мінімальної довжини в 10 разів за рахунок збільшення швидкості передачі в 10 разів у порівнянні з 10-мегабітним Ethernet.

Проте ця обставина не дуже перешкоджає побудові великих мереж на технології Fast Ethernet. Справа в тому, що середина 90-х років відзначена не тільки широким розповсюдженням недорогих високошвидкісних технологій, але і бурхливим розвитком локальних мереж на основі комутаторів. При використанні комутаторів протокол Fast Ethernet може працювати в повнодуплексному режимі, в якому немає обмежень на загальну довжину мережі, а залишаються тільки обмеження на довжину фізичних сегментів, що з'єднують сусідні пристрої (адаптер - комутатор або комутатор - комутатор). Тому при створенні магістралей локальних мереж великої протяжності технологія Fast Ethernet також активно застосовується, але тільки в повнодуплексному варіанті, спільно з комутаторами.

В даному розділі розглядається напівдуплексний варіант роботи технології Fast Ethernet, який повністю відповідає визначенню методу доступу, описаному в стандарті 802.3. Особливості полнодуплексного режиму Fast Ethernet описані в розділі 4.

3.6. Fast Ethernet і 1 OOVG-AnyLAN як розвиток технології Ethernet 241

У порівнянні з варіантами фізичної реалізації Ethernet (а їх налічується шість), в Fast Ethernet відмінності кожного варіанта від інших глибше - змінюється як кількість провідників, так і методи кодування. А так як фізичні варіанти Fast Ethernet створювалися одночасно, а не еволюційно, як для мереж Ethernet, то була можливість детально визначити ті підрівні фізичного рівня, які не змінюються від варіанта до варіанту, і ті підрівні, які специфічні для кожного варіанта фізичного середовища.

Офіційний стандарт 802.3и встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви (рис. 3.21):

• 100Base-TX для двохпарного кабелю на неекранованої кручений парі UTP категорії 5 або екранованої кручений парі STP Турі 1;

• 100Base-T4 для чотирипарного кабелю на неекранованої кручений парі UTP категорії 3, 4 або 5;

• 100Base-FX для багатомодового оптоволоконного кабелю, використовуються два волокна.

Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики.

• Формати кадрів технології Fast EthernetHe відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet.

• Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 ні. Всі тимчасові параметри алгоритму доступу (Інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т. П.), Виміряні в бітових інтервалах, залишилися колишніми, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися.

• Ознакою вільного стану середовища є передача по ній символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як в стандартах Ethernet 10 Мбіт / с).

Фізичний рівень включає три елементи:

• рівень узгодження (reconciliation sublayer);

в незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, МП); »Пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).

242 Глава 3 • Базові технології локальних мереж

Рівень узгодження потрібний для того, щоб рівень MAC, розрахований на інтерфейс AUI, зміг працювати з фізичним рівнем через інтерфейс МП.

Пристрій фізичного рівня (PHY) полягає, в свою чергу, з декількох підрівнів (див. Рис. 3.20):

• підрівні логічного кодування даних, що перетворює надходять від рівня MAC байти в символи коду 4В / 5В або 8В / 6т (обидва коди використовуються в технології Fast Ethernet);

• підрівнів фізичного приєднання і підрівня залежності від фізичного середовища (PMD), які забезпечують формування сигналів відповідно до методу фізичного кодування, наприклад NRZI або MLT-3;

• підрівні автопереговорів, який дозволяє двом взаємодіючим портам автоматично вибрати найбільш ефективний режим роботи, наприклад, напівдуплексний або повнодуплексний (цей підрівень є факультативним).

Інтерфейс МІ підтримує незалежний від фізичного середовища спосіб обміну даними між подуровнем MAC і подуровнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний за призначенням інтерфейсу AUI класичного Ethernet за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між подуровнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і подуровнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс МІ розташовується між подуровнем MAC і підрівнями кодування сигналу, яких у стандарті Fast Ethernet три - FX, ТХ і Т4.

Роз'єм МП на відміну від роз'єму AUI має 40 контактів, максимальна довжина кабелю МП становить один метр. Сигнали, що передаються по інтерфейсу МП, мають амплітуду 5 В.

Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна

Ця специфікація визначає роботу протоколу Fast Ethernet по багатомодовому оптоволокну в напівдуплексному і повнодуплексному режимах на основі добре перевіреної схеми кодування FDDI. Як і в стандарті FDDI, кожен вузол з'єднується з мережею двома оптичними волокнами, що йдуть від приймача (Rx) і від передавача (Тх).

Між специфікаціями 100Base-FX і 100Base-TX є багато спільного, тому загальні для двох специфікацій властивості будуть даватися під узагальненою назвою 100Base-FX / TX.

У той час як Ethernet зі швидкістю передачі 10 Мбіт / с використовує манчестерське кодування для представлення даних при передачі по кабелю, в стандарті Fast Ethernet визначений інший метод кодування - 4В / 5В. Цей метод вже показав свою ефективність в стандарті FDDI і без змін перенесений в специфікацію 100Base-FX / TX. При цьому методі кожні 4 біти даних підрівня MAC (званих символами) представляються 5 бітами. Надмірна біт дозволяє застосувати потенційні коди при поданні кожного з п'яти біт у вигляді електричних або оптичних імпульсів. Існування заборонених комбінацій символів дозволяє відбраковувати помилкові символи, що підвищує стійкість роботи мереж з 100Base-FX / TX.

Для відділення кадру Ethernet від символів Idle використовується комбінація символів Start Delimiter (пара символів J (11000) і К (10001) коду 4В / 5В, а після завершення кадру перед першим символом Idle вставляється символ Т (рис. 3.22).

Після перетворення 4-бітових порцій кодів MAC у 5-бітові порції фізичного рівня їх необхідно представити у вигляді оптичних або електричних сигналів в кабелі, що з'єднує вузли мережі. Специфікації 100Base-FX і 100Base-TX використовують для цього різні методи фізичного кодування - NRZI і MLT-3 відповідно (як і в технології FDDI при роботі через оптоволокно і виту пару).

Фізичний рівень 1 OOBase-TX - кручена пара UTP Cat 5 або STP Турі 1, дві пари

Як середовище передачі даних специфікація 100Base-TX використовує кабель UTP категорії 5 або кабель STP Type 1. Максимальна довжина кабелю в обох випадках -100 м.

Основні відмінності від специфікації 100Base-FX - використання методу MLT-3 для передачі сигналів 5-бітових порцій коду 4В / 5В по кручений парі, а також наявність функції автопереговорів (Auto-negotiation) для вибору режиму роботи порту. Схема автопереговорів дозволяє двом сполученим фізично пристроям, які підтримують кілька стандартів фізичного рівня, що відрізняються бітовою швидкістю і кількістю кручених пар, вибрати найбільш вигідний режим роботи. Зазвичай процедура автопереговорів відбувається при приєднанні мережного адаптера, який може працювати на швидкостях 10 і 100 Мбіт / с, до концентратора або комутатора.

Описана нижче схема Auto-negotiation сьогодні є стандартом технології 100Base-T. До цього виробники застосовували різні власні схеми автоматичного визначення швидкості роботи взаємодіючих портів, які були сумісні. Прийняту в якості стандарту схему Auto-negotiation запропонувала спочатку компанія National Semiconductor під назвою NWay.

Всього в даний час визначено 5 різних режимів роботи, які можуть підтримувати пристрої 100Base-TX або 100Base-T4 на кручених парах:

• 10Base-T - 2 пари категорії 3;

• 10Base-T full-duplex - 2 пари категорії 3;

• 100Base-TX - 2 пари категорії 5 (або Type 1A STP);

• 100Base-T4 - 4 пари категорії 3;

• 100Base-TX full-duplex - 2 пари категорії 5 (або Туре 1A STP).

Режим 10Base-T має найнижчий пріоритет при переговорному процесі, а повнодуплексний режим 100Base-T4 - найвищий. переговорний процес

244 Глава 3 • Базові технології локальних мереж

відбувається при включенні живлення пристрою, а також може бути ініційований в будь-який момент модулем управління пристрою.

Пристрій, що почав процес auto-negotiation, посилає своєму партнеру пачку спеціальних імпульсів Fast Link Pulse burst (FLP), в якому міститься 8-бітове слово, що кодує пропонований режим взаємодії, починаючи з самого пріоритетного, підтримуваного даним вузлом.

Якщо вузол-партнер підтримує функцію auto-negotuiation і також може підтримувати запропонований режим, він відповідає пачкою імпульсів FLP, в якій підтверджує даний режим, і на цьому переговори закінчуються. Якщо ж вузол-партнер може підтримувати менш пріоритетний режим, то він вказує його у відповіді, і цей режим вибирається в якості робітника. Таким чином, завжди вибирається найбільш пріоритетний загальний режим вузлів.

Вузол, який підтримує тільки технологію 10Base-T, кожні 16 мс посилає манчестерські імпульси для перевірки цілісності лінії, що зв'язує його з сусіднім вузлом. Такий вузол не розуміє запит FLP, який робить йому вузол з функцією Auto-negotiation, і продовжує посилати свої імпульси. Вузол, що отримав у відповідь на запит FLP тільки імпульси перевірки цілісності лінії, розуміє, що його партнер може працювати тільки за стандартом 10Base-T, і встановлює цей режим роботи і для себе.

Фізичний рівень 1 OOBase-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари

Специфікація 100Base-T4 була розроблена для того, щоб можна було використовувати для високошвидкісного Ethernet наявну проводку на кручений парі категорії 3. Ця специфікація дозволяє підвищити загальну пропускну здатність за рахунок одночасної передачі потоків біт по всім 4 парам кабелю.

Специфікація 100Base-T4 з'явилася пізніше інших специфікацій фізичного рівня Fast Ethernet. Розробники цієї технології в першу чергу хотіли створити фізичні специфікації, найбільш близькі до специфікацій 10Base-T і 10Base-F, які працювали на двох лініях передачі даних: двох парах або двох волокнах. Для реалізації роботи по двох витих парах довелося перейти на більш якісний кабель категорії 5.

У той же час розробники конкуруючої технології lOOVG-AnyLAN спочатку зробили ставку на роботу по кручений парі категорії 3; найголовніша перевага полягало не стільки у вартості, а в тому, що вона була вже прокладена в переважній кількості будівель. Тому після випуску специфікацій 100Base-TX і 100Base-FX розробники технології Fast Ethernet реалізували свій варіант фізичного рівня для кручений пари категорії 3.

Замість кодування 4В / 5В в цьому методі використовується кодування 8В / 6Т, яке має більш вузьким спектром сигналу і при швидкості 33 Мбіт / с укладається в смугу 16 МГц кручений пари категорії 3 (при кодуванні 4В / 5В спектр сигналу в цю смугу не вкладається) . Кожні 8 біт інформації рівня MAC кодуються 6-ю трійковими цифрами (ternary symbols), тобто цифрами, що мають три стани. Кожна троїчна цифра має тривалість 40 ні. Група з 6-ти трійкових цифр потім передається на одну з трьох передавальних кручених пар, незалежно і послідовно.

Четверта пара завжди використовується для прослуховування несучої частоти з метою виявлення колізії. Швидкість передачі даних по кожній з трьох передаю-

3.6. Fast Ethernet і 1 OOVG-AnyLAN як розвиток технології Ethernet 245

щих пар дорівнює 33,3 Мбіт / с, тому загальна швидкість протоколу 100Base-T4 становить 100 Мбіт / с. У той же час через прийнятого способу кодування швидкість зміни сигналу на кожній парі дорівнює всього 25 Мбод, що і дозволяє використовувати кручену пару категорії 3.

На рис. 3.23 показано з'єднання порту MDI мережевого адаптера 100Base-T4 з портом MDI-X концентратора (приставка X говорить про те, що у цього роз'єму приєднання приймача і передавача міняються парами кабелю в порівнянні з роз'ємом мережевого адаптера, що дозволяє простіше з'єднувати пари проводів в кабелі - без перехрещення). пара 1-2 завжди потрібно для передачі даних від порту MDI до порту MDI-X, пара 3-6 -кія прийому даних портом MDI від порту MDI-X, а пари 4-5 и 7-8 є двонаправленими і використовуються як для прийому, так і для передачі, в залежності від потреби.

3.6.2. Правило побудови сегментів Fast Ethernet при використанні повторювачів

Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксиальність варіанти Ethernet, розрахована на використання концентраторів-повторювачів для утворення зв'язків в мережі. Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають:

• обмеження на максимальні довжини сегментів, що з'єднують DTE з DTE;

• обмеження на максимальні довжини сегментів, що з'єднують DTE з портом повторювача;

• обмеження на максимальний діаметр мережі;

• обмеження на максимальне число повторювачів і максимальну довжину сегмента, що з'єднує повторювачі.

246 Глава 3 • Базові технології локальних мереж

Обмеження довжин сегментів DTE-DTE

Як DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережевий адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управління мережею і інші подібні пристрої. Відмінною особливістю DTE є те, що він виробляє новий кадр для розділяється сегмента (міст чи комутатор, хоча і передають через вихідний порт кадр, який виробив свого часу мережевий адаптер, але для сегмента мережі, до якого підключений вихідний порт, цей кадр є новим ). Порт повторювача не є DTE, так як він побитно повторює вже з'явився в сегменті кадр.

У типовій конфігурації мережі Fast Ethernet декілька DTE підключається до портів повторювача, утворюючи мережу зіркоподібній топології. З'єднання DTE-DTE в поділюваних сегментах невідомі (якщо виключити екзотичну конфігурацію, коли мережеві адаптери двох комп'ютерів з'єднані прямо один з одним кабелем), а ось для мостів / комутаторів і маршрутизаторів такі сполуки є нормою - коли мережевий адаптер прямо з'єднаний з портом одного з цих пристроїв, або ці пристрої з'єднуються один з одним.

Специфікація IEEE 802.3u визначає наступні максимальні довжини сегментів DTE-DTE, наведені в табл. 3.8.

Обмеження мереж Fast Ethernet, побудованих на повторителях

Повторювачі Fast Ethernet діляться на два класи. Повторювачі класу I підтримують всі типи логічного кодування даних: як 4В / 5В, так і 8В / 6Т. Повторювачі класу II підтримують тільки який-небудь один тип логічного кодування - або 4В / 5В, або 8В / 6Т. Тобто повторювачі класу I дозволяють виконувати трансляцію логічних кодів з бітовою швидкістю 100 Мбіт / с, а повторителям класу II ця операція недоступна.

Тому повторювачі класу I можуть мати порти всіх трьох типів фізичного рівня: 100Base-TX, 100Base-FX і 100Base-T4. Повторювачі класу II мають або всі порти 100Base-T4, або порти 100Base-TX і 100Base-FX, так як останні використовують один логічний код 4В / 5В.

В одному домені колізій допускається наявність тільки одного повторювача класу I. Це пов'язано з тим, що такий повторювач вносить велику затримку при поширенні сигналів через необхідність трансляції різних систем сигналізації - 70 bt.

Повторювачі класу II вносять меншу затримку при передачі сигналів: 46 bt для портів TX / FX і 33,5 bt для портів Т4. Тому максимальне число повто-

3.6. Fast Ethernet і 1 OOVG-AnyLAN як розвиток технології Ethernet 247

ригелів класу II в домені колізій - 2, причому вони повинні бути з'єднані між собою кабелем не довше 5 метрів.

Невелика кількість повторювачів Fast Ethernet не є серйозною перешкодою при побудові великих мереж, так як застосування комутаторів і маршрутизаторів ділить мережа на декілька доменів колізій, кожен з яких буде будуватися на одному або двох повторителях. Загальна довжина мережі не матиме в цьому випадку обмежень.

У табл. 3.9 наведені правила побудови мережі на основі повторювачів класу I.

Таблиця 3.9.Параметри мереж на основі повторювачів класу I

Таким чином, правило 4-х хабів перетворилося для технології Fast Ethernet в правило одного або двох хабів, в залежності від класу хаба.

При визначенні коректності конфігурації мережі можна не керуватися правилами одного або двох хабів, а розраховувати час подвійного обороту мережі, як це було показано вище для мережі Ethernet 10 Мбіт / с.

248 Глава 3 • Базові технології локальних мереж

Як і для технології Ethernet 10 Мбіт / с, комітет 802.3 дає вихідні дані для розрахунку часу подвійного обороту сигналу. Однак при цьому сама форма подання цих даних і методика розрахунку дещо змінилися. Комітет надає дані про подвоєних затримках, внесених кожним елементом мережі, не розділяючи сегменти мережі на лівий, правий і проміжний. Крім того, затримки, що вносяться мережевимиадаптерами, враховують преамбули кадрів, тому час подвійного обороту потрібно порівнювати з величиною 512 бітових інтервалу (bt), тобто згодом передачі кадру мінімальної довжини без преамбули.

Для повторювачів класу I час подвійного обороту можна розрахувати наступним чином.

Затримки, що вносяться проходженням сигналів по кабелю, розраховуються на підставі даних табл. 3.10, в якій враховується подвоєне проходження сигналу по кабелю.

З огляду на, що подвоєна затримка, яку вносить повторителем класу I, дорівнює 140 bt, можна розрахувати час подвійного обороту для довільної конфігурації мережі, природно, з огляду на максимально можливі довжини безперервних сегментів кабелів, наведені в табл. 3.10. Якщо вийшло значення менше 512, значить, за критерієм розпізнавання колізій мережа є коректною. Комітет 802.3 рекомендує залишати запас у 4 bt для стійко працюючої мережі, але дозволяє вибирати цю величину з діапазону від 0 до 5 bt.

Розрахуємо для прикладу рекомендовану в таблиці конфігурацію мережі, що складається з одного повторювача і двох оптоволоконних сегментів довжиною по 136 метрів.

Кожен сегмент вносить затримку по 136 bt, пара мережевих адаптерів FX дає затримку в 100 bt, а сам повторювач вносить затримку в 140 bt. Сума затримок дорівнює 512 bt, що говорить про те, що мережа коректна, але запас прийнятий рівним 0.

3.6. Fast Ethernet і 1 OOVG-AnyLAN як розвиток технології Ethernet 249

3.6.3. Особливості технології 1 OOVG-AnyLAN

Технологія 1 OOVG-AnyLAN відрізняється від класичного Ethernet в значно більшому ступені, ніж Fast Ethernet. Головні відмінності перераховані нижче.

• Використовується інший метод доступу Demand Priority, який забезпечує більш справедливий розподіл пропускної здатності мережі в порівнянні з методом CSMA / CD. Крім того, цей метод підтримує пріоритетний доступ для синхронних додатків.

• Кадри передаються не всім станціям мережі, а тільки станції призначення.

• У мережі є виділений арбітр доступу - концентратор, і це помітно відрізняє дану технологію від інших, в яких застосовується розподілений між станціями мережі алгоритм доступу.

• Підтримуються кадри двох технологій - Ethernet і Token Ring (саме ця обставина дала добавку AnyLAN в назві технології).

• Дані передаються одночасно по 4 парам кабелю UTP категорії 3. По кожній парі дані передаються зі швидкістю 25 Мбіт / с, що в сумі дає 100 Мбіт / с. На відміну від Fast Ethernet в мережах 1 OOVG-AnyLAN немає колізій, тому вдалося використовувати для передачі всі чотири пари стандартного кабелю категорії 3. Для кодування даних застосовується код 5В / 6В, який забезпечує спектр сигналу в діапазоні до 16 МГц (смуга пропускання UTP категорії 3) при швидкості передачі даних 25 Мбіт / с.

Метод доступу Demand Priority заснований на передачі концентратора функцій арбітра, що вирішує проблему доступу до середи. Мережа 1 OOVG-AnyLAN складається з центрального концентратора, званого також кореневих, і з'єднаних з ним кінцевих вузлів і інших концентраторів (рис. 3.25).

250 Глава 3 • Базові технології локальних мереж

Допускаються три рівні каскадування. Кожен концентратор і мережевий адаптер lOOVG-AnyLAN повинен бути налаштований або на роботу з кадрами Ethernet, або з кадрами Token Ring, причому одночасно циркуляція обох типів кадрів не допускається.

Концентратор циклічно виконує опитування портів. Станція, яка бажає передати пакет, посилає спеціальний низькочастотний сигнал концентратора, запитуючи передачу кадру і вказуючи його пріоритет. У мережі lOOVG-AnyLAN використовуються два рівня пріоритетів - низький і високий. Низький рівень пріоритету відповідає звичайним даним (файлова служба, служба друку і т. П.), А високий пріоритет відповідає даним, чутливим до тимчасових затримок (наприклад, мультимедіа). Пріоритети запитів мають статичну і динамічну складові, тобто станція з низьким рівнем пріоритету, довго не має доступу до мережі, отримує високий пріоритет.

Якщо мережа вільна, то концентратор дозволяє передачу пакета. Після аналізу адреси одержувача в прийнятому пакеті концентратор автоматично відправляє пакет станції призначення. Якщо мережа зайнята, концентратор ставить отриманий запит в чергу, яка обробляється відповідно до порядку надходження запитів і з урахуванням пріоритетів. Якщо до порту підключений інший концентратор, то опитування припиняється до завершення опитування концентратором нижнього рівня. Станції, підключені до концентраторів різного рівня ієрархії, не мають переваг по доступу до середовища, так як рішення про надання доступу приймається після проведення опитування всіма концентраторами опитування всіх своїх портів.

Залишається неясним питання - яким чином концентратор довідається, до якого порту підключена станція призначення? У всіх інших технологіях кадр просто передавався всім станціям мережі, а станція призначення, розпізнавши свою адресу, копіювала кадр в буфер. Для вирішення цього завдання концентратор дізнається MAC адресу станції в момент фізичного приєднання її до мережі кабелем. Якщо в інших технологіях процедура фізичного з'єднання з'ясовує зв'язність кабелю (link test в технології 10Base-T), тип порту (технологія FDDI), швидкість роботи порту (процедура auto-negotiation в Fast Ethernet), то в технології lOOVG-AnyLAN концентратор при встановленні фізичного з'єднання з'ясовує MAC адресу станції. І запам'ятовує його в таблиці адрес MAC, аналогічної таблиці моста / комутатора. Відмінність концентратора lOOVG-AnyLAN від моста / комутатора в тому, що у нього немає внутрішнього буфера для зберігання кадрів. Тому він приймає від станцій мережі тільки один кадр, відправляє його на порт призначення і, поки цей кадр не буде повністю прийнятий станцією призначення, нові кадри концентратор не приймає. Так що ефект розділяється середовища зберігається. Поліпшується тільки безпека мережі - кадри не потрапляють на чужі порти, і їх важче перехопити.

Технологія lOOVG-AnyLAN підтримує кілька специфікацій фізичного рівня. Початковий варіант був розрахований на чотири неекрановані кручені пари категорій 3,4,5. Пізніше з'явилися варіанти фізичного рівня, розраховані на дві неекрановані кручені пари категорії 5, дві екрановані кручені пари типу 1 або ж два оптичних багатомодових оптоволокна.

Важлива особливість технології lOOVG-AnyLAN - збереження форматів кадрів Ethernet і Token Ring. Прихильники lOOVG-AnyLAN стверджують, що цей підхід полегшить межсетевое взаємодія через мости і маршрутизатори, а також забезпечить сумісність з існуючими засобами мережного управління, зокрема с аналізаторами протоколів.

3.6. Fast Ethernet і 1 OOVG-AnyLAN як розвиток технології Ethernet 251

Незважаючи на багато хороших технічних рішень, технологія 1 OOVG-AnyLAN не знайшла великої кількості прихильників і значно поступається за популярністю технології Fast Ethernet. Можливо, це сталося через те, що технічні можливості підтримки різних типів трафіку у технології ATM істотно ширше, ніж у lOOVG-AnyLAN. Тому при необхідності тонкого забезпечення якості обслуговування застосовують (або збираються застосовувати) технологію ATM. А для мереж, в яких немає необхідності підтримувати якість обслуговування на рівні поділюваних сегментів, більш звичною виявилася технологія Fast Ethernet. Тим більше що для підтримки дуже вимогливих до швидкості передачі даних додатків є технологія Gigabit Ethernet, яка, зберігаючи наступність із Ethernet і Fast Ethernet, забезпечує швидкість передачі даних 1000 Мбіт / с.

висновки

* Потреби в високошвидкісний і в той же час недорогий технології для підключення до мережі потужних робочих станцій привели на початку 90-х років до створення ініціативної групи, яка зайнялася пошуками нового Ethernet -такий же простий і ефективною технологією, але яка працює на швидкості 100 Мбіт / с.

»Фахівці розбилися на два табори, що врешті-решт призвело до появи двох стандартів, прийнятих восени 1995 року: комітет 802.3 затвердив стандарт Fast Ethernet, що майже повністю повторює технологію Ethernet 10 Мбіт / с, а спеціально створений комітет 802.12 затвердив стандарт технології 1 OOVG- AnyLAN, яка зберігала формат кадру Ethernet, але істотно змінювала метод доступу.

»Технологія Fast Ethernet зберегла в недоторканності метод доступу CSMA / CD, залишивши в ньому той же алгоритм і ті ж тимчасові параметри в бітових інтервалах (сам бітовий інтервал зменшився в 10 разів). Всі відмінності Fast Ethernet від Ethernet виявляються на фізичному рівні.

»У стандарті Fast Ethernet визначені три специфікації фізичного рівня: 100Base-TX для 2-х пар UTP категорії 5 або 2-х пар STP Турі 1 (метод кодування 4В / 5В), 100Base-FX для багатомодового волоконно-оптичного кабелю з двома оптичними волокнами (метод кодування 4В / 5В) і 100Base-T4, що працює на 4-х парах UTP категорії 3, але використовує одночасно тільки три пари для передачі, а решту - для виявлення колізії (метод кодування 8В / 6Т).

* Стандарти 100Base-TX / FX можуть працювати в повнодуплексному режимі.

»Максимальний діаметр мережі Fast Ethernet дорівнює приблизно 200 м, а більш точні значення залежать від специфікації фізичного середовища. У домені колізій Fast Ethernet допускається не більше одного повторювача класу I (що дозволяє транслювати коди 4В / 5В в коди 8В / 6Т і назад) і не більше двох повторювачів класу II (що не дозволяють виконувати трансляцію кодів).

»Технологія Fast Ethernet при роботі на кручений парі дозволяє за рахунок процедури автопереговорів двох портів вибирати найбільш ефективний режим роботи - швидкість 10 Мбіт / с або 100 Мбіт / с, а також напівдуплексний або повнодуплексний режим.

252 Глава 3 • Базові технології локальних мереж_____________________________________________

• У технології lOOVG-AnyLAN арбітром, який вирішує питання про надання станціям доступу до середи, є концентратор, що підтримує метод Demand Priority - пріоритетні вимоги. Метод Demand Priority оперує з двома рівнями пріоритетів, що виставляються станціями, причому пріоритет станції, довго не отримує обслуговування, підвищується динамічно.

• Конпентратори VG можуть об'єднуватися в ієрархію, причому порядок доступу до середовища не залежить від того, до концентратора якого рівня підключена станція, а залежить тільки від пріоритету кадру і часу подачі заявки на обслуговування.

• Технологія lOOVG-AnyLAN підтримує кабель UTP категорії 3, причому для забезпечення швидкості 100 Мбіт / с передає дані одночасно по 4-м парам. Є також фізичний стандарт для кабелю UTP категорії 5, кабелю STP Турі 1 і волоконно-оптичного кабелю.




 лінії зв'язку |  Методи передачі дискретних даних на фізичному рівні |  Методи передачі даних канального рівня |  методи комутації |  Протоколи і стандарти локальних мереж |  Протокол LLC рівня керування логічним каналом (802.2) |  Технологія Ethernet (802.3) |  параметри Значення |  Тип кадру Мережеві протоколи |  Base-5 10Base-2 10Base-T lOBase-F |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати