Ethernet - самая популярная в настоящее время сетевая архитектура. Она использует узкополосную передачу со скоростью 10 Мбит/с, топологию шина, а для регулирования трафика в основном сегменте кабеля - метод CSMA/CD ( МДПН/ОС ) [40].

Среда (кабель) Ethernet является пассивной, т.е. получает питание от компьютера. Следовательно, она прекращает работу из-за физического повреждения или неправильного подключения терминатора.

Характеристика сети Ethernet:

• традиционная топология - линейная шина;

• другие топологии - звезда - шина;

• тип передачи - узкополосная;

• метод доступа - CSMA/CD;

• скорость передачи данных - 10 и 100 Мбит/с;

• кабельная система - тонкий и толстый коаксиальный, UTP (Unshielded Twisted-Pair - неэкранированная витая пара).

Ethernet разбивает данные на пакеты (кадры), формат которых отличается от формата пакетов, используемого в других сетях. Кадры представляют собой блоки информации, передаваемые как единое целое. Кадр Ethernet может иметь длину от 64 до 1518 байт, но сама структура кадра Ethernet использует по крайней мере 18 байт, поэтому размер блока данных в Ethernet - от 46 до 1500 байт. Каждый кадр содержит управляющую информацию и имеет общую с другими кадрами организацию.

Например, передаваемый по сети кадр Ethernet II (рис. 6.24) используется для протокола управления передачей межсетевого протокола TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internetwork Protocol). Кадр состоит из полей, которые перечислены ниже.

Поле кадра Назначение Преамбула Отмечает начало кадра Местоназначение и источник Указывает адрес источника и адрес приемника Т_ипИспользуется для идентификации протокола сетевого уровня Циклический избыточный Поле информации код (CRC) для проверки ошибок Данные Содержит передаваемую в кадре информацию

Рис. 6.24. Кадр данных Ethernet II

Сети Ethernet используют различные варианты кабелей и топологий. Далее будут представлены варианты, основанные на спецификации IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).

Ниже рассмотрены четыре топологии Ethernet со скоростью передачи данных 10 Мбит/с: lOBaseT, 10Base2, 10Base5, lOBaseFL.

lOBaseT. В 1990 г. IEEE опубликовал спецификацию 802.3 для построения сети Ethernet на основе витой пары. lOBaseT (10 - скорость передачи, измеряемая мегабитами в секунду, Base - узкополосная, Г - витая пара) - сеть Ethernet, которая для соединения компьютеров обычно использует неэкранированную витую пару (UTP). Тем не менее и экранированная витая пара (STP) также может применяться в топологии lOBaseT без изменения ее параметров.

Большинство сетей этого типа строится в виде звезды, но по системе передачи сигналов представляют собой шину, как и другие конфигурации ЕШетеІ. Обычно концентратор сети ЮВазеТ выступает как многопортовый репитер и часто располагается в распределительной стойке здания. Каждый компьютер подключается к другому концу кабеля, соединенного с активным концентратором (рис. 6.25), и использует две пары проводов: одну - для приема, другую - для передачи.

Максимальная длина сегмента ЮВазеТ - 100 м (см. рис. 6.25). Минимальная длина кабеля - 2,5 м. Сеть ЮВазеТ может обслуживать до 1024 компьютеров.

Рис. 6.25. Активный концентратор в сети ЮВазеТ

На рте. 6.26 показано, как сеть ЮВазеТ реализует преимущества топологии звезда. Кабель ИТР обеспечивает скорость передачи данных 10 Мбит/с. Изменение конфигурации производится на коммутационных панелях - простым переключением шнура из одного гнезда в другое. Эти изменения не затрагивают другие сетевые устройства.

Рис. 6.26. Сеть ЮВазеТ звездообразной топологии 10Ваяе2. В соответствии со спецификацией 1ЕЕЕ 802.3 эта топология называется 10Вазе2 (2 - передача на расстояние, примерно в два раза превышающее 100 м).

Сеть такого типа ориентирована на тонкий коаксиальный кабель, или "тонкий ЕіЬет奒, с максимальной длиной сегмента 185 м. Минимальная длина кабеля 0,5 м. Кроме того, существует ограничение на максимальное количество компьютеров, которое может быть размещено на 185-метровом сегменте кабеля, - 30 шт.

Компоненты кабеля "тонкий ЕШетеГ: баррел-коннекторы, Т-коннекторы и терминаторы.

Сети на тонком ЕШетеІ обычно имеют топологию "шина". Стандарты ІЕЕЕ для "тонкого ЕШетеГ не предусматривают использования кабеля трансивера между Т-коннектором и компьютером. Вместо этого Т-коннектор располагают непосредственно на плате сетевого адаптера.

Баррел-коннектор, соединяя сегменты кабеля, позволяет увеличить его общую длину. Например, вам нужен кабель длиной 30 м, а у вас есть сегменты тонкого кабеля по 20 и 5 м. Соедините двумя баррел-коннекторами эти сегменты, чтобы получить кабель нужной длины. Однако использование баррел-коннекторов желательно свести к минимуму, поскольку они ухудшают качество сигнала.

Сеть на "тонком ЕіЬет奒 - экономичный способ реализации сетей для небольших отделений и рабочих групп. Используемый в такого типа сетях кабель относительно недорогой, прост в установке и легко конфигурируется.

По спецификации ІЕЕЕ 802.3 сеть на "тонком ЕШетеГ может поддерживать до 30 узлов (компьютеров и репитеров) на один кабельный сегмент. Но при этом необходимо соблюдать правило 5-4-3. Поясним его суть. Сеть на "тонком ЕіЬегп奒 может состоять максимум из 5 сегментов кабеля, соединенных 4 репитерами, но только к 3 сегментам могут быть подключены рабочие станции. Таким образом, два сегмента остаются зарезервированными для репитеров, их называют межрепитерными связями. Такая конфигурация известна как правило 5-4-3.

На рис. 6.27 имеется 5 магистральных сегментов и 4 репитера. К магистральным сегментам 1, 2, 5 подключены компьютеры. Магистральные сегменты 3 и 4 предназначены только для увеличения общей длины сети.

Поскольку для сетей на "тонком ЕіЬет奒 ограничения слишком жесткие, большие предприятия, чтобы соединить сегменты и увеличить общую длину сети до 925 м, используют репитеры.

Рис. 6.27. Правило 5-4-3 для "тонкого Ethemet'': 5 сегментов, 4 репитера, 3 сегмента для подключения станций ІОВаяе 5. Так называется эта технология в соответствии со спецификацией ІБББ. Известно и другое ее название - стандартный ЕїНетеї.

Сети на толстом коаксиальном кабеле ("толстый ЕШегпеГ') обычно используют топологию шина. "Толстый ЕШегпеГ' может поддерживать до 100 узлов на магистральный сегмент. Магистраль - главный кабель, к которому присоединяются трансиверы с подключенными к ним рабочими станциями и репитерами (рис. 6.28). Сегмент "толстого ЕШегпеГ' может иметь длину 500 м при общей длине сети 2500 м.

Расстояния и допуски для "толстого ЕШегпеГ' больше, чем для "тонкого ЕШегпеГ'.

Трансивер Трансивер

Компоненты кабельной системы:

• трансиверы. Они обеспечивают связь между компьютером и главным кабелем ЛВС, совмещены с "зубом вампира", соединенным с кабелем;

• кабели трансиверов (ответвляющиеся кабели). Они соединяют трансивер с платой сетевого адаптера;

• ОІХ-коннектор илиАШ-коннектор. Расположен на кабеле трансивера;

• коннекторы К-серии (в том числе баррел-коннекторы) и терминаторы К-серии.

Компоненты "толстого ЕШегпеГ работают так же, как компоненты "тонкого ЕШегпеГ.

Суть правила 5-4-3 для "толстого ЕїНетеї" (рис. 6.29) состоит в следующем. Сеть на "толстом ЕШегпеГ может состоять максимум из пяти магистральных сегментов, соединенных четырьмя репитерами, но только к трем сегментам могут быть подключены компьютеры. При вычислении общей длины кабеля "толстый ЕШегпеГ длина кабеля трансивера не учитывается, т.е. в расчет принимают только длину сегмента кабеля "толстый ЕШегпеГ.

Минимальное расстояние между соседними подключениями 2,5 м. В это расстояние не входит длина кабеля трансивера. "Тол-

стый Ethernet" был разработан для построения ЛВС в рамках большого отдела или всего здания.

Обычно в крупных сетях используют “толстый” и “тонкий Ethernet". "Толстый Ethernet" хорошо подходит в качестве магистрали, а для ответвляющихся сегментов применяют "тонкий Ethernet". Трансивер соединяется с кабелем "толстый Ethernet", AUI-коннектор кабеля трансивера включается в репитер. Ответвляющиеся сегменты "тонкого Ethernet" соединяются с репитером, а к ним уже подключаются компьютеры.

lOBaseFL. Эта топология представляет собой сеть Ethernet, в которой компьютеры и репитеры соединены оптоволоконным кабелем.

, Основная причина популярности lOBaseFL - возможность прокладывать кабель между репитерами на большие расстояния (например, между зданиями). Максимальная длина сегмента lOBaseFL составляет 2 000 м.

Стандарты IEEE на 100 Мбит/с. Новые стандарты Ethernet позволяют преодолеть скорость передачи в 10 Мбит/с. Эти новые возможности разрабатываются для таких приложений, порождающих интенсивный трафик, как: CAD (Computer-Aided Design) - системы автоматизированного проектирования, САМ (Computer-Aided Manufacturing) - системы автоматизированного производства, видео-, отображения и хранения документов.

Известны два стандарта Ethernet, которые могут удовлетворить возросшие требования:

• 100BaseVG-AnyLAN Ethernet;

• lOOBaseX Ethernet (Fast Ethernet).

И Fast Ethernet, и lOOBaseVG- Any LAN Ethernet работают примерно в 5-10 раз быстрее, чем стандартный Ethernet. Кроме того, они совместимы с существующей кабельной системой lOBaseT. Следовательно, переход от нее к этим стандартам осуществляется достаточно просто и быстро.

⇐Методы слуайного доступа к сети | Информационные системы и технологии в зкономике | Сетевой уровень модели osi⇒