Протоколи канального рівня

Ethernet (Aether - ефір) - являє собою пакетну технологію комп'ютерних мереж. Стандарти Ethernet регламентують дротяні з'єднання і електричні сигнали на фізичному рівні, а також формат пакетів і протоколи управління доступом до середовища на канальному рівні моделі OSI. Саме Ethernet став найпоширенішою технологією ЛОМ в середині 90-х років минулого століття, витіснивши Arcnet і Token ring. Технологія Ethernet була розроблена корпорацією Xerox PARC. Прийнято вважати, що Ethernet був винайдений 22 травня 1973, коли Роберт Меткалф (Robert Metcalfe) представив свій звіт голові PARC про потенціал технології Ethernet. Незабаром після своєї появи Ethernet активно почав суперництво з двома вже запатентованими на той час технологіями token ring і ARCNET, які незабаром були практично витіснені Ethernet. У стандарті перших версій (Ethernet v1.0 і Ethernet v2.0) вказано, що як передавальне середовище використовується коаксіальний кабель, надалі з'явилася можливість використовувати кабель вита пара і оптичний кабель. Короткі технічні характеристики Ethernet v1.0 наступні:

- множинний доступ з контролем несучої і виявленням зіткнень (CSMA/CD, Carrier Sense Multiply Access with Collision Detection);

- швидкість передачі даних 10 Мбіт / с, розмір пакету від 72 до 1526 байт;

- кількість вузлів в одному поділюваному сегменті мережі обмежено граничним значенням в 1024 робочі станції (специфікації фізичного рівня можуть встановлювати жорсткіші обмеження - наприклад, до сегменту тонкого коаксіалу може підключатися не більше 30 робочих станцій, а до сегменту товстого коаксіалу - не більше 100). Проте мережа, побудована на одному поділюваному сегменті, стає неефективною задовго до досягнення граничного значення кількості вузлів.

У 1995 році прийнятий стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet зі швидкістю 100 Мбіт/с, а пізніше - стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet зі швидкістю 1000 Мбіт/с. З'явилася можливість роботи в режимі повного дуплексу.

Швидкий Ethernet (100 Мбіт/с) (Fast Ethernet)

100BASE-T має увазі один з трьох стандартів 100 Мбіт/с Ethernet і використовує в якості середовища передачі даних виту пару. Довжина сегмента обмежена 100 метрами. 100BASE-T включає в себе:

- 100BASE-TX

- 100BASE-T4

- 100BASE-T2

Розглянемо кожен стандарт більш докладно.

100BASE-TX використовує зіркоподібну топологію на кабелі вита пара п'ятої категорії (на кабелі зазвичай можна зустріти маркування 5Е), в якому фактично використовуються дві пари провідників, максимальна швидкість передачі даних - 100 Мбіт/с.

100BASE-T4 використовує кабель третьої категорії. При передачі сигналу задіяні всі 4 пари. Передача даних йде в напівдуплексному режимі. В даний час практично не використовується.

100BASE-T2 на сьогоднішній день можна вважати глибоким архаїзмом. Використовується тільки 2 пари. Підтримується повнодуплексний режим передачі, при якому сигнали поширюються в протилежних напрямах по кожній парі. Швидкість передачі в одному з напрямків - 50 Mбіт/с.

100BASE-FX по праву можна вважати найбільш надійним стандартом. Сигнал передається не за допомогою електричних сигналів, схильних до електро-магнітних наведень, а за допомогою світла.

Передача сигналу в даному випадку здійснюється за допомогою оптоволоконного кабелю. Максимальна довжина сегмента складає:

- 400 метрів в напівдуплексному режимі (для гарантованого виявлення колізій);

- 2 кілометри в повнодуплексному режимі по багатомодовому оптичному волокну;

- 32 кілометри по одномодовому.

Традиційно для багатомодового волокна як випромінюючий елемент використовують світлодіоди, а для одномодового - більш дорогі лазери.