Типы устройств Fast Ethernet
Основные категории устройств, применяемых в Fast Ethernet, такие же как и в Ethernet: трансиверы; конвертеры; сетевые карты (для установки на рабочие станции/файл серверы); повторители; коммутаторы.
Трансивер - это (по аналогии с трансивером Ethernet) двухпортовое устройство, охватывающее подуровни PCS. PMA, PMD и AUTONEG, и имеющее, с одной стороны, МII интерфейс, с другой - один из средозависимых физических интерфейсов (100Base-FX, 100Base-ТХ или 100Base-T4). Трансиверы используются сравнительно редко, как и редко используются сетевые карты, повторители, коммутаторы с интерфейсом МII.
Сетевая карта. Наиболее широкое распространение получили сегодня сетевые карты с интерфейсом 100Base-ТХ на шину РС1. Необязательными, но крайне желательными, функциями порта RJ-45 являются автоконфигурирование 100/10 Мбит/с и поддержка дуплексного режима. Большинство современных выпускаемых карт поддерживают эти функции. Выпускаются также сетевые карты с оптическим интерфейсом 100Base-FX (производители IMC, Adaptec, Transition Networks и др.) - основным стандартным оптическим является разъем SC (допускается ST) на многомодовое волокно.
Конвертер (media converter) - это двухпортовое устройство, оба порта которого представляют средозависимые интерфейсы. Конвертеры, в отличие от повторителей, могут работать в дуплексном режиме за исключение случая, когда имеется порт 100Base-T4, Распространены конвертеры 100Base-TX/100Base-FX. В силу общих тенденций роста широкополосных протяженных сетей с использованием одномодовых ВОК потребление оптических приемопередатчиков на одномодовое волокно резко возросло в последние один-два года. Конвертерные шасси, объединяющие несколько отдельных модулей 100Base- TX/100Base-FX, позволяют подключать множество сходящихся в центральном узле волоконно-оптических сегментов к коммутатору, оснащенному дуплексными портами RJ-45 (100Base-ТХ).
Повторитель. По параметру максимальных временных задержек при ретрансляции кадров повторители Fast Ethernet подразделяются на два класса:
−Класс I. Задержка на двойном пробеге RTD не должна превышать 130 ВТ. В силу менее жестких требований, повторители этого класса могут иметь порты Т4 и TX/FX, а также объединяться в стек.
−Класс II. К повторителям этого класса предъявляются более жесткие требования по задержке на двойном пробеге: RTD < 92 ВТ, если порты типа TX/FX; и RTD < 67 ВТ, если все порты типа Т4- (В силу значительных отличий в организации физических уровней возникает большая задержка кадра при ретрансляции между портами интерфейсов Т4 и TX/FX. Поэтому повторители,
совмещающие в пределах одного устройства порты Т4 с портами TX/FX, отнесены по стандарту к классу I.)
Коммутатор - одно из наиболее важных устройств при построении корпоративных сетей, Большинство современных коммутаторов Fast Ethernet поддерживают автоконфигурирование 100/10 Мбит/с по портам RJ-45 и могут обеспечивать дуплексный канал связи по всем портам (за исключением 100Base-
T4). Коммутаторы могут иметь специальные дополнительные слоты для установления up-link модуля. В качестве интерфейсов у таких модулей могут выступать оптические порты типа Fast Ethernet 100Base-FX, FDDI , АТМ (155
Мбит/с), Gigabit Ethernet и др. Крупными производителями коммутаторов Fast Ethernet являются компании: 3Com, Bay Networks, Cabletron, DEC, Intel, NBase, Cisco и др.
7.5. Проектирование сети в пределах коллизионного домена Fast Ethernet
Для анализа коллизионного домена в стандарте Fast Ethernet приняты две модели (схожие назначению со стандартом Ethernet). Модель 1 устанавливает жесткие правила, при помощи которых можно анализировать конфигурацию сети. Как и в стандарте Ethernet, эти правила являются достаточными, то есть, если конфигурация сети удовлетворяет этим правилам, то сеть построена верно. Если же конфигурация коллизионного домена не удовлетворяет правилам модели 1, то для анализа следует прибегать к модели 2. Разумеется, любая конфигурация, удовлетворяющая модели 1, будет удовлетворять модели 2.
Модель 1
Основные допустимые конфигурации модели 1 показаны на рис. 7.19 [21]. Расстояния сегментов на витой паре указаны максимальные - в рамках модели 1 их нельзя превышать. Например, расстояние между двумя повторителями [модель 1D) не должно превышать 5 м. Исходя из этих условий, даются максимальные значения волоконно-оптических сегментов, гарантированные для этой модели
(табл. 7.7).
Рис. 7.19. Модели 1А, 1В, 1С, 1D: основные конфигурации расчета коллизионного домена
Простейшая топология (1А) определяет только один сегмент "точка-точка", между двумя узлами. В качестве устройства на каждом узле может выступать как оконечное оборудование данных (рабочая станция, файл-сервер), так и коммутатор. Если узлы не поддерживают дуплексный режим передачи, то максимальное расстояние межу ними 412 м. Если узлы поддерживают дуплексный режим, то ввиду отсутствия коллизионного домена, единственными факторами, ограничивающими расстояние, становятся дисперсионные характеристики волокна, его тип, а также технические характеристики приемопередатчиков (мощность, спектральное уширение передатчика, чувствительность приемника).
Таблица 7.7. Модели 1А, 1В, 1С, 1D: длины оптических сегментов [22]
Топология |
Характеристики |
Максимальная длина |
|
|
оптического сегмента |
Модель 1А |
FX |
412м |
|
FX, дуплекс, многомодовое волокно |
2000 м |
|
FX, дуплекс, одномодовое волокно |
110км* |
Модель 1В |
Только TX/FX |
160м |
|
Если UTP сегменты - только Т4 |
131 м |
Модель 1С |
Только TX/FX |
208 м |
Модель 1D |
Только TX/FX |
111 м |
Обозначения: FX - 100Base-FX, TX - -lOOBase-TX, T4 - 100Base-T4, * оборудование
Nbase.
Остальные модели отражают конфигурации с повторителями: модель 1В - один повторитель класса I (больше одного повторителя класса I по модели 1 подключать нельзя), модели 1С и 1D - повторители класса II. Подключение коммутатора вместо оконечного оборудования не меняет параметров, поскольку остается коллизионный домен.
Модель 2
Модель основывается на строгом расчете величины RTD для различных пар удаленных устройств. В стандарте Fast Ethernet время RTD не должно превосходить 512 ВТ. Эта цифра отличается от аналогичного параметра в стандарте Ethernet (575 ВТ), но отличие не более чем формальное, поскольку уменьшение максимальной задержки на преамбулу в Fast Ethernet сопровождается пересчетом параметров задержки на DTE, которые тоже уменьшены на время передачи преамбулы.
В силу синхронности режима передачи кадров, а также из-за небольшого числа повторителей в пределах коллизионного домена в Fast Ethernet отсутствует проблема, связанная с уменьшением величины межкадрового интервала (свойственная сетям Ethernet).
Полное время RTD пути между двумя удаленными узлами вычисляется на основе суммы задержек RTD на промежуточных устройствах, на оконечных устройствах и на кабельных сегментах. В табл. 7.8 приведены принятые
стандартом Fast Ethernet допустимые задержки для разных типов устройств. Если используется подключение трансивера, то вплоть до максимальной длины интерфейсного МП кабеля 0,5 м вносимая задержка от него не учитывается и включена в параметры задержки DTE.
С учетом длин сегментов (табл. 7.7) и максимальных допустимых задержек (табл. 7,8) проверим на предмет удовлетворения модели 2 конфигураций А, В, С и
D модели 1 (рис. 7.19).
1А: RTD = 100+412 1,0 = 512 ВТ FX, - полудуплексный режим связи
1В: RTD= 100+100 1,112+140+160 1,0 =511,2 ВТ - Только TX/FX
1В: RTD = 127+100 1,112+140+131 1,0 - 509.2 ВТ - UTP сегменты только на основе T4
1С: RTD = 100+100 1,112+92+208 1,0 =511,2 ВТ - Только TX/FX
1D: RTD = 100+205 1,112+2 92=511,96 ВТ - Только TX/FX (между 1 и 2) 1D: RTD = 100+105 1,112+2 92+111 1,0 =511,76 ВТ - Только TX/FX
(между 2 и 3).
Во всех случаях RTD не превосходит 512 ВТ, таким образом конфигурации удовлетворяют модели 2.
Приведем несколько примеров расчета коллизионных доменов Fast Ethernet по модели 2 (рис, 7.20). В примерах 7.5-7.7 предполагается, что длина всех подключений по витой паре не превосходит 10 м. В примере 7.8 в одном коллизионном домене совмещены два различных типа физического интерфейса: 100Вазе-ТХ и 100Base-T4.
Таблица 7.8. Максимальные допустимые задержки RTD на устройствах Fast Ethernet и на кабельных сегментах, установленные стандартом [21]