Тема: Базовые технологии сетей ЭВМ
Учебные вопросы
Общая характеристика технологии Ethernet
Физические спецификации сети Ethernet
Оборудование Ethernet
1 Общая характеристика технологии Ethernet
История создания
Ethernet является самым распространенным на сегодняшний день стандартом локальных сетей (90 %). Первая версия стандарта разработана в 1975 г. фирмой Xerox. В данном стандарте был использован метод случайного доступа к сети - алгоритм ALOHA, который был исследован в 1960 г. в радиосети Гавайского университета. В 1980 г. Xerox совместно с DEC и Intel и выпустили вторую фирменную версию стандарта Ethernet (Ethernet DIX, или Ethernet II). Затем на его основе был разработан стандарт IEEE 802.3, имеющий некоторые отличия от стандарта Ethernet II. Данные стандарты поддерживают скорость передачи 10 Мбит/с.
В 1995 г. появился стандарт IEEE 802.3u (Fast Ethernet), поддерживающий скорость передачи 100 Мб/с. в 1998 г. – стандарт IEEE 802.3z (Gigabit Ethernet), поддерживающий скорость передачи 1000 Мб/с.
Основные характеристики
Скорость передачи – 10 Мбит/с. (технология Ethernet), 100 Мбит/с. (технология Fast Ethernet), 1000 Мбит/с. (технология Gigabit Ethernet).
Кабельная система – тонкий или толстый коаксиальный кабели, витая пара, оптоволокно.
Тип передачи – узкополосный.
Метод доступа – CSMA/CD.
Метод кодирования – манчестерский.
Топология – шина, пассивная звезда, пассивное дерево.
Топологии пассивная звезда и пассивное дерево предполагают использование репитеров и концентраторов, соединяющий между собой различные сегменты сети (рис. 9.1). В качестве сегмента может выступать шина или единичный абонент.
Рис. 9.1 – Топология сети Ethernet
Сеть Fast Ethernet может иметь топологию пассивная звезда и пассивное дерево, сеть Gigabit Ethernet – пассивное дерево.
Технология Gigabit Ethernet позволяет с помощью соответствующих коммутаторов обеспечить каналы связи с высокой пропускной способностью между отдельными частями сложной сети (рис. 9.2) или линии связи коммутаторов с быстродействующими серверами (рис. 9.3).
Рис. 9.2 – Использование сети Gigabit Ethernet для соединения групп компьютеров.
Рис. 9.3 – Использование сети Gigabit Ethernet для подключения быстродействующих серверов.
2 Физические спецификации сети Ethernet
Для сети Ethernet определены спецификации, различающиеся типом среды передачи: 10Base5, 10Base2, 10Base-T, 10Base-F.
Наименование спецификации включает в себя три элемента: 10 означает скорость передачи 10 Мбит/с, Base – узкополосный режим передачи, последний элемент - допустимую длину сегмента: 5 - 500 м., 2 - 200 м. (точнее, 185 м.) или тип линии связи: Т - витая пара (twisted pair), F - оптоволоконный кабель (fiber optic).
10Base5
Топология – шина
Среда передачи - толстый коаксиальный кабель (RG-11, RG-8).
Максимальная длина сегмента - 500 м.
Максимальная протяженность сети – 2500 м.
Максимальное количество абонентов в сегменте – 100.
Минимальное расстояние между точками подключения – 2,5 м.
Максимальное расстояние между компьютером и трансивером – 50 м.
Максимальное число компьютеров 1024
Толстый коаксиальный кабель обеспечивает максимальную протяженность сети с топологией шина. В настоящее время он используется редко, ввиду трудности монтажа аппаратуры и сравнительно высокой ее стоимостью.
10Base2
Топология - шина
Среда передачи - тонкий коаксиальный кабель (RG-58).
Максимальная длина сегмента - 185 м.
Максимальная протяженность сети – 925 м.
Максимальное количество абонентов в сегменте – 30.
Минимальное расстояние между точками подключения – 1 м.
Максимальное число компьютеров 1024
Тонкий коаксиальный кабель по сравнению с толстым более гибкий, дешевый и удобный в монтаже. Сети на его основе получили большее распространение, чем сети на основе толстого коаксиального кабеля. Самым большим недостатком тонкого кабеля является меньшая допустимая длина сегмента.
10Base-T
Топология – пассивная звезда или пассивное дерево,
Среда передачи – неэкранированная витая пара категории 3
Максимальная длина сегмента - 100 м.
Максимальная протяженность сети – 500 м.
Максимальное количество абонентов в сегменте – 1024.
Минимальное расстояние между точками подключения – 2,5 м.
Сети 10Base-T получили широкое распространение, хотя топология пассивная звезда имеет как достоинства, так и недостатки. К недостаткам относятся необходимость обязательного применения концентратора и больший расход кабеля, по сравнению с шиной. С другой стороны, обрыв кабеля не приводит к отказу всей сети, проще диагностика сети. Также преимуществом данной спецификации является возможность постепенного перехода на Fast Ethernet.
10Base-F
Топология – пассивная звезда или пассивное дерево,
Среда передачи - оптоволоконный кабель
Максимальная длина сегмента - 2000 м.
Максимальная протяженность сети – 2500 м.
Максимальное количество абонентов в сегменте – 1024.
Минимальное расстояние между точками подключения – 2,5 м.
Максимальное расстояние между компьютером и трансивером – 50 м.
Применение оптоволокна позволяет значительно увеличить длину сегмента и помехоустойчивость передачи, дает возможность перейти на технологию Fast Ethernet без замены кабелей. Стоимость кабеля не слишком высока, но дорогостоящей является аппаратура для монтажа.
Для сети Fast Ethernet определены спецификации:
100Base-T4 (неэкранированная витая пара кат. 3, максимальная длина сегмента - 100 м.)
100Base-TX (неэкранированная витая пара кат.5, максимальная длина сегмента - 100 м.)
100Base-FX (многомодовый оптоволоконный кабель, максимальная длина сегмента в полудуплексном режиме - 412 м, в дуплексном режиме – 2 км)
100BaseSX (многомодовый оптоволоконный кабель, максимальная длина кабельного сегмента – 300 м).
Для сети Gigabit Ethernet определены спецификации:
1000Base-LX (многомодовый оптоволоконный кабель, максимальная длина сегмента 550 м.)
1000Base-СX (экранированная витая пара, максимальная длина сегмента - 25 м.)
1000Base-T (неэкранированная витая пара, максимальная длина сегмента – 100 м.)
1000Base-SX (многомодовый оптоволоконный кабель, максимальная длина сегмента в полудуплексном режиме - 100 м., в дуплексном – 800 м.)