Домен коллизий

Домен коллизий – это часть сети Ethernet, все узлы которой конкурируют за общую разделяемую среду передачи, и следовательно, каждый узел которой может создавать коллизию с любым узлом этой сети.

Домен коллизий Сеть Ethernet, построенная на повторителях, всегда образует один домен коллизий. Мосты, коммутаторы и маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий. Приведенная сеть представляет собой один домен коллизий. Если, например, столкновение кадров произошло в концентраторе 4, то в соответствии с логикой работы концентраторов 10Base-T сигнал коллизии распространится по всем портам всех концентраторов. Если же вместо концентратора 3 поставить в сеть мост, то его порт С, связанный с концентратором 4, воспримет сигнал коллизии, но не передаст его на свои остальные порты. Мост просто отработает ситуацию коллизии средствами порта С, который подключен к общей среде, где эта коллизия возникла.

Технология Fast Ethernet-100Mb/s

Fast Ethernet -100Base-x

Осенью 1995 года комитет IEEE 802.3 принял спецификацию Fast Ethernet в качестве стандарта 802.3u, который не является самостоятельным стандартом, а представляет собой дополнение к существующему стандарту 802.3 в виде глав с 21 по 30.

Разработчики Fast Ethernet стремились максимально обеспечить преемственность и совместимость со старой технологии Ethernet 10Base-X. Структура кадра Fast Ethernet идентична структуре кадра Ethernet 10Base-X, метод случайного доступа CSMA/CD также был оставлен.

Все отличия технологий Fast Ethernet и Ethernet сосредоточены на физическом уровне . Уровни MAC и LLC в Fast Ethernet остались абсолютно теми же, и их описывают прежние соответствующие главы стандартов IEEE 802.3 и 802.2.

Сети Fast Ethernet на разделяемой среде подобно сетям 10Base-T/10Base-F имеют иерархическую древовидную структуру, построенную на концентраторах. Основным отличием конфигураций сетей Fast Ethernet является сокращение диаметра сети примерно до 200 м, что объясняется сокращением времени передачи кадра минимальной длины в 10 раз за счет увеличения скорости передачи в 10 раз по сравнению с 10-мегабитной сетью Ethernet.

• Тем не менее это обстоятельство не очень препятствует построению крупных сетей на технологии Fast Ethernet.

• При использовании коммутаторов протокол Fast Ethernet может работать в дуплексном режиме, в котором нет ограничений на общую длину сети, а остаются только ограничения на длину физических сегментов, соединяющих соседние устройства (адаптер-коммутатор и коммутатор-коммутатор) по затуханию сигнала.

Физический уровень технологии Fast Ethernet

Официальный стандарт 802.3 установил три различных спецификации для физического уровня Fast Ethernet и дал им следующие названия (рис. 4-17.2).

• 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5, или экранированной витой паре STP Type 1, код 4B/5B;

• 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля, используется два волокна, код 4B/5B;

• 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5, код 8B/6T;

Коаксиальный кабель, не используется;

• Для всех трех стандартов справедливы перечисленные ниже утверждения и характеристики.

• Форматы кадров технологии Fast Ethernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-мегабитной сети Ethernet.

• Межкадровый интервал равен 0,96 мкс, а битовый интервал — 10нc. Все временные параметры алгоритма доступа (интервал отсрочки, время передачи кадра минимальной длины и т. п.), измеренные в битовых интервалах, остались прежними.

• Признаком свободного состояния среды является передача по ней символа простоя источника — соответствующего избыточного кода, а не отсутствие сигналов, как в стандартах Ethernet 10 Мбит/с.

Для всех трех стандартов на физическом уровни OSI

можно выделить следующие подуровни и интерфейсы:

• Подуровень согласования (Reconciliation) нужен для того, чтобы уровень MAC, рассчитанный на интерфейс AUI, мог работать с физическим уровнем через интерфейс MII - согласования. Другими словами для перевода команд МАС- уровня в соответствующие электрические сигналы физического уровня;

• МII Независимый от среды интерфейс (Media Independent Interface, МII). Обеспечивает стандартный интерфейс между МАС- уровнем и физическим уровнем;

• Устройство физического уровня (Physical Layer Device, PHY).

Само Устройство физического уровня (Physical Layer Device, PHY)

PCS- (Physical Coding Sublayer), подуровень физического кодирования. Выполняет логическое кодирование и декодирование последовательностей данных, преобразуя поступающие от уровня MAC байты в символы кода 4В/5В или 8В/6Т (оба кода используются в технологии Fast Ethernet);

PMA- (Physical Medium Attachment), подуровень подсоединения к физической среде. Преобразует данные в битовый поток последовательных электрических сигналов, и обратно. Кроме того, обеспечивает синхронизацию приема/передачи.

Устройство физического уровня (Physical Layer Device, PHY)

• PMD- Physical Medium Dependent, подуровень физического присоединения и зависимости от физической среды, обеспечивают физическое (линейное) кодирование сигнала, кодами NRZI или MLT-3.

• Отвечает за передачу сигналов в физической среде (усиление сигнала, модуляция, формирование сигнала).

Устройство физического уровня (Physical Layer Device, PHY)

• AN-Auto-negotiation, Подуровень авто переговоров (согласования), позволяет двум взаимодействующим портам автоматически выбрать наиболее эффективный режим работы: скорость передачи, полудуплексный или дуплексный режим

• Medium Dependent Interface, зависимый от среды интерфейс. Определяет различные виды коннекторов для разных физических сред и PMD-устройств.

Устройство физического уровня (PHY)

Интерфейс MII (Media Independent Interface).

Интерфейс MII поддерживает независимый от физической среды способ обмена данными между подуровнем MAC и подуровнем PHY, а именно MAC и подуровнями кодирования сигнала, которых в стандарте Fast Ethernet три — FX, ТХ и Т4. По назначению он аналогичен интерфейсу AUI классического стандарта Ethernet. Существует два варианта реализации интерфейса MII: внутренний и внешний. При внутреннем варианте микросхема, MAC и согласования, с помощью интереса MII соединяется с микросхемой трансивера внутри одного и того же конструктива, например, платы сетевого адаптера или модуля маршрутизатора.

Физический уровень технологии Fast Ethernet

Интерфейс MII (Media Independent Interface).

Внешний вариант соответствует случаю, когда трансивер вынесен в отдельное устройство и соединен кабелем MII через разъем MII с микросхемой MAC-подуровня . Разъем MII в отличие от разъема AUI имеет 40 контактов, максимальная длина кабеля MII составляет 1 метр. Сигналы, передаваемые по интерфейсу MII, имеют амплитуду 5 В.

Интерфейс MII (Media Independent Interface)

Интерфейс MII может использоваться не только для связи PHY с MAC, но и для соединения устройств PHY с микросхемой повторения сигналов в многопортовом повторителе-концентраторе).

Передача и приём данных через MII

• MII использует 4-битные порции данных и имеет 4-битную шину данных, для передачи и 4-битную шину данных для приема, между MAC-уровнем и PHY.

• В MII определена двухпроводная шина для обмена между MAC и PHY управляющей информацией. MAC-подуровень использует эту шину для конфигурации, а также о состоянии порта и линии. Эти данные хранятся соответственно в двух регистрах: регистре управления (Control Register) и регистре статуса (Status Register).

• Регистр управления используется для установки скорости работы порта, для указания, будет ли порт принимать участие в процессе авто-переговоров о скорости линии, для задания режима работы порта - полудуплексный или полнодуплексный, и т.п. Функция авто-переговоров (Auto-negotiation) позволяет двум устройствам, соединенным одной линией связи, автоматически, без вмешательства оператора, выбрать наиболее высокоскоростной режим работы, который будет поддерживается обоими устройствами.

• Регистр статуса содержит информацию о действительном текущем режиме работы порта, и в том случае, когда режим выбран в результате проведения автопереговоров. Регистр статуса может содержать данные об одном из следующих режимов:

Режимы обмена данными в регистре статуса :

1. 100Base-T4;

2. 100Base-TX full-duplex;

3. 100Base-TX half-duplex;

4. 10 Mb/s full-duplex;

5. 10Mb/s half-duplex;

6. ошибка на дальнем конце линии.