
- •Глава 8. Компьютерные сети Список сокращений
- •8.1. Общие сведения о компьютерных сетях
- •8.2. Модели взаимодействия открытых систем.
- •Протоколы верхних уровней (5-7)
- •Протоколы нижних уровней (1-4)
- •8.3. Основное сетевое коммутационное оборудование Сетевые адаптеры
- •Повторители и концентраторы.
- •Коммутаторы.
- •Различие между мостом и коммутатором
- •Маршрутизаторы.
- •Различие между маршрутизаторами и мостами.
- •8.4. Среда передачи данных.
- •8.4.1. Искусственные среды. Классификация и применение
- •Коаксиальный кабель
- •Витая пара
- •Волоконно-оптический кабель
- •8.4.2. Естественные среды
- •Атмосфера
- •Радиоволны
- •Инфракрасное излучение и видимый свет
- •Методы доступа к среде передачи в локальных сетях
- •8.5. Базовые технологии локальных сетей
- •8.5.1. Семейство стандартов ieee 802.X
- •Комитета по стандартам для локальных и городских сетей.
- •8.5.2. Стандарты технологии Ethernet
- •Компоненты и принципы построения сетей Ethernet
- •Процедура доступа к среде передачи
- •Формат представления данных на физическом уровне Ethernet (pls)
- •Интерфейс доступа к среде передачи данных(mdi)
- •Процедура sqe (cpt) Test
- •Спецификации Gigabit Ethernet.
- •Особенности технологий 1000 Base X
- •Алгоритм линейного кодирования технологий 1000 Base X
- •Спецификация ieee 802.3ab 1000 Base t
- •Протокол физического уровня 1000 Base t
- •Спецификация ieee 802.3ae 10 Gigabit Ethernet
- •8.5.3. Технология Token Ring
- •8.5.4. Технология fddi
- •8.5.5. Технологии беспроводных сетей: стандарт ieee 802.11
- •Режимы работы 802.11
- •Физический уровень 802.11
- •Изменения, внесённые 802.11b
- •Канальный (Data Link) уровень 802.11
- •Подключение к сети
- •Спутниковые каналы передачи данных.
- •Дальнейшее развитие беспроводных технологий
- •8.6. Требования, предъявляемые к сетям
- •Вопросы по теме «Компьютерные сети»
Комитета по стандартам для локальных и городских сетей.
Второй уровень OSI, уровень соединения | |||||||
Общая архитектура | |||||||
Высокоуровневые интерфейсы HILI 802.1 | |||||||
Ethernet |
Радиотехнологии |
Кольцо | |||||
802.3 |
802.11 |
802.15 |
802.16 |
802.20 |
802.21 |
802.22 |
802.17 |
CSMA/CD |
WLAN |
WPAN |
BWA |
MBWA |
MIHS |
WRAN |
RPR |
Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий |
Беспроводные локальные сети |
Беспроводные персональные сети |
Широкополосной беспроводной доступ |
Мобильный широкополосной беспроводной доступ |
Независимые от среды услуги эстафетной передачи соединения
|
Беспроводные региональные сети |
Эластичное пакетное кольцо |
|
| ||||||
802.18 RPTAG Радиорегулирование |
Технические консультативные группы (TAG) |
802.19 CoTAG Сосуществование | |||||
Первый уровень OSI, физический уровень |
8.5.2. Стандарты технологии Ethernet
Технология Ethernet была разработана Исследовательским центром корпорации Xerox в 1970-е гг.
В начале 1980 г. Xerox, DEC и Intel представили разработку, которая спустя три года воплотилась в стандарте IEEE 802.3, в результате чего Ethernet превратилась в открытую технологию. IEEE неоднократно дорабатывал спецификации Ethernet.
Согласно описанию IEEE 802.3, сети Ethernet используют множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA/CD). Иными словами, устройства получают доступ к среде передачи данных произвольным образом, что может приводить к большим задержкам и скачкам скорости передачи информации. По этой причине многие аналитики высказывали предположения, что Ethernet вытеснят другие технологии, обеспечивающие более качественный обмен данными. Однако этого пока не случилось.
В марте 1981 года компания 3Com представила первый Ethernet-трансивер, а в сентябре 1982 года появился и первый Ethernet-контроллер для персональных компьютеров.
В 1985 г. был принят стандарт IEEE 802.3-1985 (10Base5) со скоростью 10 Мбит/с с использованием коаксиального кабеля 50 Ом.
Технология Ethernet достигла лидирующего положения на рынке локальных сетей к середине 1980-х.
Когда сети Token Ring начали демонстрировать превосходство перед Ethernet в вопросах надежности, управляемости и (по крайней мере, потенциальной) производительности, Ethernet-сообщество вдохнуло в нее новую жизнь.
Следующим шагом развития технологии Ethernet стало принятие в 1990 году стандарта 10BaseT (IEEE 802.3i) для сетей с использованием неэкранированного кабеля на основе скрученных пар проводов ("витая пара").
Переход в 1991 г. на волоконно-оптический кабель для удаленных коммуникаций потребовало создания спецификации 10BaseF (до 2 км). Недорогим методом повышения производительности сети стала коммутация.
Возник рынок сетевых карт, конкуренция на котором отличалась особой бескомпромиссностью. Появилось также множество все более дешевых и все более интеллектуальных концентраторов. Это позволило Ethernet прочно обосноваться и занять лидирующее положение в среде локальных сетей. В 1990-е гг. 10BaseT отвоевал у Token Ring значительную долю рынка.
Быстрая эволюция привела к созданию в 1993 г. спецификаций с поддержкой скорости 100 Мбит/с (Fast Ethernet) по двум (100BaseTX) и четырем (100BaseT4) медным витым парам на расстоянии до 100 м, оптическому волокну (100BaseFX) на дальних расстояниях. В 1993 г. в качестве альтернативы Fast Ethernet компании AT&T и HP предприняли попытку создания 100VG-AnyLAN — расширения 100BaseT, объединяющего поддержку Ethernet и Token Ring. Двумя годами позже 100VG-AnyLAN даже получила статус стандарта IEEE 802.12. В противовес принятому в Ethernet методу случайного доступа CSMA/ CD в ней были определены метод доступа Demand Priority и новая схема квартетного кодирования (Quartet Coding) с избыточным кодом 5В/6В. Эта технология отвечала требованиям приложений с гарантированным временем реакции сети, но испытания временем она не выдержала.
В 1995 г. Fast Ethernet стандартизирован комитетом IEEE в документе 802.3u. Рабочая группа IEEE 802.3z приступает к разработке Gigabit Ethernet.
Надежды на широкое внедрение в локальных сетях других технологий с более высоким качеством обслуживания по сравнению с Ethernet, таких, как ATM, не оправдались, — простота, распространенность и низкая стоимость Ethernet оказались более привлекательным фактором. К 1997 г. на ее долю приходилось более 80% локальныхсетей, она поддерживалась во всех популярных на тот момент стеках протоколов — TCP/IP, IPX и DECNet.
В 1998 г. был принят стандарт IEEE 802.3z (Gigabit Ethernet в оптических соединениях и на 25 м по витой паре), а в 1999 - стандарт IEEE 802.3ab (1000BaseT, до 100 м по витой паре), а также стандарт на применение в гигабитных сетях витой пары Категории 5.
В 2001г. появился стандарт MPLS.
Насчитывающая уже более чем 30-летнюю историю технология Ethernet сегодня завоевывает новые позиции. Изначально предназначавшаяся для локальных сетей, она вытеснила из них таких конкурентов, как ARCNet и Token Ring, и сегодня ее доля приближается к 100%. Хотя оборудование Fast Ethernet все еще составляет основную инсталлированную базу (порядка 80%), все активнее идет процесс перехода к гигабитным скоростям. Поставщики активного и пассивного сетевого оборудования для локальных сетей концентрируют свое внимание на продуктах «гигабит до рабочего стола». Благодаря повышению скорости и качества услуг, Ethernet распространяется на смежные области — сети хранения данных, распределенные корпоративные и городские сети (Metro Ethernet), глобальные сети и сети доступа, что позволяет снизить стоимость предоставления услуг передачи голоса, видео и данных. Она становится основой конвергентных сетей нового поколения и применяется для прозрачного соединения удаленных офисов (L2 VPN, Ethernet over SDH). Стандарты IEEE, где определяются методы приоритезации трафика, назначения тегов, управления пропускной способностью, быстрой реконфигурации и резервирования ресурсов сети, позволяют обеспечить гарантированную доставку пакетов для критичных ко времени приложений.
Принятие стандарта 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae) в 2002 г. способствовало дальнейшей экспансии Ethernet в городские и глобальные сети, внедрению этой технологии «операторского уровня» в корпоративных сетях. Ethernet широко используется в промышленных приложениях и для передачи голосовых потоков, а на уровне глобальных сетей является эффективной технологией доставки трафика IP. Поддержка большим числом производителей ведет к удешевлению оборудования Ethernet.
В 2003 г. IEEE принимает стандарт Power over Ethernet (802.3af). Члены подкомитета IEEE 802.3ah EFM достигли согласия по ряду предложений к проекту стандарта «Ethernet на первой миле».
С 2004 г. технология 10 Gigabit Ethernet становится массовой.
В 2005 году был осуществлен выпуск HP ProCurve Secure Router 7000 — первых маршрутизаторов HP для глобальных сетей. 3Com представляет семейство коммутаторов для крупных предприятий 3Com Switch 8800 с пропускной способностью 1,4 Тбит/c.
Таблица 8.4. Типы сетей Ethernet
Название |
Физическая топология и кабель |
Скорость передачи Мбит/с |
10Base2 |
Шинная, тонкий коаксиальный |
10 |
10BaseS |
Шинная, толстый коаксиальный |
10 |
Fast Ethernet |
Звездообразная, витая пара |
100 |
Gigabit Ethernet |
Звездообразная, оптоволоконный |
1000 |
10 Gigabit Ethernet |
Звездообразная, оптоволоконный |
10000 |