Репітери і концентратори Ethernet і Fast Ethernet

Використання репітерів і концентраторів у мережі Ethernet не є обов'язковим. Невеликі мережі на основі сегментів 10BASE2 або 10BASE5 цілком можуть обійтися без них. Для мереж з декількох таких сегментів необхідні найпростіші репітери. А при виборі як середовище передачі крученої пари або оптоволоконного кабелю вже необхідні концентратори (якщо, звичайно, у мережу поєднуються не два комп'ютери, а хоча б три). Для мережі Fast Ethernet концентратори зовсім необхідні.

Функції репітерів і репітерних концентраторів

Репітери (повторювачі), як уже відзначалося, ретранслюють сигнали, що надходять на них (на їхні порти), відновлюючи їхню амплітуду і форму - це дозволяє збільшувати довжину мережі. Те ж саме роблять і найпростіші репітерні концентратори. Але крім цієї основної функції концентратори Ethernet і Fast Ethernet звичайно виконують ще ряд функцій по виявленню і виправленню деяких найпростіших помилок мережі. До цих помилок відносяться наступні:

• помилкова несуща (FCE - False Carrier Event);

• множинні колізії (ЕСЕ - Excessive Collision Error);

• тривала передача (Jabber).

Усі ці помилки можуть викликатися несправностями устаткування абонентів, високим рівнем шумів і перешкод у кабелі, поганими контактами в розніманнях і т.д.

Під помилковою несущою розуміється ситуація, коли концентратор одержує від одного зі своїх портів (від абонента або із сегмента) дані, які не утримують обмежника початку потоку даних (тобто ознаки початку кадру). Якщо після початку передачі кадр не почався протягом заданого тимчасового інтервалу (5 мкс для Fast Ethernet, 50 мкс для Ethernet), то концентратор посилає сигнал «Пробка» всім іншим портам, щоб вони гарантовано знайшли колізію. Тривалість цього сигналу також складає 5 мкс або 50 мкс. Потім виявлений порт переводиться в стан «Зв'язок нестійкий» (Link Unstable) і відключається. Зворотне включення порту концентратором може відбутися тільки при надходженні від нього правильного пакета, без помилкової несущої.

Ситуація множинних колізій фіксується при виявленні в даному порту більш 60 колізій підряд. Концентратор вважає кількість колізій у кожнім порту і скидає лічильник, якщо одержує пакет без колізії. Порт, у якому виникають множинні колізії, відключається і підключається знову, якщо протягом заданого часу (5 мкс для Fast Ethernet, 50 мкс для Ethernet) не буде зафіксовано колізій.

Ситуація тривалої передачі фіксується у випадку, коли передача продовжується протягом більш 400 мкс для Fast Ethernet або 4000 мкс для Ethernet. Це більш ніж у три рази перевищує максимально можливу тривалість пакета. При виявленні такої тривалої передачі відповідний порт відключається і включається знову тільки після її закінчення.

Крім перерахованих функцій концентратор також активно сприяє виявленню будь-яких колізій у мережі. При одночасному надходженні на його порти двох і більш пакетів він, як і будь-який абонент, підсилює зіткнення шляхом передачі в усі порти сигналу «Пробка» протягом 32 бітових інтервалів. У результаті всі передавальні абоненти всіх сегментів обов'язково виявляють факт колізії і припиняють свою передачу.

Таким чином, навіть найпростіший репітерний концентратор являє собою досить складний пристрій, що дозволяє автоматично усувати деякі несправності і тимчасові збої, тобто концентратор не тільки поєднує точки включення кабелів мережі, але й активно поліпшує умови обміну, підвищує продуктивність мережі, відключаючи час від часу несправні або нестабільно працюючі сегменти.

Н

- 56 - - 57 -

айчастіше репітери і концентратори виконуються у виді окремих автономних блоків, що мають внутрішнє або зовнішнє джерело живлення. Деякі концентратори розраховані на підключення жорстко заданої кількості сегментів визначеного типу (наприклад, на чотири сегменти 10BASE2 або ж на вісім сегментів 10BASE-T). Інші, більш дорогі концентратори, називані нарощуваними (Stackable), мають модульну структуру і дозволяють гнучко пристосовувати їх до заданої конфігурації мережі. У цьому випадку в каркас (стек) концентратора може бути встановлене різне число (звичайно до 8) змінних модулів, кожний з яких орієнтований на один або кілька сегментів якого-небудь типу і має відповідні рознімання для підключення кабелю мережі (наприклад, BNC, AUI, RJ-45, ST-рознімання). Як правило, кількість сегментів, що підключаються, (портів концентратора) вибирається кратним чотирьом: 4, 8, 12, 16, 24, тобто нарощуваний концентратор може підтримувати, приміром, 192 портів (вісім модулів, кожний з яких розрахований на 24 сегмента).

Самі складні концентратори на базі єдиного шасі дозволяють шляхом перекомутації зв'язків на контактній задній панелі будувати складні конфігурації мереж. Наприклад, вони можуть одночасно підтримувати кілька типів мереж (Token-Ring, Ethernet і FDDI), допускають включення не тільки модулів репітерних концентраторів, але і модулів маршрутизаторів і комутаторів. На основі такого концентратора можна також організовувати одночасно кілька незалежних однотипних мереж (наприклад, Ethernet) для поділу інформаційних потоків між ними та зниження навантаження на мережу.

Як правило, концентратори на базі шасі передбачають можливість досить складного керування обміном. Кількість портів таких концентраторів може доходити до 288. Однак, цей тип концентратора виявляється найдорожчим у розрахунку на один порт. Вважається, що їхнє застосування стає економічно виправданим тільки в разі потреби підтримки великої кількості портів (близько 100).