1.2.4. Сети Ethernet

Ethernet – это пакетная технология передачи данных преимущественно локальных вычислительных сетей (ЛВС).

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде – на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века.

Рассмотрим основные модификации Ethernet.

– 10BASE-T, IEEE 802.3i – для передачи данных используется 4 провода кабеля витой пары (две скрученные пары) категории-3 или категории-5. Максимальная длина сегмента 100 метров.

– 100BASE-T – общий термин для обозначения стандартов, использующих в качестве среды передачи данных витую пару. Длина сегмента до 100 метров. Включает в себя стандарты 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2.

– 1000BASE-T, IEEE 802.3ab – стандарт, использующий витую пару категорий 5e. В передаче данных участвуют 4 пары. Скорость передачи данных — 250 Мбит/с по одной паре. Используется метод кодирования PAM5, частота основной гармоники 62,5 МГц. Расстояние до 100 метров.

В настоящее время введены в эксплуатацию стандарты 10-гигабитного Ethernet (10GBASE). В стадии разработки также находятся стандарты Ethernet следующего поколения, такие как, 40 Gigabit Ethernet (или 40GbE) и 100 Gigabit Ethernet (или 100GbE).

1.3. Сети с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов

При коммутации каналов коммутационная сеть образует между конечными узлами непрерывный составной физический канал из последовательно соединенных коммутаторами промежуточных канальных участков. Условием того, что несколько физических каналов при последовательном соединении образуют единый физический канал, является равенство скоростей передачи данных в каждом из составляющих физических каналов. Физическими каналами могут являться радиоканал, волоконно-оптическая линия связи, витая пара, коаксиальный кабель и т.д. При этом передача данных осуществляется в реальном масштабе времени (on-line).

Рис. 5. Структура передачи данных с коммутацией каналов

При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета на узел назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения.

А1 – адрес вызывающего абонента;

А2 – адрес вызываемого абонента;

∑К – контрольная сумма битов.

Рис. 6. Пример пакета данных при передаче сообщения с коммутацией пакетов

Коммутаторы пакетной сети отличаются от коммутаторов каналов тем, что они имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, если выходной порт коммутатора в момент принятия пакета занят передачей другого пакета. В этом случае пакет находится некоторое время в очереди пакетов в буферной памяти выходного порта, а когда до него дойдет очередь, он передается следующему коммутатору. Примерами каналов с коммутацией пакетов могут являться электронная почта, SMS и т.д. При этом передача данных может осуществляться с некоторой задержкой (режим off-line).

Рис. 7. Структура передачи данных с коммутацией пакетов