17. Які заходи зробили розробники технології Gigabit Ethernet в плані забезпечення передачі даних із швидкістю 1000 Мбіт/с по витій парі?

Як відомо, кожна пара кабелю категорії 5 має гарантовану поло-су пропускання до 100 Мгц. Для передачі по такому кабелю даних з сько-ростью 1000 Мбит/с було вирішено організувати паралельну передачу одновре-менно по всіх 4 парам кабелю (так само, як і в технології lOOVG-AnyLAN).

Це відразу зменшило швидкість передачі даних по кожній парі до 250 Мбит/с. Проте і для такої швидкості необхідно було придумати метод коді-рованія, який мав би спектр не вище 100 Мгц. Крім того, одночасне використання чотирьох пар на перший погляд позбавляє мережу можливості распоз-наванія колізій.

На обидва ці питання комітет 802.ЗаЬ знайшов відповіді.

Для кодування даних був застосований код РАМ5, що використовує 5 рівнів потенціалу: -2, -1, 0 +1, +2. Тому за один такт по одній парі передається 2,322 біт інформації. Отже, тактову частоту замість 250 Мгц можна понизити до 125 Мгц.

При цьому якщо використовувати не всі коди, а передавати 8 битий за такт (по 4 парам), то витримується необхідна швидкість передачі в 1000 Мбит/с і ще залишається запас невживаних кодів, оскільки код РАМ5 містить 54 – 625 комбінацій, а якщо передавати за один такт по всіх чотирьох парах 8 битий даних, то для цього потрібний всього 28 = 256 комбінацій.

Комбінації, що залишилися, приймач використовує для контролю інформації, що приймається, і виділення правильних комбінацій на тлі шуму. Код РАМ5 на тактовій частоті 125 Мгц укладається в смугу 100 Мгц кабелю категорії 5.

Для розпізнавання колізій і організації повнодуплексного режиму раз-работчики специфікації 802.3ab застосували техніку, використовувану при орга-нізациі дуплексного режиму на одній парі проводів в сучасних модемах і апаратурі передачі даних абонентських закінчень ISDN.

Замість передачі по різних парах проводів або розноситься сигналів двох передавачів, що одночасно працюють назустріч один одному, по діапазону частот обидва передавачі працюють назустріч один одному по кожній з 4 пар в одному і тому ж діапазоні частот, оскільки використовують один і той же потенційний код РАМ5 (мал. 8.7).

Схема гібридної розв’язки Н дозволяє приймачу і передавачу одного і того ж вузла використовувати одночасно виту пару і для прийому і для передачі (так само, як і в трансиверах Ethernet на коаксиале).

Для відділення сигналу, що приймається, від свого власного приймач віднімає з результуючого сигналу відомий йому свій сигнал. Природно, що це не проста операція і для її виконання використовуються спеціальні цифрові сигнальні процесори – DSP (Digital Signal Processor).

Така техніка вже пройшла перевірку практикою, але в модемах і мережах ISDN вона застосовувалася зовсім на інших швидкостях.

При напівдуплексному режимі роботи отримання стрічного потоку даних вважається колізією, а для повнодуплексного режиму роботи – нормальною ситуацією.

18. Перерахуйте обмеження мереж, побудованих на основі комутаторів.

По-перше, в топології мережі, що вийшла, повинні бути відсутніми петли. Дійсно, міст/комутатор може вирішувати задачу доставки пакету адресатові тільки тоді, коли між відправником і одержувачем існує єдиний шлях.

В той же час наявність надмірних зв’язків, які і утворюють петлі, часто необхідна для кращого балансування навантаження, а також для підвищення надійності мережі за рахунок утворення резервних шляхів.

По-друге, логічні сегменти мережі, розташовані між мостами або комутаторами, слабо ізольовані один від одного, а саме не захищені від так званих широкомовних штормів. Якщо яка-небудь станція посилає широкомовне повідомлення, то це повідомлення передається всім станціям всіх логічних сегментів мережі.

Захист від широкомовних штормів в мережах, побудованих на основі мостів і комутаторів, має кількісний, а не якісний характер: адміністратор просто обмежує кількість широкомовних пакетів, яку дозволяється генерувати деякому вузлу в одиницю часу.

Використання ж механізму віртуальних мереж, реалізованого в багатьох комутаторах, хоч і дозволяє достатньо гнучко створювати ізольовані по трафіку групи станцій, але при цьому ізолює їх повністю, тобто так, що вузли однієї віртуальної мережі не можуть взаємодіяти з вузлами іншої віртуальної мережі.

По-третє, в мережах, побудованих на основі мостів і комутаторів, достатньо складно вирішується завдання управління трафіком на основі значення даних, що містяться в пакеті. У таких мережах це можливо тільки за допомогою призначених для користувача фільтрів, для створення яких адміністраторові доводиться мати справу з двійковим представленням вмісту пакетів.

По-четверте, реалізація транспортної підсистеми тільки засобами фізичного і канального рівнів, до яких відносяться мости і комутатори, приводить до недостатньо гнучкій, однорівневій системі адресації: як адреса призначення використовується МАС-адреса, жорстко пов’язана з мережевим адаптером.

Нарешті, можливістю трансляції протоколів канального рівня володіють далеко не всі типи мостів і комутаторів, до того ж ці можливості обмежені. Зокрема, в об’єднуваних мережах повинні співпадати максимально допустимі розміри полий даних в кадрах, оскільки мостами і комутаторами не підтримується функція фрагментації кадрів.