37)Сетевая архитектура Ethernet – принцип действия, структура пакетов данных, достоинство и недостатки. Аппаратура для организации локальных сетей на основе архитектуры Ethernet

Ответ

принцип действия Метод управления доступом к сети при технологии Ethernet — это множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD). Он используется как в обычных сетях типа Ethernet, так и в высокоскоростных сетях (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Протокол CSMA/CD работает на канальном уровне в модели OSI.

Технология доступа. Если во время передачи пакета рабочая станция (сетевая плата) обнаруживает другой сигнал, занимающий передающую среду (кабель), она останавливает передачу, и ждет в течение случайного промежутка времени который определяется с помощью алгоритма truncated binary exponential backoff), перед тем как снова отправить пакет. Обнаружение коллизий используется для улучшения производительности CSMA с помощью прерывания передачи сразу после обнаружения коллизии и снижения вероятности второй коллизии во время повторной передачи пакета.

Обнаружение коллизий. Методы обнаружения коллизий зависят от используемого оборудования, но на электрических шинах, таких как Ethernet, коллизии могут быть обнаружены сравнением передаваемой и получаемой информации. Если она различается – это означает, что другая передача накладывается на текущую (возникла коллизия) и передача прерывается немедленно. Посылается специальный сигнал, что вызывает задержку передачи всех передатчиков на произвольный интервал времени, снижая вероятность коллизии во время повторной попытки. Возобновление передачи осуществляется по алгоритму truncated binary exponential backoff. 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.

Технология Ethernet была разработана в середине 70-х при участие корпорации Xerox, а затем основной компанией в этой отрасли стала 3Com. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов, вытеснив такие технологии как устаревшую Arcnet и более дорогую Token ring. В стандарте первых версий Ethernet в качестве передающей среды использовался коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать витую пару и оптический кабель. Причинами перехода на витую пару были: возможность работы в дуплексном режиме; низкая стоимость кабеля "витой пары"; более высокая надёжность сетей с топологией звезда при неисправности в кабеле; возможность питания по кабелю маломощных узлов, например IP-телефонов; отсутствие гальванической связи (прохождения тока) между узлами сети. При использовании коаксиального кабеля в российских условиях, где, как правило, отсутствует заземление компьютеров, применение коаксиального кабеля часто сопровождалось пробоем сетевых карт, и иногда даже полным "выгоранием" системного блока.Режим работы Ethernet на коаксиальном кабеле полудуплексный, то есть узел не может одновременно передавать и принимать информацию.. Скорость передачи данных 10 Мбит/с (для витой пары), а для витой пары - 100 Мбит/с (Fast Ethernet, стандарт IEEE 802.3u) и 1000 Мбит/с (GigabitEthernet, стандарт IEEE 802.3z), для оптоволокна скорость может составлять 10Гигабит/с (IEEE 802.3ae). Размер пакета от 72 до 1526 байт. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов, в основном по причине увеличивающегося количества коллизий.Стандарт сети Ethernet обозначается как 100BASE-ХХХХ, где первая цифра 100 (или 10, или 1000, 10G) означает скорость передачи, слово «BASE» — это сокращение от «baseband» (метод передачи данных без модуляции), далее указывается текстовый и цифровой идентификатор, определяющий тип и категорию кабеля наличие дуплекса или полудуплекса и т.д.

Преимущества - простота реализации, относительно невысокая стоимость.

Недостатки – относительно невысокое быстродействие в сравнении с FDDI и ТокенРинг

i

ii

iii

iv

v

vi