Учебные вопросы (основная часть)

Вопрос 1

Ethernet (IEEE 802.3). Спецификации физической среды Ethernet. Fast Ethernet.

Ethernet (IEEE 802.3)

Общая характеристика архитектуры сетей стандарта IEEE 802.3:

- информационный блок – кадр

- размер кадра – до 1518 байт (без учета преамбулы (8 байт) и завершителя кадра (1 байт)

- обмен кадрами – широковещательный с проверкой адресат

- среда передачи – коаксиальный кабель (тонкий, толстый), витая пара (3, 4, 5-й категории), оптоволоконный кабель

- доступ к среде передачи – множественный доступ с обнаружением несущей (CSMA/CD)

- скорость передачи данных - 10 – 1000 Мбит/с

- физическая топология – «шина», «звезда»

- логическая топология - «шина»

- размеры сетей – от нескольких метров до нескольких километров (при использовании повторителей).

Формат кадра: преамбула – 8 байт, адрес источника – 6 байт, адрес получателя – 6 байт, тип кадра (длина) – 2 байта, данные – от 64 до 1500 байт, контрольная сумма - 4 байта.

Преамбула – фиксированная последовательность единиц и нулей, используемая для синхронизации схем приема сигналов на узле-адресате.

Адрес источника и адрес получателя – 6-байтовые поля, содержащие Ethernet-адреса принимающего и передающего кадр узлов сети. Каждый Ethernet-котроллер имеет уникальный 6-байтовый адрес, например 2F.14.22.AD.F0.7C.

Тип кадра (длина) – 2-байтовое поле, содержащее идентификатор протокола вышележащего уровня, использующего данный кадр, например 0*0800 – протокол IP. По стандарту IEEE 802.3 поле длины (байт) данных.

Данные – данные вышележащего протокола, передаваемые по сети.

Контрольная сумма – 4-байтовое поле, содержащее контрольную сумму, подсчитанную для всего кадра.

В зависимости от среды передачи данных IEEE 802.3 определяет несколько различных стандартов (Ethernet определяет только один физический стандарт (частный случай стандарта IEEE 802.3) локальной сети – 10Base5, т. Е. Сеть с шинной топологией на толстом коаксиальном кабеле со скоростью передачи данных 10 Мбит/с и макссимальным размером сегмента до 500 м.) физических подключений локальных сетей, каждый из которых имеет наименование, в котором отражены такие его важнейшие характеристики:

- 1Base5 – неэкранированная витая пара категории 2

- 10Base5 – толстый коаксиальный кабель

- 10Base2 – тонкий коаксиальный кабель

- 10Base-Т – неэкранированная витая пара категории 3

- 10Base-F – волоконно-оптический кабель. (П.Н. Башлы. Современные сетевые технологии. Учебное пособие. М. Горячая линия-Телеком, 2006, 334 с., с.45-46).

Спецификации физической среды Ethernet

Исторически первые сети технологии Ethernet были созданы на коаксиальном кабеле диаметром 0,5 дюйма. В дальнейшем были определены и другие спецификации физического уровня для стандарта Ethernet, позволяющие задействовать различные среды передачи данных. Метод доступа CSMA/CD и все временные параметры остаются одними и теми же для любой спецификации физической среды технологии Ethernet 10 Мбит/с.

Физические спецификации технологии Ethernet на сегодня включают следующие среды передачи данных:

- 10Base-5 – коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, называемый «толстым» коаксиалом (RG-58 или RG-11). Имеет воновое сопротивление 50 ом. Максимальная длина сегмента – 500 м (без повторителя), с повторителем – 2500 м. Максимальное число повторителей между любыми станциями сети – 4. Максимальное число станций в сегменте – 100

- 10Base-2 – коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, называемый «тонким» коаксиалом (RG-58). Имеет воновое сопротивление 50 ом. Максимальная длина сегмента – 185 м (без повторителя), с повторителем – 925 м. Максимальное число повторителей между любыми станциями сети – 4. Максимальное число станций в сегменте – 30

- 10Base-Т – кабель на основе неэкранированной витой пары категорий 3,4,5 (UTP). Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Расстояние между концентратором и конечным узлом – не более 100м. Максимальная длина сегмента с повторителем – 500 м. Максимальное число повторителей между любыми станциями сети – 4. Максимальное число станций в сегменте – 1024

- 10Base-Т – волоконно-оптический многомодовый кабель. Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Имеется несколько вариантов этой спецификации – FOIRL (расстояние до 1000 м), 10 Base-FL (расстояние до 2000 м), 10 Base-FB (расстояние до 2000 м). Максимальная длина сегмента с повторителем – 2500 м (2740 м для 10 Base-FB). Максимальное число повторителей между любыми станциями сети – 4 (5 для 10 Base-FB). Максимальное число станций в сегменте – 1024.

Число 10 в указанных выше названиях обозначает номинальную битовую скорость передачи данных этих стандартов - 10 Мбит/с, а слово «Base» - метод предачи на одной базовой частоте 10 МГц – в отличие от методов, использующих несколько несущих частот (они называются широкополосными и имеют в своем составе слово «Broadband»). Последний символ в названии стандарта физического уровня обозначает тип кабеля. (В.Г.Олифер, Н.А.Олифер . Компьютерные сети . Учебник. С.-П: Питер, 2006. – 958с., с. 409-419)

Fast Ethernet

Высокоскоростные сети класса Ethernet (Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) определены стандартами IEEE 802.3u и IEEE 802.3z соответсвенно. В первом случае различают варианты 100 мегабитовых сетей:

- 100Base-ТX – 2 неэкранированные витые пары категории 5

- 100Base-Т4 – 4 неэкранированные витые пары категории 5

- 100Base-FX – волоконно-оптический кабель.

Для Gigabit Ethernet стандартом определены следующие стандартные физические подключения сети:

- 1000Base-SX – многомодовый волоконно-оптический кабель с длиной волны 830 нм (1 нм – 10^-9м)

- 1000Base-LX – одномодовый (с длиной волны 1270 нм) или многомодовый волоконно-оптический кабель

- 1000Base-СX - экранированная витая пара

- 1000Base-Т - неэкранированная витая пара категории 5. .(П.Н. Башлы. Современные сетевые технологии. Учебное пособие. М. Горячая линия-Телеком, 2006, 334 с., с.46-47).

ВЫВОД: