Дуплексный Ethernet. Fast Ethernet

Технология Fast Ethernet (дуплексный Ethernet) является эволюционным развитием классической технологии Ethernet.

Основными достоинствами технологии Fast Ethernet являются:

• увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;

• сохранение метода случайного доступа Ethernet;

• сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционных сред передачи данных - витой пары и оптоволоконного кабеля.

Дуплексный Ethernet. Дуплексный Ethernet (full-duplex) позволяет одновременно отправлять пакет и при этом получать другой. Для осуществления одновременной передачи и приема требуются две пары кабелей и коммутируемое соединение между всеми узлами. Такое соединение рассматривается как непосредственное, типа "точка-точка" и практически гарантирует отсутствие коллизий. Поскольку оба узла могут передавать и получать данные в одно и то же время, вопрос об использовании полосы пропускания не обсуждается.

Для осуществления одновременной передачи и приема каждому узлу требуется назначенный только ему порт (port). Для создания соединений типа "точка-точка" с использованием дуплексного метода могут использоваться стандарты lOBaseT, 100BaseT или 100 BaseFL. Для обеспечения всех возможностей дуплексного метода на обоих концах требуются сетевые адаптеры (network interface card, NIC). Чтобы обеспечить 100 Мбит/с, задействованы все четыре пары, каждая из которых работает одновременно в обоих направлениях. Поток битов разбивается на четыре и вновь соединяется в один, следовательно, приходится учитывать еще один параметр. Разница во времени прохождения сигналов по парам (сдвиг) не должна превышать определенного значения, чтобы правильно собрать пакеты на входе в приемник.

Форматы кадров технологии Fast Ethernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-Мегабитного Ethernet'a.

Спецификации физического уровня Fast Ethernet

Официальный стандарт 100Base-T (802.3u) установил три различных спецификации для физического уровня (в терминах семиуровневой модели OSI) для поддержки следующих типов кабельных систем:

• 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 5, или экранированной витой паре STP Type 1;

• 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4 или 5;

• 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля.

Протоколы канального уровня глобальных сетей

Стандарты глобальных сетей обычно описывают требования канального и физического уровней.

Протоколы физического уровня WAN описывают, как обеспечить электрическое, механическое, операционное и функциональное подключение к WAN-сервисам. Как правило, эти сервисы предоставляются провайдерами услуг глобальной сети (WAN service providers), например, региональными и национальными операторами связи, почтовыми, телефонными и телеграфными агентствами.

Физический уровень WAN описывает интерфейс между терминальным оборудованием (Data Terminal Equipment, DTE) и оборудованием передачи данных (Data Communications Equipment, DCE). К терминальному оборудованию относятся устройства, которые входят в интерфейс "пользователь-сеть" со стороны пользователя и играют роль отправителя данных, получателя данных или и того и того вместе. Устройства DCE обеспечивают физическое подключение к сети, пропуск трафика и задание тактовых сигналов для синхронизации обмена данными между устройствами DCE и DTE (рис. 26). Обычно устройство DCE расположено у сервис-провайдера, a DTE —подключаемое устройство. В этой модели сервисы предоставляются DTE-устройствам с помощью модемов или устройств CSU/DSU.

Протоколы канального уровня WAN описывают, каким образом кадры переносятся между системами по одному каналу передачи данных. Они включают протоколы, обеспечивающие работу через службы двухточечной и многоточечной связи, а также службу множественного доступа по коммутируемым каналам типа Frame Relay.

Существует несколько методов канальной инкапсуляции, связанных с линиями синхронной последовательной передачи данных:

• Frame Relay

• ATM

• РРР (Point-to-Point Protocol — протокол связи "точка-точка").

• ISDN.

Frame Relay, ATM

Представители WAN-технологии коммутации пакетов, в которой несколько пользователей совместно используют общие ресурсы несущей сети. При использовании данной технологии сеть потребителя подключается к совместно используемой несущей сети.

При коммутации пакетов все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются на кадры. Каждый кадр снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения. Пакеты транспортируются в сети как независимые информационные блоки. Коммутаторы сети принимают пакеты от конечных узлов и на основании адресной информации передают их друг другу, а в конечном итоге - узлу назначения.

Существует и другой режим работы сети - передача пакетов по виртуальному каналу (virtual circuit или virtual channel). В этом случае перед тем, как начать передачу данных между двумя конечными узлами, должен быть установлен виртуальный канал, который представляет собой единственный маршрут, соединяющий эти конечные узлы. Виртуальный канал может быть динамическим или постоянным. Динамический виртуальный канал устанавливается при передаче в сеть специального пакета - запроса на установление соединения. Этот пакет проходит через коммутаторы и «прокладывает» виртуальный канал. Это означает, что коммутаторы запоминают маршрут для данного соединения и при поступлении последующих пакетов данного соединения отправляют их всегда по проложенному маршруту. Постоянные виртуальные каналы создаются администраторами сети путем ручной настройки коммутаторов.

Frame relay (англ. «ретрансляция кадров», FR) — протокол канального уровня сетевой модели OSI. Служба коммутации пакетов Frame Relay в настоящее время широко распространена во всём мире. Максимальная скорость, допускаемая протоколом FR — 34.368 мегабит/сек. Frame relay обеспечивает множество независимых виртуальных каналов (Virtual Circuits, VC) в одной линии связи, идентифицируемых в FR-сети по идентификаторам подключения к соединению (Data Link Connection Identifier, DLCI). Вместо средств управления потоком включает функции извещения о перегрузках в сети. Возможно назначение минимальной гарантированной скорости (CIR) для каждого виртуального канала. В основном применяется при построении территориально распределённых корпоративных сетей, а также в составе решений, связанных с обеспечением гарантированной пропускной способности канала передачи данных (VoIP, видеоконференции и т. п.).