Ethernet
Ethernet
Ethernet, jako system budowy sieci opracowany został przez
firmę Xerox, ale do poziomu standardu podniosła go współpraca trzech firm:
Xerox, DEC i Intel. Standard IEEE. 802.3 określa podobny typ sieci, ale różniący
się formatem ramki.
Ethernet posiada przepustowość 10 Mbit/s (wyjątek stanowi
odmiana Ethernetu: 10Base5 oraz nowsze
rozwiązania) i wykorzystuje metodę dostępu CSMA/CD. Do pojedynczej sieci
lokalnej można podłączyć do 8000 stacji roboczych. Podstawowe odmiany
Ethernetu to:
a)
10Base-5 - przewód
koncentryczny, maksymalna długość segmentu - 500 m, wykorzystuje metodę
transmisji w paśmie podstawowym;
b)
10Base-2 - przewód
koncentryczny, maksymalna długość segmentu - 185 m, transmisja w paśmie
podstawowym;
c)
10Base-T - skrętka o
maksymalnej długości segmentu 100m;
d)
10Broad36 - przewód
koncentryczny, maksymalna długość segmentu 3600 m, wykorzystuje metodę
transmisji w paśmie rozszerzonym;
e)
10BaseF - obsługuje światłowodową
sieć szkieletową o długości do 4 km i prędkości transmisji 10 Mbit/s;
f)
100Base-X - nowy standard
Ethernet zapewniający przepustowość 100 Mbit/s, wykorzystuje skrętkę;
g)
100VG-AnyLAN - przepustowość
100 Mbit/s, wykorzystuje metodę dostępu z priorytetem na żądanie;
W przypadkach, kiedy wykorzystywany jest przewód
koncentryczny, stacje robocze łączy się w szereg (magistrala). Segmenty przyłącza
się tak jak to pokazano na rysunku:
Wersja 10Base-T skonfigurowana jest w topologii gwiazdy, gdzie
do każdej stacji biegnie oddzielny przewód od centralnego huba.
Kolizje są zasadniczym powodem limitowania długości
magistrali. Przy większych długościach pojawia się opóźnienie związane z
propagacją sygnału, w efekcie czego przestaje prawidłowo działać mechanizm
wykrywania kolizji.
Segmentacja sieci Ethernet polega na podziale sieci na dwie lub
więcej części, co poprawia wydajność sieci. Do łączenia poszczególnych
sieci służą mosty i routery. Możliwa jest organizacja, w której użytkownicy
korzystają z własnych segmentów (np. w przypadku transmisji video).
Huby przełączające pozwalają na rozwinięcie koncepcji
segmentacji (mikrosegmentacja). Nawet pojedyncza stacja robocza może mieć wyłączny
dostęp do serwera lub innego urządzenia.
Huby przełączające są, jak to pokazano na rysunku, urządzeniami
zapewniającymi przełączanie macierzowe z krótkim czasem oczekiwania.
Wiele z nich posiada ponadto szybkie połączenia z
superserwerami (światłowodowe), które umożliwiają pełne wykorzystanie możliwości
takich serwerów. Szybkości sieci Ethernet są zbyt małe w porównaniu z
szybkościami transmisji danych z serwera. Przyłączenie superserwera do sieci
Ethernet bez szybkich połączeń byłoby marnotrawstwem.
Formaty ramek.
Ramka określa strukturę przesyłanego pakietu danych. Określona
jest w niej pozycja nagłówka, bitów danych oraz wypełnienia pakietu.
Rozeznanie w typach ramek jest ważne przy monitorowaniu pracy w sieci.
W sieciach Ethernet funkcjonują 4 typy ramek:
a)
Ethernet II - oryginalna ramka
Ethernetu, przydziela pakietowi unikalny nagłówek;
b)
Ethernet 802.3
- typ ramki używany najczęściej w sieciach Novell;
c)
Ethernet 802.2 - standardowy
typ ramki dla sieci Novell 4.x;
d)
Ethernet
SNAP - AppleTalk.
Na rysunku poniżej
przedstawiono struktury oryginalnej ramki Ethernet i ramki Ethernet
Poszczególne pola mają następujące znaczenie:
a)
PR - nagłówek (preambuła) -
pole sygnalizujące początek ramki (101010...);
b)
SFD (Start
Frame Delimiter) - znacznik początku ramki (10101011);
c)
DA
(Destination
Address) - adres docelowy;
d)
SA
(Source
Address) - adres źródłowy;
e)
LE (Length)-
długość segmentu danych w ramce;
f)
Data - transmitowane dane;
g)
PAD - uzupełnienie pola Data
w celu zapewnienia minimalnej długości ramki;
h)
FCS - suma kontrolna dla
pakietu;
1.
Ethernet 10Base-5 (Thick Ethernet).
10Base-5 utożsamiany jest często ze standardem Ethernet w ogóle,
ponieważ był jego pierwszą implementacją. Rysunek poniżej przedstawia
strukturę okablowania z grubym przewodem koncentrycznym.
Kabel główny jest specjalnym sztywnym kablem współosiowym,
który w jednym segmencie (bez regeneratorów) może osiągnąć 500 m. Każda
stacja robocza dołączona jest do magistrali za pomocą transceiverła (przyłącza) i
kabla przyłączeniowego. Transceiver jest
elementem mocowanym na grubym kablu Ethernet. Posiada trzy złącza: wejście i
wyjście kabla magistrali oraz odgałęzienie do stacji roboczej. Transceiver
nie jest typowym rozgałęźnikiem BNC - zapewnia fizyczne oddzielenie
stacji roboczej od kabla sieciowego. Kabel przyłączeniowy na ogół stanowi
komplet z transceiverłem i jest bardziej elastyczny od kabla magistrali.
Okablowanie magistrali grubego Ethernetu stanowi 50-omowy przewód koncentryczny
o średnicy 1 cm. Maksymalna odległość stacji roboczej od transceiverła wynosi 50 m. Minimalna odległość pomiędzy transceiverłami
wynosi 2,5 m. Można połączyć do pięciu segmentów magistrali, używając
czterech repeaterłów, przy czym stacje robocze mogą być włączone do
trzech segmentów, pozostałe służą do przedłużenia sieci. Do magistrali można
podłączyć maksimum 100 stacji roboczych (repeater
jest liczony jako stacja). Na obu końcach każdego segmentu musi znajdować się
50-omowy terminator.
Obecnie 10Base-5 przestaje być stosowany.
2.
Ethernet
10Base-2 (Thin Ethernet).
Koncentryczny cienki kabel Ethernet jest łatwiejszy w obsłudze
od grubego przewodu Ethernet i nie wymaga transceiverła
przy stacji roboczej. Jest również tańszy, ale zastosowanie go zmniejsza
maksymalną długość magistrali. Sieć Ethernet 10Base-T wygląda jak pokazano
na rysunku:
Jako cienki przewód Ethernet używany jest przewód
koncentryczny o średnicy 5 mm. Maksymalna długość odcinka magistrali wynosi
186 m. Przewód do karty sieciowej przyłącza się za pomocą rozgałęźnika (T-connector). Można połączyć do pięciu segmentów magistrali, używając
czterech repeaterłów, przy czym
stacje robocze mogą być włączone do trzech segmentów, pozostałe służą
do przedłużenia sieci. Maksymalna długość magistrali wynosi 910 m. Do
jednej magistrali można dołączyć najwyżej 30 odgałęzień (również: repeatery, mosty, routery i serwery). Całkowita liczba odgałęzień
we wszystkich segmentach sieci nie może przekroczyć 1024. Na każdym końcu
magistrali należy przyłączyć termiantor.
Możliwe jest łączenie systemów z cienkim i grubym
przewodem. Łączenie kabla cienkiego z grubym możliwe jest za pomocą adaptera
BNC-N. Segment kombinowany z przewodu grubego i cienkiego ma na ogół długość
182-492m. Następująca zależność pozwala na wyliczenie dopuszczalnej długości
kabla cienkiego w kombinowanym segmencie magistrali: t=(492-L)/3,28, gdzie L
jest długością budowanego segmentu sieci.
3.
Ethernet
10Broad36 (Broadband Ethernet).
Nawet w przypadku rozbudowanej konfiguracji Ethernet występują
istotne ograniczenia. Pojawiła się więc idea wykorzystania transmisji
szerokopasmowej. Transmisja szerokopasmowa wymaga użycia innego typu kabla współosiowego
(o impedancji 50 omów). Między stacją a kablem głównym może znajdować się
kabel przyłączeniowy o długości do 25 m. Odległość od remodulatora do
przyłącza najbardziej oddalonej stacji może wynieść 1800 m. Według zaleceń
normy można rozmieścić stacje w konfiguracji drzewiastej na powierzchni koła
o średnicy 3600 m (liczonej wzdłuż kabla głównego), a licząc z kablem
dystansowym i przyłączeniowym 3750 m.
4.
Ethernet
10Base-T.
10Base-T posiada większość zalet Ethernetu bez konieczności
ponoszenia kosztów kabla koncentrycznego. Ponadto umożliwia zastosowanie
gwiazdowej lub rozproszonej topologii sieci.
Część specyfikacji 10Base-T jest kompatybilna z innymi
standardami IEEE 802.3. Nie ma potrzeby wymiany kart sieciowych przy
przechodzeniu z kabla koncentrycznego na skrętkę. Możliwe jest
rozbudowywania istniejącej magistrali o segmenty skrętkowe, dzięki
zastosowaniu repeaterów obsługujących
zarówno kable koncentryczne i światłowodowe jak i skrętkowe.
Specyfikacja 10Base-T obejmuje testowanie ciągłości łącza.
Polega ona na permanentnym sprawdzaniu przez system, czy w kablu nie wystąpiła
przerwa lub zwarcie. Odbywa się to centralnie. Zasadę budowy sieci 10Base-T
pokazano na rysunku.
Stacje robocze podłączone są do centralnego huba lub
koncentratora, który pracuje jako repeater.
Po nadejściu sygnału od stacji roboczej hub rozprowadza go do wszystkich linii
wyjściowych. Stacje robocze przyłącza się za pomocą nieekranowanej skrętki
o długości do 100 m. Przewód przechodzi do transceiverła,
który jest połączony ze stacją roboczą za pomocą o długości do 50 m. Do
huba przyłącza się typowo 12 stacji. Konfigurację można rozszerzyć przez
hierarchiczne połączenie hubów. Można połączyć do 1024 stacji.
5.
Ethernet
100Base-X i 100VG-AnyLAN (Voice Grade).
Są nowymi odmianami Ethernetu. Zapewniają wysoką prędkość
transmisji (100 Mbit/s). Realizacja takich parametrów stała się koniecznością
ze względu na aplikacje obsługujących multimedia, video w czasie rzeczywistym
i obróbkę obrazów.
100VG-AnyLAN bazuje na technologii opracowanej przez AT&T i
Hewlett Packard, a obecnie pilotowanej przez komitet 802.12 IEEE. Standard ten
wykorzystuje skrętkę czteroprzewodową. Wprowadzono w nim także nową metodę
dostępu na żądanie, która zastąpiła dotąd używaną metodę CSMA/CD.
Ramka pozostała taka sama. Możliwe jest działanie mostów pomiędzy starszymi
standardami Ethernetu a 100VG-AnyLAN. W ślad za koncepcją firmy HP format
ramki, a nie protokół CSMA/CD jest czynnikiem decydującym o możliwości współdziałania
pomiędzy odmiennymi standardami Ethernetu.
Ponieważ topologie sieci 100VG-AnyLAN i 10Base-T są podobne -
karty i wiele innych akcesoriów pozwalają na realizowanie szeregu działań w
obu systemach. Do huba 100VG-AnyLAN można przyłączyć zarówno stację pracującą
w tym standardzie jak i w 100Base-T. Oprócz formatu ramek, ze starego systemu
zachowano zasady obowiązujące w topologii gwiazdy i okablowania
strukturalnego. Używane są również takie same łącza jak w 10Base-T.
Konieczna okazała się transmisja kwartetowa: podczas gdy 10Base-T wykorzystywał
dwie pary przewodów (jedna dla nadawania, jedna dla odbioru), 100VG-AnyLAN używa
czterech par. Transmisja kwartetowa odbywa się z tą samą częstotliwością
co w 10Base-T, ale sygnał 25 MHz jest przesyłany każdą z czterech par
przewodów. Używany w 10Base-T system kodowania Manchester został zastąpiony
nowym systemem 5B6B. Zastosowanie niskiej częstotliwości i rozdziału sygnału
pomiędzy przewody pozwalają utrzymać emisję zakłóceń radiowych na założonym
poziomie, przy wykorzystaniu kabli telefonicznych. 10Base-T przesyła sygnał o
częstotliwości 20 MHz, wykorzystując dwie pary przewodów. Długość
pojedynczego odcinka przewodu w szybkich sieciach Ethernet jest ograniczona do
100 m, ale zastosowanie w 100VG-AnyLAN innych kabli pozwala na zwiększenie jej
do 150 m.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
248 12Biuletyn 01 12 201412 control statementsRzym 5 w 12,14 CZY WIERZYSZ EWOLUCJI12 2krlFadal Format 2 (AC) B807 12więcej podobnych podstron