Kiire Etherneti tehnoloogia, selle omadused, füüsiline kiht, ehitusreeglid. Kiire Etherneti tehnoloogia kirjeldus Token Ring võrgutehnoloogia eesmärk

Etherneti võrk on standardvõrkude seas kõige levinum. Esimest korda ilmus see 1972. aastal (arendajaks oli tuntud firma Xerox). Võrk osutus üsna edukaks ja selle tulemusena toetasid seda 1980. aastal sellised suurettevõtted nagu DEC ja Intel (nende ettevõtete ühendus kandis nende nimede esitähtede nime DIX). Nende jõupingutuste tulemusel sai 1985. aastal Etherneti võrk rahvusvaheliseks standardiks; selle tunnustasid suurimad rahvusvahelised standardiorganisatsioonid: IEEE (elektri- ja elektroonikainseneride instituut) 802 komitee ja ECMA (Euroopa arvutitootjate assotsiatsioon).

Standardi nimi on IEEE 802.3 (inglise keeles kaheksa oh kaks punkti kolm). See määratleb mitme siini tüüpi ühekanalilise juurdepääsu kokkupõrke tuvastamise ja edastuse juhtimisega, st juba mainitud CSMA/CD juurdepääsumeetodiga. Mõned teised võrgud vastasid ka sellele standardile, kuna detailsuse tase pole kõrge. Seetõttu ei olnud IEEE 802.3 võrgud sageli omavahel ühilduvad nii disaini kui ka elektriliste omaduste poolest. Siiski sisse Hiljuti IEEE 802.3 standardit peetakse Etherneti standardiks.

Algse IEEE 802.3 standardi põhifunktsioonid:

topoloogia - siin;
edastusmeedium - koaksiaalkaabel;
edastuskiirus - 10 Mbps;
võrgu maksimaalne pikkus on 5 km;
maksimaalne abonentide arv - kuni 1024;
võrgusegmendi pikkus - kuni 500 m;
abonentide arv ühes segmendis - kuni 100;
juurdepääsumeetod - CSMA/CD;
ülekanne on kitsasriba, see tähendab ilma modulatsioonita (monochannel).

Rangelt võttes on IEEE 802.3 ja Etherneti standardite vahel väikesed erinevused, kuid neid tavaliselt eiratakse.

Etherneti võrk on praegu maailmas populaarseim (üle 90% turust), arvatavasti jääb see selleks ka lähiaastatel. Seda soodustas suuresti asjaolu, et algusest peale olid võrgu omadused, parameetrid, protokollid avatud, mille tulemusena hakkas tohutu hulk tootjaid üle maailma tootma üksteisega täielikult ühilduvaid Etherneti seadmeid. .

Klassikalises Etherneti võrgus kasutati kahte tüüpi (paks ja õhuke) 50-oomist koaksiaalkaablit. Kuid hiljuti (alates 90ndate algusest) on Etherneti kõige laialdasemalt kasutatav versioon, mis kasutab edastusmeediumina keerdpaare. Samuti on määratletud standard kiudoptilise kaabli võrgus kasutamiseks. Algsesse IEEE 802.3 standardisse on tehtud vastavad täiendused, et neid muudatusi arvesse võtta. 1995. aastal ilmus lisastandard Etherneti kiiremale versioonile, mis töötab kiirusega 100 Mbps (nn Fast Ethernet, IEEE 802.3u standard), kasutades edastuskandjana keerdpaari või fiiberoptilist kaablit. 1997. aastal ilmus versioon kiirusega 1000 Mbit / s (Gigabit Ethernet, IEEE 802.3z standard).

Lisaks standardse siini topoloogiale kasutatakse üha enam passiivset tähte ja passiivset puu topoloogiat. See eeldab repiiterite ja repiiteri jaoturite kasutamist, mis ühendavad võrgu erinevaid osi (segmente). Selle tulemusena saab segmentidele moodustada puustruktuuri erinevad tüübid(joonis 7.1).

Riis. 7.1. Klassikaline Etherneti võrgu topoloogia

Klassikaline siin või üksik abonent võib toimida segmendina (võrgu osana). Siini segmentide jaoks kasutatakse koaksiaalkaablit ja passiivsete tähekiirte jaoks (ühendamiseks ühe arvutijaoturiga) - keerdpaar ja fiiberoptiline kaabel. Saadud topoloogia põhinõue on, et selles ei oleks suletud teid (silmusi). Tegelikult selgub, et kõik abonendid on ühendatud füüsilise siiniga, kuna igaühe signaal levib kõigis suundades korraga ega naase tagasi (nagu rõngas).

Kogu võrgu maksimaalne kaabli pikkus (maksimaalne signaalitee) võib teoreetiliselt ulatuda 6,5 kilomeetrini, kuid praktiliselt ei ületa 3,5 kilomeetrit.

V Kiired võrgud Ethernet pole saadaval füüsiline topoloogia buss, kasutatakse ainult passiivset tähte või passiivpuud. Lisaks on Fast Ethernetil palju rangemad nõuded võrgu maksimaalsele pikkusele. Lõppude lõpuks, kui edastuskiirust 10 korda suurendada ja paketivormingut säilitada, muutub selle minimaalne pikkus kümme korda lühemaks. Seega vähendatakse kahekordse signaali edastusaja lubatud väärtust läbi võrgu 10 korda (5,12 µs versus 51,2 µs Ethernetis).

Standardset Manchesteri koodi kasutatakse teabe edastamiseks Etherneti võrgus.

Juurdepääs Etherneti võrgule toimub juhusliku CSMA / CD meetodil, mis tagab abonentide võrdsuse. Võrk kasutab muutuva pikkusega pakette, mille struktuur on näidatud joonisel fig. 7.2. (numbrid näitavad baitide arvu)

Riis. 7.2. Etherneti paketi struktuur

Etherneti kaadri (st ilma preambulita paketi) pikkus peab olema vähemalt 512 biti intervall ehk 51,2 µs (see on võrgu kahekordne edastusaja limiit). Pakub individuaalset, rühma- ja ringhäälingu adresseerimist.

Etherneti pakett sisaldab järgmisi välju:

Preambul koosneb 8 baidist, millest esimesed seitse on kood 10101010 ja viimane bait on kood 10101011. IEEE 802.3 standardis nimetatakse kaheksandat baiti kaadri eraldajaks (SFD) ja see moodustab eraldi välja pakett.
Vastuvõtja (vastuvõtja) ja saatja (saatja) aadressid sisaldavad kumbki 6 baiti ja on üles ehitatud vastavalt standardile, mida on kirjeldatud 4. loengu jaotises Pakettide adresseerimine. Neid aadressivälju töötlevad abonendiseadmed.
Juhtväli (L/T - Length/Type) sisaldab teavet andmevälja pikkuse kohta. See võib määrata ka kasutatava protokolli tüübi. Üldiselt on aktsepteeritud, et kui selle välja väärtus ei ole suurem kui 1500, siis näitab see andmevälja pikkust. Kui selle väärtus on suurem kui 1500, määrab see kaadri tüübi. Juhtvälja töödeldakse programmiliselt.
Andmeväli peab sisaldama 46 kuni 1500 baiti andmeid. Kui pakett peab sisaldama vähem kui 46 baiti andmeid, siis on andmeväli polsterdatud täidisbaitidega. Vastavalt IEEE 802.3 standardile on paketistruktuuris eraldatud spetsiaalne polsterdusväli (pad data), mille pikkus võib olla null, kui andmeid on piisavalt (üle 46 baiti).
Kontrollsumma väli (FCS – Frame Check Sequence) sisaldab paketi 32-bitist tsüklilist kontrollsummat (CRC) ja selle eesmärk on kontrollida paketi õiget edastamist.

Seega on minimaalne kaadri pikkus (pakett ilma preambula) 64 baiti (512 bitti). See väärtus määrab 512-bitiste intervallidega (51,2 µs Etherneti või 5,12 µs Fast Etherneti puhul) maksimaalse lubatud kahekordse võrgulevi viivituse. Standard soovitab preambulit vähendada, kui pakett läbib erinevaid võrguseadmed, seega ei võeta seda arvesse. Maksimaalne kaadri pikkus on 1518 baiti (12144 bitti, st Etherneti puhul 1214,4 µs, Fast Etherneti puhul 121,44 µs). See on suuruse määramisel oluline. puhvermälu võrguseadmete ja võrgu üldise koormuse hindamiseks.

Preambuli vormi valik ei ole juhuslik. Fakt on see, et Manchesteri koodi vahelduvate ühtede ja nullide jada (101010…10) iseloomustab see, et sellel on üleminekud ainult bitiintervalli keskel (vt jaotis 2.6.3), st ainult informatsioonilised üleminekud. . Loomulikult on vastuvõtjal lihtne sellisele jadale häälestada (sünkroniseerida), isegi kui see mingil põhjusel mõne biti võrra lüheneb. Preambuli (11) kaks viimast üksikut bitti erinevad oluliselt järjestusest 101010…10 (bitiintervalli piiril on ka üleminekuid). Seetõttu saab juba häälestatud vastuvõtja need hõlpsalt valida ja seeläbi tuvastada kasuliku teabe algust (kaadri algust).

Kiirusega 10 Mbit / s töötava Etherneti võrgu jaoks määratleb standard neli peamist tüüpi võrgusegmente, mis on orienteeritud erinevatele teabeedastuskandjatele:

10BASE5 (paks koaksiaalkaabel);
10BASE2 (õhuke koaksiaalkaabel);
10BASE-T (keerdpaar);
10BASE-FL (kiudoptiline kaabel).

Segmendi nimi sisaldab kolme elementi: number 10 tähendab edastuskiirust 10 Mbit / s, sõna BASE - edastamine põhiribas (st ilma kõrgsagedusliku signaali modulatsioonita) ja viimane element - lubatud. segmendi pikkus: 5 - 500 meetrit, 2 - 200 meetrit (täpsemalt 185 meetrit) või sideliini tüüp: T - keerdpaar (inglise keelest keerdpaar), F - fiiberoptiline kaabel (inglise keelest fiiberoptikast) .

Samamoodi määrab standard Etherneti võrgu jaoks, mis töötab kiirusega 100 Mbps (Fast Ethernet), kolme tüüpi segmente, mis erinevad edastusmeediumitüüpide poolest:

100BASE-T4 (neli keerdpaar);
100BASE-TX (kahekordne keerdpaar);
100BASE-FX (kiudoptiline kaabel).

Siin tähendab number 100 edastuskiirust 100 Mbps, täht T - keerdpaar, täht F - fiiberoptilist kaablit. Tüübid 100BASE-TX ja 100BASE-FX on mõnikord koondatud nimede 100BASE-X alla ning 100BASE-T4 ja 100BASE-TX nimede 100BASE-T alla.

Lisateavet Etherneti seadmete funktsioonide, samuti CSMA / CD vahetuse juhtimisalgoritmi ja tsüklilise kontrollsumma (CRC) arvutamise algoritmi kohta käsitletakse edaspidi kursuse eriosades. Siinkohal tuleb ainult märkida, et Etherneti võrk ei erine ei rekordiliste omaduste ega optimaalsete algoritmide poolest, see on paljude parameetrite poolest teistest standardvõrkudest madalam. Kuid tänu tugevale toele, kõrgeimale standardimistasemele, tohututele tootmismahtudele tehnilisi vahendeid, Ethernet eristub teistest standardvõrkudest ja seetõttu on tavaks võrrelda Ethernetiga mis tahes muud võrgutehnoloogiat.

Etherneti tehnoloogia areng kaugeneb algsest standardist üha enam. Uute edastuskandjate ja kommutaatorite kasutamine võib võrgu suurust oluliselt suurendada. Manchesteri koodi kaotamine (Fst Ethernetis ja Gigabit Ethernetis) suurendab andmeedastuskiirust ja vähendab kaablivajadust. CSMA/CD haldusmeetodi tagasilükkamine (täisdupleksvahetusrežiimiga) võimaldab järsult tõsta töö efektiivsust ja eemaldada võrgu pikkuse piirangud. Kuid kõiki uusi võrgutüüpe nimetatakse ka Etherneti võrkudeks.

Token ring võrk

Token-Ring võrgu (marker ring) pakkus IBM välja 1985. aastal (esimene versioon ilmus 1980. aastal). See oli mõeldud igat tüüpi IBMi toodetud arvutite võrku ühendamiseks. Asjaolu, et seda toetab IBM suurim tootja arvutitehnoloogia, viitab sellele, et sellele tuleb pöörata erilist tähelepanu. Kuid sama oluline on see, et Token-Ring on praegu IEEE 802.5 rahvusvaheline standard (kuigi Token-Ringi ja IEEE 802.5 vahel on väikesed erinevused). See seab võrgu olekus võrdsele Ethernetiga.

Token-Ring töötati välja Etherneti usaldusväärse alternatiivina. Ja kuigi Ethernet asendab nüüd kõiki teisi võrke, ei saa Token-Ringi pidada lootusetult aegunuks. Selle võrgu kaudu on ühendatud üle 10 miljoni arvuti üle maailma.

IBM on teinud kõik, et oma võrku võimalikult laialdaselt levitada: üksikasjalik dokumentatsioon on avaldatud kuni elektriskeemid adapterid. Tänu sellele on paljud ettevõtted, nagu 3COM, Novell, Western Digital, Proteon jt, alustanud adapterite tootmist. Muide, NetBIOS-i kontseptsioon töötati välja spetsiaalselt selle võrgu jaoks, aga ka mõne teise IBMi arvutivõrgu jaoks. Kui varem loodud arvutivõrgus olid NetBIOS-i programmid salvestatud adapterisse sisseehitatud püsimällu, siis Token-Ring võrgus kasutati juba NetBIOS-i emuleerivat programmi. See võimaldas paindlikumalt reageerida riistvara funktsioonidele ja säilitada ühilduvus kõrgema taseme programmidega.

Token-Ringi võrgul on rõnga topoloogia, kuigi väliselt näeb see rohkem välja nagu täht. See on tingitud asjaolust, et üksikud abonendid (arvutid) on võrku ühendatud mitte otse, vaid spetsiaalsete jaoturite või mitme juurdepääsuga seadmete (MSAU või MAU - Multistation Access Unit) kaudu. Füüsiliselt moodustab võrk täherõnga topoloogia (joonis 7.3). Tegelikkuses on abonendid endiselt ühendatud ringiks, see tähendab, et igaüks neist edastab teavet ühele naaberabonendile ja võtab teavet teiselt.

Riis. 7.3. Star-Ring Token-Ring võrgu topoloogia

Kontsentraator (MAU) võimaldab samal ajal tsentraliseerida konfiguratsiooni, vigaste abonentide lahtiühendamist, võrgu juhtimist jne. (joonis 7.4). See ei teosta mingit teabetöötlust.

Riis. 7.4. Token-Ringi võrgu abonentide ühendamine rõngaks kontsentraatori (MAU) abil

Kontsentraatoris on iga abonendi jaoks kasutusel spetsiaalne Trunk Coupling Unit (TCU), mis tagab abonendi automaatse kaasamise ringi, kui see on kontsentraatoriga ühendatud ja heas seisukorras. Kui abonent katkestab ühenduse jaoturiga või see on vigane, taastab TCU seade automaatselt rõnga terviklikkuse ilma see tellija. TCU käivitab alalisvoolu signaal (nn fantoomvool), mis tuleb abonendilt, kes soovib ringiga liituda. Abonent saab ka rõngast lahti ühendada ja sooritada enesetesti (joon. 7.4 parempoolseim abonent). Fantoomvool ei mõjuta infosignaali mingil moel, kuna rõngas oleval signaalil pole konstantset komponenti.

Struktuurselt on jaotur iseseisev seade, mille esipaneelil on kümme pistikut (joonis 7.5).

Riis. 7.5. Token-Ringi jaotur (8228 MAU)

Kaheksa keskkonnektorit (1…8) on ette nähtud abonentide (arvutite) ühendamiseks adapterkaablite või radiaalkaablite abil. Kaht äärmist pistikut: sisend RI (Ring In) ja väljund RO (Ring Out) kasutatakse ühendamiseks teiste jaoturitega spetsiaalsete magistraalkaablite (Path cable) abil. Saadaval on jaoturi seinale kinnitatavad ja lauaarvuti versioonid.

Seal on nii passiivsed kui ka aktiivsed MAU-jaoturid. Aktiivne jaotur taastab abonendilt tuleva signaali (st töötab nagu Etherneti jaotur). Passiivne jaotur signaali ei taasta, vaid vahetab ümber sideliine.

Jaotur võrgus võib olla ainuke (nagu joonisel 7.4), sel juhul on ringis suletud ainult sellega ühendatud abonendid. Väliselt näeb selline topoloogia välja nagu täht. Kui peate võrku ühendama rohkem kui kaheksa abonendi, ühendatakse mitu jaoturit magistraalkaablitega ja moodustavad täherõnga topoloogia.

Nagu juba märgitud, on rõnga topoloogia väga tundlik rõngaskaabli katkestuste suhtes. Võrgu vastupidavuse suurendamiseks pakub Token-Ring nn rõnga voltimise režiimi, mis võimaldab katkestuse kohast mööda minna.

Tavarežiimis on jaoturid ühendatud rõngas kahe paralleelse kaabliga, kuid info edastatakse ainult ühe neist (joon. 7.6).

Riis. 7.6. MAU-jaoturite ühendamine tavarežiimis

Ühe kaabli katkemise (katkestuse) korral edastab võrk üle mõlema kaabli, möödudes sellega kahjustatud osast. Samal ajal säilib isegi kontsentraatoritega ühendatud abonentide möödasõidu järjekord (joon. 7.7). Tõsi, sõrmuse kogupikkus suureneb.

Mitme kaabli kahjustuse korral laguneb võrk mitmeks osaks (segmendiks), mis ei ole omavahel ühendatud, kuid jäävad täielikult tööle (joonis 7.8). Maksimaalne osa võrgust jääb ühendatuks, nagu varem. Loomulikult ei päästa see enam võrku tervikuna, kuid võimaldab abonentide õige jaotusega jaoturitele säilitada olulise osa kahjustatud võrgu funktsioonidest.

Mitu jaoturit saab struktuurselt ühendada grupiks, klastriks (klastriks), mille sees on abonendid samuti rõngakujuliselt ühendatud. Klastrite kasutamine võimaldab suurendada ühe keskusega ühendatud abonentide arvu näiteks kuni 16-ni (kui klaster sisaldab kahte jaoturit).

Riis. 7.7. Rõnga kokkutõmbumine, kui kaabel on kahjustatud

Riis. 7.8. Rõnga lagunemine kaabli mitmekordse kahjustuse korral

IBM Token-Ringi võrgu edastusmeediumina kasutati esmalt keerdpaari, nii varjestamata (UTP) kui ka varjestatud (STP), kuid seejärel ilmusid varustusvõimalused nii koaksiaalkaabli kui ka FDDI standardi fiiberoptilise kaabli jaoks.

Token-Ringi võrgu klassikalise versiooni peamised tehnilised omadused:

maksimaalne IBM 8228 MAU tüüpi jaoturite arv - 12;
maksimaalne abonentide arv võrgus on 96;
maksimaalne kaabli pikkus abonendi ja jaoturi vahel on 45 meetrit;
maksimaalne kaabli pikkus jaoturite vahel - 45 meetrit;
kõiki jaotureid ühendava kaabli maksimaalne pikkus on 120 meetrit;
andmeedastuskiirus - 4 Mbps ja 16 Mbps.

Kõik antud spetsifikatsioonid kehtivad varjestamata keerdpaaride kasutamisel. Kui kasutatakse teistsugust edastusvahendit, võivad võrgu omadused erineda. Näiteks varjestatud keerdpaari (STP) kasutamisel saab abonentide arvu suurendada 260-ni (96 asemel), kaabli pikkust kuni 100 meetrini (45 asemel), jaoturite arvu kuni 33-ni, ja rummu ühendava rõnga kogupikkus - kuni 200 meetrit . Kiudoptiline kaabel võimaldab suurendada kaabli pikkust kuni kahe kilomeetrini.

Teabe edastamiseks Token-Ringis kasutatakse kahefaasilist koodi (täpsemalt selle varianti kohustusliku üleminekuga bitiintervalli keskel). Nagu iga tähe topoloogia puhul, ei ole vaja täiendavat elektrilist lõppu ega välist maandust. Läbirääkimisi viivad läbi võrguadapteri riistvara ja jaoturid.

Token-Ringi kaablite ühendamiseks kasutatakse RJ-45 pistikuid (varjestamata keerdpaari jaoks), samuti MIC- ja DB9P-pistikuid. Kaablis olevad juhtmed ühendavad samanimeliste pistikute tihvte (see tähendab, et kasutatakse nn sirgeid kaableid).

Klassikaline Token-Ring võrk jääb Etherneti võrgule alla nii lubatud suuruse kui ka maksimaalse abonentide arvu poolest. Edastuskiiruse osas on praegu Token-Ringi 100 Mbps (High Speed Token-Ring, HSTR) ja 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring) versioonid. Token-Ringi toetavad ettevõtted (sh IBM, Olicom, Madge) ei kavatse oma võrku hüljata, pidades seda Etherneti vääriliseks konkurendiks.

Võrreldes Etherneti seadmetega on Token-Ringi seadmed märgatavalt kallimad, kuna kasutavad keerukamat vahetuskontrolli meetodit, mistõttu pole Token-Ringi võrk nii laialt levinud.

Erinevalt Ethernetist suudab Token-Ringi võrk aga palju paremini hoida kõrget koormustaset (üle 30-40%) ja tagab garanteeritud juurdepääsuaja. See on vajalik näiteks tööstusvõrkudes, kus välisele sündmusele reageerimise viivitus võib põhjustada tõsiseid õnnetusi.

Token-Ring võrk kasutab klassikalist token juurdepääsu meetodit, see tähendab, et ringkonnas ringleb pidevalt token, millele abonendid saavad lisada oma andmepaketid (vt joonis 7.8). See tähendab selle võrgu sellist olulist eelist nagu konfliktide puudumine, kuid sellel on ka puudusi, eriti vajadus kontrollida markeri terviklikkust ja võrgu sõltuvust igast abonendist (tõrke korral, tellija tuleb ringist välja jätta).

Token-Ringis on paketi edastamise ajalimiit 10 ms. Maksimaalse abonentide arvuga 260 on helina täistsükkel 260 x 10 ms = 2,6 s. Selle aja jooksul saavad kõik 260 tellijat oma paketid üle kanda (kui neil muidugi on midagi üle kanda). Sama aja jooksul jõuab kindlasti iga tellijani tasuta token. Sama intervall on Token-Ringi juurdepääsuaja ülempiir.

Iga võrguabonent (tema võrguadapter) peab täitma järgmisi funktsioone:

edastusvigade tuvastamine;
võrgu konfiguratsiooni juhtimine (võrgu taastamine talle ringis eelnenud abonendi rikke korral);
võrgus vastuvõetud mitme ajastuse juhtimine.

Suur hulk funktsioone muidugi raskendab ja suurendab võrguadapteri seadmete maksumust.

Tokeni terviklikkuse kontrollimiseks võrgus kasutatakse ühte abonentidest (nn aktiivset monitori). Samas ei erine tema varustus ülejäänutest, vaid tema oma tarkvara jälgida ajastuse seoseid võrgus ja vajadusel moodustada uus marker.

Aktiivne monitor täidab järgmisi funktsioone:

laseb markeri rõngasse töö alguses ja selle kadumisel;
regulaarselt (üks kord iga 7 sekundi järel) teatab oma olemasolust spetsiaalse juhtimispaketiga (AMP - Active Monitor Present);
eemaldab ringist paketi, mida selle saatnud abonent pole kustutanud;
peab arvestust paketi lubatud edastusaja üle.

Aktiivne monitor valitakse võrgu initsialiseerimisel, see võib olla mis tahes võrgus olev arvuti, kuid reeglina saab sellest esimene võrku ühendatud abonent. Aktiivseks monitoriks saanud tellija kaasab võrku oma puhvri (nihkeregister), mis garanteerib, et marker mahub rõngasse ka minimaalse sõrmuse pikkusega. Selle puhvri suurus on 4 Mbps puhul 24 bitti ja 16 Mbps puhul 32 bitti.

Iga abonent jälgib pidevalt, kuidas aktiivne monitor oma ülesandeid täidab. Kui aktiivne monitor mingil põhjusel ebaõnnestub, siis aktiveeritakse spetsiaalne mehhanism, mille abil kõik teised abonendid (varu-, varumonitorid) otsustavad uue aktiivse monitori määramise. Selleks saadab aktiivse monitori tõrke tuvastanud abonent ringi ümber kontrollpaketi (token request packet) koos oma MAC-aadressiga. Iga järgmine abonent võrdleb paketi MAC-aadressi enda omaga. Kui tema enda aadress on väiksem, edastab ta paketi muutmata kujul. Kui rohkem, määrab see paketis oma MAC-aadressi. Aktiivne monitor on abonent, kelle MAC-aadress on teistest suurem (ta peab kolm korda oma MAC-aadressiga paketi tagasi saama). Aktiivse monitori rikke märk on selle suutmatus täita mõnda loetletud funktsioonidest.

Võrgumärk Token-Ring on juhtpakett, mis sisaldab ainult kolme baiti (joonis 7.9): alguse eraldaja bait (SD - Start Delimiter), juurdepääsukontrolli bait (AC - Access Control) ja lõpu eraldaja bait (ED - End). Eraldaja). Kõik need kolm baiti on samuti osa infopaketist, kuid nende funktsioonid markeris ja paketis on mõnevõrra erinevad.

Alguse ja lõpu eraldajad ei ole pelgalt nullide ja ühtede jada, vaid sisaldavad erilaadseid signaale. Seda tehti selleks, et eraldajaid ei saaks pakettides segi ajada ühegi teise baitiga.

Riis. 7.9. Token-Ring võrgumärgi vorming

Algne eraldaja SD sisaldab nelja mittestandardset bitiintervalli (joonis 7.10). Kaks neist, tähistatud J-ga, tähistavad madalat signaalitaset kogu bitiintervalli jooksul. Ülejäänud kaks bitti, mida tähistatakse K-ga, esindavad kõrget signaalitaset kogu bitiintervalli jooksul. On arusaadav, et vastuvõtja tuvastab sellised sünkroniseerimishäired kergesti. J- ja K-bitid ei saa kunagi esineda kasuliku koormuse bittide hulgas.

Riis. 7.10. Esialgse (SD) ja lõpu (ED) eraldaja vormingud

Lõplik eraldaja ED sisaldab ka nelja spetsiaalset bitti (kaks J-bitti ja kaks K-bitti) ja kahte 1-bitti. Kuid lisaks sisaldab see ka kahte teabebitti, mis on mõistlikud ainult teabepaketi osana:

Bit I (Intermediate) on vahepaketi märk (1 vastab ahela esimesele või vahepaketile, 0 - ahela viimasele või ainsale paketile).
Bit E (Error) on märk tuvastatud veast (0 vastab vigade puudumisele, 1 nende olemasolule).

Juurdepääsukontrolli bait (AC - Access Control) on jagatud neljaks väljaks (joonis 7.11): prioriteediväli (kolm bitti), markerbitt, monitoribitt ja reserveerimisväli (kolm bitti).

Riis. 7.11. Juurdepääsukontrolli baidivorming

Prioriteedibitid (väli) võimaldavad abonendil määrata oma pakettidele või märgile prioriteedi (prioriteet võib olla 0 kuni 7, kusjuures 7 vastab kõrgeimale prioriteedile ja 0 madalaimale). Tellija saab oma paketi märgile lisada ainult siis, kui tema enda prioriteet (tema pakettide prioriteet) on sama või kõrgem kui märgi prioriteet.

Markerbitt määrab, kas pakett on markeriga seotud või mitte (üks vastab ilma paketita markerile, null vastab paketiga markerile). Monitori bitt, mis on seatud väärtusele üks, näitab, et märgi saatis aktiivne monitor.

Reserveerimisbitid (väli) võimaldavad abonendil jätta endale õiguse võrgu edasiseks hõivamiseks, st võtta teenuse järjekorda. Kui abonendi prioriteet (tema pakettide prioriteet) on suurem kui broneeringuvälja hetkeväärtus, siis saab ta sinna kirjutada oma prioriteedi eelmise asemel. Pärast ringi käimist salvestatakse broneerimisväljale kõigi tellijate kõrgeim prioriteet. Broneeringuvälja sisu sarnaneb prioriteetse välja sisuga, kuid näitab tulevast prioriteeti.

Prioriteedi- ja broneerimisväljade kasutamise tulemusena on võimalik võrku pääseda ainult abonentidel, kellel on edastamiseks kõrgeima prioriteediga paketid. Madalama prioriteediga pakette teenindatakse ainult siis, kui kõrgema prioriteediga paketid on ammendatud.

Teabepaketi (raami) Token-Ringi formaat on näidatud joonisel fig. 7.12. See pakett sisaldab lisaks algus- ja lõpueraldajatele ning juurdepääsukontrollibaidile ka paketi juhtimisbaiti, vastuvõtja ja saatja võrguaadresse, andmeid, kontrollsummat ja paketi olekubaiti.

Riis. 7.12. Token-Ring võrgu paketi (kaadri) vorming (väljade pikkus on antud baitides)

Paketi (raami) väljade otstarve.

Alguse eraldaja (SD) on paketi alguse märk, formaat on sama, mis markeril.
Juurdepääsukontrolli (AC) bait on sama vorminguga, mis märgis.
Frame Control (FC) bait määrab paketi (kaadri) tüübi.
Paketi allika ja sihtkoha kuuebaidised MAC-aadressid järgivad peatükis 4 kirjeldatud standardvormingut.
Andmeväli (Data) sisaldab edastatavaid andmeid (infopaketis) või vahetuse juhtimisteavet (juhtpaketis).
Frame Check Sequence (FCS) väli on paketi (CRC) 32-bitine tsükliline kontrollsumma.
Lõpueraldaja (ED), nagu märgis, näitab paketi lõppu. Lisaks määrab see, kas Praegune pakett edastatud pakettide jada vahe- või lõpp- ning sisaldab ka paketivea märki (vt joonis 7.10).
Paketi olekubait (FS - Frame Status) näitab, mis selle paketiga juhtus: kas seda nägi vastuvõtja (st kas antud aadressiga vastuvõtja on olemas) ja kopeeriti vastuvõtja mällu. Sellest saab paketi saatja teada, kas pakett on jõudnud sihtkohta ja vigadeta või tuleb see uuesti saata.

Tuleb märkida, et võrgu jõudluse suurendamisel võib otsustavaks teguriks saada ühes paketis edastatavate andmete suurem lubatud suurus võrreldes Etherneti võrguga. Teoreetiliselt võib 16 Mbps ja 100 Mbps edastuskiiruse korral andmevälja pikkus ulatuda isegi 18 KB-ni, mis on oluline suurte andmemahtude edastamisel. Kuid isegi kiirusel 4 Mbps, tänu token-juurdepääsu meetodile, pakub Token-Ring võrk sageli suuremat tegelikku edastuskiirust kui Etherneti võrk (10 Mbps). Token-Ringi eelis on eriti märgatav suurte koormuste korral (üle 30-40%), kuna sel juhul võtab CSMA / CD meetod korduvate konfliktide lahendamiseks palju aega.

Abonent, kes soovib paketti edastada, ootab tasuta märgi saabumist ja hõivab selle. Jäädvustatud märk muutub teabepaketi raamiks. Seejärel saadab tellija infopakett ringis ja ootab tagasitulekut. Pärast seda vabastab see märgi ja saadab selle tagasi võrku.

Lisaks tokenile ja tavalisele paketile saab Token-Ring võrgus edastada spetsiaalset juhtpaketti, mis on mõeldud edastamise katkestamiseks (Abort). Seda saab saata igal ajal ja kõikjal andmevoos. See pakett koosneb kahest ühebaidisest väljast – kirjeldatud vormingu esialgsest (SD) ja lõplikust (ED) eraldajast.

Huvitav on see, et Token-Ringi kiirem versioon (16 Mbps ja kõrgem) kasutab niinimetatud Early Token Release (ETR) meetodit. See võimaldab teil vältida võrgu ebaproduktiivset kasutamist, samal ajal kui andmepakett ei naase läbi rõnga saatja juurde.

ETR-meetod taandub asjaolule, et kohe pärast oma tokenile lisatud paketi edastamist väljastab iga abonent võrku uue tasuta märgi. Teised abonendid saavad alustada oma pakettide edastamist kohe pärast eelmise abonendi paketi lõppu, ootamata, kuni ta lõpetab kogu võrgurõnga ümbersõidu. Selle tulemusena võib võrgus olla korraga mitu paketti, kuid alati pole rohkem kui üks tasuta tunnus. See torujuhe on eriti tõhus pikkade võrkude puhul, millel on märkimisväärne levimisviivitus.

Kui abonent on jaoturiga ühendatud, teostab see autonoomse enesetestimise ja kaablitestimise protseduuri (see pole veel rõngas, kuna puudub fantoomvoolusignaal). Tellija saadab endale rea pakette ja kontrollib nende edastamise õigsust (selle sisend on TCU poolt otse selle väljundiga ühendatud, nagu on näidatud joonisel 7.4). Pärast seda kaasab tellija end ringi, saates fantoomvoolu. Kaasamise ajal võib ringi ümber edastatud pakett olla rikutud. Järgmisena seadistab abonent sünkroonimise ja kontrollib, kas võrgus on aktiivne monitor. Kui aktiivset monitori pole, algatab tellija konkursi selleks saamise õiguse nimel. Seejärel kontrollib abonent oma aadressi kordumatust ringis ja kogub teavet teiste abonentide kohta. Pärast seda saab ta võrgu kaudu toimuvas vahetuses täieõiguslikuks osalejaks.

Vahetuse ajal jälgib iga abonent eelmise abonendi tervist (mööda ahelat). Kui see kahtlustab eelmise abonendi riket, alustab ta protseduuri automaatne taastamine rõngad. Spetsiaalne juhtpakett (majakas) teatab eelmisele abonendile vajadusest läbi viia enesetest ja võimalusel ühendus ringist katkestada.

Token-Ringi võrk näeb ette ka sildade ja lülitite kasutamise. Neid kasutatakse suure rõnga jagamiseks mitmeks rõngasegmendiks, mis saavad omavahel pakette vahetada. See võimaldab teil vähendada iga segmendi koormust ja suurendada igale abonendile antava aja osa.

Selle tulemusena on võimalik moodustada hajutatud rõngas, see tähendab mitme rõngasegmendi kombinatsiooni ühe suure põhirõngaga (joonis 7.13) või tähtrõngaskonstruktsiooni koos kesklülitiga, millega rõnga segmendid on ühendatud ( joon. 7.14).

Riis. 7.13. Segmentide kombineerimine põhirõngaga sildade abil

Riis. 7.14. Segmentide kombineerimine kesklülitiga

Arcneti võrk (või ARCnet ingliskeelsest Attached Resource Computer Netist, arvutivõrkühendatud ressursid) on üks vanimaid võrke. Selle töötas välja Datapoint Corporation 1977. aastal. Selle võrgu jaoks puuduvad rahvusvahelised standardid, kuigi seda peetakse token-juurdepääsu meetodi esivanemaks. Vaatamata standardite puudumisele oli Arcneti võrk kuni viimase ajani (aastatel 1980–1990) populaarne, konkureerides isegi tõsiselt Ethernetiga. Seda tüüpi võrkude jaoks tootis seadmeid suur hulk ettevõtteid (näiteks Datapoint, Standard Microsystems, Xircom jne). Nüüd aga on Arcneti seadmete tootmine praktiliselt lõpetatud.

Arcneti võrgu peamiste eeliste hulgas võrreldes Ethernetiga on piiratud juurdepääsuaeg, kõrge side töökindlus, diagnostika lihtsus ja adapterite suhteliselt madal hind. Võrgu olulisemateks puudusteks on madal infoedastuskiirus (2,5 Mbps), adresseerimissüsteem ja paketivorming.

Info edastamiseks Arcneti võrgus kasutatakse üsna haruldast koodi, milles kaks impulssi vastavad bitiintervalli jooksul loogilisele ühikule ja üks impulss loogilisele nullile. Ilmselgelt on see isesünkroniseeruv kood, mis nõuab isegi rohkem kaabli ribalaiust kui isegi Manchester.

Võrgu edastuskandjana kasutatakse koaksiaalkaablit, mille iseloomulik takistus on 93 oomi, näiteks kaubamärk RG-62A/U. Keerdpaarversioone (varjestatud ja varjestamata) laialdaselt ei kasutata. Välja on pakutud ka fiiberoptilisi võimalusi, kuid needki ei päästnud Arcneti.

Arcneti võrk kasutab topoloogiana klassikalist siini (Arcnet-BUS) ja passiivset tähte (Arcnet-STAR). Tähes kasutatakse jaoturid. Siini ja tähe segmendid on võimalik ühendada puu topoloogiaks, kasutades jaotureid (nagu Ethernetis). Peamine piirang on see, et topoloogias ei tohiks olla suletud teid (silmusi). Veel üks piirang: jaoturitega ahelas ühendatud segmentide arv ei tohiks ületada kolme.

Jaoturid on kahte tüüpi:

Aktiivsed kontsentraatorid (taastavad sissetulevate signaalide kuju ja võimendavad neid). Portide arv on 4 kuni 64. Aktiivseid jaotureid saab omavahel ühendada (kaskaadiga).
Passiivsed jaoturid (lihtsalt segage sissetulevaid signaale ilma võimenduseta). Portide arv on 4. Passiivseid jaotureid ei saa omavahel ühendada. Need saavad siduda ainult aktiivseid jaotureid ja/või võrguadaptereid.

Siini segmente saab ühendada ainult aktiivsete jaoturitega.

Võrguadaptereid on ka kahte tüüpi:

Kõrge takistusega (siin), mis on mõeldud kasutamiseks siini segmentides:
Madal impedants (Star) mõeldud kasutamiseks passiivses tähes.

Madala takistusega adapterid erinevad suure takistusega adapteritest selle poolest, et need sisaldavad 93-oomiseid sobivaid terminaatoreid. Nende kasutamisel pole välist kinnitust vaja. Siini segmentides saab madala takistusega adaptereid kasutada siini lõpetamise terminaatoritena. Suure takistusega adapterid nõuavad väliste 93-oomiste terminaatorite kasutamist. Mõnel võrguadapteril on võimalus lülituda kõrge takistusega olekust madala takistusega olekusse, need võivad töötada siinis või tähes.

Seega on Arcneti võrgu topoloogia järgmine (joonis 7.15).

Riis. 7.15. Arcneti siini topoloogia (B - siiniadapterid, S - täheadapterid)

Arcneti võrgu peamised tehnilised omadused on järgmised.

Edastuskandja - koaksiaalkaabel, keerdpaar.
Maksimaalne võrgu pikkus on 6 kilomeetrit.
Maksimaalne kaabli pikkus abonendist passiivse jaoturini on 30 meetrit.
Maksimaalne kaabli pikkus abonendist aktiivse jaoturini on 600 meetrit.
Maksimaalne kaabli pikkus aktiivse ja passiivse jaoturi vahel on 30 meetrit.
Maksimaalne kaabli pikkus aktiivsete jaoturite vahel on 600 meetrit.
Maksimaalne abonentide arv võrgus on 255.
Maksimaalne siinsesegmendi abonentide arv on 8.
Minimaalne abonentide vaheline kaugus bussis on 1 meeter.
Rehvisegmendi maksimaalne pikkus on 300 meetrit.
Andmeedastuskiirus on 2,5 Mbps.

Komplekssete topoloogiate loomisel on vaja jälgida, et signaali levimise viivitus võrgus abonentide vahel ei ületaks 30 μs. Signaali maksimaalne sumbumine kaablis sagedusel 5 MHz ei tohiks ületada 11 dB.

Arcneti võrk kasutab token-juurdepääsu meetodit (õiguse üleandmine), kuid see erineb mõnevõrra Token-Ringi võrgu omast. See meetod on kõige lähedasem IEEE 802.4 standardis pakutule. Selle meetodiga tellijate toimingute jada:

1. Tellija, kes soovib saata, ootab märgi saabumist.

2. Saanud märgi kätte, saadab ta vastuvõtjale-abonendile teabe edastamise palve (küsib, kas vastuvõtja on valmis tema paketti vastu võtma).

3. Saanud päringu vastuvõtja saadab vastuse (kinnitab oma valmisolekut).

4. Saanud kinnituse valmisoleku kohta, saadab abonemendi saatja oma paketi.

5. Pärast paketi vastuvõtmist saadab vastuvõtja paketi vastuvõtmise kinnituse.

6. Saatja, olles saanud kinnituse paketi vastuvõtmise kohta, lõpetab oma sideseansi. Pärast seda edastatakse luba järgmisele abonendile võrguaadresside kahanevas järjekorras.

Seega antud juhul edastatakse pakett alles siis, kui on kindel, et vastuvõtja on valmis seda vastu võtma. See suurendab oluliselt käigukasti töökindlust.

Nii nagu Token-Ringi puhul, on konfliktid Arcnetis täiesti välistatud. Nagu iga märgivõrk, hoiab Arcnet hästi koormust ja tagab võrgule juurdepääsu aja (erinevalt Ethernetist). Markeri koguaeg kõigist abonentidest möödumiseks on 840 ms. Vastavalt sellele määrab sama intervall võrgule juurdepääsu aja ülemise piiri.

Markeri moodustab spetsiaalne abonent - võrgukontroller. See on minimaalse (null) aadressiga abonent.

Kui tellija ei saa tasuta luba 840 ms jooksul, saadab ta võrku pika bitijada (tagamaks rikutud vana märgi hävitamist). Pärast seda viiakse läbi võrgu jälgimise ja (vajadusel) uue kontrolleri määramise protseduur.

Arcneti paketi suurus on 0,5 KB. Lisaks andmeväljale sisaldab see ka 8-bitiseid vastuvõtja ja saatja aadresse ning 16-bitist tsüklilist kontrollsummat (CRC). Nii väike paketi suurus ei ole väga mugav suure intensiivsusega võrgu kaudu.

Arcneti võrguadapterid erinevad teistest võrguadapteritest selle poolest, et nende seadistamiseks on vaja lüliteid või džempreid võrguaadress(kokku võib olla 255, kuna viimast, 256. aadressi kasutatakse võrgus levirežiimi jaoks). Iga võrguaadressi kordumatuse kontroll on täielikult võrgu kasutajate ülesanne. Uute abonentide ühendamine muutub üsna keeruliseks, kuna on vaja määrata aadress, mida pole veel kasutatud. 8-bitise aadressivormingu valimine piirab võrgus lubatud abonentide arvu 255-ni, millest suurettevõtetele ei pruugi piisata.

Selle tulemusena viis see kõik Arcneti võrgu peaaegu täieliku loobumiseni. Arcneti võrgust oli versioone, mis olid mõeldud edastuskiiruseks 20 Mbps, kuid neid ei kasutatud laialdaselt.

Artiklid, mida lugeda:

6. loeng: Standardsed Etherneti/Fast Etherneti võrgusegmendid

Tänapäeval on peaaegu võimatu leida müügil sülearvutit või emaplaati ilma integreeritud võrgukaardita või isegi kaheta. Kõigil neil on üks pistik - RJ45 (täpsemalt 8P8C), kuid kontrolleri kiirus võib suurusjärgus erineda. Odavates mudelites on see 100 megabitti sekundis (Fast Ethernet), kallimates - 1000 (Gigabit Ethernet).

Kui teie arvutil pole sisseehitatud LAN-kontrollerit, siis on suure tõenäosusega tegemist juba Intel Pentium 4 või AMD Athlon XP protsessoril põhineva “vana mehega”, aga ka nende “esivanematega”. Sellised "dinosaurused" võivad olla "sõbrad". juhtmega võrk ainult PCI-pistikuga diskreetse võrgukaardi paigaldamisega, kuna PCI Expressi siini nende sünni ajal ei eksisteerinud. Kuid isegi PCI siini (33 MHz) jaoks toodetakse "võrgukaarte", mis toetavad uusimat Gigabit Etherneti standardit, kuigi selle ribalaiusest ei pruugi piisata gigabitise kontrolleri kiiruspotentsiaali täielikuks avamiseks.

Kuid isegi 100-megabitise integreeritud võrgukaardi puhul peavad diskreetse adapteri ostma need, kes kavatsevad "uuendada" 1000 megabitini. Parim variant on PCI Expressi kontrolleri ost, mis tagab maksimaalse võrgukiiruse, välja arvatud juhul, kui arvutil muidugi vastav pistik olemas. Tõsi, paljud eelistavad PCI-kaarti, kuna need on palju odavamad (maksumus algab vaid 200 rublast).

Millised on praktilised eelised Fast Ethernetilt Gigabit Ethernetile üleminekul? Kui erinev on võrgukaartide PCI-versioonide ja PCI Expressi tegelik andmeedastuskiirus? Kas tavalisest kiirusest piisab? kõvaketas gigabitise kanali täielikuks laadimiseks? Nendele küsimustele leiate vastused sellest materjalist.

Testis osalejad

Testimiseks valiti kolm kõige odavamat diskreetset võrgukaarti (PCI - Fast Ethernet, PCI - Gigabit Ethernet, PCI Express - Gigabit Ethernet), kuna nende järele on kõige suurem nõudlus.

100-megabitist PCI võrgukaarti esindab mudel Acorp L-100S (hind alates 110 rubla), mis kasutab odavate kaartide jaoks populaarseimat Realteki RTL8139D kiibikomplekti.

1000-megabitist PCI võrgukaarti esindab Acorp L-1000S mudel (hind alates 210 rubla), mis põhineb Realtek RTL8169SC kiibil. See on ainuke kaart, mille kiibistikul on jahutusradiaator – ülejäänud testis osalejad ei vaja lisajahutust.

1000-megabitist PCI Expressi võrgukaarti esindab mudel TP-LINK TG-3468 (hind alates 340 rubla). Ja see polnud erand – see põhineb RTL8168B kiibil, mida toodab samuti Realtek.

Võrgukaardi välimus

Nende perekondade (RTL8139, RTL816X) kiibikomplekte saab näha mitte ainult diskreetsetel võrgukaartidel, vaid ka integreerituna paljudele emaplaatidele.

Kõigi kolme kontrolleri omadused on näidatud järgmises tabelis:

Näita tabelit

PCI siini ribalaiusest (1066 Mbit/s) peaks teoreetiliselt piisama, et gigabitised võrgukaardid täiskiirusele tõsta, kuid praktikas ei pruugi sellest siiski piisata. Fakt on see, et seda "kanalit" jagavad kõik PCI-seadmed; lisaks edastatakse selle kaudu teenindusinfot bussi enda hoolduse kohta. Vaatame, kas seda oletust kinnitab ka reaalne kiiruse mõõtmine.

Veel üks nüanss: valdav enamus kaasaegsest kõvakettad mille keskmine lugemiskiirus ei ületa 100 megabaiti sekundis ja sageli isegi vähem. Sellest tulenevalt ei saa nad võrgukaardi gigabaidist kanalit, mille kiirus on 125 megabaiti sekundis, täielikult laadida (1000: 8 = 125). Sellest piirangust pääsemiseks on kaks võimalust. Esimene on selliste kõvaketaste paari ühendamine RAID-massiiviks (RAID 0, triibud), samas kui kiirus võib peaaegu kahekordistuda. Teine on kasutada SSD-kettaid, mille kiirusparameetrid on kõvaketaste omadest märgatavalt kõrgemad.

Testimine

Serverina kasutati järgmise konfiguratsiooniga arvutit:

protsessor: AMD Phenom II X4 955 3200 MHz (neljatuumaline);
emaplaat: ASRock A770DE AM2+ (AMD 770 + AMD SB700 kiibistik);
RAM: Hynix DDR2 4 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (kahe kanaliga);
graafikakaart: AMD Radeon HD 4890 1024MB DDR5 PCI Express 2.0;
võrgukaart: Realtek RTL8111DL 1000 Mbps (integreeritud emaplaadile);
operatsioonisüsteem: Microsoft Windows 7 Home Premium SP1 (64-bitine versioon).

Kliendina, kuhu testitud võrgukaardid installiti, kasutati järgmise konfiguratsiooniga arvutit:

protsessor: AMD Athlon 7850 2800 MHz (kahetuumaline);
emaplaat: MSI K9A2GM V2 (MS-7302, AMD RS780 + AMD SB700 kiibistik);
RAM: Hynix DDR2 2 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (kahe kanaliga);
videokaart: AMD Radeon HD 3100 256 MB (integreeritud kiibikomplekti);
HDD: Seagate 7200.10 160 GB SATA2;
operatsioonisüsteem: Microsoft Windows XP Home SP3 (32-bitine versioon).

Testimine viidi läbi kahes režiimis: lugemine ja läbi kirjutamine võrguühendus kõvaketastelt (see peaks näitama, et need võivad olla "pudelikael"), samuti kiireid SSD-sid simuleerivate arvutite RAM-i RAM-i ketastelt. Võrgukaardid ühendati otse, kasutades kolmemeetrist patch-juhet (kaheksatuumaline keerdpaar, kategooria 5e).

Andmeedastuskiirus (kõvaketas - kõvaketas, Mbps)

Reaalne andmeedastuskiirus 100-megabitise Acorp L-100S võrgukaardi kaudu ei küündinud päris teoreetilise maksimumini. Kuid mõlemad gigabitised kaardid, kuigi nad edestasid esimest umbes kuus korda, ei suutnud näidata maksimaalset võimalikku kiirust. On täiesti selge, et kiirus "puhkus" Seagate 7200.10 kõvaketaste jõudlusel, mis otse arvutis testides on keskmiselt 79 megabaiti sekundis (632 Mbps).

Põhimõttelist kiiruse erinevust PCI siini (Acorp L-1000S) ja PCI Expressi (TP-LINK ) võrgukaartide vahel sel juhul ei ole, viimase kerge eelis on seletatav mõõtmisveaga. Mõlemad kontrollerid töötasid umbes kuuskümmend protsenti oma võimsusest.

Andmeedastuskiirus (RAM-ketas - RAM-ketas, Mbps)

Acorp L-100S näitas ootuspäraselt sama madalat kiirust andmete kopeerimisel kiirelt RAM-ketastelt. See on arusaadav - Fast Etherneti standard ei vasta enam ammu kaasaegsele tegelikkusele. Võrreldes testrežiimiga "kõvaketas - kõvaketas" suurendas Gigabit PCI-kaart Acorp L-1000S jõudlust märgatavalt - eelis oli umbes 36 protsenti. Veelgi muljetavaldavamat edumaad demonstreeris TP-LINK TG-3468 võrgukaart – kasv oli umbes 55 protsenti.

Siin ilmnes ka PCI Expressi siini suurem ribalaius – see edestas Acorp L-1000S-i 14 protsendiga, mida ei saa enam vea arvele võtta. Võitjal jääb teoreetilisest maksimumist veidi puudu, kuid kiirus 916 megabitti sekundis (114,5 Mb / s) näeb siiski muljetavaldav välja - see tähendab, et kopeerimise lõppu tuleb oodata peaaegu suurusjärgu võrra vähem (võrreldes). Fast Ethernetile). Näiteks 25 GB faili (tüüpiline hea kvaliteediga HD rippimine) arvutist arvutisse kopeerimine võtab vähem kui neli minutit ja eelmise põlvkonna adapteriga üle poole tunni.

Testimine on näidanud, et Gigabit Etherneti võrgukaartidel on Fast Etherneti kontrollerite ees tohutu eelis (kuni kümnekordne). Kui teie arvutites on ainult kõvakettad, mis ei ole kombineeritud triibuliseks massiiviks (RAID 0), siis pole PCI ja PCI Expressi kaartide kiiruses põhimõttelist erinevust. Muidu ja ka suure jõudlusega SSD-de kasutamisel tuleks eelistada PCI Expressi liidesega kaarte, mis tagavad võimalikult suure andmeedastuskiiruse.

Loomulikult tuleb arvestada, et teised võrgu "teel" olevad seadmed (lüliti, ruuter ...) peavad toetama Gigabit Etherneti standardit ja keerdpaari (patch cord) kategooria peab olema vähemalt 5e. Vastasel juhul jääb tegelik kiirus 100 megabiti sekundis tasemele. Muide, tagurpidi ühilduvus Fast Etherneti standardiga säilib: gigabitisesse võrku saab ühendada näiteks 100-megabitise võrgukaardiga sülearvuti, see ei mõjuta teiste võrgus olevate arvutite kiirust.

Sissejuhatus

Käesoleva aruande eesmärk oli lühidalt ja arusaadavalt tutvustada arvutivõrkude toimimise põhiprintsiipe ja funktsioone, kasutades Fast Etherneti näiteid.

Võrk on ühendatud arvutite ja muude seadmete rühm. Arvutivõrkude põhieesmärk on ressursside jagamine ja interaktiivse suhtluse rakendamine nii ühe ettevõtte sees kui ka väljaspool seda. Ressursid on andmed, rakendused ja välisseadmed, nagu väline draiv, printer, hiir, modem või juhtkang. Arvutite interaktiivse suhtluse kontseptsioon hõlmab sõnumite vahetamist reaalajas.

Andmeedastuseks arvutivõrkudes on palju standardite komplekte. Üks komplektidest on Fast Etherneti standard.

Sellest materjalist saate teada:

Kiired Etherneti tehnoloogiad
Lülitid
FTP kaabel
Ühenduse tüübid
Arvutivõrkude topoloogiad

Oma töös näitan Fast Etherneti standardil põhineva võrgu tööpõhimõtteid.

Kohalik ümberlülitamine arvutivõrgud(LAN) ja Fast Etherneti tehnoloogiad töötati välja vastusena vajadusele parandada Etherneti võrkude jõudlust. Läbilaskevõimet suurendades saavad need tehnoloogiad kõrvaldada võrgu kitsaskohad ja toetada rakendusi, mis nõuavad suurt andmeedastuskiirust. Nende lahenduste ilu seisneb selles, et te ei pea valima üht või teist. Need täiendavad üksteist, nii et võrgu jõudlust saab enamasti mõlema tehnoloogia abil parandada.

Kogutud teave on kasulik nii neile, kes hakkavad õppima arvutivõrke, kui ka võrguadministraatoritele.

1. Võrguskeem

2. Kiire Etherneti tehnoloogia

arvutivõrk kiire Ethernet

Fast Ethernet on Etherneti tehnoloogia arengu tulemus. Tuginedes samale CSMA/CD-meetodile (Channel Inquiry Multiple Access with Collision Detection) ja säilitades selle puutumatuna, töötavad Fast Etherneti seadmed kuni 10 korda kiiremini kui Ethernet. 100 Mbps. Fast Ethernet pakub piisavat ribalaiust selliste rakenduste jaoks nagu arvutipõhine projekteerimine ja tootmine (CAD/CAM), graafika ja pildindus ning multimeedium. Fast Ethernet ühildub 10 Mbps Ethernetiga, nii et Fast Etherneti integreerimine LAN-i on mugavam pigem kommutaatori kui ruuteriga.

Lüliti

Lülititega paljusid töörühmi saab omavahel ühendada, et moodustada suur kohtvõrk (vt joonis 1). Odavad kommutaatorid toimivad paremini kui ruuterid, pakkudes tõhusamat kohtvõrgu tööd. Fast Etherneti töörühmi, sealhulgas ühte või kahte jaoturit, saab ühendada Fast Etherneti lüliti kaudu, et veelgi suurendada kasutajate arvu ja katta suuremat ala.

Näiteks kaaluge järgmist lülitit:

Riis. 1 D-Link-1228/ME

DES-1228/ME lülitite seeria sisaldab konfigureeritavaid Layer 2 "premium" Fast Etherneti lüliteid. Täiustatud funktsionaalsusega DES-1228/ME seadmed on odav lahendus turvalise ja suure jõudlusega võrgu loomiseks. Sellel lülitil on suur porditihedus, 4 gigabitist üleslingi porti, väikeste sammude muutmise seaded ribalaiuse haldamiseks ja täiustatud võrguhaldus. Need lülitid võimaldavad optimeerida võrku nii funktsionaalsuse kui ka kuluomaduste osas. DES-1228/ME seeria lülitid on optimaalne lahendus nii funktsionaalsuse kui ka väärtuse poolest.

FTP kaabel

LAN-5EFTP-BL kaabel koosneb 4 paarist ühesoonelistest vaskjuhtmetest.

Juhi läbimõõt 24AWG.

Iga juht on ümbritsetud HDPE (kõrge tihedusega polüetüleen) isolatsiooniga.

Kaks spetsiaalselt valitud helikõrgusega keerutatud juhti moodustavad ühe keerdpaari.

4 paari keerdpaare on mähitud polüetüleenkilesse ja koos ühetuumalise vasest maandusjuhtmega ümbritsetud ühine ekraan foolium ja PVC ümbris.

Otseühendus (otse läbi)

See teenindab:

1. Arvuti ühendamiseks kommutaatoriga (jaotur, lüliti) arvuti võrgukaardi kaudu
2. Switchiga (jaotur, switch) ühendamiseks võrgu välisseadmed - printerid, skannerid
3. UPLINKi jaoks ja kõrgemal asuval lülitil (jaotur, lüliti) - kaasaegsed lülitid saavad automaatselt konfigureerida pistiku sisendeid vastuvõtuks ja edastamiseks

Ristühendus (ristmik)

See teenindab:

1. 2 arvuti otseühendamiseks kohtvõrku, ilma lülitusseadmeid kasutamata (jaoturid, kommutaatorid, ruuterid jne).
2. üleslingi jaoks ühendus keerukas kohtvõrgus kõrgemal seisva kommutaatoriga, vana tüüpi lülititel (jaoturid, kommutaatorid) on neil eraldi pistik, kas märgistusega “UPLINK” või X.

Topoloogiatäht

tähtedeni- arvutivõrgu põhitopoloogia, milles kõik võrgus olevad arvutid on ühendatud kesksõlmega (tavaliselt kommutaatoriga), moodustades füüsilise võrgusegmendi. Selline võrgusegment võib toimida nii eraldi kui ka osana keerulisest võrgutopoloogiast (tavaliselt "puu"). Kogu infovahetus käib eranditult läbi keskarvuti, millel on sel moel väga suur koormus, mistõttu ei saa peale võrgu midagi teha. Reeglina on kõige võimsam keskarvuti ja just sellele on määratud kõik vahetuse haldamise funktsioonid. Põhimõtteliselt ei ole tähetopoloogiaga võrgus võimalikud konfliktid, sest juhtimine on täielikult tsentraliseeritud.

Lisa

Klassikaline 10-Mbit Ethernet on enamikku kasutajaid rahuldanud umbes 15 aastat. 1990. aastate alguses hakkas aga tunda andma selle ebapiisav võimsus. Intel 80286 või 80386 protsessoritel põhinevate arvutite puhul, millel on ISA (8 MB/s) või EISA (32 MB/s) siinid, oli Etherneti segmendi ribalaius 1/8 või 1/32 mälu-kettale kanalist, ja see oli hästi kooskõlas kohapeal töödeldud andmemahtude ja võrgu kaudu edastatavate andmete suhtega. Võimsamate PCI siiniga (133 MB/s) klientjaamade puhul langes see osakaal 1/133-le, millest ilmselgelt ei piisanud. Selle tulemusena tekkisid paljud 10-Mbit Etherneti segmendid ülekoormatud, neis olevate serverite reaktsioon langes märkimisväärselt ja kokkupõrgete sagedus suurenes märkimisväärselt, vähendades veelgi kasulikku läbilaskevõimet.

On vaja välja töötada "uus" Ethernet, see tähendab tehnoloogia, mis oleks sama tõhus hinna ja kvaliteedi suhte osas 100 Mbps jõudluse juures. Otsingute ja uuringute tulemusena jagunesid eksperdid kahte leeri, mis viis lõpuks kahe uue tehnoloogia – Fast Etherneti ja l00VG-AnyLANi – tekkeni. Need erinevad klassikalise Etherneti järjepidevuse astme poolest.

1992. aastal moodustas rühm võrguseadmete tootjaid, sealhulgas Etherneti liidrid, nagu SynOptics, 3Com ja mitmed teised, mittetulundusliku Fast Ethernet Alliance'i, et töötada välja uus tehnoloogiastandard, mis säilitaks võimalikult palju Etherneti tehnoloogia funktsioone.

Teist leeri juhtisid Hewlett-Packard ja AT&T, kes pakkusid võimalust ära kasutada mõnda Etherneti tehnoloogia tuntud puudust. Mõne aja pärast liitus nende ettevõtetega IBM, kes tegi ettepaneku pakkuda uues tehnoloogias Token Ringi võrkudega ühilduvust.

Samal ajal moodustati IEEE 802 komitees uurimisrühm, et uurida uute kiirete tehnoloogiate tehnilist potentsiaali. 1992. aasta lõpust 1993. aasta lõpuni uuris IEEE grupp erinevate tootjate 100 Mbit lahendusi. Koos Fast Ethernet Alliance'i ettepanekutega kaalus grupp ka Hewlett-Packardi ja AT&T kiiret tehnoloogiat.

Arutelude keskmes oli juhusliku CSMA/CD juurdepääsumeetodi säilitamise probleem. Fast Ethernet Alliance'i ettepanek säilitas selle meetodi ja tagas sellega 10 Mbps ja 100 Mbps võrkude järjepidevuse ja järjepidevuse. HP ja AT&T koalitsioon, mida toetas palju väiksem arv võrgutööstuse tootjaid kui Fast Ethernet Alliance, pakkus välja täiesti uue juurdepääsumeetodi, mida nimetatakse Nõudluse prioriteet- eelisõigus nõudmisel. See muutis oluliselt sõlmede käitumist võrgus, mistõttu ei mahtunud Etherneti tehnoloogiasse ja 802.3 standardisse ning selle standardiseerimiseks korraldati uus IEEE 802.12 komitee.

1995. aasta sügisel said mõlemad tehnoloogiad IEEE standarditeks. IEEE 802.3 komitee võttis Fast Etherneti spetsifikatsiooni vastu 802.3 standardina, mis ei ole iseseisev standard, vaid olemasoleva 802.3 standardi täiendus peatükkide 21–30 kujul. 802.12 komitee võttis vastu l00VG-AnyLAN tehnoloogia, mis kasutab uus Demand Priority juurdepääsumeetod ja toetab kahes vormingus kaadreid - Ethernet ja Token Ring.

v Fast Etherneti tehnoloogia füüsiline kiht

Kõik erinevused Fast Etherneti tehnoloogia ja Etherneti vahel on koondunud füüsilisele kihile (joonis 3.20). Fast Etherneti MAC ja LLC tasemed on jäänud täpselt samaks ning neid kirjeldatakse standardite 802.3 ja 802.2 eelmistes peatükkides. Seetõttu uurime Fast Etherneti tehnoloogiat arvestades vaid mõnda selle füüsilise kihi võimalust.

Fast Etherneti tehnoloogia füüsilise kihi keerukam struktuur on tingitud asjaolust, et see kasutab kaabelsüsteemide jaoks kolme võimalust:

fiiberoptiline mitmemoodiline kaabel, kasutatakse kahte kiudu;
5. kategooria keerdpaar, kasutatakse kahte paari;
· 3. kategooria keerdpaar, kasutatakse nelja paari.

Koaksiaalkaabel, mis andis maailmale esimese Etherneti võrgu, ei kuulunud uue Fast Etherneti tehnoloogia lubatud andmeedastuskandjate hulka. See on üldine suundumus paljudes uutes tehnoloogiates, nagu lühikesed vahemaad 5. kategooria keerdpaar võimaldab andmeid edastada koaksiaalkaabliga samal kiirusel, kuid võrk on odavam ja mugavam kasutada. Pikemate vahemaade korral on optilise kiu ribalaius palju suurem kui koaksiaalkaabel ja võrgu maksumus pole palju suurem, eriti kui arvestada suure koaksiaalkaablisüsteemi kõrgeid tõrkeotsingu kulusid.

Fast Etherneti tehnoloogia ja Etherneti tehnoloogia erinevused

Koaksiaalkaabli kaotamine on tähendanud, et Fast Etherneti võrkudes on alati hierarhiline puustruktuur, mis on üles ehitatud jaoturitele, nagu l0Base-T/l0Base-F võrkudes. Peamine erinevus Fast Etherneti võrgukonfiguratsioonide vahel on võrgu läbimõõdu vähenemine umbes 200 m-ni, mis on seletatav minimaalse pikkusega kaadri edastusaja 10-kordse vähenemisega, mis tuleneb 10-kordsest edastuskiiruse suurenemisest võrreldes 10 Mbitiga. Ethernet.

Sellegipoolest ei takista see asjaolu tegelikult Fast Etherneti tehnoloogial põhinevate suurte võrkude ehitamist. Fakt on see, et 1990. aastate keskpaika ei iseloomustas mitte ainult odavate kiirete tehnoloogiate laialdane kasutamine, vaid ka kommutaatoritel põhinevate kohtvõrkude kiire areng. Lülitite kasutamisel võib Fast Etherneti protokoll töötada täisdupleksrežiimis, milles piiranguid pole üldpikkus võrk ja naaberseadmeid ühendavate füüsiliste segmentide pikkusele on piirangud (adapter - lüliti või lüliti - lüliti). Seetõttu kasutatakse kaugvõrgu LAN magistraalide loomisel aktiivselt ka Fast Etherneti tehnoloogiat, kuid ainult täisdupleksversioonis, koos lülititega.

Selles jaotises käsitletakse Fast Etherneti tehnoloogia pooldupleksversiooni, mis vastab täielikult standardis 802.3 kirjeldatud juurdepääsumeetodi määratlusele.

Võrreldes Etherneti füüsilise juurutamise võimalustega (ja neid on kuus), on Fast Ethernetis iga valiku erinevused teistest sügavamad - muutub nii juhtide arv kui ka kodeerimismeetodid. Ja kuna Fast Etherneti füüsilised versioonid loodi samaaegselt, mitte evolutsiooniliselt, nagu Etherneti võrkude puhul, siis oli võimalik üksikasjalikult määrata need füüsilise kihi alamkihid, mis versiooniti ei muutu, ja need alamkihid, mis on spetsiifilised iga füüsilise keskkonna versiooni.

Ametlik 802.3 standard kehtestas kiire Etherneti füüsilise kihi jaoks kolm erinevat spetsifikatsiooni ja andis neile järgmised nimed:

Kiire Etherneti füüsilise kihi struktuur

· 100Base-TX kahe paari UTP 5. kategooria keerdpaarkaabli või STP 1. tüüpi varjestatud keerdpaarkaabli jaoks;
· 100Base-T4 4-paari UTP 3., 4. või 5. kategooria UTP-kaabli jaoks;
· 100Base-FX mitmemoodilise kiudkaabli jaoks, kasutatakse kahte kiudu.

Kõigi kolme standardi puhul kehtivad järgmised väited ja omadused.

· Fast Ethernetee kaadrivormingud erinevad 10 Mbit Etherneti kaadrivormingutest.
· Interframe interval (IPG) on 0,96 μs ja bitiintervall on 10 ns. Kõik juurdepääsualgoritmi ajastusparameetrid (tagastumisintervall, minimaalse pikkusega kaadri edastusaeg jne), mõõdetuna bitiintervallides, jäid samaks, mistõttu standardi MAC-kihi osas muudatusi ei tehtud.
· Andmekandja vaba oleku märgiks on vastava üleliigse koodi Idle sümboli edastamine üle selle (ja mitte signaalide puudumine, nagu 10 Mbps Etherneti standardites). Füüsiline kiht sisaldab kolme elementi:
o leppimise alamkiht;
o meediast sõltumatu liides (Mil);
o Füüsilise kihi seade (PHY).

Läbirääkimiskiht on vajalik selleks, et AUI-liidese jaoks loodud MAC-kiht saaks MP-liidese kaudu töötada füüsilise kihiga.

Füüsilise kihi seade (PHY) koosneb omakorda mitmest alamkihist (vt joonis 3.20):

· loogiliste andmete kodeerimise alamtase, mis teisendab MAC tasemelt tulevad baidid 4V / 5V või 8V / 6T koodisümboliteks (mõlemad koodid on kasutusel Fast Ethernet tehnoloogias);
• Physical Attachment and Physical Media Dependency (PMD) alamkihid, mis pakuvad signaali genereerimist vastavalt füüsilisele kodeerimismeetodile, nagu NRZI või MLT-3;
· automaatse läbirääkimise alamkiht, mis võimaldab kahel suhtleval pordil automaatselt valida kõige tõhusama töörežiimi, nagu pooldupleks või täisdupleks (see alamkiht on valikuline).

IP-liides toetab andmekandjast sõltumatut viisi MAC-alamkihi ja PHY-alamkihi vahel. Selle liidese eesmärk on sarnane klassikalise Etherneti AUI-liidesega, välja arvatud see, et AUI-liides asus füüsilise signaali kodeerimise alamtaseme (mis tahes kaablivaliku puhul kasutati sama füüsilist kodeerimismeetodit - Manchesteri koodi) ja signaali alamtaseme vahel. füüsiline kinnitus meediumiga ning MP-liides asub MAC-i alamtaseme ja signaali kodeerimise alamtasandite vahel, mida on Fast Etherneti standardis kolm – FX, TX ja T4.

MP-pistikul on erinevalt AUI-pistikust 40 kontakti, MP-kaabli maksimaalne pikkus on üks meeter. MP-liidese kaudu edastatavate signaalide amplituud on 5 V.

Füüsiline kiht 100Base-FX - mitmemoodiline fiiber, kaks kiudu

See spetsifikatsioon määratleb Fast Etherneti protokolli töö mitmemoodilise kiu kaudu pooldupleks- ja täisdupleksrežiimis, tuginedes hästi tõestatud FDDI kodeerimisskeemile. Nagu FDDI standardis, on iga sõlm võrku ühendatud kahe optilise kiuga, mis tulevad vastuvõtjast (R x) ja saatjast (T x).

Spetsifikatsioonidel l00Base-FX ja l00Base-TX on palju sarnasusi, seega antakse kahele spetsifikatsioonile ühised omadused üldnimetuse l00Base-FX/TX all.

Kui 10 Mbps Ethernet kasutab andmete esitamiseks kaabli kaudu edastamisel Manchesteri kodeeringut, siis Fast Etherneti standard määratleb teistsuguse kodeerimismeetodi, 4V/5V. See meetod on juba näidanud oma tõhusust FDDI standardis ja on muudatusteta üle kantud l00Base-FX/TX spetsifikatsioonile. Selle meetodi puhul on MAC-i alamkihi andmete iga 4 bitti (nn sümbolid) esindatud 5 bitiga. Üleliigne bitt võimaldab potentsiaalsete koodide rakendamist, kui iga viiest bitist on esitatud elektriliste või optiliste impulssidena. Keelatud märgikombinatsioonide olemasolu võimaldab vigased märgid tagasi lükata, mis suurendab l00Base-FX/TX-ga võrkude stabiilsust.

Etherneti kaadri eraldamiseks jõudeoleku sümbolitest kasutatakse alguseraldaja sümbolite kombinatsiooni (4V / 5V koodi sümbolite paar J (11000) ja K (10001) ning pärast kaadri valmimist T. sümbol sisestatakse esimese jõudeoleku sümboli ette.

Katkematu 100Base-FX/TX spetsifikatsiooni andmevoog

Pärast MAC-koodide 4-bitiste tükkide teisendamist füüsilise kihi 5-bitisteks tükkideks tuleb need võrgusõlmi ühendavas kaablis esitada optiliste või elektriliste signaalidena. Spetsifikatsioonid l00Base-FX ja l00Base-TX kasutavad selleks erinevaid füüsilise kodeerimise meetodeid - vastavalt NRZI ja MLT-3 (nagu FDDI tehnoloogia puhul optilise kiu ja keerdpaari kaudu töötamisel).

Füüsiline kiht 100Base-TX - keerdpaar DTP Cat 5 või STP Type 1, kaks paari

l00Base-TX spetsifikatsioonis kasutatakse edastuskandjana UTP Category 5 kaablit või STP Type 1 kaablit.Kaabli maksimaalne pikkus mõlemal juhul on 100 m.

Peamised erinevused l00Base-FX spetsifikatsioonist on MLT-3 meetodi kasutamine 4V / 5V koodi 5-bitiste osade signaalimiseks keerdpaari kaudu, samuti automaatse läbirääkimise funktsiooni olemasolu pordi toimimise valimiseks. režiimis. Automaatsete läbirääkimiste skeem võimaldab kahel füüsiliselt ühendatud seadmel, mis toetavad mitut füüsilise kihi standardit, mis erinevad bitikiiruse ja keerdpaaride arvu poolest, valida kõige soodsama töörežiimi. Tavaliselt toimub automaatne läbirääkimisprotsess, kui ühendate jaoturi või lülitiga võrguadapteri, mis suudab töötada kiirusega 10 ja 100 Mbps.

Allpool kirjeldatud automaatse läbirääkimise skeem on tänapäeval l00Base-T tehnoloogiastandard. Enne seda kasutasid tootjad mitteühilduvate interakteeruvate portide kiiruse automaatseks määramiseks erinevaid patenteeritud skeeme. Standardina vastu võetud automaatse läbirääkimiste skeemi pakkus algselt välja National Semiconductor nime all NWay.

Hetkel on määratletud kokku 5 erinevat töörežiimi, mida l00Base-TX või 100Base-T4 keerdpaarseadmed toetavad;

· l0Base-T - 2 paari 3. kategooriat;
· l0Base-T täisdupleks - 2 paari 3. kategooriat;
· l00Base-TX - 2 paari 5. kategooriat (või tüüp 1ASTP);
· 100Base-T4 - 4 paari 3. kategooriat;
· 100Base-TX täisdupleks – 2 paari 5. kategooriat (või tüüp 1A STP).

l0Base-T režiimil on madalaim kõne prioriteet, samas kui 100Base-T4 täisdupleksrežiimil on kõrgeim prioriteet. Läbirääkimisprotsess toimub siis, kui seade on sisse lülitatud, ja seda saab igal ajal käivitada ka seadme juhtmoodul.

Automaatsete läbirääkimiste protsessi alustanud seade saadab oma partnerile spetsiaalsete impulsside puhangu Kiire lingi impulsi sari (FLP), mis sisaldab 8-bitist sõna, mis kodeerib pakutud interaktsioonirežiimi, alustades selle sõlme toetatud kõrgeimast prioriteedist.

Kui partnersõlm toetab automaatse läbirääkimise funktsiooni ja saab toetada ka pakutud režiimi, vastab see FLP-sõlm, milles ta režiimi kinnitab, ja läbirääkimised lõppevad. Kui partnersõlm toetab madalama prioriteediga režiimi, näitab see seda vastuses ja see režiim valitakse töötavaks. Seega valitakse alati kõrgeima prioriteediga ühissõlme režiim.

Sõlm, mis toetab ainult l0Base-T tehnoloogiat, saadab Manchesteri impulsi iga 16 ms järel, et kontrollida seda naabersõlmega ühendava liini järjepidevust. Selline sõlm ei mõista FLP-päringut, mille automaatse läbirääkimise funktsiooniga sõlm talle teeb, ja jätkab oma impulsside saatmist. Sõlm, mis sai vastuseks FLP-päringule ainult liini järjepidevuse kontrollimise impulsse, mõistab, et tema partner saab töötada ainult l0Base-T standardi järgi, ja määrab selle töörežiimi enda jaoks.

Füüsiline kiht 100Base-T4 – UTP Cat 3 keerdpaar, neli paari

100Base-T4 spetsifikatsioon loodi selleks, et võimaldada kiirel Ethernetil kasutada olemasolevat keerdpaarjuhtmestikku, kategooria 3. See spetsifikatsioon parandab üldist läbilaskevõimet, edastades bitivoogusid kõigil neljal kaablipaaril samaaegselt.

100Base-T4 spetsifikatsioon tuli hiljem kui teised Fast Etherneti füüsilise kihi spetsifikatsioonid. Selle tehnoloogia arendajad soovisid eelkõige luua füüsilised spetsifikatsioonid, mis oleksid võimalikult lähedased l0Base-T ja l0Base-F spetsifikatsioonidele, mis töötasid kahel andmeliinil: kahel paaril või kahel kiududel. Tööde teostamiseks kahel keerdpaar Pidin üle minema kõrgema kvaliteediga 5. kategooria kaablile.

Samal ajal keskendusid konkureeriva l00VG-AnyLAN tehnoloogia arendajad algselt 3. kategooria keerdpaaridele; kõige olulisem eelis ei olnud mitte niivõrd maksumus, vaid asjaolu, et see oli enamikus hoonetes juba paigaldatud. Seetõttu rakendasid Fast Etherneti tehnoloogia arendajad pärast spetsifikatsioonide l00Base-TX ja l00Base-FX väljaandmist 3. kategooria keerdpaari jaoks oma füüsilise kihi versiooni.

Selle meetodi puhul kasutatakse 4V/5V kodeerimise asemel 8V/6T kodeerimist, mis on kitsama signaalispektriga ja mahub kiirusel 33 Mbps 3. kategooria keerdpaarkaabli 16 MHz sagedusalasse (4V/5V kodeerimisel jääb signaal spekter ei mahu sellesse sagedusalasse) . MAC-kihi teabe iga 8 bitti on kodeeritud 6 kolmeosalise sümboliga, st numbritega, millel on kolm olekut. Iga kolmeosalise numbri kestus on 40 ns. Seejärel edastatakse 6 kolmenumbriline rühm iseseisvalt ja järjestikku ühele kolmest edastavast keerdpaarist.

Neljandat paari kasutatakse alati kokkupõrke tuvastamiseks kandesageduse kuulamiseks. Kõigi kolme edastuspaari andmeedastuskiirus on 33,3 Mbps, seega on 100Base-T4 protokolli kogukiirus 100 Mbps. Samal ajal on vastuvõetud kodeerimismeetodi tõttu signaali muutumise kiirus igal paaril ainult 25 Mbaud, mis võimaldab kasutada 3. kategooria keerdpaari.

Joonisel fig. 3.23 näitab võrguadapteri 100Base-T4 MDI pordi ühendamist jaoturi MDI-X pordiga (X eesliide näitab, et sellel konnektoril on võrguadapteri pistikuga võrreldes vastuvõtja ja saatja ühenduspaarid, mis muudab selle lihtsamaks juhtmepaaride ühendamiseks kaablis - ilma ristumiseta). Paari 1 -2 alati vajalik andmete edastamiseks MDI-pordist MDI-X-porti, paar 3 -6 - andmete vastuvõtmiseks MDI-pordi kaudu MDI-X-pordist ja paarist 4 -5 ja 7 -8 on kahesuunalised ja neid kasutatakse vastavalt vajadusele nii vastuvõtmiseks kui ka edastamiseks.

Sõlmede ühendamine vastavalt 100Base-T4 spetsifikatsioonile

Etherneti võrk on standardvõrkude seas kõige levinum. See ilmus 1972. aastal ja 1985. aastal sai sellest rahvusvaheline standard. Selle võtsid vastu suurimad rahvusvahelised standardiorganisatsioonid: IEEE Committee 802 (Institute of Electrical and Electronic Engineers) ja ECMA (European Computer Manufacturers Association).

Standard kannab nime IEEE 802.3 (inglise keeles "eight oh two dot three"). See määratleb mitme siini tüüpi ühekanalilise juurdepääsu kokkupõrke tuvastamise ja edastuse juhtimisega, st juba mainitud CSMA/CD juurdepääsumeetodiga.

Algse IEEE 802.3 standardi põhifunktsioonid:

topoloogia - siin;

edastuskandja - koaksiaalkaabel;

Edastuskiirus - 10 Mbps;

Võrgu maksimaalne pikkus on 5 km;

· maksimaalne liitujate arv – kuni 1024;

võrgusegmendi pikkus - kuni 500 m;

· abonentide arv ühes segmendis - kuni 100;

· juurdepääsumeetod – CSMA/CD;

kitsasribaülekanne, see tähendab ilma modulatsioonita (monokanal).

Rangelt võttes on IEEE 802.3 ja Etherneti standardite vahel väikesed erinevused, kuid neid tavaliselt eiratakse.

Lisaks standardse siini topoloogiale kasutatakse üha enam passiivset tähte ja passiivset puu topoloogiat. See eeldab repiiterite ja repiiteri jaoturite kasutamist, mis ühendavad võrgu erinevaid osi (segmente). Selle tulemusena saab erinevat tüüpi segmentidele moodustada puutaolise struktuuri (joonis 7.1).

Klassikaline siin või üksik abonent võib toimida segmendina (võrgu osana). Siini segmentide jaoks kasutatakse koaksiaalkaablit ja passiivsete tähtkiirte jaoks (ühendamiseks ühe arvutijaoturiga) keerdpaari ja fiiberoptilist kaablit. Saadud topoloogia põhinõue on, et selles ei oleks suletud teid (silmusi). Tegelikult selgub, et kõik abonendid on ühendatud füüsilise siiniga, kuna igaühe signaal levib kõigis suundades korraga ega naase tagasi (nagu rõngas).

Kogu võrgu maksimaalne kaabli pikkus (maksimaalne signaalitee) võib teoreetiliselt ulatuda 6,5 kilomeetrini, kuid praktiliselt ei ületa 3,5 kilomeetrit.

Riis. 7.1. Klassikaline Etherneti võrgu topoloogia.

Fast Etherneti võrk ei paku füüsilist siini topoloogiat, kasutatakse ainult passiivset tähte või passiivset puud. Lisaks on Fast Ethernetil palju rangemad nõuded võrgu maksimaalsele pikkusele. Lõppude lõpuks, kui edastuskiirust 10 korda suurendada ja paketivormingut säilitada, muutub selle minimaalne pikkus kümme korda lühemaks. Seega vähendatakse kahekordse signaali edastusaja lubatud väärtust läbi võrgu 10 korda (5,12 µs versus 51,2 µs Ethernetis).

Standardset Manchesteri koodi kasutatakse teabe edastamiseks Etherneti võrgus.

Juurdepääs Etherneti võrgule toimub juhusliku CSMA / CD meetodil, mis tagab abonentide võrdsuse. Võrk kasutab muutuva pikkusega pakette.

Kiirusega 10 Mbit / s töötava Etherneti võrgu jaoks määratleb standard neli peamist tüüpi võrgusegmente, mis on orienteeritud erinevatele teabeedastuskandjatele:

· 10BASE5 (paks koaksiaalkaabel);

· 10BASE2 (õhuke koaksiaalkaabel);

· 10BASE-T (keerdpaar);

· 10BASE-FL (kiudoptiline kaabel).

Segmendi nimi sisaldab kolme elementi: number "10" tähendab edastuskiirust 10 Mbps, sõna BASE - edastamist põhiribas (st ilma kõrgsagedusliku signaali modulatsioonita) ja viimane element - lubatud. segmendi pikkus: "5" - 500 meetrit, "2" - 200 meetrit (täpsemalt 185 meetrit) või sideliini tüüp: "T" - keerdpaar (inglise keelest "twisted-pair"), "F" - fiiberoptiline kaabel (inglise keelest "fiber optic").

Samamoodi määrab standard Etherneti võrgu jaoks, mis töötab kiirusega 100 Mbps (Fast Ethernet), kolme tüüpi segmente, mis erinevad edastusmeediumitüüpide poolest:

100BASE-T4 (neli keerdpaar);

· 100BASE-TX (kahekordne keerdpaar);

· 100BASE-FX (kiudoptiline kaabel).

Siin tähendab number "100" edastuskiirust 100 Mbps, täht "T" - keerdpaar, täht "F" - fiiberoptilist kaablit. Tüübid 100BASE-TX ja 100BASE-FX on mõnikord koondatud nimede 100BASE-X alla ning 100BASE-T4 ja 100BASE-TX nimede 100BASE-T alla.

Token ring võrk

Token-Ring võrgu (marker ring) pakkus IBM välja 1985. aastal (esimene versioon ilmus 1980. aastal). See oli mõeldud igat tüüpi IBMi toodetud arvutite võrku ühendamiseks. Juba tõsiasi, et seda toetab suurim arvutiseadmete tootja IBM, viitab sellele, et sellele tuleb pöörata erilist tähelepanu. Kuid sama oluline on see, et Token-Ring on praegu IEEE 802.5 rahvusvaheline standard (kuigi Token-Ringi ja IEEE 802.5 vahel on väikesed erinevused). See seab võrgu olekus võrdsele Ethernetiga.

Riis. 7.3. Token-Ringi võrgu täherõnga topoloogia.

Token-Ringi võrgu klassikalise versiooni peamised tehnilised omadused:

· IBM 8228 MAU tüüpi jaoturite maksimaalne arv - 12;

· maksimaalne abonentide arv võrgus - 96;

Abonendi ja jaoturi vahelise kaabli maksimaalne pikkus on 45 meetrit;

maksimaalne kaabli pikkus jaoturite vahel - 45 meetrit;

Kõiki jaotureid ühendava kaabli maksimaalne pikkus on 120 meetrit;

· Andmeedastuskiirus – 4 Mbps ja 16 Mbps.

Võrreldes Etherneti seadmetega on Token-Ringi seadmed märgatavalt kallimad, kuna kasutavad keerukamat vahetuskontrolli meetodit, mistõttu pole Token-Ringi võrk nii laialt levinud.

Token-Ring võrk kasutab klassikalist token juurdepääsu meetodit, see tähendab, et ringkonnas ringleb pidevalt token, millele abonendid saavad lisada oma andmepaketid (vt joonis 4.15). See tähendab selle võrgu sellist olulist eelist nagu konfliktide puudumine, kuid sellel on ka puudusi, eriti vajadus kontrollida markeri terviklikkust ja võrgu sõltuvust igast abonendist (tõrke korral, tellija tuleb ringist välja jätta).

Arcneti võrk

Arcneti võrk (või ARCnet inglise keelest Attached Resource Computer Net, ühendatud ressursside arvutivõrk) on üks vanimaid võrke. Selle töötas välja Datapoint Corporation 1977. aastal. Selle võrgu jaoks puuduvad rahvusvahelised standardid, kuigi seda peetakse token-juurdepääsu meetodi esivanemaks. Vaatamata standardite puudumisele oli Arcneti võrk kuni viimase ajani (aastatel 1980–1990) populaarne, konkureerides isegi tõsiselt Ethernetiga. Suur hulk ettevõtteid tootis seda tüüpi võrkude jaoks seadmeid. Nüüd aga on Arcneti seadmete tootmine praktiliselt lõpetatud.

Seega on Arcneti võrgu topoloogia järgmine (joonis 7.15).

Riis. 7.15. Arcneti siini tüüpi võrgu topoloogia (B - adapterid siini tööks, S - adapterid tähes töötamiseks).

Arcneti võrgu peamised tehnilised omadused on järgmised.

· Edastusmeedium – koaksiaalkaabel, keerdpaar.

· Võrgu maksimaalne pikkus on 6 kilomeetrit.

· Maksimaalne kaabli pikkus abonendist passiivse jaoturini on 30 meetrit.

· Maksimaalne kaabli pikkus abonendist aktiivse jaoturini on 600 meetrit.

· Maksimaalne kaabli pikkus aktiivsete ja passiivsete jaoturite vahel on 30 meetrit.

· Maksimaalne kaabli pikkus aktiivsete jaoturite vahel on 600 meetrit.

Maksimaalne abonentide arv võrgus on 255.

Maksimaalne siinsesegmendi abonentide arv on 8.

· Minimaalne abonentide vaheline kaugus bussis on 1 meeter.

· Rehvisegmendi maksimaalne pikkus on 300 meetrit.

· Andmeedastuskiirus - 2,5 Mbps.

Arcneti võrk kasutab token-juurdepääsu meetodit (õiguse üleandmine), kuid see erineb mõnevõrra Token-Ringi võrgu omast. See meetod on kõige lähedasem IEEE 802.4 standardis pakutule.

Markeri moodustab spetsiaalne abonent - võrgukontroller. See on minimaalse (null) aadressiga abonent.

FDDI võrk

FDDI võrk (inglise keelest Fiber Distributed Data Interface, fiiberoptiline hajutatud andmeliides) on üks uusimaid arendusi kohtvõrgu standardites. FDDI standardi pakkus välja American National Standards Institute ANSI (ANSI spetsifikatsioon X3T9.5). Seejärel võeti vastu ISO 9314 standard, mis vastab ANSI spetsifikatsioonidele. Võrgu standardimise tase on üsna kõrge.

Erinevalt teistest tavapärastest kohtvõrkudest keskendus FDDI standard algselt suurele edastuskiirusele (100 Mbps) ja kõige arenenuma fiiberoptilise kaabli kasutamisele. Seetõttu ei piiranud arendajaid antud juhul vanade standardite raamistik, mis keskendus madalatele kiirustele ja elektrikaablile.

Optilise kiu valik edastusmeediumiks määras kindlaks sellised uue võrgu eelised nagu kõrge mürakindlus, teabe edastamise maksimaalne salastatus ja abonentide suurepärane galvaaniline isolatsioon. Suur edastuskiirus, mida on fiiberoptilise kaabliga palju lihtsam saavutada, võimaldab paljusid ülesandeid, mida aeglasemate võrkude puhul pole võimalik teha, näiteks reaalajas pildiedastust. Lisaks lahendab fiiberoptiline kaabel hõlpsasti mitme kilomeetri kaugusel andmete edastamise probleemi ilma taasedastuseta, mis võimaldab ehitada suuri võrke, mis katavad isegi terveid linnu, omades samal ajal kõiki kohalike võrkude eeliseid (eriti väike viga määr). Kõik see määras FDDI võrgu populaarsuse, kuigi see pole veel nii laialt levinud kui Ethernet ja Token-Ring.

FDDI standard põhines rahvusvahelise standardi IEEE 802.5 (Token-Ring) poolt ette nähtud token juurdepääsu meetodil. Ebaolulised erinevused sellest standardist tulenevad vajadusest tagada teabe edastamise suur kiirus pikkadel vahemaadel. Võrgu topoloogia FDDI on rõngas, kiudoptilise kaabli jaoks sobivaim topoloogia. Võrgus on kasutusel kaks mitmesuunalist fiiberoptilist kaablit, millest üks on tavaliselt reservis, kuid see lahendus võimaldab kasutada ka täisdupleksset infoedastust (samaaegselt kahes suunas) efektiivse topeltkiirusega 200 Mbps (kumbki kaks kanalit töötavad kiirusega 100 Mbps). Täherõnga topoloogiat kasutatakse ka rõngasse kuuluvate jaoturitega (nagu Token-Ringis).

FDDI võrgu põhilised tehnilised omadused.

Maksimaalne võrguabonentide arv on 1000.

· Võrgurõnga maksimaalne pikkus on 20 kilomeetrit.

· Maksimaalne vahemaa võrgu abonentide vahel on 2 kilomeetrit.

· Edastusmeedium – mitmemoodiline fiiberoptiline kaabel (võimalik kasutada elektrilist keerdpaarkaablit).

· Juurdepääsumeetod – marker.

· Infoedastuskiirus – 100 Mbit/s (dupleksedastusrežiimil 200 Mbit/s).

FDDI standardil on kõigi eelnevalt käsitletud võrkude ees märkimisväärsed eelised. Näiteks sama ribalaiusega 100 Mbps Fast Etherneti võrk ei saa lubatavate võrgu suuruste osas ühtida FDDI-ga. Lisaks tagab FDDI-markeri juurdepääsumeetod erinevalt CSMA-st / CD-st garanteeritud juurdepääsuaja ja konfliktide puudumise mis tahes koormustasemel.

Võrgu kogupikkuse 20 km piirang ei tulene mitte signaalide sumbumisest kaablis, vaid vajadusest piirata signaali täieliku levimise aega ümber ringi, et tagada maksimaalne lubatud juurdepääsuaeg. Kuid abonentide vahelise maksimaalse kauguse (2 km mitmerežiimilise kaabliga) määrab täpselt kaabli signaalide sumbumine (see ei tohiks ületada 11 dB). Samuti on võimalik kasutada ühemoodilist kaablit, mille puhul võib abonentide vahe ulatuda 45 kilomeetrini ning rõnga kogupikkus on 200 kilomeetrit.

Samuti on FDDI rakendamine elektrikaablil (CDDI - Copper Distributed Data Interface või TPDDI - Twisted Pair Distributed Data Interface). See kasutab 5. kategooria kaablit RJ-45 pistikutega. Maksimaalne kaugus abonentide vahel ei tohiks sel juhul olla suurem kui 100 meetrit. Elektrikaabli võrguseadmete maksumus on mitu korda väiksem. Kuid sellel võrguversioonil pole konkurentide ees enam nii ilmseid eeliseid kui algsel fiiberoptilisel FDDI-l. FDDI elektrilised versioonid on palju vähem standardiseeritud kui fiiberoptika, mistõttu erinevate tootjate seadmete koostalitlusvõime ei ole garanteeritud.

Andmeedastuseks FDDI-s kasutatakse 4V / 5V koodi, mis on spetsiaalselt selle standardi jaoks välja töötatud.

FDDI standard näeb võrgu suure paindlikkuse saavutamiseks ette kahte tüüpi abonentide kaasamise ringi:

· A-klassi abonendid (jaamad) (kaheühendusega abonendid, DAS - Dual-Attachment Stations) on ühendatud võrgu mõlema (sisemise ja välimise) rõngaga. Samas realiseerub võimalus vahetada kiirusel kuni 200 Mbps või üleliigne võrgukaabel (peakaabli kahjustumisel kasutatakse varukaablit). Selle klassi seadmeid kasutatakse jõudluse seisukohalt võrgu kõige kriitilisemates kohtades.

· B-klassi abonendid (jaamad) (üheühendusega abonendid, SAS - Single-Attachment Stations) on ühendatud ainult võrgu ühe (välimise) rõngaga. Need on lihtsamad ja odavamad kui A-klassi adapterid, kuid neil pole oma võimalusi. Neid saab võrku ühendada ainult läbi jaoturi või möödaviigulüliti, mis lülitab need õnnetuse korral välja.

Lisaks tegelikele abonentidele (arvutid, terminalid jne) on võrgus kasutusel Juhtmete koondajad, mille kaasamine võimaldab koondada kõik ühenduspunktid ühte kohta, et jälgida võrgu tööd, diagnoosida rikkeid ja lihtsustada ümberseadistamist. Erinevat tüüpi kaablite (näiteks fiiberoptiline kaabel ja keerdpaar) kasutamisel täidab jaotur ka elektriliste signaalide optilisteks signaalideks teisendamise funktsiooni ja vastupidi. Jaoturid on ka topeltühendusega (DAC – Dual-Attachment Concentrator) ja ühe ühendusega (SAC – Single-Attachment Concentrator).

FDDI võrgu konfiguratsiooni näide on näidatud joonisel fig. 8.1. Võrguseadmete kombineerimise põhimõtet illustreerib joonis 8.2.

Riis. 8.1. FDDI võrgu konfiguratsiooni näide.

Erinevalt IEEE 802.5 standardi pakutavast juurdepääsumeetodist kasutab FDDI nn mitme märgi läbimist. Kui Token-Ring võrgu puhul edastab abonent uue (tasuta) märgi alles pärast seda, kui pakett on talle tagasi jõudnud, siis FDDI-s edastab abonent uue märgi kohe pärast paketi edastamise lõppu. pakett tema poolt (sarnaselt sellele, kuidas seda tehakse ETR meetodiga Token-Ring võrgus). ring).

Kokkuvõtteks tuleb märkida, et vaatamata FDDI ilmsetele eelistele see võrk ei kasutata laialdaselt, mis on peamiselt tingitud selle seadmete kõrgest hinnast (suurusjärgus mitusada ja isegi tuhandeid dollareid). FDDI peamine ulatus on nüüd põhivõrgud (Backbone), mis ühendavad mitu võrku. FDDI-d kasutatakse ka võimsate tööjaamade või serverite ühendamiseks, mis nõuavad kiiret vahetust. Fast Ethernet peaks asendama FDDI-d, kuid fiiberoptilise kaabli, märgikontrolli ja salvestusvõrgu suuruse eelised võimaldavad FDDI-l tänapäeval silma paista. Ja juhtudel, kui riistvara hind on kriitiline, saab mittekriitilistes piirkondades kasutada FDDI (TPDDI) keerdpaarversiooni. Lisaks võib FDDI riistvara maksumus oluliselt väheneda, kui selle tootmismaht suureneb.

Võrk 100VG-AnyLAN

100VG-AnyLAN on üks viimaseid kiireid kohtvõrke, mis hiljuti turule tulid. See vastab rahvusvahelisele standardile IEEE 802.12, seega on selle standardimise tase üsna kõrge.

Selle peamised eelised on kõrge vahetuskurss, suhteliselt madal seadmete hind (ligikaudu kaks korda kallim kui kõige populaarsema 10BASE-T Etherneti võrgu seadmed), tsentraliseeritud vahetusjuhtimismeetod ilma konfliktideta ning pakettvormingu ühilduvus Etherneti ja Tokeniga. -Helisevad võrgud.

100VG-AnyLAN võrgu nimes vastab number 100 kiirusele 100 Mbps, tähed VG tähistavad odavat varjestamata keerdpaari kategooria 3 (Voice Grade) ja AnyLAN (mis tahes võrk) näitab, et võrk on ühilduv. kahe levinuima võrguga.

100VG-AnyLAN võrgu peamised tehnilised omadused:

· Edastuskiirus - 100 Mbps.

Topoloogia – ehitusvõimalusega täht (puu). Kontsentraatorite (jaoturite) kaskaadtasemete arv on kuni 5.

· Juurdepääsumeetod – tsentraliseeritud, konfliktivaba (Demand Priority – prioriteedipäringuga).

· Edastusmeedium on nelja varjestamata keerdpaar (UTP 3., 4. või 5. kategooria kaablid), topeltkeerdpaar (UTP 5. kategooria kaabel), topeltvarjestatud keerdpaar (STP) ja fiiberoptiline kaabel. Nüüd on neljakeerdpaar enamasti levinud.

· Maksimaalne kaabli pikkus jaoturi ja abonendi ning jaoturite vahel on 100 meetrit (UTP 3. kategooria kaabel), 200 meetrit (UTP 5. kategooria kaabel ja varjestatud kaabel), 2 kilomeetrit (kiudoptiline kaabel). Maksimaalne võimalik võrgu suurus on 2 kilomeetrit (määratakse lubatud viivitustega).

Maksimaalne tellijate arv on 1024, soovitatav arv kuni 250.

Seega on 100VG-AnyLAN võrgu parameetrid üsna lähedased Fast Ethernet võrgu omadele. Fast Etherneti peamiseks eeliseks on aga selle täielik ühilduvus kõige tavalisema Etherneti võrguga (100VG-AnyLAN puhul on selleks vaja silda). Samas ei saa märkimata jätta ka 100VG-AnyLAN tsentraliseeritud haldust, mis välistab konfliktid ja tagab juurdepääsuaja piirangu (mida Etherneti võrgus ei pakuta).

100VG-AnyLAN võrgu struktuuri näide on näidatud joonisel fig. 8.8.

100VG-AnyLAN võrk koosneb tsentraalsest (põhi-, juur-) 1. taseme jaoturist, millega saavad ühenduda nii üksikud abonendid kui ka 2. taseme jaoturid, mis omakorda on ühendatud abonentidega ja 3. taseme jaoturitega jne. Sel juhul ei tohi võrgul olla rohkem kui viis sellist taset (algversioonis ei olnud neid rohkem kui kolm). Varjestamata keerdpaaride võrgu maksimaalne suurus võib olla 1000 meetrit.

Riis. 8.8. 100VG-AnyLAN võrgu struktuur.

Erinevalt teiste võrkude mitteintelligentsetest jaoturitest (nt Ethernet, Token-Ring, FDDI) on 100VG-AnyLAN võrgujaoturid intelligentsed kontrollerid, mis kontrollivad juurdepääsu võrgule. Selleks jälgivad nad pidevalt kõigi portide päringuid. Kontsentraatorid võtavad vastu sissetulevad paketid ja saadavad need ainult neile abonentidele, kellele need on adresseeritud. Mingit infotöötlust nad aga ei teosta, ehk sel juhul selgub, et tegu pole siiski aktiivse, aga passiivse tähega ka mitte. Jaoturid ei saa nimetada täieõiguslikeks abonentideks.

Iga jaoturi saab konfigureerida töötama Etherneti või Token-Ringi pakettvormingutega. Sel juhul peaksid kogu võrgu jaoturid töötama ainult ühe vormingu pakettidega. Sillad on vajalikud Etherneti ja Token-Ringi võrkudega suhtlemiseks, kuid sillad on üsna lihtsad.

Jaoturitel on üks ülemise taseme port (ühendamiseks kõrgema taseme jaoturiga) ja mitu madalama taseme porti (abonentide ühendamiseks). Abonendina võib toimida arvuti (tööjaam), server, sild, ruuter, kommutaator. Alumise taseme pordi külge saab kinnitada ka teise jaoturi.

Iga jaoturi porti saab seadistada ühele kahest võimalikust töörežiimist:

· Tavarežiim hõlmab edasisaatmist pordiga ühendatud abonendile, ainult talle isiklikult adresseeritud pakette.

· Monitori režiim eeldab edastamist pordiga ühendatud abonendile, kõik paketid tulevad kontsentraatorisse. See režiim võimaldab ühel abonendil juhtida kogu võrgu kui terviku tööd (seirefunktsiooni täitmiseks).

100VG-AnyLAN võrgule juurdepääsu meetod on tüüpiline tähtvõrkudele.

Nelja keerdpaari kasutamisel edastatakse iga nelja keerdpaari kiirusega 30 Mbps. Kogu edastuskiirus on 120 Mbps. Kuid 5B/6B koodi kasutamisest tulenev kasulik koormus edastatakse vaid 100 Mbps. Seega peab kaabli ribalaius olema vähemalt 15 MHz. 3. kategooria keerdpaarkaabel (ribalaius 16 MHz) vastab sellele nõudele.

Seega on 100VG-AnyLAN võrk taskukohane lahendus edastuskiiruse tõstmiseks 100 Mbps-ni. Sellel ei ole aga täielikku ühilduvust ühegi standardvõrguga, mistõttu on selle edasine saatus problemaatiline. Lisaks ei ole sellel erinevalt FDDI võrgust mingeid kirjeparameetreid. Tõenäoliselt jääb 100VG-AnyLAN vaatamata mainekate ettevõtete toele ja kõrgele standardiseerimisele vaid näiteks huvitavatest tehnilistest lahendustest.

Kõige tavalisemas 100 Mbps Fast Etherneti võrgus pakub 100VG-AnyLAN kaks korda pikemat 5. kategooria UTP-kaablit (kuni 200 meetrit) ja ka tülivaba liiklusjuhtimismeetodit.

kiire Ethernet

Fast Ethernet – IEEE 802.3 u spetsifikatsioon, mis võeti ametlikult vastu 26. oktoobril 1995, määratleb lingikihi protokolli standardi võrkude jaoks, mis töötavad nii vask- kui kiudoptilise kaabli abil kiirusel 100 Mb/s. Uus spetsifikatsioon on IEEE 802.3 Etherneti standardi järglane, kasutades sama kaadrivormingut, CSMA/CD meedia juurdepääsumehhanismi ja tähe topoloogiat. Areng on mõjutanud füüsilise kihi rajatiste konfiguratsiooni mitmeid elemente, mis on suurendanud läbilaskevõimet, sealhulgas kasutatud kaablitüüpe, segmentide pikkust ja jaoturite arvu.

Kiire Etherneti struktuur

Töö paremaks mõistmiseks ja Fast Etherneti elementide koostoime mõistmiseks pöördume joonise 1 poole.

Joonis 1. Kiire Etherneti süsteem

Loogilise lingi juhtimise (LLC) alamkiht

IEEE 802.3 u spetsifikatsioonis on lingikihi funktsioonid jagatud kaheks alamkihiks: loogiline lingi juhtimine (LLC) ja meedia juurdepääsukiht (MAC), millest tuleb juttu allpool. LLC, mille funktsioonid on määratletud IEEE 802.2 standardiga, pakub tegelikult ühendust kõrgema kihi protokollidega (näiteks IP või IPX-ga), pakkudes erinevaid sideteenuseid:

Teenus ilma ühendust loomata ja kinnitusi saamata. Lihtne teenus, mis ei paku andmevoo kontrolli ega veakontrolli ega garanteeri andmete korrektset edastamist.
Ühendusteenus. Täiesti töökindel teenus, mis tagab andmete korrektse edastamise luues ühenduse vastuvõtva süsteemiga enne andmeedastuse algust ning kasutades veakontrolli ja andmevoo kontrolli mehhanisme.
Ühenduseta teenus tunnustustega. Keskmise keerukusega teenus, mis kasutab garanteeritud kohaletoimetamise tagamiseks kinnitussõnumeid, kuid ei loo ühendust enne, kui andmed on edastatud.

Edastavas süsteemis kapseldatakse võrgukihi protokollist edastatud andmed esmalt LLC alamkihiga. Standard nimetab neid Protocol Data Unit (PDU, protokolli andmeüksus). Kui PDU edastatakse MAC-i alamkihti, kus see taas raamitakse päise ja järelteabega, võib seda tehniliselt sellest hetkest alates nimetada kaadriks. Etherneti paketi puhul tähendab see, et 802.3 kaader sisaldab lisaks võrgukihi andmetele ka kolmebaidist LLC päist. Seega vähendatakse iga paketi maksimaalne lubatud andmepikkus 1500 baidilt 1497 baidile.

LLC päis koosneb kolmest väljast:

Mõnel juhul on LLC-kaadritel võrgusuhtluses väike roll. Näiteks võrgus, mis kasutab TCP/IP-d koos teiste protokollidega, võib LLC-i ainus funktsioon olla lubada 802.3-kaadritel sisaldada SNAP-päist, nagu Ethertype, mis näitab võrgukihi protokolli, millele kaader tuleks saata. Sel juhul kasutavad kõik LLC PDU-d nummerdamata teabe vorming. Teised kõrgetasemelised protokollid nõuavad aga LLC-lt täiustatud teenust. Näiteks NetBIOS-i seansid ja mitmed NetWare'i protokollid kasutavad ühendusepõhiseid LLC teenuseid laiemalt.

SNAP-i päis

Vastuvõttev süsteem peab määrama, milline võrgukihi protokoll peaks sissetulevad andmed vastu võtma. LLC PDU-s olevad 802.3 paketid kasutavad teist protokolli, mida nimetatakse alam-võrkuJuurdepääsprotokoll (SNAP, alamvõrgu juurdepääsuprotokoll).

SNAP päis on 5 baiti pikk ja asub vahetult pärast LLC päist 802.3 kaadri andmeväljal, nagu on näidatud joonisel. Päis sisaldab kahte välja.

Organisatsiooni kood. Organisatsiooni või tootja identifikaator on 3-baidine väli, mis võtab sama väärtuse kui saatja MAC-aadressi esimesed 3 baiti 802.3 päises.

kohalik kood. Kohalik kood on 2-baidine väli, mis on funktsionaalselt samaväärne Ethernet II päises oleva Ethertype väljaga.

Järjepidevuse alamkiht

Nagu varem öeldud, on Fast Ethernet arenev standard. AUI liidese jaoks mõeldud MAC tuleb teisendada Fast Ethernetis kasutatava MII liidese jaoks, milleks see alamkiht on mõeldud.

Media Access Control (MAC)

Igal Fast Etherneti võrgu sõlmel on meediumijuurdepääsu kontroller (MeediaJuurdepääskontroller- MAC). MAC on Fast Etherneti jaoks võtmetähtsusega ja sellel on kolm eesmärki:

Kolmest MAC-ülesandest kõige olulisem on esimene. Iga ühist andmekandjat kasutava võrgutehnoloogia puhul on selle põhiomadused meedia juurdepääsureeglid, mis määravad, millal sõlm saab edastada. Mitmed IEEE komiteed on kaasatud meedia juurdepääsureeglite väljatöötamisse. 802.3 komitee, mida sageli nimetatakse Etherneti komiteeks, määratleb standardid kohtvõrkudele, mis kasutavad reegleid nn. CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access koos kokkupõrketuvastusega – mitu juurdepääsu kandjatuvastusega ja kokkupõrketuvastusega).

CSMS/CD on meedia juurdepääsureeglid nii Etherneti kui ka kiire Etherneti jaoks. Just selles valdkonnas langevad need kaks tehnoloogiat täielikult kokku.

Kuna kõik Fast Etherneti sõlmed jagavad sama andmekandjat, saavad nad edastada ainult siis, kui on nende kord. See järjekord on määratletud CSMA/CD reeglitega.

CSMA/CD

MAC Fast Etherneti kontroller kuulab enne edastamist kandjat. Kandja eksisteerib ainult siis, kui teine sõlm edastab. PHY kiht määrab kandja olemasolu ja genereerib MAC-i jaoks sõnumi. Kandja olemasolu näitab, et meedium on hõivatud ja kuulamissõlm (või sõlmed) peavad alistuma edastavale sõlmele.

MAC, millel on edastatav kaader, peab enne selle edastamist ootama teatud minimaalse aja pärast eelmise kaadri lõppu. Seda aega nimetatakse pakettidevaheline lünk(IPG, interpacket gap) ja kestab 0,96 mikrosekundit, st kümnendiku tavalise Etherneti paketi edastusajast kiirusel 10 Mbps (IPG on ainus ajavahemik, mis on alati määratletud mikrosekundites, mitte bitiajas ) Joonis 2.

Joonis 2. Paketidevaheline vahe

Pärast 1. paketi lõppu peavad kõik LAN-sõlmed ootama IPG aega, enne kui saavad edastada. Ajavahemik pakettide 1 ja 2, 2 ja 3 vahel joonisel fig. 2 on IPG aeg. Pärast paketi 3 edastamise lõpetamist ei olnud ühelgi sõlmel töödeldavat materjali, seega on pakettide 3 ja 4 vaheline ajavahemik pikem kui IPG.

Kõik võrgu hostid peavad järgima neid reegleid. Isegi kui sõlmel on edastamiseks palju kaadreid ja sõlm on ainus, mis saadab, peab ta pärast iga paketi edastamist ootama vähemalt IPG-aja.

See on osa Fast Etherneti meediumile juurdepääsu CSMA reeglitest. Lühidalt öeldes on paljudel sõlmedel juurdepääs andmekandjale ja nad kasutavad oma hõivatuse kontrollimiseks kandjat.

Varased eksperimentaalsed võrgud rakendasid täpselt neid reegleid ja sellised võrgud töötasid väga hästi. Kuid ainult CSMA kasutamine põhjustas probleemi. Tihtipeale hakkasid kaks sõlme, millel oli edastatav pakett ja ootasid IPG aega, edastama korraga, mis viis mõlema poole andmete riknemiseni. Sellist olukorda nimetatakse kokkupõrge(kokkupõrge) või konflikt.

Selle takistuse ületamiseks kasutasid varased protokollid üsna lihtsat mehhanismi. Paketid jagati kahte kategooriasse: käsud ja reaktsioonid. Iga sõlme saadetud käsk nõudis vastust. Kui mõnda aega (nimetatakse timeout perioodiks) pärast käsu edastamist sellele vastust ei saadud, anti algne käsk uuesti. Seda võis juhtuda mitu korda piirata kogust ajalõpu) enne, kui saatesõlm vea tuvastas.

See skeem võib hästi toimida, kuid ainult teatud punktini. Konfliktide esinemine tõi kaasa jõudluse järsu languse (tavaliselt mõõdetakse baitides sekundis), kuna sõlmed jäävad sageli jõude, oodates vastuseid käskudele, mis kunagi sihtkohta ei jõua. Võrgu ülekoormus, sõlmede arvu suurenemine on otseselt seotud konfliktide arvu suurenemisega ja sellest tulenevalt võrgu jõudluse vähenemisega.

Varased võrgudisainerid leidsid sellele probleemile kiiresti lahenduse: iga sõlm peab kindlaks tegema edastatud paketi kadumise, tuvastades konflikti (selle asemel, et oodata reaktsiooni, mis kunagi ei järgne). See tähendab, et kokkupõrke tõttu kadunud paketid tuleb vahetult enne ajalõpu aegumist uuesti saata. Kui host edastas paketi viimase biti ilma kokkupõrketa, siis edastati pakett edukalt.

Kandja tajumise meetod on hästi ühendatud kokkupõrke tuvastamise funktsiooniga. Kokkupõrkeid esineb endiselt, kuid see ei mõjuta võrgu jõudlust, kuna sõlmed saavad neist kiiresti lahti. DIX-grupp, kes töötas Etherneti jaoks välja CSMA/CD meediumi juurdepääsureeglid, kujundas need lihtsa algoritmi kujul – joonis 3.

Joonis 3. CSMA/CD algoritm

Füüsilise kihi seade (PHY)

Kuna Fast Ethernet saab kasutada mitmesuguseid kaablitüüpe, nõuab iga keskkond ainulaadset signaali eelkonversiooni. Transformatsioon on vajalik ka tõhusaks andmeedastuseks: muuta edastatav kood vastupidavaks häiretele, võimalikele kadudele või selle üksikute elementide (baudide) moonutustele, tagada edastava või vastuvõtu poolel olevate kellageneraatorite tõhus sünkroniseerimine.

Kodeerimise alamkiht (PCS)

Kodeerib/dekodeerib MAC-kihilt või MAC-kihile tulevaid andmeid kasutades või algoritme.

Füüsilise seotuse ja füüsilisest kandjast sõltuvuse alamkihid (PMA ja PMD)

PMA ja PMD alamkihid suhtlevad PSC alamkihi ja MDI liidese vahel, pakkudes moodustamist vastavalt füüsilisele kodeerimismeetodile: või .

Automaatsete läbirääkimiste alamkiht (AUTONEG)

Automaatne läbirääkimiste alamkiht võimaldab kahel suhtleval pordil automaatselt valida kõige tõhusama töörežiimi: täisdupleks või pooldupleks 10 või 100 Mbps. Füüsiline kiht

Fast Etherneti standard määratleb kolme tüüpi 100 Mbps Etherneti signaalikandjaid.

100Base-TX - kaks keerdpaari juhtmeid. Edastamine toimub vastavalt keerutatud füüsilisel andmekandjal andmete edastamise standardile, mille on välja töötanud ANSI (American National Standards Institute – American National Standards Institute). Keeratud andmekaabel võib olla varjestatud või varjestamata. Kasutab 4V/5V andmete kodeerimisalgoritmi ja MLT-3 füüsilist kodeerimismeetodit.
100Base-FX - kaks kiudoptilist kaablit. Edastamine toimub ka vastavalt kiudoptilise andmekandja andmeedastuse standardile, mille on välja töötanud ANSI. Kasutab 4V/5V andmete kodeerimisalgoritmi ja NRZI füüsilist kodeerimismeetodit.

100Base-TX ja 100Base-FX spetsifikatsioonid on tuntud ka kui 100Base-X

100Base-T4 on spetsiaalne spetsifikatsioon, mille on välja töötanud IEEE 802.3u komitee. Selle spetsifikatsiooni kohaselt toimub andmeedastus nelja keerdpaari telefonikaabli kaudu, mida nimetatakse 3. kategooria UTP-kaabliks. See kasutab 8V/6T andmekodeerimisalgoritmi ja NRZI füüsilist kodeerimismeetodit.

Lisaks sisaldab Fast Etherneti standard soovitusi 1. kategooria varjestatud keerdpaarkaabli kasutamiseks, mis on Token Ringi võrkudes traditsiooniliselt kasutatav standardkaabel. Tugiorganisatsioon ja STP-kaablite kasutamise juhised Fast Ethernetis pakuvad STP-kaablitega klientidele teed Fast Etherneti juurde.

Fast Etherneti spetsifikatsioon sisaldab ka automaatset läbirääkimismehhanismi, mis võimaldab hostipordil automaatselt kohaneda andmeedastuskiirusega 10 või 100 Mbps. See mehhanism põhineb paljude pakettide vahetamisel jaoturi või kommutaatori pordiga.

Keskmine 100Base-TX

100Base-TX edastusmeedium kasutab kahte keerdpaari, millest ühte paari kasutatakse andmete edastamiseks ja teist nende vastuvõtmiseks. Kuna ANSI TP - PMD spetsifikatsioon sisaldab nii varjestatud kui ka varjestamata keerdpaarkaablite kirjeldusi, sisaldab 100Base-TX spetsifikatsioon tuge nii varjestamata kui ka varjestatud keerdpaartüüpidele 1 ja 7.

MDI (Medium Dependent Interface) pistik

Meediumisõltuv 100Base-TX lingiliides võib olla kahte tüüpi. Varjestamata keerdpaarkaabli jaoks kasutage MDI-pistikuna kaheksa kontaktiga RJ 45 kategooria 5 pistikut. Sama pistikut kasutatakse ka 10Base-T-s, mis tagab tagasiühilduvuse olemasoleva 5. kategooria kaablitega. kasutage IBM 1. tüüpi STP-pistikut, mis on varjestatud DB9 pistik. Seda pistikut kasutatakse tavaliselt Token Ringi võrkudes.

5. kategooria (e) UTP-kaabel

UTP 100Base-TX meediumiliides kasutab kahte paari juhtmeid. Ristkõne ja võimalike signaalimoonutuste minimeerimiseks ei tohiks ülejäänud nelja juhtmest signaali edastada. Iga paari edastus- ja vastuvõtusignaalid on polariseeritud, kusjuures üks juhe kannab positiivset (+) signaali ja teine juhe negatiivset (-) signaali. Kaabli juhtmete värvimärgistus ja 100Base-TX võrgu pistiku pistikute numbrid on toodud tabelis. 1. Kuigi kiht 100Base-TX PHY töötati välja pärast ANSI TP-PMD standardi vastuvõtmist, on RJ 45 pistiku pistikute numbreid muudetud, et need ühtiksid 10Base-T standardis juba kasutatud juhtmestikuga. ANSI TP-PMD standardis kasutatakse andmete vastuvõtmiseks kontakte 7 ja 9, standardites 100Base-TX ja 10Base-T aga andmete vastuvõtmiseks kontakte 3 ja 6. Selline juhtmestik võimaldab kasutada 100Base-TX adaptereid. 10 Base adapteri asemel - T ja nende ühendamine sama kategooria 5 kaablitega ilma ümberjuhtmestamiseta. Pistikus RJ 45 on kasutatud juhtmepaarid ühendatud tihvtidega 1, 2 ja 3, 6. Juhtmete õigeks ühendamiseks järgige nende juhiseid. värvi kodeerimine.

Tabel 1. Pistiku tihvtide määramineMDIkaabelUTP100Base-TX

Sõlmed suhtlevad omavahel kaadreid vahetades. Fast Ethernetis on kaader võrgu kaudu vahetamise põhiüksus – igasugune sõlmede vahel edastatav teave paigutatakse ühe või mitme kaadri andmeväljale. Kaadrite edastamine ühest sõlmest teise on võimalik ainult siis, kui on olemas viis võrgu kõigi sõlmede unikaalseks tuvastamiseks. Seetõttu on igal kohtvõrgu sõlmel aadress, mida nimetatakse selle MAC-aadressiks. See aadress on ainulaadne: kahel kohalikus võrgus asuval hostil ei saa olla sama MAC-aadressi. Pealegi ei saa üheski LAN-tehnoloogias (välja arvatud ARCNet) kahel sõlmel maailmas olla sama MAC-aadress. Iga raam sisaldab vähemalt kolme põhiteavet: saaja aadressi, saatja aadressi ja andmeid. Mõnel raamil on teised väljad, kuid ainult kolm loetletud on kohustuslikud. Joonisel 4 on näidatud Fast Etherneti raami struktuur.

Joonis 4. Raami struktuurKiireEthernet

saaja aadress- näidatakse andmeid vastuvõtva sõlme aadress;
saatja aadress- näidatakse andmed saatnud sõlme aadress;
pikkus/tüüp(L/T - Length/Type) - sisaldab teavet edastatavate andmete tüübi kohta;
raami kontrollsumma(PCS – Frame Check Sequence) – mõeldud vastuvõtva sõlme poolt vastuvõetud kaadri õigsuse kontrollimiseks.

Minimaalne kaadri suurus on 64 oktetti või 512 bitti (terminid oktett ja bait - sünonüümid). Maksimaalne kaadri suurus on 1518 oktetti ehk 12144 bitti.

Raami adresseerimine

Igal kiire Etherneti võrgu sõlmel on unikaalne number, mida nimetatakse MAC-aadressiks või hostiaadressiks. See number koosneb 48 bitist (6 baiti), määratakse võrguliidesele seadme valmistamise ajal ja programmeeritakse lähtestamisprotsessi käigus. Seetõttu on kõigi kohtvõrkude võrguliidestel, välja arvatud ARCNetil, mis kasutab võrguadministraatori määratud 8-bitiseid aadresse, sisseehitatud kordumatu MAC-aadress, mis erineb kõigist teistest Maa peal asuvatest MAC-aadressidest ja mille määrab tootja kokkuleppel IEEE-ga.

Võrguliideste haldamise hõlbustamiseks tegi IEEE ettepaneku jagada 48-bitine aadressiväli neljaks osaks, nagu on näidatud joonisel 5. Aadressi kaks esimest bitti (bitid 0 ja 1) on aadressitüübi lipud. Lippude väärtus määrab, kuidas aadressiosa (bitid 2–47) tõlgendatakse.

Joonis 5. MAC-aadressi vorming

I/G bitti nimetatakse üksikisiku/rühma aadressi lipp ja näitab, mis (üksikisiku või grupi) aadress on. Individuaalne aadress määratakse võrgus ainult ühele liidesele (või sõlmele). Aadressid, mille I/G-bitt on seatud väärtusele 0, on MAC-aadressid või sõlme aadress. Kui I/O bitiks on seatud 1, siis aadress grupeeritakse ja seda tavaliselt kutsutakse multisaate aadress(multisaadete aadress) või funktsionaalne aadress(funktsionaalne aadress). Multisaateaadressi saab määrata ühele või mitmele LAN-võrguliidesele. Multisaateaadressile saadetud kaadrid võtavad vastu või kopeerivad kõik LAN-võrguliidesed, millele see kuulub. Multisaadete aadressid võimaldavad saata kaadri kohaliku võrgu hostide alamhulgale. Kui sisend-/väljundbitt on seatud väärtusele 1, käsitletakse bitte 46 kuni 0 multiedastusaadressina, mitte tavalise aadressi U/L, OUI ja OUA väljadena. U/L bitti nimetatakse universaalne/kohalik kontrolllipp ja määrab, kuidas võrguliidese aadress määrati. Kui nii I/O kui ka U/L bitid on seatud väärtusele 0, on aadressiks varem kirjeldatud kordumatu 48-bitine identifikaator.

OUI (organisatsiooniliselt unikaalne identifikaator) organisatsiooniliselt unikaalne identifikaator). IEEE määrab igale võrguadapteri ja liidese tootjale ühe või mitu OUI-d. Iga tootja vastutab OUA (organisatsiooniliselt unikaalne aadress) õige määramise eest organisatsiooniliselt unikaalne aadress) mis peaks olema igal selle loodud seadmel.

Kui U/L bitt on seatud, juhitakse aadressi lokaalselt. See tähendab, et seda pole võrguliidese tootja määranud. Iga organisatsioon saab luua oma võrguliidese MAC-aadressi, määrates U/L biti väärtuseks 1 ja bitideks 2 kuni 47 mõneks valitud väärtuseks. Kui võrguliides võtab vastu kaadri, dekodeerib see esmalt sihtkoha aadressi. Kui aadressis on I/O bitt määratud, saab MAC-kiht kaadri vastu ainult siis, kui sihtkoha aadress on hosti hoitavas loendis. See tehnika võimaldab ühel sõlmel saata kaadri paljudele sõlmedele.

Seal on spetsiaalne multisaateaadress saateaadress. 48-bitises IEEE leviedastusaadressis on kõik bitid seatud väärtusele 1. Kui kaader saadetakse sihtkoha leviaadressiga, siis kõik võrgu sõlmed võtavad selle vastu ja töötlevad seda.

Välja pikkus/tüüp

Välja L/T (pikkus/tüüp) kasutatakse kahel erineval eesmärgil.

määrata kaadri andmevälja pikkus, välja arvatud tühikutega polsterdus;
andmeväljal olevate andmete tüübi märkimiseks.

L/T välja väärtus vahemikus 0 kuni 1500 on kaadri andmevälja pikkus; kõrgem väärtus näitab protokolli tüüpi.

Üldiselt on L/T väli Etherneti IEEE standardimise ajalooline pärand, mis tekitas enne 1983. aastat välja antud seadmetega mitmeid koostalitlusprobleeme. Nüüd ei kasuta Ethernet ja Fast Ethernet kunagi L/T välju. Määratud väli on mõeldud ainult kooskõlastamiseks tarkvaraga, mis töötleb kaadreid (st protokollidega). Kuid L/T välja ainus tõeliselt standardne kasutusala on selle kasutamine pikkuseväljana – 802.3 spetsifikatsioon ei maini isegi selle võimalikku kasutamist andmetüübi väljana. Standardis on kirjas: "Kaame, mille pikkusvälja väärtus on suurem kui punktis 4.4.2 määratletud väärtus, võib ignoreerida, ära visata või kasutada eraviisiliselt. Nende raamide kasutamine ei kuulu selle standardi reguleerimisalasse."

Öeldut kokku võttes märgime, et L/T väli on esmane mehhanism, mille abil raami tüüp. Fast Etherneti ja Etherneti kaadreid, milles L/T välja väärtus määrab pikkuse (L/T väärtus 802.3, kaadreid, mille andmetüüp on määratud sama välja väärtusega (L/T väärtus > 1500), nimetatakse kaadriteks Ethernet- II või DIX.

Andmeväli

Andmeväljal sisaldab teavet, mille üks sõlm saadab teisele. Erinevalt teistest väga spetsiifilist teavet salvestavatest väljadest võib andmeväli sisaldada peaaegu igasugust teavet, kui selle maht on vähemalt 46 ja mitte rohkem kui 1500 baiti. Kuidas andmevälja sisu vormindatakse ja tõlgendatakse, määravad protokollid.

Kui on vaja saata alla 46 baidi pikkuseid andmeid, lisab LLC kiht tundmatu väärtusega baite, nn. ebaolulised andmed(paddata). Selle tulemusena muutub välja pikkus 46 baiti.

Kui kaadri tüüp on 802.3, näitab väli L/T kehtivate andmete hulka. Näiteks kui saadetakse 12-baidine sõnum, salvestatakse väljale L/T väärtus 12 ja andmeväli sisaldab 34 täiendavat ebaolulist baiti. Mitteoluliste baitide lisamine käivitab Fast Ethernet LLC kihi ja seda tavaliselt rakendatakse riistvaras.

MAC-kihi tööriistad ei täpsusta välja L/T sisu – seda teeb tarkvara. Selle välja määrab peaaegu alati võrguliidese draiver.

Raami kontrollsumma

Kaadri kontrollsumma (PCS – Frame Check Sequence) võimaldab veenduda, et vastuvõetud kaadrid pole kahjustatud. Edastatud kaadri moodustamisel MAC tasemel kasutatakse spetsiaalset matemaatilist valemit CRC(Cyclic Redundancy Check – tsükliline liiasuskood), mis on loodud 32-bitise väärtuse arvutamiseks. Vastuvõetud väärtus asetatakse kaadri FCS väljale. Kaadri kõigi baitide väärtused suunatakse MAC taseme elemendi sisendisse, mis arvutab CRC. FCS väli on Fast Etherneti esmane ja kõige olulisem vigade tuvastamise ja parandamise mehhanism. Alustades sihtkoha aadressi esimesest baidist ja lõpetades andmevälja viimase baidiga.

DSAP ja SSAP välja väärtused

DSAP/SSAP väärtused

Kirjeldus

Indiv LLC Sublayer Mgt

Group LLC Sublayer Mgt

SNA tee juhtimine

Reserveeritud (DODIP)

ISO CLNS IS 8473

8B6T kodeerimisalgoritm teisendab kaheksabitise andmeokteti (8B) kuuebitiseks kolmeks sümboliks (6T). 6T koodirühmad on mõeldud edastamiseks paralleelselt üle kolme keerdpaari kaabli, nii et iga keerdpaari efektiivne andmeedastuskiirus on kolmandik 100 Mbps, see tähendab 33,33 Mbps. Iga keerdpaari kolmekomponentne sümbolikiirus on 6/8 33,3 Mbps-st, mis vastab 25 MHz taktsagedusele. Selle sagedusega töötab MP liidese taimer. Erinevalt binaarsignaalidest, millel on kaks taset, võib iga paari kaudu edastatud kolmekomponentsete signaalide puhul olla kolm taset.

Märkide kodeerimise tabel

Rea kood	Sümbol















	MLT-3 Multi Level Transmission – 3 (mitmetasandiline ülekanne) – on veidi sarnane NRZ koodiga, kuid erinevalt viimasest on sellel kolm signaalitaset. Üks vastab üleminekule ühelt signaalitasemelt teisele ja signaali taseme muutus toimub järjestikku, võttes arvesse eelmist üleminekut. “Nulli” edastamisel signaal ei muutu. See kood, nagu NRZ, peab olema eelkodeeritud. Koostatud: Laem Quinn, Richard Russell "Kiire Ethernet"; K. Zakler "Arvutivõrgud"; V.G. ja N.A. Olifer "Arvutivõrgud";

Mudel	Kiibistik	Ülekandekiirus	Rehv	võrguliides	Ühendused	Jumbo raami tugi	Wake-on-LAN tugi	Dupleks
Acorp L-100S	Realtek RTL8139D	10/100 Mbps	PCI 2.3 (32 bitti)	10Base-T, 100Base-TX	RJ45 (8P8C)	Seal on	Seal on	Täis
Acorp L-1000S	Realtek RTL8169SC	10/100/1000 Mbps	PCI 2.3 (32 bitti)		RJ45 (8P8C)	Seal on	Seal on	Täis
	Realtek RTL8168B	10/100/1000 Mbps	PCI Express 1.0a	10Base-T, 100Base-TX, 1000Base-T	RJ45 (8P8C)	Seal on	Seal on	Täis