Rețea rapidă. Tehnologia Fast Ethernet. Valorile câmpurilor DSAP și SSAP

Ethernet, dar și la echipamentele altor rețele, mai puțin populare.

Adaptoare Ethernet și Fast Ethernet

Specificații adaptor

Adaptoare de rețea (NIC, placă de interfață de rețea) Ethernet și Fast Ethernet pot interfața cu un computer printr-unul dintre interfețe standard:

  • Autobuz ISA (Industry Standard Architecture);
  • magistrală PCI (Peripheral Component Interconnect);
  • magistrală PC Card (aka PCMCIA);

Adaptoarele proiectate pentru magistrala de sistem ISA (coloana vertebrală) au fost nu cu mult timp în urmă tipul principal de adaptoare. Numărul companiilor care produc astfel de adaptoare a fost mare, motiv pentru care dispozitivele de acest tip au fost cele mai ieftine. Adaptoarele pentru ISA sunt disponibile pe 8 și 16 biți. Adaptoarele pe 8 biți sunt mai ieftine, în timp ce adaptoarele pe 16 biți sunt mai rapide. Adevărat, schimbul de informații pe magistrala ISA nu poate fi prea rapid (în limită - 16 MB/s, în realitate - nu mai mult de 8 MB/s, iar pentru adaptoarele pe 8 biți - până la 2 MB/s). Prin urmare, adaptoarele Fast Ethernet, care necesită rate de transfer mari pentru o funcționare eficientă, practic nu sunt produse pentru această magistrală de sistem. Autobuzul ISA devine un lucru din trecut.

Magistrala PCI a înlocuit practic magistrala ISA și devine principala magistrală de expansiune pentru computere. Oferă schimb de date pe 32 și 64 de biți și are un randament ridicat (teoretic până la 264 MB/s), care satisface pe deplin cerințele nu numai Fast Ethernet, ci și Gigabit Ethernet mai rapid. De asemenea, este important ca magistrala PCI să fie utilizată nu numai în computerele IBM PC, ci și în computerele PowerMac. În plus, acceptă configurația hardware automată Plug-and-Play. Aparent, în viitorul apropiat, majoritatea calculatoarelor vor fi orientate către magistrala PCI. adaptoare de rețea. Dezavantajul PCI în comparație cu magistrala ISA este că numărul de sloturi de expansiune dintr-un computer este de obicei mic (de obicei 3 sloturi). Dar exact adaptoare de rețea conectați-vă mai întâi la PCI.

Busul PC Card (nume vechi PCMCIA) este utilizat în prezent numai în computerele portabile din clasa Notebook. În aceste computere, magistrala PCI internă nu este de obicei direcționată spre exterior. Interfața PC Card permite conectarea ușoară a cardurilor de expansiune în miniatură la un computer, iar viteza de schimb cu aceste carduri este destul de mare. Totuși, tot mai multe computere laptop sunt echipate cu încorporat adaptoare de rețea, deoarece capacitatea de a accesa rețeaua devine parte integrantă set standard funcții. Aceste adaptoare integrate sunt din nou conectate la magistrala PCI internă a computerului.

La alegere adaptor de rețea orientat către o anumită magistrală, trebuie în primul rând să vă asigurați că există sloturi de expansiune libere pentru această magistrală în computerul conectat la rețea. De asemenea, ar trebui să evaluați complexitatea instalării adaptorului achiziționat și perspectivele de a produce plăci de acest tip. Acesta din urmă poate fi necesar dacă adaptorul eșuează.

În cele din urmă, se întâlnesc din nou adaptoare de rețea conectarea la computer prin paralel (imprimanta) Port LPT. Principalul avantaj al acestei abordări este că nu este nevoie să deschideți carcasa computerului pentru a conecta adaptoare. În plus, în acest caz, adaptoarele nu ocupă resurse ale sistemului informatic, cum ar fi canalele de întrerupere și DMA, precum și adresele de memorie și dispozitivele I/O. Cu toate acestea, viteza de schimb de informații între ei și computer în acest caz este mult mai mică decât atunci când se utilizează magistrala de sistem. În plus, necesită mai mult timp procesor pentru a comunica cu rețeaua, încetinind astfel computerul.

ÎN în ultima vreme Sunt tot mai multe computere în care adaptoare de rețea integrat în placa de sistem. Avantajele acestei abordări sunt evidente: utilizatorul nu trebuie să cumpere un adaptor de rețea și să-l instaleze în computer. Trebuie doar să conectați cablul de rețea la conectorul extern al computerului. Cu toate acestea, dezavantajul este că utilizatorul nu poate selecta adaptorul cu cele mai bune caracteristici.

Alte caracteristici importante adaptoare de rețea pot fi atribuite:

  • metoda de configurare a adaptorului;
  • dimensiunea instalată pe placă memorie tamponși modurile de schimb cu acesta;
  • capacitatea de a instala un cip de memorie permanent pentru pornirea de la distanță (BootROM) pe placă.
  • capacitatea de a conecta adaptorul la diferite tipuri de medii de transmisie ( pereche răsucită, cablu coaxial subțire și gros, cablu fibră optică);
  • viteza de transmisie a rețelei utilizată de adaptor și disponibilitatea funcției de comutare a acestuia;
  • adaptorul poate folosi modul de schimb full-duplex;
  • compatibilitatea adaptorului (mai precis, driverul adaptorului) cu software-ul de rețea utilizat.

Configurația de utilizator a adaptorului a fost utilizată în principal pentru adaptoarele proiectate pentru magistrala ISA. Configurarea implică setarea utilizării resurselor sistemului computerului (adrese de intrare/ieșire, canale de întrerupere și acces direct la memorie, adrese de memorie tampon și memorie de pornire la distanță). Configurarea poate fi efectuată prin setarea comutatoarelor (jumpers) în poziția dorită sau folosind programul de configurare DOS furnizat cu adaptorul (Jumperless, Configurare software). Când rulează un astfel de program, utilizatorului i se solicită să seteze configurația hardware folosind meniu simplu: Selectați opțiunile adaptorului. Același program vă permite să faceți autotest adaptor Parametrii selectați sunt stocați în memoria nevolatilă a adaptorului. În orice caz, atunci când alegeți parametrii, trebuie să evitați conflictele cu dispozitive de sistem computer și cu alte plăci de expansiune.

Adaptorul poate fi configurat automat și în modul Plug-and-Play când computerul este pornit. Adaptoarele moderne acceptă de obicei acest mod special, astfel încât pot fi instalate cu ușurință de către utilizator.

La cele mai simple adaptoare, schimbul cu memoria tampon internă a adaptorului (Adaptor RAM) se realizează prin spațiul de adrese al dispozitivelor de intrare/ieșire. În acest caz, nu este necesară configurarea suplimentară a adreselor de memorie. Trebuie specificată adresa de bază a memoriei tampon care operează în modul memorie partajată. Este alocat zonei de memorie superioară a computerului (

Laboratorul de testare ComputerPress a testat plăci de rețea Fast Ethernet pentru magistrala PCI destinată utilizării în stațiile de lucru 10/100 Mbit/s. Au fost selectate cele mai comune plăci în prezent cu un debit de 10/100 Mbit/s, deoarece, în primul rând, pot fi utilizate în rețele Ethernet, Fast Ethernet și mixte și, în al doilea rând, promițătoarea tehnologie Gigabit Ethernet ( lățime de bandă de până la 1000 Mbit /s) este încă cel mai des folosit pentru a conecta servere puternice la echipamentul de rețea al nucleului rețelei. Este extrem de important ce calitate a echipamentelor de rețea pasive (cabluri, prize etc.) este utilizată în rețea. Este bine cunoscut faptul că, dacă pentru rețelele Ethernet este suficient un cablu torsadat de categoria 3, atunci categoria 5 este deja necesară pentru Fast Ethernet. Difuzarea semnalului și imunitatea slabă la zgomot se pot reduce semnificativ debitului retelelor.

Scopul testării a fost acela de a determina mai întâi indicele de performanță efectiv (Raportul indicelui de performanță/eficiență - denumit în continuare indicele P/E) și abia apoi - valoarea absolută a debitului. Indicele P/E este calculat ca raport dintre debitul plăcii de rețea în Mbit/s și sarcina procesorului ca procent. Acest index este standardul industrial pentru măsurarea performanței adaptorului de rețea. A fost introdus pentru a lua în considerare utilizarea resurselor CPU de către plăcile de rețea. Faptul este că unii producători de adaptoare de rețea încearcă să atingă performanțe maxime folosind mai multe cicluri de procesor de computer pentru a efectua operațiuni de rețea. Sarcina minimă a procesorului și debitul relativ ridicat sunt esențiale pentru rularea aplicațiilor de afaceri, multimedia și în timp real esențiale.

Am testat cardurile care sunt utilizate cel mai des în prezent pentru stațiile de lucru din rețelele corporative și locale:

  1. D-Link DFE-538TX
  2. SMC EtherPower II 10/100 9432TX/MP
  3. 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM
  4. Compex RL 100ATX
  5. Administrare Intel EtherExpress PRO/100+
  6. CNet PRO-120
  7. NetGear FA 310TX
  8. Allied Telesyn AT 2500TX
  9. Surecom EP-320X-R

Principalele caracteristici ale adaptoarelor de rețea testate sunt prezentate în tabel. 1. Să explicăm câțiva dintre termenii folosiți în tabel. Detectarea automată a vitezei de conectare înseamnă că adaptorul însuși determină viteza maximă de funcționare posibilă. În plus, dacă este acceptată detectarea automată a vitezei, nu este necesară nicio configurație suplimentară atunci când treceți de la Ethernet la Fast Ethernet și înapoi. Adică de la administrator de sistem

Nu este nevoie să reconfigurați adaptorul sau să reîncărcați driverele.

Pornirea de la distanță (Wake on LAN) vă permite să porniți computerul printr-o rețea. Adică, devine posibilă deservirea computerului în timpul orelor de lucru.

În acest scop, pe placa de bază și adaptorul de rețea se folosesc conectori cu trei pini, care sunt conectați cu un cablu special (inclus în pachet).

În plus, este necesar un software special de control. Tehnologia Wake on LAN a fost dezvoltată de alianța Intel-IBM.

Modul full duplex vă permite să transmiteți date simultan în ambele direcții, semi-duplex - doar într-o singură direcție. Astfel, debitul maxim posibil în modul full duplex este de 200 Mbit/s.

DMI (Desktop Management Interface) face posibilă obținerea de informații despre configurația și resursele unui PC folosind software-ul de management al rețelei. Suportul pentru specificația WfM (Wired for Management) asigură interacțiunea adaptorului de rețea cu software-ul de gestionare și administrare a rețelei. Pentru a porni de la distanță un sistem de operare de computer printr-o rețea, adaptoarele de rețea sunt echipate cu

memorie specială

BootROM.

Acest lucru permite stațiilor de lucru fără disc să fie utilizate eficient într-o rețea. Majoritatea cardurilor testate aveau doar un slot BootROM; Cipul BootROM în sine este de obicei o opțiune comandată separat.

Suportul ACPI (Advanced Configuration Power Interface) ajută la reducerea consumului de energie. ACPI este o nouă tehnologie care alimentează sistemul de management al energiei. Se bazează pe utilizarea atât a hardware-ului, cât și a software-ului. În principiu, Wake on LAN face parte din ACPI.

De obicei, garanția acoperă întreaga durată de viață a adaptorului de curent alternativ (garanție pe viață). Uneori este limitat la 1-3 ani.

Metodologia de testare

Toate testele au folosit cele mai recente versiuni ale driverelor de plăci de rețea, care au fost descărcate de pe serverele de internet ale producătorilor respectivi. În cazul în care driverul plăcii de rețea a permis orice setări și optimizare, au fost utilizate setările implicite (cu excepția adaptorului de rețea Intel). Rețineți că cel mai bogat caracteristici suplimentare iar funcțiile sunt furnizate de carduri și drivere corespunzătoare de la 3Com și Intel.

Măsurătorile de performanță au fost efectuate folosind utilitarul Novell Perform3. Principiul de funcționare al utilitarului este că un fișier mic este copiat de pe stația de lucru pe una partajată unitate de rețea server, după care rămâne în memoria cache de fișiere a serverului și este citit de acolo de multe ori într-o anumită perioadă de timp.

  • Acest lucru permite interoperabilitatea memorie-la-rețea-la-memorie și elimină impactul latenței asociate cu operațiunile de pe disc. Parametrii utilitarului includ dimensiunea inițială a fișierului, dimensiunea finală a fișierului, pasul de redimensionare și timpul de testare. Utilitarul Novell Perform3 afișează valori de performanță cu fișiere de diferite dimensiuni, performanță medie și maximă (în KB/s).
  • Următorii parametri au fost utilizați pentru a configura utilitarul:
  • Dimensiunea inițială a fișierului - 4095 octeți

Dimensiunea finală a fișierului - 65.535 octeți

Pas de creștere a fișierului - 8192 de octeți

Timpul de testare pentru fiecare fișier a fost setat la douăzeci de secunde.

  • Fiecare experiment a folosit o pereche de plăci de rețea identice, una rulând pe server și cealaltă rulând pe stația de lucru.
  • Acest lucru pare să fie în contradicție cu practica obișnuită, deoarece serverele folosesc de obicei adaptoare de rețea specializate care vin cu o serie de caracteristici suplimentare. Dar exact așa - aceleași plăci de rețea sunt instalate atât pe server, cât și pe stațiile de lucru - testarea este efectuată de toate laboratoarele de testare cunoscute din lume (KeyLabs, Tolly Group etc.). Rezultatele sunt oarecum mai mici, dar experimentul se dovedește a fi curat, deoarece doar plăcile de rețea analizate funcționează pe toate computerele.
  • Configurație client Compaq DeskPro EN:
  • Procesor Pentium II 450 MHz
  • cache 512 KB RAM 128 MB hard disk 10 GB
  • sistem de operare

Configurare server Compaq DeskPro EP:

  • procesor Celeron 400 MHz
  • RAM 64 MB
  • hard disk 4,3 GB
  • sala de operatie sistem Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
  • sistem de operare

Testarea a fost efectuată în condiții în care computerele au fost conectate direct cu un cablu încrucișat UTP Categoria 5. În timpul acestor teste, plăcile au funcționat în modul 100Base-TX Full Duplex. În acest mod, debitul este puțin mai mare datorită faptului că o parte din informațiile de serviciu (de exemplu, confirmarea recepției) sunt transmise simultan cu informatii utile, al cărui volum este estimat. În aceste condiții, a fost posibil să se înregistreze valori de debit destul de mari; de exemplu, pentru adaptorul 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM, media este de 79,23 Mbps.

Sarcina procesorului a fost măsurată pe server folosind Utilitare Windows NT Performance Monitor; datele au fost înregistrate într-un fișier jurnal. Utilitarul Perform3 a fost rulat pe client pentru a nu afecta sarcina procesorului serverului. Procesorul computerului server a fost un Intel Celeron, a cărui performanță este semnificativ mai mică decât performanța procesoarelor Pentium II și III. Intel Celeron a fost folosit în mod deliberat: adevărul este că, deoarece sarcina procesorului este determinată cu o eroare absolută destul de mare, în cazul unui valori absolute eroarea relativă se dovedește a fi mai mică.

După fiecare test, utilitarul Perform3 plasează rezultatele muncii sale într-un fișier text sub forma unui set de date de următoarea formă:

65535 octeți. 10491,49 KBps. 10491,49 KBps agregat.

57343 octeți. 10844,03 KBps. 10844,03 KBps agregat.
49151 octeți. 10737,95 KBps. 10737,95 KBps agregat.
iar valoarea indicelui P/E a fost calculată ca raport dintre puterea de transfer și sarcina procesorului ca procent. Ulterior, valoarea medie a indicelui P/E a fost calculată pe baza rezultatelor a trei măsurători.

Următoarea problemă a apărut la utilizarea utilitarului Perform3 pe Windows NT Workstation: pe lângă scrierea pe o unitate de rețea, fișierul a fost scris și în memoria cache a fișierelor locale, de unde a fost ulterior citit foarte rapid. Rezultatele au fost impresionante, dar nerealiste, deoarece nu a existat un transfer de date ca atare prin rețea. Pentru ca aplicațiile să trateze unitățile de rețea partajate ca în mod normal discuri locale, V sistem de operare se folosește o componentă specială de rețea - un redirector care redirecționează cererile I/O prin rețea. În condiții normale de funcționare, atunci când se efectuează procedura de scriere a unui fișier pe o unitate de rețea partajată, redirectorul utilizează algoritmul de stocare în cache Windows NT. De aceea, atunci când scrieți pe server, scrierea are loc și în memoria cache a fișierelor locale a mașinii client. Și pentru a efectua testarea, este necesar ca stocarea în cache să fie efectuată numai pe server. Pentru a vă asigura că nu există memorie cache pe computerul client, Registrul Windows NT, valorile parametrilor au fost modificate, ceea ce a făcut posibilă dezactivarea stocării în cache efectuată de redirector.

  1. Iată cum s-a făcut:

    Calea către registru:

    HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

    Nume parametru:

    UseWriteBehind permite optimizarea write-behind pentru fișierele care sunt scrise

    Tip: REG_DWORD

  2. Iată cum s-a făcut:

    Valoare: 0 (implicit: 1)

    HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

    HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lanmanworkstation\parameters

    UtilizeNTCaching specifică dacă redirectorul va folosi managerul cache Windows NT pentru a stoca în cache conținutul fișierului.

Tip: REG_DWORD Valoare: 0 (implicit: 1)

Adaptor de rețea Intel EtherExpress PRO/100+Management

Debitul acestei plăci și utilizarea procesorului s-au dovedit a fi aproape aceleași cu cele ale 3Com. Ferestrele de setări pentru acest card sunt prezentate mai jos.

Tehnologia pe care Intel o folosește în cardul său Intel EtherExpress PRO/100+ se numește Adaptive Technology. Esența metodei este schimbarea automată a intervalelor de timp dintre pachetele Ethernet în funcție de încărcarea rețelei. Pe măsură ce congestionarea rețelei crește, distanța dintre pachetele Ethernet individuale crește dinamic, ceea ce reduce numărul de coliziuni și crește debitul. Când sarcina rețelei este ușoară, când probabilitatea de coliziuni este scăzută, intervalele de timp dintre pachete sunt reduse, ceea ce duce și la creșterea performanței. Cele mai mari beneficii ale acestei metode ar trebui văzute în segmentele Ethernet de coliziuni mari, adică în cazurile în care topologia rețelei este dominată de hub-uri mai degrabă decât de comutatoare.

Nou Tehnologia Intel, numit Priority Packet, vă permite să reglați traficul care trece placa de retea, conform priorităților pachetelor individuale.

Acest lucru face posibilă creșterea ratelor de transfer de date pentru aplicațiile critice. Oferă suport pentru virtual rețele locale

VLAN (standard IEEE 802.1Q).

Pe placă sunt doar doi indicatori - lucru/conexiune, viteză 100.

www.intel.com

Adaptor de rețea SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX/MP Arhitectura acestui card folosește două tehnologii promițătoare

SMC SimulTasking și InterPacket Gap programabil. Prima tehnologie este similară cu tehnologia 3Com Parallel Tasking. Comparând rezultatele testelor pentru cardurile de la acești doi producători, putem trage o concluzie despre gradul de eficacitate al implementării acestor tehnologii. De asemenea, menționăm că această placă de rețea a arătat al treilea rezultat atât în ​​ceea ce privește performanța, cât și indicele P/E, înaintea tuturor plăcilor cu excepția 3Com și Intel. Sunt patru pe hartă Indicator LED

: viteza 100, transmisie, conexiune, duplex.

Adresa principală a site-ului web a companiei este: www.smc.com
Ethernet, în ciuda
cu tot succesul său, nu a fost niciodată elegant.
Plăcile de rețea au doar rudimentare
conceptul de inteligență. Ei într-adevăr
mai întâi trimiteți pachetul și abia apoi
vezi dacă altcineva a transmis date
în acelaşi timp cu ei. Cineva a comparat Ethernet-ul cu
o societate în care oamenii pot comunica
unul cu celălalt doar când toată lumea țipă

simultan.
Ca el
predecesor, Fast Ethernet folosește o metodă
CSMACD (Acces multiplu Carrier Sense cu
Detectare coliziuni - Acces multiplu la mediu cu
În spatele acestui acronim lung și obscur
ascunzând o tehnologie foarte simplă. Când
atunci cardul Ethernet trebuie să trimită un mesaj
mai întâi așteaptă tăcerea, apoi
trimite un pachet și ascultă în același timp, nu
a trimis cineva un mesaj
în acelaşi timp cu el. Dacă s-a întâmplat asta, atunci
ambele pachete nu ajung la destinație. Dacă
nu a existat nicio coliziune, dar placa ar trebui să continue
transmite date, ea încă așteaptă
cu câteva microsecunde înainte
va încerca să trimită o nouă porțiune. Acest
făcut astfel încât și alte scânduri
putea funcționa și nimeni nu putea captura
canalul este exclusiv. În cazul unei coliziuni, ambele
dispozitivele rămân silențioase pentru o perioadă scurtă de timp
perioada de timp generată
la întâmplare și apoi luați
nouă încercare de a transfera date.

Din cauza coliziunilor
Ethernet și nici Fast Ethernet vor putea realiza vreodată
performanța sa maximă 10
sau 100 Mbit/s. De îndată ce începe
traficul în rețea crește, temporar
întârzieri între trimiterea pachetelor individuale
sunt reduse și numărul de coliziuni
crește. Real
Performanța Ethernet nu poate depăși
70% din debitul său potențial
abilități, și poate chiar mai mici dacă linia
grav supraîncărcat.

Utilizări Ethernet
dimensiunea pachetului este de 1516 octeți, ceea ce este în regulă
abordat când a fost creat pentru prima dată.
Astăzi acest lucru este considerat un dezavantaj când
Ethernet este folosit pentru comunicare
servere, din moment ce servere și linii de comunicație
tind să schimbe mai mult
număr de pachete mici care
supraincarca reteaua. În plus, Fast Ethernet
impune o limită a distanței dintre
dispozitive conectate – nu mai mult de 100
metri și te face să arăți
precauţie suplimentară când
proiectarea unor astfel de rețele.

Prima Ethernet a fost
proiectat pe baza topologiei magistralei,
când toate dispozitivele sunt conectate la un comun
cablu, subțire sau gros. Aplicație
perechea răsucită a schimbat doar parțial protocolul.
Când se utilizează cablu coaxial
ciocnirea a fost determinată de toată lumea deodată
statii. În cazul perechii răsucite
semnalul „jam” este folosit de îndată ce
stația detectează o coliziune, apoi aceasta
trimite un semnal către hub, acesta din urmă în
la rândul său trimite „gem” tuturor
dispozitivele conectate la acesta.

Pentru a
reduce congestionarea, rețelele Ethernet
sunt împărţite în segmente care
unite prin poduri si
routere. Acest lucru vă permite să transferați
între segmente doar traficul necesar.
Un mesaj trimis între doi
stații din același segment, nu vor exista
transferat către altul și nu îl va putea apela
suprasarcina.

Astăzi la
construirea unei autostrăzi centrale,
unificarea utilizării serverelor
Ethernet comutat. Switch-urile Ethernet pot fi
considerați ca viteză mare
poduri multi-port care sunt capabile
determina independent care dintre ele
porturile către care este adresat pachetul. Comutator
se uită la antetele pachetelor și așa mai departe
alcătuiește astfel un tabel care definește
unde este acesta sau acel abonat cu asta
adresa fizica. Acest lucru permite
limitează domeniul de distribuție al unui pachet
și reduce probabilitatea de preaplin,
trimițându-l doar în portul necesar. Numai
pachetele de difuzare sunt trimise
toate porturile.

100BaseT
- fratele mai mare 10BaseT

Ideea tehnologiei
Fast Ethernet s-a născut în 1992. În august
grupul de producători de anul viitor
a fuzionat în Fast Ethernet Alliance (FEA).
Scopul FEA a fost să obțină cât mai repede posibil
aprobarea formală a Fast Ethernet din partea comitetului
Institutul de Ingineri Electricieni și Electricieni 802.3
electronică radio (Institutul de Electrică și Electronică
Ingineri, IEEE), deoarece este acest comitet
se ocupă de standarde pentru Ethernet. Noroc
însoţit tehnologie nouăŞi
la alianța sa de sprijin: în iunie 1995
toate procedurile formale au fost finalizate și
Tehnologia Fast Ethernet a primit numele
802.3u.

Cu o mână ușoară IEEE
Fast Ethernet se numește 100BaseT. Acest lucru este explicat
simplu: 100BaseT este o extensie
Standard 10BaseT cu debit de la
10 Mbps până la 100 Mbps. Standardul 100BaseT include
include un protocol pentru procesarea multiplelor
accesul simț al purtătorului și
Detectarea coliziunilor CSMA/CD (Carrier Sense Multiple).
Access with Collision Detection), care este, de asemenea, utilizat în
10BaseT. În plus, Fast Ethernet poate funcționa
cabluri de mai multe tipuri, inclusiv
pereche răsucită Ambele proprietăți sunt noi
standardele sunt foarte importante pentru potenţial
cumpărători și datorită lor 100BaseT
se dovedește a fi o modalitate de succes de a migra rețelele
bazat pe 10BaseT.

Principal
punct de vânzare pentru 100BaseT
este pe care se bazează Fast Ethernet
tehnologie moștenită. De când în Fast Ethernet
se foloseşte acelaşi protocol de transmisie
mesaje ca în versiunile mai vechi de Ethernet și
sisteme de cabluri ale acestor standarde
compatibil, pentru a trece la 100BaseT de la 10BaseT
necesar

mai mici
investiție de capital decât pentru instalare
alte tipuri de rețele de mare viteză. Cu excepţia
Mai mult, din moment ce 100BaseT este
continuarea vechiului standard Ethernet, totul
instrumente și proceduri
analiza funcționării rețelei, precum și a tuturor
software-ul care rulează
rețelele Ethernet vechi ar trebui să utilizeze acest standard
menține funcționalitatea.
Prin urmare, mediul 100BaseT va fi familiar
administratori de rețea cu experiență
cu Ethernet. Aceasta înseamnă că va dura pregătirea personalului
mai puțin timp și va costa semnificativ
mai ieftin.

SALVA
PROTOCOL

Poate,
cel mai mare beneficiu practic al noului
tehnologia a adus decizia de a pleca
protocolul de transfer al mesajelor neschimbat.
Protocolul de transfer al mesajelor, în cazul nostru
CSMA/CD, definește modul în care datele
transmise printr-o rețea de la un nod la altul
prin sistemul de cabluri. În modelul ISO/OSI
Protocolul CSMA/CD face parte din strat
controlul accesului media (MAC).
La acest nivel se determină formatul, în
în care informațiile sunt transmise prin rețea și
modul în care un dispozitiv de rețea primește
acces la rețea (sau managementul rețelei) pentru
transfer de date.

Nume CSMA/CD
poate fi împărțit în două părți: Acces multiplu Carrier Sense
și Detectarea coliziunilor. Din prima parte a numelui poți
concluziona cum un nod cu o rețea
adaptorul determină momentul în care acesta
mesajul ar trebui trimis. Conform
Cu protocolul CSMA, nodul de rețea „ascultă” mai întâi
rețea pentru a determina dacă acesta este transmis către
în acest moment alt mesaj.
Dacă se aude un ton purtător,
aceasta înseamnă că rețeaua este ocupată în prezent de altcineva
mesaj - nodul de rețea intră în modul
așteaptă și rămâne în ea până în rețea
va fi eliberat. Când vine rețeaua
tăcere, nodul începe transmisia.
De fapt, datele sunt trimise la toate nodurile
rețea sau segment, dar sunt acceptate doar de aceștia
nodul căruia îi sunt adresate.

Detectare coliziuni -
a doua parte a numelui este folosită pentru a rezolva
situații în care două sau mai multe noduri încearcă
transmite mesaje simultan.
Conform protocolului CSMA, toată lumea este pregătită
transmisie, nodul trebuie să asculte mai întâi rețeaua,
pentru a determina dacă este disponibilă. Cu toate acestea,
dacă două noduri ascultă în același timp,
amândoi vor decide că rețeaua este liberă și vor începe
transmiteți pachetele dvs. simultan. In aceasta
situații transmise date
se suprapun unul pe altul (rețea
inginerii îl numesc conflict), și niciunul
mesajele nu ajung la obiect
numiri. Detectarea coliziunilor necesită ca nodul
Am ascultat si reteaua dupa transmisie
pachet. Dacă este detectat un conflict, atunci
nodul repetă transmisia printr-un mod aleatoriu
perioada de timp aleasă și
verifică din nou pentru a vedea dacă a apărut un conflict.

TREI TIPURI DE ETHERNET RAPID

Împreună cu
menținerea protocolului CSMA/CD, altele importante
Soluția a fost proiectarea 100BaseT în acest fel
in asa fel incat sa poata fi folosit
cabluri diferite tipuri- ca acelea
utilizat în versiunile mai vechi de Ethernet și
modele mai noi. Standardul definește trei
modificări pentru a asigura lucrul cu
diferite tipuri de cabluri Fast Ethernet: 100BaseTX, 100BaseT4
și 100BaseFX. Modificările 100BaseTX și 100BaseT4 sunt calculate
pe pereche răsucită, iar 100BaseFX a fost conceput pentru
cablu optic.

100BaseTX standard
necesită utilizarea a două perechi UTP sau STP. Unul
o pereche servește pentru transmitere, cealaltă pentru
recepţie. Aceste cerințe sunt îndeplinite de doi
Standard cablu principal: EIA/TIA-568 UTP
IBM Categoria 5 și STP Tip 1. În 100BaseTX
securitate atractivă
modul full duplex atunci când lucrați cu
servere de rețea, precum și utilizarea
doar două din patru perechi de opt nuclee
cablu - rămân celelalte două perechi
gratuit și poate fi folosit în
în continuare pentru a extinde oportunitățile
retelelor.

Cu toate acestea, dacă tu
vor funcționa cu 100BaseTX, folosind for
acesta este cablaj de categoria 5, atunci ar trebui
cunoaște deficiențele sale. Acest cablu
mai scump decât alte cabluri cu opt fire (de exemplu
Categoria 3). În plus, să lucrezi cu el
necesită utilizarea blocurilor punchdown
blocuri), conectori și panouri de patch-uri,
îndeplinirea cerințelor categoriei 5.
Trebuie adăugat că pentru sprijin
modul full duplex ar trebui să fie
instalați comutatoare full duplex.

100BaseT4 standard
are cerinţe mai blânde pentru
cablul utilizat. Motivul pentru aceasta este
faptul că 100BaseT4 utilizează
toate cele patru perechi de cablu cu opt fire: unul
pentru a transmite, altul pentru a primi și
celelalte două funcționează ca transmisie,
si la receptie. Astfel, în 100BaseT4 și recepție,
iar transferul de date poate fi efectuat prin
trei cupluri Prin împărțirea a 100 Mbit/s în trei perechi,
100BaseT4 reduce frecvența semnalului, deci
căci transmiterea lui este suficientă şi mai puţină
cablu de înaltă calitate. Pentru implementare
Rețelele 100BaseT4 sunt potrivite pentru UTP Categoria 3 și
5, precum și UTP Categoria 5 și STP Tip 1.

Avantaj
100BaseT4 este mai puțin rigid
cerințele de cablare. Categoria 3 și
4 sunt mai frecvente și, în plus, acestea
semnificativ mai ieftin decât cablurile
Categoria 5, care nu trebuie uitată înainte
a început munca de instalare. Dezavantajele
sunt că 100BaseT4 necesită toate cele patru
perechi și acel mod full duplex este acesta
nu este acceptat de protocol.

Fast Ethernet include
de asemenea, un standard pentru operarea multimod
fibră optică cu miez de 62,5 microni și 125 microni
coajă. Standardul 100BaseFX este axat pe
în principal pe autostradă - pentru conectare
Repetoare Fast Ethernet într-unul singur
cladiri. Beneficii tradiționale
cablurile optice sunt, de asemenea, inerente standardului
100BaseFX: imunitate electromagnetică
zgomot, protecție îmbunătățită a datelor și mare
distanțe dintre dispozitivele din rețea.

ALERGĂTOR
PENTRU DISTANȚE SCURTĂ

Deși Fast Ethernet
este o continuare a standardului Ethernet,
trecerea de la o rețea 10BaseT la 100BaseT nu este posibilă
considerată ca un înlocuitor mecanic
echipamente - pentru aceasta pot
vor fi necesare modificări ale topologiei rețelei.

Teoretic
Limita diametrului segmentului Fast Ethernet
este de 250 de metri; este doar 10
procente din limita de dimensiune teoretică
Rețele Ethernet (2500 de metri). Această limitare
decurge din natura protocolului CSMA/CD și
viteza de transfer 100 Mbit/s.

Ca deja
notat mai devreme, transmiterea datelor
stația de lucru trebuie să asculte rețeaua în
trecerea timpului pentru a asigura
că datele au ajuns la stația de destinație.
Într-o rețea Ethernet cu o lățime de bandă de 10
perioada de timp Mbit/s (de exemplu 10Base5),
post de lucru necesar pentru
ascultarea rețelei pentru conflicte,
determinată de distanța pe care 512 biți
cadru (dimensiunea cadrului specificată în standardul Ethernet)
va trece în timpul procesării acestui cadru de
statie de lucru. Pentru o rețea Ethernet cu lățime de bandă
cu o capacitate de 10 Mbit/s această distanță este egală cu
2500 de metri.

Pe de alta parte,
același cadru de 512 biți (standard 802.3u
specifică un cadru de aceeași dimensiune ca 802.3, atunci
este pe 512 biți), transmisă către unitatea de lucru
stație din rețeaua Fast Ethernet, va parcurge doar 250 m,
înainte ca stația de lucru să o finalizeze
prelucrare. Dacă stația de recepție ar fi
departe de stația de emisie
distanță peste 250 m, atunci cadrul ar putea
intra în conflict cu un alt cadru pe
liniile sunt undeva mai departe, iar transmisia
stația, după ce a finalizat transmisia, nu mai
ar percepe acest conflict. De aceea
Diametrul maxim al unei rețele 100BaseT este
250 de metri.

La
folosiți distanța permisă,
veți avea nevoie de două repetoare pentru a vă conecta
toate nodurile. Conform standardului,
distanta maxima intre nod si
raza de acțiune a repetitorului este de 100 de metri; în Fast Ethernet,
ca în 10BaseT, distanța dintre
hub și statie de lucru Nu
trebuie să depășească 100 de metri. Din moment ce
dispozitive de conectare (repetoare)
introduce intarzieri suplimentare, real
distanța de lucru dintre noduri poate
se dovedesc a fi chiar mai mici. De aceea
pare rezonabil să luăm totul
distante cu ceva rezerva.

Pentru a lucra
pe distanțe lungi va trebui să cumpărați
cablu optic. De exemplu, echipamente
100BaseFX în modul half duplex permite
conectați un comutator la un alt comutator
sau stația terminală situată pe
distanță de până la 450 de metri unul de celălalt.
Instalând full duplex 100BaseFX, puteți
conectați doi dispozitive de rețea pe
distanță de până la doi kilometri.

CUM
INSTALAȚI 100BASET

Pe lângă cabluri,
despre care am discutat deja, pentru a instala Fast
Ethernet va necesita adaptoare de rețea pentru
stații de lucru și servere, hub-uri
100BaseT și poate unele
Comutatoare 100BaseT.

Adaptoare,
necesare pentru organizarea unei rețele 100BaseT,
se numesc adaptoare Ethernet 10/100 Mbit/s.
Aceste adaptoare sunt capabile (aceasta este o cerință
100BaseT standard) distinge independent 10
Mbit/s de la 100 Mbit/s. Pentru a servi grupul
servere și stații de lucru transferate
100BaseT, veți avea nevoie și de un hub 100BaseT.

Când este pornit
server sau computer personal Cu
adaptorul 10/100 acesta din urmă produce un semnal,
anunțând ce poate oferi
lățime de bandă 100 Mbit/s. Dacă
stația de recepție (cel mai probabil aceasta este
va exista un hub) este de asemenea conceput pentru
lucrează cu 100BaseT, acesta va răspunde cu un semnal
la care atât hub-ul cât și PC-ul sau serverul
comută automat la modul 100BaseT. Dacă
Hub-ul funcționează doar cu 10BaseT, nu
dă un semnal de răspuns, iar PC-ul sau serverul
va comuta automat în modul 10BaseT.

În cazul în care
sunt posibile configurații 100BaseT la scară mică
folosiți o punte 10/100 sau comutați-l
va asigura conexiunea la partea din rețea cu care lucrează
100BaseT, cu o rețea existentă
10BaseT.

ÎNȘELĂ
RAPIDITATE

Pentru a rezuma totul
mai sus, observăm că, după cum ni se pare,
Fast Ethernet este cel mai bun pentru rezolvarea problemelor
sarcini de vârf ridicate. De exemplu, dacă
unii dintre utilizatori lucrează cu CAD sau
programe de procesare a imaginilor și
trebuie să mărească lățimea de bandă
capabilități, atunci Fast Ethernet poate fi
o cale bună de ieșire din situație. Cu toate acestea, dacă
problemele sunt cauzate de excesul de numere
utilizatorii din rețea, apoi începe 100BaseT
încetini schimbul de informații cu aproximativ 50 la sută
încărcarea rețelei - cu alte cuvinte, pe aceeași
nivel ca 10BaseT. Dar până la urmă este
la urma urmei, nu este altceva decât o expansiune.

Astăzi este aproape imposibil să găsești un laptop sau placa de baza fără o placă de rețea integrată, sau chiar două. Toate au același conector - RJ45 (mai precis, 8P8C), dar viteza controlerului poate diferi cu un ordin de mărime. La modelele ieftine este de 100 megabiți pe secundă (Fast Ethernet), la cele mai scumpe este de 1000 (Gigabit Ethernet).

Dacă computerul dvs. nu are un controler LAN încorporat, atunci cel mai probabil este deja un „bătrân” bazat pe un procesor precum Intel Pentium 4 sau AMD Athlon XP, precum și „strămoșii” acestora. Astfel de „dinozauri” pot fi „împrieteniți”. rețea cu fir doar prin instalarea unei plăci de rețea discrete cu conector PCI, deoarece magistrala PCI Express nu exista încă la momentul nașterii lor. Dar și pentru magistrala PCI (33 MHz), sunt produse „plăci de rețea” care acceptă cel mai actual standard Gigabit Ethernet, deși debitul său poate să nu fie suficient pentru a elibera pe deplin potențialul de viteză al unui controler gigabit.

Dar chiar dacă aveți o placă de rețea integrată de 100 de megabiți, cei care urmează să facă „upgrade” la 1000 de megabiți vor trebui să achiziționeze un adaptor discret. Cea mai bună opțiune va fi achiziționarea unui controler PCI Express, care va asigura viteza maximă a rețelei, dacă, desigur, conectorul corespunzător este prezent în computer. Adevărat, mulți vor prefera un card PCI, deoarece sunt mult mai ieftine (costul începe de la literalmente 200 de ruble).

Ce avantaje va aduce în practică trecerea de la Fast Ethernet la Gigabit Ethernet? Cât de diferită este viteza reală de transfer de date dintre versiunile PCI ale plăcilor de rețea și PCI Express? Este suficientă viteza normală? hard disk pentru a încărca complet un canal gigabit? Veți găsi răspunsuri la aceste întrebări în acest material.

Participanții la test

Cele mai ieftine trei plăci de rețea discrete (PCI - Fast Ethernet, PCI - Gigabit Ethernet, PCI Express - Gigabit Ethernet) au fost selectate pentru testare, deoarece sunt cele mai solicitate.

Placa PCI de rețea de 100 de megabiți este reprezentată de modelul Acorp L-100S (prețul începe de la 110 de ruble), care folosește chipset-ul Realtek RTL8139D, cel mai popular pentru cardurile ieftine.

Placa de rețea PCI de 1000 de megabiți este reprezentată de modelul Acorp L-1000S (prețul începe de la 210 de ruble), care se bazează pe cipul Realtek RTL8169SC. Acesta este singurul card cu radiator pe chipset - restul participanților la test nu necesită răcire suplimentară.

Introducerea plăcii de rețea PCI Express de 1000 Mbps Model TP-LINK TG-3468 (prețul începe de la 340 de ruble). Și nu a făcut excepție - se bazează pe chipset-ul RTL8168B, care este, de asemenea, produs de Realtek.

Aspectul plăcii de rețea

Chipset-urile din aceste familii (RTL8139, RTL816X) pot fi văzute nu numai pe plăci de rețea discrete, ci și integrate pe multe plăci de bază.

Caracteristicile tuturor celor trei controlere sunt prezentate în următorul tabel:

Arată tabelul

Lățimea de bandă a magistralei PCI (1066 Mbit/s) ar trebui teoretic să fie suficientă pentru a „amplifica” plăcile de rețea gigabit la viteză maximă, dar în practică s-ar putea să nu fie suficientă. Faptul este că acest „canal” este partajat de toate dispozitivele PCI; în plus, transmite informații de service despre întreținerea autobuzului în sine. Să vedem dacă această presupunere este confirmată de măsurătorile reale ale vitezei.

Încă o nuanță: marea majoritate a modernului hard disk-uri au o viteză medie de citire de cel mult 100 de megaocteți pe secundă și adesea chiar mai puțin. În consecință, nu vor putea încărca complet canalul gigabit al plăcii de rețea, a cărui viteză este de 125 megaocteți pe secundă (1000: 8 = 125). Există două moduri de a ocoli această limitare. Primul este de a combina o pereche de astfel de hard disk-uri într-o matrice RAID (RAID 0, striping), iar viteza aproape că se poate dubla. Al doilea este utilizarea unităților SSD, ai căror parametri de viteză sunt semnificativ mai mari decât cei ai hard disk-urilor.

Testare

Un computer cu următoarea configurație a fost folosit ca server:

  • procesor: AMD Phenom II X4 955 3200 MHz (quad-core);
  • placa de baza: ASRock A770DE AM2+ (chipset AMD 770 + AMD SB700);
  • RAM: Hynix DDR2 4 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (mod dual-channel);
  • placa video: AMD Radeon HD 4890 1024 MB DDR5 PCI Express 2.0;
  • placa de retea: Realtek RTL8111DL 1000 Mbit/s (integrat pe placa de baza);
  • sistem de operare: Microsoft Windows 7 Home Premium SP1 (versiunea pe 64 de biți).

Un computer cu următoarea configurație a fost folosit ca client în care au fost instalate plăcile de rețea testate:

  • procesor: AMD Athlon 7850 2800 MHz (dual core);
  • placa de baza: MSI K9A2GM V2 (MS-7302, AMD RS780 + chipset AMD SB700);
  • RAM: Hynix DDR2 2 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (mod dual-channel);
  • placă video: AMD Radeon HD 3100 256 MB (integrată în chipset);
  • hard disk: Seagate 7200.10 160 GB SATA2;
  • sistem de operare: Microsoft Windows XP Home SP3 (versiunea de 32 de biți).

Testarea a fost efectuată în două moduri: citire și scriere prin conexiune la rețea de pe hard disk-uri (acest lucru ar trebui să arate că pot fi " blocaj"), precum și de pe discurile RAM în RAM computere care simulează unități SSD rapide. Plăcile de rețea au fost conectate direct folosind un cablu de corecție de trei metri (cablu cu opt fire torsadate, categoria 5e).

Rata de transfer de date (hard disk - hard disk, Mbit/s)

Viteza reală de transfer de date prin placa de rețea Acorp L-100S de 100 de megabiți a scăzut cu puțin sub valoarea maximă teoretică. Dar ambele carduri gigabit, deși au depășit-o pe prima de aproximativ șase ori, nu au reușit să arate viteza maximă posibilă. Se vede clar că viteza este limitată de performanța hard disk-urilor Seagate 7200.10, care, atunci când sunt testate direct pe un computer, au o medie de 79 de megaocteți pe secundă (632 Mbit/s).

În acest caz, nu există o diferență fundamentală de viteză între plăcile de rețea pentru magistrala PCI (Acorp L-1000S) și PCI Express (TP-LINK), ușor avantaj al acesteia din urmă putând fi explicat prin eroarea de măsurare. Ambele controlere funcționau la aproximativ șaizeci la sută din capacitatea lor.

Rata de transfer de date (disc RAM - disc RAM, Mbit/s)

Acorp L-100S a arătat același lucru viteză micăși la copierea datelor de pe discuri RAM de mare viteză. Acest lucru este de înțeles - standardul Fast Ethernet nu corespunde realităților moderne de mult timp. În comparație cu modul de testare „hard disk-to-hard disk”, placa PCI gigabit Acorp L-1000S a crescut semnificativ performanța - avantajul a fost de aproximativ 36 la sută. Placa de rețea TP-LINK TG-3468 a arătat un avans și mai impresionant - creșterea a fost de aproximativ 55 la sută.

Aici s-a arătat lățimea de bandă mai mare a magistralei PCI Express - a depășit Acorp L-1000S cu 14%, ceea ce nu mai poate fi atribuit unei erori. Câștigătorul a rămas ușor sub maximul teoretic, dar viteza de 916 megabiți pe secundă (114,5 Mb/s) arată încă impresionant - asta înseamnă că va trebui să așteptați cu aproape un ordin de mărime mai puțin pentru finalizarea copierii (comparativ cu Fast Ethernet). De exemplu, timpul necesar pentru a copia un fișier de 25 GB (obișnuit HD rip cu de bună calitate) de la computer la computer va dura mai puțin de patru minute, iar cu un adaptor din generația anterioară - mai mult de jumătate de oră.

Testele au arătat că plăcile de rețea Gigabit Ethernet au un avantaj uriaș (de până la zece ori) față de controlerele Fast Ethernet. Dacă computerele dvs. au doar hard disk-uri, necombinat într-o matrice de striping (RAID 0), atunci nu va exista nicio diferență fundamentală de viteză între plăcile PCI și PCI Express. În caz contrar, precum și atunci când se utilizează unități SSD de înaltă performanță, ar trebui să se acorde preferință cardurilor cu interfață PCI Express, care va oferi cea mai mare viteză posibilă de transfer de date.

Desigur, trebuie avut în vedere faptul că alte dispozitive din „calea” rețelei (switch, router...) trebuie să suporte standardul Gigabit Ethernet, iar categoria perechii răsucite (patch cord) trebuie să fie de cel puțin 5e. În caz contrar, viteza reală va rămâne la 100 de megabiți pe secundă. Apropo, compatibilitatea cu standardul Fast Ethernet rămâne: puteți conecta, de exemplu, un laptop cu o placă de rețea de 100 de megabiți la o rețea gigabit, acest lucru nu va afecta viteza altor computere din rețea.

Introducere

Scopul creării acestui raport a fost o prezentare scurtă și accesibilă a principiilor de funcționare de bază și a caracteristicilor rețelelor de calculatoare, folosind Fast Ethernet ca exemplu.

O rețea este un grup de computere și alte dispozitive conectate. Scopul principal al rețelelor de calculatoare este partajarea resurselor și implementarea comunicațiilor interactive atât în ​​interiorul unei companii, cât și în afara acesteia. Resursele sunt date, aplicații și periferice, cum ar fi o unitate externă, o imprimantă, un mouse, un modem sau un joystick. Conceptul de comunicare interactivă între computere implică schimbul de mesaje în modul real timp.

Există multe seturi de standarde pentru transmiterea datelor în rețelele de calculatoare. Unul dintre seturi este standardul Fast Ethernet.

Din a acestui material vei afla despre:

  • · Tehnologii Fast Ethernet
  • Comutatoare
  • Cablu FTP
  • Tipuri de conexiune
  • · Topologii retea de calculatoare

În munca mea, voi arăta principiile de funcționare a unei rețele bazate pe standardul Fast Ethernet.

Tehnologiile de comutare pentru rețelele locale (LAN) și Fast Ethernet au fost dezvoltate ca răspuns la nevoia de îmbunătățire a eficienței rețelelor Ethernet. Prin creșterea debitului, aceste tehnologii pot elimina blocajele de rețea și pot susține aplicații care consumă intens date. Atractia acestor solutii este ca nu trebuie sa alegi una sau alta. Ele sunt complementare, astfel încât eficiența rețelei poate fi adesea îmbunătățită prin utilizarea ambelor tehnologii.

Informațiile colectate vor fi utile atât persoanelor care încep să studieze rețelele de calculatoare, cât și administratorilor de rețele.

1. Diagrama rețelei

2. Tehnologie rapidă Ethernet

rețea de calculatoare ethernet rapid

Fast Ethernet este rezultatul dezvoltării tehnologiei Ethernet. Bazate pe și păstrând aceeași tehnică CSMA/CD (canal polling multiple access and collision detection), dispozitivele Fast Ethernet funcționează la o viteză de 10 ori mai mare decât Ethernet. 100 Mbps. Fast Ethernet oferă o lățime de bandă suficientă pentru aplicații precum proiectarea și fabricarea asistate de computer (CAD/CAM), procesarea grafică și a imaginilor și multimedia. Fast Ethernet este compatibil cu Ethernet de 10 Mbps, deci este mai ușor să integrați Fast Ethernet în LAN folosind un comutator, mai degrabă decât un router.

Comutator

Folosind comutatoare multe grupuri de lucru pot fi conectate pentru a forma un LAN mare (vezi Diagrama 1). Switch-urile ieftine funcționează mai bine decât routerele, oferind performanțe LAN mai bune. Grupurile de lucru Fast Ethernet formate din unul sau două hub-uri pot fi conectate printr-un comutator Fast Ethernet pentru a crește și mai mult numărul de utilizatori, precum și pentru a acoperi o zonă mai mare.

Ca exemplu, luați în considerare următorul comutator:

Orez. 1 D-Link-1228/ME

Seria de switch-uri DES-1228/ME include switch-uri Layer 2 Fast Ethernet premium, configurabile. Cu funcționalitate avansată, dispozitivele DES-1228/ME sunt solutie ieftina pentru a crea o rețea sigură și de înaltă performanță. Acest comutator are o densitate mare de porturi, 4 porturi Gigabit Uplink, mici ajustări incrementale ale configurației pentru gestionarea lățimii de bandă și management avansat al rețelei. Aceste comutatoare vă permit să vă optimizați rețeaua atât în ​​ceea ce privește funcționalitatea, cât și caracteristicile de cost. Comutatoarele din seria DES-1228/ME sunt solutie optima atât în ​​ceea ce privește funcționalitatea, cât și caracteristicile de cost.

Cablu FTP

Cablu LAN-5EFTP-BL este format din 4 perechi de conductori de cupru unic.

Diametrul conductorului 24AWG.

Fiecare conductor este acoperit cu izolație HDPE (polietilenă de înaltă densitate).

Două conductoare răsucite cu un pas special selectat formează o pereche răsucită.

Cele 4 perechi răsucite sunt învelite în folie de plastic și închise într-un conductor solid de cupru de împământare. ecran partajat folie si manta din PVC.

Direct prin

Acesta servește:

  • 1. Pentru a conecta un computer la un comutator (hub, comutator) prin intermediul plăcii de rețea a computerului
  • 2. Pentru a conecta echipamente periferice de rețea - imprimante, scanere - la comutator (hub, comutator)
  • 3. pentru UPLINK către un comutator superior (hub, comutator) - comutatoarele moderne pot configura automat intrările din conector pentru recepție și transmisie

Crossover

Acesta servește:

  • 1. Pentru conectarea directă a 2 calculatoare la o rețea locală, fără utilizarea echipamentelor de comutare (hub-uri, comutatoare, routere etc.).
  • 2. pentru uplink, conexiune la un comutator de nivel superior într-o rețea locală cu o structură complexă, pentru tipuri mai vechi de comutatoare (hub-uri, comutatoare), au un conector separat, marcat și „UPLINK” sau un X.

Topologie în stea

Spre stele- topologia de bază a unei rețele de calculatoare în care toate calculatoarele din rețea sunt conectate la un nod central (de obicei un comutator), formând un segment fizic al rețelei. Un astfel de segment de rețea poate funcționa fie separat, fie ca parte a unei topologii de rețea complexe (de obicei, un „arboresc”). Tot schimbul de informații are loc exclusiv prin intermediul computerului central, care este supus unei sarcini foarte mari în acest fel, deci nu poate face altceva decât prin rețea. De regulă, computerul central este cel mai puternic și pe acesta sunt atribuite toate funcțiile pentru gestionarea schimbului. În principiu, nu sunt posibile conflicte într-o rețea cu topologie în stea, deoarece managementul este complet centralizat.

Aplicație

Ethernet clasic de 10 Mbit s-a potrivit pentru majoritatea utilizatorilor timp de aproximativ 15 ani. Cu toate acestea, la începutul anilor 90, capacitatea sa insuficientă a început să se simtă. Pentru computere pornite procesoare Intel 80286 sau 80386 cu magistrale ISA (8 MB/s) sau EISA (32 MB/s), lățimea de bandă a segmentului Ethernet a fost de 1/8 sau 1/32 din canalul memorie-la-disc și acest lucru a fost în concordanță cu raportul a volumelor de date procesate local și a datelor transmise prin rețea. Pentru stațiile client mai puternice cu o magistrală PCI (133 MB/s), această cotă a scăzut la 1/133, ceea ce în mod clar nu a fost suficient. Ca urmare, multe segmente Ethernet de 10 Mbps au devenit supraîncărcate, capacitatea de răspuns a serverului a scăzut semnificativ, iar ratele de coliziune au crescut semnificativ, reducând și mai mult debitul utilizabil.

Este necesar să se dezvolte o „nouă” Ethernet, adică o tehnologie care să fie la fel de rentabilă cu o performanță de 100 Mbit/s. Ca rezultat al căutărilor și cercetărilor, experții au fost împărțiți în două tabere, ceea ce a dus în cele din urmă la apariția a două noi tehnologii - Fast Ethernet și l00VG-AnyLAN. Ele diferă prin gradul de continuitate cu Ethernetul clasic.

În 1992, un grup de producători de echipamente de rețea, inclusiv lideri în tehnologie Ethernet precum SynOptics, 3Com și alții, au format Fast Ethernet Alliance, o asociație non-profit, pentru a dezvolta un standard pentru o nouă tehnologie care să păstreze caracteristicile Ethernet. tehnologie în măsura maximă posibilă.

A doua tabără a fost condusă de Hewlett-Packard și AT&T, care s-au oferit să profite de oportunitatea de a aborda unele dintre deficiențele cunoscute ale tehnologiei Ethernet. După ceva timp, acestor companii li s-a alăturat IBM, care a contribuit prin propunerea de a oferi o oarecare compatibilitate cu rețelele Token Ring în noua tehnologie.

În același timp, Comitetul IEEE 802 a format un grup de cercetare pentru a studia potențialul tehnic al noilor tehnologii de mare viteză. Între sfârșitul anului 1992 și sfârșitul anului 1993, echipa IEEE a studiat soluțiile de 100 Mbit oferite de diverși furnizori. Alături de propunerile Fast Ethernet Alliance, grupul a analizat și tehnologia de mare viteză propusă de Hewlett-Packard și AT&T.

În centrul discuțiilor a fost problema conservării metoda aleatorie Acces CSMA/CD. Propunerea Fast Ethernet Alliance a păstrat această metodă și a asigurat astfel continuitatea și consistența între rețelele de 10 Mbps și 100 Mbps. Coaliția HP-AT&T, care a avut sprijinul mult mai puțini furnizori din industria de rețele decât Fast Ethernet Alliance, a propus o metodă de acces complet nouă numită Prioritatea cererii- acces prioritar la cerere. A schimbat semnificativ comportamentul nodurilor din rețea, așa că nu s-a putut încadra Tehnologia Ethernetși standardul 802.3, iar un nou comitet, IEEE 802.12, a fost organizat pentru a-l standardiza.

În toamna anului 1995, ambele tehnologii au devenit standarde IEEE. Comitetul IEEE 802.3 a adoptat specificația Fast Ethernet ca standard 802.3, care nu este un standard autonom, ci este o completare la standardul 802.3 existent sub forma capitolelor 21 până la 30. Comitetul 802.12 a adoptat tehnologia l00VG-AnyLAN , care utilizează o nouă metodă de acces cu prioritate la cerere și acceptă două formate de cadre - Ethernet și Token Ring.

v Stratul fizic al tehnologiei Fast Ethernet

Toate diferențele dintre tehnologia Fast Ethernet și Ethernet sunt concentrate pe stratul fizic (Fig. 3.20). Straturile MAC și LLC din Fast Ethernet rămân exact aceleași și sunt descrise în capitolele anterioare ale standardelor 802.3 și 802.2. Prin urmare, atunci când luăm în considerare tehnologia Fast Ethernet, vom studia doar câteva opțiuni pentru stratul său fizic.

Structura mai complexă a stratului fizic al tehnologiei Fast Ethernet se datorează faptului că utilizează trei tipuri de sisteme de cablare:

  • · cablu fibră optică multimod, se folosesc două fibre;
  • · Pereche răsucită categoria 5, se folosesc două perechi;
  • · Categoria 3 pereche răsucită, se folosesc patru perechi.

Cablul coaxial, care a oferit lumii prima rețea Ethernet, nu a fost inclus în lista mijloacelor de transmisie de date permise a noii tehnologii Fast Ethernet. Aceasta este o tendință comună în multe tehnologii noi, deoarece pe distanțe scurte, cablul cu perechi răsucite Categoria 5 poate transmite date la aceeași viteză ca și cablul coaxial, dar rețeaua este mai ieftină și mai ușor de operat. Pe distanțe lungi, fibra optică are o lățime de bandă mult mai mare decât coaxiala, iar costul rețelei nu este cu mult mai mare, mai ales dacă luați în considerare costurile mari de depanare ale unui sistem mare de cablu coaxial.


Diferențele dintre tehnologia Fast Ethernet și tehnologia Ethernet

Abandonul cablului coaxial a dus la faptul că rețelele Fast Ethernet au întotdeauna o structură arborescentă ierarhică construită pe hub-uri, la fel ca rețelele l0Base-T/l0Base-F. Principala diferență dintre configurațiile de rețea Fast Ethernet este reducerea diametrului rețelei la aproximativ 200 m, care se explică printr-o reducere de 10 ori a timpului de transmisie a cadrului de lungime minimă datorită creșterii de 10 ori a vitezei de transmisie în comparație cu 10 Mbit Ethernet. .

Cu toate acestea, această circumstanță nu împiedică cu adevărat construirea de rețele mari folosind tehnologia Fast Ethernet. Cert este că mijlocul anilor 90 a fost marcat nu numai de proliferarea pe scară largă a tehnologiilor ieftine de mare viteză, ci și de dezvoltarea rapidă a rețelelor locale bazate pe comutatoare. Când se utilizează comutatoare, protocolul Fast Ethernet poate funcționa în modul full duplex, în care nu există restricții lungime totală rețelele și rămân doar restricții privind lungimea segmentelor fizice care conectează dispozitivele învecinate (adaptor - comutator sau comutator - comutator). Prin urmare, atunci când se creează backbone de rețea locală la distanță lungă, tehnologia Fast Ethernet este de asemenea utilizată în mod activ, dar numai în versiunea full-duplex, împreună cu comutatoare.

Această secțiune discută despre funcționarea semi-duplex a tehnologiei Fast Ethernet, care respectă pe deplin definiția metodei de acces descrisă în standardul 802.3.

În comparație cu opțiunile de implementare fizică pentru Ethernet (și există șase dintre ele), în Fast Ethernet diferențele dintre fiecare opțiune și celelalte sunt mai profunde - atât numărul de conductori, cât și metodele de codare se schimbă. Și întrucât variantele fizice ale Fast Ethernet au fost create simultan, și nu evolutiv, ca și în cazul rețelelor Ethernet, a fost posibil să se definească în detaliu acele substraturi ale stratului fizic care nu se schimbă de la variantă la variantă și acele substraturi care sunt specifice fiecare variantă a mediului fizic.

Standardul oficial 802.3 a stabilit trei specificații diferite pentru stratul fizic Fast Ethernet și le-a dat următoarele nume:

Structura stratului fizic Fast Ethernet

  • · 100Base-TX pentru cablu cu două perechi pe pereche răsucită neecranată UTP categoria 5 sau pereche răsucită ecranată STP Tip 1;
  • · 100Base-T4 pentru cablu UTP categoria 3, 4 sau 5, cu perechi răsucite neecranate;
  • · 100Base-FX pentru cablu de fibră optică multimod, se folosesc două fibre.

Următoarele afirmații și caracteristici sunt adevărate pentru toate cele trei standarde.

  • · Formatele de cadre cu tehnologia Fast Ethernetee sunt diferite de formatele de cadre cu tehnologia Ethernet de 10 Mbit.
  • · Intervalul între cadre (IPG) este de 0,96 µs, iar intervalul de biți este de 10 ns. Toți parametrii de sincronizare ai algoritmului de acces (intervalul de backoff, timpul de transmisie cu lungimea minimă a cadrului etc.), măsurați în intervale de biți, au rămas neschimbați, astfel încât nu s-au făcut modificări la secțiunile standardului referitoare la nivelul MAC.
  • · Un semn al unei stări libere a mediului este transmiterea simbolului Idle al codului redundant corespunzător peste acesta (și nu absența semnalelor, ca în standardele Ethernet de 10 Mbit/s). Stratul fizic include trei elemente:
  • o substratul de reconciliere;
  • o interfață independentă de media (Media Independent Interface, Mil);
  • o dispozitiv de strat fizic (PHY).

Stratul de negociere este necesar pentru ca stratul MAC, conceput pentru interfața AUI, să poată funcționa cu stratul fizic prin interfața MP.

Dispozitivul de strat fizic (PHY) constă, la rândul său, din mai multe substraturi (vezi Fig. 3.20):

  • · subnivelul de codificare a datelor logice, care convertește octeții care vin de la nivelul MAC în simboluri de cod 4B/5B sau 8B/6T (ambele coduri sunt folosite în tehnologia Fast Ethernet);
  • · substraturi de conexiune fizică și substraturi de dependență de medii fizice (PMD), care asigură generarea de semnal în conformitate cu o metodă de codificare fizică, de exemplu NRZI sau MLT-3;
  • · substrat autonegotiation, care permite două porturi de comunicare să selecteze automat cel mai eficient mod de operare, de exemplu, semi-duplex sau full-duplex (acest substrat este opțional).

Interfața MP acceptă un mod independent de mediu de schimb de date între substratul MAC și substratul PHY. Această interfață este similară ca scop cu interfața AUI a Ethernetului clasic, cu excepția faptului că interfața AUI a fost situată între substratul de codificare a semnalului fizic (pentru toate opțiunile de cablu a fost folosită aceeași metodă de codare fizică - codul Manchester) și substratul de conexiune fizică la mediu, iar interfața MP este situată între subnivelurile MAC și subnivelurile de codare a semnalului, dintre care există trei în standardul Fast Ethernet - FX, TX și T4.

Conectorul MP, spre deosebire de conectorul AUI, are 40 de pini, lungimea maximă a cablului MP este de un metru. Semnalele transmise prin interfața MP au o amplitudine de 5 V.

Stratul fizic 100Base-FX - fibră multimodală, două fibre

Această specificație definește funcționarea protocolului Fast Ethernet pe fibră multimodă în modurile half-duplex și full-duplex, bazate pe schema de codare FDDI bine dovedită. Ca și în standardul FDDI, fiecare nod este conectat la rețea prin doi fibre optice, provenind de la receptor (R x) și de la emițător (T x).

Există multe asemănări între specificațiile l00Base-FX și l00Base-TX, astfel încât proprietățile comune celor două specificații vor fi date sub numele generic l00Base-FX/TX.

În timp ce Ethernetul de 10 Mbps utilizează codificarea Manchester pentru a reprezenta datele atunci când sunt transmise prin cablu, standardul Fast Ethernet definește o metodă diferită de codificare - 4V/5V. Această metodă și-a demonstrat deja eficacitatea în standardul FDDI și a fost transferată fără modificări la specificația l00Base-FX/TX. În această metodă, fiecare 4 biți de date ale substratului MAC (numite simboluri) sunt reprezentați de 5 biți. Bitul redundant permite aplicarea unor coduri potențiale atunci când fiecare dintre cei cinci biți este reprezentat ca impulsuri electrice sau optice. Existența unor combinații de simboluri interzise permite respingerea simbolurilor eronate, ceea ce crește stabilitatea rețelelor cu l00Base-FX/TX.

Pentru a separa cadrul Ethernet de caracterele Idle, se utilizează o combinație de caractere Start Delimiter (o pereche de caractere J (11000) și K (10001) din codul 4B/5B, iar după finalizarea cadrului, un T caracterul este inserat înaintea primului caracter inactiv.


Flux de date continuu al specificațiilor 100Base-FX/TX

Odată ce bucățile de 4 biți ale codurilor MAC sunt convertite în bucăți de 5 biți ale stratului fizic, acestea trebuie reprezentate ca semnale optice sau electrice în cablul care conectează nodurile rețelei. Pentru aceasta sunt utilizate specificațiile l00Base-FX și l00Base-TX diverse metode codificare fizică - NRZI și, respectiv, MLT-3 (ca în tehnologia FDDI atunci când se lucrează prin fibră optică și pereche răsucită).

Strat fizic 100Base-TX - pereche răsucită DTP Cat 5 sau STP Tip 1, două perechi

Ca mediu de transmisie a datelor, specificația l00Base-TX utilizează cablu UTP Categoria 5 sau cablu STP Tip 1 Lungimea maximă a cablului în ambele cazuri este de 100 m.

Principalele diferențe față de specificația l00Base-FX sunt utilizarea metodei MLT-3 pentru transmiterea semnalelor porțiunilor de 5 biți de cod 4V/5V prin pereche răsucită, precum și prezența unei funcții de Auto-negociere pentru selectarea portului modul de operare. Schema de autonegociere permite a două dispozitive conectate fizic care acceptă mai multe standarde de nivel fizic, care diferă prin viteza de biți și numărul de perechi răsucite, să selecteze cel mai avantajos mod de operare. De obicei, procedura de auto-negociere are loc atunci când conectați un adaptor de rețea, care poate funcționa la viteze de 10 și 100 Mbit/s, la un hub sau switch.

Schema de negociere automată descrisă mai jos este standardul tehnologic l00Base-T astăzi. Înainte de aceasta, producătorii foloseau diverse scheme proprietare detecție automată viteze ale porturilor de comunicare care nu erau compatibile. Schema de auto-negociere adoptată ca standard a fost propusă inițial de National Semiconductor sub numele NWay.

În prezent sunt 5 identificate moduri diferite lucrări care pot suporta dispozitive l00Base-TX sau 100Base-T4 pe perechi răsucite;

  • · l0Base-T - 2 perechi de categoria 3;
  • l0Base-T full-duplex - 2 perechi de categoria 3;
  • · l00Base-TX - 2 perechi de categoria 5 (sau Tip 1ASTP);
  • · 100Base-T4 - 4 perechi de categoria 3;
  • · 100Base-TX full-duplex - 2 perechi de categoria 5 (sau tip 1A STP).

Modul l0Base-T are cea mai mică prioritate în procesul de negociere, iar modul full-duplex 100Base-T4 are cea mai mare. Procesul de negociere are loc atunci când dispozitivul este pornit și poate fi inițiat oricând de modulul de control al dispozitivului.

Dispozitivul care a început procesul de auto-negociere trimite un pachet de impulsuri speciale partenerului său Burst cu puls de legătură rapidă (FLP), care conține un cuvânt de 8 biți care codifică modul de interacțiune propus, începând cu cea mai mare prioritate suportată de nod.

Dacă nodul peer acceptă funcția de auto-negociare și poate suporta și modul propus, acesta răspunde cu o rafală de impulsuri FLP, în care confirmă acest mod, și aici se termină negocierile. Dacă nodul partener poate suporta un mod cu prioritate mai mică, atunci îl indică în răspuns, iar acest mod este selectat ca cel de lucru. Astfel, modul nod comun cu cea mai mare prioritate este întotdeauna selectat.

Un nod care acceptă doar tehnologia l0Base-T trimite impulsuri Manchester la fiecare 16 ms pentru a verifica integritatea legăturii care o conectează la un nod vecin. Un astfel de nod nu înțelege cererea FLP pe care o face un nod cu funcția de Auto-negociare și continuă să-și trimită impulsurile. Un nod care primește doar impulsuri de integritate a liniei ca răspuns la o solicitare FLP înțelege că partenerul său poate funcționa numai folosind standardul l0Base-T și își setează acest mod de operare.

Strat fizic 100Base-T4 - pereche răsucită UTP Cat 3, patru perechi

Specificația 100Base-T4 a fost concepută pentru a permite Ethernetului de mare viteză să utilizeze cablurile existente de categoria 3 perechi răsucite.

Specificația 100Base-T4 a apărut mai târziu decât alte specificații ale stratului fizic Fast Ethernet. Dezvoltatorii acestei tehnologii au dorit în primul rând să creeze specificații fizice cele mai apropiate de cele ale l0Base-T și l0Base-F, care funcționau pe două linii de date: două perechi sau două fibre. Pentru a implementa lucrul pe două perechi răsucite, a trebuit să trec la un cablu de categoria 5 de calitate superioară.

În același timp, dezvoltatorii tehnologiei concurente l00VG-AnyLAN s-au bazat inițial pe lucrul pe un cablu torsadat de categoria 3; cel mai important avantaj nu a fost atât costul, cât și faptul că era deja instalat în marea majoritate a clădirilor. Prin urmare, după lansarea specificațiilor l00Base-TX și l00Base-FX, dezvoltatorii tehnologiei Fast Ethernet au implementat propria versiune a stratului fizic pentru categoria 3 de perechi răsucite.

În loc de codificare 4V/5V, această metodă folosește codificarea 8V/6T, care are un spectru de semnal mai îngust și, la o viteză de 33 Mbit/s, se încadrează în banda de 16 MHz a cablului cu pereche răsucită de categoria 3 (când se codifică 4V/5V). , spectrul semnalului nu se încadrează în această bandă). Fiecare 8 biți de informații la nivel MAC sunt codificați de 6 simboluri ternare, adică numere care au trei stări. Fiecare cifră ternară are o durată de 40 ns. Grupul de 6 cifre ternare este apoi transmis pe una dintre cele trei perechi răsucite transmise, independent și secvenţial.

A patra pereche este întotdeauna folosită pentru a asculta frecvența purtătoare în scopul detectării coliziunilor. Rata de transfer de date pe fiecare dintre cele trei perechi de transmisie este de 33,3 Mbps, astfel încât viteza totală a protocolului 100Base-T4 este de 100 Mbps. În același timp, datorită metodei de codare adoptate, rata de schimbare a semnalului pe fiecare pereche este de doar 25 Mbaud, ceea ce permite utilizarea perechii răsucite de categoria 3.

În fig. Figura 3.23 prezintă conexiunea dintre portul MDI al unui adaptor de rețea 100Base-T4 și portul MDI-X al unui hub (prefixul X indică faptul că pentru acest conector, conexiunile receptorului și emițătorului sunt schimbate în perechi de cabluri comparativ cu adaptorul de rețea conector, care facilitează conectarea perechilor de fire în cablu - fără încrucișare). Pereche 1 -2 întotdeauna necesar pentru a transfera date de la portul MDI la portul MDI-X, pereche 3 -6 - pentru a primi date prin portul MDI de la portul MDI-X, și perechea 4 -5 Şi 7 -8 sunt bidirectionale si sunt folosite atat pentru receptie cat si pentru transmisie, in functie de necesitate.


Conectarea nodurilor conform specificației 100Base-T4