VG-AnyLAN

BaseFL

Base5

Base2

BaseT

Формат кадра

Ethernet

Сетевые архитектуры

Сетевая архитектура – это комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети.

Ethernet – самая популярная в настоящее время сетевая архитектура. Она использует узкополосную передачу со скоростью 10Мбит/с, топологию шина, а для регулирования трафика в основном сегменте кабеля – CSMA/CD.

Среда (кабель) Ethernet является пассивной, т.е. получает питание от компьютера. Следовательно, она прекратит работу из-за физического повреждения или неправильного подключения терминатора.

Сеть Ethernet имеет следующие характеристики:

· традиционная топология - линейная шина;

· другие топологии - звезда-шина;

· тип передачи - узкополосная;

· метод доступа - CSMA/CD:

· спецификация - IEEE 802.3:

· скорость передачи данных - 10 и 100 Мбит/с;

· кабельная система - толстый и тонкий коаксиальный, UTP.

Ethernet разбивает данные на пакеты (кадры), формат которых отличается от формата пакетов, используемого в других сетях. Кадры представляют собой блоки информации, передаваемые как единое целое. Кадр Ethernet может иметь длину от 64 до 1518 байтов, но сама структура кадра Ethernet использует, по крайней мере, 18 байтов, поэтому размер блока данных в Ethernet – от 45 до 1500 байтов. Каждый кадр содержит управляющую информацию и имеет общую с другими кадрами организацию.

Например, передаваемый по сети кадр Ethernet II используется для протокола TCP/IP, кадр состоит из частей, которые перечислены в таблице.

Стандарты IEEE на 10Мбит/с

Здесь будут рассмотрены четыре топологии Ethernet со скоростью передачи 10Мбит/с.

· 10BaseT:

· 10Base2:

· 10Base5:

· 10BaseFL.

В 1990 году IEEE опубликовал спецификацию 802.3 для построения сети Ethernet на основе витой пары. 10BaseT (10 – скорость передачи 10Мбит/с, Base – узкополосная, Т – витая пара) – сеть Ethernet, которая для соединения компьютеров обычно использует неэкранированную витую пару (UTP). Тем не менее и экранированная витая пара (STP) также может применяться в топологии 10BaseT без изменения каких-либо ее параметров.

Большинство сетей этого типа строятся в виде звезды, но по системе передачи сигналов представляют собой шину, как и другие конфигурации Ethernet. Обычно концентратор сети 10BaseT выступает как многопортовый репитер. Каждый компьютер подключается к другому концу кабеля, соединенного с концентратором, и использует две пары проводов: одну для приема, другую для передачи.

Максимальная длина сегмента 10BaseT – 100м. Минимальная длина кабеля – 2,5м. ЛВС 10BaseT может обслуживать до 1024 компьютеров

В соответствии со спецификацией IEEE 802.3, эта топология называется 10Base2 (10 – скорость передачи 10Мбит/с, Base – узкополосная передача, 2 – передача на расстояние, примерно в два раза, превышающее 100м (фактическое расстояние 185м)).

Сеть такого типа ориентирована на тонкий коаксиальный кабель, или тонкий Ethernet. С максимальной длиной сегмента 185м. Минимальная длина кабеля 0,5м. Кроме того, существует ограничение на максимальное количество компьютеров, которое может быть размещено на 185-метровом сегменте кабеля, - 30 штук.

Компоненты кабеля тонкий Ethernet:

· BNC баррел-коннекторы;

· BNC Т-коннекторы;

· BNC-терминаторы.

Сети на тонком Ethernet обычно имеют топологию шина. Стандарты IEEE для тонкого Ethernet не предусматривают использования кабеля трансивера между Т-коннектором и компьютером. Вместо этого Т-коннектор располагают непосредственно на плате сетевого адаптера.

BNC баррел-коннектор, соединяя сегменты кабеля, позволяет увеличить его общую длину. Например, вам нужен кабель длиной 30м, а у вас есть сегменты тонкого кабеля по 20м и 5м. Соедините двумя баррел-коннекторами эти сегменты, чтобы получить кабель нужной длины. Однако использование баррел-коннекторов желательно свести к минимуму, поскольку они ухудшают качество сигнала.

Сеть на тонком Ethernet – экономичный способ реализации сетей для небольших отделений и рабочих групп. Используемый в такого типа сетях кабель относительно недорог, прост в установке, легко конфигурируется.

По спецификации IEEE 802.3, сеть на тонком Ethernet может поддерживать до 30 узлов (компьютеров и репитеров) на один кабельный сегмент.

Поскольку для сетей на тонком Ethernet ограничения слишком жесткие, большие предприятия, чтобы соединить сегменты и увеличить общую длину сети до 925м, используют репитеры.

Сеть на тонком Ethernet может состоять максимум из пяти сегментов кабеля, соединенных четырьмя репитерами, но только к трем сегментам при этом могут быть подключены станции. Таким образом, два сегмента остаются зарезервированными для репитеров, их называют межрепитерными связями. Такая конфигурация известна как правило 5-4-3.

В соответствии со спецификацией IEEE эта топология называется 10Base5 (10 – скорость передачи 10Мбит/с, Base – узкополосная передача, 5 – сегменты по 500м (5 раз по 100м)). Известно и другое ее название – стандартный Ethernet.

Сети на толстом коаксиальном кабеле (толстый Ethernet) обычно используют топологию шина. Толстый Ethernet может поддерживать до 100 узлов (рабочих станций, репитеров и т.д.) на магистральный сегмент. Магистраль, или магистральный сегмент, - главный кабель, к которому присоединяются трансиверы с подключенными к ним рабочими станциями и репитерами. Сегмент толстого Ethernet может иметь длину 500м при общей длине сети 2500м.

Компоненты кабельной системы:

· Трансиверы. Трансиверы, обеспечивая связь между компьютером и главным кабелем ЛВС, совмещены с «зубом вампира», соединенным с кабелем.

· Кабели трансиверов. Кабель трансивера (ответвляющий кабель) соединяет трансивер с платой сетевого адаптера.

· DIX-коннектор, или AUI-коннектор. Этот коннектор расположен на кабеле трансивера.

· Коннекторы N-серии (в том числе баррел-коннекторы) и терминаторы N-серии.

Сеть на толстом Ethernet может состоять максимум из пяти магистральных сегментов, соединенных репитерами, но только к трем сегментам при этом могут быть подключены компьютеры. При вычислении общей длины кабеля «толстый Ethernet» длина кабеля трансивера не учитывается, т.е. в расчет принимают только длину сегмента кабеля «толстый Ethernet».

Минимальное расстояние между соседними подключениями – 2,5м. В это расстояние не входит длина кабеля трансивера. Толстый Ethernet был разработан для построения ЛВС в рамках большого отдела или всего здания.

Обычно в крупных сетях используют толстый и тонкий Ethernet. Толстый Ethernet хорошо подходит в качестве магистрали, а для ответвляющихся сегментов применяют тонкий Ethernet. Вероятно, вы помните, что толстый Ethernet имеет медную жилу большего сечения и может передавать сигналы на большие расстояния, чем тонкий Ethernet. Трансивер соединяется с кабелем «толстый Ethernet», AUI-коннектор кабеля трансивера включается в репитер. Ответвляющие сегменты тонкого Ethernet соединяются с репитером, а к ним уже подключаются компьютеры.

10BaseFL (10 – скорость передачи 10Мбит/с, Base – узкополосная передача, FL – оптоволоконный кабель) представляет собой сеть Ethernet, в которой компьютеры и репитеры соединены оптоволоконным кабелем.

Основная причина популярности 10BaseFL – возможность прокладывать кабель между репитерами на большие расстояния. Максимальная длина сегмента 2000м.

Стандарты IEEE на 100Мбит/с

Новые стандарты Ethernet позволяют преодолеть скорость передачи в 10Мбит/с. Эти новые возможности разрабатываются для таких приложений, порождающих интенсивный трафик, как:

· CAD (системы автоматического проектирования);

· CAM (системы автоматического производства);

· видео;

· отображение и хранение документов.

Известны два стандарта Ethernet, которые могут удовлетворить возросшие требования:

· 100BaseVG-AnyLAN Ethernet;

· 100BaseX Ethernet (Fast Ethernet).

И Fast Ethernet, и 100BaseVG-AnyLAN работают примерно в пять-десять раз быстрее, чем стандартный Ethernet. Кроме того, они совместимы с существующей кабельной системой 10BaseT. Это означает, что перейти от 10BaseT к этим стандартам достаточно просто и быстро.

100VG (Voice Grade) AnyLAN – новая сетевая технология, которая сочетает в себе элементы Ethernet и Token Ring. Эта технология, разработанная компанией Hewlett-Packard, в настоящее время совершенствуется стандартом IEEE 802.12. Спецификация 802.12 – стандарт передачи кадров Ethernet 802.3 и пакетов Token Ring 802.5.

Эта технология имеет несколько названий:

· 100VG-AnyLAN:

· 100BaseVG:

· VG:

· AnyLAN.

Спецификации 100VG-AnyLAN:

· минимальная скорость 100Мбит/с;

· поддержка каскадируемой топологии «звезда» на основе витой пары категории 3, 4, или 5 и оптоволоконного кабеля;

· метод доступа по приоритету запроса (различаются два уровня приоритета: низкий и высокий);

· поддержка средств фильтрации персонально адресованных кадров в концентраторе (для повышения степени конфиденциальности);

· поддержка передачи кадров Ethernet и Token Ring.

Сеть 100VG-AnyLAN строится по топологии «звезда», где все компьютеры соединены с концентратором. Сеть можно расширять, добавляя «дочерние» концентраторы к центральному, «родительскому», который относится к ним так же, как и к компьютерам, т.е. «родительские» концентраторы управляют передачей компьютеров, соединенных со своими «детьми».

Технология требует использования специальных концентраторов и плат. Кроме того, длина кабеля 10BaseVG, по сравнению с 10BaseT и другими реализациями Ethernet, ограничена: общая длина пары кабелей от концентратора 100BaseVG до компьютеров не может превышать 250м. Чтобы преодолеть это ограничение, надо использовать специальное оборудование.