Архитектура Ethernet фактически объединяет целый набор стандартов, имеющих как общие черты, так и отличия. Первоначально она была создана фирмой Xerox в середине 70-х гг. и тогда представляла собой систему передачи со скоростью 2,93 Мбит/с. После доработки с участием компаний Intel и DEC архитектура Ethernet послужила основой принятого в 1985 г. стандарта IEEE 802.3, определившего для нее следующие параметры:
топология «шина»;
метод доступа CSMA/CD;
скорость передачи 10 Мбит/с;
среда передачи коаксиальный кабель;
применение терминаторов обязательно;
максимальная длина сегмента сети до 500 м;
максимальная длина сети до 2,5 км;
максимальное количество компьютеров в сегменте 100;
максимальное количество компьютеров в сети 1024.
В исходной версии Ethernet предусматривалось применение коаксиального кабеля двух видов «толстого» и «тонкого» (стандарты 10Base-5 и 10Base-2, соответственно). Однако в начале 90-х гг. также появились спецификации для построения сетей Ethernet с использованием витой пары (10Base-T) и оптоволокна (10Base-FL). Позже, в 1995 г., был опубликован стандарт архитектуры Fast Ethernet (IEEE 802.3u), обеспечивающей передачу на скоростях до 100 Мбит/с, в 1998 г. стандарт Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z и 802.3ab), а в 2002 г. Стандарт 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae).
Сравнение различных стандартов Ethernet приведено в табл. 5.2.
Заметим, что в современных версиях Ethernet использование физической топологии «шина» уже не предусмотрено, да и найти сейчас сети, построенные на коаксиальном кабеле, весьма затруднительно.
Таблица 5.2 Характеристики различных стандартов Ethernet
витая пара категории 3, 4 или 5 (используется четыре пары)
100Base-FX
«звезда»
многомодовое или одномодовое оптоволокно
2000 (многомодовый);
15000 (одномодовый);
реально до 40 км
Gigabit Ethernet
1000Base-T
«звезда»
витая пара категории 5 или выше
1000Base-CX
«звезда»
специальный кабель типа STP
1000Base-SX
«звезда»
оптоволокно
220-550 (многомодовый), в зависимости от типа
1000Base-LX
«звезда»
оптоволокно
550 (многомодовый);
5000 (одномодовый);
реально до 80 км
10 Gigabit Ethernet
10GBase-x (x набор стандартов)
«звезда»
оптоволокно
300-40000 (в зависимости от типа кабеля и длины волны лазера)
Основной недостаток сетей Ethernet связан с использованием в них метода доступа к среде CSMA/CD (напомним: это сокращение расшифровывается как «множественный доступ с контролем несущей и обнаружением столкновений»). При увеличении количества компьютеров растет число столкновений, что снижает пропускную способность сети и увеличивает время доставки кадров. Поэтому рекомендуемой нагрузкой для сетей Ethernet считается уровень в 3040 % от общей полосы пропускания. Сразу заметим, что в современных сетях этот недостаток довольно легко устраняется путем замены концентраторов мостами и коммутаторами, умеющими «изолировать» передачу данных между двумя компьютерами в сети от других.
А вот преимуществ у архитектуры Ethernet довольно много. Прежде всего, сама эта технология довольно проста в реализации. Соответственно, Ethernet-устройства (сетевые адаптеры, концентраторы, коммутаторы и т. д.) оказываются значительно дешевле аналогичных устройств других сетевых архитектур. В Ethernet можно использовать практические любые виды кабеля, а применение оптоволокна позволяет объединять участки сетей, расположенные далеко друг от друга. Наконец, совместимость различных вариантов Ethernet очень высока, что позволяет не только наращивать мощности сети с использованием существующей кабельной инфраструктуры, но и легко расширять сеть, подключая к ней новые, более скоростные сегменты. Поэтому сегодня архитектура Ethernet не только стала господствующей в локальных сетях, но и вытесняет другие технологии в региональных и глобальных сетях.
