Правила построения многосегментных ЛВС Fast Ethernet
Спецификация 100Base-T4.
К моменту появления Fast Ethernet большинство ЛВС Ethernet в качестве кабельной системы использовали неэкранированную витую пару категории 3. Желание сохранить кабельную систему 10-мегабитных ЛВС Ethernet обусловило применение специального метода логического кодирования - 8В/6Т, обеспечившего более узкий спектр сигнала, что при скорости 33 Мбит/с позволило уложиться в полосу 16 МГц витой пары категории 3.
При кодировании 8В/6Т 8 бит заменяются 6-ю троичными цифрами. Длительность одной троичной цифры - 40 не. Следовательно, один байт передается за 240 не (6*40 не), что соответствует скорости передачи в 33,3 Мбит/с. Для передачи данных используется 3 пары UTP категории 3 (3*33,3 Мбит/с = 100 Мбит/с), и еще одна пара используется для прослушивания несущей с целью обнаружения коллизий.
Скорость изменения сигнала на каждой паре составляет: 1/(40 не) = 25 Мбод, что позволяет использовать витую пару категории 3.
1. Повторители Fast Ethernet делятся на два класса:
• класс I- поддерживает все виды логического кодирования (4В/5В, 8В/6Т) и может иметь порты всех трех типов физического уровня: 100Base-TX, 100Base-T4 и 100Base-FX;
• класс II- поддерживает только один вид логического кодирования (4В/5В или 8В/6Т) и имеет либо все порты 100Base-T4, либо порты 100Base-TX и 100Base-FX, так как последние используют один логический код 4В/5В.
2. Максимальное число повторителей (П) в одном домене коллизий:
• только 1 повторитель класса I из-за большой задержки распространения сигнала - 70 Ы, обусловленной необходимостью транслировать различные системы сигнализации (рис.3.27,а);
• 2 повторителя класса II, вносящих меньшую задержку при передаче сигналов: 46 Ы для портов 100Base-TX и 100Base-FX и 33,5 Ы для портов 100Base-T4 (рис.3.27,6).
3. Максимальное расстояние от повторителя до рабочей станции зависит от типа кабельной системы и составляет 100-160 м.
4. Максимальное расстояние между повторителями класса II - 5 м.
5. Несколько доменов коллизий могут объединяться с помощью коммутаторов и маршрутизаторов, образуя сети произвольных размеров (рис.3.28)
lOOVG-AnyLAN - технология, разработанная фирмами IBM и Hewlett-Packard на основе технологии 100Base-VG (Voice Grade) для передачи данных со скоростью 100 Мбит/с с использованием протоколов (кадров) ЛВС Ethernet или Token Ring (AnyLAN).
Предшествующая технология 100Base-VG разрабатывалась для передачи данных в сети Ethernet со скоростью 100 Мбит/с по неэкранированной витой паре (UTP) категории 3, широко используемой для передачи речи и называемой по этой причине кабелем VG (Voice Grade). В 100VG-AnyLAN, как и в 100Base-VG, вместо CSMA/CD реализован метод доступа с приоритетами (Demand Priority) и новая схема кодирования данных Quartet Coding (квартетное кодирование), благодаря которому данные передаются со скоростью 25 Мбит/с по 4-м парам UTP одновременно, что в сумме дает 100 Мбит/с.
Метод Demand Priority заключается в следующем. Станция, имеющая кадр для передачи, посылает низкочастотный сигнал концентратору, запрашивая низкий приоритет для обычных данных и высокий для данных, чувствительных к временным задержкам (например, речь и видео). Если сеть свободна, концентратор разрешает передачу кадра. После анализа адреса получателя в принятом кадре концентратор отправляет кадр станции назначения. Это означает, что в отличие от концентратора Ethernet, концентратор 100VG-AnyLAN работает на 2-м уровне OSI-модели. Если же сеть занята, концентратор ставит полученный запрос в очередь, которая обрабатывается в порядке поступления запросов с учетом приоритетов: запросы с более высоким приоритетом выполняются первыми.
Метод доступа к среде передачи данных - детерминированный.
Максимальное число станций в сети - 1024.
Максимальная протяженность сети - 3 км. Максимальное расстояние между станциями:
• 100 м - для витой пары (UTP категории 3);
• 180 м - для витой пары (UTP категории 5).
Топология сети 100VG-AnyLAN очень похожа на топологию сетей 10Base-T и Token Ring, а именно логическая общая шина и маркерное кольцо соответственно, в то же время физическая топология обязательно "звезда", при этом петли и ветвления не допускаются.
Связующим элементом сети 100VG-AnyLAN является коммутирующий концентратор,причём допускается три уровня каскадирования (рис.3.29).
Концентратор сети lOOVG-AnyLAN имеет два вида портов:
• LAN downlink port (порт связи "вниз") - предназначен для подключения конечных узлов и концентраторов нижнего уровня;
• LAN uplink port (порт связи "вверх") - предназначен для подключения концентратора верхнего уровня.
Кроме концентраторов в сети lOOVG-AnyLAN могут использоваться:
• коммутаторы;
• маршрутизаторы;
• сетевые адаптеры.
Стандарт IEEE 802.12 поддерживает 3 типа кадров:
• IEEE 802.3-Ethernet;
• IEEE 802.5-TokenRing;
• IEEE 802.12 - кадры тестирования соединений в 100VG-AnyLAN. В одном сегменте сети может поддерживаться только один тип
кадров передачи данных - либо Ethernet, либо Token Ring.
Одной из составляющих стандарта IEEE 802.12 является протокол приоритетных запросов(Demand Priority Protocol - DPP).
DPP назначает порядок обработки запросов и установления соединений между конечными узлами. Если конечный узел готов отправить кадр, он передает концентратору запрос обычного или высокого приоритета. Если узлу или концентратору нечего передать, он отправляет сигналы режима ожидания (Idle - незанят). Корневой концентратор опрашивает все свои узлы, в том числе концентраторы нижнего уровня, принимая от них сигналы Idle. Если узел не активен (компьютер выключен), он, естественно, не генерирует такие сигналы. Концентратор циклически опрашивает порты, начиная с порта с меньшим номером, выясняя их готовность к передаче. Если одновременно к передаче готовы несколько узлов, то концентратор анализирует их запросы с учетом:
• приоритета запроса;
• физического номера порта, к которому подключен передающий узел.
Высокий приоритет назначается:
• приложениям, критичным ко времени реакции;
• порту концентратора.
При каскадном соединении концентраторов доступ к среде передачи данных реализуется протоколом DPP следующим образом:
1) запрос от узла, подключённого к концентратору нижнего уровня, транслируется на концентратор более высокого уровня;
2) при опросе порта LAN downlink port инициируется опрос всех портов концентратора нижнего уровня, и только после этого возобновляется опрос портов концентратора более высокого уровня.
Основные достоинстватехнологии lOOVG-AnyLAN:
• возможность использования существующей кабельной системы сети 10Base-T;
• отсутствие потерь производительности из-за конфликтов в среде передачи данных;
• возможность построения протяженных (до 4 км) сетей без использования коммутаторов.
