Стандартные локальные сети
За время, прошедшее с появления первых локальных сетей, было разработано несколько сотен самых разных сетевых технологий, однако заметное распространение получили всего несколько сетей, что связано прежде всего с поддержкой этих сетей известными фирмами и с высоким уровнем стандартизации принципов их организации. Немаловажно и то, что производители программных средств также в первую очередь ориентируются на самые распространенные сети. Поэтому пользователь, выбирающий стандартные сети, имеет полную гарантию совместимости аппаратуры и программ. В стандартных сетях используются различные топологии.
Сети Ethernet и Fast Ethernet
Наибольшее распространение среди стандартных сетей получила сеть Ethernet. Впервые она появилась в 1972 г., в 1985 г. сеть Ethernet стала международным стандартом. Стандарт получил название IEEE 802.3. Он определяет множественный доступ к моноканалу типа «шина» с обнаружением конфликтов и контролем передачи. Основные характеристики стандарта IEEE 802.3 следующие: топология - шина, среда передачи - коаксиальный кабель, скорость передачи - 10 Мбит/с, максимальная длина - 5 км, максимальное количество абонентов - до 1024, длина сегмента сети - до 500 м, количество абонентов на одном сегменте-до 100.
Сеть Ethernet сейчас наиболее популярна в мире (более 80% рынка). Этому в немалой степени способствовало то, что с самого начала все характеристики, параметры, протоколы сети были открыты для всех, в результате чего огромное число производителей во всем мире стали выпускать аппаратуру Ethernet, полностью совместимую между собой.
В классической сети Ethernet применяется 50-омный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий). Однако в последнее время все большее распространение получает версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витые пары. Определен также стандарт для применения в сети оптоволоконного кабеля.
В 1995 году появился стандарт на более быструю версию Ethernet, работающую на скорости 100 Мбит/с (так называемый Fast Ethernet, быстрый Ethernet, стандарт IEEE 802.3u), использующую в качестве среды передачи витую пару или оптоволоконный кабель. Появилась и версия на скорость 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet, стандарт IEEE 802.3z).
Помимо стандартной топологии «шина» применяются также топологии типа «пассивная звезда» и «пассивное дерево». При этом предполагается использование репитеров и пассивных (ре-питерных) концентраторов, соединяющих между собой различные части (сегменты) сети. Коаксиальный кабель используется для шинных сегментов, а витая пара и оптоволоконный кабель — для лучей пассивной звезды (для присоединения к концентратору одиночных компьютеров). Максимальная длина кабеля всей сети в целом (максимальный путь сигнала) - 2,5 км.
В сети Fast Ethernet не предусмотрена физическая топология «шина», используется только «пассивная звезда» или «пассивное дерево». К тому же в Fast Ethernet гораздо более жесткие требования к предельной длине сети.
Доступ к сети Ethernet обеспечивает полное равноправие абонентов. Информация в локальных вычислительных сетях передается пакетами, на которые делятся передаваемые файлы. Это обеспечивает одновременную передачу файлов разных абонентов, но, разумеется, при этом увеличивается время передачи каждого файла, и при большом количестве одновременно работающих абонентов работа сети может существенно замедлиться. В сети используются пакеты переменной длины со структурой, представленной на рис. 32.
Преамбула состоит из 8 байт, первые семь из которых представляют собой коды 10101010, а последний восьмой — код 10101011. Этот последний байт называется признаком начала кадра.
начало
|
8 |
6 |
6 |
2 |
46 1500 |
4 |
преамбула
данные
контрольная сумма
управление адрес отправителя
конец
адрес получателя
Рис. 32. Структура пакета сети Ethernet (цифры показывают количество байт)
Поле управления содержит информацию о длине поля данных. Оно может также определять тип используемого протокола. Принято считать, что если значение этого поля не больше 1500, то оно определяет длину поля данных. Если же его значение больше 1500, то оно определяет тип кадра.
Поле контрольной суммы содержит 32-разрядную контрольную сумму пакета и служит для проверки правильности передачи пакета.
Поля адресов получателя и отправителя строятся также по определенному стандарту.
Для сети Ethernet, работающей на скорости 10 Мбит/с, стандарт определяет четыре основных типа среды передачи информации:
- • 10BASE5 (толстый коаксиальный кабель);
- • 10 BASE2 (тонкий коаксиальный кабель);
- • 1OBASE-T (витая пара);
- • 10BASE-FL (оптоволоконный кабель).
Обозначение среды передачи включает в себя: число «10» означает скорость передачи 10 Мбит/с, слово BASE означает передачу в основной полосе частот (то есть без модуляции высокочастотного сигнала), а последний элемент означает допустимую длину сегмента: «5» - 500 метров, «2» - 200 метров (точнее, 185 метров) или тип линии связи: «Т» - витая пара (от английского «twisted-pair»), «F» - оптоволоконный кабель (от английского «fiber optic»).
Аналогично для сети Ethernet, работающей на скорости 100 Мбит/с стандарт определяет три типа среды передачи:
- • 100BASE-T4 (счетверенная витая пара);
- • 100BASE-TX (сдвоенная витая пара);
- • 100BASE-FX (оптоволоконный кабель).
Ethernet не отличается ни рекордными характеристиками, ни оптимальными алгоритмами, она уступает по ряду параметров другим стандартным сетям. Но благодаря мощной поддержке, высочайшему уровню стандартизации, огромным объемам выпуска технических средств, Ethernet резко выделяется среди других стандартных сетей, и поэтому любую другую сетевую технологию принято сравнивать именно с Ethernet.
