Ethernet annak ellenére
minden sikere ellenére sosem volt elegáns.
A hálózati kártyák csak kezdetlegesek
az intelligencia fogalma. Tényleg
először a csomag kerül elküldésre, és csak ezután
nézze meg, hogy valaki más továbbította-e az adatokat
velük egy időben. Valaki összehasonlította az Ethernetet
olyan társadalom, amelyben az emberek kommunikálhatnak
egymással csak akkor, ha mindenki sikoltozik
egyidejűleg.

Mint ő
elődje, a Fast Ethernet használja a módszert
CSMACD (Carrier Sense Multiple Access with
Ütközésészlelés – Többszörös hozzáférésű környezet
hordozóérzékelés és ütközésérzékelés).
E hosszú és homályos betűszó mögött
nagyon egyszerű technológiát rejt. Mikor
akkor az Ethernet kártyának üzenetet kell küldenie
először csendre vár, aztán
egyszerre küld egy csomagot és hallgat, nem
küldött valaki üzenetet
vele egy időben. Ha ez megtörtént, akkor
mindkét csomag nem éri el a célt. Ha egy
nem történt ütközés, és a táblát folytatni kell
adatokat továbbít, még mindig vár
néhány mikroszekundum előtt újra
megpróbál új részt küldeni. azt
úgy készült, hogy más táblák is
működhetett, és senki sem tudta elfogni
csatorna monopólium. Ütközés esetén mindkettő
a készülékek rövid időre elhallgatnak
generált időtáv
véletlenszerűen, majd vegye
új kísérlet adatátvitelre.

Ütközések miatt
Az Ethernet és a Fast Ethernet soha nem érheti el
maximális teljesítménye 10
vagy 100 Mbps. Amint elkezdődik
hálózati forgalom növelése, ideiglenes
késések az egyes csomagok küldése között
csökken, és az ütközések száma
növeli. Igazi
Az Ethernet teljesítmény nem haladhatja meg
potenciális áteresztőképességének 70%-a
képesség, és még alacsonyabb is lehet, ha a vonal
súlyosan túlterhelt.

Ethernet használ
A csomag mérete 1516 bájt, ami rendben van
illeszkedik, amikor létrehozták.
Ma már hátránynak számít, amikor
Az Ethernetet kommunikációra használják
szerverek, hiszen szerverek és kommunikációs vonalak
hajlamosak cserélni
a kis csomagok száma, hogy
túlterheli a hálózatot. Ezen kívül Fast Ethernet
határt szab a közötti távolságnak
csatlakoztatott eszközök - legfeljebb 100
méter, és megmutatja
különös gonddal mikor
ilyen hálózatok tervezése.

Eleinte Ethernet volt
busz topológia alapján tervezték,
amikor minden eszköz egy közös
kábel, vékony vagy vastag. Alkalmazás
A csavart érpár csak részben változtatta meg a protokollt.
Koaxiális kábel használata esetén
az ütközést mindenki azonnal meghatározta
állomások. Csavart érpár esetén
használjon "elakadás" jelet, amint
állomás ütközést észlel, akkor az
jelet küld a hubnak, az utóbbi be
viszont "lekvárt" küld mindenkinek
csatlakoztatott eszközök.

Nak nek
torlódások csökkentése, Ethernet hálózatok
szegmensekre bontva, hogy
híddal összekötve és
routerek. Ez lehetővé teszi az átvitelt
csak a szükséges forgalom a szegmensek között.
Kettő között küldött üzenet
állomások ugyanabban a szegmensben nem
átadják egy másiknak, és nem fog tudni hívni
túlterhelés.

Ma at
a központi autópálya építése,
pooling szerverek használnak
kapcsolt Ethernet. Az Ethernet switchek képesek
nagy sebességnek tekinthető
többportos hidak, amelyek képesek
önállóan határozza meg, hogy melyik
portok, amelyekre a csomag címzett. Kapcsoló
megnézi a csomagfejléceket és
táblázatot állít össze, amely meghatározza
hol van ez vagy az az előfizető ilyennel
valódi cím. Ez lehetővé teszi
korlátozza a csomag hatókörét
és csökkenti a túlcsordulás esélyét,
csak a megfelelő portra küldi. Csak
broadcast csomagokat küldenek ki
minden port.

100BaseT
- nagy testvér 10BaseT

technológiai ötlet
A Fast Ethernet 1992-ben született. Augusztusban
jövő évi gyártói csoport
beolvadt a Fast Ethernet Alliance-ba (FEA).
A FEA célja a megszerzés volt
a Fast Ethernet hivatalos jóváhagyása a bizottságtól
802.3 Villamosmérnöki Intézet és
rádióelektronika (Elektromos és Elektronikai Intézet
Mérnökök, IEEE), mivel ez a konkrét bizottság
Ethernet szabványokkal foglalkozik. Szerencse
új technológia kíséretében és
támogató szövetség: 1995 júniusában
minden formális eljárás lezajlott, és
A Fast Ethernet technológiákat elnevezték
802.3u.

Könnyű kézzel IEEE
A Fast Ethernetet 100BaseT-nek hívják. Ezt elmagyarázzák
egyszerű: a 100BaseT egy kiterjesztés
10BaseT szabvány sávszélességgel
10 Mbps és 100 Mbps között. A 100BaseT szabvány tartalmazza
tartalmaz egy protokollt több kezeléséhez
hordozó-érzékelő hozzáférés és
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple) konfliktusérzékelés
Hozzáférés ütközésérzékeléssel), amelyet szintén használnak
10BaseT. Ezenkívül a Fast Ethernet is működhet
többféle kábel, beleértve
csavart érpár. Mindkét tulajdonság az új
a szabványok nagyon fontosak a potenciál szempontjából
ügyfeleknek, és nekik köszönhető, hogy a 100BaseT
sikeres módja a hálózatok migrációjának
10BaseT alapján.

fő
üzleti tok 100BaseT-hez
a Fast Ethernet alapja
örökölt technológia. Mivel a Fast Ethernetben
ugyanazt az átviteli protokollt használják
üzeneteket, mint az Ethernet régebbi verzióiban, és
ezeknek a szabványoknak megfelelő kábelrendszerek
kompatibilis, 10BaseT-ről 100BaseT-re való átálláshoz
kívánt

kisebb
tőkebefektetés, mint a telepítés
más típusú nagysebességű hálózatok. Kivéve
Ráadásul mivel a 100BaseT az
a régi Ethernet szabvány folytatása, minden
eszközök és eljárások
hálózati teljesítményelemzés, valamint minden
futó szoftver
a régi Ethernet hálózatoknak ebben a szabványban kell szerepelniük
dolgozz tovább.
Így a 100BaseT környezet ismerős lesz
tapasztalattal rendelkező hálózati rendszergazdák
Ethernettel. Ez azt jelenti, hogy a személyzet képzésére lesz szükség
jelentősen kevesebb idő és költség
olcsóbb.

MEGŐRZÉS
JEGYZŐKÖNYV

Talán,
az új legnagyobb gyakorlati haszna
technológia hozta meg a távozás döntését
az üzenettovábbítási protokoll változatlan.
Üzenetátadási protokoll, esetünkben
A CSMA/CD határozza meg az adatok módját
a hálózaton keresztül egyik csomóponttól a másikig továbbítják
a kábelrendszeren keresztül. Az ISO/OSI modellben
a CSMA/CD protokoll a réteg része
média hozzáférés-vezérlés (MAC).
Ez a szint határozza meg a formátumot
mely információkat továbbítják a hálózaton, és
a hálózati eszköz fogadásának módja
hálózati hozzáférés (vagy hálózatkezelés) számára
adatátvitel.

Név CSMA/CD
két részre osztható: Carrier Sense Multiple Access
és ütközésészlelés. A név első részéből
Következtetni, hogyan egy csomópont egy hálózattal
adapter határozza meg a pillanatot, amikor
üzenetet kell küldeni. Vminek megfelelően
CSMA protokoll, a hálózati csomópont először "hallgat"
hálózaton, hogy megállapítsa, hogy a továbbítás alatt van-e
jelenleg bármilyen más üzenet.
Ha vivőhangot (vivőhangot) hall,
ez azt jelenti, hogy a hálózat jelenleg foglalt
üzenet - a hálózati csomópont módba kapcsol
vár és benne marad a hálózatig
ki fog szabadulni. Amikor jön a hálózat
csend, a csomópont elkezdi az adást.
Valójában az adatokat minden csomóponthoz elküldik
hálózat vagy szegmens, de csak azok fogadják el
csomópont, amelyhez szólnak.

Ütközésészlelés-
a név második része feloldására szolgál
olyan helyzetekben, amikor két vagy több csomópont próbálkozik
üzeneteket küldeni egyidejűleg.
A CSMA protokoll szerint mindegyik készen áll
átvitel esetén a csomópontnak először figyelnie kell a hálózatra,
hogy eldöntse, szabad-e. Azonban,
ha két csomópont egyszerre figyel,
mindketten úgy döntenek, hogy a hálózat szabad, és elindul
egyszerre küldjék el csomagjaikat. Ebben
helyzetekben továbbított adatokat
egymásra helyezve (hálózat
a mérnökök ezt a konfliktust nevezik), és egyik sem
az üzenetekből nem jut el a lényegre
rendeltetési hely. Az ütközésészlelés megköveteli, hogy a csomópont
az adás után is hallgatta a hálózatot
csomag. Ha konfliktust találnak, akkor
a csomópont véletlenszerűen megismétli az átvitelt
egy választott időtartam és
újra ellenőrzi, hogy nem történt-e ütközés.

HÁROM TÍPUSÚ GYORS ETHERNET

Együtt
a CSMA/CD protokoll megőrzése, egyéb fontos
a megoldás a 100BaseT ilyen tervezése volt
oly módon, hogy alkalmazható legyen
különböző típusú kábelek – például azok
az Ethernet régebbi verzióiban használatos, és
újabb modellek. A szabvány hármat határoz meg
módosítások a munkavégzés érdekében
különböző típusú Fast Ethernet kábelek: 100BaseTX, 100BaseT4
és 100BaseFX. A 100BaseTX és 100BaseT4 módosítások kiszámítása
csavart érpáron keresztül, míg a 100BaseFX-et erre tervezték
optikai kábel.

Normál 100BaseTX
két pár UTP vagy STP használatát igényli. Egy
egy pár az átvitelre szolgál, a másik az
recepció. Ezeket a követelményeket ketten teljesítik
fő kábel szabvány: EIA/TIA-568 UTP
5. kategória és 1. típusú STP az IBM-től. 100BaseTX-re
vonzó rendelkezés
full duplex módban, amikor dolgozik
hálózati szerverek, valamint a használat
csak kettő a négy pár nyolcmagos
kábelek - a másik két pár marad
ingyenes és használható
tovább bővíteni a lehetőségeket
hálózatok.

Azonban ha Ön
100BaseTX-el fognak működni
ezt az 5-ös kategóriájú kábelezést, érdemes
tisztában legyen a hiányosságaival. Ezt a kábelt
drágább, mint a többi nyolceres kábel (pl
3. kategóriák). Ezen kívül dolgozni
punchdown blokkok használatát igényli (punchdown
blokkok), csatlakozók és patch panelek,
megfelel az 5. kategória követelményeinek.
Hozzá kell tenni, hogy a támogatás érdekében
full duplex módnak kell lennie
teljes duplex kapcsolók telepítése.

100BaseT4 szabvány
enyhébb követelményeket támaszt
a használt kábelt. Ennek oka az
az a tény, hogy a 100BaseT4 használja
mind a négy pár nyolceres kábel: egy
adásra, a másik vételre és
a maradék kettő átvitelként működik,
valamint a fogadásra. Tehát a 100BaseT4-ben és fogadni,
és az adatátvitelt a
három pár. A 100 Mbps három párra bővítése,
A 100BaseT4 csökkenti a jel frekvenciáját, így
átvitele ugyanis meglehetősen és kevesebb
kiváló minőségű kábel. A megvalósításhoz
100BaseT4 hálózatok, UTP 3. kategória és
5, valamint az UTP 5. kategória és az 1. típusú STP.

Előny
A 100BaseT4 kevésbé merev
vezetékezési követelmények. 3. kategória és
4 gyakoribb, és emellett ők
Lényegesen olcsóbb, mint a kábelek
Kategóriák 5 dolog, amit érdemes szem előtt tartani
szerelési munkák megkezdése. Hátrányok
hogy a 100BaseT4-nek mind a négyre szüksége van
párokat és mi a full duplex mód ez által
protokoll nem támogatott.

A Fast Ethernet tartalmazza
többmódusú működéshez is alapfelszereltség
optikai szál 62,5 mikronos maggal és 125 mikronos
héj. A 100BaseFX szabványra összpontosít
főleg autópályán – csatlakozásonként
Gyors Ethernet átjátszók egyben
épület. Hagyományos előnyök
optikai kábel eredendő és szabványos
100BaseFX: elektromágneses zavartűrés
zaj, jobb adatvédelem és nagy
távolságok a hálózati eszközök között.

FUTÓ
RÖVID TÁVOLSÁG

Bár a Fast Ethernet és
az Ethernet szabvány folytatása,
10BaseT hálózatról 100BaseT hálózatra nem lehet áttérni
mechanikai cserének tekintendő
felszerelést - erre tudnak
változtatásokra van szükség a hálózati topológiában.

Elméleti
Fast Ethernet szegmens átmérőkorlát
250 méter; már csak 10
az elméleti mérethatár százaléka
Ethernet hálózatok (2500 méter). Ez a korlátozás
a CSMA/CD protokoll természetéből fakad és
átviteli sebesség 100 Mbps.

Mit már
korábban megjegyeztem, adatokat továbbít
a munkaállomásnak figyelnie kell a hálózaton
bizonyos ideig
hogy az adatok elérték a célállomást.
10-es sávszélességű Ethernet hálózaton
Mbps (például 10Base5) időintervallum,
számára szükséges munkaállomás
a hálózat hallgatása konfliktus miatt,
az 512 bites távolság határozza meg
keret (az Ethernet szabványban meghatározott keretméret)
átmegy a keret feldolgozása során
munkaállomás. Sávszélességű Ethernet hálózathoz
10 Mbps kapacitással ez a távolság egyenlő
2500 méter.

Másrészről,
ugyanaz az 512 bites keret (802.3u szabvány
a 802.3-mal megegyező méretű keretet ad meg, akkor
512 bites) továbbítja a munka
állomás egy Fast Ethernet hálózatban, mindössze 250 m,
mielőtt a munkaállomás befejezné
feldolgozás. Ha a fogadó állomás lenne
távol az adóállomástól
távolság 250 m felett, akkor a keret képes
ütközik egy másik képkockával
vonalak valahol távolabb, és az átvitel
állomás, miután befejezte az adást, már nem
elfogadni ezt a konfliktust. Ezért
a 100BaseT hálózat maximális átmérője
250 méter.

Nak nek
használja a megengedett távolságot,
két átjátszó kell a csatlakoztatáshoz
minden csomópont. A szabvány szerint,
maximális távolság a csomópont és
az átjátszó 100 méter; gyors ethernetben,
mint a 10BaseT-ben, a közötti távolság
hub és munkaállomás
meg kell haladnia a 100 métert. Mert a
eszközök csatlakoztatása (átjátszók)
további késéseket vezet be, az igazi
csomópontok közötti munkatávolság
még kisebb legyen. Ezért
ésszerűnek tűnik, hogy mindent elfogadjunk
távolságok némi margóval.

Dolgozni rajta
nagy távolságokat kell vásárolni
optikai kábel. Például felszerelés
A 100BaseFX félduplex módban lehetővé teszi
kapcsolót egy másik kapcsolóhoz csatlakoztatni
vagy végállomás található
akár 450 méter távolságra egymástól.
A full duplex 100BaseFX telepítésével megteheti
csatlakoztasson két hálózati eszközt
távolság akár két kilométer.

HOGYAN
A 100BASET TELEPÍTÉSE

A kábeleken kívül,
amit már megbeszéltünk, a Fast telepítéséhez
Az Ethernethez hálózati adapterekre lesz szükség
munkaállomások és szerverek, hubok
100BaseT és esetleg néhány
100BaseT kapcsolók.

adapterek,
100BaseT hálózat szervezéséhez szükséges,
10/100 Mbps Ethernet adaptereknek nevezik.
Ezek az adapterek képesek (ez a követelmény
100BaseT szabvány) egymástól függetlenül megkülönbözteti a 10-et
Mbps 100 Mbps-tól. Egy csoport kiszolgálására
szerverekre és munkaállomásokra áthelyezve
100BaseT, szüksége lesz egy 100BaseT hubra is.

Bekapcsoláskor
szerver ill személyi számítógép Val vel
adapter 10/100 ez utóbbi jelet ad,
bejelenti, hogy tud nyújtani
sávszélesség 100 Mbps. Ha egy
vevőállomás (valószínűleg
hub lesz) is arra tervezték
100BaseT-tel működik, akkor válaszként jelet ad ki
amelyhez mind a hub, mind a PC vagy a szerver
automatikusan átvált 100BaseT módba. Ha egy
A hub csak 10BaseT-vel működik, nem
jelet ad vissza, és a számítógép vagy a szerver
automatikusan 10BaseT módra vált.

Mikor
kisméretű 100BaseT konfigurációk képesek
alkalmazzon 10/100-as hidat, vagy kapcsolja azt
kommunikációt fog biztosítani a hálózat azon részének, amelyik együttműködik
100BaseT, meglévő hálózattal
10BaseT.

megtévesztő
GYORSASÁG

Összefoglalva az egészet
fentebb megjegyezzük, hogy amint számunkra úgy tűnik,
A Fast Ethernet a legjobb problémamegoldásra
nagy csúcsterhelések. Például ha
valamelyik felhasználó CAD-del, ill
képfeldolgozó programok és
növelni kell az áteresztőképességet
képességek, Fast Ethernet lehet
jó kiút. Ha azonban
a problémákat a túlzás okozza
felhasználók a hálózaton, akkor elindul a 100BaseT
mintegy 50 százalékkal lelassítja az információcserét
hálózati terhelés - más szóval, ugyanazon
szinten 10BaseT. De végül is az
ez nem más, mint egy hosszabbítás.

Ma már szinte lehetetlen eladó laptopot vagy alaplapot találni integrált hálózati kártya nélkül, vagy akár kettőt. Mindegyiknek egy csatlakozója van - RJ45 (pontosabban 8P8C), de a vezérlő sebessége nagyságrenddel eltérhet. Az olcsó modellekben ez 100 megabit / másodperc (Fast Ethernet), a drágábbaknál - 1000 (Gigabit Ethernet).

Ha a számítógépe nem rendelkezik beépített LAN-vezérlővel, akkor valószínűleg már egy Intel Pentium 4 vagy AMD Athlon XP processzorra épülő „öreg”, valamint ezek „ősei”. Az ilyen "dinoszauruszok" csak egy PCI csatlakozós diszkrét hálózati kártya beszerelésével lehetnek "barátok" vezetékes hálózattal, mivel PCI busz Születésük idején Express nem létezett. De még a PCI-buszhoz (33 MHz) is gyártanak „hálózati kártyákat”, amelyek támogatják a legfrissebb Gigabit Ethernet szabványt, bár a sávszélessége nem biztos, hogy elegendő a gigabites vezérlőben rejlő sebességpotenciál teljes felszabadításához.

De még egy 100 megabites integrált hálózati kártya esetén is diszkrét adaptert kell vásárolnia annak, aki 1000 megabitesre „frissít”. A legjobb lehetőség PCI Express vezérlő vásárlása lesz, amely a maximális hálózati sebességet biztosítja, kivéve, ha természetesen a megfelelő csatlakozó található a számítógépben. Igaz, sokan előnyben részesítik a PCI-kártyát, mivel azok sokkal olcsóbbak (a költség mindössze 200 rubeltől kezdődik).

Milyen gyakorlati előnyökkel jár a Fast Ethernetről a Gigabit Ethernetre való átállás? Mennyiben különbözik a valós adatátviteli sebesség a hálózati kártyák PCI-verzióitól és a PCI Express-től? Elég a normál sebesség? merevlemez teljesen betölteni egy gigabites csatornát? Ezekre a kérdésekre talál választ ebben az anyagban.

Teszt résztvevői

A legolcsóbb diszkrét hálózati kártyák közül hármat (PCI - Fast Ethernet, PCI - Gigabit Ethernet, PCI Express - Gigabit Ethernet) választottak ki tesztelésre, mivel ezekre van a legnagyobb kereslet.

A 100 megabites PCI hálózati kártyát az Acorp L-100S modell képviseli (az ár 110 rubeltől kezdődik), amely az olcsó kártyák közül a legnépszerűbb Realtek RTL8139D lapkakészletet használja.

Az 1000 megabites PCI hálózati kártyát az Acorp L-1000S modell képviseli (210 rubeltől indul), amely a Realtek RTL8169SC chipre épül. Ez az egyetlen kártya, amelynek hűtőbordája van a chipkészleten – a teszt többi résztvevőjének nincs szüksége további hűtésre.

Az 1000 megabites PCI Express hálózati kártyát a TP-LINK TG-3468 modell képviseli (az ár 340 rubeltől kezdődik). És ez alól nem volt kivétel - az RTL8168B lapkakészleten alapul, amelyet szintén a Realtek gyárt.

A hálózati kártya megjelenése

Az ezekből a családokból (RTL8139, RTL816X) származó lapkakészletek nemcsak diszkrét hálózati kártyákon láthatók, hanem számos alaplapba integrálva is.

Mindhárom vezérlő jellemzőit az alábbi táblázat mutatja:

Táblázat megjelenítése

Modell	Lapkakészlet	Átviteli sebesség	Gumi	hálózati felület	Csatlakozók	Jumbo keret támaszték	Wake-on-LAN támogatás	Duplex
Acorp L-100S	Realtek RTL8139D	10/100 Mbps	PCI 2.3 (32 bites)	10Base-T, 100Base-TX	RJ45 (8P8C)	Van	Van	Teljes
Acorp L-1000S	Realtek RTL8169SC	10/100/1000 Mbps	PCI 2.3 (32 bites)		RJ45 (8P8C)	Van	Van	Teljes
	Realtek RTL8168B	10/100/1000 Mbps	PCI Express 1.0a	10Base-T, 100Base-TX, 1000Base-T	RJ45 (8P8C)	Van	Van	Teljes

A PCI-busz sávszélessége (1066 Mbps) elméletileg elegendő lenne a gigabites hálózati kártyák teljes sebességre való felpörgetéséhez, de a gyakorlatban ez még mindig nem elegendő. A helyzet az, hogy ezt a „csatornát” minden PCI eszköz megosztja; ezen túlmenően magára a buszra vonatkozó szervizinformációk is továbbításra kerülnek rajta. Nézzük meg, hogy ezt a feltételezést igazolja-e egy valós sebességmérés.

Egy másik árnyalat: a modern merevlemezek túlnyomó többségének átlagos olvasási sebessége nem haladja meg a 100 megabájtot másodpercenként, sőt gyakran még ennél is kevesebbet. Ennek megfelelően nem tudják majd teljesen betölteni a hálózati kártya gigabites csatornáját, melynek sebessége 125 megabájt/másodperc (1000: 8 = 125). Ezt a korlátozást kétféleképpen lehet megkerülni. Az első az, hogy egy pár ilyen merevlemezt RAID-tömbbe egyesítenek (RAID 0, csíkozás), miközben a sebesség majdnem megduplázódik. A második az SSD meghajtók használata, amelyek sebességi paraméterei észrevehetően magasabbak, mint a merevlemezeké.

Tesztelés

A következő konfigurációjú számítógépet használták szerverként:

• processzor: AMD Phenom II X4 955 3200 MHz (négymagos);
• alaplap: ASRock A770DE AM2+ ( AMD lapkakészlet 770 + AMD SB700);
• RAM: Hynix DDR2 4 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (kétcsatornás);
• videokártya: AMD Radeon HD 4890 1024 MB DDR5 PCI Express 2.0;
• hálózati kártya: Realtek RTL8111DL 1000 Mbps (alaplapra integrálva);
• operációs rendszer: Microsoft Windows 7 Home Premium SP1 (64 bites verzió).

Kliensként, amelybe a tesztelt hálózati kártyákat telepítették, a következő konfigurációjú számítógépet használtuk:

• processzor: AMD Athlon 7850 2800 MHz (kétmagos);
• alaplap: MSI K9A2GM V2 (MS-7302, AMD RS780 + AMD SB700 lapkakészlet);
• RAM: Hynix DDR2 2 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (kétcsatornás);
• videokártya: AMD Radeon HD 3100 256 MB (lapkakészletbe integrálva);
• merevlemez: Seagate 7200.10 160 GB SATA2;
• operációs rendszer: Microsoft Windows XP Home SP3 (32 bites verzió).

A tesztelést két módban végezték: olvasás és írás hálózati kapcsolaton keresztül merevlemezekről (ez azt kell, hogy mutassa, hogy "szűk keresztmetszet" lehet), valamint a gyors SSD-meghajtókat szimuláló számítógépek RAM-jában lévő RAM-lemezekről. A hálózati kártyákat közvetlenül egy háromméteres patch kábellel (nyolc magos csavart érpár, 5e kategória) csatlakoztattuk.

Adatátviteli sebesség (merevlemez - merevlemez, Mbps)

A 100 megabites Acorp L-100S hálózati kártyán keresztül történő adatátvitel valós sebessége nem egészen érte el az elméleti maximumot. De mindkét gigabites kártya, bár körülbelül hatszor előzte meg az elsőt, nem mutatta a lehető legnagyobb sebességet. Teljesen egyértelmű, hogy a sebesség a Seagate 7200.10 merevlemezek teljesítményén "pihent", amely számítógépen közvetlenül tesztelve átlagosan 79 megabájt/s (632 Mbps).

A PCI busz (Acorp L-1000S) és a PCI Express (TP-LINK ) hálózati kártyái között ebben az esetben nincs alapvető sebességbeli különbség, utóbbi csekély előnye a mérési hibával magyarázható. Mindkét vezérlő kapacitásának körülbelül hatvan százalékán működött.

Adatátviteli sebesség (RAM lemez - RAM lemez, Mbps)

Az Acorp L-100S a várakozásoknak megfelelően ugyanazt az alacsony sebességet mutatta, amikor nagy sebességű RAM-lemezekről másolt adatokat. Érthető - a Fast Ethernet szabvány már régóta nem felel meg a modern valóságnak. A "merevlemez - merevlemez" tesztmódhoz képest az Acorp L-1000S Gigabit PCI-kártya észrevehetően növelte a teljesítményt - az előny körülbelül 36 százalék volt. Még lenyűgözőbb előnyt mutatott be a TP-LINK TG-3468 hálózati kártya - a növekedés körülbelül 55 százalék volt.

Itt mutatkozott meg a PCI Express busz nagyobb sávszélessége - 14 százalékkal múlta felül az Acorp L-1000S-t, ami már nem tudható be hibának. A győztes egy kicsit elmarad az elméleti maximumtól, de a 916 megabit/s (114,5 Mb/s) sebesség még így is lenyűgözőnek tűnik - ez azt jelenti, hogy szinte egy nagyságrenddel kevesebbet kell várni a másolás végére (összehasonlítva a Fast Ethernethez). Például egy 25 GB-os fájl (tipikus jó minőségű HD rip) számítógépről számítógépre másolásának ideje kevesebb, mint négy perc, az előző generációs adapterrel pedig több mint fél óra.

A tesztelés kimutatta, hogy a Gigabit Ethernet hálózati kártyák hatalmas (akár tízszeres) előnnyel rendelkeznek a Fast Ethernet vezérlőkkel szemben. Ha számítógépeinek csak olyan merevlemezei vannak, amelyek nincsenek csíkos tömbbe (RAID 0) kombinálva, akkor nem lesz alapvető különbség a PCI és a PCI Express kártyák sebességében. Egyébként, és a nagy teljesítményű SSD-k használatakor is érdemes előnyben részesíteni a PCI Express interfésszel rendelkező kártyákat, amelyek a lehető legnagyobb adatátviteli sebességet biztosítják.

Természetesen figyelembe kell venni, hogy a hálózati "útvonalon" lévő többi eszköznek (kapcsoló, router ...) támogatnia kell a Gigabit Ethernet szabványt, és a csavart érpár (patch cord) kategóriája legalább 5e legyen. Ellenkező esetben a valós sebesség a másodpercenkénti 100 megabit szinten marad. A Fast Ethernet szabvánnyal egyébként megmarad a visszamenőleges kompatibilitás: gigabites hálózatra csatlakoztathatunk például egy 100 megabites hálózati kártyás laptopot, ez nem befolyásolja a hálózat többi számítógépének sebességét.

Az Ethernet hálózat a legelterjedtebb a szabványos hálózatok között. Először 1972-ben jelent meg (a fejlesztő a jól ismert Xerox cég volt). A hálózat meglehetősen sikeresnek bizonyult, és ennek eredményeként olyan nagyvállalatok támogatták 1980-ban, mint a DEC és az Intel (a cégek egyesületét a nevük első betűi után DIX-nek hívták). Erőfeszítéseik révén 1985-ben az Ethernet hálózat nemzetközi szabvánnyá vált, elfogadták a legnagyobb nemzetközi szabványügyi szervezetek: az IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) és az ECMA (European Computer Manufacturers Association) 802-es bizottsága.

A szabvány neve IEEE 802.3 (angolul nyolc oh két pont három). Több busz típusú egycsatornás hozzáférést határoz meg ütközésérzékeléssel és átvitelvezérléssel, vagyis a már említett CSMA/CD hozzáférési módszerrel. Néhány más hálózat is megfelelt ennek a szabványnak, mivel a részletesség nem magas. Ennek eredményeként az IEEE 802.3 hálózatok gyakran nem kompatibilisek egymással mind a tervezés, mind az elektromos jellemzők tekintetében. Az utóbbi időben azonban az IEEE 802.3 szabványt tekintik Ethernet hálózati szabványnak.

Az eredeti IEEE 802.3 szabvány főbb jellemzői:

• topológia - busz;
• átviteli közeg - koaxiális kábel;
• átviteli sebesség - 10 Mbps;
• a hálózat maximális hossza 5 km;
• az előfizetők maximális száma - legfeljebb 1024;
• hálózati szegmens hossza - akár 500 m;
• az előfizetők száma egy szegmensben - legfeljebb 100;
• hozzáférési mód - CSMA/CD;
• az adás keskeny sávú, azaz moduláció nélküli (monochannel).

Szigorúan véve kisebb különbségek vannak az IEEE 802.3 és az Ethernet szabványok között, de ezeket általában figyelmen kívül hagyják.

Az Ethernet hálózat ma a legnépszerűbb a világon (a piac több mint 90%-a), vélhetően a következő években is az marad. Ezt nagyban elősegítette, hogy a kezdetektől fogva nyitottak voltak a hálózat jellemzői, paraméterei, protokolljai, aminek következtében világszerte hatalmas számú gyártó kezdett el egymással teljesen kompatibilis Ethernet berendezéseket gyártani. .

A klasszikus Ethernet hálózatban kétféle (vastag és vékony) 50 ohmos koaxiális kábelt használtak. Azonban a közelmúltban (a 90-es évek eleje óta) az Ethernet legszélesebb körben használt változata, amely csavart érpárt használ átviteli közegként. Egy szabványt is meghatároztak az optikai kábelhálózatban való használatra. Az eredeti IEEE 802.3 szabvány megfelelő kiegészítései történtek ezeknek a változásoknak a figyelembevétele érdekében. 1995-ben egy további szabvány jelent meg az Ethernet gyorsabb, 100 Mbps sebességgel működő változatához (az úgynevezett Fast Ethernet, IEEE 802.3u szabvány), átviteli közegként csavart érpárt vagy száloptikai kábelt használva. 1997-ben megjelent egy 1000 Mbit / s sebességű verzió (Gigabit Ethernet, IEEE 802.3z szabvány).

A szabványos busz topológián kívül egyre gyakrabban alkalmazzák a passzív csillag és passzív fa topológiákat. Ez a hálózat különböző részeit (szegmenseit) összekötő átjátszók és ismétlő hubok használatát feltételezi. Ennek eredményeként a különböző típusú szegmenseken faszerű szerkezet alakulhat ki (7.1. ábra).

Rizs. 7.1. Klasszikus Ethernet hálózati topológia

Szegmensként (a hálózat részeként) működhet egy klasszikus busz vagy egyetlen előfizető. A buszszegmensekhez koaxiális kábelt, a passzív csillagsugarakhoz (egyetlen számítógép-elosztóhoz való csatlakozáshoz) csavart érpárt és optikai kábelt használnak. A kapott topológiával szemben támasztott fő követelmény, hogy ne legyenek benne zárt utak (hurkok). Valójában kiderül, hogy minden előfizető egy fizikai buszra csatlakozik, mivel mindegyikük jele egyszerre terjed minden irányba, és nem tér vissza (mint egy gyűrűben).

A hálózat egészének maximális kábelhossza (a maximális jelút) elméletileg elérheti a 6,5 ​​kilométert, de gyakorlatilag nem haladja meg a 3,5 kilométert.

A Fast Ethernet hálózat nem biztosít fizikai busz topológiát, csak passzív csillagot vagy passzív fát használnak. Ezenkívül a Fast Ethernet sokkal szigorúbb követelményeket támaszt a hálózat maximális hosszára vonatkozóan. Hiszen ha az átviteli sebességet 10-szeresére növeljük és a csomagformátumot megőrizzük, annak minimális hossza tízszeresére csökken. Így a hálózaton keresztüli kettős jelátviteli idő megengedett értéke 10-szeresére csökken (5,12 µs versus 51,2 µs Ethernet esetén).

A szabványos Manchester-kód az Ethernet-hálózaton történő információtovábbításra szolgál.

Az Ethernet hálózathoz való hozzáférés véletlenszerű CSMA / CD módszerrel történik, amely biztosítja az előfizetők egyenlőségét. A hálózat változó hosszúságú csomagokat használ az ábrán látható szerkezettel. 7.2. (a számok a bájtok számát mutatják)

Rizs. 7.2. Ethernet csomagstruktúra

Egy Ethernet keret (azaz egy előtag nélküli csomag) hosszának legalább 512 bites intervallumnak vagy 51,2 µs-nak kell lennie (ez a kettős átviteli időkorlát a hálózatban). Egyéni, csoportos és broadcast címzést biztosít.

Az Ethernet-csomag a következő mezőket tartalmazza:

• A preambulum 8 bájtból áll, az első hét a 10101010 kód, az utolsó bájt pedig a 10101011 kód. Az IEEE 802.3 szabványban a nyolcadik bájt a keretelválasztó (Start of Frame Limiter, SFD) egy külön mezőt képez. csomag.
• A címzett (vevő) és a küldő (adó) címe egyenként 6 bájtból áll, és a 4. előadás Csomagcímzés című részében leírt szabvány szerint épül fel. Ezeket a címmezőket előfizetői berendezés dolgozza fel.
• A vezérlőmező (L/T - Length/Type) az adatmező hosszára vonatkozó információkat tartalmaz. Meghatározhatja a használt protokoll típusát is. Általánosan elfogadott, hogy ha ennek a mezőnek az értéke nem nagyobb, mint 1500, akkor ez az adatmező hosszát jelzi. Ha értéke nagyobb, mint 1500, akkor ez határozza meg a keret típusát. A vezérlőmező feldolgozása programozottan történik.
• Az adatmezőnek 46 és 1500 bájt közötti adatot kell tartalmaznia. Ha a csomagnak 46 bájtnál kevesebb adatot kell tartalmaznia, akkor az adatmező kitöltésre kerül. Az IEEE 802.3 szabvány szerint a csomagstruktúrában egy speciális kitöltési mező (pad data) van lefoglalva, amely elegendő adat (több mint 46 bájt) esetén nulla hosszúságú lehet.
• Az ellenőrző összeg mező (FCS - Frame Check Sequence) a csomag 32 bites ciklikus ellenőrző összegét (CRC) tartalmazza, és a csomag helyes átvitelének ellenőrzésére szolgál.

Így a minimális kerethossz (csomag preambulum nélkül) 64 bájt (512 bit). Ez az érték határozza meg az 512 bites intervallumok (51,2 µs Ethernet vagy 5,12 µs Fast Ethernet) maximális megengedhető kettős hálózati terjedési késleltetését. A szabvány feltételezi, hogy a preambulum csökkenhet, ahogy a csomag áthalad a különböző hálózati eszközökön, ezért nem veszik figyelembe. A maximális kerethossz 1518 bájt (12144 bit, azaz 1214,4 µs Ethernet esetén, 121,44 µs Fast Ethernet esetén). Ez a méretezés szempontjából fontos. puffer memória hálózati berendezéseket, és felmérni a teljes hálózati terhelést.

A preambulum formátumának megválasztása nem véletlen. Az a tény, hogy a Manchester kódban a váltakozó egyesek és nullák (101010…10) sorozatát az jellemzi, hogy csak a bitintervallumok közepén vannak átmenetek (lásd 2.6.3. fejezet), azaz csak információs átmenetek. . Természetesen a vevő könnyen ráhangolódhat (szinkronizálhat) egy ilyen szekvenciára, még akkor is, ha valamiért néhány bittel lerövidül. A preambulum utolsó két egyedi bitje (11) jelentősen eltér az 101010…10 sorozattól (a bitintervallumok határán is vannak átmenetek). Ezért egy már behangolt vevő könnyen kiválaszthatja őket, és ezáltal érzékelheti a hasznos információ kezdetét (egy keret elejét).

A 10 Mbit/s sebességgel működő Ethernet hálózatok esetében a szabvány négy fő hálózati szegmenstípust határoz meg, amelyek különböző információátviteli médiákra irányulnak:

• 10BASE5 (vastag koaxiális kábel);
• 10BASE2 (vékony koaxiális kábel);
• 10BASE-T (csavart érpár);
• 10BASE-FL (száloptikai kábel).

A szegmens neve három elemet tartalmaz: a 10-es szám 10 Mbit / s átviteli sebességet jelent, a BASE szó - átvitel az alapfrekvencia sávban (vagyis nagyfrekvenciás jelmoduláció nélkül), és az utolsó elem - a megengedett szegmenshossz: 5 - 500 méter, 2 - 200 méter (pontosabban 185 méter) vagy a kommunikációs vonal típusa: T - csavart érpár (az angol csavart érpárból), F - optikai kábel (az angol száloptikából) ).

Hasonlóképpen, a 100 Mbps (Fast Ethernet) sebességgel működő Ethernet hálózathoz a szabvány három szegmenstípust határoz meg, amelyek az átviteli adathordozók típusaiban különböznek egymástól:

• 100BASE-T4 (négyes csavart érpár);
• 100BASE-TX (kettős csavart érpár);
• 100BASE-FX (száloptikai kábel).

Itt a 100-as szám 100 Mbps átviteli sebességet jelent, a T betű - csavart érpár, az F betű - optikai kábel. A 100BASE-TX és 100BASE-FX típusokat néha 100BASE-X néven, a 100BASE-T4 és 100BASE-TX típusokat pedig 100BASE-T néven egyesítik.

Az Ethernet berendezés jellemzőiről, valamint a CSMA / CD cserevezérlő algoritmusról és a ciklikus ellenőrzőösszeg (CRC) számítási algoritmusáról további részleteket a kurzus speciális szakaszaiban tárgyalunk. Itt csak azt kell megjegyezni, hogy az Ethernet hálózat nem különbözik sem a rögzítési jellemzőkben, sem az optimális algoritmusokban, számos paraméterben rosszabb, mint más szabványos hálózatok. De az erős támogatásnak, a legmagasabb szintű szabványosításnak és a hatalmas gyártási mennyiségeknek köszönhetően technikai eszközöket, az Ethernet kiemelkedik a többi szabványos hálózat közül, ezért minden más hálózati technológiát szokás összehasonlítani az Ethernettel.

Az Ethernet technológia fejlődése egyre távolabb kerül az eredeti szabványtól. Az új átviteli médiák és kapcsolók alkalmazása jelentősen növelheti a hálózat méretét. A Manchester-kód kiiktatása (Fast Ethernet és Gigabit Ethernet esetén) megnöveli az adatátviteli sebességet és csökkenti a kábeligényt. A CSMA/CD kezelési módszer elutasítása (teljes duplex csere móddal) lehetővé teszi a munka hatékonyságának drámai növelését és a hálózat hosszára vonatkozó korlátozások megszüntetését. A hálózatok minden új változatát azonban Ethernet hálózatnak is nevezik.

Token ring hálózat

A Token-Ring hálózatot (marker ring) az IBM javasolta 1985-ben (az első verzió 1980-ban jelent meg). Célja volt, hogy az IBM által gyártott összes számítógéptípust hálózatba kapcsolja. Maga a tény, hogy a legnagyobb IBM támogatja számítógépes technológia, arra utal, hogy különös figyelmet igényel. De ugyanilyen fontos, hogy a Token-Ring jelenleg az IEEE 802.5 nemzetközi szabvány (bár vannak kisebb különbségek a Token-Ring és az IEEE 802.5 között). Ez teszi ezt a hálózatot egy szint állapot szerint az Ethernet segítségével.

A Token-Ringet az Ethernet megbízható alternatívájaként fejlesztették ki. És bár az Ethernet most már minden más hálózatot felvált, a Token-Ring nem tekinthető reménytelenül elavultnak. Világszerte több mint 10 millió számítógép kapcsolódik ehhez a hálózathoz.

Az IBM mindent megtett annak érdekében, hogy hálózata minél szélesebb körben elterjedjen: megjelent a részletes dokumentáció az adapterek sematikus diagramjaiig. Ennek eredményeként számos vállalat, például a 3COM, a Novell, a Western Digital, a Proteon és mások megkezdték az adapterek gyártását. A NetBIOS koncepcióját egyébként kifejezetten ehhez a hálózathoz, valamint egy másik IBM PC hálózathoz fejlesztették ki. Ha a korábban létrehozott PC hálózatban az adapterbe épített állandó memóriában NetBIOS programokat tároltak, akkor a Token-Ring hálózatban már NetBIOS emuláló programot használtak. Ez lehetővé tette a hardver jellemzőire való rugalmasabb reagálást és a magasabb szintű programokkal való kompatibilitás fenntartását.

A Token-Ring hálózat gyűrű topológiával rendelkezik, bár külsőre inkább csillagnak tűnik. Ennek oka az a tény, hogy az egyes előfizetők (számítógépek) nem közvetlenül, hanem speciális hubokon vagy többszörös hozzáférésű eszközökön (MSAU vagy MAU - Multistation Access Unit) csatlakoznak a hálózathoz. Fizikailag a hálózat csillaggyűrűs topológiát alkot (7.3. ábra). A valóságban az előfizetők továbbra is egy gyűrűben egyesülnek, azaz mindegyikük információt továbbít az egyik szomszédos előfizetőnek, és kap információt a másiktól.

Rizs. 7.3. Star-Ring Token-Ring hálózati topológia

A koncentrátor (MAU) ugyanakkor lehetővé teszi a konfiguráció központosítását, a hibás előfizetők leválasztását, a hálózatvezérlést stb. (7.4. ábra). Nem végez semmilyen információfeldolgozást.

Rizs. 7.4. A Token-Ring hálózat előfizetőinek összekapcsolása gyűrűvel koncentrátor (MAU) segítségével

Minden előfizető számára egy speciális trönkcsatoló egységet (TCU) használnak a koncentrátor részeként, amely biztosítja automatikus bekapcsolás előfizető a ringben, ha csatlakozik a hubhoz és működik. Ha az előfizető le van választva a hubról, vagy az hibás, akkor a TCU egység automatikusan visszaállítja a gyűrű integritását az előfizető részvétele nélkül. A TCU-t egy egyenáramú jel (az úgynevezett fantomáram) váltja ki, amely a gyűrűhöz csatlakozni kívánó előfizetőtől érkezik. Az előfizető le is kapcsolódhat a gyűrűről, és elvégezhet egy öntesztet (a 7.4. ábrán a jobb szélső előfizető). A fantomáram semmilyen módon nem befolyásolja az információs jelet, mivel a gyűrűben lévő jelnek nincs állandó komponense.

Szerkezetileg a hub egy önálló egység, tíz csatlakozóval az előlapon (7.5. ábra).

Rizs. 7.5. Token-Ring Hub (8228 MAU)

Nyolc központi csatlakozó (1…8) az előfizetők (számítógépek) adapterkábelekkel vagy radiális kábelekkel történő összekapcsolására szolgál. Két szélsőséges csatlakozó: a bemeneti RI (Ring In) és a kimeneti RO (Ring Out) arra szolgál, hogy speciális trönkkábelekkel (Path kábel) csatlakozzon más hubokhoz. A hub falra szerelhető és asztali változata is elérhető.

Vannak passzív és aktív MAU hubok is. Az aktív hub visszaállítja az előfizetőtől érkező jelet (azaz Ethernet hubként működik). A passzív hub nem állítja vissza a jelet, csak átkapcsolja a kommunikációs vonalakat.

A hálózatban a hub lehet az egyetlen (mint a 7.4. ábrán), ebben az esetben csak a hozzá csatlakozó előfizetők záródnak a gyűrűben. Külsőleg egy ilyen topológia csillagnak tűnik. Ha nyolcnál több előfizetőt kell csatlakoztatnia a hálózathoz, akkor több hub csatlakozik gerinckábelekkel, és csillaggyűrűs topológiát alkot.

Mint már említettük, a gyűrűs topológia nagyon érzékeny a gyűrűs kábelszakadásokra. A hálózat túlélőképességének növelése érdekében a Token-Ring egy úgynevezett gyűrűhajtás módot biztosít, amely lehetővé teszi a törés helyének megkerülését.

Normál üzemmódban a hubokat két párhuzamos kábel köti össze gyűrűben, de az információ továbbítása csak az egyiken keresztül történik (7.6. ábra).

Rizs. 7.6. MAU hubok egyesítése normál módban

Egyetlen kábelszakadás (szakadás) esetén a hálózat mindkét kábelen keresztül továbbít, ezzel megkerülve a sérült szakaszt. Ugyanakkor a koncentrátorokhoz csatlakozó előfizetők megkerülésének sorrendje még megmarad (7.7. ábra). Igaz, a gyűrű teljes hossza megnő.

Többszörös kábelsérülés esetén a hálózat több részre (szegmensre) bomlik fel, amelyek nem kapcsolódnak egymáshoz, de teljes mértékben működőképesek maradnak (7.8. ábra). A hálózat maximális része csatlakoztatva marad, mint korábban. Ez természetesen már nem menti meg a hálózat egészét, de lehetővé teszi a hubok előfizetőinek megfelelő elosztása mellett a sérült hálózat funkcióinak jelentős részének megőrzését.

Több hub szerkezetileg összevonható egy csoportba, klaszterbe (cluster), amelyen belül az előfizetők is gyűrűben kapcsolódnak. A fürtök használata lehetővé teszi az egy központhoz csatlakozó előfizetők számának növelését, például akár 16-ra (ha a fürt két hubot tartalmaz).

Rizs. 7.7. A gyűrű összecsukása, ha a kábel sérült

Rizs. 7.8. A gyűrű szétesése a kábel többszörös sérülése esetén

Átviteli közegként az IBM Token-Ring hálózatban először a csavart érpárt alkalmazták, árnyékolatlan (UTP) és árnyékolt (STP) is, de aztán megjelentek a felszerelési lehetőségek a koaxiális kábelre, illetve az FDDI szabványban az optikai kábelre is.

Fő specifikációk a Token-Ring hálózat klasszikus verziója:

• az IBM 8228 MAU típusú hubok maximális száma - 12;
• a hálózat előfizetőinek maximális száma 96;
• az előfizető és a hub közötti kábel maximális hossza 45 méter;
• maximális kábelhossz a hubok között - 45 méter;
• az összes hubot összekötő kábel maximális hossza 120 méter;
• adatátviteli sebesség - 4 Mbps és 16 Mbps.

Minden megadott specifikáció árnyékolatlan csavart érpár használatára vonatkozik. Ha más átviteli közeget használnak, a hálózat jellemzői eltérhetnek. Például árnyékolt csavart érpár (STP) használatakor az előfizetők száma 260-ra növelhető (96 helyett), a kábel hossza 100 méterre (45 helyett), a hubok száma akár 33-ra, és a hubokat összekötő gyűrű teljes hossza - 200 méterig. Az optikai kábel lehetővé teszi a kábel hosszának akár két kilométerre történő növelését.

Az információk Token-Ringben történő átviteléhez kétfázisú kódot használnak (pontosabban annak változatát, a bitintervallum közepén egy kötelező átmenettel). Mint minden csillag topológiánál, nincs szükség további elektromos lezárásra vagy külső földelésre. Az egyeztetést a hálózati adapter hardvere és hubja végzi.

RJ-45 csatlakozók (árnyékolatlan csavart érpárhoz), valamint MIC és DB9P csatlakozók használhatók a Token-Ring kábeleinek csatlakoztatására. A kábelben lévő vezetékek az azonos nevű csatlakozók érintkezőit kötik össze (azaz úgynevezett egyenes kábeleket használnak).

A klasszikus Token-Ring hálózat mind a megengedett méret, mind az előfizetők maximális száma tekintetében alulmúlja az Ethernet hálózatot. Ami az átviteli sebességet illeti, jelenleg a Token-Ring 100 Mbps (High Speed ​​​​Token-Ring, HSTR) és 1000 Mbps (Gigabit Token-Ring) verziója létezik. A Token-Ringet támogató cégek (köztük IBM, Olicom, Madge) nem szándékoznak feladni hálózatukat, tekintve, hogy az Ethernet méltó versenytársa.

A Token-Ring berendezések az Ethernet berendezésekhez képest észrevehetően drágábbak, mivel bonyolultabb cserevezérlési módszert alkalmaznak, így a Token-Ring hálózat nem terjedt el annyira.

Az Ethernettel ellentétben azonban a Token-Ring hálózat sokkal jobban tudja tartani a magas terhelési szintet (több mint 30-40%), és garantált hozzáférési időt biztosít. Erre például ipari hálózatokban van szükség, ahol a külső eseményre adott reakció késedelmet okozhat súlyos balesetek.

A Token-Ring hálózat a klasszikus token hozzáférési módszert alkalmazza, vagyis a gyűrű körül folyamatosan kering egy token, amelyhez az előfizetők csatolhatják adatcsomagjaikat (lásd 7.8. ábra). Ez magában foglalja a hálózat olyan fontos előnyét, mint az ütközések hiánya, de vannak hátrányai is, különösen a marker integritásának ellenőrzése és a hálózat minden előfizetőtől való függősége (hiba esetén, az előfizetőt ki kell zárni a ringből).

A Token-Ringben a csomag továbbításának határideje 10 ms. Maximum 260 előfizetővel a gyűrű teljes ciklusa 260 x 10 ms = 2,6 s lesz. Ez idő alatt mind a 260 előfizető át tudja adni a csomagjait (persze, ha lesz mit átvinni). Ezalatt minden előfizetőhöz biztosan eljut egy ingyenes token. Ugyanez az intervallum a Token-Ring hozzáférési idejének felső határa.

Minden hálózati előfizetőnek (hálózati adapterének) a következő funkciókat kell végrehajtania:

• átviteli hibák észlelése;
• hálózatkonfiguráció ellenőrzése (hálózat helyreállítása az őt megelőző előfizető meghibásodása esetén);
• a hálózatban elfogadott többszörös időzítés vezérlése.

A funkciók nagy száma természetesen bonyolítja és növeli a hálózati adapterek költségeit.

A token sértetlenségének ellenőrzésére a hálózatban az egyik előfizetőt (az úgynevezett aktív monitort) használják. Felszereltsége ugyanakkor nem különbözik a többitől, de szoftveres eszközei figyelik a hálózatban lévő időviszonyokat, és szükség esetén új markert képeznek.

Az aktív monitor a következő funkciókat látja el:

• jelölőt indít a gyűrűbe a munka megkezdésekor és eltűnésekor;
• rendszeresen (7 másodpercenként egyszer) jelzi jelenlétét egy speciális vezérlőcsomaggal (AMP - Active Monitor Present);
• eltávolítja a gyűrűből azt a csomagot, amelyet az azt küldő előfizető nem törölt;
• nyomon követi a megengedett csomagátviteli időt.

Az aktív monitor a hálózat inicializálásakor kerül kiválasztásra; ez lehet a hálózat bármely számítógépe, de általában ez lesz a hálózathoz csatlakozó első előfizető. Az aktív monitorrá vált előfizető saját puffert (shift regisztert) tartalmaz a hálózatban, ami garantálja, hogy a marker a minimális gyűrűhossz mellett is beleférjen a gyűrűbe. Ennek a puffernek a mérete 4 Mbps esetén 24 bit, 16 Mbps esetén 32 bites.

Minden előfizető folyamatosan figyeli, hogy az aktív monitor hogyan látja el feladatait. Ha az aktív monitor valamilyen okból meghibásodik, akkor aktiválódik egy speciális mechanizmus, amellyel az összes többi előfizető (tartalék, tartalék monitor) dönt az új aktív monitor kijelöléséről. Ennek érdekében az aktív monitorhibát észlelő előfizető egy vezérlőcsomagot (token request csomag) küld a gyűrűn a MAC-címével. Minden következő előfizető összehasonlítja a csomag MAC-címét a sajátjával. Ha a saját címe kisebb, akkor változatlanul továbbadja a csomagot. Ha több, akkor beállítja a MAC-címét a csomagban. Az aktív monitor az az előfizető lesz, akinek a MAC-címe nagyobb, mint a többié (háromszor kell visszakapnia egy csomagot a MAC-címével). Az aktív monitor meghibásodásának jele, ha a felsorolt ​​funkciók valamelyikét nem hajtja végre.

A Token-Ring hálózati token egy vezérlőcsomag, amely mindössze három bájtot tartalmaz (7.9. ábra): a kezdő határoló bájt (SD - Start Delimiter), a hozzáférés-vezérlő bájt (AC - Access Control) és a véghatároló bájt (ED - End) Határoló). Ez a három bájt is része az információs csomagnak, azonban funkcióik a markerben és a csomagban kissé eltérnek.

A kezdő- és véghatárolók nem csupán nullák és egyesek sorozata, hanem speciális jeleket is tartalmaznak. Ez azért történt, hogy a határoló jeleket ne lehessen összetéveszteni a csomagokban lévő többi bájttal.

Rizs. 7.9. Token-Ring hálózati token formátum

Az SD kezdeti határoló négy nem szabványos bitintervallumot tartalmaz (7.10. ábra). Közülük kettő, J-vel jelölve alacsony szint jelet a teljes bitintervallum alatt. A másik két, K-val jelölt bit magas jelszintet jelent a teljes bitintervallum alatt. Nyilvánvaló, hogy az ilyen szinkronizálási hibákat a vevő könnyen észleli. A J és K bit soha nem fordulhat elő a hasznos bitek között.

Rizs. 7.10. Bevezető (SD) és záró (ED) határoló formátumok

Az ED végső határoló négy speciális bitet (két J bitet és két K bitet) és két 1 bitet is tartalmaz. De emellett két információs bitet is tartalmaz, amelyeknek csak egy információs csomag részeként van értelme:

• Az I. bit (Intermediate) egy közbenső csomag jele (1 a lánc vagy köztes csomag elsőjének felel meg, 0 - a lánc utolsó vagy egyetlen csomagjának).
• Az E bit (Hiba) az észlelt hiba jele (0 a hibák hiányát, 1 a meglétét jelenti).

A hozzáférés-vezérlő bájt (AC - Access Control) négy mezőre van felosztva (7.11. ábra): prioritási mezőre (három bit), jelölőbitre, figyelőbitre és foglalási mezőre (három bit).

Rizs. 7.11. Hozzáférés-vezérlési bájtformátum

A prioritási bitek (mező) lehetővé teszik az előfizető számára, hogy prioritást rendeljen a csomagjaihoz vagy tokenjéhez (a prioritás 0 és 7 között lehet, ahol a 7 a legmagasabb prioritásnak, 0 a legalacsonyabbnak felel meg). Egy előfizető csak akkor csatolhatja saját csomagját a tokenhez, ha saját prioritása (csomagjainak prioritása) azonos vagy magasabb, mint a token prioritása.

A jelölőbit határozza meg, hogy egy csomag hozzá van-e csatolva a jelölőhöz vagy sem (egy a csomag nélküli markernek, a nulla a csomaggal rendelkező markernek felel meg). Az egyesre beállított monitorbit azt jelzi, hogy a tokent az aktív monitor küldte.

A lefoglalási bitek (mező) lehetővé teszik az előfizető számára, hogy fenntartsa a jogát a hálózat további lefoglalására, azaz a szolgáltatásra való sor felvételére. Ha az előfizető prioritása (csomagjainak prioritása) magasabb, mint a foglalási mező aktuális értéke, akkor oda írhatja saját prioritását az előző helyett. A kör megkerülése után az összes előfizető legmagasabb prioritása kerül rögzítésre a foglalás mezőben. A foglalási mező tartalma hasonló a prioritási mező tartalmához, de jövőbeli prioritást jelez.

A prioritási és foglalási mezők használatával csak azok az előfizetők érhetik el a hálózatot, akiknek a legmagasabb prioritású átvitelre szánt csomagjaik vannak. A kisebb prioritású csomagok csak akkor lesznek kiszolgálva, ha a magasabb prioritású csomagok kimerültek.

Az információs csomag (keret) Token-Ring formátuma az ábrán látható. 7.12. Ez a csomag a kezdő és záró határolón, valamint a hozzáférés-vezérlő bájton kívül tartalmazza a csomagvezérlő bájtot, a vevő és az adó hálózati címét, az adatokat, az ellenőrző összeget és a csomagállapot-byte-ot is.

Rizs. 7.12. A Token-Ring hálózat csomag (frame) formátuma (a mezők hossza bájtban van megadva)

Egy csomag (keret) mezőinek célja.

• A start elválasztó (SD) a csomag elejét jelzi, a formátum megegyezik a markerben lévővel.
• A hozzáférés-vezérlési (AC) bájt formátuma megegyezik a token formátumával.
• A Frame Control (FC) bájt határozza meg a csomag (frame) típusát.
• A csomag forrásának és céljának hatbájtos MAC-címe a 4. fejezetben leírt szabványos formátumot követi.
• Az adatmező (Data) tartalmazza a továbbítandó adatokat (az információs csomagban) vagy a cserevezérlő információkat (a vezérlőcsomagban).
• A Frame Check Sequence (FCS) mező a csomag (CRC) 32 bites ciklikus ellenőrző összege.
• A záró határoló (ED), mint a tokenben, jelzi a csomag végét. Ezenkívül meghatározza, hogy az adott csomag köztes vagy végleges-e a továbbított csomagok sorrendjében, és tartalmaz-e csomaghiba jelét is (lásd 7.10. ábra).
• A csomagállapot-byte (FS - Frame Status) jelzi, hogy mi történt ezzel a csomaggal: látta-e a vevő (vagyis van-e adott címmel rendelkező vevő), és bemásolta-e a vevő memóriájába. Ebből a csomag feladója tudni fogja, hogy a csomag elérte-e a rendeltetési helyét és hiba nélkül, vagy újra kell küldeni.

Megjegyzendő, hogy az Ethernet hálózathoz képest az egy csomagban továbbított adatok nagyobb megengedett mérete döntő tényező lehet a hálózati teljesítmény növelésében. Elméletileg 16 Mbps és 100 Mbps átviteli sebesség esetén az adatmező hossza akár a 18 KB-ot is elérheti, ami nagy adatmennyiség átvitelénél fontos. De még 4 Mb/s sebességnél is, a token hozzáférési módszernek köszönhetően, a Token-Ring hálózat gyakran nagyobb tényleges átviteli sebességet biztosít, mint az Ethernet hálózat (10 Mbps). A Token-Ring előnye különösen nagy terhelésnél (30-40% felett) szembetűnő, mivel ebben az esetben a CSMA / CD módszer sok időt vesz igénybe az ismétlődő konfliktusok megoldásához.

A csomagot továbbítani kívánó előfizető megvárja az ingyenes token megérkezését, és rögzíti azt. A rögzített token információs csomag keretté alakul. Ezután az előfizető információs csomagot küld a gyűrűnek, és várja annak visszaküldését. Ezt követően felszabadítja a tokent, és visszaküldi a hálózatnak.

A Token-Ring hálózatban a token és a normál csomagon kívül egy speciális vezérlőcsomag is továbbítható, amely az átvitel megszakítására (Abort) szolgál. Bármikor és bárhol elküldhető az adatfolyamban. Ez a csomag két egybájtos mezőből áll - a leírt formátum kezdeti (SD) és végső (ED) határolóiból.

Érdekes módon a Token-Ring gyorsabb verziója (16 Mbps és magasabb) az úgynevezett Early Token Release (ETR) módszert használja. Lehetővé teszi, hogy elkerülje a hálózat terméktelen használatát, miközben az adatcsomag nem érkezik vissza a gyűrűn keresztül a feladójához.

Az ETR módszer abban rejlik, hogy a tokenhez csatolt csomagjának továbbítása után azonnal bármely előfizető új ingyenes tokent bocsát ki a hálózatba. Más előfizetők az előző előfizető csomagjának vége után azonnal megkezdhetik a csomagjaik továbbítását, anélkül, hogy megvárnák, amíg a teljes hálózati gyűrű áthidalását befejezi. Ennek eredményeképpen egyszerre több csomag is lehet a hálózatban, de mindig nem lesz több szabad tokennél. Ez a csővezeték különösen hatékony hosszú, jelentős terjedési késleltetésű hálózatokon.

Amikor az előfizető a hubhoz csatlakozik, az autonóm önellenőrzést és kábeltesztet hajt végre (még nincs benne a gyűrűben, mivel nincs fantomáramjel). Az előfizető csomagok sorozatát küldi el magának, és ellenőrzi azok áthaladásának helyességét (bemenetét a TCU közvetlenül a kimenetéhez köti, ahogy az a 7.4. ábrán látható). Ezt követően az előfizető beleveszi magát a ringbe, és fantomáramot küld. A felvétel időpontjában a gyűrű körül továbbított csomag sérült lehet. Ezután az előfizető beállítja a szinkronizálást, és ellenőrzi, hogy van-e aktív monitor a hálózaton. Ha nincs aktív monitor, az előfizető versenyt indít azzá válás jogáért. Ezután az előfizető ellenőrzi saját címének egyediségét a gyűrűben, és információkat gyűjt a többi előfizetőről. Ezt követően a hálózaton keresztüli csere teljes körű résztvevőjévé válik.

A csere során minden előfizető figyeli az előző előfizető állapotát (a hurok mentén). Ha az előző előfizető meghibásodását gyanítja, elindítja az eljárást automatikus helyreállítás gyűrűk. Egy speciális vezérlőcsomag (beacon) tájékoztatja az előző előfizetőt, hogy öntesztet kell végezni, és esetleg le kell kapcsolódni a gyűrűről.

A Token-Ring hálózat hidak és kapcsolók használatát is biztosítja. Arra használják, hogy egy nagy gyűrűt több gyűrűszegmensre osztanak fel, amelyek csomagokat cserélhetnek egymással. Ez lehetővé teszi, hogy csökkentse az egyes szegmensek terhelését, és növelje az egyes előfizetők számára biztosított időarányt.

Ennek eredményeként lehetőség van elosztott gyűrű kialakítására, azaz több gyűrűszegmens egy nagy gerincgyűrűvel való kombinációjára (7.13. ábra), vagy csillaggyűrűs szerkezetre egy központi kapcsolóval, amelyhez a gyűrűszegmensek kapcsolódnak ( 7.14. ábra).

Rizs. 7.13. Szegmensek kombinálása főgyűrűvel hidak segítségével

Rizs. 7.14. Szegmensek kombinálása központi kapcsolóval

Az Arcnet hálózat (vagy az ARCnet az angol Attached Resource Computer Net szóból, a csatlakoztatott erőforrások számítógépes hálózata) az egyik legrégebbi hálózat. A Datapoint Corporation fejlesztette ki 1977-ben. Nincsenek nemzetközi szabványok erre a hálózatra, bár a token hozzáférési módszer ősének tekintik. A szabványok hiánya ellenére az Arcnet hálózat egészen a közelmúltig (1980-1990) népszerű volt, még az Ethernettel is komolyan versenyzett. Számos cég (például Datapoint, Standard Microsystems, Xircom stb.) gyártott berendezéseket az ilyen típusú hálózatokhoz. Most azonban gyakorlatilag leállt az Arcnet berendezések gyártása.

Az Arcnet hálózat fő előnyei az Ethernet-hez képest a korlátozott hozzáférési idő, a nagy kommunikációs megbízhatóság, az egyszerű diagnosztika és az adapterek viszonylag alacsony költsége. A hálózat legjelentősebb hátránya az alacsony információátviteli sebesség (2,5 Mbps), a címzési rendszer és a csomagformátum.

Az Arcnet hálózatban történő információtovábbításhoz egy meglehetősen ritka kódot használnak, amelyben egy bitintervallum alatt két impulzus felel meg egy logikai egységnek, egy impulzus pedig egy logikai nullának. Nyilvánvaló, hogy ez egy önszinkronizáló kód, amely még Manchesternél is nagyobb kábelsávszélességet igényel.

A hálózatban átviteli közegként egy 93 ohm karakterisztikus impedanciájú koaxiális kábelt használnak, például RG-62A/U márkájú. A csavart érpárú változatokat (árnyékolt és árnyékolatlan) nem használják széles körben. Száloptikai lehetőségeket is javasoltak, de ezek sem mentették meg az Arcnetet.

Az Arcnet hálózat egy klasszikus buszt (Arcnet-BUS), valamint egy passzív csillagot (Arcnet-STAR) használ topológiájaként. Hubokat használnak a csillagban. A busz- és csillagszegmensek fa topológiává kombinálhatók hubok segítségével (mint az Ethernetben). A fő korlátozás az, hogy a topológiában nem lehetnek zárt útvonalak (hurkok). Egy másik korlátozás: az elosztókkal összekapcsolt szegmensek száma nem haladhatja meg a hármat.

A hubok két típusból állnak:

• Aktív koncentrátorok (a bejövő jelek alakjának helyreállítása és felerősítése). A portok száma 4-től 64-ig terjed. Az aktív hubok összekapcsolhatók (lépcsőzetesek).
• Passzív hubok (egyszerűen keverje össze a bejövő jeleket erősítés nélkül). A portok száma 4. A passzív hubok nem kapcsolhatók össze. Csak aktív hubokat és/vagy hálózati adaptereket tudnak kötni.

Buszszegmensek csak aktív hubokhoz köthetők.

A hálózati adapterek két típusban is kaphatók:

• Nagy impedanciájú (Bus) buszszegmensekben való használatra tervezve:
• Alacsony impedanciájú (Csillag) passzív csillagokban való használatra készült.

Az alacsony impedanciájú adapterek abban különböznek a nagy impedanciájú adapterektől, hogy 93 ohmos illeszkedő lezárókat tartalmaznak. Használatuk során nincs szükség külső jóváhagyásra. A buszszegmensekben az alacsony impedanciájú adapterek használhatók a buszvégződések lezárásaként. A nagy impedanciájú adapterekhez külső 93 ohmos lezáróelemek szükségesek. Egyes hálózati adapterek képesek nagy impedanciájú állapotról alacsony impedanciájú állapotra váltani, működhetnek buszon vagy csillagban.

Így az Arcnet hálózat topológiája a következő (7.15. ábra).

Rizs. 7.15. Arcnet busz topológia (B - busz adapterek, S - csillag adapterek)

Az Arcnet hálózat főbb műszaki jellemzői a következők.

• Átviteli közeg - koaxiális kábel, csavart érpár.
• A hálózat maximális hossza 6 kilométer.
• A maximális kábelhossz az előfizetőtől a passzív hubig 30 méter.
• A maximális kábelhossz az előfizetőtől az aktív hubig 600 méter.
• Az aktív és passzív hubok közötti maximális kábelhossz 30 méter.
• Az aktív hubok közötti maximális kábelhossz 600 méter.
• A hálózat előfizetőinek maximális száma 255.
• A buszszegmens előfizetőinek maximális száma 8.
• A buszon az előfizetők közötti minimális távolság 1 méter.
• A gumiabroncs-szegmens maximális hossza 300 méter.
• Az adatátviteli sebesség 2,5 Mbps.

Összetett topológiák létrehozásakor ügyelni kell arra, hogy az előfizetők közötti hálózatban a jelterjedési késleltetés ne haladja meg a 30 μs-ot. A jel maximális csillapítása a kábelben 5 MHz frekvencián nem haladhatja meg a 11 dB-t.

Az Arcnet hálózat token hozzáférési módszert használ (jogátruházás), de ez némileg eltér a Token-Ring hálózatétól. Ez a módszer áll a legközelebb az IEEE 802.4 szabványban megadotthoz. Az előfizetők műveleteinek sorrendje ezzel a módszerrel:

1. A küldeni akaró előfizető megvárja a token megérkezését.

2. Miután megkapta a tokent, információ továbbítási kérést küld a vevő-előfizetőnek (megkérdezi, hogy a vevő készen áll-e a csomag elfogadására).

3. A címzett, miután megkapta a kérést, választ küld (megerősíti készenlétét).

4. A készenléti visszaigazolást követően az előfizető-adó elküldi a csomagját.

5. A csomag átvétele után a vevő visszaigazolást küld a csomag átvételéről.

6. Az adó, miután megkapta a visszaigazolást a csomag átvételéről, befejezi kommunikációs munkamenetét. Ezt követően a tokent a hálózati címek csökkenő sorrendjében továbbítja a következő előfizetőnek.

Így ebben az esetben a csomag csak akkor kerül továbbításra, ha megbizonyosodik arról, hogy a vevő készen áll a fogadására. Ez jelentősen növeli a sebességváltó megbízhatóságát.

Csakúgy, mint a Token-Ring esetében, az Arcnet konfliktusai teljesen kizártak. Mint minden token hálózat, az Arcnet is jól tartja a terhelést, és garantálja a hálózati hozzáférési időt (ellentétben az Ethernettel). A jelölő összes előfizetőjének megkerülési ideje 840 ms. Ennek megfelelően ugyanaz az intervallum határozza meg a hálózati hozzáférési idő felső határát.

A jelölőt egy speciális előfizető - a hálózati vezérlő - alkotja. A minimális (nulla) címmel rendelkező előfizető.

Ha az előfizető 840 ms-on belül nem kap ingyenes tokent, akkor hosszú bitsorozatot küld a hálózatnak (a sérült régi token megsemmisítésének biztosítása érdekében). Ezt követően megtörténik a hálózat felügyelete és (ha szükséges) új vezérlő hozzárendelése.

Az Arcnet csomag mérete 0,5 KB. Az adatmezőn kívül 8 bites vevő- és adócímeket, valamint 16 bites ciklikus ellenőrző összeget (CRC) is tartalmaz. Az ilyen kis csomagméret nem túl kényelmes a hálózaton keresztüli nagy intenzitású adatcsere mellett.

Az Arcnet hálózati adapterek abban különböznek a többi hálózati adaptertől, hogy saját hálózati címük beállításához kapcsolókra vagy jumperekre van szükség (összesen 255 lehet, mivel az utolsó, 256. címet használják a hálózatban a broadcast módhoz). Az egyes hálózati címek egyediségének ellenőrzése teljes mértékben a hálózati felhasználók felelőssége. Az új előfizetők csatlakoztatása meglehetősen bonyolulttá válik, mivel be kell állítani a még nem használt címet. A 8 bites címformátum választása 255-re korlátozza a hálózatban engedélyezett előfizetők számát, ami nagy cégek számára nem biztos, hogy elegendő.

Mindez az Arcnet hálózat szinte teljes felhagyásához vezetett. Az Arcnet hálózatnak voltak olyan változatai, amelyeket 20 Mbps átviteli sebességre terveztek, de ezeket nem alkalmazták széles körben.

Olvasandó cikkek:

6. előadás: Standard Ethernet/Fast Ethernet hálózati szegmensek

Fast Ethernet - az IEEE 802.3 u specifikáció, amelyet hivatalosan 1995. október 26-án fogadtak el, meghatározza a kapcsolati réteg protokoll szabványát a réz- és optikai kábellel egyaránt 100 Mb / s sebességgel működő hálózatok számára. Az új specifikáció az IEEE 802.3 Ethernet szabvány utódja, ugyanazt a keretformátumot, CSMA/CD adathordozó hozzáférési mechanizmust és csillag topológiát használja. Az evolúció a fizikai rétegbeli létesítmények konfigurációjának több elemét érintette, ami növelte az áteresztőképességet, beleértve a használt kábeltípusokat, a szegmensek hosszát és a hubok számát.

Fizikai réteg

A Fast Ethernet szabvány háromféle 100 Mbps sebességű Ethernet jelátviteli adathordozót határoz meg.

· 100Base-TX - két csavart érpár. Az átvitel az ANSI (Amerikai Nemzeti Szabványügyi Intézet – Amerikai Nemzeti Szabványügyi Intézet) által kifejlesztett, csavart fizikai közegben történő adatátvitel szabványának megfelelően történik. A csavart adatkábel lehet árnyékolt vagy árnyékolatlan. 4V/5V adatkódoló algoritmust és MLT-3 fizikai kódolási módszert használ.

· 100Base-FX - kéteres, optikai kábel. Az átvitel az ANSI által kifejlesztett, üvegszálas adathordozókra vonatkozó adatátviteli szabványnak megfelelően történik. 4V/5V adatkódoló algoritmust és NRZI fizikai kódolási módszert használ.

· A 100Base-T4 egy speciális specifikáció, amelyet az IEEE 802.3u bizottság fejlesztett ki. Ennek a specifikációnak megfelelően az adatátvitel négy csavart érpáron, 3-as kategóriájú UTP-kábelen keresztül történik, amely 8V/6T adatkódoló algoritmust és NRZI fizikai kódolási módszert használ.

Multimódusú kábel

Ez a fajta optikai kábel 50 vagy 62,5 mikrométer magátmérőjű, 125 mikrométer vastag külső köpenyű szálat használ. Az ilyen kábelt többmódusú optikai kábelnek nevezik, 50/125 (62,5/125) mikrométeres szálakkal. A fényjel multimódusú kábelen történő továbbításához 850 (820) nanométer hullámhosszú LED adó-vevőt használnak. Ha egy multimódusú kábel két, full duplex üzemmódban működő kapcsolóport köt össze, akkor akár 2000 méter hosszú is lehet.

Egymódusú kábel

Az egymódusú optikai kábel magátmérője kisebb, 10 mikrométer, mint a többmódusú szálé, az egymódusú kábelen történő átvitelhez pedig lézer adó-vevőt használnak, amely együttesen biztosítja a hatékony átvitelt nagy távolságokon. Az átvitt fényjel hullámhossza közel van a mag átmérőjéhez, ami 1300 nanométer. Ezt a számot nulla diszperziós hullámhossznak nevezik. Az egymódusú kábelben a szórás és a jelveszteség nagyon kicsi, ami lehetővé teszi a fényjelek nagyobb távolságra történő továbbítását, mint többmódusú szál használata esetén.

38. Gigabit Ethernet technológia, általános jellemzők, a fizikai környezet specifikációja, alapfogalmak.
3.7.1. A szabvány általános jellemzői

A Fast Ethernet termékek piaci megjelenése után meglehetősen gyorsan a hálózati integrátorok és a rendszergazdák bizonyos korlátokat éreztek az építésben vállalati hálózatok. A 100 Mbps-os kapcsolaton keresztül csatlakozó szerverek sok esetben túlterhelték a hálózati gerinchálózatokat, amelyek szintén 100 Mbps sebességgel működnek – FDDI és Fast Ethernet gerinchálózat. Szükség volt a sebességek hierarchiájának következő szintjére. 1995-ben már csak az ATM switchek tudtak nagyobb sebességet biztosítani, és a technológia helyi hálózatokba való áttelepítésére akkoriban kényelmes módok hiányában (bár a LAN Emulation - LANE specifikációt 1995 elején fogadták el, gyakorlati megvalósítása még előtte állt ), hogy bevezesse őket a helyi hálózatba Szinte senki sem merte. Ráadásul az ATM technológia nagyon drága volt.

Ezért logikusnak tűnt az IEEE következő lépése – 5 hónappal a Fast Ethernet szabvány 1995. júniusi végleges elfogadása után az IEEE High-Speed ​​​​Research Group utasította, hogy fontolja meg egy még magasabb szintű Ethernet szabvány kifejlesztésének lehetőségét. bitsebességek.

1996 nyarán a 802.3z csoport bejelentette, hogy az Ethernethez a lehető legközelebb eső, de 1000 Mbps bitsebességű protokollt fejleszt ki. A Fast Ethernethez hasonlóan az üzenetet is nagy lelkesedéssel fogadták az Ethernet hívei.

A lelkesedés fő oka a hálózati gerincek ugyanolyan zökkenőmentes átállásának lehetősége volt a Gigabit Ethernetre, hasonlóan ahhoz, ahogy a hálózati hierarchia alacsonyabb szintjein található túlterhelt Ethernet-szegmensek átkerültek a Fast Ethernet-be. Ezen kívül már volt tapasztalat a gigabites sebességű adatátvitelben, mind a területi hálózatokban (SDH technológia), mind a helyi hálózatokban - Fibre Channel technológia, amelyet elsősorban nagy sebességű perifériák nagy számítógépekhez történő csatlakoztatására használnak, és optikai szálon továbbítják az adatokat. optikai kábel közel gigabitről 8V/10V redundancia kódon keresztül.

A szabvány első változatát 1997 januárjában vizsgálták, a végleges 802.3z szabványt pedig 1998. június 29-én fogadták el az IEEE 802.3 bizottság ülésén. A gigabites Ethernet csavart érpáros 5. kategórián keresztüli megvalósításával kapcsolatos munkát egy speciális 802.3ab bizottsághoz ruházták át, amely már több lehetőséget is mérlegelt a szabvány tervezetéhez, és 1998 júliusa óta a projekt meglehetősen stabillá vált. A 802.3ab szabvány végleges elfogadása 1999 szeptemberében várható.

Anélkül, hogy megvárták volna a szabvány elfogadását, egyes vállalatok 1997 nyarára kiadták az első Gigabit Ethernet berendezést optikai kábelen.

A Gigabit Ethernet szabvány fejlesztőinek fő gondolata a klasszikus Ethernet technológia elképzeléseinek maximális megőrzése az 1000 Mbps bitsebesség elérése mellett.

Mivel egy új technológia kidolgozásakor természetes, hogy olyan műszaki újításokra számíthatunk, amelyek a fejlődés általános irányába mutatnak hálózati technológiák, fontos megjegyezni, hogy a Gigabit Ethernet, valamint lassabb társai protokoll szinten nem fog támogatás:

• szolgáltatás minősége;
• redundáns linkek;
• csomópontok és berendezések működőképességének tesztelése (utóbbi esetben a port-port kommunikáció tesztelésének kivételével, ahogy az Ethernet 10Base-T és 10Base-F és Fast Ethernet esetében történik).

Mindhárom tulajdonság nagyon ígéretesnek és hasznosnak tekinthető modern hálózatok, és különösen a közeljövő hálózataiban. Miért utasítják el őket a Gigabit Ethernet szerzői?

A Gigabit Ethernet technológia fejlesztőinek fő gondolata az, hogy sok olyan hálózat van és lesz, amelyben a gerinchálózat nagy sebessége és a kapcsolókban lévő csomagok prioritásainak kiosztása elegendő lesz a minőség biztosításához. szállítási szolgáltatás minden hálózati ügyfél számára. És csak azokban a ritka esetekben, amikor a gerinchálózat meglehetősen leterhelt és a szolgáltatás minőségi követelményei nagyon szigorúak, szükséges az ATM technológia alkalmazása, amely magas műszaki összetettsége miatt valóban garantálja a szolgáltatás minőségét minden főbb típusnál. forgalom.

39. Hálózati technológiákban alkalmazott strukturális kábelezési rendszer.
A Structured Cabling System (SCS) kapcsolóelemek (kábelek, csatlakozók, csatlakozók, keresztpanelek és szekrények), valamint ezek együttes használatának technikája, amely lehetővé teszi a számítógépes hálózatokban szabályos, könnyen bővíthető kommunikációs struktúrák létrehozását. .

A strukturált kábelezési rendszer egyfajta "konstruktor", melynek segítségével a hálózattervező szabványos csatlakozókkal összekötött, szabványos keresztpanelekre kapcsolt szabványos kábelekből építi fel a számára szükséges konfigurációt. Ha szükséges, a csatlakozási konfiguráció egyszerűen módosítható - számítógép hozzáadása, szegmentálása, átkapcsolása, a szükségtelen berendezések eltávolítása, valamint a számítógépek és a hubok közötti kapcsolatok módosítása.

A strukturált kábelezési rendszer kiépítésénél figyelembe kell venni, hogy a vállalkozás minden munkahelyét fel kell szerelni telefon és számítógép csatlakoztatására szolgáló aljzatokkal, még akkor is, ha erre jelenleg nincs szükség. Vagyis egy jó felépítésű kábelezési rendszer redundánsan épül fel. Ezzel pénzt takaríthatunk meg a jövőben, mivel az új eszközök csatlakoztatásán a már lefektetett kábelek visszacsatlakoztatásával lehet változtatni.

A strukturált kábelezési rendszer tipikus hierarchikus felépítése a következőket tartalmazza:

• vízszintes alrendszerek (a padlón belül);
• függőleges alrendszerek (épületen belül);
• campus alrendszer (azonos területen több épülettel).

Vízszintes alrendszerösszeköti a padló keresztszekrényét a felhasználói aljzatokkal. Az ilyen típusú alrendszerek az épület emeleteinek felelnek meg. Függőleges alrendszer minden emelet keresztszekrényeit összeköti az épület központi vezérlőtermével. A következő lépés a hierarchiában campus alrendszer, amely több épületet összeköt az egész campus fő hardverével. A kábelrendszernek ezt a részét általában gerincnek nevezik.

A strukturált kábelezési rendszer használata a kaotikus kábelezés helyett számos előnnyel jár a vállalkozás számára.

· Sokoldalúság. Egy jól átgondolt felépítésű kábelezési rendszer egyetlen környezetté válhat a számítógépes adatok helyi hálózaton történő továbbítására, a helyi telefonhálózat megszervezésére, a videó információk továbbítására, sőt a tűzvédelmi érzékelők vagy biztonsági rendszerek jeleinek továbbítására is. Ez lehetővé teszi a vállalat üzleti szolgáltatásainak és életfenntartó rendszereinek számos ellenőrzési, felügyeleti és kezelési folyamatának automatizálását.

· Meghosszabbított élettartam. Egy jól felépített kábelezési rendszer elavulási ideje 10-15 év is lehet.

· Csökkentse az új felhasználók hozzáadásának és az elhelyezéseik módosításának költségeit. Ismeretes, hogy egy kábelrendszer költsége jelentős, és elsősorban nem a kábel költsége, hanem a lefektetés költsége határozza meg. Ezért előnyösebb egyszeri kábelfektetést végezni, esetleg nagy hossztartalékkal, mint többszöri lefektetést, a kábel hosszának növelésével. Ezzel a megközelítéssel a felhasználó hozzáadásával vagy áthelyezésével kapcsolatos minden munka a számítógép egy meglévő aljzathoz való csatlakoztatásán múlik.

· Könnyű hálózatbővítési lehetőség. A strukturált kábelezési rendszer moduláris, ezért könnyen bővíthető. Például hozzáadhat egy új alhálózatot a gerinchálózathoz anélkül, hogy ez befolyásolná a meglévő alhálózatokat. Egyetlen alhálózati kábeltípust kicserélhet a hálózat többi részétől függetlenül. A strukturált kábelezési rendszer az alapja annak, hogy a hálózatot kezelhető logikai szegmensekre osztjuk fel, mivel maga már fizikai szegmensekre van osztva.

· Hatékonyabb szolgáltatás nyújtása. A strukturált kábelezési rendszer megkönnyíti a karbantartást és a hibaelhárítást, mint egy buszkábelezési rendszer esetében. A kábelrendszer buszos felépítésében valamelyik eszköz vagy csatlakozóelem meghibásodása a teljes hálózat nehezen lokalizálható meghibásodásához vezet. A strukturált kábelezési rendszerekben az egyik szegmens meghibásodása nem érinti a többit, mivel a szegmensek hubok segítségével kapcsolódnak össze. A hubok diagnosztizálják és lokalizálják a hibás részt.

· Megbízhatóság. A strukturált kábelezési rendszer megnövelte a megbízhatóságot, hiszen egy ilyen rendszer gyártója nem csak az egyes alkatrészeinek minőségét, hanem azok kompatibilitását is garantálja.

40. Hubok és hálózati adapterek, alapelvek, használat, alapfogalmak.
A hubok a hálózati adapterekkel, valamint a kábelrendszerrel együtt jelentik azt a minimális felszerelést, amellyel helyi hálózatot hozhat létre. Egy ilyen hálózat közös megosztott környezet lesz

Hálózati adapter(Hálózati interfész kártya, NIC) meghajtójával együtt megvalósítja a másodikat, link réteg nyílt rendszerek modelljei a hálózat végpontjában - egy számítógép. Pontosabban a hálózatban operációs rendszer a páros adapter és illesztőprogram csak a fizikai és a MAC réteg funkcióit látja el, míg az LLC réteget általában egy operációs rendszer modul valósítja meg, amely minden meghajtónál és hálózati adapternél azonos. Valójában ennek így kell lennie az IEEE 802 protokollverem modellnek megfelelően, például a Windows NT-ben az LLC szint az NDIS modulban van implementálva, ami minden hálózati adapter illesztőprogramjában közös, függetlenül az illesztőprogram technológiájától támogatja.

A hálózati adapter a meghajtóval együtt két műveletet hajt végre: keretet küld és fogad.

Az ügyfélszámítógépekhez készült adapterekben a munka nagy része az illesztőprogramra hárul, így az adapter egyszerűbb és olcsóbb. Ennek a megközelítésnek a hátránya, hogy a számítógép központi processzorát nagymértékben leterheli a számítógép RAM-jából a hálózatba való keretek átvitelének rutinmunkája. A központi processzor kénytelen elvégezni ezt a munkát ahelyett, hogy felhasználói alkalmazási feladatokat látna el.

A hálózati adaptert konfigurálni kell, mielőtt telepítené a számítógépre. Az adapter konfigurálásakor általában meg kell adni az adapter által használt IRQ számot, a csatorna számát közvetlen hozzáférés a DMA memóriába (ha az adapter támogatja a DMA módot) és az I/O portok alapcímét.

Szinte az összes modern technológia helyi hálózatok olyan eszköz van definiálva, amelynek több azonos neve van - koncentrátor(koncentrátor), hub (hub), átjátszó (repeater). Az eszköz alkalmazási területétől függően funkcióinak összetétele és kialakítása jelentősen megváltozik. Csak a fő funkció marad változatlan – ez az képkocka ismétlése vagy az összes porton (az Ethernet szabványban meghatározottak szerint), vagy csak néhány porton, az adott szabvány által meghatározott algoritmus szerint.

A hub általában több porttal rendelkezik, amelyekhez külön fizikai kábelszakaszok segítségével a hálózat végcsomópontjai - számítógépek - csatlakoznak. A koncentrátor különálló fizikai hálózati szegmenseket egyesít egyetlen megosztott környezetbe, amelyhez való hozzáférés az egyik figyelembe vett helyi hálózati protokollnak megfelelően történik - Ethernet, Token Ring stb. Mivel a megosztott környezethez való hozzáférés logikája jelentősen függ a technológia, minden típushoz a technológiákat a hubjaik állítják elő - Ethernet; token ring; FDDI és 100VG-AnyLAN. Egy adott protokollhoz néha saját, rendkívül speciális nevet használnak erre az eszközre, amely pontosabban tükrözi a funkcióit, vagy a hagyományok miatt használják, például az MSAU név a Token Ring koncentrátorokra jellemző.

Mindegyik hub végrehajt néhány alapvető funkciót, amelyet az általa támogatott technológia megfelelő protokollja határoz meg. Bár ezt a funkciót a technológiai szabvány meglehetősen részletesen meghatározza, megvalósítása során a különböző gyártók hubjai eltérhetnek olyan részletekben, mint a portok száma, több kábeltípus támogatása stb.

A fő funkción kívül a hub számos további funkciót is elláthat, amelyek vagy egyáltalán nincsenek meghatározva a szabványban, vagy opcionálisak. Például egy Token Ring hub elláthatja a rosszul működő portok leállítását és a tartalék gyűrűre váltás funkcióját, bár az ilyen képességeket a szabvány nem írja le. A hub kényelmes eszköznek bizonyult további funkciók elvégzésére, amelyek megkönnyítik a hálózat vezérlését és működtetését.

41. Hidak és kapcsolók használata, alapelvek, jellemzők, példák, korlátok
Strukturálás hidakkal és kapcsolókkal

a hálózat logikai szegmensekre osztható kétféle eszköz segítségével - hidak (híd) és / vagy kapcsolók (kapcsoló, kapcsolóhub).

A híd és a kapcsoló funkcionális ikrek. Mindkét eszköz ugyanazon algoritmusok alapján továbbítja a képkockákat. A hidak és kapcsolók kétféle algoritmust használnak: az algoritmust átlátszó híd (átlátszó híd), az IEEE 802.1D szabványban leírtak, vagy az algoritmus forrás útválasztó híd az IBM-től a Token Ring hálózatokhoz. Ezeket a szabványokat jóval az első váltás előtt fejlesztették ki, ezért használják a "híd" kifejezést. Amikor az Ethernet technológia első ipari switch-modellje megszületett, ugyanazt az IEEE 802.ID keretfejlesztési algoritmust hajtotta végre, amelyet tíz éven át dolgoztak ki helyi és helyi hidak segítségével. globális hálózatok

A fő különbség a kapcsoló és a híd között az, hogy a híd szekvenciálisan, míg a kapcsoló párhuzamosan dolgozza fel a kereteket. Ez a körülmény annak köszönhető, hogy a hidak olyan időszakban jelentek meg, amikor a hálózat kis számú szegmensre volt felosztva, és a szegmensek közötti forgalom kicsi volt (betartotta a 80/20%-os szabályt).

A hidak ma is működnek a hálózatokon keresztül, de csak két távoli LAN közötti meglehetősen lassú globális kapcsolatokon keresztül. Az ilyen hidakat távoli hidaknak nevezzük, és működési algoritmusuk nem különbözik a 802.1D vagy a Source Routing szabványtól.

Az átlátszó hidak amellett, hogy ugyanazon a technológián belül továbbítják a kereteket, helyi hálózati protokollokat is át tudnak fordítani, például Ethernetet Token Ringre, FDDI-t Ethernetre stb. Az átlátszó hidak ezen tulajdonságát az IEEE 802.1H szabvány írja le.

A jövőben a hídalgoritmus szerint kereteket előmozdító, helyi hálózaton működő eszközt a modern "switch" kifejezéssel hívjuk. Amikor a következő részben magukat a 802.1D és a Source Routing algoritmusokat ismertetjük, az eszközt hagyományosan hídnak fogjuk nevezni, ahogy ezekben a szabványokban is nevezik.

42. Kapcsolók helyi hálózatokhoz, protokollok, működési módok, példák.
Mind a 8 10Base-T portot egy Ethernet csomagprocesszor – EPP (Ethernet Packet Processor) – szolgálja ki. Ezen kívül a switch rendelkezik egy rendszermodullal, amely az összes EPP processzor működését koordinálja. A rendszermodul közös kapcsolócímtáblázatot tart fenn, és az SNMP protokoll használatával kezeli a kapcsolót. A keretek átadása a portok között a telefonközpontokban vagy a többprocesszoros számítógépekhez hasonló kapcsolószerkezettel történik, több processzort több memóriamodulhoz csatlakoztatva.

A kapcsolási mátrix az áramköri kapcsolás elvén működik. A mátrix 8 porthoz 8 egyidejű belső csatornát tud biztosítani a portok half-duplex üzemmódjában és 16 teljes duplex üzemmódban, amikor az egyes portok adója és vevője egymástól függetlenül működik.

Amikor egy keret megérkezik bármely portra, az EPP processzor puffereli a keret első néhány bájtját, hogy beolvassa a célcímet. A célcím megérkezése után a processzor azonnal a csomag átvitele mellett dönt, anélkül, hogy megvárná a keret fennmaradó bájtjainak megérkezését.

Ha a keretet egy másik portra kell átvinni, akkor a processzor hozzáfér a kapcsolási mátrixhoz, és megpróbál abban egy utat létrehozni, amely összeköti a portját azzal a porttal, amelyen keresztül a célcímhez vezető út megy. A kapcsolási mátrix ezt csak akkor tudja megtenni, ha a célcím portja abban a pillanatban szabad, azaz nincs másik porthoz csatlakozva Ha a port foglalt, akkor, mint minden áramkörkapcsolt eszköznél, a mátrix nem hajlandó csatlakozni . Ebben az esetben a keretet a bemeneti port processzora teljesen puffereli, ami után a processzor megvárja, hogy a kimeneti port felszabaduljon és a kapcsolómátrix kialakítsa a kívánt útvonalat A kívánt útvonal létrehozása után a keret pufferelt bájtjai küldenek neki, amelyeket a kimeneti port processzora fogad. Amint a kimeneti port processzora hozzáfér a hozzá csatlakoztatott Ethernet szegmenshez a CSMA / CD algoritmus segítségével, a keretbájtok azonnal megkezdődnek a hálózat felé. A teljes pufferelés nélküli keretátvitel leírt módszerét „on-the-fly” vagy „cut-through” kapcsolásnak nevezik. A hálózati teljesítmény javításának fő oka kapcsoló használatakor párhuzamos több képkocka feldolgozása Ezt a hatást szemlélteti az ábra. 4.26. Az ábra egy ideális helyzetet mutat a teljesítmény javítása szempontjából, amikor nyolc portból négy 10 Mb / s Ethernet-protokoll maximális sebességgel továbbítja az adatokat, és konfliktus nélkül továbbítja ezeket az adatokat a switch fennmaradó négy portjára - A hálózati csomópontok közötti adatfolyamok úgy vannak elosztva, hogy minden portnak, amely kereteket fogad, saját kimeneti portja van. Ha a switchnek még a bemeneti portokra érkező keretek maximális intenzitása mellett is van ideje feldolgozni a bejövő forgalmat, akkor a switch teljes teljesítménye a fenti példában 4x10 = 40 Mbps lesz, a példát N portra általánosítva pedig - ( N / 2)xlO Mbps. A kapcsolóról azt mondják, hogy minden portjához csatlakoztatott állomást vagy szegmenst külön protokoll sávszélességgel lát el. 4.26. Ha két állomás, például a portokhoz csatlakoztatott állomások 3 és 4, ugyanakkor adatokat kell írnia ugyanarra a portra csatlakoztatott szerverre 8, akkor a switch nem tud majd 10 Mbps adatfolyamot allokálni az egyes állomásokhoz, mivel az 5-ös port nem tud 20 Mbps sebességgel adatot továbbítani. Az állomás keretei a bemeneti portok belső sorában várakoznak 3 és 4, amikor a port szabad 8 hogy elküldje a következő képkockát. Nyilvánvalóan egy jó megoldás az adatfolyamok ilyen elosztására az lenne, ha a szervert egy nagyobb sebességű porthoz csatlakoztatnánk, mint például a Fast Ethernet. nem blokkoló kapcsolós modellek.

43. Az átlátszó híd algoritmusa.
Az átlátszó hidak láthatatlanok a végcsomópontok hálózati adapterei számára, hiszen önállóan építenek egy speciális címtáblázatot, amely alapján eldönthető, hogy a bejövő keretet át kell-e küldeni valamelyik másik szegmensbe vagy sem. A hálózati adapterek átlátszó hidak használatakor pontosan ugyanúgy működnek, mint hiányuk esetén, vagyis nem tesznek semmilyen további műveletet, hogy a keret áthaladjon a hídon. Az átlátszó áthidaló algoritmus független attól a LAN-technológiától, amelyben a híd telepítve van, így az Ethernet transzparens áthidalás pontosan úgy működik, mint az FDDI transzparens áthidalás.

Egy átlátszó híd a portjaihoz kapcsolódó szegmensekben keringő forgalom passzív megfigyelése alapján építi fel címtábláját. Ebben az esetben a híd figyelembe veszi a híd portjaira érkező adatkeretek forrásainak címét. A keret forráscíme alapján a híd arra a következtetésre jut, hogy ez a csomópont egyik vagy másik hálózati szegmenshez tartozik.

Tekintsük a híd címtáblázatának automatikus létrehozásának folyamatát és annak használatát egy egyszerű hálózat példáján, amely az 1. ábrán látható. 4.18.

Rizs. 4.18. Az átlátszó híd működési elve

A híd két logikai szegmenst köt össze. Az 1. szegmens olyan számítógépekből áll, amelyek egy darab koaxiális kábellel a híd 1. portjához csatlakoznak, a 2. szegmens pedig egy másik koaxiális kábellel a híd 2. portjához csatlakoztatott számítógépekből áll.

Minden hídport a saját szegmensének végcsomópontjaként működik, egy kivétellel - a hídportnak nincs saját MAC-címe. A hídkikötő az ún olvashatatlan (promisquus) csomagrögzítés mód, amikor a portra érkező összes csomag a puffermemóriában van tárolva. Ezzel a móddal a híd figyeli a hozzá kapcsolódó szegmensekben továbbított összes forgalmat, és a rajta áthaladó csomagok segítségével megtanulja a hálózat összetételét. Mivel minden csomag pufferelt, a hídnak nincs szüksége portcímre.

Kezdetben a híd nem tud semmit azokról a számítógépekről, amelyeknek az egyes portjaihoz MAC-címek csatlakoznak. Ezért ebben az esetben a híd egyszerűen továbbít minden rögzített és pufferelt keretet az összes portjára, kivéve azt, amelyről a keretet kapta. Példánkban a hídnak csak két portja van, tehát kereteket küld az 1-es portról a 2-es portra és fordítva. Amikor a híd egy keretet szegmensről szegmensre akar átvinni, például az 1. szegmensről a 2. szegmensre, ismét megpróbálja elérni a 2. szegmenst végcsomópontként a hozzáférési algoritmus szabályai szerint, ebben a példában a a CSMA/CD algoritmus szabályait.

A keret minden portra történő továbbításával egyidejűleg a híd megtanulja a keret forráscímét, és új bejegyzést ír a tulajdonjogáról a címtáblájába, amelyet szűrési vagy útválasztási táblának is neveznek.

Ha a híd átment a tanulási szakaszon, akkor hatékonyabban tud működni. Amikor például az 1. számítógépről a 3. számítógépre küldött keretet fogad, a címtáblázaton keresztül keresi a címei és a 3. célcím közötti egyezést. Mivel van ilyen bejegyzés, a híd elvégzi a táblázatelemzés második szakaszát - ellenőrzi, hogy ugyanabban a szegmensben vannak-e forráscímű (esetünkben ez az 1-es cím) és a célcímmel (3-as címmel) rendelkező számítógépek. Mivel példánkban ezek különböző szegmensekben vannak, a híd végzi a műveletet promóció (továbbítás) keret - egy keretet továbbít egy másik portra, miután korábban hozzáfért egy másik szegmenshez.

Ha a cél címe ismeretlen, akkor a híd a keretet minden portján továbbítja, kivéve a keretforrás portot, mint a tanulási folyamat kezdeti szakaszában.

44. Hidak forrásútválasztással.
A Token Ring és az FDDI gyűrűk összekapcsolására a forrás-útvonalas áthidalás szolgál, bár az átlátszó áthidalás is használható ugyanerre a célra. A Source Routing (SR) azon a tényen alapszik, hogy a küldő állomás egy másik gyűrűre küldött keretbe helyezi az összes címinformációt a közbenső hidakról és gyűrűkről, amelyeken a keretnek át kell mennie, mielőtt bekerülne abba a gyűrűbe, amelyhez az állomás kapcsolódik. befogadó.

Tekintsük a Source Routing hidak (a továbbiakban SR hidak) működési elveit az ábrán látható hálózat példáján keresztül. 4.21. A hálózat három gyűrűből áll, amelyeket három híd köt össze. A gyűrűk és hidak azonosítókkal határozzák meg az útvonalat. Az SR hidak nem építenek címtáblát, hanem az adatkeret megfelelő mezőiben elérhető információkat használják fel a keretek továbbításakor.

Ábra. 4.21.Forrás Routing Bridges

Az egyes csomagok átvételekor az SR-hídnak csak az Útválasztási információs mezőt kell megnéznie (az Útválasztási információs mezőt, RIF-et egy Token Ring vagy FDDI keretben), hogy megnézze, tartalmazza-e az azonosítóját. És ha ott van, és a hídhoz kapcsolódó gyűrű azonosítója kíséri, akkor ebben az esetben a híd átmásolja a bejövő keretet a megadott gyűrűre. Ellenkező esetben a blokk nem kerül átmásolásra másik gyűrűre. Mindkét esetben a keret eredeti példánya az eredeti gyűrűn visszakerül a kiinduló állomásra, és ha egy másik csengetésre küldték, akkor a keretállapot mező A bitje (felismerve a cím) és C bitje (keret másolva) kerül beállításra. 1-re, hogy közölje a kiinduló állomással, hogy a keretet a célállomás vette (ebben az esetben a híd továbbította egy másik gyűrűnek).

Mivel egy keretben lévő útválasztási információra nem mindig van szükség, hanem csak a különböző gyűrűkre csatlakoztatott állomások közötti keretátvitelhez, a RIF mező jelenlétét a keretben az egyéni / csoportcím (I / G) bit 1-re állítása jelzi. ebben az esetben ezt a bitet nem használja a cél, mivel a forráscím mindig egyedi).

A RIF mezőnek van egy vezérlő almezője, amely három részből áll.

• keret típusa meghatározza a RIF mező típusát. Létezik különböző típusok A RIF-mezők útvonal keresésére és egy ismert útvonalon való keret elküldésére szolgálnak.
• Maximális kerethossz mező híd használja a különböző MTU-kkal rendelkező gyűrűk összekapcsolására. Ezzel a mezővel a híd értesíti az állomást a maximális lehetséges kerethosszról (pl. minimális érték MTU az útvonal teljes szakaszára).
• RIF mező hossza szükséges, mivel a metszett gyűrűk és hidak azonosítóit meghatározó útvonalleírók száma nem ismert előre.

A forrásútválasztó algoritmus működéséhez két további kerettípust használnak: egyútvonalú broadcast keret-felfedező SRBF (egyútvonalú broadcast keret) és többútvonalú broadcast keretfelderítő ARBF (all-route broadcast frame).

Az összes SR hidat az adminisztrátornak manuálisan be kell állítania az ARBF keretek továbbítására az összes porton, kivéve a keret forrásportját, az SRBF kereteknél pedig bizonyos hídportokat le kell tiltani, hogy megakadályozzák a hurkokat a hálózatban.

A Source-Routed hidak előnyei és hátrányai

45. Kapcsolók: műszaki megvalósítás, működésüket befolyásoló funkciók, jellemzők.
A kapcsolók műszaki megvalósításának jellemzői. Számos első generációs kapcsoló hasonlított a routerekhez, vagyis egy általános célú központi feldolgozó egységre épült, amely egy belső nagysebességű buszon keresztül csatlakozik az interfész portokhoz. Az ilyen kapcsolók fő hátránya az alacsony sebesség volt. Egy általános célú processzor nem tudott megbirkózni az interfészmodulok közötti keretek küldésére irányuló nagy mennyiségű speciális művelettel. A sikeres, blokkolásmentes működéshez a processzorchipeken kívül a switch-nek is rendelkeznie kell egy gyors csomóponttal, amely kereteket továbbít a port processzorchipek között. Jelenleg a kapcsolók a három séma egyikét használják, amelyekre egy ilyen cserecsomópont épül:

• kapcsolási mátrix;
• megosztott több bemenetes memória;
• közös busz.

A ComputerPress tesztlaboratórium a Fast Ethernet szabvány 10/100 Mbit/s-os hálózati kártyáit tesztelte a munkaállomási használatra szánt PCI buszhoz. A jelenleg legelterjedtebb 10/100 Mbps-os kártyákra azért esett a választás, mert egyrészt Ethernet, Fast Ethernet és vegyes hálózatokban használhatók, másrészt az ígéretes Gigabit Ethernet technológiát (1000 Mbps-ig terjedő átviteli sebesség) továbbra is a leggyakrabban használják nagy teljesítményű szervereket csatlakoztasson a hálózati mag hálózati berendezéséhez. Rendkívül fontos, hogy milyen minőségű passzív hálózati berendezéseket (kábelek, aljzatok stb.) használnak a hálózatban. Köztudott, hogy ha Ethernet hálózatokhoz elegendő a 3. kategóriás sodrott érpárú kábel, akkor a Fast Ethernethez már az 5. kategóriás kábel is szükséges. A jelszórás, a rossz zajvédelem jelentősen csökkentheti a hálózat átviteli sebességét.

A tesztelés célja elsősorban az effektív teljesítményindex (Performance/Efficiency Index Ratio - a továbbiakban: P/E index), majd csak ezt követően - az áteresztőképesség abszolút értékének meghatározása volt. A P/E-indexet a hálózati kártya sávszélességének Mb/s-ban kifejezett arányaként számítják ki a CPU kihasználtságának százalékos arányához. Ez az index a hálózati adapterek teljesítményének meghatározására szolgáló iparági szabvány. Azért vezették be, hogy figyelembe vegyék a hálózati kártyák CPU erőforrásainak felhasználását. A helyzet az, hogy a hálózati adapterek egyes gyártói úgy próbálják elérni a maximális teljesítményt, hogy több számítógépes processzorciklust használnak a hálózati műveletek végrehajtására. A minimális CPU-használat és a viszonylag nagy átviteli sebesség elengedhetetlen a kritikus üzleti, valós idejű és multimédiás alkalmazásokhoz.

A vállalati és helyi hálózatok munkaállomásaihoz jelenleg leggyakrabban használt kártyákat tesztelték:

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. Intel EtherExpress PRO/100+ kezelés
6. CNet PRO-120
7. NetGear FA 310TX
8. Allied Telesyn AT 2500TX
9. Surecom EP-320X-R

A tesztelt hálózati adapterek főbb jellemzőit a táblázat tartalmazza. egy . Magyarázzunk meg néhány, a táblázatban használt kifejezést. Automatikus észlelés A csatlakozási sebesség azt jelenti, hogy az adapter maga határozza meg a maximális lehetséges működési sebességet. Ezenkívül, ha az automatikus sebességérzékelés támogatott, nincs szükség további konfigurációra, amikor Ethernetről Fast Ethernetre vált, és fordítva. Vagyis a rendszergazdának nem kell újrakonfigurálnia az adaptert és újratöltenie az illesztőprogramokat.

A Bus Master mód támogatása lehetővé teszi az adatok közvetlen átvitelét a hálózati kártya és a számítógép memóriája között. Ez felszabadítja a CPU-t más feladatok elvégzésére. Ez az ingatlan de facto szabvány lett. Nem csoda, hogy az összes ismert hálózati kártya támogatja a Bus Master módot.

Távoli bekapcsolás (Wake on LAN) lehetővé teszi a számítógép bekapcsolását a hálózaton keresztül. Vagyis lehetővé válik a PC szervizelése munkaidőn kívül. Erre a célra három tűs csatlakozókat használnak alaplapés hálózati adaptert, amelyek egy speciális kábellel vannak csatlakoztatva (a szállítási csomag tartalmazza). Ezenkívül speciális vezérlőszoftverre van szükség. A Wake on LAN technológiát az Intel-IBM szövetség fejlesztette ki.

A teljes duplex mód lehetővé teszi az adatok egyidejű átvitelét mindkét irányban, félduplex - csak egy irányba. Így a maximális lehetséges átviteli sebesség full duplex módban 200 Mbps.

A DMI (Desktop Management Interface) interfész lehetővé teszi, hogy információkat szerezzen a számítógép konfigurációjáról és erőforrásairól a hálózatkezelő szoftver segítségével.

A WfM (Wired for Management) specifikáció támogatása biztosítja, hogy a hálózati adapter együttműködjön a hálózatkezelő és adminisztrációs szoftverrel.

A számítógép operációs rendszerének hálózaton keresztüli távoli indításához a hálózati adapterek speciális BootROM memóriával vannak felszerelve. Ez lehetővé teszi a lemez nélküli munkaállomások hatékony használatát a hálózaton. A legtöbb tesztelt kártyán csak a BootROM telepítésére szolgáló foglalat volt; maga a BootROM chip általában külön megrendelhető opció.

Az ACPI (Advanced Configuration Power Interface) támogatása csökkenti az energiafogyasztást. Az ACPI az új technológia, amely biztosítja az energiagazdálkodási rendszer működését. Mind hardver, mind szoftver használatán alapul. Alapvetően a Wake on LAN az ACPI szerves része.

A saját fejlesztésű teljesítménynövelő eszközök lehetővé teszik a hálózati kártya hatékonyságának növelését. Ezek közül a leghíresebb a 3Com Parallel Tasking II és az Intel Adaptive Technology. Ezek az eszközök általában szabadalmaztatottak.

A főbb operációs rendszerek támogatását szinte minden adapter biztosítja. A fő operációs rendszerek a következők: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager és mások.

A szolgáltatástámogatás szintjét a dokumentáció, az illesztőprogramokat tartalmazó hajlékonylemez és az illesztőprogramok legfrissebb verzióinak a vállalat webhelyéről történő letöltésének lehetősége alapján értékelik. A csomagolás is fontos szerepet játszik. Ebből a szempontból véleményünk szerint a legjobbak a D-Link, az Allied Telesyn és a Surecom hálózati adapterek. De általában véve a támogatás szintje minden kártya esetében kielégítőnek bizonyult.

A garancia általában az AC adapter élettartamára vonatkozik (élettartamra szóló garancia). Néha 1-3 évre korlátozódik.

Vizsgálati módszertan

Minden teszt az adott gyártó internetes szervereiről letöltött legújabb hálózati kártya-illesztőprogramokat használta. Abban az esetben, ha a hálózati kártya illesztőprogramja engedélyezte a beállításokat és az optimalizálást, az alapértelmezett beállításokat használtuk (kivéve az Intel hálózati adaptert). Meg kell jegyezni, hogy a 3Com és az Intel kártyái és megfelelő illesztőprogramjai rendelkeznek a leggazdagabb kiegészítő szolgáltatásokkal és funkciókkal.

A teljesítményt a Novell Perform3 segédprogramjával mértük. A segédprogram elve az, hogy egy kis fájlt másol a munkaállomásról egy megosztottra hálózati meghajtó szerveren, ami után a kiszolgáló fájlgyorsítótárában marad, és onnan meghatározott ideig ismételten kiolvassák. Ez lehetővé teszi a memória-hálózat-memória interakció elérését és a lemezműveletekkel kapcsolatos késések hatásának kiküszöbölését. A segédprogram paraméterei közé tartozik a kezdeti fájlméret, a végső fájlméret, az átméretezési lépés és a tesztidő. A Novell Perform3 segédprogram teljesítményértékeket jelenít meg különböző fájlméretekkel, átlagos és maximális teljesítmény(KB/s-ban). A következő paramétereket használták a segédprogram konfigurálásához:

• Kezdeti fájlméret - 4095 bájt
• Végső fájlméret - 65 535 bájt
• Fájlnövekmény - 8192 bájt

Az egyes fájlok tesztelési idejét húsz másodpercre állítottuk be.

Mindegyik kísérlet egy pár azonos hálózati kártyát használt, az egyik a szerveren, a másik a munkaállomáson futott. Úgy tűnik, hogy ez nem felel meg a bevett gyakorlatnak, mivel a szerverek általában speciális hálózati adaptereket használnak, amelyek számos további funkcióval rendelkeznek. De éppen így - ugyanazok a hálózati kártyák vannak telepítve a szerverre és a munkaállomásokra is - a tesztelést a világ összes ismert tesztlaboratóriuma (KeyLabs, Tolly Group stb.) végzi. Az eredmények valamivel alacsonyabbak, de a kísérlet tisztanak bizonyult, mivel csak az elemzett hálózati kártyák működnek minden számítógépen.

Compaq DeskPro EN kliens konfiguráció:

• Pentium II 450 MHz processzor
• 512 KB gyorsítótár
• RAM 128 MB
• merevlemez 10 GB
• operációs rendszer Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
• TCP/IP protokoll.

Compaq DeskPro EP kiszolgáló konfigurációja:

• Celeron processzor 400 MHz
• RAM 64 MB
• merevlemez 4,3 GB
• operációs rendszer Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• TCP/IP protokoll.

A tesztelést UTP Category 5 crossover kábellel közvetlenül csatlakoztatott számítógépekkel végeztük, melyek során a kártyák 100Base-TX Full Duplex módban futottak. Ebben az üzemmódban az átviteli sebesség valamivel nagyobb, mivel a szolgáltatási információk egy része (például az átvétel visszaigazolása) egyidejűleg kerül továbbításra a hasznos információkkal, amelyek mennyisége becsült. Ilyen körülmények között meglehetősen magas áteresztőképességi értékeket lehetett rögzíteni; például egy 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM adapternél átlagosan 79,23 Mbps.

A processzor kihasználtságát a kiszolgálón a Windows NT Performance Monitor segédprogrammal mértük; az adatokat egy naplófájlba írták. A Perform3 segédprogram az ügyfélen futott, hogy ne befolyásolja a kiszolgáló processzorterhelését. A szerver számítógép processzoraként egy Intel Celeront használtak, melynek teljesítménye lényegesen alacsonyabb a Pentium II és III processzorokénál. Az Intel Celeront tudatosan használták: tény, hogy mivel a processzorterhelést meglehetősen nagy abszolút hibával határozzák meg, nagy abszolút értékek esetén a relatív hiba kisebbnek bizonyul.

A Perform3 segédprogram minden teszt után a munkájának eredményét egy szöveges fájlba helyezi az alábbi formátumú adathalmazként:

65535 bájt. 10491,49 KB/s. 10491,49 összesített KB/s. 57343 bájt. 10844,03 KB/s. 10844,03 összesített KB/s. 49151 bájt. 10737,95 KB/s. 10737,95 összesített KB/s. 40959 bájt. 10603,04 KB/s. 10603.04 Összesített KB/s. 32767 bájt. 10 497,73 KB/s. 10497,73 összesített KB/s. 24575 bájt. 10220,29 KB/s. 10220,29 összesített KB/s. 16383 bájt. 9573,00 KB/s. 9573,00 összesített KB/s. 8191 bájt. 8195,50 KB/s. 8195,50 összesített KB/s. Maximum 10844,03 KB/s. 10145,38 Átlagos KBp.

Megjelenik a fájl mérete, a megfelelő átviteli sebesség a kiválasztott klienshez és az összes klienshez (ebben az esetben csak egy kliens van), valamint a maximális és átlagos átviteli sebesség a teljes teszt során. Az egyes teszteknél kapott átlagértékeket KB/s-ról Mbit/s-ra konvertáltuk a következő képlet segítségével:
(KB x 8)/1024,
a P / E index értékét pedig az áteresztőképesség és a processzorkihasználás százalékos arányaként számítottuk ki. Ezt követően három mérés eredménye alapján számítottuk ki a P/E index átlagértékét.

A Perform3 segédprogram Windows NT Workstation használatakor a következő probléma merült fel: a hálózati meghajtóra való írás mellett a fájl a helyi fájl gyorsítótárba is bekerült, ahonnan utólag nagyon gyorsan kiolvasták. Az eredmények lenyűgözőek voltak, de irreálisak, mivel önmagában nem volt adatátvitel a hálózaton keresztül. Annak érdekében, hogy az alkalmazások a megosztott hálózati meghajtókat közönséges helyi meghajtóként érzékeljék, az operációs rendszer egy speciális hálózati összetevőt használ - egy átirányítót, amely átirányítja az I / O kéréseket a hálózaton keresztül. Normál működési körülmények között, amikor egy fájlt megosztott hálózati meghajtóra ír, az átirányító az algoritmust használja Windows gyorsítótár NT. Éppen ezért a szerverre írva a kliens gép helyi fájlgyorsítótárába is ír. A teszteléshez pedig szükséges, hogy a gyorsítótárazás csak a szerveren történjen. Az ügyfélszámítógép gyorsítótárazásának elkerülése érdekében a Windows NT rendszerleíró adatbázisában a paraméterek értékei megváltoztak, ami lehetővé tette az átirányító által végrehajtott gyorsítótár letiltását. Íme, hogyan készült:

1. A regisztrációs adatbázis elérési útja:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Rdr\Parameters

   Paraméter neve:

   A UseWriteBehind lehetővé teszi az írás mögötti fájlok optimalizálását

   Típus: REG_DWORD

   Érték: 0 (alapértelmezett: 1)

2. A regisztrációs adatbázis elérési útja:

   HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Lanmanworkstation\parameters

   Paraméter neve:

   Az UtilizeNTCaching meghatározza, hogy az átirányító a Windows NT gyorsítótár-kezelőjét használja-e a fájltartalom gyorsítótárazásához.

   Típus: REG_DWORD Érték: 0 (alapértelmezett: 1)

Intel EtherExpress PRO/100+ Management hálózati adapter

Ennek a kártyának a teljesítménye és a processzorhasználata majdnem megegyezett a 3Com-éval. Az alábbiakban látható a térkép paramétereinek beállítására szolgáló ablak.

A kártyára telepített új Intel 82559 vezérlő nagyon nagy teljesítményt biztosít, különösen Fast Ethernet hálózatokon.

Az Intel által az Intel EtherExpress PRO/100+ kártyájában használt technológiát adaptív technológiának nevezik. A módszer lényege az automatikus változás az Ethernet-csomagok közötti időintervallumok a hálózat terhelésétől függően. A hálózati forgalom növekedésével az egyes Ethernet-csomagok közötti távolság dinamikusan növekszik az ütközések csökkentése és az átviteli sebesség növelése érdekében. Kis hálózati terhelés mellett, amikor kicsi az ütközések valószínűsége, csökkennek a csomagok közötti időintervallumok, ami szintén a teljesítmény növekedéséhez vezet. Ennek a módszernek az előnyei leginkább a nagy ütközési Ethernet szegmensekben mutatkoznak meg, vagyis olyan esetekben, amikor a hálózati topológiát a kapcsolók helyett a hubok uralják.

Új Intel technológia, az úgynevezett Priority Packet, lehetővé teszi a hálózati kártyán áthaladó forgalom szabályozását az egyes csomagok prioritásainak megfelelően. Ez lehetővé teszi az adatátviteli sebesség növelését a kritikus fontosságú alkalmazások számára.

A VLAN-ok támogatása (IEEE 802.1Q szabvány) biztosított.

Csak két jelző van a táblán - munka / kapcsolat, sebesség 100.

www.intel.com

SMC EtherPower II 10/100 hálózati adapter SMC9432TX/MP

A kártya architektúrája két ígéretes technológiát használ: SMC SimulTasking és Programable InterPacket Gap. Az első technológia hasonló a 3Com Parallel Tasking technológiához. E két gyártó kártyáinak teszteredményeit összevetve megállapítható, hogy ezek a technológiák mennyire hatékonyak. Azt is megjegyezzük, hogy ez a hálózati kártya a harmadik eredményt mutatta mind teljesítményben, mind a P / E indexben, megelőzve az összes kártyát, kivéve a 3Com és az Intel.

A kártyán négy LED jelzőfény található: sebesség 100, átvitel, link, duplex.

A cég fő honlapja: www.smc.com