МЕРЕЖІ Fast Ethernet

Fast Ethernet (Швидкий Ethernet) - термін, що описує набір стандартів Ethernet для пакетної передачі даних з номінальною швидкістю 100 Мбіт/с, що в 10 разів швидше за початкову для Ethernet швидкість у 10 Мбіт/с.

На сьогодні існують швидші в 10 (Gigabit Ethernet) і 100 (10 Gigabit Ethernet) разів стандарти технології Ethernet. 3.6.1. 

Фізичний рівень технології Fast EthernetМережа Fast Ethernet є подальшим розвитком мережі Ethernet за рахунок збільшення у 10 разів частоти швидкості передачі. При цьому основні аспекти побудови мережі Ethernet залишилися незмінними. Насамперед це стосується механізму (методу) доступу і формату кадру. Основні відмінності спостерігаються на фізичному рівні і пов'язані з використовуваним передавальним середовищем.

У комп'ютерних мережах, Fast Ethernet це збірний термін для позначення ряду стандарту Ethernet, що здійснюють рух за номінальною швидкістю 100 Мбіт / с, у порівнянні з оригіналом Швидкість Ethernet 10 Мбіт / с. З 100 мегабіт стандарту Ethernet 100BaseTX (T = "Twisted" мідній парі) є найбільш поширеним та підтримується переважною більшістю апаратних Ethernet вироблених в даний час. Повний дуплекс швидкого Ethernet іноді називають "200 Мбіт / с", хоча це дещо вводить в оману, як і рівень поліпшення будуть досягнуті тільки, якщо трафік симетричні.

Швидкого Ethernet адаптера можна логічно розділити на

1) Media Access Controller (MAC), яка займається питаннями вище рівня середньої доступності

2) Інтерфейс фізичного рівня (PHY).

MAC можуть бути пов'язані з PHY по 4 біт 25 МГц паралельний інтерфейс синхронної відома як Media Independent Interface (MII). Повторювачі (концентратори), також допускаються і підключатися до кількох фізичного рівня для їх різними інтерфейсами. MII може (рідко) бути зовнішні зв'язки, але звичайно існує зв'язок між ІС в мережевому адаптері або навіть у межах однієї мікросхеми. Специфікації написані засновані на припущенні, що взаємодія між MAC і PHY буде MII, але вони не вимагають. MII виправлення теоретичну максимальну швидкість передачі даних швидкістю для всіх версій швидкого Ethernet до 100 Мбіт / с. Дані сигналізації ставки дійсно спостерігається на реальних мережах менше теоретичного максимуму, у зв'язку з необхідним заголовком і причепа (розгляд та виявлення помилок біт) на кожен кадр, час від часу "втратив кадр" з-за шуму, а час очікування після кожної відправлено кадрів для інших пристроїв у мережі, щоб завершити передачу.

Історія

Fast Ethernet була введена в 1995 році і як і раніше найшвидшу версію Ethernet протягом трьох років до того, замінено Gigabit Ethernet. Ідея технології Fast Ethernet народилася в 1992 році. У серпні наступного року група виробників об'єдналася в Союз Fast Ethernet (Fast Ethernet Alliance, FEA). Метою FEA було якнайскоріше дістати формальне схвалення Fast Ethernet від комітету 802.3 Інституту інженерів з електротехніки і радіоелектроніки (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE), оскільки саме цей комітет займається стандартами для Ethernet. Успіх супроводив новій технології і підтримуючому її альянсу: у червні 1995 року всі формальні процедури були завершені, і технології Fast Ethernet привласнили найменування 802.3u.

Відмінності Fast Ethernet від Ethernet

Всі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні . Рівні MAC і LLC у Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2. Тому розглядаючи технологію Fast Ethernet, будемо вивчати тільки кілька варіантів її фізичного рівня.

Фізичний рівень технології Fast Ethernet

Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:

• волоконно-оптичний багатомодовый кабель, використовуються два волокна;

• кручена пари категорії 5, використовуються дві пари;

• кручена пари категорії 3, використовуються чотири пари.

Коаксіальний кабель, що дав світу першу мережу Ethernet, у число дозволених середовищ передачі даних нової технології Fast Ethernet не потрапив.

ТРИ ВИДИ FAST ETHERNET

Офіційний стандарт 802.3u встановив три різних специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви :

Фізичний рівень 100Base-FX - багатомодове оптоволокно, два волокна

Фізичний рівень 100Base-TX - кручена пара UTP Cat 5 чи STP Type 1, дві пари

Фізичний рівень 100Base-T4 - кручена пара UTP Cat 3, чотири пари

Для всіх трьох стандартів справедливі наступні твердження і характеристики. Формати кадрів технології Fast Ethernet не відрізняються від форматів кадрів технологій 10-мегабітного Ethernet. Міжкадровий інтервал (IPG) дорівнює 0,96 мкс, а бітовий інтервал дорівнює 10 нс. Усі тимчасові параметри алгоритму доступу (інтервал відстрочки, час передачі кадру мінімальної довжини і т.п.), вимірюються в бітових інтервалах, залишилися старими, тому зміни в розділи стандарту, що стосуються рівня MAC, не вносилися. Ознакою вільного стану середовища є передача по ньому символу Idle відповідного надлишкового коду (а не відсутність сигналів, як у стандартах Ethernet 10 Мбіт/с).

БІГУН НА КОРОТКІ ДИСТАНЦІЇ

Хоча Fast Ethernet і є продовженням стандарту Ethernet, перехід від мережі 10BaseT до 100BaseT не можна розглядати як механічну заміну устаткування - для цього можуть потрібно зміни в топології мережі.

Теоретична межа діаметру сегменту мережі Fast Ethernet складає 250 метрів; це всього лише 10 відсотків теоретичної межі розміру мережі Ethernet (2500 метрів). Дане обмеження виникає з характеру протоколу CSMA/CD і швидкості передачі 100Мбит/с. Як вже наголошувалося раніше, передавальна дані робоча станція повинна прослуховувати мережу протягом часу, що дозволяє переконатися в тому, що дані досягли станції призначення. У мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с (наприклад 10Base5) проміжок часу, необхідний робочій станції для прослуховування мережі на предмет конфлікту, визначається відстанню, яка 512-бітовий кадр (розмір кадру заданий в стандарті Ethernet) пройде за час обробки цього кадру на робочій станції. Для мережі Ethernet з пропускною спроможністю 10 Мбіт/с ця відстань рівно 2500 метрів (див. Мал. 1).

З іншого боку, той же самий 512-бітовий кадр (стандарт 802.3u задає кадр того ж розміру, що і 802.3, тобто в 512 біт), передаваний робочою станцією в мережі Fast Ethernet, пройде всього 250 м, перш ніж робоча станція завершить його обробку (див. Мал. 2). Якби приймаюча станція була віддалена від передавальної станції на відстань понад 250 м, то кадр міг би вступити в конфлікт з іншим кадром на лінії де-небудь далі, а передавальна станція, завершивши передачу, вже не сприйняла б цей конфлікт. Тому максимальний діаметр мережі 100BaseT складає 250 метрів (див. Рис.3).

Щоб використовувати допустиму дистанцію, буде потрібно два повторітеля для з'єднання всіх вузлів. Згідно стандарту, максимальна відстань між вузлом і повторітелем складає 100 метрів; у Fast Ethernet, як і в 10BaseT, відстань між концентратором і робочою станцією не повинна перевищувати 100метров. Оскільки сполучні пристрої (повторітелі) вносять додаткові затримки, реальна робоча відстань між вузлами може опинитися ще менше. Тому представляється розумним брати всі відстані з деяким запасом. Для роботи на великих відстанях доведеться придбати оптичний кабель. Наприклад, устаткування 100BaseFX в напівдуплексному режимі дозволяє з'єднати комутатор з іншим комутатором або кінцевою станцією, що знаходиться на відстані до 450 метрів один від одного. Встановивши повнодуплексний 100BaseFX, можна з'єднати два мережеві пристрої на відстані до двох кілометрів.

ВИСНОВКИ

Підсумовуючи все вищесказане, відмітимо, що, як нам здається, Fast Ethernet найбільш хороший для вирішення проблем високих пікових навантажень. Наприклад, якщо хтось з користувачів працює з САПР або програмами обробки зображень і потребує підвищення пропускної спроможності, то Fast Ethernet може виявитися хорошим виходом з положення. Проте якщо проблеми викликані надмірним числом користувачів в мережі, то 100BaseT починає гальмувати обмін інформацією при приблизно 50-процентному завантаженні сеті- іншими словами, на тому ж рівні, що і 10BaseT. Але врешті-решт, адже це не більше ніж розширення 10BaseT.