Fast Ethernet і 100VG – AnyLAN

Класичний 10-мегабітний Ethernet улаштовував більшість користувачів протягом близько 15 років. Однак на початку 90-х років почала відчуватися його недостатня пропускна здатність. Для комп'ютерів на процесорах Intel 80286 або 80386 із шинами ISA (8 Мб/с) або EISA (32 Мб/с) пропускна здатність сегмента Ethernet становила 1/8 або 1/32 каналу "пам'ять-диск", і це добре узгоджувалося зі співвідношенням обсягів даних, оброблюваних локально, і даних, переданих по мережі. Для могутніших клієнтських станцій із шиною PCI (133 Мб/с) ця доля впала до 1/133, що було явно недостатньо. Тому багато сегментів 10-мегабітного Ethernet стали перевантаженими, реакція серверів у них значно впала, а частота виникнення колізій істотно зросла, ще більше знижуючи корисну пропускну здатність.

Назріла необхідність у розробці "нового" Ethernet, тобто технології, що була б такою же ефективною за співвідношенням ціна/якість при продуктивності 100 Мбіт/с. У результаті пошуків і досліджень фахівці розділилися на два табори, що зрештою привело до появи двох нових технологій – Fast Ethernet і l00 VG-AnyLAN. Вони відрізняються ступенем наступності із класичним Ethernet.

У 1992 році група виробників мережного устаткування, ураховуючи таких лідерів технології Ethernet, як SynOptics, 3Com і ряд інших, утворили некомерційне об'єднання Fast Ethernet Alliance для розробки стандарту нової технології, що повинна була в максимально можливому ступені зберегти особливості технології Ethernet.

Другий табір очолили компанії Hewlett-Packard і AT&T, які запропонували скористатися зручним випадком для усунення деяких відомих недоліків технології Ethernet. Через якийсь час до цих компаній приєдналася компанія IBM, що внесла пропозицію забезпечити в новій технології деяку сумісність із мережами Token Ring.

У комітеті 802 інституту IEEE у цей же час була сформована дослідницька група для вивчення технічного потенціалу нових високошвидкісних технологій. За період з кінця 1992 року й по кінець 1993 року група IEEE вивчила 100-мегабітні рішення, запропоновані різними виробниками. Поряд із пропозиціями Fast Ethernet Alliance група розглянула також і високошвидкісну технологію, запропоновану компаніями Hewlett-Packard і AT&T.

У центрі дискусій була проблема збереження випадкового методу доступу CSMA/CD. Пропозиція Fast Ethernet Alliance зберігала цей метод і тим самим забезпечувала наступність і погодженість мереж 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с. Коаліція HP і AT&T, що мала підтримку значно меншого числа виробників у мережній індустрії, чим Fast Ethernet Alliance, запропонувала зовсім новий метод доступу, названий Demand Priority –пріоритетний доступ на вимогу. Восени 1995 року обидві технології стали стандартами IEEE. Комітет IEEE 802.3 прийняв специфікацію Fast Ethernet як стандарт 802.3і, що не є самостійним стандартом, а становить доповнення до існуючого стандарту 802.3 у вигляді глав з 21 по 30. Комітет 802.12 прийняв технологію l00 VG-AnyLAN, що використовує новий метод доступу Demand Priority і підтримує кадри двох форматів – Ethernet і Token Ring.

Фізичний рівень технології Fast Ethernet

Усі відмінності технології Fast Ethernet від Ethernet зосереджені на фізичному рівні. Рівні MAC і LLC в Fast Ethernet залишилися абсолютно тими ж, і їх описують колишні глави стандартів 802.3 і 802.2.
Більш складна структура фізичного рівня технології Fast Ethernet викликана тим, що в ній використовуються три варіанти кабельних систем:

• волоконно-оптичний багатомодовий кабель, використовуються два волокна;
• кручена пара категорії 5, використовуються дві пари;
• кручена пара 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. Це загальна тенденція багатьох нових технологій, оскільки на невеликих відстанях кручена пара категорії 5 дозволяє передавати дані з тією же швидкістю, що й коаксіальний кабель, але мережа виходить більш дешевою й зручною в експлуатації. На більших відстанях оптичне волокно володіє набагато більш широкою смугою пропущення, чим коаксіальний кабель, а вартість мережі виходить ненабагато вищою, особливо якщо врахувати високі витрати на пошук і усунення несправностей у великій кабельній коаксіальній системі.
Проте ця обставина не дуже перешкоджає побудові великих мереж на технології Fast Ethernet. Справа в тому, що середина 90-х років відзначена не тільки широким поширенням недорогих високошвидкісних технологій, але й бурхливим розвитком локальних мереж на основі комутаторів. При використанні комутаторів протокол Fast Ethernet може працювати в повнодуплексному режимі, у якому немає обмежень на загальну довжину мережі, а залишаються тільки обмеження на довжину фізичних сегментів, що з'єднують сусідні пристрої (адаптер – комутатор або комутатор – комутатор). Тому при створенні магістралей локальних мереж великої довжини технологія Fast Ethernet також активно, застосовується, але тільки в повнодуплексному варіанті, разом з комутаторами.
У даному розділі розглядається напівдуплексний варіант роботи технології Fast Ethernet, що повністю відповідає визначенню методу доступу, описаному в стандарті 802.3.
У порівнянні з варіантами фізичної реалізації Ethernet (а їх налічується шість), в Fast Ethernet відмінності кожного варіанта від інших глибше – міняється як кількість провідників, так і методи кодування. А через те що фізичні варіанти Fast Ethernet створювалися одночасно, а не еволюційно, як для мереж Ethernet, то була можливість детально визначити ті підрівні фізичного рівня, які не змінюються від варіанта до варіанта, і ті підрівні, які специфічні для кожного варіанта фізичного середовища.
Офіційний стандарт 802. 3і встановив три різні специфікації для фізичного рівня Fast Ethernet і дав їм наступні назви:

• 100 Base-TX для двопарного кабелю на неекранованій кручений парі UTP категорії 5 або екранованій крученій парі STP Type 1;
• 100 Base-T4 для чотирьохпарного кабелю на неекранованій крученій парі UTP категорії 3, 4 або 5;
• 100 Base-FX для багатомодового оптоволоконного кабелю, використовуються два волокна.