Сети ethernet, fast ethernet, gigabit ethernet

Ethernet – это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей . Ethernet – это сетевой стандарт, основанный на экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox

разработала и реализовала в 1975 году.  Сеть Ethernet стала международным стандартом, ее приняли крупнейшие международные организации по стандартам: комитет 802 IEEE. Стандарт получил название IEEE 802.3. Он определяет два режима работы: полудуплексный , в котором используется множественный доступ к моноканалу типа шина с обнаружением конфликтов и контролем передачи – метод доступа CSMA/CD – в любой момент времени абонент сети может выполнять либо прием, либо передачу данных, но не обе эти задачи полнодуплексный - в любой момент времени абонент сети может одновременно выполнять прием и передачу данных. Основные характеристики первоначального стандарта IEEE 802.3:

* топология – шина  * среда передачи – коаксиальный кабель  скорость передачи – 10 Мбит/с

*максимальная длина сети – 5 км  *максимальное количество абонентов – до 1024  *длина сегмента сети – до 500 м  * количество абонентов на одном сегменте – до 100  *метод доступа – метод разделения среды передачи данных CSMA/CD  Для сети Ethernet, работающей на скорости 10 Мбит/с, стандарт определяет четыре основных типа сегментов сети, ориентированных на различные среды передачи информации:

10BASE5 (толстый коаксиальный кабель);  10BASE2 (тонкий коаксиальный кабель);

10BASE-T (витая пара);  10BASE-FL (оптоволоконный кабель).  цифра «10» означает скорость передачи 10 Мбит/с, слово BASE – передачу в основной полосе частот (то есть без модуляции высокочастотного сигнала), а последний элемент – допустимую длину сегмента: «5» – 500 метров, «2» – 200 метров (точнее, 185 метров) или тип линии связи: «Т» – витая пара (от английского «twisted-pair»), «F» – оптоволоконный кабель (от английского «fiber optic»). Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов физического уровня технологии Ethernet, обеспечивающих пропускную способность 10 Мбит/с, используется манчестерский код. В манчестерском коде для кодирования единиц и нулей используется перепад потенциала, то есть фронт импульса. При манчестерском кодировании каждый такт делится на две части. Информация кодируется перепадами потенциала, происходящими в середине каждого такта. Единица кодируется перепадом от низкого уровня сигнала к высокому (передним фронтом импульса), а ноль – обратным перепадом (задним фронтом). Каждый ПК работает в Ethernet согласно принципу «Слушай канал передачи, перед тем как отправить сообщения; слушай, когда отправляешь; прекрати работу в случае помех и попытайся еще раз». Если два или несколько отправителей начинают посылать сообщения примерно в один и тот же момент, рано или поздно их сообщения «столкнутся» друг с другом в канале связи, что называется коллизией. (достоинства): 1. Дешевизна. 2. Большой опыт использования. 3. Продолжающиеся нововведения. 4. Богатство выбора оборудования. Многие изготовители предлагают аппаратуру построения сетей, базирующуюся на Ethernet. Недостатки Ethernet: 1. Возможность столкновений сообщений (коллизии, помехи). 2. В случае большой загрузки сети время передачи сообщений  непредсказуемо. На основе стандарта Ethernet были приняты дополнительные стандарты: в 1995 году Fast Ethernet , в 1998 году Gigabit Ethernet . Технология Fast Ethernet Потребности в высокоскоростной и в то же время недорогой технологии для подключения к сети мощных рабочих станций привели в начале 90-х годов к созданию инициативной группы, которая занялась поисками нового Ethernet, такой же простой и эффективной технологии, но работающей на скорости 100 Мбит/с .  Технология Fast Ethernet сохранила метод доступа CSMA/CD, оставив в нем тот же алгоритм и те же временные параметры в битовых интервалах (сам битовый интервал уменьшился в 10 раз). Все отличия Fast Ethernet от Ethernet проявляются на физическом уровне. Максимальный диаметр сети Fast Ethernet равен приблизительно 200 м, а более точные значения зависят от спецификации физической среды.  Технология Fast Ethernet при работе на витой паре позволяет за счет процедуры автопереговоров двум портам выбирать наиболее эффективный режим работы – скорость 10 Мбит/с или 100 Мбит/с, а также полудуплексный или полнодуплексный режим.

Технология Gigabit Ethernet 1000 Мбит/с позволяет эффективно строить крупные локальные сети, в которых мощные серверы и магистрали нижних уровней сети работают на скорости 1000 Мбит/с, а магистраль Gigabit Ethernet объединяет их, обеспечивая достаточно большой запас пропускной способности.

Разработчики технологии Gigabit Ethernet сохранили большую степень преемственности с технологиями Ethernet и Fast Ethernet. Для обеспечения приемлемого максимального диаметра сети в 200 м в полудуплексном режиме разработчики технологии пошли на увеличение минимального размера кадра в 8 раз (с 64 до 512 байт). Разрешается также передавать несколько кадров подряд, не освобождая среду, на интервале 8096 байт, тогда кадры не обязательно дополнять до 512 байт. Остальные параметры метода доступа и максимального размера кадра остались неизменными. Летом 1998 года был принят стандарт 802.3z, который определяет использование в качестве физической среды трех типов кабеля:

- многомодового оптоволоконного (расстояние до 500 м),  - одномодового оптоволоконного (расстояние до 5000 м), - двойного коаксиального (twinax), по которому данные передаются одновременно по двум медным экранированным проводникам на расстояние до 25 м.

Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.