L11

Технологии
локальных сетей
Fast Ethernet, 100VG-AnyLAN
Gigabit Ethernet
maslovich@gsu.by
Стек протоколов
Ethe rnet
802.3
Стек протоколов
Fast Eth ernet
802.3u
Подуровень
LLC (802.2)
=
Подуровень
д ост упа к сред е
MA C
=
Подуровень
LLC (802.2)
Подуровень
д ост упа к сред е
MA C
Согласование
(Reconcilliation)
Инт ерфейс AUI
Инт ерфейс MII
Подуровень код ировани я
(Physical Coding)
Под уровень физ ического
присоединения
(Physical Medium
Attachment)
Под уровень физ ического
присоединения
(Physical Medium Attachment)
Подуровень зависимо сти
физической среды
(Physical Medium Dependent)
Подуровень автоперег оворов
о скорости передачи
(Auto-Neg otiation)
Разъе м
(Medium Dependent Interface)
Разъе м
(Medium Dependent Interface)
Устройство физического уровня
(Physical layer device, PHY)
Физический уровень Канальный уровень
Отличия технологии Fast Ethernet
от технологии Ethernet
Структура физического уровня
Fast Ethernet
Подуровень LLC
Подуровень MAC
Согласование
(Re concilliation)
Физический
уровень
Интерфейс MII
100Base-FX
100Base-TX
100Base-T4
Оптоволокно
Витая пара
Витая пара
Стандарты физического уровня Fast
Ethernet
100Base-TX для двухпарного кабеля на
неэкранированной витой паре UTP категории 5, или
экранированной витой паре STP Type 1, код 4B/5B
100Base-FX для многомодового оптоволоконного
кабеля, используется два волокна, код 4B/5B
100Base-T4 для четырехпарного кабеля на
неэкранированной витой паре UTP категории 3, 4
или 5, код 8B/6T
Fast Ethernet и Ethernet
Форматы кадров технологии Fast Ethernet не
отличаются от форматов кадров технологий 10Мегабитного Ethernet'a.
Межкадровый интервал IPG равен 0,96 мкс, а
битовый интервал равен 10 нс.
Все временные параметры алгоритма доступа
(интервал
отсрочки,
время
передачи
кадра
минимальной длины и т.п.), измеренные в битовых
интервалах, не изменились
Признаком свободного состояния среды является
передача по ней символа Idle соответствующего
избыточного кода (а не отсутствие сигналов, как в
Формат кадра Fast Ethernet
ПреамS
була JK Преам- F
Idle
була
D
DA
SA L
ПреамДанные CRCT була
Idle
первый байт преамбулы
JK-ограничитель начала потока значащих символов
T-ограничитель конца потока значащих символов
Соединение устройств Fast Ethernet
1
Пе редача (1–2)
1
2
2
3
3
4
5
Пр ием (3–6)
6
Двунаправленная
пара (4–5)
7
Двунаправленная пара (7–8)
8
MDI
Сетевой адаптер
4
5
6
7
8
MDI-X
Концентратор
Правила построения сегментов Fast
Ethernet при наличии повторителей
Технология Fast Ethernet, как и все варианты Ethernet,
рассчитана на использование концентраторовповторителей для образования связей в сети.
Правила корректного построения сегментов сетей Fast
Ethernet включают:
 ограничения на максимальную длину сегментов между
устройствами — источниками новых кадров;
 ограничения на максимальную длину сегментов,
соединяющих устройство — источник новых кадров с
портом повторителя;
 ограничения на максимальный диаметр сети;
 ограничения на максимальное число повторителей и
максимальную длину сегмента, соединяющего
повторители.
Правила построения сегментов Fast
Ethernet при наличии повторителей
Максимальные значения длины сегментов между устройствами —
источниками новых кадров
Стандарт
Тип кабеля
Максимальная длина сегмента
100Base-TX Категория 5 UTP
100Base-FX Многомодовое оптоволокно
62,5/125 мкм
100Base-T4 Категория 3, 4 или 5 UTP
100 м
412 м (полудуплекс), 2 км
(дуплекс)
100 м
t Ethernet на повторителях.
ernet делят на два класса.
Повторители класса I поддерживают оба типа кодирования данных: как 4В/5В,
так и 8В/6Т. Они способны выполнять трансляцию логических кодов с битовой
скоростью 100 Мбит/с. Поэтому повторители класса I могут иметь порты всех трех
типов физического уровня: 100Base-TX, 100Base-FX и 100Base-T4.
Повторители класса II поддерживают только какой-либо один тип кодирования
— либо 4В/5В, либо 8В/6Т. Поэтому они имеют либо все порты 100Base-T4, либо
порты 100Base-TX и 100Base-FX, так как последние используют один логический
код 4В/5В.
Ограничения сети Fast Ethernet на
повторителях класса I
Коммутатор
Fast Ethernet
412 м полудуплекс
Коммутатор
Fast Ethernet
2000 м полный дуплекс
136 м
160 м
Стек повторителей
класса I
Стек повторителей
класса I
136 м
100 м
- оптоволокно
- витая пара
100 м
Особенности технологии
100VG-AnyLAN
Несмотря на множество интересных технических решений,
технология 100VG-AnyLAN не имела большого количества
сторонников и прекратила свое существование. Она не нашла
своей ниши, оказавшись слишком сложной по сравнению с
более традиционной и привычной технологией Fast Ethernet.
Доступ к разделяемой среде осуществляется по принципиально
иному методу — методу приоритетного доступа по
требованию.
Он основан на передаче концентратору функций арбитра,
решающего проблему доступа к разделяемой среде.
Сеть100VG-AnyLAN состоит из центрального концентратора,
называемого также корневым, и соединенных с ним конечных
узлов и других концентраторов
Сеть 100VG-AnyLAN
Опрос портов
1
ПК 1-1
3
2
. . .
8
ПК 1-8
ПК 1-2
Опрос портов
1
ПК 2-1
2
ПК 2-2
. . . . .
8
ПК 2-8
Gigabit Ethernet
Gigabit Ethernet не стали встраиваться новые функции, обеспечение даже
достаточно простых функций классического стандарта Ethernet на скорости
1Гбит/с потребовало решения нескольких сложных задач.
 Обеспечение приемлемого диаметра сети для работы па разделяемой
среде. В связи с ограничениями, накладываемыми методом CSMA/CD на длину
кабеля, версия Gigabit Ethernet для разделяемой среды допускала бы длину
сегмента всего в 25 м при сохранении размера кадров и всех параметров метода
CSMA/CD неизменными (необходимо прядка 200м).
 Достижение битовой скорости 1000 Мбит/с на оптическом кабеле.
Технология Fibre Channel, физический уровень которой был взят за основу для
оптоволоконной версии Gigabit Ethernet, обеспечивает скорость передачи
данных всего в 800 Мбит/с.
 Использование в качестве кабеля витой пары. Такая задача на первый
взгляд кажется неразрешимой — ведь даже для 100-мегабитных протоколов
требуются достаточно сложные методы кодирования, чтобы уложить спектр
сигнала в полосу пропускания кабеля.
Для решения этих задач разработчикам технологии Gigabit Ethernet пришлось
внести изменения не только в физический уровень, как это было в случае Fast
Ethernet, но и в уровень MAC.
Gigabit Ethernet
Формат кадра – прежний
Существуют полудуплексная (применяется редко) и полнодуплексные
версии
Минимальный размер кадра увеличен с 64 до 512 байт -> 200 м домен
коллизий
Введен Burst Mode – несколько кадров можно передавать подряд, без
межкадрового интервала – до 8192 байта, кадры м.б. меньше 512 байт
Физическая среда:
1000Base-SX
(Short Wavelength, 850 нм): многомодовое волокно -
220/500 м
1000Base-LX (Long Wavelength, 1300 нм): многомодовое волокно –
550 м, одномодовое – до 5000 м

Твинаксиал
другом
– пара проводников в одном направлении, пара в
Gigabit Ethernet на витой паре
 Параллельная передача по 4 парам категории 5 -> 250
Мбит/c по одной паре
Код PAM5: -2, -1, , +1, +2
5 состояний, 2,322 бита за такт -> тактовую частоту
снизили до 125 Гц
Код PAM5 на тактовой частоте 125 Гц имеет спектр уже,
чем 100 МГц – параметр кабеля категории 5
Полнодуплексный режим достигается за счет
одновременной встречной передачи – принимаемый сигнал
определяется DSP как разность между суммарным сигналом
и собственным
Gigabit Ethernet на витой паре
(Двунаправленная передача по четырем
парам UTP категории 5)
T
T
250 Мбит/с
H
250 Мбит/с
H
R
R
T
T
250 Мбит/с
H
250 Мбит/с
H
R
R
T
T
250 Мбит/с
H
250 Мбит/с
H
R
R
T
T
250 Мбит/с
H
R
250 Мбит/с
H
R
Семейство Ethernet
Метод доступа CDMA/CD или Full Duplex
Ф
и
з
и
ч
е
с
к
и
й
у
р
о
в
е
н
ь
Ethernet
10Base-5
10Base-2
Fast
100Base-TX
10Base-T
10Base-FB
Ethernet
100Base-FX
100Base-T4
Gigabit
1000Base-SX
10Base-FL
Ethernet
1000Base-LX
10GB – стандарт активно
разрабатывается, область
применения – магистрали
глобальных сетей
Конкурент SDH
1000Base-TX