Материал: 840

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

60

имеет преимуществ перед 100Base-T4 (существует коллизионный домен, полоса пропускания которого не больше 100 Мбит/с), то при строительстве сетей с использованием коммутаторов недостаток интерфейса 100Base-T4 становится очевидным и очень серьезным. Поэтому данный интерфейс не получил столь большого распространения, как 100Base-TX и 100Base-FX.

Типы устройств Fast Ethernet

Технология Fast Ethernet рассчитана на подключение конечных узлов — компьютеров с соответствующими сетевыми адаптерами — к многопортовым концентраторам-повторителям или коммутаторам.

Правила корректного построения сегментов сетей

Fast Ethernet включают:

ограничения на максимальные длины сегментов, соеди-

няющих DTE c DTE;

ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих DTE с портом повторителя;

ограничения на максимальный диаметр сети;

ограничения на максимальное число повторителей и максимальную длину сегмента, соединяющего повторители.

В качестве DTE (Data Terminal Equipment) может выступать любой источник кадров данных для сети: сетевой адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управления сетью и другие подобные устройства. Порт повторителя не является DTE. В типичной конфигурации сети Fast Ethernet несколько DTE подключается к портам повторителя, образуя сеть звездообразной топологии. Спецификация IEEE 802.3u определяет следующие максимальные значения сегментов DTE-DTE:

Таблица 5.8

Стандарт

Тип кабеля

Максимальная длина сегмента

100Base-TX

UTP-5, UTP-5e

100 м

100Base-FX

MultiMode Fibber

412 м (полудуплекс)

 

62.5/125 мкм

2 км (полный дуплекс)

100Base-T4

UTP-3, UTP-4, UTP-5

100 метров

61

Трансивер это двухпортовое устройство, охватывающее подуровни PCS, PMA, PMD и AUTONEG, и имеющее с одной стороны MII интерфейс, с другой — один из зависимых от среды физических интерфейсов (100Base-FX, 100Base-TX или 100BaseT4). Трансиверы используются сравнительно редко, как и редко используются сетевые карты, повторители, коммутаторы с интерфейсом MII.

Конвертер (media converter) — это двухпортовое устройство, оба порта которого представляют зависимые от среды интерфейсы. Конвертеры в отличии от повторителей могут работать в дуплексном режиме, за исключение случая, когда имеется порт

100Base-T4. Распространены конвертеры 100Base-TX/100Base-FX.

Конвертерные шасси, объединяющие несколько отдельных модулей 100Base-TX/100Base-FX позволяют подключать множество сходящих в центральном узле волоконно-оптических сегментов к коммутатору оснащенному дуплексными портами RJ-45 (100Base-TX).

Коммутатор — одно из наиболее важных устройств при построении корпоративных сетей. Большинство современных коммутаторов Fast Ethernet, либо допускают работу в режиме автоопредления 100/10 Мбит/с по портам RJ-45, либо могут работать исключительно в этом режиме. Естественно, в таких коммутаторах возможна дуплексная передача (за исключением 100Base-T4). Коммутаторы могут иметь специальные дополнительные слоты для установления uplink-модуля. В качестве интерфейсов у таких модулей могут выступать оптический порты типа Fast Ethernet 100Base-FX, FDDI, ATM (155 Мбит/с), Gigabit Ethernet и др.

Повторители класса I и класса II. По параметру макси-

мальных временных задержек при ретрансляции кадров, повторители Fast Ethernet подразделяются на два класса:

Класс I. Задержка на двойном пробеге PDV не должна превышать 130 bt. В силу менее жестких требований, повторители этого класса могут иметь порты T4 и TX/FX, а также объединяться в стек. Поддерживают все типы систем кодирования физиче-

ского уровня: 100Base-TX/FX и 100Base-T4.

Класс II. Повторители класса II поддерживают только один тип системы кодирования физического уровня — 100Base-TX/FX

62

или 100Base-T4. К повторителям этого класса предъявляются более жесткие требования по задержке на двойном пробеге: PDV < 92 bt, если порты типа TX/FX; и PDV < 67 bt, если все порты типа T4. В силу значительных отличий в организации физических уровней, возникает большая задержка кадра при ретрансляции между портами интерфейсов T4 и TX/FX, поэтому повторители, совмещающие в пределах одного устройства порты T4 с портами TX/FX, отнесены по стандарту к классу I.

В одном домене коллизий допускается наличие только одного повторителя класса I. Это связано с тем, что такой повторитель вносит большую задержку при распространении сигналов из-за необходимости трансляции различных систем сигнализации. Максимальное число повторителей класса II в домене коллизий — 2, причем они должны быть соединены между собой кабелем не длиннее 5 м.

Коммутатор

Коммутатор

Fast Ethernet

Fast Ethernet

412 м

полудуплекс

2 000 м полный дуплекс

160 м

100 м

 

136 м

 

Стек

 

повторителей

 

класса I

136 м

100 м

витая пара оптоволокно

Рис. 5.22 — Пример построения сети с помощью повторителей класса I

Небольшое количество повторителей Fast Ethernet не является серьезным препятствием при построении сетей. Во-первых, наличие стековых повторителей снимает проблемы ограниченного числа портов — все каскадируемые повторители представляют собой один повторитель с достаточным числом портов — до нескольких сотен. Во-вторых, применение коммутаторов и мар-

63

шрутизаторов делит сеть на несколько доменов коллизий, в каждом из которых обычно имеется не очень большое число станций. Характеристики построения сети на основе повторителей класса I приведены в таблице 5.9.

Таблица 5.9

 

Тип кабелей

 

 

Максимальный

 

 

Максимальная

 

 

 

 

диаметр сети

 

 

длина сегмента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Только витая пара (TX)

 

200 м

 

100 м

 

Только оптоволокно (FX)

 

272 м

 

136 м

 

Несколько сегментов на витой паре

 

100 м (TX)

 

160 м (FX)

 

и один на оптоволокне 260 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Несколько сегментов на витой паре

 

 

 

 

 

 

 

и несколько сегментов на оптово-

 

100 м (TX)

 

136 м (FX)

 

локне 272 м

 

 

 

 

 

 

5.7 Протокол Gigabit Ethernet

В марте 1996 г. комитет IEEE 802.3 одобрил проект стандар-

тизации Gigabit Ethernet 802.3z и создал Gigabit Ethernet Alliance,

который к началу 1998 г. насчитывал уже более 100 компаний. Через Альянс 29 июня 1998 г. обеспечивается одобрение спецификаций стандартов Gigabit Ethernet IEEE 802.3z, которые регламентируют использование одномодового, многомодового волокна, а также витой пары UTP-5 на короткие расстояния — до 25 м. Позднее, 28 июня 1999 г. была разработана спецификация IEEE 802.3ab — передача по неэкранированной витой паре на расстояния до 100 м со специальным помехоустойчивым кодом.

Архитектура стандарта Gigabit Ethernet

На рис. 5.23 показана структура уровней Gigabit Ethernet.

Как и в стандарте Fast Ethernet, в Gigabit Ethernet не существует универсальной схемы кодирования сигнала, которая была бы идеальной для всех физических интерфейсов — для стандартов 1000Base-LX/SX/CX используется кодирование 8B/10B, а для стандарта 1000Base-T используется специальный расширенный линейный код TX/T2. Функцию кодирования выполняет подуро-

64

вень кодирования PCS, размещенный ниже среданезависимого интерфейса GMII

GMII интерфейс. Среданезависимый интерфейс GMII

(Gigabit Media Independent Interface) обеспечивает взаимодейст-

вие между уровнем MAC и физическим уровнем. GMII интерфейс является расширением интерфейса MII и может поддерживать скорости 10, 100 и 1000 Мбит/с. Он имеет отдельные 8 битные приемник и передатчик, и может поддерживать как полудуплексный, так и дуплексный режимы. Кроме этого, GMII интерфейс несет один сигнал, обеспечивающий синхронизацию (clock signal), и два сигнала состояния линии — первый (в состоянии ON) указывает наличие несущей, а второй (в состоянии ON) говорит об отсутствии коллизий — и еще несколько других сигнальных каналов и питание. Трансиверный модуль, охватывающий физический уровень и обеспечивающий один из физических средазависимых интерфейсов, может подключать например к коммутатору Gigabit Ethernet посредством GMII интерфейса.

канальный уровень OSI

Физический уровень OSI

 

 

 

 

 

 

 

Logical Link Layer

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Управление логическим каналом

 

 

 

 

 

 

 

Media Access Control

 

 

LLC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Управление доступом к среде

 

 

MAC

 

 

 

 

 

Auto Negotiation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AUTONEG

 

 

 

 

 

 

 

 

Уровень автопереговоров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gigabit Media Independent Interface

 

GMII

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интерфейс независимый от среды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PCS

 

 

 

Трансивер Gigabit Ethernet

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PMA

 

 

 

Physical Coding Sublayer

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подуровень физического кодирования

 

 

PMD

 

 

 

 

 

8B/10B– 1000Base-X TX/T2– 1000Base-T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MDI

 

 

 

 

Порты: RJ-45 – 1000Base-CX 1000Base-T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

media

 

 

 

Duplex CS – 1000Base-LX, 1000Base-SX

Среда передачи: STP – 1000Base-CX UTP-5 – 1000Base-T MMF, SMF – 1000Base-LX, 1000Base-SX

Рис. 5.23 — Структура уровней стандарта Gigabit Ethernet

Подуровень физического кодирования PCS. При подключе-

нии интерфейсов группы 1000Base-X, подуровень PCS использует блочное избыточное кодирование 8B/10B, заимствованное из

Источник: https://studfile.net/preview/16438503/