Стек Ethernet.

56. Fast Ethernet: время появления, виды технологий, основные характеристики.Идея Fast Ethernet родилась в 1992 году. В августе 1993 года группа производителей объединилась в союз Fast Ethernet (Fast Ethernet Alliance, FEA).

Стандарт IEEE 802.3а для сетей Fast Ethernet именуется 100Base-X, что представляет собой общее название для нескольких технологий передачи данных, которые в свою очередь названы 100Base-T, 100Base-TX, 100Base-T4, 100Base-T2 и 100Base-FX.

· 100Base-TX — витая пара категории 5, расстояние – 100м (две пары в кабеле).

· 100Base-T— витая пара, расстояние – 100м.

· 100Base-T4 — витая пара категорий 3,4,5, расстояние – 100м, нету дуплекса – есть

полудуплекс (четыре пары в кабеле).

· 100Base-T2— — витая пара категорий 3,4,5, расстояние – 100м.

· 100Base-FX —используется дуплексный одномодовый или многомодовый

оптоволоконный кабель, расстояние для одномодового – 20км, для могомодового – 2км.

Число 100 в указанных обозначениях обозначает битовую скорость передачи в этих стандартах — 100 Мбит/с.

57. Gigabit Ethernet: время появления, виды технологий, основные характеристики.Летом 1996 года было объявлено о создании группы 802.3z для разработки протокола максимально подобного Ethernet, но с битовой скоростью 1000Мбит/с.

Для достижения битовой скорости 1000Мбит/с решили использовать оптоволоконный кабель. Разработчики Gigabit Ethernet сохранили все форматы кадров Ethernet, полудуплексную версию протокола поддерживающего метод доступа CSMA/CD и полудуплекс, работающий с коммутаторами, поддержку всех основных видов кабелей, используемых в Ethernet и Fast Ethernet. Был изменён минимальный размер кадра (увеличен с 64 до 512 байт), диаметр сети стал около 200 м, конечным узлам было разрешено передавать несколько кадров без передачи среды другим узлам (до 8192 байт).

Стандарты Gigabit Ethernet на оптоволокне:

-1000Base-SX – оптический MMF интерфейс (многомодовое волокно) на длине волны 0,85 мкм. Предельная длина оптоволоконного сегмента – 220м (MMF – 62,5/125) и 500м (MMF – 50/125)

-1000Base-LX – оптический SMF интерфейс (одномодовое волокно)на длине волны 1,3 мкм. Максимальная длина оптоволоконного сегмента равна 5000м. В данном классе может быть использовано и многомодовое волокно, при этом расстояние не превышает 550м.

Первая версия стандарта была рассмотрена в январе 1997 года, а окончательно стандарт 802.3z был принят 29 июня 1998 года на заседании комитета IEEE 802.3. Работы по реализации Gigabit Ethernet на витой паре категории 5 были переданы специальному комитету 802.3ab.

Стандарт IEEE 802.3ab – 1000Base-T – интерфейс с использованием кабеля UTP CAT5.

В стандарте 802.3z определены следующие типы физической среды:

- одномодовый волоконно-оптический кабель

- многомодовый волоконно-оптический кабель 61,5/125

- многомодовый волоконно-оптический кабель 50/125

- двойной коаксиал с волновым сопротивлением 75 Ом

Наиболее распространено многомодовое оптоволокно с соотношением диаметров сердечника к оболочке 62,5 на 125 мкм.

Одномодовое оптоволокно имеет один стандартизированный размер – 9мкм (плюс-минус 1мкм).

Окно прозрачности – это длина световой волны излучения, которую оптоволокно передаёт с наименьшим затуханием. Самые распространённые значения длин волн 850, 1300, 1310, 1550 нм. Большинство волокон имеют два окна – т.е. оптическое излучение может передаваться на двух длинах волн. Для многомодовых оптических волокон это 850нм и 1300нм, а для одномодовых 1310нм и 1500нм.

58. 10 Gigabit Ethernet.Работа над стандартом 10 Gigabit Ethernet началась в 1999 году и была завершена в 2002 году.

Особенности 10GE:

- сохранён формат кадра (MAC подуровень)

- передача только в полнодуплексном режиме

- в качестве среды передачи используется оптоволокно (преимущественно одномодовое)

- метод доступа CSMA/CD не нужен

Стандарты 10GE (802.3ae):

- 10GBASE-SR – поддерживает расстояние д 300м с использованием нового многомодового волокна

- 10GBASE-LR – использует лазеры на 1310нм и одномодовое оптоволокно, что позволяет достичь расстояния до 10км.

10GBASE-LX4 – используется уплотнение по длине волны (WDM) для поддержки расстояний от 240м до 300м по многомодовому волокну. Это достигается использованием четырёх отдельных лазеров, работающих со скоростью 3,25 Гбит/с в диапазоне 1300нм на одной длине волны.

10GBASE-ER(extended reach) – использует 1550нм-лазеры и осуществляет передачу по одномодовому оптоволокну со скоростью 10.3125 Гбит/с на расстояния до 40 км.

В феврале 2004 года Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE) была поставлена задача разработать стандарт 10 Gigabit Ethernet «по меди» (т.е. для медного кабеля). В июне 2006 года был ратифицирован стандарт 802.3an, описывая приложение 10Gbase-T, которое может использоваться на UTP и STP категории 6.

4 направления по которым шла работа:

- ослабление помех

- ускорение аналогово-цифрового преобразования

- улучшение кабеля

- усовершенствование кодировки

59. Сравнение Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit и 10Gigabit Ethernet. Применение GE и 10GE.Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit и 10Gigabit Ethernet различаются в первую очередь по скорости передачи и по стоимости, однако в них используется и «медь» и оптоволокно, которые опять же различаются качеством и ценой. Следует заметить, что коаксиальный кабель не используется в последних стандартах, а доминирующее место начинает занимать оптоволокно. Области применения GE и 10GE – вычислительные центры крупных компаний, высококачественные мультимедийные услуги.

60. 100VG – AnyLAN: история, время появления, основные характеристики. Преимущества и недостатки. В качестве альтернативы технологии Fast Ethernet, фирмы AT&T и HP выдвинули проект новой технологии со скоростью передачи данных 100 Мб/с - 100Base-VG. В этом проекте было предложено усовершенствовать метод доступа с учётом потребности мультимедийных приложений, при этом сохранить совместимость формата пакета с форматом пакета сетей 802.3. В сентябре 1993 года по инициативе фирм IBM и HP был образован комитет IEEE 802.12, который занялся стандартизацией новой технологии. Проект был расширен за счёт поддержки в одной сети кадров не только формата Ethernet, но и формата Token Ring. В результате новая технология получила название 100VG-AnyLAN, то есть технология для любых сетей (Any LAN - любые сети), имея в виду, что в локальных сетях технологии Ethernet и Token Ring используются в подавляющем количестве узлов.

Летом 1995 года технология 100VG-AnyLAN получила статус стандарта IEEE 802.12.

В технологии 100VG-AnyLAN определены новый метод доступа Demand Priority и новая схема квадратурного кодирования Quartet Coding, использующая избыточный код 5В/6В.

Метод доступа Demand Priority основан на передаче концентратору функций арбитра, решающего проблему доступа к разделяемой среде. Метод Demand Priority повышает коэффициент использования пропускной способности сети за счёт введения простого, детерминированного метода разделения общей среды, использующего два уровня приоритетов: низкий - для обычных приложений и высокий - для мультимедийных.

Технология 100VG-AnyLAN не завоевала популярность среди производителей коммуникационного оборудования и к настоящему времени практически исчезла с рынка, разработка новых устройств не производится.

Основные характеристики и отличия:

- метод доступа - Demand Priority

- кадры передаются не всем узлам сети, а только станции назначения

- выделенный арбитр доступа - Концентратор

- данные передаются по 4 парам UTP категории 3 (25 Мбит/c по каждой паре)

- максимальное количество компьютеров в сети 1024, рекомендуемое – до 250.

Особенность - сохранение Формата кадра Ethernet и Token Ring.

61. IEEE 802.4 (Arcnet ): история, время появления, основные характеристики.

Attached Resourse Computing Network (ARCNET) — сетевая архитектура, разработанная компанией Datapoint в середине 70-х годов. В качестве стандарта IEEE ARCNET принят не был, но частично соответствует IEEE 802.4 как сеть с передачей маркера (логическое кольцо). Пакет данных может иметь любой размер в пределах от 1 до 507 байт.

Из всех локальных сетей ARCNET обладает самыми широкими возможностями в области топологий. Кольцо, общая шина, «звезда», «дерево» могут быть применены в одной сети. В дополнение к этому можно использовать весьма протяженные сегменты (до нескольких километров). Такие же широкие возможности касаются и среды передачи — подходят и коаксиальный, и оптоволоконный кабели, а также витая пара.

Доминировать на рынке этому недорогому стандарту помешало низкое быстродействие — всего-то 2,5 Мбит/с. Когда в начале 90-х годов Datapoint разработала ARCNET PLUS со скоростью передачи до 20 Мбит/с, время было уже упущено. Fast Ethernet не оставил ARCNET ни малейшего шанса на широкое применение.

Тем не менее в пользу большого (но так и не реализованного) потенциала этой технологии можно сказать, что в некоторых отраслях (обычно АСУТП) эти сети живут до сих пор. Детерминированный доступ, возможности автоконфигурирования, согласования скорости обмена в диапазоне от 120 Кбит/с до 10 Мбит/с в сложных условиях реального производства делают ARCNET просто незаменимой.

Кроме того, ARCNET обеспечивает необходимую для систем управления возможность точно определять максимальное время доступа к любому устройству в сети при любой нагрузке по простой формуле: T = (TDP + TOBЅNb)ЅND, где TDP и TOB — соответственно время передачи пакета данных и одного байта, зависящее от выбранной скорости передачи, Nb — количество байтов данных, ND — количество устройств в сети.

62. Сеть Token Ring: принципы работы и основные характеристики.

Token Ring — технология, берущая свое начало в 70-х годах. Эта разработка IBM, являющаяся основой стандарта IEEE 802.5, имела больше шансов на успех, чем многие другие локальные сети. Token Ring является классической сетью с передачей маркера. Логическая топология (и физическая в первых версиях сети) — кольцо. Более современные модификации построены на витой паре по топологии «звезда», и с некоторыми оговорками совместимы с Ethernet.

Изначальная скорость передачи, описанная в IEEE 802.5, составляла 4 Мбит/с, однако существует более поздняя реализация на 16 Мбит/с. Из-за более упорядоченного (детерминированного) метода доступа к среде Token Ring на ранних этапах развития часто продвигалась как более качественная замена Ethernet.

Несмотря на существование схемы приоритетного доступа (который назначался каждой станции в отдельности), обеспечить постоянный темп передачи битов (Constant Bit Rate, CBR) не удавалось по весьма простой причине: приложений, которые могли бы использовать преимущества этих схем, тогда не существовало. Да и в настоящее время их стало не намного больше.

Учитывая это обстоятельство, можно было гарантировать только то, что производительность для всех станций сети снизится в равной мере. Но для победы в конкурентной борьбе этого было мало, и сейчас найти реально работающую сеть Token Ring практически невозможно.