Анализ технологий локальных сетей

В 1995 году комитет IEEE принял спецификацию FastEthernet в качестве стандарта. Сетевой мир получил технологию, с одной стороны, решающую самую болезненную проблему- нехватку пропускной способности на нижнем уровне сети, а с другой стороны, очень легко внедряющуюся в существующие сети Ethernet.

Легкость внедрения FastEthernet объясняется следующими факторами:

Общий метод доступа позволяет использовать в сетевых адаптерах FastEthernet до 80% микросхем адаптеров Ethernet;

Драйверы также содержат большую часть кода для адаптеров Ethernet, а отличия вызваны новым методом кодирования данных на линии (4B/5B или 8B/6T) и наличием полнодуплексной версии протокола;

Формат кадра остался прежним, что дает возможность анализаторам протоколов применять к сегментам FastEthernet те же методы анализа, что и для сегментов Ethernet, лишь механически повысив скорость работы.

Отличия FastEthernet от Ethernet сосредоточены в основном на физическом уровне. Разработчики стандарта FastEthernet учли тенденции развития структурированных кабельных систем.

Они реализовали физический уровень для всех популярных типов кабелей, входящих в стандарты на структурированные (такие как EIA/TIA 568A) и реально выпускаемые кабельные системы.

Существует три варианта физического уровня FastEthernet:

- 100Ваsе-ТХ для двух парного кабеля на неэкранированной витой паре UTPCategory 5 (или экранированной витой паре STP Туре1);

- 100Ваsе-Т4 для четырех парного кабеля на неэкранированной витой паре UTPCategory 3,4,5;

- 100Ваsе-FХ для многомодового оптоволоконного кабеля.

При создании сегментов FastEthernet с разделяемой средой нужно использовать концентраторы. При этом максимальный диаметр сети колеблется от 136 до 205 метров, а количество концентраторов в сегменте ограничено одним или двумя, в зависимости от их типа.

При использовании двух концентраторов расстояние между ними не может превышать 5—10 метров. Так что существование 2-х устройств мало что дает, кроме увеличения количества портов - расстояние между компьютерами сегмента от добавления второго концентратора практически не изменяется.

В разделяемом сегменте FastEthernet нет возможности обеспечить какие-либо преимущества при обслуживании трафика приложений реального времени. Любой кадр получает равные шансы захватить среду передачи данных в соответствии с логикой алгоритма CSMA/CD.

Коммутируемый вариант FastEthernet позволяет увеличить связи между узлами, работающими в полнодуплексном режиме и использующими многомодовый оптоволоконный кабель, до 2 км.

У технологии FastEthernet есть несколько ключевых свойств, которые определяют области и ситуации ее эффективного применения.

К этим свойствам относятся:

- большая степень преемственности по отношению к классическому 10-мегабитному Ethernet;

- высокая скорость передачи данных - 100 Мбит/с;

- возможность работать на всех основных типах современной кабельной проводки – UTPCategory 5, UTPCategory 3, STP Tуре 1, многомодовом оптоволокне.

В семействе Ethernet технология FastEthernet занимает промежуточное положение между Ethernet 10 Мбит/с и GigabitEthernet.

Поэтому в крупной локальной сети, в которой оправдано создание трех уровней иерархии сетевых устройств, технологии FastEthernet отведен средний уровень - сетей отделов. Но это, конечно, не исключает ее применения и на нижних этажах, в сетях рабочих групп, причем не только для подключения серверов, но и быстрых рабочих станций.

При использовании агрегированных транковых соединений, обеспечивающих скорости N x 100 Мбит/с, технологияFastEthernet может применяться и для создания магистральных связей в сетях масштаба здания и даже кампуса.

Что же касается разделяемых сегментов FastEthernet, то они конкурируют по стоимости и возможностям с коммутируемыми сегментами Ethernet 10 Мбит/с. При наличии 10 рабочих станций в сегменте и в том, и в другом случаях каждой рабочей станции достается в среднем по 10 Мбит/с.

Преимущественная область применения разделяемых сегментов FastEthernet достаточно ясна.

Это объединение близко расположенных друг от друга компьютеров, трафик которых имеет ярко выраженный пульсирующий характер с большими, но редкими всплесками.

Большие всплески хорошо передаются незагруженным каналом 100 Мбит/с, а редкое их возникновение приводит к возможности совместного использования канала без частого возникновения коллизий. Типичным примером такого трафика является трафик файлового сервиса, электронной почты, сервиса печати, Коммутируемые сегменты Ethernet 10 Мбит/с могут предоставить каждому узлу гарантированные 10 Мбит/с, но не больше. Так что для тех случаев, когда важно изредка предоставлять конечному узлу больше 10 Мбит/с, разделяемые сегменты FastEthernet оказываются предпочтительным решением.

Выходит, что переход от технологии Ethernet 10 Мбит/ск технологии FastEthernet 100 Мбит/с все таки необходим.

Производительность сетевой инфраструктуры должна быть эквивалентна растущим возможностям рабочих станций. В связи с этим должны быть реализованы высокоскоростные соединения, чтобы уменьшить возрастающую напряженность трафика, ликвидировать узкие места и, таким образом повысить производительность людей, которые используют вычислительную сеть.

Gigabit Ethernet - расширение стандартов 10Mbps (10BASE-T) Ethernet и 100Mbps (100BASE-TX) Fast Ethernet для вычислительных сетей. IEEE одобрил проект Gigabit Ethernet как IEEE 802.3z. Исходная спецификация Ethernet была определена как формат фрейма и поддержка протокола CSMA/CD, полный дуплекс, управление потоком и управление объектами, как определено стандартом IEEE 802.3. Gigabit Ethernet поддерживает все эти спецификации. В него также включены дополнительные особенности, которые обеспечивают достаточную производительность современным приложениям и сочетают возрастающую мощность серверов и рабочих станций.

Основные усилия рабочей группы IEEE 802.3z были направлены на определение физических стандартов для Gigabit Ethernet. За основу был взят стандарт ANSI X3T11 Fiber Channel, точнее, два его нижних подуровня: FC-0 (интерфейс и среда передачи) и FC-1 (кодирование и декодирование).

Спецификация Gigabit Ethernet изначально предусматривала три среды передачи: одномодовый и многомодовый оптический кабель с длинноволновыми лазерами 1000Base-LX для длинных магистралей для зданий и комплексов зданий, многомодовый оптический кабель с коротковолновыми лазерами 1000Base-SX для коротких недорогих магистралей, симметричный экранированный короткий 150-омный медный кабель 1000Base-CX для подключения оборудования в монтажных шкафах.

Однако в настоящее время четырех парная 100-омная проводка Категории 5 является наиболее распространенной кабельной системой во всем мире. Учитывая это, в марте 1997 г. была создана рабочая группа, получившая наименование 803.2ab по разработке стандарта физического уровня 1000Base-T для четырехпарных кабелей с неэкранированными витыми парами Категории 5 длиной 100 м (т. е. для сетей с диаметром 200 м, как и в 100Base-T) и данный стандарт был принят в июне 1999 года.