고속 이더넷 기술, 그 기능, 물리 계층, 구성 규칙. 고속 이더넷 기술 설명 고속 이더넷 근거리 통신망 개발

소개

이 보고서의 목적은 Fast Ethernet의 예를 사용하여 컴퓨터 네트워크의 기본 작동 원리와 기능에 대한 짧고 접근 가능한 프레젠테이션이었습니다.

네트워크는 연결된 컴퓨터 및 기타 장치의 그룹입니다. 컴퓨터 네트워크의 주요 목적은 자원을 공유하고 한 회사 안팎에서 양방향 커뮤니케이션을 구현하는 것입니다. 리소스는 데이터, 응용 프로그램 및 외장 드라이브, 프린터, 마우스, 모뎀 또는 조이스틱과 같은 주변 장치입니다. 컴퓨터 간의 대화식 통신은 실시간 메시징을 의미합니다.

컴퓨터 네트워크에서 데이터 전송에 대한 많은 표준 세트가 있습니다. 키트 중 하나는 고속 이더넷 표준입니다.

이 자료에서 다음에 대해 배울 것입니다.

• 고속 이더넷 기술
• 스위치
• FTP 케이블
• 연결 유형
• 토폴로지 컴퓨터 네트워크

내 작업에서는 Fast Ethernet 표준을 기반으로 하는 네트워크의 원리를 보여줍니다.

LAN(Local Area Network) 스위칭 및 Fast Ethernet 기술은 이더넷 네트워크의 효율성 향상에 대한 요구에 부응하여 개발되었습니다. 이러한 기술은 대역폭을 증가시켜 네트워크 병목 현상을 제거하고 높은 데이터 속도가 필요한 응용 프로그램을 지원할 수 있습니다. 이러한 솔루션의 매력은 둘 중 하나를 선택할 필요가 없다는 것입니다. 그들은 상호 보완적이므로 두 기술을 모두 사용하여 네트워크 효율성을 가장 자주 향상시킬 수 있습니다.

수집된 정보는 컴퓨터 네트워크를 공부하기 시작하는 사람과 네트워크 관리자 모두에게 유용할 것입니다.

1. 네트워크 다이어그램

2. 고속 이더넷 기술

빠른 이더넷 컴퓨터 네트워크

패스트 이더넷은 이더넷 기술의 진화의 결과입니다. 동일한 CSMA/CD(Channel Polling and Collision Detection Shared Access) 방식을 기반으로 그대로 유지하면서 Fast Ethernet 장치는 이더넷보다 10배 빠른 속도로 작동합니다. 100Mbps. 고속 이더넷은 CAD/CAM(Computer-Aided Design and Manufacturing), 그래픽 및 이미징, 멀티미디어와 같은 애플리케이션에 충분한 대역폭을 제공합니다. 패스트 이더넷은 10Mbps 이더넷과 호환되므로 라우터가 아닌 스위치를 사용하여 LAN에 패스트 이더넷을 더 편리하게 통합할 수 있습니다.

스위치

스위치 사용많은 작업 그룹을 함께 연결하여 대규모 LAN을 형성할 수 있습니다(그림 1 참조). 저렴한 스위치는 더 나은 LAN 성능을 위해 라우터보다 더 나은 성능을 보입니다. 하나 또는 두 개의 허브로 구성된 고속 이더넷 작업 그룹을 고속 이더넷 스위치를 통해 연결하여 사용자 수를 더욱 늘리고 더 넓은 영역을 처리할 수 있습니다.

예를 들어 다음 스위치를 고려하십시오.

쌀. 1 D-Link-1228 / ME

DES-1228 / ME 시리즈 스위치에는 레이어 2 "프리미엄" 등급의 구성 가능한 고속 이더넷 스위치가 포함되어 있습니다. 고급 기능을 갖춘 DES-1228 / ME 장치는 안전한 고성능 네트워크를 만들기 위한 저비용 솔루션을 제공합니다. 이 스위치는 높은 포트 밀도, 4개의 기가비트 업링크 포트, 대역폭 관리를 위한 작은 증분 및 향상된 네트워크 관리를 제공합니다. 이러한 스위치를 사용하면 기능과 비용 특성 모두에서 네트워크를 최적화할 수 있습니다. DES-1228 / ME 시리즈 스위치는 기능과 비용 특성 모두에서 최적의 솔루션입니다.

FTP 케이블

LAN-5EFTP-BL 케이블 4쌍의 단선 구리 도체로 구성됩니다.

도체 직경 24AWG.

각 도체는 HDPE(고밀도 폴리에틸렌) 절연체로 둘러싸여 있습니다.

특별히 선택된 피치로 꼬인 두 개의 도체가 하나의 꼬인 쌍을 형성합니다.

4개의 트위스트 페어는 폴리에틸렌 필름으로 싸여 있으며 단심 구리 접지 도체와 함께 일반 호일 차폐 및 PVC 외피로 둘러싸여 있습니다.

스트레이트 스루

그것은 다음을 제공합니다:

• 1. 컴퓨터의 네트워크 카드를 통해 컴퓨터를 스위치(허브, 스위치)에 연결하려면
• 2. 네트워크 주변기기(프린터, 스캐너)의 스위치(허브, 스위치)에 연결하려면
• 3. UPLINK용 "및 업스트림 스위치(허브, 스위치) - 최신 스위치는 수신 및 전송을 위해 커넥터의 입력을 자동으로 구성할 수 있습니다.

크로스오버

그것은 다음을 제공합니다:

• 1. 위해 직접 연결스위칭 장비(허브, 스위치, 라우터 등)를 사용하지 않고 로컬 네트워크에 있는 2대의 컴퓨터.
• 2. 업링크의 경우 복잡한 구조의 업스트림 스위치에 연결 지역 네트워크, 이전 유형의 스위치(허브, 스위치)의 경우 별도의 커넥터가 있거나 "UPLINK" 또는 X로 표시됩니다.

스타 토폴로지

별에- 네트워크의 모든 컴퓨터가 물리적 네트워크 세그먼트를 형성하는 중앙 노드(일반적으로 스위치)에 연결되는 컴퓨터 네트워크의 기본 토폴로지. 이러한 네트워크 세그먼트는 개별적으로 그리고 복잡한 네트워크 토폴로지(일반적으로 "트리")의 일부로 기능할 수 있습니다. 모든 정보 교환은 중앙 컴퓨터를 통해서만 이루어지며, 이러한 방식으로 매우 큰 부하가 걸리므로 네트워크 이외의 다른 작업에는 관여할 수 없습니다. 원칙적으로 가장 강력한 것은 중앙 컴퓨터이며, 거래소를 관리하는 모든 기능이 그 컴퓨터에 맡겨져 있습니다. 원칙적으로 관리가 완전히 중앙 집중화되어 있기 때문에 스타 토폴로지가 있는 네트워크에서는 충돌이 발생할 수 없습니다.

부록

클래식 10메가비트 이더넷은 약 15년 ​​동안 대부분의 사용자를 만족시켜 왔습니다. 그러나 90년대 초반에는 대역폭이 부족하다고 느끼기 시작했습니다. 컴퓨터의 경우 인텔 프로세서 ISA(8MB/s) 또는 EISA(32MB/s)가 있는 80286 또는 80386, 이더넷 대역폭은 1/8 또는 1/32 메모리 대 디스크 채널이었고 이는 데이터 볼륨 비율과 잘 일치했습니다. 로컬에서 처리되고 데이터는 네트워크를 통해 전송됩니다. PCI 버스(133MB/s)가 있는 보다 강력한 클라이언트 스테이션의 경우 이 점유율은 1/133으로 떨어졌는데, 이는 분명히 충분하지 않았습니다. 그 결과 많은 10Mbit 이더넷 세그먼트가 혼잡해지고 서버 응답성이 급격히 떨어졌으며 충돌률이 급격히 증가하여 사용 가능한 대역폭이 더욱 감소했습니다.

"새로운" 이더넷, 즉 100Mbps의 성능에서 가격/품질 비율 측면에서 효율적일 수 있는 기술을 개발할 필요가 있습니다. 검색 및 연구 결과 전문가는 두 진영으로 나뉘었고 궁극적으로 Fast Ethernet 및 l00VG-AnyLAN의 두 가지 새로운 기술이 등장했습니다. 기존 이더넷과의 연속성 정도가 다릅니다.

1992년 SynOptics, 3Com 및 기타 여러 이더넷 기술의 선두 주자를 포함하여 네트워킹 장비 제조업체 그룹이 표준을 개발하기 위한 비영리 동맹인 Fast Ethernet Alliance를 구성했습니다. 새로운 기술, 이더넷 기술의 기능을 최대한 보존하기로 되어 있었습니다.

두 번째 진영은 Hewlett-Packard와 AT&T가 주도했으며 이더넷 기술의 알려진 결함 중 일부를 해결할 기회를 제공했습니다. 얼마 후 IBM은 이 회사에 합류하여 새로운 기술에서 토큰 링 네트워크와의 호환성을 제공하자는 제안에 기여했습니다.

동시에 IEEE의 위원회 802에는 새로운 고속 기술의 기술적 잠재력을 연구하기 위한 연구 그룹이 구성되었습니다. 1992년 말과 1993년 말 사이에 IEEE 그룹은 다양한 제조업체의 100메가비트 솔루션을 조사했습니다. Fast Ethernet Alliance 제품 외에도 그룹은 Hewlett-Packard와 AT&T가 제공하는 고속 기술도 검토했습니다.

무작위 CSMA/CD 접근 방식을 유지하는 문제에 초점을 맞춰 토론했습니다. Fast Ethernet Alliance 제안은 이 방법을 유지하여 10Mbps 및 100Mbps 네트워크의 연속성과 일관성을 보장했습니다. Fast Ethernet Alliance보다 네트워킹 업계에서 훨씬 적은 수의 공급업체의 지원을 받은 HP와 AT&T의 연합은 다음과 같은 완전히 새로운 액세스 방법을 제안했습니다. 수요 우선 순위- 요청 시 우선 액세스. 그것은 네트워크에서 노드의 동작에 대한 그림을 크게 바꾸어 이더넷 기술과 802.3 표준에 맞지 않게 되었고, 이를 표준화하기 위해 새로운 IEEE 802.12 위원회가 조직되었습니다.

1995년 가을에 두 기술 모두 IEEE 표준이 되었습니다. IEEE 802.3 위원회는 Fast Ethernet 규격을 802.3 표준으로 채택하여 독립된 표준이 아니라 기존의 802.3 표준에 21~30장 형태로 추가한 것이다. 802.12 위원회는 l00VG-AnyLAN 기술을 채택하여 새로운 Demand Priority 액세스 방법을 사용하고 이더넷과 토큰 링의 두 가지 형식으로 프레임을 지원합니다.

V 고속 이더넷 기술의 물리적 계층

고속 이더넷 기술과 이더넷의 모든 차이점은 물리 계층에 집중되어 있습니다(그림 3.20). 고속 이더넷의 MAC 및 LLC 계층은 정확히 동일하게 유지되며 802.3 및 802.2 표준의 이전 장에서 설명합니다. 따라서 패스트 이더넷 기술을 고려하여 물리 계층에 대한 몇 가지 옵션만 연구합니다.

고속 이더넷 기술의 물리적 계층 구조가 더 복잡한 것은 케이블 시스템의 세 가지 변형을 사용하기 때문에 발생합니다.

• · 광섬유 다중 모드 케이블, 두 개의 광섬유가 사용됩니다.
• · 꼬인 쌍카테고리 5, 두 쌍이 사용됩니다.
• · 카테고리 3의 트위스트 페어, 4쌍을 사용합니다.

세계 최초의 이더넷 네트워크를 제공한 동축 케이블은 새로운 패스트 이더넷 기술의 허용 데이터 전송 매체 수에 포함되지 않았습니다. 카테고리 5 연선은 동축 케이블과 같은 속도로 데이터를 전송할 수 있지만 네트워크가 더 저렴하고 사용하기 쉽기 때문에 이것은 많은 새로운 기술의 일반적인 추세입니다. 장거리에서 광섬유는 동축 케이블보다 대역폭이 훨씬 높으며 네트워크 비용은 그다지 높지 않습니다. 특히 대형 동축 케이블 시스템의 높은 문제 해결 비용을 고려할 때 그렇습니다.

패스트 이더넷 기술과 이더넷 기술의 차이점

동축 케이블의 거부는 고속 이더넷 네트워크가 항상 l0Base-T / l0Base-F 네트워크와 같은 허브에 구축된 계층적 트리 구조를 가지고 있다는 사실로 이어졌습니다. Fast Ethernet 네트워크 구성의 주요 차이점은 네트워크 직경이 약 200m로 감소한 것인데, 이는 기존에 비해 전송 속도가 10배 증가하여 최소 프레임 길이의 전송 시간이 10배 감소한 것으로 설명됩니다. 10메가비트 이더넷으로.

그럼에도 불구하고 이러한 상황이 패스트 이더넷 기술을 기반으로 하는 대규모 네트워크 구축을 실제로 방해하지는 않습니다. 사실 90년대 중반은 저렴한 고속 기술의 광범위한 사용뿐만 아니라 스위치 기반의 근거리 통신망의 급속한 발전으로 표시되었습니다. 스위치를 사용할 때 Fast Ethernet 프로토콜은 네트워크의 전체 길이에 대한 제한이 없고 인접 장치(어댑터 - 스위치 또는 스위치 - 스위치)가 남아 있습니다. 따라서 장거리 LAN 백본을 만들 때 Fast Ethernet 기술도 적극적으로 사용되지만 스위치와 함께 전이중 버전에서만 사용됩니다.

이 섹션에서는 802.3 표준에 설명된 액세스 방법의 정의를 완전히 준수하는 고속 이더넷 작동의 반이중 변형에 대해 설명합니다.

이더넷의 물리적 구현을 ​​위한 옵션(그리고 그 중 6개가 있음)과 비교할 때 패스트 이더넷에서는 각 옵션과 다른 옵션 간의 차이가 더 큽니다. 도체 수와 코딩 방법이 모두 변경됩니다. 그리고 이더넷 네트워크의 경우 물리적인 버전의 Fast Ethernet이 동시에 생성된 것이지 진화적인 것이 아니기 때문에 버전별로 변경되지 않는 물리 계층의 하위 계층과 특정 버전에 따라 달라지는 하위 계층을 세부적으로 정의할 수 있었습니다. 물리적 환경의 각 버전.

공식 802.3 표준은 고속 이더넷 물리 계층에 대해 세 가지 다른 사양을 설정하고 다음 이름을 부여했습니다.

고속 이더넷 물리 계층 구조

• · 비차폐 연선 UTP 카테고리 5 또는 차폐 연선 STP 유형 1의 2쌍 케이블용 100Base-TX;
• · 비차폐 연선 UTP 카테고리 3, 4 또는 5의 4쌍 케이블용 100Base-T4;
• · 멀티모드 광섬유 케이블용 100Base-FX는 2개의 광섬유를 사용합니다.

다음 설명과 특성은 세 가지 표준 모두에 적용됩니다.

• · Fast Ethernetee 프레임 형식은 10Mbit 이더넷 프레임과 다릅니다.
• · IPG(Inter-Frame Gap)는 0.96µs이고 Bit Gap은 10ns입니다. 비트 간격으로 측정된 액세스 알고리즘의 모든 시간 매개변수(백오프 간격, 최소 프레임 길이의 전송 시간 등)는 동일하게 유지되었으므로 MAC 수준과 관련된 표준 섹션은 변경되지 않았습니다.
• · 매체의 자유 상태의 표시는 매체를 통해 해당 중복 코드의 유휴 기호를 전송하는 것입니다(이더넷 10 Mbit/s 표준에서와 같이 신호가 없는 것은 아님). 물리 계층에는 세 가지 요소가 포함됩니다.
• o 화해 하위 계층;
• o 미디어 독립 인터페이스(Mil);
• o 물리 계층 장치(PHY).

AUI 인터페이스용으로 설계된 MAC 레이어가 IP 인터페이스를 통해 물리 레이어와 동작하기 위해서는 협상 레이어가 필요하다.

물리 계층 장치(PHY)는 차례로 여러 하위 수준으로 구성됩니다(그림 3.20 참조).

• · MAC 수준에서 오는 바이트를 4B/5B 또는 8B/6T 코드 기호로 변환하는 논리 데이터 코딩의 하위 계층(두 코드 모두 고속 이더넷 기술에서 사용됨).
• · NRZI 또는 MLT-3과 같은 물리적 코딩 기술에 따라 시그널링을 제공하는 물리적 상호접속 부계층 및 물리적 매체 의존성(PMD) 부계층;
• · 2개의 통신 포트가 반이중 또는 전이중과 같은 가장 효율적인 작동 모드를 자동으로 선택하도록 하는 자동 협상 하위 계층(이 하위 계층은 선택 사항임).

IP 인터페이스는 MAC 하위 계층과 PHY 하위 계층 간에 데이터를 교환하는 물리적 매체 독립 방식을 지원합니다. 이 인터페이스는 물리적 신호 코딩의 하위 계층(모든 케이블 변형에 대해 동일한 물리적 코딩 방법이 사용됨 - Manchester 코드)과 물리적 하위 계층 사이에 AUI 인터페이스가 있다는 점을 제외하고는 클래식 이더넷의 AUI 인터페이스와 목적이 유사합니다. 매체에 연결하고 IP 인터페이스는 MAC 하위 계층과 신호 코딩 하위 수준 사이에 위치하며 그 중 고속 이더넷 표준에는 FX, TX 및 T4의 세 가지가 있습니다.

MP 커넥터는 AUI 커넥터와 달리 40개의 핀이 있으며 MP의 최대 케이블 길이는 1미터입니다. MP 인터페이스를 통해 전송되는 신호의 진폭은 5V입니다.

물리적 레이어 100Base-FX - 다중 모드 광섬유, 2개의 광섬유

이 사양은 잘 입증된 FDDI 코딩 체계를 기반으로 하는 반이중 및 전이중 모드의 다중 모드 광섬유를 통한 고속 이더넷 작동을 정의합니다. FDDI 표준에서와 같이 각 노드는 수신기(R x)와 송신기(T x)에서 오는 두 개의 광섬유에 의해 네트워크에 연결됩니다.

l00Base-FX와 l00Base-TX 사양 사이에는 많은 유사점이 있으므로 두 사양에 공통적인 속성은 l00Base-FX/TX라는 일반 이름으로 지정됩니다.

10Mbps 이더넷은 케이블을 통해 전송될 때 데이터를 표현하기 위해 맨체스터 코딩을 사용하는 반면, 패스트 이더넷은 다른 코딩 방법인 4V/5V를 정의합니다. 이 방법은 이미 FDDI 표준에서 그 효과를 보여주었고 l00Base-FX/TX 사양의 변경 없이 이전되었습니다. 이 방법에서는 MAC 부계층 데이터(심볼이라고 함)의 4비트마다 5비트로 표현됩니다. 리던던트 비트를 사용하면 5개의 비트 각각을 전기적 또는 광학적 펄스로 표시하여 후보 코드를 적용할 수 있습니다. 금지된 문자 조합이 존재하면 잘못된 문자를 거부할 수 있으므로 l00Base-FX / TX를 사용하여 네트워크의 안정성을 높일 수 있습니다.

이더넷 프레임과 Idle 심볼을 분리하기 위해 Start Delimiter 심볼의 조합(4B/5B 코드의 심볼 J(11000)과 K(10001)의 쌍, 프레임 종료 후 T 심볼 첫 번째 Idle 기호 앞에 삽입됩니다.

100Base-FX / TX 사양의 연속 데이터 스트림

MAC 코드의 4비트 부분을 물리 계층의 5비트 부분으로 변환한 후 네트워크 노드를 연결하는 케이블에서 광 또는 전기 신호로 표시되어야 합니다. l00Base-FX 및 l00Base-TX 사양은 각각 NRZI 및 MLT-3(광섬유 및 연선을 통해 작업할 때 FDDI 기술에서와 같이)에 대해 서로 다른 물리적 코딩 방법을 사용합니다.

물리 계층 100Base-TX - 트위스트 페어 DTP Cat 5 또는 STP 유형 1, 2쌍

l00Base-TX 사양은 Category 5 UTP 케이블 또는 STP Type 1 케이블을 전송 매체로 사용하며 두 경우 모두 최대 케이블 길이는 100m입니다.

l00Base-FX 사양과의 주요 차이점은 MLT-3 방법을 사용하여 트위스트 페어를 통해 5비트 4V/5V 코드 부분의 신호를 전송하는 것과 포트를 선택하는 자동 협상 기능이 있다는 것입니다. 작동 모드. 자동 협상 방식을 사용하면 비트 전송률과 트위스트 페어 수가 다른 여러 물리적 계층 표준을 지원하는 물리적으로 연결된 두 장치가 가장 유리한 작동 모드를 선택할 수 있습니다. 일반적으로 자동 협상 절차는 10Mbps 및 100Mbps의 속도로 작동할 수 있는 네트워크 어댑터를 허브나 스위치에 연결할 때 발생합니다.

아래에 설명된 자동 협상 방식은 이제 l00Base-T 기술의 표준입니다. 이전에 제조업체는 호환되지 않는 상호 작용 포트의 속도를 자동으로 감지하기 위해 다양한 독점 체계를 사용했습니다. 표준 자동 협상 방식은 원래 NWay라는 이름으로 National Semiconductor에서 제안했습니다.

100Base-TX 또는 100Base-T4 연선 장치에서 지원할 수 있는 총 5가지 작동 모드가 현재 정의되어 있습니다.

• L0Base-T - 카테고리 3의 2쌍;
• L0Base-T 전이중 - 카테고리 3의 2쌍;
• L00Base-TX - 카테고리 5(또는 유형 1ASTP)의 2쌍;
• 100Base-T4 - 카테고리 3의 4쌍;
• 100Base-TX 전이중 - 카테고리 5(또는 유형 1A STP)의 2쌍.

L0Base-T가 가장 낮은 호출 우선 순위를 가지며 100Base-T4 전이중이 가장 높습니다. 협상 프로세스는 장치의 전원이 켜져 있을 때 발생하며 장치 제어 모듈에서 언제든지 시작할 수도 있습니다.

자동 협상 프로세스를 시작한 장치는 파트너에게 특수 펄스 버스트를 보냅니다. 고속 링크 펄스 버스트(FLP), 제안된 통신 모드를 인코딩하는 8비트 워드를 포함하며 이 노드에서 지원하는 가장 높은 모드부터 시작합니다.

파트너 노드가 자동 협상을 지원하고 제안된 모드도 지원할 수 있는 경우 승인하는 FLP 버스트로 응답합니다. 이 모드협상은 거기서 끝납니다. 파트너 노드가 더 낮은 우선 순위 모드를 지원할 수 있으면 응답에 표시하고 이 모드가 작동 모드로 선택됩니다. 따라서 노드의 우선 순위가 가장 높은 공통 모드가 항상 선택됩니다.

l0Base-T 기술만 지원하는 노드는 16ms마다 맨체스터 펄스를 보내 인접 노드에 연결하는 라인의 연속성을 확인합니다. 이러한 노드는 자동 협상 노드가 보내는 FLP 요청을 이해하지 못하고 계속해서 펄스를 보냅니다. FLP 요청에 대한 응답으로 연속성 검사 펄스만 수신한 노드는 파트너가 l0Base-T 표준에 따라서만 작동할 수 있다는 것을 깨닫고 이 작동 모드를 스스로 설정합니다.

물리 계층 100Base-T4 - 트위스트 페어 UTP Cat 3, 4쌍

100Base-T4 사양은 고속 이더넷을 위한 기존 카테고리 3 트위스트 페어 배선을 활용하도록 설계되었으며, 이 사양은 4개의 모든 케이블 쌍에 걸쳐 비트 스트림을 동시에 전송하여 전체 처리량을 향상시킵니다.

100Base-T4 사양은 다른 고속 이더넷 물리 계층 사양보다 늦게 나왔습니다. 이 기술의 개발자는 주로 l0Base-T 및 l0Base-F 사양에 가장 가까운 물리적 사양을 만들고 싶었습니다. 이 사양은 두 쌍 또는 두 개의 광섬유라는 두 개의 데이터 라인에서 작동했습니다. 두 가지 작업을 구현하려면 꼬인 쌍더 높은 품질의 카테고리 5 케이블로 전환해야 했습니다.

동시에 경쟁 l00VG-AnyLAN 기술의 개발자는 처음에 카테고리 3 연선 케이블에 의존했습니다. 주요 이점은 비용이 많이 들지는 않았지만 압도적 인 대다수의 건물에 이미 배치되어 있다는 사실이었습니다. 따라서 l00Base-TX 및 l00Base-FX 사양이 출시된 후 Fast Ethernet 기술 개발자는 트위스트 페어 카테고리 3에 대한 자체 버전의 물리 계층을 구현했습니다.

4V/5V 코딩 대신 이 방법은 신호 스펙트럼이 더 좁고 33Mbps의 속도로 카테고리 3의 트위스트 페어 케이블의 16MHz 대역에 맞는 8V/6T 코딩을 사용합니다(4V/5V 코딩 시, 신호 스펙트럼이 이 대역에 맞지 않음) ... MAC 계층 정보의 8비트마다 6개의 3진 기호, 즉 3가지 상태의 숫자로 인코딩됩니다. 각 3진수의 길이는 40ns입니다. 그런 다음 6개의 3진수 그룹이 3개의 전송 트위스트 페어 중 하나로 독립적으로 순차적으로 전송됩니다.

네 번째 쌍은 항상 충돌 감지를 위해 반송파 주파수를 수신하는 데 사용됩니다. 3개의 전송 쌍 각각에 대한 데이터 속도는 33.3Mbps이므로 100Base-T4 프로토콜의 총 속도는 100Mbps입니다. 동시에 채택된 코딩 방법으로 인해 각 쌍의 신호 변경 속도는 25Mbaud에 불과하므로 카테고리 3 연선 케이블을 사용할 수 있습니다.

그림에서. 3.23은 100Base-T4 네트워크 어댑터의 MDI 포트와 허브의 MDI-X 포트의 연결을 보여줍니다(접두사 X는 이 커넥터에서 수신기와 송신기의 연결이 케이블 쌍으로 교체됨을 나타냅니다. 케이블의 전선 쌍을 교차하지 않고 쉽게 연결할 수 있는 네트워크 어댑터의 커넥터). 쌍 1 -2 MDI 포트에서 MDI-X 포트로 데이터를 전송하는 데 항상 필요, 쌍 3 -6 - MDI-X 포트에서 MDI 포트로 데이터 수신 및 쌍 4 -5 그리고 7 -8 양방향이며 필요에 따라 수신 및 전송 모두에 사용됩니다.

100Base-T4 사양에 따른 노드 연결

ComputerPress 테스트 연구소는 10/100 Mbit/s 워크스테이션에서 사용하기 위해 패스트 이더넷 네트워크 카드를 테스트했습니다. PCI 버스... 10/100 Mbit / s의 처리량을 가진 가장 일반적으로 현재 사용되는 카드가 선택되었습니다. 첫째, 이더넷, 고속 이더넷 및 혼합 네트워크에서 사용할 수 있고 둘째로 유망한 기가비트 이더넷 기술(최대 1000 Mbit / s)는 여전히 강력한 서버를 네트워크 코어의 네트워크 장비에 연결하는 데 가장 자주 사용됩니다. 네트워크에서 어떤 품질의 수동 네트워크 장비(케이블, 소켓 등)를 사용하는지가 매우 중요합니다. 카테고리 3 트위스트 페어 케이블이 이더넷 네트워크에 충분하다면 카테고리 5가 패스트 이더넷에 필요하다는 것은 잘 알려져 있습니다. 신호 산란, 열악한 노이즈 내성은 네트워크 대역폭을 크게 줄일 수 있습니다.

테스트의 목적은 우선 유효 성능 지수(Performance / Efficiency Index Ratio - 이하 P / E-index)를 결정하고 그 다음에야 처리량의 절대값을 결정하는 것이었습니다. P/E 인덱스는 CPU 사용률에 대한 네트워크 카드 대역폭(Mbps)의 비율로 계산됩니다. 이 지수는 성과를 결정하기 위한 업계 표준입니다. 네트워크 어댑터... CPU 리소스의 네트워크 카드 사용을 고려하기 위해 도입되었습니다. 이는 일부 네트워크 어댑터 제조업체가 네트워크 작업을 수행하기 위해 더 많은 컴퓨터 프로세서 주기를 사용하여 최상의 성능을 얻으려고 하기 때문입니다. 최소 프로세서 부하와 상대적으로 높은 대역폭은 큰 중요성미션 크리티컬 비즈니스 및 멀티미디어 애플리케이션은 물론 실시간 작업에 적합합니다.

우리는 현재 기업 및 로컬 네트워크의 워크스테이션에 가장 자주 사용되는 카드를 테스트했습니다.

1. D-링크 DFE-538TX
2. SMC EtherPower II 10/100 9432TX/MP
3. 3Com 고속 EtherLink XL 3C905B-TX-NM
4. 콤펙스 RL 100ATX
5. 인텔 EtherExpress PRO / 100 + 관리
6. 씨넷 PRO-120
7. 넷기어 FA 310TX
8. 연합군 Telesyn AT 2500TX
9. 슈어컴 EP-320X-R

테스트한 네트워크 어댑터의 주요 특성은 표에 나와 있습니다. 하나 . 표에 사용된 몇 가지 용어를 설명하겠습니다. 연결 속도의 자동 감지는 어댑터 자체가 가능한 최대 작동 속도를 결정함을 의미합니다. 또한 자동 감지가 지원되는 경우 이더넷에서 고속 이더넷으로 또는 그 반대로 전환할 때 추가 구성이 필요하지 않습니다. 그것은에서 시스템 관리자어댑터를 재구성하고 드라이버를 다시 로드할 필요가 없습니다.

버스 마스터 모드 지원으로 네트워크 카드와 컴퓨터 메모리 사이에서 직접 데이터를 전송할 수 있습니다. 이것은 다른 작업을 위해 중앙 프로세서를 해제합니다. 이 속성은 사실상의 표준이 되었습니다. 알려진 모든 네트워크 카드가 버스 마스터 모드를 지원하는 것은 당연합니다.

원격 깨우기(Wake on LAN)를 사용하면 네트워크를 통해 PC를 켤 수 있습니다. 즉, 업무시간 외에 PC의 서비스가 가능해진다. 이를 위해 마더보드의 3핀 커넥터와 네트워크 어댑터가 사용되며, 이 커넥터는 특수 케이블(배송 세트에 포함)로 연결됩니다. 또한 특수 제어 소프트웨어가 필요합니다. Wake on LAN 기술은 Intel-IBM 동맹에 의해 개발되었습니다.

전이중 모드를 사용하면 데이터를 양방향으로 동시에 반이중으로 전송할 수 있습니다. 따라서 전이중 모드에서 가능한 최대 처리량은 200Mbps입니다.

DMI(데스크탑 관리 인터페이스)는 네트워크 관리 소프트웨어를 사용하여 PC의 구성 및 리소스에 대한 정보를 얻을 수 있는 기능을 제공합니다.

WfM(Wired for Management) 사양을 지원하므로 네트워크 어댑터가 네트워크 관리 및 관리 소프트웨어와 상호 작용할 수 있습니다.

네트워크를 통해 컴퓨터의 OS를 원격으로 부팅하기 위해 네트워크 어댑터에는 특별한 BootROM 메모리가 제공됩니다. 이를 통해 네트워크에서 디스크 없는 워크스테이션을 효율적으로 사용할 수 있습니다. 테스트된 대부분의 카드에는 BootROM 슬롯만 있었습니다. BootROM 자체는 일반적으로 별도로 주문되는 옵션입니다.

ACPI(Advanced Configuration Power Interface) 지원은 전력 소비를 줄이는 데 도움이 됩니다. ACPI는 전력 관리를 위한 새로운 기술입니다. 그것은 하드웨어와 소프트웨어의 사용을 기반으로 합니다. 기본적으로 Wake on LAN은 ACPI의 필수적인 부분입니다.

생산성을 높이는 독점적 수단은 네트워크 카드의 효율성을 높일 수 있습니다. 이들 중 가장 유명한 것은 3Com의 Parallel Tasking II와 Intel의 Adaptive Technology입니다. 이 기금은 일반적으로 특허를 받았습니다.

주요 운영 체제에 대한 지원은 거의 모든 어댑터에서 제공됩니다. 주요 운영 체제에는 Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager 등이 있습니다.

서비스 지원 수준은 문서의 가용성, 드라이버가 포함된 디스켓 및 다운로드 기능으로 평가됩니다. 최신 버전회사 웹 사이트에서 드라이버. 포장도 중요한 역할을 합니다. 이러한 관점에서 가장 좋은 것은 네트워크입니다. D-링크 어댑터, 연합 Telesyn 및 Surecom. 하지만 대체적으로 모든 카드에 대한 지원 수준은 만족스러웠다.

일반적으로 보증은 전원 어댑터의 전체 수명에 적용됩니다(평생 보증). 때로는 1-3년으로 제한됩니다.

테스트 기술

모든 테스트는 각 공급업체의 인터넷 서버에서 다운로드한 최신 NIC 드라이버를 사용했습니다. 네트워크 카드의 드라이버가 조정 및 최적화를 허용한 경우 기본 설정이 사용되었습니다(Intel 네트워크 어댑터 제외). 3Com 및 Intel의 카드 및 해당 드라이버에는 가장 풍부한 추가 기능과 기능이 있습니다.

성능은 Novell의 Perform3 유틸리티를 사용하여 측정되었습니다. 유틸리티 작동 원리는 작은 파일이 워크스테이션에서 서버의 공유 네트워크 드라이브로 복사된 후 서버의 파일 캐시에 남아 있고 지정된 기간 동안 여러 번 읽히는 것입니다. 이것은 메모리 네트워크 메모리 상호 작용을 허용하고 디스크 대기 시간의 영향을 제거합니다. 유틸리티 매개변수에는 초기 파일 크기, 최종 파일 크기, 크기 조정 단계 및 테스트 시간이 포함됩니다. Novell Perform3 유틸리티는 다양한 파일 크기, 평균 및 최대 성능(KB/s)으로 성능 값을 표시합니다. 유틸리티를 구성하는 데 다음 매개변수가 사용되었습니다.

• 초기 파일 크기 - 4095바이트
• 최종 파일 크기 - 65,535바이트
• 파일 증분 - 8192바이트

각 파일의 테스트 시간은 20초로 설정되었습니다.

각 실험은 한 쌍의 동일한 네트워크 카드를 사용했는데 하나는 서버에서 실행되고 다른 하나는 워크스테이션에서 실행됩니다. 서버는 일반적으로 여러 추가 기능이 있는 특수 네트워크 어댑터를 사용하기 때문에 이는 일반적인 관행과 일치하지 않는 것 같습니다. 그러나 이것이 바로 동일한 네트워크 카드가 서버와 워크스테이션에 설치되는 방식입니다. 테스트는 전 세계적으로 잘 알려진 모든 테스트 연구소(KeyLabs, Tolly Group 등)에서 수행됩니다. 결과는 약간 낮지만 분석된 네트워크 카드만 모든 컴퓨터에서 작동하기 때문에 실험은 깨끗한 것으로 판명되었습니다.

Compaq DeskPro EN 클라이언트 구성:

• 펜티엄 II 450MHz 프로세서
• 캐시 512KB
• 램 128MB
• 하드 드라이브 10GB
• 수술실 마이크로소프트 시스템 Windows NT 서버 4.0 c 6 SP
• TCP/IP 프로토콜.

Compaq DeskPro EP 서버 구성:

• 셀러론 400MHz 프로세서
• 램 64MB
• 하드 드라이브 4.3GB
• 운영 체제 Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• TCP/IP 프로토콜.

테스트는 UTP Category 5 크로스오버 케이블로 컴퓨터를 직접 연결한 상태에서 진행되었으며, 이 테스트에서 카드는 100Base-TX Full Duplex 모드로 동작했습니다. 이 모드에서는 서비스 정보의 일부(예: 수신 확인)가 유용한 정보, 그 양은 추정됩니다. 이러한 조건에서 처리량의 다소 높은 값을 기록할 수 있었습니다. 예를 들어 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM 어댑터의 평균 속도는 79.23Mbps입니다.

프로세서 로드는 다음을 사용하여 서버에서 측정되었습니다. Windows 유틸리티 NT 성능 모니터; 데이터가 로그 파일에 기록되었습니다. 서버 프로세서 부하에 영향을 미치지 않도록 클라이언트에서 Perform3을 실행했습니다. Intel Celeron은 Pentium II 및 III 프로세서보다 성능이 현저히 떨어지는 서버 컴퓨터의 프로세서로 사용되었습니다. Intel Celeron은 의도적으로 사용되었습니다. 사실은 프로세서 부하가 충분히 큰 절대 오차로 결정되기 때문에 절대 값이 큰 경우 상대 오차가 더 작은 것으로 판명된다는 것입니다.

각 테스트 후 Perform3 유틸리티는 작업 결과를 다음 형식의 데이터 세트로 텍스트 파일에 저장합니다.

65535바이트. 10491.49KBps. 10491.49 총 KBps. 57343바이트. 10844.03KBps. 10844.03 총 KBps. 49151바이트. 10737.95KBps. 10737.95 총 KBps. 40959바이트. 10603.04KBps. 10603.04 총 KBps. 32767바이트. 10497.73KBps. 10497.73 총 KBps. 24575바이트. 10220.29KBps. 10220.29 총 KBps. 16383바이트. 9573.00KBps. 9573.00 총 KBps. 8191바이트. 8195.50KBps. 8195.50 총 KBps. 10844.03 최대 KBps. 10145.38 평균 KBp.

파일 크기, 선택한 클라이언트 및 모든 클라이언트(이 경우 하나의 클라이언트만 있음)에 대한 해당 처리량, 전체 테스트의 최대 및 평균 처리량이 표시됩니다. 각 테스트의 결과 평균 값은 다음 공식을 사용하여 KB / s에서 Mbit / s로 변환되었습니다.
(KB x 8) / 1024,
P/E 지수의 값은 프로세서 부하에 대한 처리량의 비율로 백분율로 계산되었습니다. 이어서, 3회의 측정 결과를 바탕으로 P/E 지수의 평균값을 산출하였다.

Windows NT Workstation에서 Perform3 유틸리티를 사용하면 다음과 같은 문제가 발생했습니다. 네트워크 드라이브에 쓰는 것 외에도 파일이 로컬 파일 캐시에도 기록되어 이후에 매우 빠르게 읽혔습니다. 결과는 인상적이었지만 네트워크를 통한 데이터 전송 자체가 없었기 때문에 비현실적이었습니다. 응용 프로그램이 공유 네트워크 드라이브를 정상적으로 처리할 수 있도록 하려면 로컬 드라이브, 운영 체제는 네트워크를 통해 I/O 요청을 리디렉션하는 리디렉터인 특수 네트워크 구성 요소를 사용합니다. 정상적인 작동 조건에서 파일을 공유 네트워크 드라이브에 쓰는 절차를 실행할 때 리디렉터는 Windows NT 캐싱 알고리즘을 사용합니다. 그렇기 때문에 서버에 쓸 때 클라이언트 시스템의 로컬 파일 캐시에도 씁니다. 그리고 테스트를 위해서는 서버에서만 캐싱을 수행해야 합니다. 클라이언트 컴퓨터에 캐싱이 없는지 확인하려면 윈도우 레지스트리 NT 매개변수 값은 리디렉터가 수행하는 캐싱을 비활성화하도록 변경되었습니다. 수행 방법은 다음과 같습니다.

1. 레지스트리 경로:

   HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ 서비스 \ Rdr \ 매개변수

   매개변수 이름:

   UseWriteBehind는 작성 중인 파일에 대한 write-behind 최적화를 활성화합니다.

   유형: REG_DWORD

   값: 0(기본값: 1)

2. 레지스트리 경로:

   HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ 서비스 \ Lanmanworkstation \ 매개변수

   매개변수 이름:

   UtilizeNTCaching은 리디렉터가 Windows NT 캐시 관리자를 사용하여 파일 콘텐츠를 캐시할지 여부를 지정합니다.

   유형: REG_DWORD 값: 0(기본값: 1)

Intel EtherExpress PRO / 100 + 관리 네트워크 어댑터

카드의 처리량과 프로세서 활용도는 3Com과 거의 동일합니다. 이 맵의 매개변수를 설정하는 창은 다음과 같습니다.

이 카드의 새로운 Intel 82559 컨트롤러는 특히 고속 이더넷 네트워크에서 매우 높은 성능을 제공합니다.

Intel이 Intel EtherExpress PRO/100 + 카드에서 사용하는 기술을 적응형 기술이라고 합니다. 이 방법의 핵심은 네트워크 부하에 따라 이더넷 패킷 간의 시간 간격을 자동으로 변경하는 것입니다. 네트워크 혼잡이 증가함에 따라 개별 이더넷 패킷 간의 거리가 동적으로 증가하여 충돌이 감소하고 처리량이 증가합니다. 네트워크 부하가 낮으면 충돌 가능성이 낮을 때 패킷 간의 시간 간격이 줄어들어 성능이 향상됩니다. 이 방법의 이점은 대규모 충돌 이더넷 세그먼트, 즉 스위치가 아닌 허브가 네트워크 토폴로지를 지배하는 경우에 가장 커야 합니다.

새로운 인텔 기술우선 순위 패킷이라고 하는 를 사용하면 개별 패킷의 우선 순위에 따라 NIC를 통과하는 트래픽을 조정할 수 있습니다. 이를 통해 미션 크리티컬 애플리케이션의 데이터 전송 속도를 높일 수 있습니다.

VLAN 지원이 제공됩니다(IEEE 802.1Q 표준).

보드에는 작업 / 연결, 속도 100의 두 가지 표시기만 있습니다.

www.intel.com

SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX / MP 네트워크 어댑터

이 카드의 아키텍처는 두 가지 유망한 기술인 SMC SimulTasking 및 Programmable InterPacket Gap을 사용합니다. 첫 번째 기술은 3Com Parallel Tasking 기술과 유사합니다. 이 두 제조업체의 카드에 대한 테스트 결과를 비교하여 이러한 기술 구현의 효율성 정도에 대해 결론을 내릴 수 있습니다. 이것도 참고하세요 랜카드 3Com과 Intel을 제외한 모든 카드를 능가하는 성능과 P/E 지수 모두에서 세 번째 결과를 보였다.

카드에는 4개의 LED 표시기가 있습니다: 속도 100, 전송, 연결, 이중.

회사의 주요 웹사이트는 www.smc.com입니다.

고속 이더넷 - 1995년 10월 26일에 공식적으로 채택된 IEEE 802.3 u 사양은 100Mb/s 속도로 구리 및 광섬유 케이블을 사용하여 작동하는 네트워크에 대한 데이터 링크 프로토콜 표준을 정의합니다. 새로운 사양은 동일한 프레임 형식, CSMA/CD 미디어 액세스 메커니즘 및 스타 토폴로지를 사용하는 이더넷 IEEE 802.3 표준의 후속 제품입니다. 케이블 유형, 세그먼트 길이 및 허브 수를 포함하여 처리량을 증가시키기 위해 여러 물리적 계층 구성 요소가 발전했습니다.

물리적 계층

고속 이더넷 표준은 3가지 유형의 100Mbps 이더넷 신호 매체를 정의합니다.

· 100Base-TX - 2개의 꼬인 전선. 전송은 ANSI(American National Standards Institute - American National Standards Institute)에서 개발한 꼬인 물리적 매체에서의 데이터 전송 표준에 따라 수행됩니다. 코일 데이터 케이블은 차폐되거나 차폐되지 않을 수 있습니다. 4B/5B 데이터 코딩 알고리즘 및 MLT-3 물리적 코딩 방법을 사용합니다.

· 100Base-FX - 2개의 코어, 광섬유 케이블. 전송은 또한 광섬유 미디어의 데이터 전송에 대한 ANSI 표준에 따라 수행됩니다. 4B/5B 데이터 코딩 알고리즘 및 NRZI 물리적 코딩 방법을 사용합니다.

· 100Base-T4는 IEEE 802.3u 위원회에서 개발한 특수 사양입니다. 이 사양에 따르면 데이터 전송은 4개의 꼬인 전화선 쌍을 통해 수행되며 이를 UTP 카테고리 3 케이블이라고 하며 8B/6T 데이터 코딩 알고리즘과 NRZI 물리적 코딩 방법을 사용합니다.

다중 모드 케이블

이 유형의 광섬유 케이블은 50 또는 62.5 마이크로미터 코어와 125 마이크로미터 외부 피복이 있는 광섬유를 사용합니다. 이러한 케이블을 50/125(62.5/125) 마이크로미터 다중 모드 광섬유 케이블이라고 합니다. 파장이 850(820) 나노미터인 LED 송수신기는 다중 모드 케이블을 통해 광 신호를 전송하는 데 사용됩니다. 다중 모드 케이블이 전이중 모드에서 작동하는 스위치의 두 포트를 연결하는 경우 최대 2000미터 길이가 될 수 있습니다.

단일 모드 케이블

싱글모드 파이버는 멀티모드 파이버보다 코어 직경이 10마이크로미터 더 작고 싱글모드 케이블을 통한 전송을 위해 레이저 트랜시버를 사용하여 장거리에서 효율적인 전송을 제공합니다. 전송된 빛 신호의 파장은 1300나노미터인 코어 직경에 가깝습니다. 이 숫자는 제로 분산 파장으로 알려져 있습니다. 단일 모드 케이블에서는 분산 및 신호 손실이 매우 낮아 다중 모드 광섬유의 경우보다 광 신호를 장거리로 전송할 수 있습니다.

38. 기가비트 이더넷 기술, 일반 특성, 물리적 환경 사양, 기본 개념.
3.7.1. 표준의 일반적인 특성

Fast Ethernet 제품이 시장에 출시된 직후 네트워크 통합자와 관리자는 기업 네트워크를 구축할 때 특정 한계를 느끼기 시작했습니다. 많은 경우에 100Mbps 채널을 통해 연결된 서버는 100Mbps에서도 작동하는 네트워크 백본에 과부하가 걸렸습니다(FDDI 및 고속 이더넷 백본). 속도 계층의 다음 단계가 필요했습니다. 1995년에는 ATM 스위치만이 더 높은 수준의 속도를 제공할 수 있었고 당시에는 이 기술을 로컬 네트워크로 마이그레이션할 수 있는 편리한 수단이 없었습니다(LAN Emulation - LANE 사양이 1995년 초에 채택되었지만 실제 구현 여전히 앞서 있었다), 그들은 거의 누구도 감히 로컬 네트워크에 구현하지 않았습니다. 또한 ATM 기술은 매우 높은 수준의 비용으로 구별되었습니다.

따라서 IEEE가 취한 다음 단계는 논리적으로 보였습니다. 1995년 6월 Fast Ethernet 표준이 최종적으로 채택된 지 5개월 후 IEEE High Speed ​​Technology Research Group은 훨씬 더 높은 비트 전송률.

1996년 여름, 802.3z 그룹은 가능한 한 이더넷과 유사한 프로토콜을 개발하지만 비트 전송률은 1000Mbps라고 발표했습니다. 패스트 이더넷과 마찬가지로 이 메시지는 이더넷 지지자들에게 큰 호응을 받았습니다.

열광의 주된 이유는 네트워크 계층의 하위 수준에 위치한 혼잡한 이더넷 세그먼트를 고속 이더넷으로 마이그레이션하는 것과 유사하게 네트워크 백본을 기가비트 이더넷으로 원활하게 마이그레이션할 것이라는 전망이었습니다. 또한 기가비트 속도로 데이터를 전송하는 경험은 이미 영토 네트워크(SDH 기술)와 로컬 네트워크 모두에서 사용할 수 있었습니다. 고속 주변 장치를 대형 컴퓨터에 연결하고 광섬유를 통해 데이터를 전송하는 데 주로 사용되는 파이버 채널 기술 - 이중화 코드 8B / 10B를 통해 기가비트에 가까운 속도의 광 케이블.

표준의 첫 번째 버전은 1997년 1월에 검토되었으며 802.3z 표준은 1998년 6월 29일 IEEE 802.3 위원회 회의에서 최종적으로 채택되었습니다. 트위스트 페어 카테고리 5에서 기가비트 이더넷을 구현하는 작업은 이미 이 표준 초안의 여러 버전을 고려한 특별 위원회 802.3ab로 이전되었으며 1998년 7월 이후로 프로젝트는 상당히 안정되었습니다. 802.3ab 표준의 최종 채택은 1999년 9월로 예정되어 있습니다.

표준이 채택될 때까지 기다리지 않고 일부 회사는 1997년 여름까지 광섬유 케이블에 최초의 기가비트 이더넷 장비를 출시했습니다.

기가비트 이더넷 표준 개발자의 주요 아이디어는 1000Mbps의 비트 전송률에 도달하면서 기존 이더넷 기술의 아이디어를 최대한 보존하는 것입니다.

새로운 기술을 개발할 때 네트워크 기술 개발의 일반적인 과정을 따르는 몇 가지 기술 혁신을 기대하는 것은 당연하기 때문에 기가비트 이더넷은 느린 대응물과 마찬가지로 프로토콜 수준에서 수 없습니다지원하다:

• 서비스 품질;
• 중복 연결;
• 노드 및 장비의 작동 가능성 테스트(후자의 경우 - 이더넷 10Base-T 및 10Base-F 및 고속 이더넷에서 수행되는 것처럼 포트 간 통신 테스트 제외).

세 가지 명명된 속성은 모두 현대 네트워크, 특히 가까운 미래의 네트워크에서 매우 유망하고 유용한 것으로 간주됩니다. 기가비트 이더넷의 저자들은 왜 그것들을 포기합니까?

기가비트 이더넷 기술 개발자의 주요 아이디어는 백본의 고속과 스위치에 우선 순위 패킷을 할당하는 기능이 품질을 보장하기에 충분한 네트워크가 꽤 있고 앞으로도 계속 존재할 것이라는 것입니다. 모든 네트워크 클라이언트에 대한 전송 서비스. 드문 경우지만 백본이 충분히 로드되고 서비스 품질에 대한 요구 사항이 매우 엄격할 때 ATM 기술을 사용해야 합니다. 이 기술은 높은 기술적 복잡성으로 인해 모든 사람에게 서비스 품질을 보장합니다. 주요 유형의 트래픽.

39. 네트워크 기술에 사용되는 구조적 케이블링 시스템.
SCS(Structured Cabling System)는 스위칭 요소(케이블, 커넥터, 커넥터, 크로스오버 패널 및 캐비닛)의 집합과 함께 사용하기 위한 기술로, 정기적이고 쉽게 확장 가능한 통신 구조를 만들 수 있습니다. 컴퓨터 네트워크.

구조화된 케이블링 시스템은 일종의 "구성자"이며, 네트워크 설계자는 표준 커넥터로 연결되고 표준 크로스오버 패널을 켠 표준 케이블에서 필요한 구성을 구축합니다. 필요한 경우 연결 구성을 쉽게 변경할 수 있습니다. 컴퓨터 추가, 세그먼트 전환, 불필요한 장비 제거 및 컴퓨터와 허브 간의 연결 변경도 가능합니다.

구조화된 케이블링 시스템을 구축할 때 기업의 각 작업장에는 현재 필요하지 않더라도 전화와 컴퓨터를 연결하기 위한 소켓이 있어야 한다고 가정합니다. 즉, 구조화된 케이블링 시스템이 중복됩니다. 기존 케이블을 다시 연결하여 새 장치의 연결을 변경할 수 있으므로 향후 비용을 절약할 수 있습니다.

구조화된 케이블링 시스템의 일반적인 계층 구조는 다음과 같습니다.

• 수평 하위 시스템(바닥 내);
• 수직 하위 시스템(건물 내부);
• 캠퍼스 하위 시스템(여러 건물이 있는 한 영역 내).

수평 하위 시스템바닥 마샬링 캐비닛을 사용자 콘센트에 연결합니다. 이 유형의 하위 시스템은 건물의 바닥에 해당합니다. 수직 하위 시스템각 층의 마샬링 캐비닛을 건물의 중앙 제어실에 연결합니다. 계층 구조의 다음 단계는 캠퍼스 하위 시스템,여러 건물을 전체 캠퍼스의 주 제어실에 연결합니다. 케이블링 시스템의 이 부분을 일반적으로 백본이라고 합니다.

혼란스러운 케이블 대신 구조화된 케이블을 사용하면 많은 이점이 있습니다.

· 다재.잘 짜여진 조직을 갖춘 구조화된 케이블링 시스템은 로컬 컴퓨터 데이터 전송을 위한 통합 매체가 될 수 있습니다. 컴퓨터 네트워크, 지역 조직 전화망, 비디오 정보 전송 및 화재 안전 센서 또는 보안 시스템의 신호 전송. 이를 통해 기업의 경제 서비스 및 생명 유지 시스템에 대한 제어, 모니터링 및 관리의 많은 프로세스를 자동화할 수 있습니다.

· 서비스 수명 증가.잘 구성된 케이블링 시스템의 노후화는 10-15년이 될 수 있습니다.

· 새로운 사용자를 추가하고 위치를 변경하는 비용을 줄입니다.케이블 시스템의 비용은 상당하며 주로 케이블 비용이 아니라 설치 비용에 의해 결정되는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 케이블 길이를 늘리면서 여러 번 배치하는 것보다 케이블 포설 작업을 한 번 수행하는 것이 가능합니다. 이 접근 방식을 사용하면 사용자를 추가하거나 이동하는 모든 작업이 기존 콘센트에 컴퓨터를 연결하는 것으로 줄어듭니다.

· 손쉬운 네트워크 확장 가능성.구조화된 케이블링 시스템은 모듈식이므로 쉽게 확장할 수 있습니다. 예를 들어 기존 서브넷에 영향을 주지 않고 새 서브넷을 트렁크에 추가할 수 있습니다. 네트워크의 나머지 부분과 독립적으로 별도의 서브넷에서 케이블 유형을 변경할 수 있습니다. 구조화된 케이블링 시스템은 네트워크 자체가 이미 물리적 세그먼트로 분할되어 있기 때문에 쉽게 관리할 수 있는 논리적 세그먼트로 네트워크를 분할하는 기반입니다.

· 보다 효율적인 서비스를 제공합니다.구조화된 케이블링 시스템은 버스 케이블링보다 서비스 및 문제 해결이 더 쉽습니다. 버스 케이블링의 경우 장치 또는 연결 요소 중 하나의 오류가 전체 네트워크의 찾기 어려운 오류로 이어집니다. 구조화된 케이블링 시스템에서는 세그먼트의 집계가 허브를 사용하여 수행되기 때문에 한 세그먼트의 장애가 다른 세그먼트에 영향을 미치지 않습니다. 집중 장치는 결함 영역을 진단하고 위치를 파악합니다.

· 신뢰할 수 있음.구조화된 케이블링 시스템은 이러한 시스템의 제조업체가 개별 구성 요소의 품질뿐만 아니라 호환성도 보장하기 때문에 신뢰성이 높아졌습니다.

40. 허브 및 네트워크 어댑터, 원칙, 사용, 기본 개념.
허브는 네트워크 어댑터 및 케이블과 함께 LAN을 만드는 데 사용할 수 있는 최소 장비 양을 나타냅니다. 이러한 네트워크는 공통 공유 환경을 나타냅니다.

네트워크 어댑터(네트워크 인터페이스 카드, NIC)드라이버와 함께 모델의 두 번째 채널 수준을 구현합니다. 개방형 시스템네트워크의 끝 노드에서 - 컴퓨터. 보다 정확하게는 네트워크 운영 체제에서 한 쌍의 어댑터와 드라이버는 물리적 계층과 MAC 계층의 기능만 수행하는 반면 LLC 계층은 일반적으로 모듈에 의해 구현됩니다. 운영 체제, 모든 드라이버 및 네트워크 어댑터에 대해 동일합니다. 실제로 이것은 IEEE 802 프로토콜 스택의 모델에 따라야 하는 방식입니다.예를 들어, Windows NT에서는 LLC 레벨이 NDIS 모듈에서 구현되는데, 이는 어떤 기술이든 상관없이 모든 네트워크 어댑터 드라이버에 공통입니다. 드라이버가 지원합니다.

네트워크 어댑터는 드라이버와 함께 프레임 전송 및 수신의 두 가지 작업을 수행합니다.

클라이언트 컴퓨터용 어댑터에서는 대부분의 작업이 드라이버로 이동되어 어댑터를 더 간단하고 저렴하게 만듭니다. 이 접근 방식의 단점은 컴퓨터의 중앙 프로세서에 프레임을 전송하는 일상적인 작업을 많이 로드한다는 것입니다. 랜덤 액세스 메모리컴퓨터를 네트워크에 연결합니다. 중앙 프로세서는 사용자의 응용 프로그램 작업을 수행하는 대신 이 작업을 수행해야 합니다.

네트워크 어댑터는 컴퓨터에 설치하기 전에 구성해야 합니다. 어댑터 구성은 일반적으로 어댑터에서 사용하는 IRQ, DMA 채널(어댑터가 DMA 모드를 지원하는 경우) 및 I/O 포트의 기본 주소를 지정합니다.

거의 모든 현대 기술근거리 통신망에서 여러 피어 이름이 있는 장치가 정의됩니다. 바퀴통(집중기), 허브(허브), 중계기(중계기). 이 장치의 적용 분야에 따라 기능 및 디자인의 구성이 크게 변경됩니다. 주요 기능만 변경되지 않고 그대로 유지됩니다. 프레임 반복해당 표준에서 정의한 알고리즘에 따라 모든 포트(이더넷 표준에 정의된 대로) 또는 일부 포트에서만.

허브에는 일반적으로 네트워크의 끝 노드(컴퓨터)가 케이블의 별도의 물리적 세그먼트를 사용하여 연결되는 여러 포트가 있습니다. 집선 장치는 개별 물리적 네트워크 세그먼트를 단일 공유 환경으로 결합하며, 이에 대한 액세스는 고려되는 LAN 프로토콜 중 하나(이더넷, 토큰링 등)에 따라 수행됩니다. 기술은 자체 허브(이더넷)를 생성합니다. 토큰 링; FDDI 및 100VG-AnyLAN. 특정 프로토콜의 경우 때때로 이 장치의 고유한 고도로 전문화된 이름이 사용되며, 이 이름은 기능을 보다 정확하게 반영하거나 전통에 따라 사용됩니다. 예를 들어 MSAU라는 이름은 토큰링 집중 장치의 특징입니다.

각 허브는 지원하는 기술의 해당 프로토콜에 정의된 몇 가지 기본 기능을 수행합니다. 이 기능은 기술 표준에 일부 세부적으로 정의되어 있지만 구현 시 다른 제조업체의 허브는 포트 수, 여러 유형의 케이블 지원 등과 같은 세부 사항에서 다를 수 있습니다.

기본 기능 외에도 허브는 표준에 전혀 정의되어 있지 않거나 선택 사항인 여러 추가 기능을 수행할 수 있습니다. 예를 들어 토큰링 허브는 오작동 포트를 차단하고 백업 링으로 전환하는 기능을 수행할 수 있지만 이러한 기능은 표준에 설명되어 있지 않습니다. 허브는 네트워크의 모니터링 및 운영을 용이하게 하는 추가 기능을 수행하기 위한 편리한 장치임이 밝혀졌습니다.

41. 브리지 및 스위치의 사용, 원칙, 기능, 예, 제한 사항
브리지 및 스위치를 사용한 구조화

네트워크는 브리지 및/또는 스위치(스위치, 스위칭 허브)의 두 가지 유형의 장치를 사용하여 논리적 세그먼트로 나눌 수 있습니다.

브리지와 스위치는 기능적 쌍둥이입니다. 이 두 장치 모두 동일한 알고리즘을 기반으로 프레임을 진행합니다. 브리지와 스위치는 두 가지 유형의 알고리즘을 사용합니다. 투명한 다리, IEEE 802.1D 표준 또는 알고리즘에 설명된 소스 라우팅 브리지토큰링 네트워크용 IBM에서 제공합니다. 이러한 표준은 첫 번째 스위치가 도입되기 훨씬 전에 개발되었으므로 "브리지"라는 용어를 사용합니다. 이더넷 기술을 위한 최초의 산업용 스위치 모델이 탄생했을 때, 이 모델은 로컬 및 글로벌 네트워크

스위치와 브리지의 주요 차이점은 브리지는 프레임을 순차적으로 처리하는 반면 스위치는 프레임을 병렬로 처리한다는 것입니다. 이러한 상황은 네트워크가 적은 수의 세그먼트로 분할되고 세그먼트 간 트래픽이 적던 시대에 다리가 나타났기 때문입니다(80x20% 규칙 준수).

오늘날 브리지는 여전히 네트워크에서 작동하지만 두 원격 LAN 간의 상당히 느린 글로벌 링크에서만 작동합니다. 이러한 브리지를 원격 브리지라고 하며 802.1D 또는 소스 라우팅과 같은 방식으로 작동합니다.

투명 브리지는 동일한 기술 내에서 프레임을 전송하는 것 외에도 LAN 프로토콜(예: 이더넷에서 토큰 링으로, FDDI에서 이더넷으로)을 변환할 수 있습니다. 투명 브리지의 이러한 속성은 IEEE 802.1H 표준에 설명되어 있습니다.

다음에서는 브리지 알고리즘을 사용하여 프레임을 진행하고 로컬 네트워크에서 작동하는 장치를 현대 용어 "스위치"라고 부를 것입니다. 다음 섹션에서 802.1D 및 소스 라우팅 알고리즘 자체를 설명할 때 이러한 표준에서 실제로 호출되는 장치를 일반적으로 브리지라고 합니다.

42. 로컬 네트워크용 스위치, 프로토콜, 작동 모드, 예.
8개의 10Base-T 포트 각각은 하나의 EPP(Ethernet Packet Processor)에 의해 제공됩니다. 또한 스위치에는 모든 EPP 프로세서의 작업을 조정하는 시스템 모듈이 있습니다. 시스템 모듈은 스위치의 일반 주소 테이블을 유지 관리하고 스위치의 SNMP 관리를 제공합니다. 포트 간에 프레임을 전송하기 위해 전화 스위치 또는 다중 프로세서 컴퓨터에서 볼 수 있는 것과 유사한 스위칭 패브릭이 사용되어 다중 프로세서를 다중 메모리 모듈과 연결합니다.

스위칭 매트릭스는 채널 스위칭의 원리에 따라 작동합니다. 8개 포트의 경우 매트릭스는 각 포트의 송신기와 수신기가 서로 독립적으로 작동할 때 반이중 포트 작동에서 8개의 동시 내부 채널 및 전이중에서 16개의 내부 채널을 제공할 수 있습니다.

프레임이 포트에 도착하면 EPP 프로세서는 대상 주소를 읽기 위해 프레임의 처음 몇 바이트를 버퍼링합니다. 대상 주소를 수신한 후 프로세서는 프레임의 나머지 바이트가 도착할 때까지 기다리지 않고 즉시 패킷을 전송하기로 결정합니다.

프레임을 다른 포트로 전송해야 하는 경우 프로세서는 스위칭 매트릭스로 전환하여 대상 주소에 대한 경로가 통과하는 포트와 해당 포트를 연결하는 경로를 설정하려고 시도합니다. 스위칭 패브릭은 대상 포트가 그 순간에 비어 있는 경우, 즉 다른 포트에 연결되지 않은 경우에만 이 작업을 수행할 수 있습니다. 이 경우 프레임은 입력 포트 프로세서에 의해 완전히 버퍼링되고 그 후 프로세서는 출력 포트가 해제되고 스위칭 매트릭스가 원하는 경로를 형성할 때까지 기다립니다. 원하는 경로가 설정되면 버퍼링된 프레임 바이트가 다음으로 전송됩니다. 그것은 출력 포트 프로세서에 의해 수신됩니다. 다운스트림 프로세서가 CSMA/CD 알고리즘을 사용하여 연결된 이더넷 세그먼트에 액세스하는 즉시 프레임 바이트가 네트워크로 전송됩니다. 전체 버퍼링 없이 프레임을 전송하는 설명된 방법을 "on-fly" 또는 "cut-through" 스위칭이라고 합니다. 스위치를 사용할 때 네트워크 성능을 향상시키는 주된 이유는 평행 한다중 프레임 처리 이 효과는 그림 1에 나와 있습니다. 4.26. 그림은 이더넷 프로토콜의 경우 8개 포트 중 4개 포트가 최대 10Mb/s의 속도로 데이터를 전송하고, 이 데이터를 스위치의 다른 4개 포트에 충돌 없이 전송할 때 성능 향상 측면에서 이상적인 상황을 나타냅니다. 네트워크 노드 간의 데이터 흐름은 각 프레임 수신 포트가 고유한 출력 포트를 갖도록 분산됩니다. 스위치가 입력 포트로 들어오는 프레임의 최대 속도에서도 입력 트래픽을 처리할 수 있다면 주어진 예에서 총 스위치 성능은 4x10 = 40Mbps가 될 것이며 N 포트에 대한 예를 일반화할 때 - (N / 2) x10Mbps. 스위치는 포트에 연결된 각 스테이션이나 세그먼트에 전용 프로토콜 대역폭을 제공한다고 하는데, 당연히 네트워크 상황이 그림 1과 같이 항상 발전하는 것은 아닙니다. 4.26. 두 스테이션, 예를 들어 포트에 연결된 스테이션인 경우 3 그리고 4, 동시에 포트에 연결된 동일한 서버에 데이터를 써야 합니다. 8, 포트 5가 20Mbps로 데이터를 전송할 수 없기 때문에 스위치는 각 스테이션에 10Mbps 데이터 스트림을 할당할 수 없습니다. 스테이션 프레임은 입력 포트의 내부 대기열에서 대기합니다. 3 그리고 4, 포트가 자유로워지면 8 다음 프레임을 전송합니다. 확실히, 좋은 결정데이터 스트림의 이러한 배포를 위해 서버를 고속 이더넷과 같은 고속 포트에 연결할 수 있습니다. 스위치의 주요 장점은 로컬 네트워크에서 매우 좋은 위치를 차지한 덕분에 그것의 고성능, 스위치 개발자는 소위 논블로킹스위치 모델.

43. 투명 다리의 알고리즘.
투명 브리지는 수신 프레임을 다른 세그먼트로 전송할지 여부를 결정할 수 있는 기반으로 특수 주소 테이블을 독립적으로 구축하기 때문에 엔드 노드의 네트워크 어댑터에 보이지 않습니다. 투명 브리지를 사용할 때 네트워크 어댑터는 사용할 수 없는 것과 같은 방식으로 작동합니다. 추가 조치다리를 건너기 위해. 투명 브리징 알고리즘은 브리지가 설치되는 LAN 기술과 독립적이므로 투명 이더넷 브리지는 투명 FDDI 브리지처럼 작동합니다.

투명 브리지는 포트에 연결된 세그먼트에서 순환하는 트래픽의 수동 모니터링을 기반으로 주소 테이블을 작성합니다. 이 경우 브리지는 브리지 포트에 도착하는 데이터 프레임 소스의 주소를 고려합니다. 프레임 소스 주소를 기반으로 브리지는 이 노드가 하나 또는 다른 네트워크 세그먼트에 속한다고 결론을 내립니다.

그림 1과 같은 간단한 네트워크의 예를 이용하여 자동으로 브리지 주소 테이블을 생성하고 사용하는 과정을 생각해 보자. 4.18.

쌀. 4.18. 투명한 다리의 작동 원리

브리지는 두 개의 논리적 세그먼트를 연결합니다. 세그먼트 1은 브리지의 포트 1에 한 길이의 동축 케이블로 연결된 컴퓨터로 구성되며 세그먼트 2는 브리지의 포트 2에 다른 길이의 동축 케이블로 연결된 컴퓨터로 구성됩니다.

각 브리지 포트는 한 가지 예외를 제외하고 세그먼트에서 끝점 역할을 합니다. 브리지 포트에는 자체 MAC 주소가 없습니다. 다리의 항구는 소위 난잡한패킷 캡처 모드, 포트에 도착하는 모든 패킷이 버퍼 메모리에 저장됩니다. 이 모드의 도움으로 브리지는 연결된 세그먼트에서 전송되는 모든 트래픽을 모니터링하고 통과하는 패킷을 사용하여 네트워크 구성을 연구합니다. 모든 패킷이 버퍼에 기록되기 때문에 브리지에는 포트 주소가 필요하지 않습니다.

초기 상태에서 브리지는 MAC 주소가 각 포트에 연결된 컴퓨터에 대해 아무 것도 알지 못합니다. 따라서 이 경우 브리지는 이 프레임이 수신된 포트를 제외한 모든 포트에서 캡처 및 버퍼링된 프레임을 전송합니다. 이 예에서 브리지에는 포트가 두 개뿐이므로 포트 1에서 포트 2로 또는 그 반대로 프레임을 전송합니다. 브리지가 세그먼트에서 세그먼트로(예: 세그먼트 1에서 세그먼트 2로) 프레임을 보내려고 할 때 액세스 알고리즘의 규칙에 따라 끝 노드로서 세그먼트 2에 다시 액세스를 시도합니다. 이 예에서는 다음과 같습니다. CSMA / CD 알고리즘의 규칙.

모든 포트에 프레임을 전송함과 동시에 브리지는 프레임 소스의 주소를 학습하고 새로운 항목필터링 또는 라우팅 테이블이라고도 하는 주소 테이블의 구성원 자격에 대해 설명합니다.

브리지는 학습 단계를 통과한 후 더 효율적으로 작동할 수 있습니다. 예를 들어 컴퓨터 1에서 컴퓨터 3으로 향하는 프레임을 수신하면 주소 테이블에서 대상 주소 3과 주소가 일치하는지 검색합니다. 이러한 항목이 있으므로 브리지는 테이블 분석의 두 번째 단계를 수행합니다. - 하나의 세그먼트에 소스 주소(이 경우 주소 1)와 대상 주소(주소 3)가 있는 컴퓨터가 있는지 확인합니다. 이 예에서는 서로 다른 세그먼트에 있으므로 브리지가 작업을 수행합니다. 전송프레임 - 이전에 다른 세그먼트에 대한 액세스를 수신한 다른 포트로 프레임을 전송합니다.

목적지 주소를 알 수 없는 경우 브리지는 학습 프로세스의 초기 단계에서와 같이 프레임의 소스인 포트를 제외한 모든 포트로 프레임을 전송합니다.

44. 소스에서 라우팅하는 브리지.
소스 라우팅 브리징은 토큰 링과 FDDI 링을 연결하는 데 사용되지만 투명 브리징도 같은 목적으로 사용할 수 있습니다. SR(Source Routing)은 송신 스테이션이 스테이션이 연결된 링에 들어가기 전에 프레임이 통과해야 하는 중간 브리지 및 링에 대한 모든 주소 정보를 다른 링으로 전송된 프레임에 넣는다는 사실에 기반합니다.

그림 1과 같은 네트워크의 예를 이용하여 Source Routing bridge(이하 SR-bridge)의 동작 원리를 살펴보자. 4.21. 네트워크는 3개의 브리지로 연결된 3개의 링으로 구성됩니다. 링과 브리지에는 경로를 정의하는 식별자가 있습니다. SR 브리지는 주소 테이블을 구축하지 않지만 프레임을 진행할 때 데이터 프레임의 해당 필드에서 사용할 수 있는 정보를 사용합니다.

무화과. 4.21.소스 라우팅 브리지

각 패킷을 수신하면 SR 브리지는 자체 식별자에 대해 라우팅 정보 필드(RIF, 토큰 링 또는 FDDI 프레임)만 확인하면 됩니다. 그리고 그것이 존재하고 이 브리지에 연결된 링의 식별자와 함께 제공되는 경우 이 경우 브리지는 들어오는 프레임을 지정된 링으로 복사합니다. 그렇지 않으면 프레임이 다른 링으로 복사되지 않습니다. 어떤 경우든 프레임의 원본 복사본은 송신 스테이션의 원래 링을 통해 반환되고 다른 링으로 전송된 경우 프레임 상태 필드의 A(주소 인식) 및 C(복사된 프레임) 비트는 다음과 같습니다. 프레임이 목적지 스테이션에서 수신되었음을 송신 스테이션에 알리려면 1로 설정합니다(이 경우 브리지에서 다른 링으로 전송됨).

프레임 내 라우팅 정보가 항상 필요한 것은 아니고 서로 다른 링에 연결된 스테이션 간의 프레임 전송에 한하기 때문에 프레임 내 RIF 필드의 존재는 개별/그룹 주소(I/G)를 1비트( 이 경우 소스 주소는 항상 개별적이므로 이 비트는 의도한 대로 사용되지 않습니다.

RIF에는 세 부분으로 구성된 제어 하위 필드가 있습니다.

• 프레임 유형 RIF 필드의 유형을 정의합니다. 경로를 찾고 알려진 경로를 따라 프레임을 보내는 데 사용되는 다양한 유형의 RIF 필드가 있습니다.
• 최대 프레임 길이 필드 MTU 값이 다른 링을 연결하기 위해 브리지에서 사용합니다. 이 필드를 사용하여 브리지는 스테이션에 가능한 최대 프레임 길이(즉, 전체 멀티파트 경로에 따른 최소 MTU 값)를 알립니다.
• RIF 필드 길이교차 고리와 다리의 식별자를 지정하는 경로 설명자의 수를 미리 알 수 없기 때문에 필요합니다.

소스 라우팅 알고리즘이 작동하려면 SRBF(단일 경로 브로드캐스트 프레임)와 ARBF(모든 경로 브로드캐스트 프레임)라는 두 가지 추가 프레임 유형이 사용됩니다.

모든 SR 브리지는 프레임의 소스 포트를 제외한 모든 포트에 ARBF 프레임을 보내도록 관리자가 수동으로 구성해야 하며, SRBF 프레임의 경우 네트워크 루프를 방지하기 위해 일부 브리지 포트를 차단해야 합니다.

소스 라우팅 브리지의 장점과 단점

45. 스위치: 작업에 영향을 미치는 기술적 구현, 기능, 특성.
스위치의 기술적 구현의 특징. 많은 1세대 스위치는 라우터, 즉 내부 고속 버스를 통해 인터페이스 포트에 연결된 범용 중앙 처리 장치를 기반으로 했습니다. 이 스위치의 주요 단점은 속도가 느리다는 것입니다. 범용 프로세서는 인터페이스 모듈 간의 프레임 전송을 위한 대량의 특수 작업을 처리할 수 없습니다. 성공적인 비차단 작동을 위한 프로세서 칩 외에도 스위치는 포트 프로세서 칩 간에 프레임을 전송하는 고속 노드도 필요합니다. 현재 스위치는 이러한 교환 노드가 구축되는 기반으로 세 가지 체계 중 하나를 사용합니다.

• 스위칭 매트릭스;
• 공유 다중 입력 메모리;
• 일반 버스.

이더넷에도 불구하고
그의 모든 성공을 위해 결코 우아한 적이 없습니다.
NIC에는 기본 기능만 있습니다.
지능의 개념. 그들은 정말로
먼저 패킷을 보낸 다음
다른 사람이 데이터를 전송했는지 확인
그들과 동시에. 누군가 이더넷을 다음과 비교했습니다.
사람들이 소통할 수 있는 사회
모두가 소리칠 때만 서로
동시에.

그를 좋아하다
전임자, Fast Ethernet은 이 방법을 사용합니다.
CSMACD(캐리어 감지 다중 액세스
충돌 감지 - 환경에 대한 다중 액세스
캐리어 감지 및 충돌 감지).
이 길고 이해할 수 없는 약어 뒤에
아주 간단한 기술을 숨기고 있습니다. 언제
이더넷 보드는 메시지를 보내야 합니다.
먼저 그녀는 침묵을 기다린 다음
패킷을 보내고 동시에 수신하지 않습니다.
누군가 메시지를 보냈습니까
그와 동시에. 이런 일이 발생했다면
두 패키지 모두 수취인에게 도달하지 않습니다. 만약에
충돌은 없었지만 보드는 계속되어야 합니다.
데이터 전송, 여전히 대기
다시 몇 마이크로초 전에
새 배치를 보내려고 합니다. 이것
다른 보드도 확인할 수 있도록
작동할 수 있었고 아무도 캡처할 수 없었습니다.
채널은 독점입니다. 충돌의 경우 둘 다
장치는 작은 동안 침묵합니다
생성된 시간 범위
무작위로 가져간 다음
데이터 전송을 위한 새로운 시도.

충돌로 인해 둘 다
이더넷이나 패스트 이더넷은 결코 달성할 수 없습니다.
최대 성능 10
또는 100Mbps. 시작하자마자
네트워크 트래픽 증가, 일시적
개별 패킷 전송 간의 지연
감소하고 충돌 횟수가
증가합니다. 진짜
이더넷 성능은 다음을 초과할 수 없습니다.
잠재적 대역폭의 70%
능력, 그리고 아마도 더 낮은 라인이라면
심각하게 압도.

이더넷 사용
패킷 크기는 1516바이트로 괜찮습니다.
처음 만들 때 적합합니다.
오늘날 이것은 다음과 같은 경우 단점으로 간주됩니다.
이더넷은 통신에 사용됩니다.
서버 및 통신 회선으로서의 서버
크게 교환하는 경향이 있다
작은 패키지의 수
네트워크에 과부하가 걸립니다. 또한 고속 이더넷
사이의 거리에 제한을 둡니다.
연결된 장치 - 100개 이하
미터 및 강제로 표시
때 각별한 주의
그러한 네트워크를 설계합니다.

이더넷이 처음이었습니다.
버스 토폴로지를 기반으로 설계된
모든 장치가 공통 장치에 연결되었을 때
가늘거나 두꺼운 케이블. 애플리케이션
트위스트 페어는 프로토콜을 부분적으로만 변경했습니다.
동축 케이블을 사용하는 경우
충돌은 모두에 의해 한 번에 결정되었습니다.
역. 트위스트 페어의 경우
즉시 "jam" 신호를 사용하십시오.
스테이션이 충돌을 감지하면
허브에 신호를 보내고 후자는
차례로 모든 사람에게 "잼"을 보냅니다.
연결된 장치.

하기 위해
혼잡 감소, 이더넷 네트워크
세그먼트로 분할
다리와 결합하고
라우터. 이것은 당신이 전송할 수 있습니다
세그먼트 간에 필요한 트래픽만
두 사람 사이에 전달된 메시지
한 세그먼트의 스테이션은
다른 사람에게 양도되어 전화를 걸 수 없습니다.
초과 적재.

오늘
중앙고속도로 건설,
통합 서버 사용
스위치 이더넷. 이더넷 스위치는
고속으로 간주
할 수 있는 다중 포트 브리지
어느 쪽에서 독립적으로 결정
패킷의 주소가 지정된 포트입니다. 스위치
패킷 헤더 등을 봅니다.
정의하는 테이블을 컴파일합니다.
이 또는 저 구독자는 어디에 있습니까?
물리적 주소. 이것은 허용
패키지의 범위를 제한
오버플로 가능성을 줄이고,
올바른 포트로만 전송합니다. 오직
브로드캐스트 패킷은
모든 포트.

100BaseT
- 빅 브라더 10BaseT

기술 아이디어
패스트 이더넷은 1992년에 탄생했습니다. 8 월
내년에 프로듀서 그룹
FEA(Fast Ethernet Alliance)에 합병되었습니다.
FEA의 목표는
위원회의 고속 이더넷 공식 승인
802.3 전기공학회 및
전파전자공학과(전기전자연구소
엔지니어, IEEE), 이 위원회 이후
이더넷 표준을 다룹니다. 운
새로운 기술과 함께
동맹 지원: 1995년 6월
모든 공식 절차가 완료되었으며,
고속 이더넷 기술이 명명되었습니다.
802.3u.

가벼운 손으로 IEEE
고속 이더넷은 100BaseT라고 합니다. 이것은 설명된다
단순: 100BaseT는 확장입니다.
10BaseT 표준의 대역폭
10M bps ~ 100Mbps. 100BaseT 표준에는 다음이 포함됩니다.
다중 처리를 위한 프로토콜로
캐리어 감지 액세스 및
CSMA/CD 충돌 감지(Carrier Sense Multiple
충돌 감지를 통한 액세스),
10BaseT. 또한 고속 이더넷은 다음에서 작동할 수 있습니다.
다음을 포함한 여러 유형의 케이블
꼬인 쌍. 이 두 속성은 모두 새 속성입니다.
표준은 잠재력에 매우 중요합니다.
구매자, 그리고 그들 덕분에 100BaseT
네트워크를 마이그레이션하는 좋은 방법으로 밝혀졌습니다.
10BaseT를 기반으로 합니다.

메인
100BaseT의 판매 포인트
패스트 이더넷은
계승된 기술. 패스트 이더넷 이후
동일한 전송 프로토콜이 사용됨
이전 이더넷 버전에서와 같은 메시지,
이 표준의 케이블 시스템
호환 가능, 10BaseT에서 100BaseT로 이동
필수의

더 작은
설치보다 자본 투자
다른 유형의 고속 네트워크. 뿐만 아니라
또한 100BaseT는
기존 이더넷 표준의 연속, 모두
도구 및 절차
네트워크 분석 뿐만 아니라 모든
소프트웨어작업
구형 이더넷 네트워크는 이 표준에서
작업 능력을 유지하십시오.
따라서 100BaseT 환경은 친숙할 것입니다.
경험이 있는 네트워크 관리자
이더넷으로. 즉, 직원 교육이
시간이 단축되고 비용이 많이 듭니다.
더 싸다.

보존
프로토콜의

아마도,
신제품의 최대 실용화
기술이 떠나기로 결정했습니다
메시지 전송 프로토콜이 변경되지 않았습니다.
우리의 경우 메시지 전송 프로토콜
CSMA/CD는 데이터가
네트워크를 통해 한 노드에서 다른 노드로 전송
케이블 시스템을 통해 ISO / OSI 모델에서
CSMA/CD 프로토콜은 계층의 일부입니다.
미디어 액세스 제어(MAC).
이 수준에서 형식은 다음과 같이 정의됩니다.
정보가 네트워크를 통해 전송되는 곳,
네트워크 장치가 얻는 방법
네트워크 액세스(또는 네트워크 관리)
데이터 전송.

CSMA / CD 이름
Carrier Sense Multiple Access는 두 부분으로 나눌 수 있습니다.
및 충돌 감지. 이름의 첫 부분에서 다음을 수행할 수 있습니다.
노드가 네트워크와 어떻게 연결되는지 결론
어댑터가 연결되는 순간을 결정합니다.
메시지를 보내야 합니다. 에 따라
CSMA 프로토콜, 네트워크 노드가 먼저 "수신"
네트워크로 전송되고 있는지 확인합니다.
현재 다른 모든 메시지.
캐리어 톤이 들리면
네트워크가 현재 다른 네트워크와 사용 중임을 의미합니다.
메시지 - 네트워크 노드가 모드로 들어갑니다.
네트워크가 될 때까지 기다리며 머무른다.
출시 예정. 네트워크가 오면
침묵, 노드는 전송을 시작합니다.
실제로 데이터는 모든 노드로 전송됩니다.
네트워크 또는 세그먼트에 의해 허용되지만
주소가 지정된 노드입니다.

충돌 감지 -
이름의 두 번째 부분은 해결하는 데 사용됩니다.
둘 이상의 노드가 시도하는 상황
동시에 메시지를 보냅니다.
CSMA 프로토콜에 따르면 모든 사람은
전송, 노드는 먼저 네트워크를 수신 대기해야 합니다.
그녀가 무료인지 확인하기 위해. 하지만,
두 노드가 동시에 수신 대기 중인 경우
그들은 둘 다 네트워크가 무료라고 결정하고 시작합니다.
동시에 패키지를 전송합니다. 이에
상황 전송 데이터
서로 겹친다(네트워크
엔지니어는 이를 충돌이라고 부릅니다.
메시지에서 지점에 도달하지 않습니다
목적지. 충돌 감지에는 노드가 필요합니다.
전송 후에도 네트워크를 들었습니다.
패키지. 충돌이 발견되면
노드는 무작위로 전송을 반복합니다.
선택한 기간과
충돌이 발생했는지 다시 확인합니다.

3가지 종류의 고속 이더넷

게다가
CSMA/CD 프로토콜의 보존, 기타 중요한
해결책은 다음과 같이 100BaseT를 설계하는 것이었습니다.
적용할 수 있도록
케이블 다른 유형- 그런 사람들처럼
이전 이더넷 버전에서 사용되며
최신 모델. 표준은 세 가지를 정의합니다.
작업 수정
다양한 유형의 고속 이더넷 케이블: 100BaseTX, 100BaseT4
및 100BaseFX. 수정 100BaseTX 및 100BaseT4가 계산됩니다.
트위스트 페어 및 100BaseFX는 다음을 위해 설계되었습니다.
광케이블.

100BaseTX 표준
두 쌍의 UTP 또는 STP가 필요합니다. 하나
한 쌍은 전송에 사용되고 다른 한 쌍은 전송에 사용됩니다.
리셉션. 이 요구 사항은 두 가지에 의해 충족됩니다.
주요 케이블 규격: EIA / TIA-568 UTP
IBM의 카테고리 5 및 STP 유형 1. 100BaseTX에서
매력적인 제공
작업할 때 전이중 모드
네트워크 서버 및 사용
8코어 4쌍 중 2쌍만
케이블 - 나머지 두 쌍은 남음
무료이며 다음에서 사용할 수 있습니다.
더 많은 권한을 부여하기 위해
네트워크.

그러나 만약 당신이
를 사용하여 100BaseTX와 함께 작동합니다.
이 카테고리 5 배선의 경우
그 결점을 인식하십시오. 이 케이블
다른 8심 케이블보다 비쌉니다(예:
카테고리 3). 또한, 그것으로 일하기 위해
펀치다운 블록을 사용해야 합니다(펀치다운
블록), 커넥터 및 패치 패널,
카테고리 5의 요구 사항을 충족합니다.
지원을 위해 추가되어야 합니다.
전이중 모드는
전이중 스위치를 설치하십시오.

100BaseT4 표준
에 대한 더 부드러운 요구 사항이 다릅니다.
사용하고 있는 케이블입니다. 그 이유는
100BaseT4가 사용한다는 사실
8심 케이블의 4쌍 모두: 하나
전송용, 수신용 또 다른
나머지 두 개는 전송으로 작동하고,
그리고 리셉션에서. 따라서 100BaseT4 및 수신에서는
데이터 전송은
세 쌍. 100Mbps를 3쌍으로 분해하여,
100BaseT4는 신호의 주파수를 감소시키므로
충분하고 덜
고품질 케이블. 구현을 위해
100BaseT4 네트워크의 경우 카테고리 3 및 UTP 케이블이 적합합니다.
5, UTP 카테고리 5 및 STP 유형 1.

이점
100BaseT4는 덜 단단합니다.
배선 요구 사항. 카테고리 3 및
4가지가 더 일반적이며,
케이블보다 훨씬 저렴
카테고리 5 전에 염두에 두어야 할 사항
설치 작업 시작. 단점은
100BaseT4에는 네 가지가 모두 필요합니다.
쌍과 그 전이중은 이것이다
프로토콜에서 지원하지 않습니다.

고속 이더넷에는 다음이 포함됩니다.
또한 다중 모드 작업을 위한 표준
62.5미크론 코어 및 125미크론 광섬유
껍데기. 100BaseFX 표준은
주로 트렁크에 - 연결용
하나의 고속 이더넷 중계기
건물. 전통적인 혜택
광 케이블은 표준에 내재되어 있습니다.
100BaseFX: 전자기 내성
소음, 향상된 데이터 보호 및 대용량
네트워크 장치 간의 거리.

달리는 사람
근거리

비록 패스트 이더넷과
이더넷 표준의 연속이며,
10BaseT에서 100BaseT로 마이그레이션 없음
기계적 대체물로 간주
장비 - 이를 위해 그들은 할 수 있습니다
네트워크 토폴로지의 변경이 필요합니다.

이론적 인
고속 이더넷 세그먼트 직경 제한
250미터; 겨우 10이야
이론적인 크기 제한 퍼센트
이더넷 네트워크(2500미터). 이 제한
CSMA/CD 프로토콜의 특성에서 비롯되며
전송 속도 100Mbit/s.

이미 무엇
앞서 언급한 데이터 전송
워크스테이션은 다음에서 네트워크를 수신해야 합니다.
확인하는 시간의 경과
데이터가 목적지 스테이션에 도달했음을 나타냅니다.
대역폭이 10인 이더넷 네트워크에서
Mbps(예: 10Base5) 시간 범위,
필요한 워크스테이션
충돌을 위해 네트워크에 귀를 기울이고,
512비트인 거리에 의해 결정됩니다.
프레임(프레임 크기는 이더넷 표준에서 지정됨)
이 프레임을 처리하는 동안
워크스테이션. 대역폭이 있는 이더넷의 경우
10Mbps의 용량에서 이 거리는
2500미터.

반대편에서,
동일한 512비트 프레임(802.3u 표준
802.3과 같은 크기의 프레임을 지정한 다음
512비트), 작업에 의해 전송
고속 이더넷 네트워크에서 스테이션은 250m만 통과합니다.
워크스테이션이 완료하기 전에
처리. 수신 스테이션이 있는 경우
의해 전송 스테이션에서 제거
거리가 250m 이상인 경우 프레임이
다른 프레임과 충돌하다
더 멀리 어딘가에 선로를 전송하고
전송을 완료한 스테이션은 더 이상
이 갈등을 받아들일 것입니다. 그래서
100BaseT 네트워크의 최대 직경은
250미터.

에게
허용 거리를 사용하고,
연결하려면 두 개의 중계기가 필요합니다.
모든 노드. 기준에 따르면,
노드와 노드 사이의 최대 거리
리피터는 100미터입니다. 패스트 이더넷에서,
10BaseT에서와 같이 사이의 거리는
허브와 워크스테이션은
100미터를 초과해야 합니다. 하는 한
연결 장치(중계기)
추가 지연 도입, 실제
노드 사이의 작동 거리는
더 작아지십시오. 그래서
모든 것을 취하는 것이 합리적으로 보입니다.
약간의 여유가 있는 거리.

작업하려면
장거리를 구매해야 합니다
광케이블. 예를 들어, 장비
반이중 모드의 100BaseFX는
스위치를 다른 스위치에 연결
또는 에 위치한 터미널 역
서로 최대 450m 거리.
100BaseFX 전이중을 설치하면 다음을 수행할 수 있습니다.
두 개의 네트워크 장치를 연결
최대 2km의 거리.

어떻게
100BASET 설치

케이블 외에도,
Fast 설치에 대해 이미 논의한
이더넷 네트워크 어댑터는 다음을 수행하는 데 필요합니다.
워크스테이션 및 서버, 허브
100BaseT 및 아마도 일부
100BaseT 스위치.

어댑터,
100BaseT 네트워크 구성에 필요한
10/100Mbps 이더넷 어댑터라고 합니다.
이러한 어댑터는 다음을 수행할 수 있습니다(이 요구 사항
표준 100BaseT) 독립적으로 구별 10
100Mbps에서 Mbps. 그룹에 봉사하기 위해
서버 및 워크스테이션으로 이전됨
100BaseT, 100BaseT 허브도 필요합니다.

켜졌을 때
서버 또는 개인용 컴퓨터와 함께
10/100 어댑터를 사용하면 후자가 신호를 발행하고,
그가 제공할 수 있는 것을 발표
대역폭 100Mbps. 만약에
수신 스테이션(대부분 이
허브가 있을 것입니다.) 또한 다음을 위해 설계되었습니다.
100BaseT와 함께 작동하면 응답으로 신호를 제공합니다.
허브와 PC 또는 서버 모두에
자동으로 100BaseT 모드로 전환합니다. 만약에
허브는 10BaseT에서만 작동하며 작동하지 않습니다.
신호를 반환하고 PC 또는 서버
자동으로 10BaseT 모드로 전환됩니다.

언제
소규모 100BaseT 구성은
10/100 브리지 또는 스위치를 사용하십시오.
작업하는 네트워크 부분의 통신을 제공합니다.
100BaseT, 기존 네트워크 포함
10BaseT.

속이는
급속

요약하자면
위에서 우리는 우리에게 보이는 것처럼,
패스트 이더넷은 문제 해결에 가장 적합합니다.
높은 피크 부하. 예를 들어
일부 사용자는 CAD로 작업 중이거나
이미지 처리 프로그램 및
처리량 증가 필요
기능이 있는 경우 Fast Ethernet은
좋은 방법입니다. 그러나 만약
과잉으로 인한 문제
사용자가 네트워크에 있으면 100BaseT가 시작됩니다.
약 50%에서 정보 교환을 늦추십시오
네트워크 부하 - 즉, 동일한
10BaseT와 같은 수준입니다. 그러나 결국 그것은
결국 확장에 지나지 않습니다.

고속 이더넷

고속 이더넷 - 1995년 10월 26일에 공식적으로 채택된 IEEE 802.3 u 사양은 100Mb/s 속도로 구리 및 광섬유 케이블을 사용하여 작동하는 네트워크에 대한 데이터 링크 프로토콜 표준을 정의합니다. 새로운 사양은 동일한 프레임 형식, CSMA/CD 미디어 액세스 메커니즘 및 스타 토폴로지를 사용하는 이더넷 IEEE 802.3 표준의 후속 제품입니다. 케이블 유형, 세그먼트 길이 및 허브 수를 포함하여 처리량을 증가시키기 위해 여러 물리적 계층 구성 요소가 발전했습니다.

고속 이더넷 구조

작동을 더 잘 이해하고 고속 이더넷 요소의 상호 작용을 이해하려면 그림 1을 참조하십시오.

그림 1. 고속 이더넷 시스템

논리 링크 제어(LLC) 하위 계층

IEEE 802.3 u 사양은 링크 계층 기능을 논리 링크 제어(LLC)와 매체 액세스 계층(MAC)의 두 가지 하위 계층으로 나눕니다. 이에 대해서는 아래에서 설명합니다. IEEE 802.2 표준에 의해 기능이 정의된 LLC는 실제로 더 높은 수준의 프로토콜(예: IP 또는 IPX)과의 상호 연결을 제공하여 다양한 통신 서비스를 제공합니다.

• 접속 및 수신확인이 없는 서비스입니다.흐름 제어 또는 오류 제어를 제공하지 않고 데이터의 올바른 전달을 보장하지 않는 단순 서비스입니다.
• 연결 지향 서비스.데이터 전송을 시작하기 전에 수신 시스템에 연결하고 오류 제어 및 데이터 흐름 제어 메커니즘을 사용하여 데이터의 올바른 전달을 보장하는 절대적으로 안정적인 서비스입니다.
• 승인이 있는 연결 없는 서비스.확인 메시지를 사용하여 배달을 보장하지만 데이터가 전송될 때까지 연결을 설정하지 않는 적당히 복잡한 서비스입니다.

전송 시스템에서 네트워크 계층 프로토콜의 다운스트림 데이터는 먼저 LLC 하위 계층에 의해 캡슐화됩니다. 표준에서는 이를 PDU(프로토콜 데이터 단위)라고 합니다. PDU가 MAC 부계층으로 전달되면 헤더와 포스트 정보로 다시 프레이밍되며 이 시점에서 기술적으로 프레임이라고 할 수 있습니다. 이더넷 패킷의 경우 이는 802.3 프레임에 네트워크 계층 데이터 외에 3바이트 LLC 헤더가 포함되어 있음을 의미합니다. 따라서 각 패킷에 허용되는 최대 데이터 길이는 1500바이트에서 1497바이트로 줄어듭니다.

LLC 헤더는 세 가지 필드로 구성됩니다.

어떤 경우에는 LLC 프레임이 네트워크 통신 프로세스에서 작은 역할을 합니다. 예를 들어, 다른 프로토콜과 함께 TCP/IP를 사용하는 네트워크에서 LLC의 유일한 기능은 프레임이 전달될 네트워크 계층 프로토콜을 나타내는 Ethertype과 같은 SNAP 헤더를 802.3 프레임에 포함할 수 있도록 하는 것입니다. . 이 경우 모든 LLC PDU는 번호가 없는 정보 형식을 사용합니다. 그러나 다른 상위 수준 프로토콜에는 LLC의 고급 서비스가 필요합니다. 예를 들어, NetBIOS 세션과 여러 NetWare 프로토콜은 LLC 연결 지향 서비스를 보다 광범위하게 사용합니다.

스냅 헤더

수신 시스템은 들어오는 데이터를 수신해야 하는 네트워크 계층 프로토콜을 결정해야 합니다. LLC PDU 내의 802.3 패킷은 다음과 같은 다른 프로토콜을 사용합니다. 하위 -회로망입장규약 (SNAP, 서브넷 액세스 프로토콜).

SNAP 헤더는 5바이트 ​​길이로 그림과 같이 802.3 프레임의 데이터 필드에서 LLC 헤더 바로 뒤에 위치합니다. 헤더에는 두 개의 필드가 있습니다.

조직 코드.조직 또는 공급업체 ID는 802.3 헤더에서 보낸 사람 MAC 주소의 처음 3바이트와 동일한 값을 취하는 3바이트 필드입니다.

지역 코드.로컬 코드는 이더넷 II 헤더의 Ethertype 필드와 기능적으로 동일한 2바이트 필드입니다.

일치하는 하위 수준

앞서 언급했듯이 패스트 이더넷은 진화적인 표준입니다. AUI 인터페이스용으로 설계된 MAC은 고속 이더넷에서 사용되는 MII 인터페이스용으로 매핑되어야 하며, 이것이 이 서브레이어를 위한 것입니다.

미디어 액세스 제어(MAC)

고속 이더넷 네트워크의 각 노드에는 미디어 액세스 컨트롤러가 있습니다. (미디어입장제어 장치- 맥). MAC은 패스트 이더넷의 핵심이며 세 가지 목적을 가지고 있습니다.

세 가지 MAC 할당 중 가장 중요한 것은 첫 번째입니다. 공통 매체를 사용하는 모든 네트워크 기술의 경우 노드가 전송할 수 있는 시기를 결정하는 매체 액세스 규칙이 주요 특성입니다. 여러 IEEE 위원회가 환경에 대한 액세스 규칙 개발에 참여하고 있습니다. 이더넷 위원회라고도 하는 802.3 위원회는 다음과 같은 규칙을 사용하는 LAN 표준을 정의합니다. CSMA /CD(충돌 감지 기능이 있는 캐리어 감지 다중 액세스).

CSMS/CD는 이더넷과 패스트 이더넷 모두에 대한 미디어 액세스 규칙입니다. 이 영역에서 두 기술이 완전히 일치합니다.

Fast Ethernet의 모든 노드는 동일한 매체를 공유하므로 자신의 차례일 때만 전송할 수 있습니다. 이 대기열은 CSMA/CD 규칙에 의해 정의됩니다.

CSMA / CD

MAC 고속 이더넷 컨트롤러는 전송하기 전에 캐리어에서 수신 대기합니다. 캐리어는 다른 노드가 전송 중일 때만 존재합니다. PHY 계층은 캐리어의 존재를 감지하고 MAC에 대한 메시지를 생성합니다. 캐리어의 존재는 환경이 사용 중이고 수신 노드(또는 노드)가 전송 노드에 양보해야 함을 나타냅니다.

전송할 프레임이 있는 MAC은 전송하기 전에 이전 프레임이 끝난 후 최소 시간을 기다려야 합니다. 이 시간을 호출 패킷 간 간격(IPG, 패킷간 간격) 0.96마이크로초, 즉 10Mbit/s에서 일반 이더넷 패킷의 전송 시간의 10분의 1에 해당합니다(IPG는 유일한 시간 간격이며 항상 비트 시간이 아니라 마이크로초로 지정됨) 그림 2 .

그림 2. 패킷 간 간격

패킷 1이 종료된 후 모든 LAN 노드는 IPG 시간을 기다려야 전송할 수 있습니다. 그림 1에서 패킷 1과 2, 2와 3 사이의 시간 간격. 2는 IPG 시간입니다. 패킷 3의 전송이 완료된 후 처리할 자료가 없는 노드가 있으므로 패킷 3과 4 사이의 시간 간격은 IPG보다 깁니다.

네트워크의 모든 노드는 이러한 규칙을 준수해야 합니다. 노드가 전송할 프레임이 많고 이 노드가 유일한 전송 프레임일지라도 각 패킷을 보낸 후에는 최소한 IPG 시간을 기다려야 합니다.

이것은 CSMA 고속 이더넷 미디어 액세스 규칙의 일부입니다. 요컨대, 많은 노드가 매체에 액세스할 수 있고 매체가 사용 중인지 여부를 추적하기 위해 캐리어를 사용합니다.

초기 실험 네트워크는 이러한 규칙을 정확히 적용했으며 이러한 네트워크는 매우 잘 작동했습니다. 그러나 CSMA만 사용하면 문제가 발생했습니다. 전송할 패킷이 있고 IPG 시간을 기다리는 두 노드가 동시에 전송을 시작하여 양쪽에서 데이터 손상이 발생하는 경우가 많습니다. 이 상황을 충돌(충돌) 또는 충돌.

이 장애물을 극복하기 위해 초기 프로토콜은 상당히 간단한 메커니즘을 사용했습니다. 패키지는 명령과 반응의 두 가지 범주로 나뉩니다. 노드가 보낸 각 명령에는 반응이 필요했습니다. 명령을 보낸 후 일정 시간(타임아웃 기간이라고 함) 동안 응답이 없으면 원래 명령이 다시 실행됩니다. 이것은 전송 노드가 오류를 기록하기 전에 여러 번(최대 시간 초과 횟수) 발생할 수 있습니다.

이 계획은 잘 작동할 수 있지만 최대 어떤 순간... 노드가 종종 유휴 상태로 서서 명령이 목적지에 도달하지 않기를 기다리기 때문에 충돌로 인해 극적인 성능 저하(일반적으로 초당 바이트로 측정됨)가 발생했습니다. 네트워크 혼잡, 노드 수의 증가는 충돌 수의 증가 및 결과적으로 네트워크 성능 저하와 직접 관련이 있습니다.

초기 네트워크 설계자들은 이 문제에 대한 해결책을 빠르게 찾았습니다. 각 노드는 충돌을 감지하여 전송된 패킷의 손실을 감지해야 합니다(그리고 절대 따르지 않을 반응을 기다리지 않아야 함). 즉, 충돌로 인해 손실된 패킷은 제한 시간이 만료되기 직전에 재전송되어야 합니다. 호스트가 충돌 없이 패킷의 마지막 비트를 전송했다면 패킷이 성공적으로 전송된 것입니다.

캐리어 감지는 충돌 감지와 잘 결합될 수 있습니다. 충돌은 계속 발생하지만 노드가 신속하게 충돌을 제거하므로 네트워크 성능에는 영향을 미치지 않습니다. 이더넷을 위한 CSMA/CD 환경에 접근하기 위한 규칙을 개발한 DIX 그룹은 이를 간단한 알고리즘의 형태로 공식화했습니다(그림 3).

그림 3. CSMA/CD 연산 알고리즘

물리 계층 장치(PHY)

고속 이더넷은 다양한 케이블 유형을 사용할 수 있기 때문에 각 매체에는 고유한 신호 사전 변환이 필요합니다. 효율적인 데이터 전송을 위해서는 변환도 필요합니다. 즉, 전송된 코드를 간섭, 손실 가능성 또는 개별 요소(보오)의 왜곡에 견디도록 하여 전송 또는 수신 측에서 클록의 효과적인 동기화를 보장합니다.

코딩 하위 계층(PCS)

알고리즘을 사용하여 MAC 계층에서/로 오는 데이터를 인코딩/디코딩합니다.

물리적 상호 연결 및 물리적 미디어 종속성 하위 계층(PMA 및 PMD)

PMA 및 PMD 부계층은 PSC 부계층과 MDI 인터페이스 사이에서 통신하여 물리적 코딩 방법에 따라 형성을 제공합니다. 또는.

자동 협상 하위 수준(AUTONEG)

자동 협상 하위 계층을 사용하면 두 개의 통신 포트가 가장 효율적인 작동 모드(전이중 또는 반이중 10 또는 100Mb/s)를 자동으로 선택할 수 있습니다. 물리적 계층

고속 이더넷 표준은 3가지 유형의 100Mbps 이더넷 신호 매체를 정의합니다.

• 100Base-TX - 2개의 꼬인 전선. 전송은 ANSI(American National Standards Institute - American National Standards Institute)에서 개발한 꼬인 물리적 매체에서의 데이터 전송 표준에 따라 수행됩니다. 코일 데이터 케이블은 차폐되거나 차폐되지 않을 수 있습니다. 4B/5B 데이터 코딩 알고리즘 및 MLT-3 물리적 코딩 방법을 사용합니다.
• 100Base-FX는 2코어 광섬유 케이블입니다. 전송은 또한 광섬유 미디어의 데이터 전송에 대한 ANSI 표준에 따라 수행됩니다. 4B/5B 데이터 코딩 알고리즘 및 NRZI 물리적 코딩 방법을 사용합니다.

100Base-TX 및 100Base-FX 사양은 100Base-X라고도 합니다.

• 100Base-T4는 IEEE 802.3u 위원회에서 개발한 특수 사양입니다. 이 사양에 따르면 데이터 전송은 4개의 꼬인 전화선 쌍을 통해 수행되며 이를 UTP 카테고리 3 케이블이라고 하며 8B/6T 데이터 코딩 알고리즘과 NRZI 물리적 코딩 방법을 사용합니다.

또한 고속 이더넷 표준에는 토큰 링 네트워크에서 전통적으로 사용되는 표준 케이블인 카테고리 1 차폐 연선 케이블에 대한 지침이 포함되어 있습니다. 고속 이더넷에서 STP 케이블을 사용하기 위한 지원 조직 및 지침은 STP 케이블을 사용하는 고객에게 고속 이더넷으로 가는 경로를 제공합니다.

고속 이더넷 사양에는 호스트 포트가 10Mbps 또는 100Mbps의 데이터 전송 속도로 자동 조정되도록 하는 자동 협상 메커니즘도 포함되어 있습니다. 이 메커니즘은 허브 또는 스위치의 포트와 여러 패킷 교환을 기반으로 합니다.

100Base-TX 환경

100Base-TX의 전송 매체로 두 개의 트위스트 페어가 사용되며, 한 쌍은 데이터를 전송하고 다른 한 쌍은 데이터를 수신하는 데 사용됩니다. ANSI TP-PMD 사양에는 차폐 및 비차폐 연선에 대한 설명이 모두 포함되어 있으므로 100Base-TX 사양에는 비차폐 및 차폐 유형 1 및 7 연선에 대한 지원이 포함됩니다.

MDI(Medium Dependent Interface) 커넥터

미디어 종속 100Base-TX 링크 인터페이스는 두 가지 유형 중 하나일 수 있습니다. 비차폐 연선 케이블의 경우 MDI 커넥터로 8핀 RJ 45 카테고리 5 커넥터를 사용합니다. 10Base-T 네트워크에서 동일한 커넥터를 사용하여 기존 카테고리 5 케이블링과의 역호환성을 제공합니다. IBM STP 유형 1 커넥터를 사용, 차폐된 DB9 커넥터입니다. 이 커넥터는 토큰 링 네트워크에서 일반적으로 사용됩니다.

카테고리 5(e) UTP 케이블

UTP 100Base-TX 미디어 인터페이스는 두 쌍의 전선을 사용합니다. 누화 및 가능한 신호 왜곡을 최소화하려면 나머지 4개의 와이어를 사용하여 신호를 전달해서는 안 됩니다. 각 쌍에 대한 송신 및 수신 신호는 극성이 있으며 한 와이어는 양극(+) 및 다른 하나는 음극(-) 신호를 전달합니다. 100Base-TX 네트워크용 케이블 배선의 색상 코딩과 커넥터의 핀 번호는 표에 나와 있습니다. 1. 100Base-TX PHY 레이어는 ANSI TP-PMD 표준 이후에 개발되었지만 RJ 45 커넥터 핀 번호는 이미 사용된 10Base-T 핀아웃과 일치하도록 변경되었습니다. ANSI TP-PMD 표준은 핀 7과 9를 사용하여 데이터를 수신하는 반면 100Base-TX 및 10Base-T 표준은 핀 3과 6을 사용합니다. 이 배선을 사용하면 10 Base 어댑터 대신 100Base-TX 어댑터를 사용할 수 있습니다 - T 배선을 변경하지 않고 동일한 카테고리 5 케이블에 연결하십시오. RJ 45 커넥터에서 사용된 전선 쌍은 핀 1, 2 및 3, 6에 연결됩니다. 올바른 연결전선은 색상 코딩에 따라야 합니다.

표 1. 커넥터 접점의 목적MDI케이블UTP100Base-TX

노드는 프레임(프레임)을 교환하여 서로 상호 작용합니다. 고속 이더넷에서 프레임은 네트워크를 통한 교환의 기본 단위입니다. 노드 간에 전송되는 모든 정보는 하나 이상의 프레임의 데이터 필드에 저장됩니다. 한 노드에서 다른 노드로 프레임을 전달하는 것은 모든 네트워크 노드를 고유하게 식별하는 방법이 있는 경우에만 가능합니다. 따라서 LAN의 모든 노드에는 MAC 주소라는 주소가 있습니다. 이 주소는 고유합니다. 로컬 네트워크의 두 노드는 동일한 MAC 주소를 가질 수 없습니다. 더욱이 ARCNet을 제외한 어떤 LAN 기술에서도 전 세계의 어떤 두 노드도 동일한 MAC 주소를 가질 수 없습니다. 모든 프레임에는 수신자 주소, 발신자 주소 및 데이터의 세 가지 주요 정보가 포함됩니다. 일부 프레임에는 다른 필드가 있지만 나열된 세 개만 필요합니다. 그림 4는 고속 이더넷 프레임 구조를 보여줍니다.

그림 4. 프레임 구조빠른이더넷

• 받는 사람의 주소- 데이터를 수신하는 노드의 주소가 표시됩니다.
• 보낸 사람의 주소- 데이터를 보낸 노드의 주소가 표시됩니다.
• 길이 / 유형(L / T - 길이 / 유형) - 전송된 데이터 유형에 대한 정보를 포함합니다.
• 프레임 체크섬(PCS - Frame Check Sequence) - 수신 노드가 수신한 프레임의 정확성을 확인하도록 설계되었습니다.

최소 프레임 크기는 64옥텟 또는 512비트(용어 팔중주그리고 바이트 -동의어). 최대 프레임 크기는 1518 옥텟 또는 12144비트입니다.

프레임 주소 지정

고속 이더넷 네트워크의 각 노드에는 MAC 주소 또는 노드 주소라는 고유 번호가 있습니다. 이 숫자는 48비트(6바이트)로 구성되며 장치 제조 중에 네트워크 인터페이스에 할당되고 초기화 중에 프로그래밍됩니다. 따라서 할당된 8비트 주소를 사용하는 ARCNet을 제외한 모든 LAN의 네트워크 인터페이스 네트워크 관리자, 지구상의 다른 모든 MAC 주소와 다른 고유한 MAC 주소가 내장되어 있으며 IEEE와 합의하여 제조업체에서 할당합니다.

네트워크 인터페이스의 관리를 용이하게 하기 위해 IEEE는 그림 5와 같이 48비트 주소 필드를 네 부분으로 나눌 것을 제안했습니다. 주소의 처음 두 비트(비트 0 및 1)는 주소 유형 플래그입니다. . 플래그의 의미는 주소 부분이 해석되는 방식을 결정합니다(비트 2 - 47).

그림 5. MAC 주소 형식

I/G 비트가 호출됩니다. 개인/그룹 주소 플래그주소가 무엇인지(개인 또는 그룹) 보여줍니다. 개별 주소는 네트워크에서 하나의 인터페이스(또는 노드)에만 할당됩니다. I/G 비트가 0으로 설정된 주소는 MAC 주소또는 노드 주소. I/O 비트가 1로 설정되면 주소는 그룹에 속하며 일반적으로 호출됩니다. 다지점 주소(멀티캐스트 주소) 또는 기능적 주소(기능적 주소). 멀티캐스트 주소는 하나 이상의 LAN 네트워크 인터페이스에 할당될 수 있습니다. 멀티캐스트 주소로 전송된 프레임은 해당 주소가 있는 모든 LAN 네트워크 인터페이스를 수신하거나 복사합니다. 멀티캐스트 주소를 사용하면 로컬 네트워크에 있는 호스트의 하위 집합으로 프레임을 보낼 수 있습니다. I/O 비트가 1로 설정되면 비트 46~0은 일반 주소의 U/L, OUI 및 OUA 필드가 아닌 멀티캐스트 주소로 처리됩니다. U/L 비트가 호출됩니다. 범용/로컬 제어 플래그주소가 네트워크 인터페이스에 할당된 방식을 결정합니다. I/O 및 U/L의 두 비트가 모두 0으로 설정된 경우 주소는 앞에서 설명한 고유한 48비트 식별자입니다.

OUI(조직적으로 고유한 식별자 - 조직적으로 고유한 식별자). IEEE는 네트워크 어댑터 및 인터페이스의 각 제조업체에 하나 이상의 OUI를 할당합니다. 각 제조업체는 OUA(조직적으로 고유한 주소 - 조직적으로 고유한 주소),생성하는 장치가 있어야 합니다.

U/L 비트가 설정되면 주소는 로컬에서 관리됩니다. 이는 네트워크 인터페이스 제조업체에서 지정하지 않았음을 의미합니다. 모든 조직은 U/L 비트를 1로 설정하고 비트 2~47을 선택한 값으로 설정하여 네트워크 인터페이스에 대한 자체 MAC 주소를 만들 수 있습니다. 네트워크 인터페이스프레임을 수신한 후 가장 먼저 해야 할 일은 수신자의 주소를 해독하는 것입니다. I/O 비트가 주소에 설정되면 MAC 계층은 대상 주소가 노드에 저장된 목록에 있는 경우에만 이 프레임을 수신합니다. 이 기술을 사용하면 한 노드가 여러 노드에 프레임을 보낼 수 있습니다.

라는 특수한 멀티캐스트 주소가 있습니다. 방송 주소. 48비트 IEEE 브로드캐스트 주소에서 모든 비트는 1로 설정됩니다. 프레임이 대상 브로드캐스트 주소로 전송되면 네트워크의 모든 노드가 이를 수신하여 처리합니다.

필드 길이/유형

L / T(길이 / 유형) 필드는 두 가지 다른 용도로 사용됩니다.

• 공백이 있는 패딩을 제외하고 프레임의 데이터 필드 길이를 결정합니다.
• 데이터 필드의 데이터 유형을 나타냅니다.

0과 1500 사이의 L/T 필드 값은 프레임의 데이터 필드 길이입니다. 값이 높을수록 프로토콜 유형을 나타냅니다.

일반적으로 L/T 필드는 IEEE에서 이더넷 표준화의 역사적 잔재로 1983년 이전에 출시된 장비에 대해 여러 호환성 문제를 일으켰습니다. 현재 이더넷과 고속 이더넷은 L/T 필드를 사용하지 않습니다. 지정된 필드는 프레임을 처리하는 소프트웨어(즉, 프로토콜)와의 조정에만 사용됩니다. 그러나 L/T 필드의 유일한 진정한 표준 목적은 길이 필드로 사용하는 것입니다. 802.3 사양에서는 데이터 유형 필드로 사용할 수 있다는 언급조차 하지 않습니다. 표준은 "4.4.2절에 명시된 것보다 큰 길이 필드 값을 가진 프레임은 무시, 폐기 또는 개인적으로 사용할 수 있습니다. 이러한 프레임의 사용은 이 표준의 범위를 벗어납니다."라고 명시합니다.

지금까지 말한 내용을 요약하면 L/T 필드가 프레임 유형. L/T 필드 값이 길이를 지정하는 Fast Ethernet 및 Ethernet 프레임(L/T 802.3 값, 데이터 유형이 동일한 필드 값(L/T 값> 1500)으로 설정되는 프레임)을 프레임이라고 합니다. 이더넷- II또는 딕스.

데이터 필드

데이터 필드에서한 노드가 다른 노드로 보내는 정보를 포함합니다. 매우 구체적인 정보를 저장하는 다른 필드와 달리 데이터 필드는 크기가 46바이트 이상 1500바이트 이하인 한 거의 모든 정보를 포함할 수 있습니다. 데이터 필드의 내용이 형식화되고 해석되는 방식은 프로토콜에 의해 결정됩니다.

길이가 46바이트 미만인 데이터를 보내야 하는 경우 LLC 계층은 데이터 끝에 알 수 없는 값의 바이트를 추가합니다. 중요하지 않은 데이터(패드 데이터). 결과적으로 필드 길이는 46바이트가 됩니다.

프레임 유형이 802.3인 경우 L/T 필드는 유효한 데이터의 양을 나타냅니다. 예를 들어, 12바이트 메시지가 전송되는 경우 L/T 필드에는 값 12가 포함되고 데이터 필드에는 34개의 추가 무의미한 바이트가 포함됩니다. 중요하지 않은 바이트를 추가하면 Fast Ethernet LLC 계층이 시작되며 일반적으로 하드웨어에서 구현됩니다.

MAC 계층 기능은 L/T 필드의 내용을 지정하지 않습니다. 소프트웨어는 지정합니다. 이 필드의 값을 설정하는 것은 거의 항상 네트워크 인터페이스 드라이버에 의해 수행됩니다.

프레임 체크섬

PCS(Frame Check Sequence)는 수신된 프레임이 손상되지 않도록 합니다. MAC 레벨에서 전송된 프레임을 구성할 때 특별한 수학 공식이 사용됩니다. CRC(Cyclic Redundancy Check), 32비트 값을 계산하도록 설계되었습니다. 결과 값은 프레임의 FCS 필드에 배치됩니다. 프레임의 모든 바이트 값은 CRC를 계산하는 MAC 계층 요소의 입력에 제공됩니다. FCS 필드는 기본적이고 가장 중요한 Fast Ethernet 오류 감지 및 수정 메커니즘입니다. 대상 주소의 첫 번째 바이트에서 시작하여 데이터 필드의 마지막 바이트로 끝납니다.

DSAP 및 SSAP 필드 값