Tehnologija Fast Ethernet. Opis tehnologije Fast Ethernet Ethernet in adapterji Fast Ethernet

Testni laboratorij ComputerPress je testiral 10/100 Mbit/s omrežne kartice za vodilo PCI, zasnovane za uporabo na delovnih postajah 10/100 Mbit/s. Izbrane so bile trenutno najpogosteje uporabljene kartice s prepustnostjo 10/100 Mbit / s, saj se, prvič, lahko uporabljajo v Ethernet, Fast Ethernet in mešanih omrežjih, in drugič, obetavna tehnologija Gigabit Ethernet (pasovna širina do 1000 Mbit / s) se še vedno najpogosteje uporablja za povezovanje močnih strežnikov z omrežno opremo omrežnega jedra. Izjemnega pomena je, kakšna kakovostna pasivna omrežna oprema (kabli, vtičnice itd.) se uporablja v omrežju. Znano je, da če kabel z zvitim parom kategorije 3 zadostuje za omrežja Ethernet, je kategorija 5 potrebna za Fast Ethernet. Razprševanje signala, slaba odpornost proti hrupu lahko znatno zmanjšajo pasovno širino omrežja.

Namen testiranja je bil najprej določiti indeks učinkovite zmogljivosti (Razmerje indeksa učinkovitosti / učinkovitosti - v nadaljevanju P / E-indeks) in šele nato - absolutno vrednost prepustnosti. Indeks P / E se izračuna kot razmerje pasovne širine omrežne kartice v Mbps in odstotka izkoriščenosti CPE. Ta indeks je industrijski standard za določanje zmogljivosti omrežnih adapterjev. Uveden je bil, da bi upoštevali uporabo omrežnih kartic CPU virov. To je zato, ker nekateri proizvajalci omrežnih adapterjev poskušajo doseči najboljšo zmogljivost z uporabo več ciklov računalniškega procesorja za izvajanje omrežnih operacij. Nizka poraba CPE in razmeroma visoka pasovna širina sta bistvenega pomena za izvajanje kritičnih poslovnih in multimedijskih aplikacij ter nalog v realnem času.

Preizkusili smo kartice, ki se trenutno najpogosteje uporabljajo za delovne postaje v korporativnih in lokalnih omrežjih:

1. D-Link DFE-538TX
2. SMC EtherPower II 10/100 9432TX / MP
3. 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM
4. Compex RL 100ATX
5. Intel EtherExpress PRO / 100 + upravljanje
6. CNet PRO-120
7. NetGear FA 310TX
8. Allied Telesyn AT 2500TX
9. Surecom EP-320X-R

Glavne značilnosti preizkušenih omrežnih adapterjev so prikazane v tabeli. 1 . Pojasnimo nekaj izrazov, uporabljenih v tabeli. Samodejno zaznavanje hitrosti povezave pomeni, da adapter sam določi največjo možno hitrost delovanja. Poleg tega, če je podprto samodejno zaznavanje, pri preklopu z Etherneta na Fast Ethernet in obratno ni potrebna nobena dodatna konfiguracija. To pomeni, da skrbniku sistema ni treba ponovno konfigurirati adapterja in znova naložiti gonilnike.

Podpora za način Bus Master omogoča neposreden prenos podatkov med omrežno kartico in pomnilnikom računalnika. To sprosti osrednji procesor za izvajanje drugih operacij. Ta lastnost je postala de facto standard. Ni čudno, da vse znane omrežne kartice podpirajo način Bus Master.

Daljinsko bujenje (Wake on LAN) vam omogoča, da vklopite računalnik prek omrežja. To pomeni, da je možno servisirati osebni računalnik izven delovnega časa. V ta namen se uporabljajo tripinski konektorji na matični plošči in omrežnem adapterju, ki sta povezana s posebnim kablom (vključen v kompletu). Poleg tega je potrebna posebna programska oprema za nadzor. Tehnologijo Wake on LAN je razvilo zavezništvo Intel-IBM.

Polno-dupleksni način omogoča hkratni prenos podatkov v obe smeri, polovični - samo v eni. Tako je največja možna prepustnost v polnem dupleksnem načinu 200 Mbps.

DMI (namizni vmesnik za upravljanje) omogoča pridobivanje informacij o konfiguraciji in virih osebnega računalnika s programsko opremo za upravljanje omrežja.

Podpora za specifikacijo WfM (Wired for Management) omogoča omrežnemu vmesniku interakcijo s programsko opremo za upravljanje in upravljanje omrežja.

Za oddaljeni zagon operacijskega sistema računalnika prek omrežja so omrežni adapterji opremljeni s posebnim pomnilnikom BootROM. To omogoča učinkovito uporabo delovnih postaj brez diska v omrežju. Večina preizkušenih kartic je imela samo režo BootROM; sam BootROM je običajno ločeno naročena možnost.

Podpora ACPI (Advanced Configuration Power Interface) pomaga zmanjšati porabo energije. ACPI je nova tehnologija za upravljanje porabe energije. Temelji na uporabi tako strojne kot programske opreme. V bistvu je Wake on LAN sestavni del ACPI.

Lastniška sredstva za povečanje produktivnosti lahko povečajo učinkovitost omrežne kartice. Najbolj znana med njimi sta Parallel Tasking II podjetja 3Com in Adaptive Technology iz Intela. Ta sredstva so običajno patentirana.

Podporo za glavne operacijske sisteme zagotavljajo skoraj vsi adapterji. Glavni operacijski sistemi vključujejo: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager in druge.

Raven storitvene podpore ocenjujemo glede na razpoložljivost dokumentacije, diskete z gonilniki in možnost prenosa najnovejših gonilnikov s spletne strani podjetja. Pomembno vlogo igra tudi embalaža. S tega vidika so po našem mnenju najboljši omrežni adapterji D-Link, Allied Telesyn in Surecom. Toda na splošno je bila raven podpore zadovoljiva za vse kartice.

Običajno garancija zajema celotno življenjsko dobo napajalnika (doživljenjska garancija). Včasih je omejen na 1-3 leta.

Tehnika testiranja

Vsi testi so uporabljali najnovejše gonilnike NIC, prenesene z internetnih strežnikov ustreznih ponudnikov. V primeru, ko je gonilnik omrežne kartice dovolil kakršne koli prilagoditve in optimizacije, so bile uporabljene privzete nastavitve (razen omrežnega adapterja Intel). Upoštevajte, da imajo kartice in ustrezni gonilniki podjetij 3Com in Intel najbogatejše dodatne zmogljivosti in funkcije.

Učinkovitost je bila merjena s pomočjo Novellovega pripomočka Perform3. Načelo delovanja pripomočka je, da se majhna datoteka prekopira z delovne postaje na skupni omrežni pogon na strežniku, nato pa ostane v predpomnilniku datotek strežnika in se od tam večkrat prebere v določenem časovnem obdobju. To omogoča interakcije pomnilnik-omrežje-pomnilnik in odpravlja vpliv zakasnitve diska. Parametri pripomočka vključujejo začetno velikost datoteke, končno velikost datoteke, korak spreminjanja velikosti in čas preskusa. Pripomoček Novell Perform3 prikazuje vrednosti zmogljivosti z različnimi velikostmi datotek, povprečno in največjo zmogljivostjo (v KB / s). Za konfiguracijo pripomočka so bili uporabljeni naslednji parametri:

• Začetna velikost datoteke - 4095 bajtov
• Končna velikost datoteke - 65.535 bajtov
• Prirast datoteke - 8192 bajtov

Čas testiranja za vsako datoteko je bil nastavljen na dvajset sekund.

Vsak poskus je uporabil par enakih omrežnih kartic, od katerih je ena delovala na strežniku, druga pa na delovni postaji. Zdi se, da to ni v skladu s splošno prakso, saj strežniki običajno uporabljajo specializirane omrežne adapterje s številnimi dodatnimi funkcijami. A natanko tako - enake omrežne kartice so nameščene na strežniku in na delovnih postajah - testiranje izvajajo vsi znani testni laboratoriji na svetu (KeyLabs, Tolly Group itd.). Rezultati so nekoliko nižji, vendar se je poskus izkazal za čistega, saj na vseh računalnikih delujejo samo analizirane omrežne kartice.

Konfiguracija odjemalca Compaq DeskPro EN:

• Procesor Pentium II 450 MHz
• predpomnilnik 512 KB
• RAM 128 MB
• trdi disk 10 GB
• operacijski sistem Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
• Protokol TCP/IP.

Konfiguracija strežnika Compaq DeskPro EP:

• Celeron 400 MHz procesor
• RAM 64 MB
• trdi disk 4,3 GB
• operacijski sistem Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
• Protokol TCP/IP.

Testiranje je potekalo v pogojih, ko so bili računalniki neposredno povezani s križnim kablom UTP kategorije 5. Med temi testi so kartice delovale v načinu 100Base-TX Full Duplex. V tem načinu se prepustnost izkaže za nekoliko večjo zaradi dejstva, da se del informacij o storitvi (na primer potrdilo o prejemu) prenaša hkrati s koristnimi informacijami, katerih količina je ocenjena. V teh pogojih je bilo mogoče zabeležiti precej visoke vrednosti prepustnosti; na primer adapter 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM ima povprečno 79,23 Mbps.

Obremenitev procesorja je bila izmerjena na strežniku z uporabo pripomočka Windows NT Performance Monitor; podatki so bili zapisani v datoteko dnevnika. Perform3 je bil zagnan na odjemalcu, da ne bi vplival na obremenitev procesorja strežnika. Kot procesor strežniškega računalnika je bil uporabljen Intel Celeron, katerega zmogljivost je bistveno nižja od zmogljivosti procesorjev Pentium II in III. Intel Celeron je bil uporabljen namerno: dejstvo je, da je obremenitev procesorja določena z dovolj veliko absolutno napako, zato se v primeru velikih absolutnih vrednosti relativna napaka izkaže za manjšo.

Po vsakem preizkusu pripomoček Perform3 postavi rezultate svojega dela v besedilno datoteko kot nabor podatkov naslednje oblike:

65535 bajtov. 10491,49 KB/s. 10491,49 Skupni KB/s. 57343 bajtov. 10844,03 KB/s. 10844,03 Skupni KB/s. 49151 bajtov. 10737,95 KB/s. 10737,95 Skupni KB/s. 40959 bajtov. 10603,04 KB/s. 10603,04 Skupni KB/s. 32767 bajtov. 10497,73 KB/s. 10497,73 Skupni KB/s. 24575 bajtov. 10220,29 KB/s. 10220,29 Skupni KB/s. 16383 bajtov. 9573,00 KB/s. 9573,00 Skupni KB/s. 8191 bajtov. 8195,50 KB/s. 8195,50 Skupni KB/s. 10844,03 Največ KB/s. 10145,38 Povprečno KBp.

Prikaže se velikost datoteke, ustrezna prepustnost za izbranega odjemalca in za vse odjemalce (v tem primeru je samo en odjemalec), pa tudi največja in povprečna prepustnost v celotnem testu. Dobljene povprečne vrednosti za vsak test so bile pretvorjene iz KB / s v Mbit / s po formuli:
(KB x 8) / 1024,
vrednost indeksa P/E pa je bila izračunana kot razmerje med prepustnostjo in obremenitvijo procesorja v odstotkih. Nato je bila na podlagi rezultatov treh meritev izračunana povprečna vrednost indeksa P/E.

Z uporabo pripomočka Perform3 na Windows NT Workstation se je pojavila naslednja težava: poleg zapisovanja na omrežni pogon je bila datoteka zapisana tudi v lokalni predpomnilnik datotek, iz katerega je bila naknadno zelo hitro prebrana. Rezultati so bili impresivni, a nerealni, saj ni bilo prenosa podatkov samega po omrežju. Da bi aplikacije obravnavale omrežne pogone v skupni rabi kot običajne lokalne pogone, operacijski sistem uporablja posebno omrežno komponento, imenovano preusmerjevalnik, ki preusmerja V/I zahteve po omrežju. V normalnih pogojih delovanja pri izvajanju postopka za zapisovanje datoteke na omrežni pogon v skupni rabi preusmerjalnik uporablja algoritem za predpomnjenje Windows NT. Zato pri pisanju v strežnik piše tudi v lokalni datotečni predpomnilnik odjemalskega računalnika. In za testiranje je potrebno, da se predpomnjenje izvaja samo na strežniku. Da bi preprečili predpomnjenje na odjemalskem računalniku, so bile spremenjene vrednosti parametrov v registru Windows NT, kar je omogočilo onemogočanje predpomnjenja, ki ga izvaja preusmerjalnik. Evo, kako je bilo storjeno:

1. Pot registra:

   HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ Rdr \ Parameters

   Ime parametra:

   UseWriteBehind omogoča optimizacijo za pisanje za datoteke, ki se zapisujejo

   Vnesite: REG_DWORD

   Vrednost: 0 (privzeto: 1)

2. Pot registra:

   HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ Lanmanworkstation \ parametri

   Ime parametra:

   UtilizeNTCaching določa, ali bo preusmerjevalnik uporabil upravitelja predpomnilnika Windows NT za predpomnilnik vsebine datoteke.

   Vrsta: REG_DWORD Vrednost: 0 (privzeto: 1)

Intel EtherExpress PRO / 100 + omrežni adapter za upravljanje

Prepustnost kartice in izkoriščenost procesorja sta skoraj enaka kot pri 3Com. Spodaj so prikazana okna za nastavitev parametrov tega zemljevida.

Novi krmilnik Intel 82559 v tej kartici zagotavlja zelo visoko zmogljivost, zlasti v omrežjih Fast Ethernet.

Tehnologija, ki jo Intel uporablja v svoji kartici Intel EtherExpress PRO / 100 +, se imenuje Adaptive Technology. Bistvo metode je samodejno spreminjanje časovnih intervalov med paketi Ethernet, odvisno od obremenitve omrežja. Ko se preobremenjenost omrežja povečuje, se razdalja med posameznimi paketi Ethernet dinamično povečuje, kar zmanjšuje trke in povečuje prepustnost. Pri nizki obremenitvi omrežja, ko je verjetnost trkov nizka, se časovni intervali med paketi zmanjšajo, kar vodi tudi do povečane zmogljivosti. Prednosti te metode bi morale biti največje v velikih kolizijskih segmentih Etherneta, to je v primerih, ko v topologiji omrežja prevladujejo vozlišča in ne stikala.

Intelova nova tehnologija, imenovana Priority Packet, omogoča prilagajanje prometa prek NIC glede na prioritete posameznih paketov. To zagotavlja možnost povečanja hitrosti prenosa podatkov za kritične aplikacije.

Zagotovljena je podpora VLAN (standard IEEE 802.1Q).

Na plošči sta samo dva indikatorja - delo / povezava, hitrost 100.

www.intel.com

SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX / MP omrežni adapter

Arhitektura te kartice uporablja dve obetavni tehnologiji SMC SimulTasking in Programmable InterPacket Gap. Prva tehnologija je podobna tehnologiji 3Com Parallel Tasking. Če primerjamo rezultate testov za kartice teh dveh proizvajalcev, lahko sklepamo o stopnji učinkovitosti implementacije teh tehnologij. Upoštevajte tudi, da je ta omrežna kartica pokazala tretji rezultat glede zmogljivosti in indeksa P / E, ki je prehitela vse kartice, razen 3Com in Intel.

Na kartici so štirje LED indikatorji: hitrost 100, prenos, povezava, dupleks.

Glavna spletna stran podjetja je www.smc.com

Ethernet in Fast Ethernet adapterji

Lastnosti adapterja

Omrežni adapterji (NIC, omrežna vmesniška kartica) Ethernet in Fast Ethernet se lahko povežeta z računalnikom prek enega od standardnih vmesnikov:

• ISA vodilo (industrijska standardna arhitektura);
• PCI vodilo (vmesna povezava perifernih komponent);
• vodilo PC Card (aka PCMCIA);

Adapterji, zasnovani za sistemsko vodilo ISA (hrbtenica), so bili ne tako dolgo nazaj glavna vrsta adapterjev. Število podjetij, ki so proizvajala takšne adapterje, je bilo veliko, zato so bile tovrstne naprave najcenejše. ISA adapterji so na voljo v 8-bitnih in 16-bitnih različicah. 8-bitni adapterji so cenejši, 16-bitni pa hitrejši. Res je, izmenjava informacij prek vodila ISA ne more biti prehitra (v meji - 16 MB / s, v resnici - ne več kot 8 MB / s, za 8-bitne adapterje pa do 2 MB / s). Zato adapterji Fast Ethernet, ki zahtevajo visoke hitrosti prenosa za učinkovito delovanje, za to sistemsko vodilo praktično niso na voljo. ISA avtobus je preteklost.

Vodilo PCI je zdaj praktično izpodrinilo vodilo ISA in postaja glavno razširitveno vodilo za računalnike. Zagotavlja 32- in 64-bitno izmenjavo podatkov in ima visoko prepustnost (teoretično do 264 MB/s), kar v celoti izpolnjuje zahteve ne samo hitrega Etherneta, ampak tudi hitrejšega Gigabit Etherneta. Pomembno je tudi, da se vodilo PCI ne uporablja samo v osebnih računalnikih IBM, temveč tudi v računalnikih PowerMac. Poleg tega podpira samodejno konfiguracijo strojne opreme Plug-and-Play. Očitno bo v bližnji prihodnosti večina omrežni adapterji... Pomanjkljivost PCI v primerjavi z vodilom ISA je, da je število njegovih razširitvenih rež v računalniku običajno majhno (običajno 3 reže). Ampak je natančno omrežni adapterji najprej se povežite s PCI.

Vodilo PC Card (prej PCMCIA) se trenutno uporablja samo v prenosnih računalnikih. V teh računalnikih notranje vodilo PCI običajno ni usmerjeno. Vmesnik PC Card omogoča preprosto povezavo z računalnikom miniaturnih razširitvenih kartic, menjalni tečaj s temi karticami pa je precej visok. Vendar pa je vse več prenosnikov opremljenih z vgrajenimi omrežni adapterji, saj možnost dostopa do omrežja postane sestavni del standardnega nabora funkcij. Ti vgrajeni adapterji so spet povezani z notranjim vodilom PCI računalnika.

Pri izbiri omrežni adapter usmerjeno na določeno vodilo, se morate najprej prepričati, da so v računalniku, priključenem na omrežje, proste razširitvene reže za to vodilo. Prav tako je treba oceniti napornost namestitve kupljenega adapterja in možnosti za izdajo plošč te vrste. Slednje bo morda potrebno v primeru okvare adapterja.

Končno jih je še več omrežni adapterji povezovanje z računalnikom prek vzporednega (tiskalskega) LPT vrat. Glavna prednost tega pristopa je, da vam za priključitev adapterjev ni treba odpreti ohišja računalnika. Poleg tega v tem primeru adapterji ne zasedajo sistemskih virov računalnika, kot so prekinitveni kanali in DMA, pa tudi naslovi pomnilnika in V/I naprav. Vendar je hitrost izmenjave informacij med njimi in računalnikom v tem primeru precej nižja kot pri uporabi sistemskega vodila. Poleg tega potrebujejo več procesorskega časa za komunikacijo z omrežjem in s tem upočasnijo računalnik.

V zadnjem času je vse več računalnikov, v katerih omrežni adapterji vgrajeno v sistemsko ploščo. Prednosti tega pristopa so očitne: uporabniku ni treba kupiti omrežnega adapterja in ga namestiti v računalnik. Vse kar morate storiti je, da povežete omrežni kabel z zunanjim priključkom na vašem računalniku. Vendar pa je pomanjkljivost, da uporabnik ne more izbrati adapterja z najboljšo zmogljivostjo.

Na druge pomembne lastnosti omrežni adapterji lahko pripišemo:

• način konfiguracije adapterja;
• velikost medpomnilnika, nameščenega na plošči, in načini izmenjave z njim;
• možnost namestitve pomnilniškega čipa samo za branje na ploščo za oddaljeni zagon (BootROM).
• možnost priključitve adapterja na različne vrste prenosnih medijev (zvit par, tanek in debel koaksialni kabel, optični kabel);
• Hitrost prenosa, ki jo uporablja adapter v omrežju, in razpoložljivost funkcije njegovega preklapljanja;
• možnost uporabe adapterja polno-dupleksnega načina izmenjave;
• združljivost adapterja (natančneje, gonilnika adapterja) z uporabljeno omrežno programsko opremo.

Uporabniška konfiguracija adapterja je bila v glavnem uporabljena za adapterje, zasnovane za vodilo ISA. Konfiguracija pomeni prilagoditev na uporabo virov računalniškega sistema (V/I naslovi, prekinitveni kanali in neposredni dostop do pomnilnika, vmesni pomnilnik in oddaljeni zagonski pomnilnik). Konfiguracijo lahko izvedete z nastavitvijo stikal (skakalcev) v želeni položaj ali z uporabo DOS konfiguracijskega programa, ki je priložen adapterju (brez skakalcev, konfiguracija programske opreme). Ko zaženete tak program, se uporabnik pozove, da nastavi konfiguracijo strojne opreme s preprostim menijem: izberite parametre adapterja. Isti program vam omogoča izdelavo samotestiranje adapter. Izbrani parametri so shranjeni v nehlapnem pomnilniku adapterja. V vsakem primeru se morate pri izbiri parametrov izogibati konfliktom z njimi sistemske naprave računalnik in druge razširitvene kartice.

Adapter je mogoče tudi samodejno konfigurirati v načinu Plug-and-Play, ko je računalnik vklopljen. Sodobni adapterji običajno podpirajo prav ta način, tako da jih lahko uporabnik enostavno namesti.

V najpreprostejših adapterjih se izmenjava z notranjim vmesnim pomnilnikom adapterja (Adapter RAM) izvaja prek naslovnega prostora V/I naprav. V tem primeru dodatna konfiguracija pomnilniških naslovov ni potrebna. Določiti je treba osnovni naslov vmesnega pomnilnika v skupni rabi. Dodeljen je območju zgornjega pomnilnika računalnika (

Hitri Ethernet

Fast Ethernet – specifikacija IEEE 802.3 u, uradno sprejeta 26. oktobra 1995, opredeljuje standard protokola podatkovne povezave za omrežja, ki uporabljajo bakrene in optične kable s hitrostjo 100 Mb/s. Nova specifikacija je naslednica standarda Ethernet IEEE 802.3, ki uporablja isti format okvirja, mehanizem za dostop do medijev CSMA/CD in topologijo zvezde. Za povečanje prepustnosti se je razvilo več konfiguracijskih elementov fizičnega sloja, vključno z vrstami kablov, dolžinami segmentov in številom vozlišč.

Struktura hitrega Etherneta

Za boljše razumevanje delovanja in razumevanje interakcije elementov Fast Ethernet si oglejte sliko 1.

Slika 1. Sistem Fast Ethernet

Podsloj za krmiljenje logične povezave (LLC).

Specifikacija IEEE 802.3 u razčlenjuje funkcije sloja povezave na dva podsloja: nadzor logične povezave (LLC) in plast srednjega dostopa (MAC), ki bosta obravnavana v nadaljevanju. LLC, katerega funkcije so opredeljene s standardom IEEE 802.2, dejansko zagotavlja medsebojno povezavo s protokoli višje ravni (na primer IP ali IPX), ki zagotavlja različne komunikacijske storitve:

• Servis brez povezave in potrdila o prejemu. Preprosta storitev, ki ne zagotavlja nadzora pretoka ali nadzora napak in ne zagotavlja pravilne dostave podatkov.
• Storitev, usmerjena v povezavo. Popolnoma zanesljiva storitev, ki zagotavlja pravilno dostavo podatkov z vzpostavitvijo povezave s sprejemnim sistemom pred začetkom prenosa podatkov in z uporabo mehanizmov nadzora napak in pretoka podatkov.
• Storitev brez povezave s potrditvami. Zmerno zapletena storitev, ki uporablja potrditvena sporočila za zagotavljanje dostave, vendar ne vzpostavi povezav, dokler niso poslani podatki.

V oddajnem sistemu so spodnji podatki iz protokola omrežne plasti najprej kapsulirani s podplastjo LLC. Standard jih imenuje Protocol Data Unit (PDU). Ko je PDU prenesen na podsloj MAC, kjer je spet uokvirjen z informacijami o glavi in ​​objavi, ga na tej točki tehnično lahko imenujemo okvir. Za paket Ethernet to pomeni, da okvir 802.3 poleg podatkov omrežne plasti vsebuje tribajtno glavo LLC. Tako se največja dovoljena dolžina podatkov v vsakem paketu zmanjša s 1500 na 1497 bajtov.

Glava LLC je sestavljena iz treh polj:

V nekaterih primerih imajo okvirji LLC manjšo vlogo v procesu omrežne komunikacije. Na primer, v omrežju, ki uporablja TCP / IP skupaj z drugimi protokoli, je lahko edina funkcija LLC, da dovoli okvirjem 802.3, da vsebujejo glavo SNAP, kot je Ethertype, ki označuje protokol omrežne plasti, kamor je treba poslati okvir. V tem primeru vsi PDU LLC uporabljajo neoštevilčen format informacij. Vendar pa drugi protokoli višje ravni zahtevajo naprednejše storitve LLC. Na primer, seje NetBIOS in več protokolov NetWare uporabljajo storitve LLC, usmerjene v povezavo, širše.

Glava SNAP

Prejemni sistem mora določiti, kateri od protokolov omrežne plasti naj prejme dohodne podatke. Paketi 802.3 znotraj PDU LLC uporabljajo drug protokol, imenovan pod -omrežjeDostopProtokol (SNAP, protokol za dostop do podomrežij).

Glava SNAP je dolga 5 bajtov in se nahaja takoj za glavo LLC v podatkovnem polju okvirja 802.3, kot je prikazano na sliki. Glava vsebuje dve polji.

Koda organizacije. ID organizacije ali prodajalca je 3-bajtno polje, ki ima enako vrednost kot prvi 3 bajti naslova MAC pošiljatelja v glavi 802.3.

Lokalna koda. Lokalna koda je 2-bajtno polje, ki je funkcionalno enakovredno polju Ethertype v glavi Ethernet II.

Ujemanje podravni

Kot smo že omenili, je Fast Ethernet evolucijski standard. MAC, zasnovan za vmesnik AUI, je treba preslikati v vmesnik MII, ki se uporablja v Fast Ethernet, čemur je ta podsloj namenjen.

Nadzor dostopa do medijev (MAC)

Vsako vozlišče v omrežju Fast Ethernet ima krmilnik dostopa do medijev (MedijiDostopKrmilnik- MAC). MAC je ključnega pomena za Fast Ethernet in ima tri namene:

Najpomembnejša od treh MAC nalog je prva. Za vsako omrežno tehnologijo, ki uporablja skupni medij, so pravila dostopa do medija, ki določajo, kdaj lahko vozlišče oddaja, njena primarna značilnost. Več odborov IEEE je vključenih v razvoj pravil za dostop do okolja. Odbor 802.3, ki se pogosto imenuje odbor Ethernet, opredeljuje standarde LAN, ki uporabljajo pravila, imenovana CSMA /CD(Množični dostop za zaznavanje nosilca z zaznavanjem trkov).

CSMS/CD so pravila za dostop do medijev tako za Ethernet kot za Fast Ethernet. Na tem področju se obe tehnologiji popolnoma ujemata.

Ker si vsa vozlišča v Fast Ethernet delijo isti medij, lahko prenašajo le, ko so na vrsti. To čakalno vrsto določajo pravila CSMA/CD.

CSMA / CD

Krmilnik MAC Fast Ethernet posluša na nosilcu pred oddajanjem. Nosilec obstaja samo, ko oddaja drugo vozlišče. Plast PHY zazna prisotnost nosilca in ustvari sporočilo za MAC. Prisotnost nosilca pomeni, da je okolje zasedeno in da se mora poslušalno vozlišče (ali vozlišča) prepustiti oddajnemu.

MAC, ki ima okvir za prenos, mora počakati minimalno količino časa po koncu prejšnjega okvirja, preden ga odda. Ta čas se imenuje medpaketna vrzel(IPG, medpaketna vrzel) in traja 0,96 mikrosekunde, to je desetina časa prenosa običajnega ethernetnega paketa pri 10 Mbps (IPG je edini časovni interval, vedno naveden v mikrosekundah, ne v bitnem času) Slika 2.

Slika 2. Medpaketna vrzel

Po koncu paketa 1 morajo vsa vozlišča LAN počakati na čas IPG, preden lahko oddajo. Časovni interval med paketi 1 in 2, 2 in 3 na sl. 2 je čas IPG. Ko je bil prenos paketa 3 končan, nobeno vozlišče ni imelo materiala za obdelavo, zato je časovni interval med paketoma 3 in 4 daljši od IPG.

Vsa vozlišča v omrežju morajo biti v skladu s temi pravili. Tudi če ima vozlišče veliko okvirjev za prenos in je to vozlišče edino oddajno, potem mora po pošiljanju vsakega paketa počakati vsaj čas IPG.

To je del pravil CSMA Fast Ethernet Media Access Rules. Skratka, številna vozlišča imajo dostop do medija in uporabljajo nosilca za spremljanje, ali je zasedeno.

Zgodnje eksperimentalne mreže so uporabljale točno ta pravila in takšne mreže so zelo dobro delovale. Vendar je sama uporaba CSMA povzročila težavo. Pogosto bi dve vozlišči, ki imata paket za prenos in čakata na čas IPG, začela oddajati hkrati, kar bi povzročilo poškodovanje podatkov na obeh straneh. Ta situacija se imenuje trčenje(trčenje) ali konflikt.

Za premagovanje te ovire so zgodnji protokoli uporabljali dokaj preprost mehanizem. Paketi so bili razdeljeni v dve kategoriji: ukazi in reakcije. Vsak ukaz, ki ga je poslalo vozlišče, je zahteval reakcijo. Če nekaj časa po tem, ko je bil ukaz poslan, ni bil prejet noben odgovor (imenovano časovno obdobje), je bil prvotni ukaz ponovno izdan. To se lahko zgodi večkrat (največje število časovnih omejitev), preden je oddajno vozlišče zabeležilo napako.

Ta shema bi lahko delovala dobro, vendar le do določene točke. Konflikti so povzročili dramatično poslabšanje zmogljivosti (običajno merjeno v bajtih na sekundo), ker so vozlišča pogosto mirovala in čakala, da ukazi nikoli ne dosežejo cilja. Prezasedenost omrežja, povečanje števila vozlišč so neposredno povezani s povečanjem števila konfliktov in posledično z zmanjšanjem zmogljivosti omrežja.

Zgodnji oblikovalci omrežij so hitro našli rešitev za to težavo: vsako vozlišče mora zaznati izgubo poslanega paketa z zaznavanjem konflikta (in ne čakati na reakcijo, ki nikoli ne bo sledila). To pomeni, da je treba pakete, izgubljene zaradi konflikta, ponovno oddati tik pred potekom časovne omejitve. Če je gostitelj posredoval zadnji bit paketa brez konflikta, je bil paket uspešno prenesen.

Zaznavanje nosilca se lahko dobro kombinira z zaznavanjem trkov. Trki se še vedno pojavljajo, vendar to ne vpliva na delovanje omrežja, saj se jih vozlišča hitro znebijo. Skupina DIX, ki je razvila pravila za dostop do okolja CSMA / CD za Ethernet, jih je formalizirala v obliki preprostega algoritma - slika 3.

Slika 3. Algoritem delovanja CSMA/CD

Naprava fizičnega sloja (PHY)

Ker lahko Fast Ethernet uporablja različne vrste kablov, vsak medij zahteva edinstveno predkonverzijo signala. Pretvorba je potrebna tudi za učinkovit prenos podatkov: da bi bila poslana koda odporna na motnje, morebitno izgubo ali popačenje njenih posameznih elementov (baud), da bi zagotovili učinkovito sinhronizacijo ur na oddajni ali sprejemni strani.

Podplast kodiranja (PCS)

Kodira/dekodira podatke, ki prihajajo iz/v sloj MAC z uporabo algoritmov oz.

Podsloji fizične medsebojne povezave in odvisnosti od fizičnih medijev (PMA in PMD)

Podsloji PMA in PMD komunicirata med podplastjo PSC in vmesnikom MDI ter zagotavljata oblikovanje v skladu s fizično metodo kodiranja: oz.

Podnivo samodejnega pogajanja (AUTONEG)

Podsloj samodejnega pogajanja omogoča dvema komunikacijskima vratima, da samodejno izbereta najučinkovitejši način delovanja: polni dupleks ali poldupleks 10 ali 100 Mb/s. Fizični sloj

Standard Fast Ethernet opredeljuje tri vrste 100 Mbps Ethernet signalnih medijev.

• 100Base-TX - dva zvita para žic. Prenos se izvaja v skladu s standardom za prenos podatkov v zvitem fizičnem mediju, ki ga je razvil ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Zvit podatkovni kabel je lahko oklopljen ali neoklopljen. Uporablja algoritem kodiranja podatkov 4B/5B in fizično metodo kodiranja MLT-3.
• 100Base-FX je dvožilni optični kabel. Prenos se izvaja tudi v skladu s standardom ANSI za prenos podatkov v medijih z optičnimi vlakni. Uporablja algoritem kodiranja podatkov 4B / 5B in fizično metodo kodiranja NRZI.

Specifikacije 100Base-TX in 100Base-FX so znane tudi kot 100Base-X

• 100Base-T4 je posebna specifikacija, ki jo je razvil odbor IEEE 802.3u. Po tej specifikaciji se prenos podatkov izvaja preko štirih sukanih parov telefonskega kabla, ki se imenuje UTP kabel kategorije 3. Uporablja algoritem kodiranja podatkov 8B/6T in fizično kodiranje NRZI.

Poleg tega standard Fast Ethernet vključuje smernice za kabel z oklopljenim sukanim parom kategorije 1, ki je standardni kabel, ki se tradicionalno uporablja v omrežjih Token Ring. Organizacija za podporo in smernice za uporabo kabla STP na Fast Ethernet zagotavljajo pot do Fast Ethernet za stranke s kabli STP.

Specifikacija Fast Ethernet vključuje tudi mehanizem samodejnega pogajanja, ki omogoča, da se gostiteljska vrata samodejno prilagodijo hitrosti prenosa podatkov 10 Mbps ali 100 Mbps. Ta mehanizem temelji na izmenjavi številnih paketov z vrati vozlišča ali stikala.

100Base-TX okolje

Kot prenosni medij za 100Base-TX se uporabljata dva sukana para, pri čemer se en par uporablja za prenos podatkov, drugi pa za njihovo sprejemanje. Ker specifikacija ANSI TP-PMD vsebuje opise tako zaščitenih kot neoklopljenih sukanih parov, specifikacija 100Base-TX vključuje podporo za neoklopljene in oklopljene sukane pare tipa 1 in 7.

Priključek MDI (Medium Dependent Interface).

Povezovalni vmesnik 100Base-TX, odvisen od medija, je lahko enega od dveh vrst. Za kabel z neoklopljenim sukanim parom kot priključek MDI uporabite 8-pinski konektor RJ 45 kategorije 5. Isti konektor se uporablja v omrežju 10Base-T, da se zagotovi združljivost z obstoječimi kabli kategorije 5. uporabite konektor IBM STP tipa 1, ki je zaščiten konektor DB9. Ta konektor se običajno uporablja v omrežjih Token Ring.

Kabel UTP kategorije 5 (e).

Medijski vmesnik UTP 100Base-TX uporablja dva para žic. Da bi zmanjšali preslušavanje in morebitno popačenje signala, preostalih štirih žic ne smete uporabljati za prenos signalov. Oddajni in sprejemni signali za vsak par so polarizirani, pri čemer ena žica nosi pozitivni (+), druga pa negativni (-) signal. Barvno kodiranje kabelskih žic in številke pin priključka za omrežje 100Base-TX so prikazane v tabeli. 1. Čeprav je bil sloj 100Base-TX PHY razvit po standardu ANSI TP-PMD, so bile številke zatičev konektorja RJ 45 spremenjene, da se uskladijo z že uporabljenimi zatiči 10Base-T. Standard ANSI TP-PMD za sprejemanje podatkov uporablja nožice 7 in 9, medtem ko standardi 100Base-TX in 10Base-T za to uporabljajo nožice 3 in 6. To ožičenje vam omogoča uporabo adapterjev 100Base-TX namesto adapterjev 10 Base - T in jih priključite na iste kable kategorije 5, ne da bi spremenili ožičenje. V priključku RJ 45 so pari uporabljenih žic priključeni na nožice 1, 2 in 3, 6. Za pravilno povezavo žic upoštevajte njihovo barvno kodiranje.

Tabela 1. Namen kontaktov konektorjaMDIkabelUTP100Base-TX

Vozlišča medsebojno delujejo z izmenjavo okvirjev (okvirjev). V Fast Ethernetu je okvir osnovna enota izmenjave v omrežju – vse informacije, ki se prenašajo med vozlišči, so postavljene v podatkovno polje enega ali več okvirjev. Posredovanje okvirjev iz enega vozlišča v drugo je možno le, če obstaja način za enolično identifikacijo vseh omrežnih vozlišč. Zato ima vsako vozlišče v LAN naslov, imenovan njegov naslov MAC. Ta naslov je edinstven: nobeno dve vozlišči v lokalnem omrežju ne moreta imeti enakega naslova MAC. Poleg tega v nobeni tehnologiji LAN (z izjemo ARCNet) nobeno vozlišče na svetu ne more imeti istega naslova MAC. Vsak okvir vsebuje vsaj tri glavne informacije: naslov prejemnika, naslov pošiljatelja in podatke. Nekateri okvirji imajo druga polja, vendar so obvezna samo tri navedena. Slika 4 prikazuje strukturo okvirja Fast Ethernet.

Slika 4. Struktura okvirjaHitroEthernet

• naslov prejemnika- naveden je naslov vozlišča, ki prejema podatke;
• naslov pošiljatelja- naveden je naslov vozlišča, ki je poslalo podatke;
• dolžina/vrsta(L / T - Dolžina / Vrsta) - vsebuje informacije o vrsti poslanih podatkov;
• kontrolna vsota okvirja(PCS - zaporedje preverjanja okvirja) - zasnovano za preverjanje pravilnosti okvirja, ki ga prejme sprejemno vozlišče.

Najmanjša velikost okvirja je 64 oktetov ali 512 bitov (terms oktet in bajt - sopomenke). Največja velikost okvirja je 1518 oktetov ali 12144 bitov.

Naslavljanje okvirja

Vsako vozlišče v omrežju Fast Ethernet ima edinstveno številko, imenovano naslov MAC ali naslov vozlišča. To število je sestavljeno iz 48 bitov (6 bajtov), ​​ki so dodeljeni omrežnemu vmesniku med izdelavo naprave in programirani med inicializacijo. Zato imajo omrežni vmesniki vseh LAN, z izjemo ARCNet, ki uporablja 8-bitne naslove, ki jih dodeli skrbnik omrežja, vgrajen edinstven naslov MAC, ki se razlikuje od vseh drugih naslovov MAC na Zemlji in ga dodeli proizvajalec v dogovoru z IEEE.

Za lažje upravljanje omrežnih vmesnikov je IEEE predlagal razdelitev 48-bitnega naslovnega polja na štiri dele, kot je prikazano na sliki 5. Prva dva bita naslova (bita 0 in 1) sta zastavica tipa naslova. Pomen zastavic določa, kako se razlaga naslovni del (bit 2 - 47).

Slika 5. Oblika naslova MAC

I / G bit se imenuje zastavico naslova posameznika/skupine in prikazuje, kateri (posamezen ali skupinski) je naslov. Posamezni naslov je dodeljen samo enemu vmesniku (ali vozlišču) v omrežju. Naslovi z bitom I/G nastavljenim na 0 so MAC naslovi oz naslovi vozlišč.Če je V/I bit nastavljen na 1, potem naslov pripada skupini in se običajno kliče večtočkovni naslov(multicast naslov) oz funkcionalni naslov(funkcionalni naslov). Multicast naslov lahko dodelite enemu ali več omrežnim vmesnikom LAN. Okvirji, poslani na naslov za več oddajanja, prejmejo ali kopirajo vse omrežne vmesnike LAN, ki ga imajo. Multicast naslovi omogočajo, da se okvir pošlje podmnožici gostiteljev v lokalnem omrežju. Če je V/I bit nastavljen na 1, se biti od 46 do 0 obravnavajo kot naslov za več oddajanja in ne kot polja U/L, OUI in OUA običajnega naslova. Bit U / L se imenuje univerzalna/lokalna nadzorna zastava in določa, kako je bil naslov dodeljen omrežnemu vmesniku. Če sta oba bita, I/O in U/L, nastavljena na 0, potem je naslov edinstven 48-bitni identifikator, opisan prej.

OUI (organizacijsko edinstven identifikator - organizacijsko edinstven identifikator). IEEE vsakemu proizvajalcu omrežnih adapterjev in vmesnikov dodeli enega ali več OUI. Vsak proizvajalec je odgovoren za pravilno dodelitev OUA (organizacijsko edinstven naslov - organizacijsko edinstven naslov), ki mora imeti katero koli napravo, ki jo ustvari.

Ko je bit U / L nastavljen, se naslov upravlja lokalno. To pomeni, da ga proizvajalec omrežnega vmesnika ne določi. Vsaka organizacija lahko ustvari svoj naslov MAC za omrežni vmesnik tako, da nastavi bit U / L na 1 in bite od 2 do 47 na izbrano vrednost. Omrežni vmesnik, ko prejme okvir, najprej dekodira ciljni naslov. Ko je v naslovu nastavljen V/I bit, bo plast MAC prejela ta okvir samo, če je ciljni naslov na seznamu, ki je shranjen na vozlišču. Ta tehnika omogoča enemu vozlišču, da pošlje okvir številnim vozliščem.

Obstaja poseben naslov za več oddajanja, ki se imenuje naslov oddaje. V 48-bitnem oddajnem naslovu IEEE so vsi biti nastavljeni na 1. Če je okvir posredovan s ciljnim oddajnim naslovom, ga bodo vsa vozlišča v omrežju prejela in obdelala.

Dolžina/vrsta polja

Polje L/T (dolžina/vrsta) ima dva različna namena:

• določiti dolžino podatkovnega polja okvirja, brez kakršnega koli oblazinjenja s presledki;
• za označevanje vrste podatkov v podatkovnem polju.

Vrednost polja L/T med 0 in 1500 je dolžina podatkovnega polja okvirja; višja vrednost označuje vrsto protokola.

Na splošno je polje L/T zgodovinski ostanek standardizacije Etherneta v IEEE, kar je povzročilo številne težave z združljivostjo opreme, ki je bila izdana pred letom 1983. Danes Ethernet in Fast Ethernet nikoli ne uporabljata polj L/T. Navedeno polje služi samo za usklajevanje s programsko opremo, ki obdeluje okvirje (torej s protokoli). Toda edini resnično standardni namen polja L / T je, da ga uporabite kot polje dolžine - specifikacija 802.3 niti ne omenja njegove možne uporabe kot polja podatkovnega tipa. Standard navaja: "Okvirje z vrednostjo polja dolžine, ki je večja od tiste, ki je določena v oddelku 4.4.2, se lahko prezrejo, zavržejo ali uporabljajo zasebno. Uporaba teh okvirjev je zunaj področja uporabe tega standarda."

Če povzamemo povedano, ugotavljamo, da je polje L/T primarni mehanizem, s katerim tip okvirja. Okvirji Fast Ethernet in Ethernet, v katerih je nastavljena dolžina polja L / T (vrednost L / T 802.3, okvirji, v katerih je vrsta podatkov nastavljena z vrednostjo istega polja (vrednost L / T > 1500), se imenujejo okvirji Ethernet- II oz DIX.

Podatkovno polje

V podatkovnem polju vsebuje informacije, ki jih eno vozlišče pošlje drugemu. Za razliko od drugih polj, ki hranijo zelo specifične informacije, lahko podatkovno polje vsebuje skoraj vse informacije, če je njegova velikost najmanj 46 in ne večja od 1500 bajtov. Kako je vsebina podatkovnega polja oblikovana in interpretirana, določajo protokoli.

Če morate poslati podatke, krajše od 46 bajtov, sloj LLC na konec podatkov doda bajte z neznano vrednostjo, imenovano nepomembni podatki(podatki ploščic). Kot rezultat, dolžina polja postane 46 bajtov.

Če je okvir tipa 802.3, potem polje L/T označuje količino veljavnih podatkov. Na primer, če se pošilja 12-bajtno sporočilo, potem polje L / T vsebuje vrednost 12, podatkovno polje pa 34 dodatnih nepomembnih bajtov. Dodajanje nepomembnih bajtov sproži plast Fast Ethernet LLC in se običajno izvaja v strojni opremi.

Funkcija plasti MAC ne določa vsebine polja L/T – to jo naredi programska oprema. Nastavitev vrednosti tega polja skoraj vedno opravi gonilnik omrežnega vmesnika.

Kontrolna vsota okvirja

Zaporedje preverjanja okvirjev (PCS) zagotavlja, da prejeti okvirji niso poškodovani. Pri oblikovanju oddanega okvirja na ravni MAC se uporablja posebna matematična formula CRC(Cyclic Redundancy Check), zasnovan za izračun 32-bitne vrednosti. Dobljena vrednost se postavi v polje FCS okvirja. Vrednosti vseh bajtov okvirja se pošljejo na vhod elementa sloja MAC, ki izračuna CRC. Polje FCS je primarni in najpomembnejši mehanizem za odkrivanje in odpravljanje napak Fast Ethernet. Začenši od prvega bajta ciljnega naslova in konča z zadnjim bajtom podatkovnega polja.

Vrednosti polj DSAP in SSAP

Fast Ethernet – specifikacija IEEE 802.3 u, uradno sprejeta 26. oktobra 1995, opredeljuje standard protokola podatkovne povezave za omrežja, ki uporabljajo bakrene in optične kable s hitrostjo 100 Mb/s. Nova specifikacija je naslednica standarda Ethernet IEEE 802.3, ki uporablja isti format okvirja, mehanizem za dostop do medijev CSMA/CD in topologijo zvezde. Za povečanje prepustnosti se je razvilo več konfiguracijskih elementov fizičnega sloja, vključno z vrstami kablov, dolžinami segmentov in številom vozlišč.

Fizični sloj

Standard Fast Ethernet opredeljuje tri vrste 100 Mbps Ethernet signalnih medijev.

· 100Base-TX - dva zvita para žic. Prenos se izvaja v skladu s standardom za prenos podatkov v zvitem fizičnem mediju, ki ga je razvil ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Zvit podatkovni kabel je lahko oklopljen ali neoklopljen. Uporablja algoritem kodiranja podatkov 4B/5B in fizično metodo kodiranja MLT-3.

· 100Base-FX - dve jedri, optični kabel. Prenos se izvaja tudi v skladu s standardom ANSI za prenos podatkov v medijih z optičnimi vlakni. Uporablja algoritem kodiranja podatkov 4B / 5B in fizično metodo kodiranja NRZI.

· 100Base-T4 je posebna specifikacija, ki jo je razvil odbor IEEE 802.3u. V skladu s to specifikacijo se prenos podatkov izvaja preko štirih sukanih parov telefonskega kabla, ki se imenuje UTP kabel kategorije 3. Uporablja algoritem kodiranja podatkov 8B/6T in fizično metodo kodiranja NRZI.

Večmodni kabel

Ta vrsta optičnega kabla uporablja vlakno z jedrom 50 ali 62,5 mikrometra in 125 mikrometrskim zunanjim plaščem. Tak kabel se imenuje večmodni optični kabel 50/125 (62,5 / 125) mikrometrov. Za prenos svetlobnega signala preko večmodnega kabla se uporablja LED oddajnik z valovno dolžino 850 (820) nanometrov. Če večmodni kabel povezuje dva priključka stikal, ki delujejo v polnem dupleksnem načinu, je lahko dolg do 2000 metrov.

Enomodni kabel

Enomodno vlakno ima manjši premer jedra 10 mikrometrov kot večmodno vlakno in uporablja laserski oddajnik za prenos preko enomodnega kabla, ki skupaj zagotavlja učinkovit prenos na dolge razdalje. Valovna dolžina oddanega svetlobnega signala je blizu premera jedra, ki je 1300 nanometrov. To število je znano kot valovna dolžina ničelne disperzije. V enomodnem kablu sta disperzija in izguba signala zelo nizki, kar omogoča prenos svetlobnih signalov na velike razdalje kot v primeru večmodnega vlakna.

38. Tehnologija Gigabit Ethernet, splošne značilnosti, specifikacija fizičnega okolja, osnovni pojmi.
3.7.1. Splošne značilnosti standarda

Kmalu po tem, ko so izdelki Fast Ethernet prišli na trg, so omrežni integratorji in skrbniki začeli čutiti določene omejitve pri gradnji korporativnih omrežij. V mnogih primerih so strežniki, povezani prek kanala 100 Mbps, preobremenili omrežne hrbtenice, ki delujejo tudi pri 100 Mbps – hrbtenice FDDI in Fast Ethernet. Pojavila se je potreba po naslednji stopnji hierarhije hitrosti. Leta 1995 so lahko samo stikala ATM zagotavljala višjo stopnjo hitrosti, in ker takrat ni bilo priročnega načina za migracijo te tehnologije v lokalna omrežja (čeprav je bila specifikacija LAN Emulation - LANE sprejeta v začetku leta 1995, je bila njena praktična implementacija še naprej), jih je bilo treba izvajati v lokalnem omrežju skoraj nihče ni upal. Poleg tega je tehnologijo bankomatov odlikovala zelo visoka raven stroškov.

Tako se je naslednji korak, ki ga je naredil IEEE, zdel logičen - 5 mesecev po dokončnem sprejetju standarda Fast Ethernet junija 1995 je bilo IEEE High Speed ​​Technology Research Group naročeno, da preuči možnost razvoja standarda Ethernet z še višja bitna hitrost.

Poleti 1996 je bila skupina 802.3z napovedana, da bo razvila protokol, podoben Ethernetu, kolikor je le mogoče, vendar z bitno hitrostjo 1000 Mbps. Tako kot pri hitrem Ethernetu so zagovorniki Etherneta sporočilo sprejeli z velikim navdušenjem.

Glavni razlog za navdušenje je bila možnost enake nemotene migracije omrežnih hrbtenic na Gigabit Ethernet, podobno kot pri selitvi preobremenjenih segmentov Etherneta, ki se nahajajo na nižjih ravneh omrežne hierarhije na Fast Ethernet. Poleg tega so bile že na voljo izkušnje s prenosom podatkov z gigabitnimi hitrostmi, tako v teritorialnih omrežjih (tehnologija SDH) kot v lokalnih omrežjih – tehnologija Fibre Channel, ki se uporablja predvsem za povezovanje hitrih zunanjih naprav z velikimi računalniki in prenos podatkov po vlaknih -optični kabel s hitrostjo blizu gigabita s pomočjo redundantne kode 8B / 10B.

Prva različica standarda je bila pregledana januarja 1997, standard 802.3z pa je bil končno sprejet 29. junija 1998 na sestanku odbora IEEE 802.3. Delo pri implementaciji Gigabit Ethernet na sukanih parih kategorije 5 je bilo preneseno na poseben odbor 802.3ab, ki je že obravnaval več različic osnutka tega standarda, od julija 1998 pa je projekt postal precej stabilen. Končno sprejetje standarda 802.3ab se pričakuje septembra 1999.

Ne da bi čakali na sprejetje standarda, so nekatera podjetja do poletja 1997 izdala prvo opremo Gigabit Ethernet na optičnem kablu.

Glavna ideja razvijalcev standarda Gigabit Ethernet je čim bolj ohraniti ideje klasične ethernetne tehnologije, hkrati pa doseči bitno hitrost 1000 Mbps.

Ker je pri razvoju nove tehnologije naravno pričakovati nekaj tehničnih novosti, ki sledijo splošnemu poteku razvoja omrežnih tehnologij, je pomembno opozoriti, da je Gigabit Ethernet, tako kot njegovi počasnejši kolegi, na ravni protokola Nebom podpora:

• kakovost storitev;
• odvečne povezave;
• testiranje uporabnosti vozlišč in opreme (v slednjem primeru - z izjemo testiranja komunikacije med vrati, kot je to storjeno za Ethernet 10Base-T in 10Base-F in Fast Ethernet).

Vse tri poimenovane lastnosti veljajo za zelo obetavne in uporabne v sodobnih omrežjih, predvsem pa v omrežjih bližnje prihodnosti. Zakaj jih avtorji Gigabit Etherneta opuščajo?

Glavna ideja razvijalcev tehnologije Gigabit Ethernet je, da obstaja in bo še naprej obstajalo kar nekaj omrežij, v katerih bo visoka hitrost hrbtenice in zmožnost dodelitve prednostnih paketov v stikalih zadostovala za zagotavljanje kakovosti. prevoznih storitev za vse naročnike omrežja. In le v tistih redkih primerih, ko je hrbtenica dovolj obremenjena in so zahteve za kakovost storitve zelo stroge, je treba uporabiti tehnologijo bankomatov, ki zaradi svoje visoke tehnične zahtevnosti zagotavlja kakovost storitve za vse. glavne vrste prometa.

39. Strukturni kabelski sistem, ki se uporablja v omrežnih tehnologijah.
Strukturni kabelski sistem (SCS) je sklop stikalnih elementov (kabli, konektorji, konektorji, križne plošče in omare) ter tehnika za njihovo skupno uporabo, ki vam omogoča ustvarjanje pravilnih, lahko razširljivih komunikacijskih struktur v računalniških omrežjih.

Strukturni kabelski sistem je nekakšen "konstruktor", s pomočjo katerega projektant omrežja iz standardnih kablov, povezanih s standardnimi konektorji in vklopljenih standardnih križnih plošč, zgradi zahtevano konfiguracijo. Po potrebi lahko konfiguracijo povezav enostavno spremenite - dodajte računalnik, segment, stikalo, odstranite nepotrebno opremo ter spremenite tudi povezave med računalniki in vozlišči.

Pri gradnji strukturiranega kabelskega sistema se predvideva, da mora biti vsako delovno mesto v podjetju opremljeno z vtičnicami za povezavo telefona in računalnika, tudi če to trenutno ni potrebno. To pomeni, da je dober strukturiran kabelski sistem odveč. S tem lahko v prihodnosti prihranite denar, saj lahko spremembe pri priključitvi novih naprav izvedete s ponovnim priklopom obstoječih kablov.

Tipična hierarhična struktura strukturiranega kabelskega sistema vključuje:

• horizontalni podsistemi (znotraj tal);
• vertikalni podsistemi (znotraj stavbe);
• podsistem kampusa (znotraj enega ozemlja z več zgradbami).

Horizontalni podsistem povezuje talno razporedno omarico z vtičnicami uporabnikov. Podsistemi te vrste ustrezajo etažam stavbe. Vertikalni podsistem povezuje ranžirne omare vsakega nadstropja s centralno kontrolno sobo stavbe. Naslednji korak v hierarhiji je podsistem kampusa, ki povezuje več zgradb z glavno kontrolno sobo celotnega kampusa. Ta del kablovskega sistema se običajno imenuje hrbtenica.

Uporaba strukturiranih kablov namesto kaotičnih kablov ima številne prednosti.

· Vsestranskost. Strukturiran kabelski sistem s premišljeno organizacijo lahko postane enoten medij za prenos računalniških podatkov v lokalnem računalniškem omrežju, organiziranje lokalnega telefonskega omrežja, prenos video informacij in celo prenos signalov iz požarnovarnostnih senzorjev ali varnostnih sistemov. To vam omogoča avtomatizacijo številnih procesov nadzora, spremljanja in upravljanja gospodarskih storitev in sistemov za življenjsko podporo podjetja.

· Podaljšana življenjska doba. Zastarelost dobro strukturiranega kabelskega sistema je lahko 10-15 let.

· Zmanjšanje stroškov dodajanja novih uporabnikov in spreminjanja njihovih umestitev. Znano je, da so stroški kabelskega sistema pomembni in jih v glavnem ne določajo stroški kabla, temveč stroški njegovega polaganja. Zato je bolj donosno opraviti enkratno delo pri polaganju kabla, po možnosti z veliko dolžino, kot večkratno polaganje in povečanje dolžine kabla. S tem pristopom se vsa dela pri dodajanju ali premikanju uporabnika zmanjšajo na priklop računalnika na obstoječo vtičnico.

· Možnost enostavne razširitve omrežja. Strukturirani kabelski sistem je modularen in ga je zato enostavno razširiti. Na primer, novo podomrežje lahko dodate v deblo, ne da bi to vplivalo na obstoječa podomrežja. Vrsto kabla lahko spremenite v ločenem podomrežju neodvisno od preostalega omrežja. Strukturirani kabelski sistem je osnova za razdelitev omrežja na enostavno obvladljive logične segmente, saj je samo že razdeljeno na fizične segmente.

· Zagotavljanje učinkovitejše storitve. Sistem strukturiranih kablov je lažje servisirati in odpravljati težave kot kabli vodila. V primeru kabliranja vodila izpad ene od naprav ali povezovalnih elementov vodi do težko locirane okvare celotnega omrežja. V strukturiranih kabelskih sistemih okvara enega segmenta ne vpliva na druge, saj se združevanje segmentov izvaja s pomočjo vozlišč. Koncentratorji diagnosticirajo in lokalizirajo okvarjeno območje.

· Zanesljivost. Strukturni kabelski sistem ima povečano zanesljivost, saj proizvajalec takšnega sistema zagotavlja ne le kakovost posameznih komponent, temveč tudi njihovo združljivost.

40. Vozlišča in omrežni adapterji, načela, uporaba, osnovni koncepti.
Vozlišča skupaj z omrežnimi adapterji in kabli predstavljajo najmanjšo količino opreme, ki jo je mogoče uporabiti za ustvarjanje lokalnega omrežja. Takšno omrežje bo predstavljalo skupno skupno okolje.

Omrežni adapter (omrežna vmesniška kartica, NIC) skupaj s svojim gonilnikom implementira drugo, povezovalno plast modela odprtih sistemov v končno omrežno vozlišče – ​​računalnik. Natančneje, v omrežnem operacijskem sistemu par adapterja in gonilnika opravlja samo funkcije fizične in MAC plasti, medtem ko sloj LLC običajno izvaja modul operacijskega sistema, ki je enak za vse gonilnike in omrežne adapterje. Pravzaprav tako mora biti v skladu z modelom sklada protokolov IEEE 802. Na primer, v Windows NT je nivo LLC implementiran v modulu NDIS, ki je skupen vsem gonilnikom omrežnih adapterjev, ne glede na tehnologijo voznik podpira.

Omrežni adapter skupaj z gonilnikom izvaja dve operaciji: prenos okvirja in sprejem.

Pri adapterjih za odjemalske računalnike je velik del dela prenesen na gonilnik, zaradi česar je adapter preprostejši in cenejši. Pomanjkljivost tega pristopa je visoka stopnja obremenitve osrednjega procesorja računalnika z rutinskim delom pri prenosu okvirjev iz RAM-a računalnika v omrežje. Osrednji procesor je prisiljen opravljati to delo, namesto da bi izvajal naloge uporabnikove aplikacije.

Omrežni adapter mora biti konfiguriran, preden ga namestite v računalnik. Konfiguriranje adapterja običajno določa IRQ, ki ga uporablja adapter, kanal DMA (če adapter podpira način DMA) in osnovni naslov V/I vrat.

V skoraj vseh sodobnih tehnologijah lokalnih omrežij je definirana naprava, ki ima več enakih imen - vozlišče(koncentrator), pesto (pesto), repetitor (repeater). Glede na področje uporabe te naprave se sestava njenih funkcij in zasnove bistveno spremeni. Samo glavna funkcija ostane nespremenjena - je ponavljanje okvirja bodisi na vseh vratih (kot je opredeljeno v standardu Ethernet) bodisi samo na nekaterih vratih v skladu z algoritmom, ki ga določa ustrezni standard.

Vozlišče ima običajno več vrat, na katera so povezana končna vozlišča omrežja - računalniki - z ločenimi fizičnimi segmenti kabla. Koncentrator združuje posamezne segmente fizičnega omrežja v enotno skupno okolje, dostop do katerega se izvaja v skladu z enim od obravnavanih LAN protokolov - Ethernet, Token Ring itd. Tehnologije proizvajajo lastna vozlišča - Ethernet; žetonski prstan; FDDI in 100VG-AnyLAN. Za določen protokol se včasih uporablja lastno, visoko specializirano ime te naprave, ki natančneje odraža njene funkcije ali se uporablja na podlagi tradicije, na primer ime MSAU je značilno za koncentratorje Token Ring.

Vsako vozlišče opravlja neko osnovno funkcijo, opredeljeno v ustreznem protokolu tehnologije, ki jo podpira. Čeprav je ta funkcija podrobno opredeljena v tehnološkem standardu, se lahko vozlišča različnih proizvajalcev ob implementaciji razlikujejo v podrobnostih, kot so število vrat, podpora za več vrst kablov itd.

Poleg glavne funkcije lahko vozlišče izvaja številne dodatne funkcije, ki v standardu sploh niso opredeljene ali pa so neobvezne. Na primer, vozlišče Token Ring lahko opravlja funkcijo izklopa nedelujočih vrat in preklopa na rezervni obroč, čeprav takšne zmožnosti niso opisane v standardu. Izkazalo se je, da je vozlišče priročna naprava za izvajanje dodatnih funkcij, ki olajšajo spremljanje in delovanje omrežja.

41. Uporaba mostov in stikal, načela, značilnosti, primeri, omejitve
Strukturiranje z mostovi in ​​stikali

omrežje lahko razdelimo na logične segmente z uporabo dveh vrst naprav - mostov in/ali stikal (stikalo, stikalno zvezdišče).

Most in stikalo sta funkcionalna dvojčka. Obe napravi napredujeta v okvirih na podlagi istih algoritmov. Mostovi in ​​stikala uporabljajo dve vrsti algoritmov: algoritem prozoren most, opisano v standardu IEEE 802.1D ali algoritmu izvorni usmerjevalni most od IBM-a za omrežja Token Ring. Ti standardi so bili razviti že dolgo pred uvedbo prvega stikala, zato uporabljajo izraz "most". Ko se je rodil prvi model industrijskega stikala za tehnologijo Ethernet, je izvajal isti algoritem za posredovanje okvirjev IEEE 802.ID, ki so ga mostovi lokalnih in globalnih omrežij razvijali ducat let.

Glavna razlika med stikalom in mostom je v tem, da most obdeluje okvirje zaporedno, medtem ko stikalo obdeluje okvire vzporedno. Ta okoliščina je posledica dejstva, da so se mostovi pojavili v tistih dneh, ko je bilo omrežje razdeljeno na majhno število segmentov, promet med segmenti pa je bil majhen (upošteval je pravilo 80 do 20%).

Danes mostovi še vedno delujejo v omrežjih, vendar le na dokaj počasnih globalnih povezavah med dvema oddaljenima LAN-oma. Ti mostovi se imenujejo oddaljeni mostovi in ​​delujejo na enak način kot 802.1D ali Source Routing.

Transparentni mostovi lahko poleg prenosa okvirjev znotraj iste tehnologije prevajajo LAN protokole, kot so Ethernet v Token Ring, FDDI v Ethernet itd. Ta lastnost transparentnih mostov je opisana v standardu IEEE 802.1H.

V nadaljevanju bomo napravo, ki napreduje v okvirih z uporabo algoritma mostu in deluje v lokalnem omrežju, imenovali sodoben izraz »stikalo«. Pri opisu samih algoritmov 802.1D in Source Routing v naslednjem razdelku bomo napravo tradicionalno imenovali most, kot se dejansko imenuje v teh standardih.

42. Stikala za lokalna omrežja, protokoli, načini delovanja, primeri.
Vsako od 8 vrat 10Base-T oskrbuje en ethernetni paketni procesor (EPP). Poleg tega ima stikalo sistemski modul, ki usklajuje delo vseh EPP procesorjev. Sistemski modul vzdržuje splošno tabelo naslovov stikala in zagotavlja upravljanje stikala SNMP. Za prenos okvirjev med vrati se uporablja preklopna tkanina, podobna tistim, ki jih najdemo v telefonskih stikalih ali večprocesorskih računalnikih, ki povezujejo več procesorjev z več pomnilniškimi moduli.

Preklopna matrika deluje na principu preklapljanja kanalov. Za 8 vrat lahko matrika zagotovi 8 hkratnih notranjih kanalov pri pol dupleksnem delovanju vrat in 16 pri polnem dupleksu, ko oddajnik in sprejemnik vsakega pristanišča delujeta neodvisno drug od drugega.

Ko okvir prispe v vrata, procesor EPP shrani prvih nekaj bajtov okvirja, da prebere ciljni naslov. Po prejemu ciljnega naslova se procesor takoj odloči za prenos paketa, ne da bi čakal, da prispejo preostali bajti okvirja.

Če je treba okvir prenesti na druga vrata, se procesor obrne na preklopno matriko in poskuša v njej vzpostaviti pot, ki povezuje njegova vrata z vrati, skozi katera poteka pot do ciljnega naslova. Preklopna struktura lahko to stori le, če so ciljna vrata v tistem trenutku prosta, torej niso povezana z drugimi vrati; če so vrata zasedena, potem, kot pri kateri koli napravi s preklopom vezja, matrika ne uspe pri povezavi. V tem primeru je okvir v polnem medpomnilniku procesorja vhodnih vrat, nato pa procesor počaka, da se izhodna vrata sprostijo in preklopna matrika oblikuje želeno pot. Ko je želena pot vzpostavljena, se bajti okvirja v pomnilniku pošljejo v it, ki jih prejme procesor izhodnih vrat. Takoj, ko spodnji procesor dostopa do priloženega ethernetnega segmenta z uporabo algoritma CSMA/CD, se bajti okvirja takoj prenesejo v omrežje. Opisani način prenosa okvirja brez polnega medpomnilnika se imenuje preklapljanje "on-the-fly" ali "cut-through". Glavni razlog za izboljšanje zmogljivosti omrežja pri uporabi stikala je vzporedno obdelava več okvirjev Ta učinek je prikazan na sl. 4.26. Slika prikazuje idealno situacijo v smislu izboljšanja zmogljivosti, ko štiri od osmih vrat prenašajo podatke z največjo hitrostjo 10 Mb/s za protokol Ethernet, te podatke pa brez konflikta prenašajo na ostala štiri vrata stikala - Tokovi podatkov med omrežnimi vozlišči so porazdeljeni tako, da ima vsaka vrata za sprejem okvira svoja izhodna vrata. Če stikalu uspe obdelati vhodni promet tudi pri največji hitrosti dohodnih sličic na vhodna vrata, bo skupna zmogljivost stikala v danem primeru 4x10 = 40 Mbps, pri posploševanju primera za N vrata pa - (N / 2) xlO Mbps. Rečeno je, da stikalo zagotavlja vsaki postaji ali segmentu, priključenemu na svoja vrata, namensko pasovno širino protokola.Seveda se situacija v omrežju ne razvija vedno, kot je prikazano na sl. 4.26. Če sta dve postaji, na primer postaje priključeni na vrata 3 in 4, hkrati morate zapisati podatke na isti strežnik, ki je povezan z vrati 8, potem stikalo ne bo moglo dodeliti 10 Mbps podatkovnega toka vsaki postaji, saj vrata 5 ne morejo prenašati podatkov pri 20 Mbps. Okvirji postaj bodo čakali v notranjih čakalnih vrstah vhodnih vrat 3 in 4, ko pristanišče postane prosto 8 za prenos naslednjega okvirja. Očitno bi bila dobra rešitev za takšno distribucijo podatkovnih tokov povezava strežnika s hitrim pristaniščem, na primer Fast Ethernet, saj je glavna prednost stikala, zahvaljujoč kateremu je osvojil zelo dober položaj v lokalnih omrežjih. , je njegova visoka zmogljivost, ga razvijalci stikal poskušajo sprostiti na ta način imenovan neblokiranje preklopni modeli.

43. Algoritem transparentnega mostu.
Transparentni mostovi so omrežnim adapterjem končnih vozlišč nevidni, saj samostojno zgradijo posebno tabelo naslovov, na podlagi katere se lahko odločite, ali morate vhodni okvir prenesti v kakšen drug segment ali ne. Ko se uporabljajo prozorni mostovi, omrežni adapterji delujejo na enak način kot v odsotnosti, to pomeni, da ne izvajajo dodatnih dejanj, da bi okvir prepeljali skozi most. Transparentni algoritem za premostitev je neodvisen od tehnologije LAN, v katero je most nameščen, zato transparentni ethernetni mostovi delujejo tako kot transparentni mostovi FDDI.

Transparentni most gradi svojo naslovno tabelo na podlagi pasivnega spremljanja prometa, ki kroži v segmentih, povezanih z njegovimi pristanišči. V tem primeru most upošteva naslove virov podatkovnih okvirjev, ki prihajajo na vrata mostu. Na podlagi naslova vira okvirja most sklepa, da to vozlišče pripada enemu ali drugemu segmentu omrežja.

Razmislite o postopku samodejnega ustvarjanja premostitvene naslovne tabele in njene uporabe na primeru preprostega omrežja, prikazanega na sl. 4.18.

riž. 4.18. Kako deluje transparenten most

Most povezuje dva logična segmenta. Segment 1 sestavljajo računalniki, povezani z eno dolžino koaksialnega kabla na vrata 1 mostu, segment 2 pa je sestavljen iz računalnikov, povezanih z drugo dolžino koaksialnega kabla na vrata 2 mostu.

Vsaka premostitvena vrata delujejo kot končna točka na svojem segmentu z eno izjemo – premostitvena vrata nimajo svojega naslova MAC. Pristanišče mostu deluje v t.i promiskuten način zajemanja paketov, ko so vsi paketi, ki prispejo na vrata, shranjeni v pomnilniku medpomnilnika. S pomočjo tega načina most spremlja ves promet, ki se prenaša v segmentih, ki so mu povezani, in uporablja pakete, ki potekajo skozi njega, za preučevanje sestave omrežja. Ker so vsi paketi zapisani v medpomnilnik, most ne potrebuje naslova vrat.

V začetnem stanju most ne ve ničesar o računalnikih, s katerimi so naslovi MAC povezani z vsako od njegovih vrat. Zato v tem primeru most preprosto posreduje kateri koli zajet in medpomnjeni okvir na vsa svoja vrata, razen na tista, iz katerih je bil ta okvir prejet. V našem primeru ima most samo dva vrata, tako da prenaša okvire iz vrat 1 v vrata 2 in obratno. Ko namerava most poslati okvir iz segmenta v segment, na primer iz segmenta 1 v segment 2, poskuša znova dostopati do segmenta 2 kot do končnega vozlišča v skladu s pravili dostopnega algoritma, v tem primeru v skladu z pravila algoritma CSMA/CD.

Hkrati s prenosom okvirja na vsa vrata most spozna izvorni naslov okvirja in naredi nov vnos o njegovi pripadnosti v svoji naslovni tabeli, ki se imenuje tudi tabela za filtriranje ali usmerjanje.

Ko most prestane fazo učenja, lahko deluje učinkoviteje. Ko prejme okvir, ki je na primer usmerjen od računalnika 1 do računalnika 3, skenira naslovno tabelo za sovpadanje njenih naslovov s ciljnim naslovom 3. Ker obstaja tak vnos, most izvede drugo stopnjo analize tabele. - preveri, ali so računalniki z izvornimi naslovi (v našem primeru je to naslov 1) in ciljnim naslovom (naslov 3) v enem segmentu. Ker so v našem primeru v različnih segmentih, most izvede operacijo posredovanje okvir - posreduje okvir na druga vrata, ko je prej prejel dostop do drugega segmenta.

Če ciljni naslov ni znan, potem most posreduje okvir na vsa svoja vrata, razen na vrata - vir okvirja, kot v začetni fazi učnega procesa.

44. Mostovi z usmerjanjem iz vira.
Premostitev z virom se uporablja za povezovanje obročev Token Ring in FDDI, čeprav je za isti namen mogoče uporabiti tudi transparentno premostitev. Izvorno usmerjanje (SR) temelji na dejstvu, da pošiljateljska postaja v okvir, ki je poslana drugemu obroču, vnese vse naslovne informacije o vmesnih mostovih in obročkih, ki jih mora okvir prenesti, preden vstopi v obroč, na katerega je postaja povezana.prejemnika.

Razmislimo o načelih delovanja mostov za usmerjanje vira (v nadaljnjem besedilu: SR-mostovi) na primeru omrežja, prikazanega na sl. 4.21. Omrežje je sestavljeno iz treh obročev, povezanih s tremi mostovi. Obroči in mostovi imajo identifikatorje za opredelitev poti. SR-mostovi ne gradijo naslovne tabele, vendar pri napredovanju okvirjev uporabljajo informacije, ki so na voljo v ustreznih poljih podatkovnega okvirja.

sl. 4.21.Mostovi za usmerjanje vira

Po prejemu vsakega paketa mora SR-most le pogledati v informacijsko polje o usmerjanju (RIF, v okvirju Token Ring ali FDDI) za svoj identifikator. In če je tam prisoten in ga spremlja identifikator obroča, ki je povezan s tem mostom, potem most v tem primeru kopira vhodni okvir v določen obroč. V nasprotnem primeru se okvir ne kopira v drugi obroč. V vsakem primeru se izvirna kopija okvirja vrne prek prvotnega obroča pošiljateljske postaje, in če je bila poslana v drug zvonec, potem sta bita A (prepoznan naslov) in C (kopiran okvir) polj statusa okvirja nastavljeno na 1, da obvesti postajo pošiljateljico, da je ciljna postaja sprejela okvir (v tem primeru ga je most posredoval drugemu obroču).

Ker informacije o usmerjanju v okvirju niso vedno potrebne, temveč le za prenos okvirja med postajami, povezanimi z različnimi obroči, je prisotnost polja RIF v okviru prikazana z nastavitvijo naslova posameznika/skupine (I/G) na 1 bit ( v tem primeru se ta bit ne uporablja, kot je predvideno, saj je izvorni naslov vedno individualen).

RIF ima tridelno kontrolno podpolje.

• Vrsta okvirja določa vrsto polja RIF. Obstajajo različne vrste polj RIF, ki se uporabljajo za iskanje poti in pošiljanje okvirja po znani poti.
• Polje za največjo dolžino okvirja uporablja most za povezovanje obročev, ki imajo drugačno vrednost MTU. S tem poljem most obvesti postajo o največji možni dolžini okvirja (to je najmanjši vrednosti MTU vzdolž celotne večdelne poti).
• Dolžina polja RIF je potrebno, saj je število deskriptorjev poti, ki določajo identifikatorje prečkanih obročev in mostov, vnaprej neznano.

Da bi algoritem izvornega usmerjanja deloval, se uporabljata dve dodatni vrsti okvirjev - okvir za oddajanje z eno potjo (SRBF) in okvir za vse poti (ARBF).

Vse mostove SR mora skrbnik ročno konfigurirati za pošiljanje okvirjev ARBF na vsa vrata, razen na izvorna vrata okvirja, za okvirje SRBF pa morajo biti nekatera mostna vrata blokirana, da se izognejo omrežnim zankam.

Prednosti in slabosti izvornih usmerjevalnih mostov

45. Stikala: tehnična izvedba, funkcije, značilnosti, ki vplivajo na njihovo delo.
Značilnosti tehnične izvedbe stikal. Številna stikala prve generacije so bila podobna usmerjevalnikom, torej temeljijo na centralni procesni enoti splošnega namena, ki je povezana z vmesniškimi vrati prek notranjega hitrega vodila. Glavna pomanjkljivost teh stikal je bila njihova nizka hitrost. Splošni procesor se nikakor ni mogel spopasti z velikim obsegom specializiranih operacij za prenos okvirjev med vmesniškimi moduli. Poleg procesorskih čipov za uspešno neblokirno delovanje stikalo potrebuje tudi visokohitrostno vozlišče za prenos okvirjev med procesorskimi čipi vrat. Trenutno stikala uporabljajo eno od treh shem kot osnovo, na kateri je zgrajeno takšno vozlišče za izmenjavo:

• preklopna matrika;
• skupni pomnilnik z več vhodi;
• skupni avtobus.

Danes je skoraj nemogoče najti prenosnik ali matično ploščo v prodaji brez integrirane omrežne kartice ali celo dveh. Vsi imajo en konektor - RJ45 (natančneje 8P8C), vendar se hitrost krmilnika lahko razlikuje za red velikosti. Pri poceni modelih je 100 megabitov na sekundo (Fast Ethernet), pri dražjih - 1000 (Gigabit Ethernet).

Če vaš računalnik nima vgrajenega LAN krmilnika, potem gre najverjetneje že za "starca" na osnovi procesorja Intel Pentium 4 ali AMD Athlon XP, pa tudi za njihove "prednike". Takšne "dinozavre" je mogoče "sprijateljiti" z žičnim omrežjem le z namestitvijo diskretne omrežne kartice s PCI režo, saj vodila PCI Express ob njihovem rojstvu še niso obstajala. Toda tudi za vodilo PCI (33 MHz) se proizvajajo omrežne kartice, ki podpirajo najnovejši standard Gigabit Ethernet, čeprav njegova pasovna širina morda ne bo zadostovala za popolno sprostitev potenciala visoke hitrosti gigabitnega krmilnika.

Toda tudi v primeru 100-megabitne integrirane omrežne kartice bodo morali tisti, ki bodo "nadgradili" na 1000 megabitov, kupiti diskretni adapter. Najboljša možnost bi bil nakup krmilnika PCI Express, ki bo zagotovil največjo hitrost omrežja, če je seveda v računalniku prisoten ustrezen konektor. Res je, mnogi bodo dali prednost kartici PCI, saj so veliko cenejše (stroški se začnejo dobesedno od 200 rubljev).

Kakšne so praktične prednosti prehoda s hitrega Etherneta na Gigabitni Ethernet? Kako se razlikuje dejanska hitrost prenosa podatkov pri različicah PCI omrežnih kartic in PCI Express? Ali bo hitrost običajnega trdega diska dovolj za polno nalaganje gigabitnega kanala? Odgovore na ta vprašanja boste našli v tem gradivu.

Udeleženci testa

Za testiranje so bile izbrane tri najcenejše diskretne omrežne kartice (PCI - Fast Ethernet, PCI - Gigabit Ethernet, PCI Express - Gigabit Ethernet), saj so po njih največje povpraševanje.

Omrežno kartico PCI 100 Mbps predstavlja model Acorp L-100S (cena se začne pri 110 rubljev), ki uporablja čipset Realtek RTL8139D, ki je najbolj priljubljen za poceni kartice.

Omrežno kartico PCI 1000 Mbps predstavlja model Acorp L-1000S (cena se začne od 210 rubljev), ki temelji na čipu Realtek RTL8169SC. To je edina kartica s hladilnikom na čipu - preostali udeleženci testa ne potrebujejo dodatnega hlajenja.

Omrežno kartico PCI Express 1000 Mbps predstavlja model TP-LINK TG-3468 (cena se začne pri 340 rubljev). In to ni bila izjema - temelji na čipsetu RTL8168B, ki ga prav tako proizvaja Realtek.

Videz omrežne kartice

Nabore čipov iz teh družin (RTL8139, RTL816X) je mogoče videti ne le na diskretnih omrežnih karticah, temveč tudi integrirane na številnih matičnih ploščah.

Značilnosti vseh treh krmilnikov so prikazane v naslednji tabeli:

Pokaži mizo

Pasovna širina vodila PCI (1066 Mbit / s) bi morala teoretično zadostovati za "zanihanje" gigabitnih omrežnih kartic do polne hitrosti, v praksi pa morda še vedno ne bo dovolj. Bistvo je, da si ta "kanal" delijo vse naprave PCI; poleg tega posreduje servisne informacije o vzdrževanju samega avtobusa. Poglejmo, ali to domnevo potrjujejo realne meritve hitrosti.

Še en odtenek: velika večina sodobnih trdih diskov ima povprečno hitrost branja največ 100 megabajtov na sekundo, pogosto pa celo manj. V skladu s tem ne bodo mogli zagotoviti polne obremenitve gigabitnega kanala omrežne kartice, katere hitrost je 125 megabajtov na sekundo (1000: 8 = 125). Obstajata dva načina, kako zaobiti to omejitev. Prvi je združiti par takšnih trdih diskov v RAID polje (RAID 0, črtanje), medtem ko se lahko hitrost skoraj podvoji. Drugi je uporaba pogonov SSD, katerih hitrostni parametri so opazno višji od tistih pri trdih diskih.

Testiranje

Kot strežnik je bil uporabljen računalnik z naslednjo konfiguracijo:

• procesor: AMD Phenom II X4 955 3200 MHz (štirijedrni);
• matična plošča: ASRock A770DE AM2 + (nabor čipov AMD 770 + AMD SB700);
• RAM: Hynix DDR2 4 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (v dvokanalnem načinu);
• grafična kartica: AMD Radeon HD 4890 1024 MB DDR5 PCI Express 2.0;
• omrežna kartica: Realtek RTL8111DL 1000 Mbps (integrirana na matični plošči);
• operacijski sistem: Microsoft Windows 7 Home Premium SP1 (64-bitna različica).

Kot odjemalec, v katerega so bile nameščene preizkušene omrežne kartice, je bil uporabljen računalnik z naslednjo konfiguracijo:

• procesor: AMD Athlon 7850 2800 MHz (dvojedrni);
• matična plošča: MSI K9A2GM V2 (MS-7302, AMD RS780 + AMD SB700 čipset);
• RAM: Hynix DDR2 2 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (v dvokanalnem načinu);
• grafična kartica: AMD Radeon HD 3100 256 MB (integrirana v nabor čipov);
• trdi disk: Seagate 7200.10 160 GB SATA2;
• operacijski sistem: Microsoft Windows XP Home SP3 (32-bitna različica).

Preizkusi so bili izvedeni v dveh načinih: branje in pisanje prek omrežne povezave s trdih diskov (to bi moralo pokazati, da so lahko ozko grlo), kot tudi iz RAM diskov v RAM-u računalnikov, ki posnemajo hitre SSD-pogone. Omrežne kartice so bile neposredno povezane s trimetrskim obližem (osemžilni sukani par, kategorija 5e).

Hitrost prenosa podatkov (trdi disk - trdi disk, Mbps)

Dejanska hitrost prenosa podatkov prek 100-megabitne omrežne kartice Acorp L-100S ni dosegla povsem teoretičnega maksimuma. Čeprav sta obe gigabitni kartici prehiteli prvo za približno šestkrat, nista pokazali največje možne hitrosti. Jasno se vidi, da je hitrost »spočila« na zmogljivosti trdih diskov Seagate 7200.10, ki pri neposrednem testiranju na računalniku v povprečju znašajo 79 megabajtov na sekundo (632 Mbps).

Med omrežnimi karticami za vodilo PCI (Acorp L-1000S) in PCI Express (TP-LINK) v tem primeru ni bistvene razlike v hitrosti, nepomembno prednost slednjega je mogoče razložiti z merilno napako. Oba krmilnika sta delala približno šestdeset odstotkov svojih zmogljivosti.

Hitrost prenosa podatkov (RAM disk - RAM disk, Mbps)

Acorp L-100S je po pričakovanjih pokazal enako nizko hitrost pri kopiranju podatkov s hitrih diskov RAM. To je razumljivo - standard Fast Ethernet že dolgo ne ustreza sodobni realnosti. V primerjavi s testnim načinom »trdi disk-trdi disk« je kartica Acorp L-1000S Gigabit PCI opazno izboljšala zmogljivost – prednost je znašala okoli 36 odstotkov. Še bolj impresivno prednost je pokazala omrežna kartica TP-LINK TG-3468 – povečanje za približno 55 odstotkov.

Tu se je pokazala večja prepustnost vodila PCI Express – ta je za 14 odstotkov presegel Acorp L-1000S, kar ne gre več pripisati napaki. Zmagovalec je nekoliko zaostal za teoretičnim maksimumom, vendar je hitrost 916 megabitov na sekundo (114,5 Mb / s) še vedno videti impresivno - to pomeni, da boste morali počakati, da se kopiranje konča skoraj red velikosti (v primerjavi s hitri Ethernet). Na primer, čas za kopiranje datoteke velikosti 25 GB (tipično HD rip z dobro kakovostjo) iz računalnika v računalnik bo krajši od štirih minut, pri adapterju prejšnje generacije pa bo trajalo več kot pol ure.

Testiranje je pokazalo, da imajo omrežne kartice Gigabit Ethernet veliko prednost (do desetkrat) pred krmilniki Fast Ethernet. Če imajo vaši računalniki samo trde diske, ki niso združeni v črtasto polje (RAID 0), potem ne bo bistvene razlike v hitrosti med karticami PCI in PCI Express. V nasprotnem primeru, kot tudi pri uporabi produktivnih pogonov SSD, je treba dati prednost karticam z vmesnikom PCI Express, ki bo zagotovil najvišjo možno hitrost prenosa podatkov.

Seveda je treba upoštevati, da morajo druge naprave v omrežni "poti" (stikalo, usmerjevalnik ...) podpirati standard Gigabit Ethernet, kategorija zvitih par (patch cord) pa mora biti najmanj 5e. V nasprotnem primeru bo resnična hitrost ostala na ravni 100 megabitov na sekundo. Mimogrede, združljivost nazaj s standardom Fast Ethernet ostaja: na primer prenosni računalnik s 100-megabitno omrežno kartico lahko povežete z gigabitnim omrežjem, to ne bo vplivalo na hitrost drugih računalnikov v omrežju.