specific

Описание технологии Ethernet

Основные спецификации и производительность сети Ethernet

В технологии Ethernet данные могут передаваться по коаксиальному или оптическому кабелю, а также через витую пару. Чаще всего при построении локальных сетей на основе этой технологии оптический кабель используется для формирования магистрали сети, в то время как витая пара применяется для подключения станций и серверов. Спецификации Ethernet были созданы в то время, когда для быстрой передачи данных требовались коаксиальные кабели. Необходимость перехода на менее дорогие телефонные кабели и попытка смягчить последствия разрыва коаксиального кабеля стали причинами появления спецификации 10Base-T IEEE 802.3. Эта спецификация определяет технологию Ethernet для сетей, построенных на базе неэкранированных витых пар и телефонных кабелей. При этом допускается звездообразная топология. Приведём основные спецификации Ethernet.

10Base5 Как и первая версия Ethernet, эта спецификация предусматривает в качестве среды передачи толстый коаксиальный кабель на 50 Ом с двумя оболочками. Из-за этого спецификацию называют "толстым Ethernet". Каждый коаксиальный кабель в сети образует отдельный сегмент. Протяжённолсть сегмента не может превышать 500 метров, а число узлов не должно превосходить 100. Отрезок кабеля между соседними узлами должен быть не менее 2,5 метров. Это позволяет уменьшить вероятность отражения и появления стоячих волн. Как правило, производители размечают кабель с целью упростить нахождение мест, где станция может быть подключена к сегменту. Сетевой адаптер подключается к кабелю с помощью трансиверного кабеля и трансивера. Длина трансиверного кабеля не должна превышать 50 метров.

10Base2 Эта спецификация предусматривает использование тонкого коаксиального кабеля, а также соединителей типа BNC-T, которые непосредственно связывают сетевой адаптер и кабель Ethernet. Такая схема исключает необходимость применения дорогостоящих трансиверов и трансиверных кабелей. Кроме того, значительно упрощается выполнение самой операции по подключению сетевого адаптера к кабелю. Этот стандарт известен как "тонкий Ethernet". Протяжённость сегмента ограничена 185 мерами, а число узлов - 30.

10BaseT Эта разновидность Ethernet получила наибольшее распространение. Буква Т в названии означает, что средой передачи является неэкранированная витая пара (UTP - Unshielded Twisted Pare). Спецификация предусматривает использование концентратора для подключения пользователей по топологии "звезда". Применение дешёвых кабелей UTP является одним из основных приемуществ 10BaseT по сравнению со спецификациями 10Base2 и 10Base5. Подключение узлов к сети осуществляется с помощью телефонных гнёзд RJ-45 и RJ-11 и четырёхпарного телефонного кабеля UTP. Вилка RJ-45 вставляется напрямую в сетевую плату. Протяжённость отрезка кабеля от концентратора до станции не должна превышать 100 метров (в случае UTP-3) или 150 метров (в случае UTP-5).

10BaseF Эта спецификация использует в качестве среды передачи оптоволоконный кабель. Применение оптоволоконной технологии приводит к высокой стоимости комплектующих. Однако нечувствительность к электромагнитным помехам позволяет использовать спецификацию в особо ответственных случаях и для связи далеко расположенных друг от друга объектов.

Каждая из разновидностей Ethernet предусматривает те или иные ограничения на протяжённость сегмента кабеля. Для создания более протяжённой сети несколько кабелей могут соединяться с помощью повторителей. Повторитель представляет собой устройство физического уровня. Он принимает, усиливает и передаёт сигнал дальше. С точки зрения программного обеспечения, последовательность кабельных сегментов, связанных повторителями, ни чем не отличается от единого кабеля. Сеть может содержать несколько сегментов кабеля и несколько повторителей.

Теоретическая производительность сети Ethernet составляет 10 Мбит/сек. Однако нужно учитывать, что из-за коллизий технология Ethernet не может достигнуть своей максимальной производительности. При увеличении числа станций в сети временные задержки между посылками отдельных пакетов по сети возрастают, так как количество коллизий увеличивается. Поэтому реальная производительность Ethernet не превышает 70% от теоретической.

Можно проследить некоторую зависимость : в сетях с совместным доступом к среде передачи общий объём трафика растёт пропорционально квадрату числа станций, в то время как объём полезного трафика увеличивается линейно. Это приводит к тому, что эффективность использования сети оказывается обратно пропорциональной числу станций. Учитывая квадратичный рост объёма трафика, любое быстродействие сети оказывается исчерпанным достаточно быстро.

Для снижения нагрузки на сеть её разбивают на отдельные сегменты с помощью мостов, коммутаторов или маршрутизаторов. Это позволяет передавать между сегментами лишь необходимый трафик. Данные, посылаемые между двумя станциями в одном сегменте, не будут передаваться другой и, следовательно, не вызовут в нём повышение нагрузки. Однако, сегментация в традиционных сетях решает проблему, связанную с совместным доступом к среде передачи, только частично. Она позволяет сократить общий объём трафика между сегментами в число раз, примерно равному среднему количеству сегментов. Сегментация не устраняет саму тенденцию роста трафика. Линейный рост трафика достигается только в технологиях, ориентированных на установление соединения.

Назад...