Πρότυπα και διεπαφές Ethernet

• Φροντιστήριο

• Τι είναι ένας τομέας σύγκρουσης;
• Πόσα ζεύγη χρησιμοποιούνται για το Ethernet και γιατί;
• Ποια ζεύγη λαμβάνουν και ποια εκπέμπουν;
• Τι περιορίζει το μήκος ενός τμήματος δικτύου;
• Γιατί δεν μπορεί ένα πλαίσιο να είναι μικρότερο από ένα συγκεκριμένο μέγεθος;

Εάν δεν γνωρίζετε τις απαντήσεις σε αυτές τις ερωτήσεις και είστε πολύ τεμπέλης για να διαβάσετε πρότυπα και σοβαρή βιβλιογραφία για το θέμα, ανατρέξτε στη γάτα.

Κάποιοι πιστεύουν ότι αυτά είναι προφανή πράγματα, άλλοι θα πουν ότι είναι μια βαρετή και περιττή θεωρία. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια των συνεντεύξεων μπορείτε να ακούτε περιοδικά τέτοιες ερωτήσεις. Η γνώμη μου: όλοι όσοι πρέπει να σηκώσουν μια "πτύχωση" 8P8C (αυτός ο σύνδεσμος συνήθως ονομάζεται λανθασμένα RJ-45) πρέπει να γνωρίζει τι θα συζητηθεί παρακάτω. Δεν προσποιούμαι ότι έχω ακαδημαϊκό βάθος, θα απέχω από τύπους και πίνακες και θα αφήσουμε πίσω τη γραμμική κωδικοποίηση. Θα μιλήσουμε κυρίως για σύρματα χαλκού, όχι για οπτική, γιατί είναι πιο διαδεδομένα στην καθημερινή ζωή.

Η τεχνολογία Ethernet περιγράφει τα δύο κατώτερα επίπεδα του μοντέλου OSI ταυτόχρονα. Φυσικό και κανάλι. Περαιτέρω θα μιλήσουμε μόνο για το φυσικό, δηλ. για το πώς τα bit μεταφέρονται μεταξύ δύο γειτονικών συσκευών.

Η τεχνολογία Ethernet αποτελεί μέρος της πλούσιας κληρονομιάς του Ερευνητικού Κέντρου Xerox PARC. Οι πρώτες εκδόσεις του Ethernet χρησιμοποιούσαν ομοαξονικό καλώδιο ως μέσο μετάδοσης, αλλά με την πάροδο του χρόνου αντικαταστάθηκε πλήρως από οπτικές ίνες και καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους. Ωστόσο, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι η χρήση ομοαξονικού καλωδίου καθόρισε σε μεγάλο βαθμό τις αρχές λειτουργίας Ethernet. Το γεγονός είναι ότι το ομοαξονικό καλώδιο είναι ένα κοινό μέσο μετάδοσης. Σημαντικό χαρακτηριστικόκοινόχρηστο μέσο: πολλές διεπαφές μπορούν να το χρησιμοποιήσουν ταυτόχρονα, αλλά μόνο μία πρέπει να εκπέμπει τη φορά. Χρησιμοποιώντας ένα ομοαξονικό καλώδιο, μπορείτε να συνδέσετε όχι μόνο 2 υπολογιστές μεταξύ τους, αλλά και περισσότερους από δύο, χωρίς τη χρήση ενεργού εξοπλισμού. Αυτή η τοπολογία ονομάζεται λάστιχο. Ωστόσο, εάν τουλάχιστον δύο κόμβοι στον ίδιο δίαυλο αρχίσουν να μεταδίδουν πληροφορίες ταυτόχρονα, τα σήματα τους θα επικαλύπτονται μεταξύ τους και οι δέκτες άλλων κόμβων δεν θα καταλαβαίνουν τίποτα. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται σύγκρουσηκαι το τμήμα του δικτύου στο οποίο οι κόμβοι ανταγωνίζονται για ένα κοινό μέσο μετάδοσης - τομέας σύγκρουσης. Για να αναγνωρίσει μια σύγκρουση, ο κόμβος εκπομπής παρακολουθεί συνεχώς τα σήματα στο περιβάλλον και εάν το δικό του εκπεμπόμενο σήμα διαφέρει από το παρατηρούμενο, ανιχνεύεται σύγκρουση. Σε αυτήν την περίπτωση, όλοι οι κόμβοι σταματούν τη μετάδοση και συνεχίζουν τη μετάδοση μέσω τυχαίοςχρονικό διάστημα.

Διάμετρος τομέα σύγκρουσης και ελάχιστο μέγεθος πλαισίου

Τώρα ας φανταστούμε τι θα συμβεί εάν, στο δίκτυο που φαίνεται στο σχήμα, οι κόμβοι Α και Γ αρχίσουν να εκπέμπουν ταυτόχρονα, αλλά καταφέρουν να το ολοκληρώσουν πριν λάβουν ο ένας το σήμα του άλλου. Αυτό είναι δυνατό με ένα αρκετά σύντομο μεταδιδόμενο μήνυμα και ένα αρκετά μακρύ καλώδιο, γιατί όπως γνωρίζουμε σχολικό πρόγραμμα σπουδών, η ταχύτητα διάδοσης οποιωνδήποτε σημάτων στην καλύτερη περίπτωση είναι C=3*10 8 m/s. Επειδή καθένας από τους κόμβους εκπομπής θα λάβει ένα αντίθετο σήμα μόνο αφού έχει ήδη ολοκληρώσει τη μετάδοση του μηνύματός του - το γεγονός ότι έχει συμβεί μια σύγκρουση δεν θα διαπιστωθεί από κανέναν από αυτούς, πράγμα που σημαίνει ότι δεν θα υπάρξει αναμετάδοση πλαισίων. Αλλά ο κόμβος Β θα λάβει ένα άθροισμα σημάτων στην είσοδο και δεν θα μπορεί να λάβει σωστά κανένα από αυτά. Προκειμένου να αποτραπεί αυτή η κατάσταση, είναι απαραίτητο να περιοριστεί το μέγεθος του τομέα σύγκρουσης και ελάχιστομέγεθος πλαισίου. Δεν είναι δύσκολο να μαντέψει κανείς ότι αυτές οι ποσότητες είναι ευθέως ανάλογες μεταξύ τους. Εάν ο όγκος των μεταδιδόμενων πληροφοριών δεν φτάσει το ελάχιστο πλαίσιο, τότε αυξάνεται λόγω του ειδικού πεδίου pad, το όνομα του οποίου μπορεί να μεταφραστεί ως σύμβολο κράτησης θέσης.

Έτσι, όσο μεγαλύτερο είναι το δυναμικό μέγεθος ενός τμήματος δικτύου, τόσο περισσότερα έξοδα δαπανώνται για τη μεταφορά μικρών τμημάτων δεδομένων. Οι προγραμματιστές τεχνολογίας Ethernet έπρεπε να αναζητήσουν μια μέση λύση μεταξύ αυτών των δύο παραμέτρων και ελάχιστο μέγεθοςΤο μέγεθος του πλαισίου ορίστηκε στα 64 byte.

Συνεστραμμένο ζεύγος και λειτουργία full duplex

Τίθεται το ερώτημα: από πού προέρχεται ο περιορισμός στο μήκος τμήματος του Ethernet σε συνεστραμμένο ζεύγος εάν δεν υπάρχει κοινό μέσο; Το θέμα είναι ότι τα πρώτα δίκτυα που χτίστηκαν σε καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους χρησιμοποιούσαν κόμβους. Ένας διανομέας (με άλλα λόγια, ένας επαναλήπτης πολλαπλών εισόδων) είναι μια συσκευή που έχει πολλές θύρες Ethernet και εκπέμπει το λαμβανόμενο πακέτο σε όλες τις θύρες εκτός από αυτήν από την οποία προήλθε το πακέτο. Έτσι, εάν ο διανομέας άρχιζε να λαμβάνει σήματα από δύο θύρες ταυτόχρονα, τότε δεν ήξερε τι να εκπέμψει στις υπόλοιπες θύρες· ήταν μια σύγκρουση. Το ίδιο ισχύει και για τα πρώτα δίκτυα Ethernet που χρησιμοποιούν οπτικά (10Base-FL).

Γιατί τότε να χρησιμοποιήσετε ένα καλώδιο 4 ζευγών εάν χρησιμοποιούνται μόνο δύο από τα 4 ζεύγη; Μια λογική ερώτηση, και εδώ είναι μερικοί λόγοι για να το κάνετε:

• Ένα καλώδιο 4 ζευγών είναι μηχανικά πιο αξιόπιστο από ένα καλώδιο 2 ζευγών.
• Το καλώδιο 4 ζευγών δεν θα χρειαστεί να αλλάξει κατά τη μετάβαση σε Gigabit Ethernet ή 100BaseT4, το οποίο χρησιμοποιεί ήδη και τα 4 ζεύγη
• Εάν ένα ζεύγος έχει σπάσει, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα δωρεάν και να μην καλωδιώσετε ξανά το καλώδιο
• Δυνατότητα χρήσης τεχνολογίας Power over Ethernet

Παρόλα αυτά, στην πράξη συχνά χρησιμοποιούν ένα καλώδιο 2 ζευγών, συνδέουν 2 υπολογιστές ταυτόχρονα χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο 4 ζευγών ή χρησιμοποιούν δωρεάν ζεύγη για να συνδέσουν ένα τηλέφωνο.

Gigabit Ethernet

Σε αντίθεση με τους προκατόχους του, το Gigabit Ethernet χρησιμοποιεί πάντα και τα 4 ζεύγη για μετάδοση ταυτόχρονα. Και σε δύο κατευθύνσεις ταυτόχρονα. Επιπλέον, οι πληροφορίες κωδικοποιούνται όχι σε δύο επίπεδα ως συνήθως (0 και 1), αλλά σε τέσσερα (00,01,10,11). Εκείνοι. Το επίπεδο τάσης σε κάθε δεδομένη στιγμή κωδικοποιεί όχι ένα, αλλά δύο bit ταυτόχρονα. Αυτό έγινε για να μειωθεί η συχνότητα διαμόρφωσης από 250 MHz σε 125 MHz. Επιπλέον, προστέθηκε ένα πέμπτο επίπεδο για τη δημιουργία πλεονασμού κώδικα. Επιτρέπει τη διόρθωση σφαλμάτων κατά τη λήψη. Αυτός ο τύπος κωδικοποίησης ονομάζεται κωδικοποίηση πλάτους παλμών πέντε επιπέδων (PAM-5). Επιπλέον, για να χρησιμοποιηθούν όλα τα ζεύγη ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑΓια τη λήψη και τη μετάδοση, ο προσαρμογέας δικτύου αφαιρεί το δικό του μεταδιδόμενο σήμα από το συνολικό σήμα για να λάβει το σήμα που μεταδίδεται από την άλλη πλευρά. Με αυτόν τον τρόπο, η λειτουργία full-duplex υλοποιείται σε ένα κανάλι.

Περαιτέρω περισσότερα

10 Gigabit Ethernetχρησιμοποιείται ήδη ευρέως από παρόχους, αλλά δεν χρησιμοποιείται στο τμήμα SOHO, επειδή Προφανώς το Gigabit Ethernet είναι αρκετά εκεί. Το 10GBE χρησιμοποιεί ίνα μονής και πολλαπλής λειτουργίας ως μέσο διάδοσης, με ή χωρίς πολυπλεξία διαίρεσης μήκους κύματος, χάλκινα καλώδια με συνδέσμους InfiniBand και συνεστραμμένο ζευγάριστο πρότυπο 10GBASE-T ή IEEE 802.3an-2006.

40 Gigabit Ethernet (ή 40 GbE) και 100 Gigabit Ethernet (ή 100 GbE). Η ανάπτυξη αυτών των προτύπων ολοκληρώθηκε τον Ιούλιο του 2010. Αυτή τη στιγμή, κορυφαίοι κατασκευαστές εξοπλισμού δικτύου όπως η Cisco, η Juniper Networks και η Huawei είναι ήδη απασχολημένοι με την ανάπτυξη και την κυκλοφορία των πρώτων δρομολογητών που υποστηρίζουν αυτές τις τεχνολογίες. Προσθέστε ετικέτες

Διεπαφές τοπικά δίκτυασε Η/Υ παρέχει προσαρμογείς δικτύου, ή κάρτες διασύνδεσης δικτύου(Κάρτα διεπαφής δικτύου, NIC). Οι προσαρμογείς διαθέτουν εξαρτήματα εκπομπής και λήψης, τα οποία, εάν υποστηρίζεται full duplex, πρέπει να είναι ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Η αποστολή του τμήματος μετάδοσης: μετά τη λήψη από την κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) ενός μπλοκ δεδομένων και της διεύθυνσης προορισμού για μετάδοση, αποκτήστε πρόσβαση στο μέσο μετάδοσης, σχηματίστε και μεταδώστε ένα πλαίσιο (προσθήκη προοιμίου, κωδικός CRC), κάνοντας επαναλαμβανόμενες προσπάθειες εάν εντοπιστούν συγκρούσεις, ο προσαρμογέας πρέπει να αναφέρει στον επεξεργαστή για την επιτυχία ή την αδυναμία μετάδοσης. κόμβο με μοναδικό τρόπο, μετάδοση ή ομάδα. Ο προσαρμογέας μπορεί να ρυθμιστεί μέσω προγραμματισμού σε λειτουργία "αδιάκριτης", στην οποία θα δέχεται όλα τα καρέ αδιακρίτως. Τα καρέ λαμβάνονται στο buffer και ελέγχονται για σφάλματα (μήκος καρέ, ορθότητα CRC). Ο κεντρικός επεξεργαστής ειδοποιείται για τη λήψη των σωστών καρέ και το πλαίσιο μεταφέρεται από την τοπική προσωρινή μνήμη του προσαρμογέα στη μνήμη συστήματος του υπολογιστή. Τα κακά καρέ γενικά αγνοούνται, αν και ο προσαρμογέας μπορεί να συλλέγει στατιστικά στοιχεία σχετικά με την εμφάνισή τους. Στην πράξη υπάρχουν και αντάπτορες που δεν εντοπίζουν σφάλματα σε χαλασμένα πλαίσια. Η διάγνωση ενός δικτύου με έναν τέτοιο προσαρμογέα δεν είναι εύκολη.
Οι προσαρμογείς δικτύου για υπολογιστή είναι διαθέσιμοι για διαύλους ISA, EISA, MCA, VLB, PCI, PC Card. Υπάρχουν προσαρμογείς που συνδέονται σε μια τυπική θύρα LPT υπολογιστή. Το πλεονέκτημά τους είναι η απουσία απαιτήσεων για πόρους συστήματος (θύρες, διακοπές κ.λπ.) και η ευκολία σύνδεσης (χωρίς άνοιγμα υπολογιστών), το μειονέκτημα είναι ότι κατά την ανταλλαγή φορτώνουν σημαντικά τον επεξεργαστή και δεν παρέχουν υψηλές ταχύτητες μεταφοράς ("οροφή" - 10 Mbit/s). Υπάρχουν προσαρμογείς για το δίαυλο USB. Οι προσαρμογείς δικτύου είναι επίσης ενσωματωμένοι σε ορισμένα μοντέλα μητρικών πλακών.
Η αποτελεσματική ταχύτητα της ανταλλαγής δεδομένων μέσω του δικτύου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αρχιτεκτονική των προσαρμογέων δικτύου και, σε άλλα πράγματα, από την ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων μεταξύ της τοπικής μνήμης του προσαρμογέα και της μνήμης συστήματος του υπολογιστή, καθώς και σχετικά με την ικανότητα εκτέλεσης πολλών λειτουργιών παράλληλα. Τα κανάλια άμεσης πρόσβασης στη μνήμη (DMA), η είσοδος/έξοδος λογισμικού (PIO) και ο άμεσος έλεγχος διαύλου χρησιμοποιούνται ως «μέσα παράδοσης». Τα τυπικά κανάλια άμεσης πρόσβασης 8 bit του διαύλου ISA είναι ικανά για ταχύτητες έως 2 MB/s, κανάλια 16 bit - έως 4 MB/s. Μεταδίδουν ένα πλαίσιο μέγιστου μήκους (1514 bytes) σε περίπου 1,3 ή 2,6 ms, αντίστοιχα. Σε σύγκριση με τα 12 ms που απαιτούνται για τη μετάδοση ενός πλαισίου σε περιβάλλον Ethernet, αυτός ο χρόνος είναι σχετικά σύντομος. Ωστόσο, για το Fast Ethernet, όπου το ίδιο πλαίσιο μεταδίδεται στο μέσο σε 1,2 ms, αυτή η μεταφορά είναι πολύ αργή. Περισσότερο υψηλή ταχύτηταΗ επικοινωνία με το buffer του προσαρμογέα παρέχει λειτουργία εισόδου/εξόδου λογισμικού (PIO), αλλά φορτώνει πλήρως τον κεντρικό επεξεργαστή κατά τη μεταφορά. Πιο αποτελεσματικοί είναι οι έξυπνοι προσαρμογείς με άμεσο mastering διαύλου (bus mastering) ISA/EISA, οι οποίοι συνδυάζουν σχετικά υψηλές ταχύτητες (έως 8 MB/s ISA 16 bit και έως 33 MB/s EISA). Ωστόσο, για ταχύτητα 100 Mbit/s, η απόδοση του διαύλου ISA δεν είναι πλέον επαρκής. Σήμερα χρησιμοποιούνται ευρέως οι προσαρμογείς διαύλου PCI, όπου για μια διασύνδεση 32 bit σε συχνότητα 33 MHz η απόδοση φτάνει τα 132 MB/s. Αλλά για την τεχνολογία Gigabit Ethernet αυτό είναι αρκετό, ωστόσο, το PCI έχει αποθέματα: τη μετάβαση σε συχνότητα 66 MHz και βάθος bit 64 bit, κάτι που δεν επιτρέπουν όλες οι μητρικές πλακέτες. Οι ενεργοί προσαρμογείς που έχουν δικό τους επεξεργαστή είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικοί για το δίαυλο PCL. Εκτελούν μεταφορές με πλήρη ταχύτητα PCI, χωρίς σχεδόν κανένα φορτίο στον κεντρικό επεξεργαστή. Αυτή η ιδιότητα είναι ιδιαίτερα σημαντική για διακομιστές. Η παράλληλη εκτέλεση λειτουργιών συνεπάγεται υποστήριξη για πλήρη διπλή όψη - πλήρη ανεξαρτησία των μερών λήψης και εκπομπής, καθώς και δυνατότητα ταυτόχρονης λήψης ενός πλαισίου στο buffer, μετάδοσης άλλου πλαισίου και ανταλλαγής δεδομένων μεταξύ της προσωρινής μνήμης του προσαρμογέα και της μνήμης συστήματος του υπολογιστή . Η απόδοση του προσαρμογέα για ISA/EISA επηρεάζεται επίσης από την ποσότητα της μνήμης buffer: όταν είναι περιορισμένη (σε σύγκριση με την ταχύτητα γραμμής) εύρος ζώνηςΤα λεωφορεία χρησιμοποιούν μνήμη buffer έως 64 KB, η οποία κατανέμεται μεταξύ του πομπού και του δέκτη είτε εξίσου είτε με πλεονέκτημα για τον πομπό. Για το δίαυλο PCI, με αποτελεσματικά μέσα παράδοσης (έξυπνος άμεσος έλεγχος διαύλου) για ταχύτητα 100 Mbit/s, δεν απαιτείται μεγάλος buffer - αρκούν 2 KB ανά δέκτη και πομπό. Ωστόσο, οι προσαρμογείς Gigabit Ethernet παρέχουν και πάλι σημαντικό μέγεθος buffer (256 KB).
Οι προσαρμογείς μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες - προσαρμογείς για σταθμούς εργασίας και προσαρμογείς για διακομιστές. Η διαίρεση είναι υπό όρους - οι προσαρμογείς για σταθμούς εργασίας μπορεί να έχουν χαρακτηριστικά που σχετίζονται με αυτούς του διακομιστή. Χρήση απλές κάρτεςΔεν αξίζει τον κόπο στους διακομιστές - μπορούν να γίνουν εμπόδιο δικτύου και «τρώγων» των πόρων της CPU.
Προσαρμογείς σταθμών εργασίαςαπλούστερα και φθηνότερα - δεν απαιτούν (ακόμα;) ταχύτητες πάνω από 100 Mbit/s, το full duplex είναι σπάνιο και δεν έχουν ιδιαίτερα αυστηρές απαιτήσεις για τη χρήση του χρόνου του επεξεργαστή. Πολλά χρόνιαχρησιμοποιούνται ευρέως προσαρμογείς που είναι συμβατό λογισμικό με κάρτες NE2000 - μη έξυπνες κάρτες 16 bit για το δίαυλο ISA που αναπτύχθηκε από τη Novell-Eagle. Ορισμένες κάρτες για το δίαυλο PCI είναι επίσης συμβατές με αυτό το μοντέλο. Οι πιο βολικές και δημοφιλείς είναι οι κάρτες δύο ταχυτήτων 10/100 Mbit/s - είναι εύκολο να βρείτε τη βέλτιστη τοποθεσία για τη σύνδεσή τους σε σύγχρονα δίκτυα. Οι κάρτες έχουν συνήθως ένα μπλοκ για την εγκατάσταση του Boot ROM· τα σύγχρονα μοντέλα παρέχουν συχνά τη δυνατότητα «ξυπνήματος» μέσω του δικτύου (απομακρυσμένη αφύπνιση) και υποστηρίζουν τη διεπαφή DMI και ACPI. Για να γίνει αυτό, διαθέτουν μια ειδική πρόσθετη διεπαφή 3 συρμάτων - ένα καλώδιο με βύσμα που συνδέεται με την πλακέτα συστήματος. Μέσω αυτού του καλωδίου, η μητρική πλακέτα με τροφοδοτικό στο πρότυπο ATX παρέχει τάση αναμονής (γραμμή +5VSB), ακόμη και όταν η κύρια τροφοδοσία δεν παρέχεται στη μητρική πλακέτα και σε όλες τις συσκευές. Αυτή η γραμμή τροφοδοτεί το κύκλωμα λήψης «αναμονής», το οποίο έχει ρυθμιστεί να λαμβάνει ένα πλαίσιο συγκεκριμένης μορφής (Magic Packet) στη διεπαφή δικτύου. Με τη λήψη αυτού του πλαισίου, ο προσαρμογέας δικτύου στέλνει ένα σήμα αφύπνισης PME ​​μέσω του καλωδίου στη μητρική πλακέτα, το οποίο δίνει ένα σήμα για την ενεργοποίηση της τροφοδοσίας. Ο υπολογιστής ενεργοποιείται και εκκινείται στο λειτουργικό σύστημα με υποστήριξη DMI. Τώρα ο διαχειριστής μπορεί να εκτελέσει όλες τις προγραμματισμένες ενέργειες και όταν το λειτουργικό σύστημα τελειώσει στον υπολογιστή, ολοκληρώνοντας την εργασία του, απενεργοποιεί την τροφοδοσία.
Προσαρμογείς διακομιστήπρέπει να έχουν δίαυλο υψηλής απόδοσης - τώρα χρησιμοποιούν PCI 32/64 bit 33/66 MHz· παλαιότερα, οι διακομιστές χρησιμοποιούσαν συχνά το δίαυλο EISA ή MCA. Για τις κάρτες διακομιστών, το φορτίο της CPU κατά την ανταλλαγή δεδομένων είναι κρίσιμο, επομένως αυτές οι κάρτες είναι εξοπλισμένες με ευφυΐα για άμεσο έλεγχο διαύλου και παράλληλη λειτουργία κόμβων προσαρμογέα. Οι προσαρμογείς full duplex πρέπει να υποστηρίζουν έλεγχο ροής 802,3x. Ορισμένα προηγμένα μοντέλα υποστηρίζουν ιεράρχηση κυκλοφορίας 802.1p, φιλτράρισμα κυκλοφορίας πολλαπλών εκπομπών, υποστήριξη για VLAN με καρέ με ετικέτα (με ετικέτα VLAN), Γρήγορη IP, υπολογισμό υλικού αθροίσματος ελέγχου πακέτων IP. Η υποστήριξη VLAN επιτρέπει σε έναν διακομιστή που είναι συνδεδεμένος μέσω μιας γραμμής σε έναν μεταγωγέα να είναι μέλος πολλών VLAN που ορίζονται σε όλο το τοπικό δίκτυο. Για να αυξηθεί η αξιοπιστία, οι κάρτες διακομιστή μπορούν να υποστηρίζουν πλεονασμό γραμμής (Resilient Link) - ένας εφεδρικός προσαρμογέας και μια γραμμή επικοινωνίας αντικαθιστούν το κύριο κανάλι σε περίπτωση αποτυχίας του. Σε αυτήν την περίπτωση, στον εφεδρικό προσαρμογέα εκχωρείται η διεύθυνση MAC του κύριου, έτσι ώστε το δίκτυο "να μην παρατηρήσει" την αντικατάσταση. Ο πλεονασμός γραμμής πρέπει να υποστηρίζεται από προγράμματα οδήγησης λογισμικού, έτσι ώστε η αντικατάσταση να γίνεται με διαφάνεια για τις εφαρμογές διακομιστή. Τα "Self-Healing Drivers" μπορούν να επαναφέρουν αυτόματα και να αρχικοποιήσουν ξανά τον προσαρμογέα εάν εντοπίσουν προβλήματα απόδοσης ("πάγωμα"). Η απομακρυσμένη εκκίνηση και η αφύπνιση δικτύου γενικά δεν απαιτούνται για διακομιστές. Οι προσαρμογείς (μαζί με τα προγράμματα οδήγησης) μπορούν να υποστηρίξουν SNMP και RMON. Προσαρμογείς πολλαπλών θυρών (συνήθως 4 θυρών) είναι επίσης διαθέσιμοι για διακομιστές, με δυνατότητα διαμόρφωσης τόσο για ξεχωριστή ανεξάρτητη χρήση όσο και για δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας μεταξύ τους. Τέτοιες κάρτες σάς επιτρέπουν να αποθηκεύετε υποδοχές PCI (για το δίαυλο EISA, το πρόβλημα της αποθήκευσης των υποδοχών δεν ήταν οξύ). Η τυπική ταχύτητα για τις κάρτες διακομιστών σήμερα είναι 100 Mbit/s· η απόδοση Gigabit Ethernet μπορεί να απαιτηθεί μόνο από πολύ ισχυρούς διακομιστές.
Ο προσαρμογέας μπορεί να έχει μία ή περισσότερες υποδοχές διασύνδεσης:
* BNC - ομοαξονική σύνδεση για σύνδεση σε τμήμα δικτύου 10Base2.
* Υποδοχή AUI - DB-15 για σύνδεση εξωτερικών προσαρμογέων (πομποδέκτες) 10BaseS, 10Base2, 10BaseT, 10BaseF, FOIRL;
* RJ-45 - Υποδοχή 8 ακίδων για σύνδεση καλωδίου " συνεστραμμένο ζευγάρι» σε διανομέα 10BaseT, 100BaseTX και/ή 100BaseT4 (διανομέας ή διακόπτης).
* SC (ζεύγος, μερικές φορές ST - οπτικοί σύνδεσμοι για σύνδεση σε διανομείς 100BaseFX, 1000BaseSX, 1000BaseLX.
Οι προσαρμογείς 10 Mbit χαρακτηρίζονται από συνδυασμούς BNC+AUI ή RJ-45+AUI· οι πιο καθολικοί "Combo" έχουν πλήρες σετ 10 Mbit BNC/AUI/RJ 45. Τα πρώτα μοντέλα καρτών 10 και 100 Mbit Το /s είχε ένα ζεύγος υποδοχών RJ- 45 - το καθένα για τη δική του ταχύτητα. Εάν υπάρχουν πολλές διαφορετικές υποδοχές (για παράδειγμα, BNC και RJ-45), δεν χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα - ο προσαρμογέας δεν μπορεί να λειτουργήσει ως επαναλήπτης. Οι περισσότεροι σύγχρονοι προσαρμογείς έχουν μία υποδοχή RJ-45 και υποστηρίζουν δύο πρότυπα - 10BaseT και 100BaseTX. Οι κάρτες διακομιστών πολλαπλών θυρών διαθέτουν αρκετούς ανεξάρτητους προσαρμογείς, ο καθένας με τη δική του διεπαφή.
Οι κάρτες διασύνδεσης καταναλώνουν πόρους του συστήματοςυπολογιστή.
* Χώρος εισόδου/εξόδου- κατά κανόνα, 4-32 γειτονικές διευθύνσεις από την περιοχή που απευθύνεται σε διεύθυνση 10-bit (για τον δίαυλο ISA) ή 16-bit (EISA, PCI). Χρησιμοποιείται για την πρόσβαση σε καταχωρητές προσαρμογέων κατά την προετοιμασία, τον συνεχή έλεγχο, τη δημοσκόπηση κατάστασης και τη μεταφορά δεδομένων.
* Αίτημα διακοπής- μία γραμμή (IRQ3, 5, 7, 9, 10, 11, 12 ή 15), που διεγείρεται κατά τη λήψη ενός πλαισίου που απευθύνεται σε αυτόν τον κόμβο, καθώς και μετά την ολοκλήρωση της μετάδοσης πλαισίου (επιτυχής ή ανεπιτυχής λόγω συγκρούσεων). Οι κάρτες δικτύου δεν μπορούν να λειτουργήσουν χωρίς διακοπές· εάν έχουν εκχωρηθεί εσφαλμένα, η πρόσβαση στο δίκτυο διακόπτεται.
* Κανάλι άμεσης πρόσβασης στη μνήμη(DMA) που χρησιμοποιείται σε ορισμένες κάρτες ISA/EISA. Για άμεσο έλεγχο (mastering bus) του διαύλου ISA, είναι κατάλληλα μόνο τα κανάλια 16-bit 5-7.
* Κοινή μνήμη(προσαρμογέας RAM) του προσαρμογέα - ένα buffer για τα μεταδιδόμενα και τα ληφθέντα πλαίσια - για τις κάρτες ISA συνήθως εκχωρείται στην ανώτερη περιοχή μνήμης (UMA), που βρίσκεται στην περιοχή Ah-Fh. Οι κάρτες PCI μπορούν να βρίσκονται οπουδήποτε στο χώρο διευθύνσεων που δεν είναι κατειλημμένο ΕΜΒΟΛΟυπολογιστή. Δεν χρησιμοποιούν όλα τα μοντέλα καρτών κοινόχρηστη μνήμη.
* Επίμονη μνήμη(ROM προσαρμογέα) - περιοχή διεύθυνσης για μονάδες επέκτασης BIOS ROM, 4/8/16/32 KB στην περιοχή CDFh. Χρησιμοποιείται για την εγκατάσταση απομακρυσμένης εκκίνησης ROM (Boot ROM) και προστασίας από ιούς.
Υπό διαμόρφωση προσαρμογέαΑυτό συνεπάγεται τη ρύθμιση της χρήσης των πόρων του συστήματος υπολογιστή και την επιλογή ενός μέσου μετάδοσης. Η διαμόρφωση, ανάλογα με το μοντέλο της κάρτας, μπορεί να γίνει με διαφορετικούς τρόπους.
* Χρησιμοποιώντας διακόπτες (jumpers) που είναι εγκατεστημένοι στην κάρτα. Χρησιμοποιείται σε αντάπτορες διαύλου ISA πρώτης γενιάς. Για να επιλέξετε κάθε πόρο, καθώς και το μέσο μετάδοσης, υπάρχει το δικό του μπλοκ jumpers.
* Χρήση μη πτητικής μνήμης διαμόρφωσης (NVRAM, EEPROM) εγκατεστημένη σε κάρτα διαύλου ISA. Αυτές οι κάρτες δεν έχουν jumpers (jumperless), αλλά διαμορφώνονται χειροκίνητα. Η διαμόρφωση απαιτεί ένα ειδικό βοηθητικό πρόγραμμα ειδικά για ένα συγκεκριμένο μοντέλο (οικογένεια) καρτών.
* Χρήση μη πτητικής μνήμης διαμόρφωσης εγκατεστημένη σε κάρτα διαύλου EISA ή MCA και μνήμη διαμόρφωσης συσκευής συστήματος (ESCD για EISA). Η διαμόρφωση των πόρων πραγματοποιείται από τον χρήστη χρησιμοποιώντας το βοηθητικό πρόγραμμα συστήματος ECU (EISA Configuration Utility) για το δίαυλο EISA.
* Αυτόματο - PnP για διαύλους ISA και PCI. Η κατανομή πόρων πραγματοποιείται στο στάδιο εκκίνησης του λειτουργικού συστήματος.
Η επιλογή της μέσης και της ταχύτητας μετάδοσης μπορεί να είναι χειροκίνητη (λογισμικό) ή αυτόματη. Σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι λογικό να κάνετε σαφείς αναθέσεις για να αποφύγετε εκπλήξεις από περιττούς αυτοματισμούς. Αυτές οι εκπλήξεις προκαλούνται συνήθως από ανεπαρκή συνέπεια μεταξύ των προσαρμογέων και των προγραμμάτων οδήγησης τους. Σε αυτήν την περίπτωση, το πρόγραμμα οδήγησης δεν μπορεί να αναγνωρίσει σωστά την εγκατεστημένη λειτουργία και να εκμεταλλευτεί τα πλεονεκτήματά της. Η αυτόματη διαμόρφωση εισάγει πρόσθετες καθυστερήσεις στη διαδικασία προετοιμασίας (κατά την εκκίνηση) και όχι με κάθε εξοπλισμός δικτύουλειτουργεί σωστά. Για ορισμένα μοντέλα καρτών με διασύνδεση 10Base2 (υποδοχή BNC), προσφέρεται μια εκτεταμένη λειτουργία που αυξάνει το εύρος επικοινωνίας στα 305 m έναντι του τυπικού 185. Εάν χρειάζονται μεγάλα τμήματα, αυτή η λειτουργία μπορεί να χρησιμοποιηθεί, αλλά με την προϋπόθεση ότι είναι διαθέσιμη και ενεργοποιημένη σε όλες τις κάρτες αυτού του τμήματος. Τα βοηθητικά προγράμματα διαμόρφωσης μπορεί επίσης να προσφέρουν πρόσθετες ρυθμίσεις - βελτιστοποίηση για τον πελάτη ή διακομιστή, υποστήριξη μόντεμ και ορισμένες άλλες. Η εγκατάστασή τους πρέπει να ταιριάζει στη συγκεκριμένη εφαρμογή.

Τι συνέβηEthernet

Το Ethernet είναι η πιο κοινή τεχνολογία για την οργάνωση τοπικών δικτύων. Τα πρότυπα Ethernet περιγράφουν την υλοποίηση των δύο πρώτων επιπέδων του μοντέλου OSI - ενσύρματες συνδέσεις και ηλεκτρικά σήματα (φυσικό επίπεδο), καθώς και μορφές μπλοκ δεδομένων και πρωτόκολλα ελέγχου πρόσβασης δικτύου (επίπεδο σύνδεσης). Ας ξεκινήσουμε με την ιδέα πίσω από το Ethernet. Το όνομα Ethernet προέρχεται από δύο αγγλικές λέξεις– αιθέρας (αιθέρας) και δίκτυο (δίκτυο). Το Ethernet χρησιμοποιεί την έννοια του κοινόχρηστου ραδιοκυμάτων. Κάθε υπολογιστής στέλνει δεδομένα σε αυτόν τον αιθέρα και υποδεικνύει σε ποιον απευθύνεται. Τα δεδομένα μπορούν να φτάσουν σε όλους τους υπολογιστές του δικτύου, αλλά μόνο ο υπολογιστής για τον οποίο προορίζονται τα επεξεργάζεται. Άλλοι υπολογιστές αγνοούν τα δεδομένα άλλων ανθρώπων. Αυτή η εργασία είναι παρόμοια με τη μετάδοση σε ραδιοφωνικούς σταθμούς. Όλοι οι ραδιοφωνικοί σταθμοί εκπέμπουν τις εκπομπές τους σε ένα κοινό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο - τον ραδιοφωνικό αέρα. Το ραδιόφωνό σας λαμβάνει ηλεκτρομαγνητικά σήματα από όλους τους σταθμούς. Αλλά δεν ακούς τα πάντα ταυτόχρονα, αλλά τον σταθμό που χρειάζεσαι.

Ιστορία του Ethernet

Το Ethernet αναπτύχθηκε στη δεκαετία του '70 του 20ου αιώνα στο Xerox PARC (Xerox Palo Alto Research Center), ένα ερευνητικό κέντρο της Xerox. Μπορεί να αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η κορυφαία τεχνολογία δικτύωσης αναπτύχθηκε από εταιρεία φωτοαντιγραφικών μηχανών. Ωστόσο, η Xerox PARC στη δεκαετία του '70 ανέπτυξε: τον εκτυπωτή λέιζερ, την ιδέα του φορητού υπολογιστή, τη γραφική διεπαφή (1973, 12 χρόνια πριν από την κυκλοφορία των Windows 1.0), την αρχή WYSIWYG και πολλά άλλα. Ωστόσο, η διοίκηση της Xerox έδειξε ενδιαφέρον μόνο για τις εξελίξεις στον τομέα της εκτύπωσης/σάρωσης/αντιγραφής. Επομένως, τώρα πολλές εφευρέσεις Xerox PARC συνδέονται με εντελώς διαφορετικά ονόματα. Να θυμάστε, λοιπόν, ότι το να εφεύρετε ένα ωραίο πράγμα από μόνο του δεν εγγυάται τίποτα. Το να πείσεις άλλους ότι είναι υπέροχο και να το βάλεις στην αγορά είναι εξίσου δύσκολα καθήκοντα.

Ας επιστρέψουμε στα δίκτυα. Στις αρχές της δεκαετίας του '80, το Ethernet πέρασε από την τυποποίηση. Εμφανίζεται μια ομάδα προτύπων IEEE 802.3, η οποία περιγράφει το Ethernet μέχρι σήμερα. Εδώ πάλι πρέπει να κάνουμε μια λυρική παρέκβαση και να μιλήσουμε λίγο για την τυποποίηση. Σήμερα υπάρχουν πολλοί οργανισμοί στον κόσμο που υιοθετούν πρότυπα. Για παράδειγμα, το Διακρατικό μας Συμβούλιο για θέματα Τυποποίησης, Μετρολογίας και Πιστοποίησης κρατικά πρότυπα(GOSTs). Το όνομα του οργανισμού εμφανίζεται συνήθως στον τίτλο του προτύπου. Έτσι, η αναφερόμενη ομάδα προτύπων IEEE 802.3 αναπτύχθηκε και υιοθετήθηκε από το IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. Τα πρότυπα επί του παρόντος δεν έχουν ισχύ νόμου· η εφαρμογή τους ή όχι είναι προσωπική υπόθεση του καθενός. Ωστόσο, εάν το πρότυπο έχει υιοθετηθεί από έναν έγκυρο οργανισμό (το IEEE είναι ένας πολύ έγκυρος οργανισμός) και έχει ήδη υποστηριχθεί από κορυφαίους κατασκευαστές (DEC, Intel και Xerox ήταν πίσω από τα πρώτα πρότυπα Ethernet), τότε είναι καλύτερο να τηρείτε στο πρότυπο. Διαφορετικά, ο εξοπλισμός δεν θα είναι συμβατός με τους αναφερόμενους οργανισμούς και κανείς δεν θα τον αγοράσει.

Το πρότυπο που ανέπτυξαν οι DEC, Intel και Xerox εφάρμοσε τα κοινά ραδιοκύματα με την πλήρη έννοια της λέξης. Όλοι οι υπολογιστές στο δίκτυο ήταν συνδεδεμένοι σε ένα κοινό ομοαξονικό καλώδιο. Ένα ομοαξονικό καλώδιο (ομοαξονικό, από ομοαξονικό και άξονα - άξονα, δηλαδή "ομοαξονικό") είναι ένα καλώδιο κατασκευασμένο από ένα ζεύγος αγωγών - ένα κεντρικό καλώδιο και έναν μεταλλικό κύλινδρο που το περιβάλλει - μια οθόνη. Το κενό μεταξύ του σύρματος και της οθόνης είναι γεμάτο με μόνωση· το εξωτερικό του καλωδίου καλύπτεται επίσης με μονωτικό περίβλημα. Αυτό το καλώδιο χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, σε κεραίες τηλεόρασης.

Σε πρώιμα δίκτυα Ομοαξονικό EthernetΤο καλώδιο ήταν φορέας του κοινού ηλεκτρομαγνητικού αιθέρα. Οι υπολογιστές συνδέονταν σε ένα κοινό καλώδιο χρησιμοποιώντας ειδικούς συνδέσμους. Αυτή η δομή σύνδεσης ονομάζεται δίαυλος και το ίδιο το κοινό καλώδιο ονομάζεται "bus".

Κάθε υπολογιστής έστελνε ηλεκτρικά σήματα στο λεωφορείο και τα έλαβαν όλοι οι άλλοι Η/Υ. Στη συνέχεια, ο υπολογιστής έπρεπε να καθορίσει σε ποιον απευθυνόταν πραγματικά αυτό το σήμα και, κατά συνέπεια, να επεξεργαστεί τα δικά του σήματα και να αγνοήσει άλλα. Παρά το γεγονός ότι το Ethernet σε ομοαξονικό καλώδιο δεν έχει χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, ο μηχανισμός διευθυνσιοδότησης δεδομένων και η έννοια ενός κοινού ραδιοκυμάτων έχουν παραμείνει αμετάβλητες.

διευθύνσεις MAC

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο πώς σε επίπεδο συνδέσμου Δεδομένα Ethernetαπό τα γενικά ραδιοκύματα διανέμονται στους παραλήπτες. Ας ξεκινήσουμε, ουσιαστικά, με την αντιμετώπιση. Σε επίπεδο ζεύξης δεδομένων, πραγματοποιείται ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ διεπαφών δικτύου, δηλαδή εκείνων των στοιχείων εξοπλισμού που είναι φυσικά συνδεδεμένα στο δίκτυο. Συνήθως, μία συσκευή έχει μία διεπαφή δικτύου, δηλαδή μία φυσική σύνδεση. Ωστόσο, υπάρχουν και συσκευές με πολλές διεπαφές· για παράδειγμα, μπορείτε να εγκαταστήσετε πολλούς ελεγκτές διεπαφής δικτύου (NIC) σε έναν υπολογιστή και να συνδέσετε τον καθένα στο δίκτυο. Επομένως, γενικά, δεν πρέπει να συγχέετε τις συσκευές και τις διεπαφές δικτύου τους.

Όλες οι διεπαφές εντός του δικτύου έχουν τα δικά τους μοναδικά αναγνωριστικά - διευθύνσεις MAC (διεύθυνση ελέγχου πρόσβασης μέσων, διεύθυνση ελέγχου πρόσβασης μέσων αποθήκευσης). Τα δίκτυα Ethernet χρησιμοποιούν διευθύνσεις MAC 48-bit. Συνήθως γράφονται σε δεκαεξαδική μορφή, χωρίζοντας τα byte με το σύμβολο: ή -. Για παράδειγμα, 00-18-F3-05-19-4F.

Κατά κανόνα, ο κατασκευαστής γράφει τη διεύθυνση MAC στον εξοπλισμό μια για πάντα όταν κατασκευάζεται και η διεύθυνση MAC δεν μπορεί να αλλάξει. Η μοναδικότητα των διευθύνσεων επιτυγχάνεται ως εξής. Τα πρώτα 3 byte της διεύθυνσης προσδιορίζουν τον κατασκευαστή της συσκευής και ονομάζονται Οργανωσιακά Μοναδικό Αναγνωριστικό (OUI). Δεν εκχωρούνται αυθαίρετα, εκδίδονται από ΙΕΕΕ. Κάθε οργανισμός που αποφασίζει να παράγει διεπαφές δικτύου εγγράφεται στο IEEE και λαμβάνει το δικό του αναγνωριστικό, η μοναδικότητα του οποίου είναι εγγυημένη από την IEEE. Μπορείτε να δείτε μια λίστα με ήδη διανεμημένα αναγνωριστικά στον ιστότοπο του IEEE. Τα τελευταία 3 byte της διεύθυνσης MAC εκχωρούνται από τον ίδιο τον κατασκευαστή και επίσης παρακολουθούνται για τη μοναδικότητά τους. Έτσι, υπό την προϋπόθεση ότι οι κατασκευαστές συμμορφώνονται με τα πρότυπα, καμία διεπαφή δικτύου στον κόσμο δεν έχει την ίδια διεύθυνση MAC. Η λέξη κλειδί είναι η συμμόρφωση με τα πρότυπα. Είναι τεχνικά δυνατό να δημιουργήσετε μια διεπαφή με μια αυθαίρετη διεύθυνση MAC. Ωστόσο, αυτό δεν θα οδηγήσει σε τίποτα καλό.

Όπως μπορείτε να μαντέψετε, οι διευθύνσεις MAC δεν χρειάζονται από μόνες τους. Οι διευθύνσεις MAC σάς επιτρέπουν να καθορίσετε σε ποιον ακριβώς προορίζονται τα δεδομένα που αποστέλλονται μέσω του αέρα. Αυτό υλοποιείται ως εξής.

Τα δεδομένα μεταδίδονται στον αέρα όχι σε ομοιόμορφη ροή, αλλά σε μπλοκ. Αυτά τα μπλοκ στο επίπεδο σύνδεσης ονομάζονται συνήθως πλαίσια. Κάθε πλαίσιο αποτελείται από υπηρεσίες και χρήσιμα δεδομένα. Τα δεδομένα υπηρεσίας είναι μια κεφαλίδα που υποδεικνύει τη διεύθυνση MAC του αποστολέα, τη διεύθυνση MAC προορισμού, τον τύπο του ανώτερου πρωτοκόλλου κ.λπ., καθώς και το άθροισμα ελέγχου στο τέλος του πλαισίου. Στη μέση του πλαισίου υπάρχουν χρήσιμα δεδομένα - στην πραγματικότητα αυτά που μεταδίδονται μέσω Ethernet.

Το άθροισμα ελέγχου σάς επιτρέπει να επαληθεύσετε την ακεραιότητα του πλαισίου. Ο αποστολέας υπολογίζει το ποσό και το γράφει στο τέλος του καρέ. Ο παραλήπτης μετράει ξανά το ποσό και το συγκρίνει με αυτό που έχει καταγραφεί στο πλαίσιο. Εάν τα ποσά ταιριάζουν, τότε πιθανότατα τα δεδομένα στο πλαίσιο δεν έχουν καταστραφεί κατά τη μετάδοση. Εάν το ποσό δεν ταιριάζει, τότε τα δεδομένα είναι σίγουρα κατεστραμμένα. Είναι αδύνατο να καταλάβουμε από το άθροισμα ελέγχου ποιο μέρος του πλαισίου είναι κατεστραμμένο. Επομένως, εάν το άθροισμα δεν ταιριάζει, ολόκληρο το πλαίσιο θεωρείται λανθασμένο. Είναι σχεδόν σαν να μεταφέραμε κάτι, για παράδειγμα άνθρακα, σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΙΚΗ ΓΡΑΜΜΗ. Πρώτα θα φορτώναμε το κάρβουνο στα βαγόνια. Οι άμαξες έχουν το δικό τους βάρος, που είναι άχρηστο για εμάς, αλλά χωρίς βαγόνια είναι αδύνατο να ταξιδέψουμε στον σιδηρόδρομο. Κάθε άμαξα είτε θα φτάσει με επιτυχία στον προορισμό της στο σύνολό της, είτε θα έχει ατύχημα και δεν θα φτάσει. Δεν συμβαίνει το μισό αυτοκίνητο να φτάσει εκεί, αλλά το μισό αυτοκίνητο να παραμένει σε σπασμένες ράγες.

Εάν το πλαίσιο φτάσει με σφάλμα, πρέπει να μεταδοθεί ξανά. Πως μεγαλύτερο μέγεθοςπλαίσιο, τόσο περισσότερα δεδομένα θα πρέπει να αναμεταδοθούν με κάθε σφάλμα. Επιπλέον, ενώ η διεπαφή μεταδίδει ένα μεγάλο καρέ, τα υπόλοιπα καρέ αναγκάζονται να περιμένουν στην ουρά. Επομένως, δεν είναι κερδοφόρο να μεταδίδονται πολύ μεγάλα πλαίσια και οι μεγάλες ροές δεδομένων χωρίζονται σε μέρη μεταξύ των πλαισίων. Από την άλλη, το να κάνεις κοντινές βολές δεν είναι επίσης κερδοφόρο. Σε σύντομα καρέ, σχεδόν ολόκληρος ο όγκος θα καταλαμβάνεται από δεδομένα υπηρεσίας και λίγα χρήσιμα δεδομένα θα μεταδίδονται. Αυτό είναι χαρακτηριστικό όχι μόνο για το Ethernet, αλλά για πολλά άλλα πρωτόκολλα μεταφοράς δεδομένων. Επομένως, κάθε πρότυπο έχει το δικό του βέλτιστο μέγεθοςπλαίσιο, ανάλογα με την ταχύτητα και την αξιοπιστία του δικτύου. Μέγιστο μέγεθος ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣπου μεταδίδεται σε ένα μπλοκ ονομάζεται MTU (μέγιστη μονάδα μετάδοσης). Για Ethernet είναι 1500 byte. Δηλαδή, κάθε πλαίσιο Ethernet δεν μπορεί να μεταφέρει περισσότερα από 1500 byte χρήσιμων δεδομένων.

Οι διευθύνσεις MAC και τα πλαίσια επιτρέπουν την κοινή χρήση δεδομένων μέσω των κοινών ραδιοκυμάτων Ethernet. Η διεπαφή επεξεργάζεται μόνο τα πλαίσια των οποίων η διεύθυνση MAC προορισμού ταιριάζει με τη δική της διεύθυνση MAC. Η διεπαφή ΠΡΕΠΕΙ να αγνοεί τα πλαίσια που απευθύνονται σε άλλους παραλήπτες. Το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι η ευκολία εφαρμογής της. Υπάρχουν όμως και πολλά μειονεκτήματα. Πρώτον, υπάρχουν ζητήματα ασφάλειας. Οποιοσδήποτε μπορεί να ακούσει όλα τα δεδομένα που μεταδίδονται στα δημόσια κύματα. Δεύτερον, τα ερτζιανά κύματα μπορούν να γεμίσουν με παρεμβολές. Στην πράξη, μια ελαττωματική κάρτα δικτύου που στέλνει συνεχώς κάποια καρέ μπορεί να καταρρεύσει ολόκληρο το εταιρικό δίκτυο. Τρίτον, κακή επεκτασιμότητα. Όσο περισσότεροι υπολογιστές στο δίκτυο, τόσο μικρότερο κομμάτι αιθέρα παίρνουν, τόσο λιγότερο αποτελεσματικό εύρος ζώνης δικτύου.

Η έννοια του αέρα, των διευθύνσεων MAC και των πλαισίων Ethernet υλοποιεί το δεύτερο επίπεδο (σύνδεσμος) του μοντέλου OSI. Αυτό το επίπεδο δεν έχει αλλάξει από τα πρώτα πρότυπα Ethernet. Ωστόσο, το φυσικό επίπεδο του δικτύου Ethernet έχει αλλάξει ριζικά.

Γρήγορη αρχιτεκτονική Ethernet

Διεπαφή MII και πομποδέκτες Fast Ethernet

Γρήγορες φυσικές διεπαφές Ethernet

Τύποι συσκευών Fast Ethernet

Ας σημειώσουμε τα κύρια χαρακτηριστικά της εξελικτικής ανάπτυξης από τα δίκτυα Ethernet στα δίκτυα Fast Ethernet, πρότυπο IEEE 802.3u:

δεκαπλάσια αύξηση της απόδοσης του τμήματος δικτύου.

διατήρηση της μεθόδου τυχαίας πρόσβασης CSMA/CD που υιοθετήθηκε στο Ethernet.

Αρχιτεκτονική του προτύπου Γρήγορα Ethernet

Το σχήμα 1 δείχνει τη δομή του επιπέδου Fast Ethernet. Ακόμη και στο στάδιο ανάπτυξης του προτύπου 100Base-T, η επιτροπή IEEE 802.3u αποφάσισε ότι δεν υπάρχει καθολικό σχήμα κωδικοποίησης σήματος που θα ήταν ιδανικό και για τις τρεις φυσικές διεπαφές (TX, FX, T4). Αν το συγκρίνουμε με το πρότυπο Ethernet, τότε η λειτουργία κωδικοποίησης (κωδικός Manchester) εκτελείται από το επίπεδο φυσικής σηματοδότησης PLS (Εικ. 1), το οποίο βρίσκεται πάνω από τη διεπαφή AUI ανεξάρτητης από το μέσο. Στο πρότυπο Fast Ethernet, οι λειτουργίες κωδικοποίησης εκτελούνται από το υποστρώμα κωδικοποίησης PCS, το οποίο βρίσκεται κάτω από τη διεπαφή MII ανεξάρτητα από το μέσο. Ως αποτέλεσμα, κάθε πομποδέκτης πρέπει να χρησιμοποιεί το δικό του σύνολο σχημάτων κωδικοποίησης που ταιριάζει καλύτερα στην αντίστοιχη φυσική διεπαφή, για παράδειγμα το σετ 4B/5B και NRZI για τη διεπαφή 100Base-FX.

2. Διεπαφή Mii και πομποδέκτες Fast Ethernet

Η διεπαφή MII (μέση ανεξάρτητη διεπαφή) στο πρότυπο Fast Ethernet είναι ανάλογη με τη διεπαφή AUI στο πρότυπο Ethernet. Η διεπαφή MII παρέχει επικοινωνία μεταξύ των υποστρωμάτων διαπραγμάτευσης και φυσικής κωδικοποίησης. Ο κύριος σκοπός του είναι να απλοποιήσει τη χρήση διαφορετικών τύπων περιβαλλόντων. Η διεπαφή MII απαιτεί περαιτέρω σύνδεση ενός πομποδέκτη Fast Ethernet. Ένας σύνδεσμος 40 ακίδων χρησιμοποιείται για επικοινωνία. Η μέγιστη απόσταση κατά μήκος του καλωδίου διασύνδεσης MII δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,5 m.

Εάν η συσκευή διαθέτει τυπικές φυσικές διεπαφές (π.χ. RJ-45), τότε η δομή του υποστρώματος του φυσικού στρώματος μπορεί να κρυφτεί μέσα στο τσιπ με μεγάλη λογική ενσωμάτωση. Επιπλέον, οι αποκλίσεις στα πρωτόκολλα των ενδιάμεσων υποεπιπέδων σε μία μόνο συσκευή είναι αποδεκτές, με κύριο στόχο την αύξηση της απόδοσης.

3. Γρήγορες φυσικές διεπαφές Ethernet

Το πρότυπο Fast Ethernet IEEE 802.3u καθιερώνει τρεις τύπους φυσικής διεπαφής (Εικ. 2, Πίνακας 1): 100Base-FX, 100Base-TX και 100Base-T4.

100Base-FX Το πρότυπο αυτής της διεπαφής οπτικών ινών είναι εντελώς πανομοιότυπο με το πρότυπο FDDI PMD, το οποίο αναλύεται λεπτομερώς στο Κεφάλαιο 6. Ο κύριος οπτικός σύνδεσμος του προτύπου 100Base-FX είναι το Duplex SC. Η διεπαφή επιτρέπει ένα κανάλι επικοινωνίας διπλής όψης.

100Βάση-ΤΧ Το πρότυπο αυτής της φυσικής διεπαφής απαιτεί τη χρήση μη θωρακισμένου καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας όχι μικρότερης από 5. Είναι εντελώς πανομοιότυπο με το πρότυπο FDDI UTP PMD, το οποίο επίσης συζητείται λεπτομερώς στο Κεφάλαιο 6. Η φυσική θύρα RJ-45, όπως στο πρότυπο 10Base-T, μπορεί να είναι δύο τύπων: MDI (κάρτες δικτύου, σταθμοί εργασίας) και MDI-X (Fast Ethernet επαναλήπτης, διακόπτες). Μπορεί να υπάρχει μία μόνο θύρα MDI σε έναν επαναλήπτη Fast Ethernet. Για μετάδοση μέσω χάλκινου καλωδίου χρησιμοποιούνται τα ζεύγη 1 και 3. Τα ζεύγη 2 και 4 είναι ελεύθερα. Θύρα RJ-45 ενεργοποιημένη κάρτα δικτύουκαι στον διακόπτη μπορεί να υποστηρίξει, μαζί με τη λειτουργία 100Base-TX, τη λειτουργία 10Base-T ή τη λειτουργία αυτόματης ανίχνευσης ταχύτητας. Οι περισσότερες σύγχρονες κάρτες δικτύου και διακόπτες υποστηρίζουν αυτή τη λειτουργία μέσω θυρών RJ-45 και μπορούν επίσης να λειτουργήσουν σε λειτουργία full duplex.

100Βάση-Τ4 Αυτός ο τύπος διεπαφής σάς επιτρέπει να παρέχετε ένα κανάλι επικοινωνίας μισής διπλής όψης μέσω συνεστραμμένου ζεύγους UTP Cat.3 και άνω. Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του προτύπου πρέπει να θεωρείται η ικανότητα μιας επιχείρησης να μεταβεί από το πρότυπο Ethernet στο πρότυπο Fast Ethernet χωρίς να αντικαταστήσει ριζικά το υπάρχον σύστημα καλωδίωσης που βασίζεται στο UTP Cat.3.

Σε αντίθεση με το πρότυπο 100Base-TX, όπου μόνο δύο στριμμένα ζεύγη καλωδίου χρησιμοποιούνται για μετάδοση, το πρότυπο 100Base-T4 χρησιμοποιεί και τα τέσσερα ζεύγη (Εικ. 3a). Επιπλέον, κατά τη σύνδεση του σταθμού εργασίας και του επαναλήπτη μέσω απευθείας καλωδίου, τα δεδομένα από το σταθμό εργασίας στον επαναλήπτη περνούν από συνεστραμμένα ζεύγη 1, 3 και 4, και προς την αντίθετη κατεύθυνση - μέσω των ζευγών 2, 3 και 4. Τα ζεύγη 1 και 2 είναι χρησιμοποιείται για ανίχνευση σύγκρουσης παρόμοια με το τυπικό Ethernet. Τα άλλα δύο ζεύγη 3 και 4, ανάλογα με τις εντολές, μπορούν εναλλάξ να περάσουν το σήμα είτε προς τη μία είτε προς την άλλη κατεύθυνση. Ο ρυθμός bit ανά κανάλι είναι 33,33 Mbit/s.

Κωδικοποίηση χαρακτήρων 8B/6T. Εάν χρησιμοποιήθηκε η κωδικοποίηση Manchester, ο ρυθμός μετάδοσης bit ανά συνεστραμμένο ζεύγος θα ήταν 33,33 Mbps, που υπερβαίνει το όριο των 30 MHz για τέτοια καλώδια. Μια αποτελεσματική μείωση στις συχνότητες διαμόρφωσης επιτυγχάνεται εάν, αντί για έναν άμεσο δυαδικό κώδικα (2 επιπέδων), χρησιμοποιείται ένας (τριμερής) κώδικας 3 επιπέδων. Αυτός ο κωδικός είναι γνωστός ως 8B6TΑυτό σημαίνει ότι πριν γίνει η μετάδοση, κάθε σύνολο 8 δυαδικών bit (χαρακτήρας) μετατρέπεται πρώτα σύμφωνα με ορισμένους κανόνες σε 6 τριπλά (3 επίπεδα) σύμβολα. Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα που φαίνεται στο Σχ. 3β, μπορείτε να προσδιορίσετε την ταχύτητα ενός σήματος συμβόλων 3 επιπέδων:

η αξία των οποίων δεν υπερβαίνει το καθορισμένο όριο.

Η διεπαφή 100Base-T4 έχει ένα σημαντικό μειονέκτημα - τη θεμελιώδη αδυναμία υποστήριξης της λειτουργίας μετάδοσης διπλής όψης. Και αν κατά την κατασκευή μικρών δικτύων Fast Ethernet με χρήση επαναλήπτες, το 100Base-TX δεν έχει πλεονεκτήματα έναντι του 100Base-T4 (υπάρχει ένας τομέας σύγκρουσης, του οποίου το εύρος ζώνης δεν υπερβαίνει τα 100 Mbit/s), τότε κατά την κατασκευή δικτύων με χρήση μεταγωγέων, Το μειονέκτημα της διεπαφής 100Base-T4 είναι προφανές και πολύ σοβαρό. Επομένως, αυτή η διεπαφή δεν είναι τόσο διαδεδομένη όσο το 100Base-TX και το 100Base-FX.

Ιστορία

Η τεχνολογία Ethernet αναπτύχθηκε μαζί με πολλά από τα πρώτα έργα της Xerox PARC. Είναι γενικά αποδεκτό ότι το Ethernet εφευρέθηκε στις 22 Μαΐου 1973, όταν ο Robert Metcalf ( Ρόμπερτ Μέτκαλφ) έγραψε ένα σημείωμα για τον επικεφαλής της PARC σχετικά με τις δυνατότητες της τεχνολογίας Ethernet. Όμως ο Metcalfe έλαβε το νόμιμο δικαίωμα στην τεχνολογία λίγα χρόνια αργότερα. Το 1976, μαζί με τον βοηθό του Ντέιβιντ Μπογκς δημοσίευσαν ένα φυλλάδιο με τίτλο "Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks" R. M. Metcalfeκαι D. R. Boggs. Ethernet: Κατανεμημένη μεταγωγή πακέτων για τοπικά δίκτυα υπολογιστών. // ACM Communications, 19(5):395--404, Ιούλιος 1976.

Ο Metcalf εγκατέλειψε τη Xerox το 1979 και ίδρυσε την 3Com για την εμπορία υπολογιστών και τοπικών δικτύων (LAN). Κατάφερε να πείσει τις DEC, Intel και Xerox να συνεργαστούν και να αναπτύξουν το πρότυπο Ethernet (DIX). Αυτό το πρότυπο δημοσιεύθηκε για πρώτη φορά στις 30 Σεπτεμβρίου 1980. Άρχισε να ανταγωνίζεται δύο μεγάλες κατοχυρωμένες τεχνολογίες: Token Ring και Arcnet, που σύντομα θάφτηκαν κάτω από τα κυλιόμενα κύματα των προϊόντων Ethernet. Στην πορεία, η 3Com έγινε η κυρίαρχη εταιρεία στον κλάδο.

Τεχνολογία

Το πρότυπο των πρώτων εκδόσεων (Ethernet v1.0 και Ethernet v2.0) έδειξε ότι το ομοαξονικό καλώδιο χρησιμοποιήθηκε ως μέσο μετάδοσης· αργότερα κατέστη δυνατή η χρήση συνεστραμμένου ζεύγους και οπτικού καλωδίου.

Οι δημοφιλείς ποικιλίες Ethernet χαρακτηρίζονται ως 10Base2, 100BaseTX, κ.λπ. Εδώ το πρώτο στοιχείο υποδεικνύει την ταχύτητα μετάδοσης, Mbit/s. Δεύτερο στοιχείο:

• Βάση - άμεση (μη διαμορφωμένη) μετάδοση,
• Ευρεία - χρήση ευρυζωνικού καλωδίου με πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας.

Τρίτο στοιχείο: στρογγυλεμένο μήκος καλωδίου σε εκατοντάδες μέτρα (10Base2 - 185 m, 10Base5 - 500 m) ή μέσο μετάδοσης (T, TX, T2, T4 - συνεστραμμένα ζεύγη, FX, FL, FB, SX και LX - οπτική ίνα, CX - Διαξονικό καλώδιο για Gigabit Ethernet).

Οι λόγοι για τη μετάβαση στο συνεστραμμένο ζεύγος ήταν:

• δυνατότητα εργασίας σε λειτουργία διπλής όψης.
• χαμηλό κόστος καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους.
• υψηλότερη αξιοπιστία των δικτύων σε περίπτωση βλάβης του καλωδίου.
• μεγαλύτερη ατρωσία θορύβου κατά τη χρήση διαφορικού σήματος.
• τη δυνατότητα τροφοδοσίας κόμβων χαμηλής κατανάλωσης μέσω καλωδίου, για παράδειγμα τηλέφωνα IP (Power over Ethernet, πρότυπο POE).
• έλλειψη γαλβανικής σύνδεσης (ροή ρεύματος) μεταξύ κόμβων δικτύου. Όταν χρησιμοποιείτε ομοαξονικό καλώδιο σε ρωσικές συνθήκες, όπου, κατά κανόνα, δεν υπάρχει γείωση υπολογιστών, η χρήση ομοαξονικού καλωδίου συνοδεύτηκε συχνά από βλάβη των καρτών δικτύου και μερικές φορές ακόμη και από πλήρη «καύση» της μονάδας συστήματος .

Ο λόγος για τη μετάβαση στο οπτικό καλώδιο ήταν η ανάγκη αύξησης του μήκους του τμήματος χωρίς επαναλήπτες.

Μέθοδος ελέγχου πρόσβασης (για ομοαξονικό καλωδιακό δίκτυο) - πολλαπλή πρόσβαση με ανίχνευση φορέα και ανίχνευση σύγκρουσης (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων 10 Mbit/s, μέγεθος πακέτου από 72 έως 1526 byte, περιγράφεται μεθόδους κωδικοποίησης δεδομένων. Ο τρόπος λειτουργίας είναι ημιαμφίδρομη, δηλαδή, ο κόμβος δεν μπορεί να μεταδώσει και να λάβει ταυτόχρονα πληροφορίες. Ο αριθμός των κόμβων σε ένα κοινό τμήμα δικτύου περιορίζεται σε ένα όριο 1024 σταθμών εργασίας (οι προδιαγραφές φυσικού επιπέδου ενδέχεται να θέτουν πιο αυστηρούς περιορισμούς, για παράδειγμα, δεν μπορούν να συνδεθούν περισσότεροι από 30 σταθμοί εργασίας σε ένα λεπτό ομοαξονικό τμήμα και όχι περισσότεροι από 100 σε ένα παχύ ομοαξονικό τμήμα). Ωστόσο, ένα δίκτυο που βασίζεται σε ένα μόνο κοινόχρηστο τμήμα καθίσταται αναποτελεσματικό πολύ πριν επιτευχθεί το όριο του αριθμού των κόμβων, κυρίως λόγω του τρόπου λειτουργίας ημιαμφίδρομης λειτουργίας.

Οι περισσότερες κάρτες Ethernet και άλλες συσκευές υποστηρίζουν πολλαπλούς ρυθμούς δεδομένων, χρησιμοποιώντας αυτόματη διαπραγμάτευση ταχύτητας και διπλής όψης για την επίτευξη καλύτερη σύνδεσημεταξύ δύο συσκευών. Εάν η αυτόματη ανίχνευση δεν λειτουργεί, η ταχύτητα προσαρμόζεται στον συνεργάτη και ενεργοποιείται η λειτουργία μετάδοσης ημιαμφίδρομης μετάδοσης. Για παράδειγμα, η παρουσία μιας θύρας Ethernet 10/100 σε μια συσκευή σημαίνει ότι μπορεί να λειτουργήσει χρησιμοποιώντας τεχνολογίες 10BASE-T και 100BASE-TX και μια θύρα Ethernet 10/100/1000 υποστηρίζει 10BASE-T, 100BASE-TX και 1000BASE- Πρότυπα TX. T.

Πρώιμες τροποποιήσεις Ethernet

• Xerox Ethernet- αρχική τεχνολογία, ταχύτητα 3 Mbit/s, υπήρχε σε δύο εκδόσεις Έκδοση 1 και Έκδοση 2, μορφή πλαισίου τελευταία έκδοσηείναι ακόμα σε ευρεία χρήση.
• 10 ΕΥΡΕ36- δεν έχει λάβει ευρεία διανομή. Ένα από τα πρώτα πρότυπα που επιτρέπουν την εργασία σε μεγάλες αποστάσεις. Χρησιμοποιείται τεχνολογία διαμόρφωσης ευρείας ζώνης παρόμοια με αυτή που χρησιμοποιείται στα καλωδιακά μόντεμ. Ως μέσο μετάδοσης δεδομένων χρησιμοποιήθηκε ομοαξονικό καλώδιο.
• 1ΒΑΣΗ 5- γνωστό και ως StarLAN, ήταν η πρώτη τροποποίηση της τεχνολογίας Ethernet χρησιμοποιώντας καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους. Λειτουργούσε με ταχύτητα 1 Mbit/s, αλλά δεν βρήκε εμπορική χρήση.

Ethernet 10 Mbit/s

• 10ΒΑΣΗ 5Το IEEE 802.3 (ονομάζεται επίσης "Fat Ethernet") είναι η αρχική εξέλιξη της τεχνολογίας με ρυθμό μεταφοράς δεδομένων 10 Mbps. Ακολουθώντας το πρώιμο πρότυπο IEEE, χρησιμοποιεί ομοαξονικό καλώδιο 50 ohm (RG-8), με μέγιστο μήκος τμήματος 500 μέτρα.
• 10ΒΑΣΗ2, IEEE 802.3a (ονομάζεται "Thin Ethernet") - χρησιμοποιεί καλώδιο RG-58, με μέγιστο μήκος τμήματος 200 μέτρα, υπολογιστές συνδεδεμένους μεταξύ τους, για να συνδέσετε το καλώδιο στην κάρτα δικτύου χρειάζεστε μια υποδοχή T και το Το καλώδιο πρέπει να έχει βύσμα BNC. Απαιτεί τερματιστές σε κάθε άκρο. Για πολλά χρόνια αυτό το πρότυπο ήταν το κύριο για την τεχνολογία Ethernet.
• StarLAN 10- Η πρώτη ανάπτυξη που χρησιμοποιεί καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους για μετάδοση δεδομένων με ταχύτητα 10 Mbit/s. Αργότερα εξελίχθηκε στο πρότυπο 10BASE-T.

Παρά το γεγονός ότι είναι θεωρητικά δυνατή η σύνδεση περισσότερων από δύο συσκευών που λειτουργούν σε λειτουργία simplex σε ένα καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους (τμήμα), ένα τέτοιο σχήμα δεν χρησιμοποιείται ποτέ για Ethernet, σε αντίθεση με την εργασία με ομοαξονικό καλώδιο. Επομένως, όλα τα δίκτυα συνεστραμμένου ζεύγους χρησιμοποιούν μια τοπολογία αστεριού, ενώ τα ομοαξονικά δίκτυα χρησιμοποιούν μια τοπολογία διαύλου. Σε κάθε συσκευή είναι ενσωματωμένοι τερματιστές για εργασία πάνω από καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους και δεν χρειάζεται να χρησιμοποιηθούν πρόσθετοι εξωτερικοί τερματιστές στη γραμμή.

• 10ΒΑΣΗ-Τ, IEEE 802.3i - Για τη μετάδοση δεδομένων χρησιμοποιούνται 4 καλώδια ενός καλωδίου συνεστραμμένου ζεύγους (δύο συνεστραμμένα ζεύγη) κατηγορίας-3 ή κατηγορίας-5. Μέγιστο μήκοςτμήμα 100 μέτρα.
• ΦΟΥΡΛ- (ακρωνύμιο για σύνδεσμος μεταξύ επαναλήπτη οπτικών ινών). Το βασικό πρότυπο για την τεχνολογία Ethernet, με χρήση οπτικού καλωδίου για μετάδοση δεδομένων. Η μέγιστη απόσταση μετάδοσης δεδομένων χωρίς επαναλήπτη είναι 1 km.
• 10ΒΑΣΗ-ΣΤ, IEEE 802.3j - Ο βασικός όρος για μια οικογένεια προτύπων ethernet 10 Mbps που χρησιμοποιεί καλώδιο οπτικών ινών σε αποστάσεις έως και 2 χιλιομέτρων: 10BASE-FL, 10BASE-FB και 10BASE-FP. Από τα παραπάνω, μόνο το 10BASE-FL έχει γίνει ευρέως διαδεδομένο.
• 10BASE-FL(Fiber Link) - Μια βελτιωμένη έκδοση του προτύπου FOORL. Η βελτίωση αφορούσε αύξηση του μήκους του τμήματος στα 2 km.
• 10BASE-FB(Fiber Backbone) - Επί του παρόντος, ένα αχρησιμοποίητο πρότυπο, προοριζόταν να συνδυάσει επαναλήπτες σε μια ραχοκοκαλιά.
• 10ΒΑΣΗ-FP(Fiber Passive) - Η τοπολογία "παθητικό αστέρι", στην οποία δεν χρειάζονται επαναλήπτες, δεν έχει χρησιμοποιηθεί ποτέ.

Fast Ethernet (Fast Ethernet, 100 Mbit/s)

• 100ΒΑΣΗ-Τ- ένας γενικός όρος για πρότυπα που χρησιμοποιούν καλώδια συνεστραμμένου ζεύγους ως μέσο μετάδοσης δεδομένων. Μήκος τμήματος έως 100 μέτρα. Περιλαμβάνει τα πρότυπα 100BASE-TX, 100BASE-T4 και 100BASE-T2.
• 100BASE-TX, IEEE 802.3u - ανάπτυξη του προτύπου 10BASE-T για χρήση σε δίκτυα αστέρων. Χρησιμοποιείται καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 5, στην πραγματικότητα χρησιμοποιούνται μόνο δύο μη θωρακισμένα ζεύγη αγωγών, υποστηρίζεται η μετάδοση δεδομένων διπλής όψης, απόσταση έως 100 m.
• 100ΒΑΣΗ-Τ4- ένα πρότυπο που χρησιμοποιεί καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 3. Χρησιμοποιούνται και τα τέσσερα ζεύγη αγωγών, η μετάδοση δεδομένων πραγματοποιείται σε μισή διπλή όψη. Πρακτικά δεν χρησιμοποιείται.
• 100ΒΑΣΗ-Τ2- ένα πρότυπο που χρησιμοποιεί καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 3. Χρησιμοποιούνται μόνο δύο ζεύγη αγωγών. Υποστηρίζεται Full duplex, με σήματα που διαδίδονται σε αντίθετες κατευθύνσεις σε κάθε ζεύγος. Η ταχύτητα μετάδοσης προς μία κατεύθυνση είναι 50 Mbit/s. Πρακτικά δεν χρησιμοποιείται.
• 100BASE-SX- ένα πρότυπο που χρησιμοποιεί πολυτροπική ίνα. Το μέγιστο μήκος τμήματος είναι 400 μέτρα σε half duplex (για εγγυημένη ανίχνευση σύγκρουσης) ή 2 χιλιόμετρα σε full duplex.
• 100BASE-FX- ένα πρότυπο που χρησιμοποιεί οπτική ίνα απλής λειτουργίας. Το μέγιστο μήκος περιορίζεται μόνο από την ποσότητα εξασθένησης σε καλώδιο οπτικών ινώνκαι ισχύς πομπού.
• 100BASE-FX WDM- ένα πρότυπο που χρησιμοποιεί οπτική ίνα απλής λειτουργίας. Το μέγιστο μήκος περιορίζεται μόνο από την ποσότητα εξασθένησης στο καλώδιο οπτικών ινών και την ισχύ των πομπών. Οι διεπαφές διατίθενται σε δύο τύπους, διαφέρουν ως προς το μήκος κύματος του πομπού και επισημαίνονται είτε με αριθμούς (μήκος κύματος) είτε με ένα λατινικό γράμμα Α (1310) ή Β (1550). Μόνο οι ζευγαρωμένες διεπαφές μπορούν να λειτουργούν σε ζεύγη: στη μία πλευρά υπάρχει ένας πομπός στα 1310 nm και στην άλλη στα 1550 nm.

Γρήγορο Ethernet

Fast Ethernet (IEEE802.3u, 100BASE-X) - ένα σύνολο προτύπων μετάδοσης δεδομένων σε δίκτυα υπολογιστών, με ταχύτητες έως 100 Mbit/s, σε αντίθεση με το συμβατικό Ethernet (10 Mbit/s).

Gigabit Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Gbit/s)

• 1000ΒΑΣΗ-ΤΤο IEEE 802.3ab είναι ένα πρότυπο που χρησιμοποιεί καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους κατηγορίας 5e. Και τα 4 ζεύγη εμπλέκονται στη μετάδοση δεδομένων. Ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων είναι 250 Mbit/s σε ένα ζεύγος Χρησιμοποιείται η μέθοδος κωδικοποίησης PAM5, η βασική συχνότητα είναι 62,5 MHz.
• 1000BASE-TXδημιουργήθηκε από την Ένωση Βιομηχανίας Τηλεπικοινωνιών. Ένωση Βιομηχανίας Τηλεπικοινωνιών, TIA) και δημοσιεύτηκε τον Μάρτιο του 2001 ως "Προδιαγραφές Φυσικού Επιπέδου για Συστήματα Ισορροπημένης Καλωδίωσης Κατηγορίας 6 (ANSI/TIA/EIA-854-2001) Full Duplex Ethernet (1000BASE-TX) 1000 Mb/s" «Προδιαγραφές Full Duplex Ethernet για 1000 Mbis/s (1000BASE-TX) που λειτουργούν μέσω καλωδίων Κατηγορίας 6 Balanced Twisted-Pair Cable (ANSI/TIA/EIA-854-2001)»). Το πρότυπο χρησιμοποιεί ξεχωριστή λήψη και μετάδοση (1 ζεύγος για μετάδοση, 1 ζεύγος για λήψη, για κάθε ζεύγος τα δεδομένα μεταδίδονται με ταχύτητα 500 Mbit/s), γεγονός που απλοποιεί σημαντικά τον σχεδιασμό των συσκευών πομποδέκτη. Όμως, κατά συνέπεια, για τη σταθερή λειτουργία αυτής της τεχνολογίας απαιτείται καλωδιακό σύστημα Υψηλή ποιότητα, οπότε το 1000BASE-TX μπορεί να χρησιμοποιεί μόνο καλώδιο κατηγορίας 6. Μια άλλη σημαντική διαφορά του 1000BASE-TX είναι η απουσία κυκλώματος αντιστάθμισης ψηφιακών παρεμβολών και επαναφοράς θορύβου, με αποτέλεσμα η πολυπλοκότητα, η κατανάλωση ενέργειας και η τιμή των επεξεργαστών να γίνονται χαμηλότερα από εκείνα των τυπικών επεξεργαστών 1000BASE-T. Σχεδόν κανένα προϊόν δεν έχει δημιουργηθεί με βάση αυτό το πρότυπο, αν και το 1000BASE-TX χρησιμοποιεί απλούστερο πρωτόκολλο από το πρότυπο 1000BASE-T και επομένως μπορεί να χρησιμοποιήσει απλούστερα ηλεκτρονικά.
• 1000ΒΑΣΗ-Χείναι ένας γενικός όρος για πρότυπα με συνδεόμενους πομποδέκτες GBIC ή SFP.
• 1000BASE-SXΤο IEEE 802.3z είναι ένα πρότυπο που χρησιμοποιεί πολυτροπική οπτική ίνα. Το εύρος μετάδοσης σήματος χωρίς επαναλήπτη είναι έως και 550 μέτρα.
• 1000BASE-LXΤο IEEE 802.3z είναι ένα πρότυπο που χρησιμοποιεί οπτική ίνα απλής λειτουργίας. Η εμβέλεια σήματος χωρίς επαναλήπτη είναι έως και 80 χιλιόμετρα.
• 1000BASE-CX- στάνταρ για μικρές αποστάσεις (έως 25 μέτρα), με χρήση διπλού αξονικού καλωδίου με χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση 150 Ohms. Αντικαταστάθηκε από το πρότυπο 1000BASE-T και δεν χρησιμοποιείται πλέον.
• 1000BASE-LH(Long Haul) - ένα πρότυπο που χρησιμοποιεί οπτική ίνα απλής λειτουργίας. Η εμβέλεια σήματος χωρίς επαναλήπτη είναι έως και 100 χιλιόμετρα.

10 Gigabit Ethernet

Το νέο πρότυπο Ethernet 10 Gigabit περιλαμβάνει επτά πρότυπα φυσικών μέσων για LAN, MAN και WAN. Αυτή τη στιγμή καλύπτεται από την τροποποίηση IEEE 802.3ae και θα πρέπει να συμπεριληφθεί στην επόμενη αναθεώρηση του προτύπου IEEE 802.3.

• 10GBASE-CX4- Χρησιμοποιείται τεχνολογία Ethernet 10 Gigabit για μικρές αποστάσεις (έως 15 μέτρα). καλώδιο χαλκούΥποδοχές CX4 και InfiniBand.
• 10GBASE-SR- Τεχνολογία 10 Gigabit Ethernet για μικρές αποστάσεις (έως 26 ή 82 μέτρα, ανάλογα με τον τύπο του καλωδίου), με χρήση πολυτροπικής ίνας. Υποστηρίζει επίσης αποστάσεις έως και 300 μέτρα με τη χρήση νέας πολυτροπικής ίνας (2000 MHz/km).
• 10GBASE-LX4- χρησιμοποιεί πολυπλεξία μήκους κύματος για την υποστήριξη αποστάσεων 240 έως 300 μέτρων σε πολυτροπική ίνα. Υποστηρίζει επίσης αποστάσεις έως και 10 χιλιομέτρων με χρήση οπτικών ινών single-mode.
• 10GBASE-LRΚαι 10GBASE-ER- αυτά τα πρότυπα υποστηρίζουν αποστάσεις έως και 10 και 40 χιλιομέτρων, αντίστοιχα.
• 10GBASE-ΝΔ, 10GBASE-LWΚαι 10GBASE-EW- Αυτά τα πρότυπα χρησιμοποιούν μια φυσική διεπαφή συμβατή σε ταχύτητα και μορφή δεδομένων με τη διεπαφή OC-192 / STM-64 SONET/SDH. Είναι παρόμοια με τα πρότυπα 10GBASE-SR, 10GBASE-LR και 10GBASE-ER, αντίστοιχα, καθώς χρησιμοποιούν τους ίδιους τύπους καλωδίων και αποστάσεις μετάδοσης.
• 10GBASE-T,IEEE 802.3an-2006 - εγκρίθηκε τον Ιούνιο του 2006 μετά από 4 χρόνια ανάπτυξης. Χρησιμοποιεί θωρακισμένο καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους. Αποστάσεις - έως 100 μέτρα.

Το πρότυπο Ethernet 10 Gigabit είναι ακόμα πολύ νέο, επομένως θα χρειαστεί χρόνος για να κατανοήσουμε ποια από τα παραπάνω πρότυπα μέσων μετάδοσης θα είναι πραγματικά περιζήτητα στην αγορά. Τα 10 Gigabit/δευτερόλεπτο δεν είναι το όριο. Η ανάπτυξη του 1000 G Ethernet και πέρα ​​είναι ήδη σε εξέλιξη.