Технология Ethernet

Маршрутизаторы

Маршрутизатор - устройство с тремя уровнями; он работает на физическом уровне, уровне звена передачи данных и сетевом уровне. Как устройство физического уровня, он восстанавливает сигнал, который он получает. Как устройство уровня звена передачи данных, маршрутизатор проверяет физические адреса (источник и пункт назначения), содержащиеся в пакете. Как устройство сетевого уровня, маршрутизатор проверяет адреса сетевого уровня (адреса в уровне IP).

Маршрутизатор может: соединять локальные сети; соединять вместе сети общего назначения; подключить локальные сети к сетям общего назначения. Другими словами, маршрутизатор - устройство межсетевого обмена; он соединяет вместе независимые сети, чтобы формировать сеть Internet. Согласно этому определению, сети, соединяемые маршрутизатором, становятся Internet-сетью, или Internet.

Есть три главных отличия между маршрутизатором и ретранслятором или мостом:

1. Маршрутизатор имеет физический и логический (IP) адрес для каждого из его интерфейсов.
2. Маршрутизатор действует только на тех пакетах, в которых адрес получателя соответствует адресу интерфейса, куда пакет прибывает. Это истинно для однонаправленного, группового или широковещательного адреса.
3. Маршрутизатор изменяет физический адрес пакета (и источник, и пункт назначения), когда он передает пакет вперед.

Рассмотрим пример. На рис. 2.13, мы показываем две сети LAN, разделенных маршрутизатором. Левая LAN имеет два сегмента, отделенные мостом. Маршрутизатор изменяет источник и адреса получателя пакета. Когда пакет перемещается в левую LAN, его исходный адрес - это адрес передающей станции; его адрес получателя - это адрес маршрутизатора. Когда тот же самый пакета перемещается во вторую LAN, его исходный адрес - адрес маршрутизатора, и его адрес получателя - адрес заключительного пункта назначения.

Маршрутизаторы направляют пакеты среди множества связанных сетей. Они направляют пакеты от одной сети до любого множества потенциальных сетей пункта назначения на Internet.

увеличить изображение
Рис. 2.13. Пример маршрутизации

Маршрутизаторы действуют на сети подобно станциям. Но в отличие от большинства станций, которые включаются только в одну сеть, маршрутизаторы адресуются и подключены к двум или более сетям.

О маршрутизаторах и процедуре маршрутизации более подробно можно будет узнать в главах, посвященных сети Интернет.

Реализация

Стандарты определяют несколько реализаций для традиционного Internet. В зависимости от типа физической среды имеются различные стандарты:

• 10BASE5 ("толстый" Ethernet) использует топологию типа "шина" с толстым коаксиальным кабелем как средой передачи.
• 10BASE2 ("тонкий" Ethernet или более дешевая сеть) использует топологию типа "шина" с тонким коаксиальным кабелем как средой передачи.
• 10BASE-T (Локальная сеть Ethernet по витой паре) использует физическую звездную топологию (логическая топология - все еще "шина") со станциями, подключенными двумя парами кабеля с витой пары к центру.
• 10BASE-FL (Локальная сеть Ethernet по оптоволоконной паре) использует звездную топологию (логическая топология - все еще "шина") со станциями, подключенными парой волконно-оптических кабелей к центру.

Число 10 обозначает скорость передачи 10 Мбит/с, Base - передачу на одной базовой частоте 10 МГц, последний символ обозначает тип кабеля (5 - коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, 2 - коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, Т (twisted pair) - неэкранированная витая пара, FL (fiber link) - оптический кабель.

Быстрая Локальная сеть Ethernet

Потребность в более высокой скорости данных создала Быстрый протокол Локальной сети Ethernet (100 Mbps). На уровне MAC Быстрая Локальная сеть Ethernet использует те же самые принципы, что и традиционная Локальная сеть Ethernet (CSMA/CD), за исключением того, что скорость передачи была увеличена от 10 Mbps до 100 Mbps. Чтобы CSMA/CD работала, есть две возможности: либо увеличить минимальную длину кадра, либо уменьшить домен коллизии (скорость света не может быть изменена).

Увеличение минимальной длины кадра требует дополнительного заголовка. Если данные, которые будут посланы, недостаточно длинны, мы должны будем добавить дополнительные байты, что влечет за собой увеличение передаваемой служебной информации и потерю эффективности.

Быстрая Локальная сеть Ethernet выбрала другой путь: домен коллизии был уменьшен с коэффициентом 10 (от 2500 метров до 250 метров). Эта звездная топология 250 метров приемлема во многих случаях. На физическом уровне Быстрая Локальная сеть Ethernet использует различные методы передачи сигналов и различные среды для того, чтобы достигнуть скорости передачи данных 100 Mbps.

Реализация Быстрой Локальной сети Ethernet

Быстрая Локальная сеть Ethernet может быть разбита на категории реализации либо по двухпроводной линии, либо по четырехпроводной. Двухпроводная реализация названа 100BASE-X, или реализация кабелем с витыми парами (100BASE-TX), или реализация кабелем с оптическим волокном (100BASE-FX). Реализация четырехпроводной линией разработана только для кабеля с витыми парами (100BASE-T4). Другими словами, мы имеем три реализации: 100BASE-TX, 100BASE-FX, и 100BASE-T4 (см. рис. 3.6 курса "Оконечные устройства и линии абонентского участка информационной сети").