Технология Ethernet

Гигабитовая Локальная сеть Ethernet

Потребность в скорости передачи данных выше, чем 100 Mbps, в результате породила протокол Гигабитной Локальной сети Ethernet (1000 Mbps). Чтобы достигнуть этой скорости передачи данных, уровень MAC (управления средой доступа) имеет два варианта: сохранение CSMA/CD или отказ от него. Как и прежде, эти варианты конструкции должны либо уменьшить домен конфликта, либо увеличить минимальную длину кадра. Так как домен конфликта 25 метров недопустим, минимальная длина кадра увеличена очень изящным способом.

Во втором варианте - отказ от использования CSMA/CD - каждая станция соединена двумя отдельными путями с центральным концентратором (hub). Это называется Дуплексной Локальной сетью Ethernet без конфликтов и не нуждается ни в каком CSMA/CD/.

На физическом уровне было сделано много изменений, чтобы позволить передавать данные на этой скорости.

Реализации Гигабитной Локальной сети Ethernet

Локальная Гигабитная сеть Ethernet может быть классифицирована по реализации либо как двухпроводная линия, либо как четырехпроводная. Двухпроводная линия названа 1000BASE-X и может быть реализована с оптическими волокнами, передающими лазерные коротковолновые сигналы (1000BASE-SX); с оптическими волокнами, передающими длинноволновые лазерные сигналы волны (1000BASE-LX); с защищенной витой парой, передающей электрические сигналы (1000BASE -CX). Четырехпроводная версия использует кабели c витыми парами (1000BASE-T).

Технология Token Ring

Технология Token Ring также использует разделяемую среду с топологией в виде кольца ( рис. 2.14), но в отличие от Ethernet применяет не случайный, а детерминированный доступ (см. "Абонентские сети доступа" ). Право на доступ передается от одного узла к другому в виде специального кадра, называемым маркером (Token). Каждый порт имеет приемник (R) и передатчик (T). Скорость передачи кадров по кольцу может быть 4 или 16 Мбит/с, смешение скоростей в одном кольце не допускается. В качестве физической среды может использоваться витая пара или оптоволоконный кабель. Максимальное число узлов в кольце - 260, максимальная длина кольца - 4000 метров.

увеличить изображение
Рис. 2.14. Сеть Token Ring

увеличить изображение
Рис. 2.15. Прохождение маркера

Кольцевая сеть с маркерным доступом

Эта сеть использует для доступа к сети маркер. Прохождение маркера иллюстрируется на рис. 2.15. Всякий раз, когда сеть не занята, циркулирует простой 3-байтовый маркер. Его передают от станции к станции, пока он не встретится со станцией, имеющей данные для передачи. Станция сохраняет маркер и посылает кадр данных. Этот кадр имеет адрес назначения и адрес источника. Он обрабатывается по кольцу и регенерируется каждой станцией. Каждая станция проверяет адрес пункта назначения и если находит, что кадр адресован другой станции, ретранслирует его соседней. Назначенный заранее получатель распознает свой собственный адрес, копирует сообщение в буфер, проверяет ошибки и заменяет 4 бита в последнем байте кадра для того, чтобы показать, что адрес опознан и кадр скопирован. Полезный пакет затем продолжает передаваться по кругу, пока не вернется к станции, с которой он послан. Узел, инициировавший передачу кадра, получив подтверждающий кадр, изымает его из кольца и передает маркер следующему узлу. Каждый узел следит за временем удержания маркера, которое обычно равно 10 мс. За это время узел может передать несколько кадров.

При первоначальном включении все станции начинают процедуру выбора активного узла, критерием которого является узел с максимальным значением МАС-адреса. В дальнейшем этот узел каждые 3 секунды генерирует специальный кадр своего присутствия и восстанавливает маркер в случае его утери. В случае отключения какого-либо узла от сети или пропадания питания на узле релейные схемы этого порта замыкают накоротко его передатчик (T) с приемником (R), обеспечивая неразрывность кольца.

Уровни

Кольцевая сеть с маркерным доступом использует те же самые два уровня, что и Ethernet. Уровень звена данных разделяется на два подуровня: управления логической связью (LLC - Logical Link Control) и управления средой доступа (MAC - Media Access Control). LLC здесь играет ту же роль, что и в Ethernet. Подуровень MAC несет ответственность за передачу маркера и операции резервирования. Он также ответственен за создание кадра и его доставку физическому уровню.