Fast Ethernet dan Gigabit Ethernet dipilih sebagai teknologi pembinaan rangkaian tempatan pejabat.
Ethernet (Ethernet, daripada Latin aether - ether) -- teknologi kelompok jaringan komputer.
Piawaian Ethernet menentukan sambungan berwayar Dan isyarat elektrik pada lapisan fizikal, format paket dan protokol kawalan akses media - di tahap pautan model OSI. Ethernet diterangkan terutamanya piawaian IEEE 802.3 kumpulan. Ethernet telah menjadi yang paling biasa teknologi LAN pada pertengahan 90-an abad yang lalu, menggantikan teknologi seperti Arcnet, FDDI dan Token ring.
Piawaian versi pertama (Ethernet v1.0 dan Ethernet v2.0) menunjukkan bahawa kabel sepaksi telah digunakan sebagai medium penghantaran; kemudian ia menjadi mungkin untuk menggunakan kabel pasangan berpintal dan kabel optik. Kaedah kawalan capaian - akses berbilang dengan pengesanan pembawa dan pengesanan perlanggaran, kadar pemindahan data 10 Mbit/s, saiz paket dari 72 hingga 1526 bait, kaedah pengekodan data diterangkan. Bilangan nod dalam satu segmen rangkaian kongsi dihadkan kepada maksimum 1024 stesen kerja (spesifikasi lapisan fizikal mungkin menetapkan sekatan yang lebih ketat, contohnya, tidak lebih daripada 30 stesen kerja boleh disambungkan kepada segmen sepaksi nipis, dan tidak lebih daripada 100 hingga segmen sepaksi yang tebal). Walau bagaimanapun, rangkaian yang dibina pada segmen kongsi tunggal menjadi tidak cekap lama sebelum had bilangan nod dicapai.
Pada tahun 1995, standard IEEE 802.3u Fast Ethernet telah diterima pakai pada 100 Mbps, dan kemudiannya standard IEEE 802.3z Gigabit Ethernet telah diterima pakai pada 1000 Mbps. Ia menjadi mungkin untuk bekerja dalam mod dupleks penuh.
Bergantung pada kadar pemindahan data dan medium penghantaran, terdapat beberapa pilihan teknologi. Tanpa mengira kaedah penghantaran, susunan protokol rangkaian dan program berfungsi sama dalam hampir semua varian.
Ethernet Pantas (100 Mbit/s) ()
100BASE-T -- Istilah umum untuk satu daripada tiga standard ethernet 100 Mbps yang menggunakan kabel pasangan terpiuh sebagai medium penghantaran data. Panjang segmen sehingga 200-250 meter. Termasuk 100BASE-TX, 100BASE-T4 dan 100BASE-T2.
100BASE-TX, IEEE 802.3u -- Pembangunan teknologi 10BASE-T, topologi bintang digunakan, kabel pasangan terpiuh kategori-5 digunakan, yang sebenarnya menggunakan 2 pasang konduktor, kadar pemindahan data maksimum ialah 100 Mbit/s .
100BASE-T4 -- 100 Mbps ethernet melalui kabel Cat-3. Semua 4 pasangan terlibat. Sekarang ia boleh dikatakan tidak digunakan. Penghantaran data berlaku dalam mod separuh dupleks.
100BASE-T2 -- Tidak digunakan. 100 Mbps ethernet melalui kabel kategori-3. 2 pasang sahaja digunakan. Mod penghantaran dupleks penuh disokong, apabila isyarat merambat ke arah yang bertentangan pada setiap pasangan. Kelajuan penghantaran dalam satu arah ialah 50 Mbit/s.
100BASE-FX -- 100 Mbps ethernet melalui kabel gentian optik. Panjang segmen maksimum 400 meter dalam mod separuh dupleks (untuk pengesanan perlanggaran terjamin) atau 2 kilometer dalam mod dupleks penuh melalui berbilang mod gentian optik dan sehingga 32 kilometer melalui mod tunggal.
Gigabit Ethernet
1000BASE-T, IEEE 802.3ab -- 1 Gbps Ethernet standard. Kabel pasangan terpiuh Kategori 5e atau kategori 6 digunakan. Kesemua 4 pasangan terlibat dalam penghantaran data. Kelajuan pemindahan data ialah 250 Mbit/s pada satu pasangan.
1000BASE-TX, -- 1 Gbps Ethernet standard hanya menggunakan kabel pasangan terpiuh Kategori 6. Hampir tidak digunakan.
1000Base-X ialah istilah umum untuk teknologi Gigabit Ethernet yang menggunakan kabel gentian optik sebagai medium penghantaran data, dan termasuk 1000BASE-SX, 1000BASE-LX dan 1000BASE-CX.
1000BASE-SX, IEEE 802.3z -- Teknologi Ethernet 1 Gbit/s, menggunakan gentian berbilang mod, julat penghantaran isyarat tanpa pengulang adalah sehingga 550 meter.
1000BASE-LX, IEEE 802.3z -- Teknologi Ethernet 1 Gbit/s, menggunakan gentian berbilang mod, julat penghantaran isyarat tanpa pengulang adalah sehingga 550 meter. Dioptimumkan untuk jarak jauh menggunakan gentian mod tunggal (sehingga 10 kilometer).
1000BASE-CX -- Teknologi Gigabit Ethernet untuk jarak dekat (sehingga 25 meter), menggunakan kabel kuprum khas (Shielded Twisted Pair (STP)) dengan impedans gelombang 150 Ohm. Digantikan dengan standard 1000BASE-T dan tidak lagi digunakan.
1000BASE-LH (Jarak Jauh) -- Teknologi Ethernet 1 Gbit/s, menggunakan kabel optik mod tunggal, julat penghantaran isyarat tanpa pengulang adalah sehingga 100 kilometer.
Hari ini teknologi VPN(Rangkaian Persendirian Maya) telah mendapat pengiktirafan sejagat dan mana-mana pentadbir menganggap tugasnya untuk mengatur saluran VPN untuk pekerja yang bekerja di luar pejabat
VPN ialah gabungan mesin individu atau rangkaian tempatan dalam rangkaian maya yang memastikan integriti dan keselamatan data yang dihantar. Ia mempunyai sifat yang berdedikasi rangkaian peribadi dan membolehkan anda memindahkan data antara dua komputer melalui rangkaian perantaraan (internetwork), seperti Internet.
VPN mempunyai beberapa kelebihan ekonomi berbanding kaedah lain akses jauh. Pertama, pengguna boleh mengakses rangkaian korporat tanpa membuat sambungan dial-up kepadanya, sekali gus menghapuskan keperluan untuk menggunakan modem. Kedua, anda boleh melakukannya tanpa garis khusus.
Mempunyai akses kepada Internet, mana-mana pengguna boleh menyambung dengan mudah ke rangkaian pejabat syarikat mereka. Perlu diingatkan bahawa ketersediaan data awam sama sekali tidak bermakna ia tidak selamat. Sistem keselamatan VPN ialah perisai yang melindungi segala-galanya maklumat korporat daripada akses tanpa kebenaran. Pertama sekali, maklumat dihantar dalam bentuk yang disulitkan. Hanya pemilik kunci penyulitan boleh membaca data yang diterima. Algoritma penyulitan yang paling biasa digunakan ialah Triple DES, yang menyediakan penyulitan tiga kali ganda (168 bit) menggunakan tiga kekunci berbeza.
Pengesahan melibatkan pengesahan integriti data dan mengenal pasti pengguna yang terlibat dalam VPN. Yang pertama menjamin bahawa data sampai kepada penerima dengan tepat dalam bentuk di mana ia dihantar. Algoritma semakan integriti data yang paling popular ialah MD5 dan SHA1. Seterusnya, sistem menyemak sama ada data telah ditukar semasa bergerak merentasi rangkaian, secara tidak sengaja atau berniat jahat. Oleh itu, membina VPN melibatkan penciptaan terowong yang dilindungi daripada akses tanpa kebenaran antara beberapa rangkaian tempatan atau pengguna jauh.
Untuk membina VPN, anda mesti mempunyai program penyulitan dan penyahsulitan keluar di kedua-dua hujung talian komunikasi trafik masuk. Mereka boleh berjalan pada peranti perkakasan khusus dan pada PC dengan sistem pengendalian seperti Windows, Linux atau NetWare.
Kawalan akses, pengesahan dan penyulitan - elemen penting sambungan selamat.
Asas Terowong
Terowong, atau enkapsulasi, ialah kaedah menghantar maklumat berguna melalui rangkaian perantaraan. Maklumat ini mungkin bingkai (atau paket) protokol lain. Dengan enkapsulasi, bingkai tidak dihantar dalam bentuk yang dijana oleh nod penghantaran, tetapi disediakan dengan pengepala tambahan yang mengandungi maklumat penghalaan yang membolehkan paket terkapsul melalui rangkaian perantaraan (Internet). Di hujung terowong, bingkai dinyahkapsul dan dihantar kepada penerima.
Proses ini (termasuk enkapsulasi dan penghantaran paket) adalah terowong. Laluan logik untuk paket berkapsul untuk bergerak melalui rangkaian transit dipanggil terowong.
VPN berfungsi berdasarkan PPP (Point-to-Point Protocol). Protokol PPP direka untuk menghantar data melalui talian telefon dan sambungan titik ke titik khusus. PPP merangkumkan paket IP, IPX dan NetBIOS bingkai PPP dan menghantarnya melalui saluran titik ke titik. PPP boleh digunakan oleh penghala yang disambungkan oleh litar khusus, atau oleh pelanggan dan pelayan RAS yang disambungkan melalui sambungan dail.
Komponen utama PPP:
Enkapsulasi - menyediakan pemultipleksan beberapa protokol pengangkutan ke atas satu saluran;
LCP - Protokol PPP mentakrifkan LCP yang fleksibel untuk memasang, mengkonfigurasi dan menguji saluran komunikasi. LCP merundingkan format enkapsulasi, saiz paket, tetapan sambungan dan parameter teardown, dan parameter pengesahan. PAP, CHAP, dsb. boleh digunakan sebagai protokol pengesahan;
Protokol pengurusan rangkaian - menyediakan parameter konfigurasi khusus untuk protokol pengangkutan yang sepadan. Sebagai contoh, IPCP ialah protokol kawalan IP.
Untuk membentuk Terowong VPN PPTP, L2TP, IPsec, protokol IP-IP digunakan.
Protokol PPTP - membolehkan anda merangkum trafik IP, IPX dan NetBEUI dalam pengepala IP untuk penghantaran melalui rangkaian IP, seperti Internet.
Protokol L2TP - membolehkan anda menyulitkan dan menghantar trafik IP menggunakan mana-mana protokol yang menyokong mod penghantaran datagram titik ke titik. Contohnya, ini termasuk Protokol Internet, geganti bingkai dan mod pemindahan tak segerak (ATM).
IPsec membenarkan muatan IP disulitkan dan dikapsulkan ke dalam pengepala IP untuk penghantaran melalui rangkaian IP.
Protokol IP-IP - Datagram IP dikapsulkan menggunakan pengepala IP tambahan. Tujuan utama IP-IP adalah untuk menyalurkan trafik multicast di bahagian rangkaian yang tidak menyokong penghalaan multicast.
Untuk pelaksanaan teknikal VPN, sebagai tambahan kepada peralatan rangkaian standard, anda memerlukan gerbang VPN, yang melaksanakan semua fungsi membentuk terowong, melindungi maklumat, mengawal trafik dan fungsi pengurusan yang sering terpusat.
Protokol TCP akan digunakan sebagai protokol lapisan pengangkutan.
Protokol TCP berkomunikasi di satu pihak dengan pengguna atau program aplikasi, dan di pihak yang lain dengan protokol peringkat rendah seperti protokol Internet.
Antara muka antara proses aplikasi dan protokol terdiri daripada satu set panggilan yang serupa dengan panggilan sistem operasi, disediakan kepada proses permohonan untuk pengurusan fail. Sebagai contoh, dalam kes ini terdapat panggilan untuk membuka dan menutup sambungan, dan untuk menghantar dan menerima data pada sambungan yang telah ditetapkan.
Antara muka antara TCP dan protokol lapisan bawah adalah kurang dinyatakan, kecuali mesti ada beberapa mekanisme yang membolehkan kedua-dua lapisan berkomunikasi antara satu sama lain secara tidak segerak. Ia biasanya dipercayai bahawa protokol lapisan bawah menentukan antara muka ini. Protokol TCP direka bentuk untuk berfungsi merentasi pelbagai jenis persekitaran kerja internet. Protokol TCP mampu menghantar aliran berterusan oktet antara pelanggannya dalam kedua-dua arah, membungkus beberapa oktet ke dalam segmen untuk penghantaran melalui sistem Internet. Secara umum, TCP memutuskan mengikut budi bicaranya bila hendak menyekat dan menghantar data.
Protokol TCP melindungi daripada kerosakan data, kehilangan, pertindihan dan penerimaan yang tidak teratur yang disebabkan oleh sistem perhubungan Internet. Ini dicapai dengan memberikan nombor berturut-turut kepada setiap oktet yang dihantar, serta memerlukan pengakuan (ACK) daripada program TCP menerima data. Kerosakan direkodkan dengan menambah pada setiap segmen yang dihantar checksum, menyemaknya selepas penerimaan dan penghapusan seterusnya segmen yang rosak.
Untuk membenarkan banyak proses digunakan secara serentak pada satu komputer keupayaan komunikasi Lapisan TCP, TCP menyediakan satu set alamat atau port pada setiap komputer hos. Bersama-sama dengan alamat rangkaian dan komputer hos di peringkat komunikasi Internet, mereka membentuk soket.
Setiap sambungan dikenal pasti secara unik oleh sepasang soket. Oleh itu, sebarang soket boleh digunakan dalam banyak sambungan pada masa yang sama.
Penetapan port dan proses dijalankan secara bebas oleh setiap komputer hos. Walau bagaimanapun, ternyata berguna untuk mengaitkan proses yang kerap digunakan (seperti "pembalak" atau perkhidmatan perkongsian masa) dengan soket tetap dan didokumenkan.
Perkhidmatan ini kemudiannya boleh digunakan melalui alamat yang diketahui. Menetapkan dan mengkonfigurasi alamat port untuk proses lain mungkin melibatkan mekanisme yang lebih dinamik.
Kawalan aliran dan mekanisme kesahan yang diterangkan di atas memerlukan program tersebut protokol TCP memulakan dan mengekalkan maklumat keadaan tertentu untuk setiap aliran data. Satu set maklumat sedemikian, termasuk soket, nombor baris gilir, saiz tetingkap, dipanggil sambungan. Setiap sambungan dikenal pasti secara unik oleh sepasang soket pada kedua-dua hujungnya.
Jika dua proses ingin bertukar maklumat, atur cara TCP yang sepadan mesti mewujudkan sambungan dahulu (memulakan maklumat status pada setiap sisi). Setelah pertukaran maklumat selesai, sambungan mesti ditamatkan atau ditutup untuk membebaskan sumber untuk dikongsi dengan pengguna lain.
Ethernet ([ˈiːθərˌnɛt] daripada bahasa Inggeris ether [ˈiːθər] "ether") ialah teknologi penghantaran data paket terutamanya untuk rangkaian komputer tempatan.
Piawaian Ethernet mentakrifkan sambungan wayar dan isyarat elektrik pada lapisan fizikal, format bingkai dan protokol kawalan akses media pada lapisan pautan data model OSI. Ethernet diterangkan terutamanya oleh piawaian Kumpulan IEEE 802.3. Ethernet menjadi teknologi LAN yang paling biasa pada pertengahan 1990-an, menggantikan teknologi lapuk seperti Arcnet, FDDI dan Token ring.
Format bingkai Ethernet II yang paling biasa
Ethernet 10 Mbit/s
§ 10BASE5, IEEE 802.3 (juga dipanggil "Thick Ethernet") - pembangunan awal teknologi dengan kadar pemindahan data 10 Mbps. Mengikut piawaian awal IEEE, ia menggunakan kabel sepaksi 50 ohm (RG-8), dengan panjang segmen maksimum 500 meter.
§ 10BASE2, IEEE 802.3a (dipanggil "Thin Ethernet") - menggunakan kabel RG-58, dengan panjang segmen maksimum 185 meter, komputer disambungkan antara satu sama lain, penyambung T diperlukan untuk menyambungkan kabel ke kad rangkaian , dan mesti ada BNC pada penyambung kabel. Memerlukan terminator pada setiap hujung. Selama bertahun-tahun piawaian ini adalah yang utama untuk teknologi Ethernet.
§ StarLAN 10 - Pembangunan pertama menggunakan kabel pasangan terpiuh untuk menghantar data pada kelajuan 10 Mbit/s. Kemudian ia berkembang menjadi standard 10BASE-T.
Walaupun fakta bahawa secara teorinya adalah mungkin untuk menyambungkan lebih daripada dua peranti yang beroperasi dalam satu kabel pasangan terpintal (segmen), mod simplex, skim sedemikian tidak pernah digunakan untuk Ethernet, tidak seperti bekerja dengan kabel sepaksi. Oleh itu, semua rangkaian pasangan terpiuh menggunakan topologi bintang, manakala rangkaian kabel sepaksi menggunakan topologi bas. Penamat untuk bekerja di atas kabel pasangan terpiuh dibina ke dalam setiap peranti, dan tidak perlu menggunakan penamat luaran tambahan dalam talian.
§ 10BASE-T, IEEE 802.3i - 4 wayar kabel pasangan terpiuh (dua pasangan terpiuh) kategori-3 atau kategori-5 digunakan untuk penghantaran data. Panjang segmen maksimum ialah 100 meter.
§ FOIRL - (akronim untuk pautan antara pengulang gentian optik). Standard asas untuk teknologi Ethernet, menggunakan kabel optik untuk penghantaran data. Jarak penghantaran data maksimum tanpa pengulang ialah 1 km.
§ 10BASE-F, IEEE 802.3j - Istilah asas untuk keluarga standard ethernet 10 Mbit/s menggunakan kabel optik pada jarak sehingga 2 kilometer: 10BASE-FL, 10BASE-FB dan 10BASE-FP. Daripada perkara di atas, hanya 10BASE-FL telah tersebar luas.
§ 10BASE-FL (Fiber Link) - Versi standard FOIRL yang dipertingkat. Penambahbaikan melibatkan peningkatan panjang segmen kepada 2 km.
§ 10BASE-FB (Fiber Backbone) - Pada masa ini standard yang tidak digunakan, bertujuan untuk menggabungkan pengulang ke dalam tulang belakang.
§ 10BASE-FP (Fiber Passive) - Topologi bintang pasif di mana pengulang tidak diperlukan - tidak pernah digunakan.
Ethernet Pantas (Ethernet Pantas, 100 Mbit/s)
§ 100BASE-T ialah istilah umum untuk piawaian yang menggunakan kabel pasangan terpiuh sebagai medium penghantaran data. Panjang segmen sehingga 100 meter. Termasuk piawaian 100BASE-TX, 100BASE-T4 dan 100BASE-T2.
§ 100BASE-TX, IEEE 802.3u - pembangunan standard 10BASE-T untuk digunakan dalam rangkaian topologi bintang. Kabel pasangan terpiuh Kategori 5 digunakan, sebenarnya hanya dua pasang konduktor tanpa pelindung digunakan, penghantaran data dupleks disokong, jarak sehingga 100 m.
§ 100BASE-T4 - standard yang menggunakan kabel pasangan terpiuh kategori 3. Keempat-empat pasang konduktor digunakan, penghantaran data berlaku dalam separuh dupleks. Praktikal tidak digunakan.
§ 100BASE-T2 ialah standard yang menggunakan kabel pasangan terpiuh Kategori 3. Hanya dua pasang konduktor digunakan. Dupleks penuh disokong, dengan isyarat bergerak dalam arah bertentangan pada setiap pasangan. Kelajuan penghantaran dalam satu arah ialah 50 Mbit/s. Praktikal tidak digunakan.
§ 100BASE-SX ialah standard menggunakan gentian berbilang mod. Panjang segmen maksimum ialah 400 meter dalam separuh dupleks (untuk pengesanan perlanggaran terjamin) atau 2 kilometer dalam dupleks penuh.
§ 100BASE-FX - standard menggunakan gentian mod tunggal. Panjang maksimum dihadkan hanya oleh jumlah pengecilan dalam kabel optik dan kuasa pemancar, mengikut bahan yang berbeza dari 2 hingga 10 kilometer.
§ 100BASE-FX WDM ialah standard menggunakan gentian mod tunggal. Panjang maksimum dihadkan hanya oleh jumlah pengecilan dalam kabel gentian optik dan kuasa pemancar. Antara muka datang dalam dua jenis, berbeza dalam panjang gelombang pemancar dan ditandakan sama ada dengan nombor (panjang gelombang) atau dengan satu huruf latin A(1310) atau B(1550). Hanya antara muka berpasangan boleh beroperasi secara berpasangan: pada satu sisi terdapat pemancar pada 1310 nm, dan pada sebelah lagi pada 1550 nm.
Gigabit Ethernet(Gigabit Ethernet, 1 Gbit/s)
§ 1000BASE-T, IEEE 802.3ab - standard menggunakan kabel pasangan terpiuh Kategori 5e. 4 pasangan terlibat dalam penghantaran data. Kelajuan pemindahan data - 250 Mbit/s lebih daripada satu pasangan. Kaedah pengekodan PAM5 digunakan, frekuensi asas ialah 62.5 MHz. Jarak sehingga 100 meter
§ 1000BASE-TX telah dicipta oleh Persatuan Industri Telekomunikasi (TIA) dan diterbitkan pada Mac 2001 sebagai “Spesifikasi Lapisan Fizikal untuk 1000 Mb/s Duplex Ethernet (1000BASE-TX) Kategori 6 Sistem Pengkabelan Seimbang (ANSI/TIA/ EIA-854). -2001) (Bahasa Inggeris: “Spesifikasi Ethernet Dupleks Penuh untuk 1000 Mbit/s (1000BASE-TX) Beroperasi Pada Kategori 6 Balanced Twisted-Pair Cabling (ANSI/TIA/EIA-854-2001)”). Piawaian menggunakan transceiver berasingan (satu pasangan dalam setiap arah), yang memudahkan reka bentuk peranti transceiver dengan ketara. Satu lagi perbezaan ketara 1000BASE-TX ialah ketiadaan gangguan digital dan litar pampasan hingar kembali, akibatnya kerumitan, penggunaan kuasa dan harga pemproses menjadi lebih rendah daripada pemproses standard 1000BASE-T. Tetapi, sebagai akibatnya, untuk operasi yang stabil Teknologi ini memerlukan sistem kabel berkualiti tinggi, jadi 1000BASE-TX hanya boleh menggunakan kabel Kategori 6. Hampir tiada produk dibuat berdasarkan piawaian ini, walaupun 1000BASE-TX menggunakan protokol yang lebih mudah daripada piawai 1000BASE-T dan oleh itu boleh menggunakan elektronik yang lebih ringkas.
§ 1000BASE-X ialah istilah umum untuk standard dengan pemancar GBIC atau SFP yang boleh dipasang.
§ 1000BASE-SX, IEEE 802.3z - standard menggunakan gentian berbilang mod. Julat penghantaran isyarat tanpa pengulang adalah sehingga 550 meter.
§ 1000BASE-LX, IEEE 802.3z - standard menggunakan gentian mod tunggal. Julat isyarat tanpa pengulang bergantung hanya pada jenis transceiver yang digunakan dan, sebagai peraturan, berkisar antara 5 hingga 50 kilometer.
§ 1000BASE-CX - standard untuk jarak pendek (sehingga 25 meter), menggunakan kabel berkembar paksi dengan impedans ciri 75 Ohm (setiap dua pandu gelombang). Digantikan dengan standard 1000BASE-T dan tidak lagi digunakan.
§ 1000BASE-LH (Jarak Jauh) - standard menggunakan gentian mod tunggal. Julat isyarat tanpa pengulang adalah sehingga 100 kilometer.
Cincin Token.
Token Ring - teknologi tempatan rangkaian komputer(LAN) berdering dengan "akses token" - protokol rangkaian tempatan yang terletak pada lapisan pautan data (DLL) model OSI. Ia menggunakan bingkai tiga bait khas yang dipanggil penanda yang bergerak di sekeliling cincin. Pemilikan penanda memberi pemilik hak untuk menghantar maklumat pada medium. Kakitangan rangkaian cincin dengan akses penanda bergerak dalam kitaran.
Stesen pada rangkaian kawasan setempat (LAN) Token cincin disusun secara logik ke dalam topologi cincin dengan data dihantar secara berurutan dari satu stesen gelang ke stesen gelang yang lain dengan token kawalan yang beredar di sekitar gelang capaian kawalan. Mekanisme lulus token ini dikongsi oleh ARCNET, bas token dan FDDI, dan mempunyai kelebihan teori berbanding CSMA/CD Ethernet stokastik.
Token Ring dan IEEE 802.5 adalah contoh utama rangkaian lulus token. Rangkaian penghantaran token menggerakkan blok kecil data yang dipanggil token di sepanjang rangkaian. Pemilikan token ini menjamin hak untuk dipindahkan. Jika nod yang menerima token tidak mempunyai maklumat untuk dihantar, ia hanya memajukan token ke titik akhir seterusnya. Setiap stesen boleh memegang penanda untuk masa maksimum tertentu (lalai - 10 ms).
Teknologi ini menawarkan penyelesaian kepada masalah perlanggaran yang timbul apabila mengendalikan rangkaian tempatan. Dalam teknologi Ethernet, perlanggaran sedemikian berlaku apabila maklumat dihantar serentak oleh beberapa stesen kerja yang terletak dalam segmen yang sama, iaitu, menggunakan saluran data fizikal biasa.
Jika stesen yang memiliki token mempunyai maklumat untuk dihantar, ia menangkap token, menukar sedikit daripadanya (mengakibatkan token menjadi urutan "permulaan blok data"), melengkapkannya dengan maklumat yang ingin dihantar dan menghantar maklumat itu ke rangkaian gelang stesen seterusnya. Apabila sekatan maklumat beredar di sekeliling gelanggang, tiada token pada rangkaian (melainkan gelang memberikan pelepasan token awal), jadi stesen lain yang ingin menghantar maklumat terpaksa menunggu. Oleh itu, dalam Rangkaian token Cincin tidak boleh berlanggar. Jika pelepasan token awal dipastikan, maka token baharu boleh dikeluarkan selepas penghantaran blok data selesai.
Blok maklumat beredar di sekeliling gelang sehingga ia sampai ke stesen destinasi yang dimaksudkan, yang menyalin maklumat untuk pemprosesan selanjutnya. Blok maklumat terus beredar di sekitar gelanggang; ia dipadamkan secara kekal selepas sampai ke stesen yang menghantar blok itu. Stesen penghantar boleh menyemak blok yang dikembalikan untuk memastikan ia dilihat dan kemudian disalin oleh stesen destinasi.
FDDI (Antara Muka Data Teragih Gentian) ialah piawaian untuk penghantaran data dalam rangkaian tempatan yang menjangkau jarak sehingga 200 kilometer. Piawaian adalah berdasarkan protokol Token Ring. Di samping kawasannya yang luas, rangkaian FDDI mampu menyokong beberapa ribu pengguna.
Adalah disyorkan untuk menggunakan kabel gentian optik sebagai medium penghantaran data untuk FDDI, tetapi kabel kuprum juga boleh digunakan, dalam hal ini singkatan CDDI (Antara Muka Data Teragih Tembaga) digunakan. Topologi adalah skema cincin berganda, dengan data beredar dalam cincin dalam arah yang berbeza. Satu cincin dianggap sebagai yang utama, maklumat dihantar melaluinya dalam keadaan biasa; yang kedua adalah tambahan; data dihantar melaluinya sekiranya berlaku pemecahan pada cincin pertama. Untuk mengawal keadaan cincin, token rangkaian digunakan, seperti dalam teknologi Token Ring.
Oleh kerana pertindihan sedemikian meningkatkan kebolehpercayaan sistem, piawaian ini berjaya digunakan dalam terusan utama komunikasi.
32. Mekanisme CSMA/CD
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - berbilang akses dengan carrier sensing dan pengesanan perlanggaran) - teknologi (802.3) berbilang capaian kepada medium penghantaran biasa dalam rangkaian komputer tempatan dengan kawalan perlanggaran. CSMA/CD merujuk kepada kaedah rawak terdesentralisasi (lebih tepat, kuasi rawak). Ia digunakan dalam kedua-dua rangkaian Ethernet konvensional dan dalam rangkaian berkelajuan tinggi(Ethernet Pantas, Gigabit Ethernet).
Jika semasa penghantaran bingkai stesen kerja mengesan isyarat lain yang menduduki medium penghantaran, ia menghentikan penghantaran, menghantar isyarat jem dan menunggu masa rawak (dikenali sebagai "kelewatan mundur" dan didapati menggunakan algoritma mundur eksponen binari terpotong) sebelum menghantar bingkai semula.
Pengesanan perlanggaran digunakan untuk meningkatkan prestasi CSMA dengan menggugurkan penghantaran serta-merta selepas perlanggaran dikesan dan mengurangkan kemungkinan perlanggaran kedua semasa penghantaran semula.
Kaedah pengesanan perlanggaran bergantung pada peralatan yang digunakan, tetapi pada bas elektrik seperti Ethernet, perlanggaran boleh dikesan dengan membandingkan maklumat yang dihantar dan diterima. Jika ia berbeza, maka penghantaran lain bertindih dengan yang semasa (perlanggaran telah berlaku) dan penghantaran terganggu serta-merta. Isyarat jem dihantar, yang menyebabkan kelewatan dalam penghantaran semua pemancar dihidupkan selang sewenang-wenangnya masa, mengurangkan kemungkinan perlanggaran semasa percubaan semula.
Ethernet ialah contoh klasik protokol CSMA/CD.
Maklumat berkaitan.
Gigabit Ethernet
Kini terdapat banyak perbincangan tentang hakikat bahawa sudah tiba masanya untuk beralih secara besar-besaran kepada kelajuan gigabit apabila menyambungkan pengguna akhir rangkaian tempatan, dan persoalan sekali lagi dibangkitkan mengenai justifikasi dan progresif penyelesaian "serat ke tempat kerja", " serabut ke rumah”, dsb. Dalam hal ini, artikel ini, yang menerangkan piawaian bukan sahaja untuk tembaga, tetapi terutamanya untuk antara muka GigE gentian optik, akan menjadi agak sesuai dan tepat pada masanya.
Seni bina Gigabit Ethernet
Rajah 1 menunjukkan struktur lapisan Gigabit Ethernet. Seperti dalam standard Fast Ethernet, dalam Gigabit Ethernet tidak ada skema pengekodan isyarat universal yang sesuai untuk semua antara muka fizikal - jadi, dalam satu pihak, pengekodan 8B/10B digunakan untuk piawaian 1000Base-LX/SX/CX, dan sebaliknya Sebaliknya, standard 1000Base-T menggunakan kod talian lanjutan khas TX/T2. Fungsi pengekodan dilakukan oleh sublapisan pengekodan PCS yang terletak di bawah antara muka GMII bebas sederhana.
nasi. 1. Struktur lapisan standard Gigabit Ethernet, antara muka GII dan transceiver Gigabit Ethernet
antara muka GMII. GMII (Gigabit Media Independent Interface) menyediakan interaksi antara lapisan MAC dan lapisan fizikal. Antara muka GMII ialah lanjutan antara muka MII dan boleh menyokong kelajuan 10, 100 dan 1000 Mbps. Ia mempunyai penerima dan pemancar 8-bit yang berasingan, dan boleh menyokong kedua-dua mod separuh dupleks dan dupleks penuh. Di samping itu, antara muka GMII membawa satu isyarat yang menyediakan penyegerakan (isyarat jam), dan dua isyarat status talian - yang pertama (dalam keadaan ON) menunjukkan kehadiran pembawa, dan yang kedua (dalam keadaan ON) menunjukkan ketiadaan perlanggaran - dan beberapa saluran isyarat dan pemakanan lain. Modul transceiver yang merangkumi lapisan fizikal dan menyediakan salah satu antara muka yang bergantung kepada media fizikal boleh menyambung, sebagai contoh, kepada suis Gigabit Ethernet melalui antara muka GMII.
Sublapisan pengekodan fizikal PCS. Apabila menyambungkan antara muka kumpulan 1000Base-X, sublapisan PCS menggunakan pengekodan redundansi blok 8B10B, yang dipinjam daripada standard ANSI X3T11 Saluran Fiber. Sama seperti standard FDDI yang dibincangkan, hanya berdasarkan jadual kod yang lebih kompleks, setiap 8 bit input bertujuan untuk penghantaran ke nod jauh ditukar kepada simbol 10-bit (kumpulan kod). Selain itu, aliran bersiri keluaran mengandungi aksara kawalan 10-bit khas. Contoh aksara kawalan ialah yang digunakan untuk sambungan media (membuatkan bingkai Gigabit Ethernet kepada saiz minimum 512 bait). Apabila menyambungkan antara muka 1000Base-T, sublapisan PCS melakukan pengekodan kalis hingar khas untuk memastikan penghantaran melalui kabel pasangan terpiuh UTP Cat.5 pada jarak sehingga 100 meter - kod talian TX/T2 yang dibangunkan oleh Level One Communications.
Dua isyarat status talian, isyarat kehadiran pembawa dan isyarat ketiadaan perlanggaran, dijana oleh sublapisan ini.
Subperingkat PMA dan PMD. Lapisan fizikal Gigabit Ethernet menggunakan beberapa antara muka, termasuk kabel pasangan terpiuh tradisional Kategori 5 serta gentian berbilang mod dan mod tunggal. Sublapisan PMA menukar strim aksara selari daripada PCS kepada strim bersiri, dan juga melakukan penukaran terbalik (parallelization) aliran bersiri masuk daripada PMD. Sublapisan PMD mentakrifkan ciri optik/elektrik bagi isyarat fizikal untuk media yang berbeza. Secara keseluruhan, 4 jenis antara muka fizikal persekitaran yang berbeza ditakrifkan, yang ditunjukkan dalam spesifikasi standard 802.3z (1000Base-X) dan 802.3ab (1000Base-T) (Rajah 2).
nasi. 2. Antara muka fizikal Gigabit Ethernet
Antara muka 1000Base-X
Antara muka 1000Base-X adalah berdasarkan standard lapisan fizikal Fiber Channel. Saluran Fiber ialah teknologi untuk menyambung stesen kerja, superkomputer, peranti storan dan nod persisian. Saluran Fiber mempunyai 4 seni bina berlapis. Dua lapisan bawah FC-0 (antara muka dan media) dan FC-1 (pengekodan/penyahkodan) telah dialihkan ke Gigabit Ethernet. Memandangkan Fiber Channel ialah teknologi yang diluluskan, porting ini telah mengurangkan masa pembangunan untuk standard Gigabit Ethernet yang asal.
Kod blok 8B/10B adalah serupa dengan kod 4B/5B yang diterima pakai dalam standard FDDI. Walau bagaimanapun, kod 4B/5B telah ditolak dalam Fiber Channel kerana kod tersebut tidak memberikan keseimbangan DC. Kekurangan keseimbangan berpotensi menyebabkan pemanasan bergantung kepada data diod laser, kerana pemancar boleh menghantar lebih banyak "1" (pelepasan) bit daripada "0" (tiada pelepasan), yang boleh menyebabkan ralat tambahan apabila kelajuan tinggi pemindahan.
1000Base-X dibahagikan kepada tiga antara muka fizikal, ciri-ciri utamanya diberikan di bawah:
Antara muka 1000Base-SX mentakrifkan laser dengan panjang sinaran yang boleh diterima dalam julat 770-860 nm, kuasa sinaran pemancar antara -10 hingga 0 dBm, dengan nisbah ON/OFF (isyarat / tiada isyarat) sekurang-kurangnya 9 dB. Kepekaan penerima -17 dBm, ketepuan penerima 0 dBm;
Antara muka 1000Base-LX mentakrifkan laser dengan panjang sinaran yang boleh diterima dalam julat 1270-1355 nm, kuasa sinaran pemancar antara -13.5 hingga -3 dBm, dengan nisbah ON/OFF (ada isyarat / tiada isyarat) pada sekurang-kurangnya 9 dB. Kepekaan penerima -19 dBm, ketepuan penerima -3 dBm;
Kabel pasangan terpiuh terlindung 1000Base-CX (STP "twinax") pada jarak dekat.
Sebagai rujukan, Jadual 1 menunjukkan ciri-ciri utama modul transceiver optik yang dihasilkan oleh syarikat Hewlett Packard untuk antara muka standard 1000Base-SX (model HFBR-5305, =850 nm) dan 1000Base-LX (model HFCT-5305, =1300 nm).
Jadual 1. Spesifikasi Transceiver optik Gigabit Ethernet
Jarak yang disokong untuk piawaian 1000Base-X ditunjukkan dalam Jadual 2.
Jadual 2. Ciri teknikal transceiver optik Gigabit Ethernet
Apabila mengekod kadar bit 8B/10B masuk talian optik ialah 1250 bps. Ini bermakna lebar jalur bagi panjang kabel yang dibenarkan mestilah melebihi 625 MHz. Dari meja 2 menunjukkan bahawa kriteria ini dipenuhi untuk baris 2-6. Oleh kerana kelajuan penghantaran Gigabit Ethernet yang tinggi, anda harus berhati-hati apabila membina segmen yang panjang. Sudah tentu, keutamaan diberikan kepada gentian mod tunggal. Dalam kes ini, ciri-ciri transceiver optik boleh menjadi lebih tinggi dengan ketara. Sebagai contoh, NBase menghasilkan suis dengan port Gigabit Ethernet yang menyediakan jarak sehingga 40 km ke atas gentian mod tunggal tanpa geganti (menggunakan laser DFB spektrum sempit yang beroperasi pada panjang gelombang 1550 nm).
Ciri-ciri menggunakan gentian berbilang mod
Terdapat sejumlah besar rangkaian korporat di dunia berdasarkan kabel gentian optik berbilang mod, dengan gentian 62.5/125 dan 50/125. Oleh itu, adalah wajar bahawa walaupun pada peringkat pembentukan standard Gigabit Ethernet, tugas timbul untuk menyesuaikan teknologi ini untuk digunakan dalam pelbagai mod sedia ada. sistem kabel. Semasa penyelidikan untuk membangunkan spesifikasi 1000Base-SX dan 1000Base-LX, satu anomali yang sangat menarik telah dikenal pasti dikaitkan dengan penggunaan pemancar laser bersama dengan gentian berbilang mod.
Gentian berbilang mod direka untuk perkongsian dengan diod pemancar cahaya (spektrum pelepasan 30-50 ns). Sinaran tidak koheren daripada LED tersebut memasuki gentian di seluruh kawasan teras pembawa cahaya. Akibatnya, sebilangan besar kumpulan mod teruja dalam gentian. Isyarat penyebaran sesuai dengan penerangan dari segi penyebaran antara mod. Kecekapan menggunakan LED tersebut sebagai pemancar dalam piawaian Gigabit Ethernet adalah rendah, kerana sangat berfrekuensi tinggi modulasi - kelajuan aliran bit dalam talian optik ialah 1250 Mbaud, dan tempoh satu nadi ialah 0.8 ns. Kelajuan maksimum, apabila LED masih digunakan untuk menghantar isyarat melalui gentian berbilang mod, ialah 622.08 Mbit/s (STM-4, dengan mengambil kira redundansi kod 8B/10B, kadar bit dalam talian optik ialah 777.6 Mbaud) . Oleh itu, Gigabit Ethernet menjadi standard pertama yang mengawal selia penggunaan pemancar optik laser bersama dengan gentian berbilang mod. Kawasan input sinaran ke dalam gentian daripada laser adalah jauh lebih kecil daripada saiz teras gentian berbilang mod. Fakta ini dengan sendirinya tidak membawa kepada masalah. Pada masa yang sama, dalam proses teknologi pengeluaran gentian multimod komersial standard, kehadiran beberapa kecacatan (penyimpangan dalam had yang boleh diterima) yang tidak kritikal dalam penggunaan gentian tradisional dibenarkan, paling tertumpu berhampiran paksi teras gentian. . Walaupun gentian multimod sedemikian memenuhi sepenuhnya keperluan standard, cahaya koheren daripada laser yang dimasukkan ke dalam pusat gentian sedemikian, melalui kawasan ketidakhomogenan indeks biasan, mampu membelah kepada sebilangan kecil mod, yang kemudian merambat bersama. gentian di sepanjang laluan optik yang berbeza dan pada kelajuan yang berbeza. Fenomena ini dikenali sebagai lengah mod pembezaan DMD. Akibatnya, peralihan fasa muncul di antara mod, membawa kepada gangguan yang tidak diingini pada bahagian penerima dan peningkatan ketara dalam bilangan ralat (Rajah 3a). Ambil perhatian bahawa kesannya hanya muncul di bawah gabungan serentak beberapa keadaan: gentian yang kurang berjaya, pemancar laser yang kurang berjaya (sudah tentu, memenuhi piawaian) dan input radiasi yang kurang berjaya ke dalam gentian. Dari segi fizikal, kesan DMD adalah disebabkan oleh fakta bahawa tenaga daripada sumber yang koheren diagihkan secara dalaman nombor besar mod, manakala sumber yang tidak koheren secara seragam mengujakan sejumlah besar mod. Penyelidikan menunjukkan bahawa kesannya lebih kuat apabila menggunakan laser panjang gelombang panjang (tetingkap ketelusan 1300 nm).
Rajah.3. Penyebaran sinaran koheren dalam gentian berbilang mod: a) Manifestasi kesan kelewatan mod pembezaan (DMD) dengan input paksi sinaran; b) Input luar paksi sinaran koheren ke dalam gentian berbilang mod.
Dalam kes yang paling teruk, anomali ini boleh membawa kepada pengurangan panjang segmen maksimum berdasarkan FOC berbilang mod. Memandangkan standard mesti memberikan jaminan prestasi 100%, panjang segmen maksimum mesti dikawal dengan mengambil kira kemungkinan berlakunya kesan DMD.
Antara muka 1000Base-LX. Untuk mengekalkan jarak yang lebih jauh dan mengelakkan ketidakpastian tingkah laku pautan Gigabit Ethernet akibat anomali, adalah dicadangkan untuk menyuntik sinaran ke bahagian bukan tengah teras gentian berbilang mod. Disebabkan oleh perbezaan apertur, sinaran berjaya diagihkan secara sama rata ke seluruh teras gentian, sangat melemahkan kesannya, walaupun panjang maksimum segmen kekal terhad selepas itu (Jadual 2). Kord optik mod tunggal suai MCP (tali tampalan penyaman mod) telah dibangunkan khas, di mana salah satu penyambung (iaitu yang dirancang untuk disambungkan dengan gentian berbilang mod) mempunyai sedikit offset dari paksi teras gentian. . Kord optik di mana satu penyambung ialah Dupleks SC dengan teras offset, dan satu lagi ialah Dupleks SC biasa, boleh dipanggil seperti berikut: MCP Dupleks SC - Dupleks SC. Sudah tentu, kord sedemikian tidak sesuai untuk digunakan dalam rangkaian tradisional, contohnya Fast Ethernet, kerana kehilangan sisipan yang tinggi pada antara muka dengan MCP Duplex SC. MCP peralihan boleh menjadi gabungan gentian mod tunggal dan multimod dan mengandungi unsur bias gentian kepada gentian di dalamnya. Kemudian hujung mod tunggal disambungkan ke pemancar laser. Bagi penerima, kord tampalan multimod standard boleh disambungkan kepadanya. Penggunaan kord penyesuai MCP membolehkan sinaran dimasukkan ke dalam gentian berbilang mod melalui kawasan yang dialihkan sebanyak 10-15 µm dari paksi (Rajah 3b). Oleh itu, masih ada kemungkinan untuk menggunakan port antara muka 1000Base-LX dengan gentian optik mod tunggal, kerana input sinaran di sana akan dijalankan dengan ketat di tengah teras gentian.
Antara muka 1000Base-SX. Memandangkan antara muka 1000Base-SX diseragamkan hanya untuk digunakan dengan gentian berbilang mod, anjakan kawasan input sinaran dari paksi tengah gentian boleh dilaksanakan dalam peranti itu sendiri, dengan itu menghapuskan keperluan untuk kord optik yang sepadan.
Antara muka 1000Base-T
1000Base-T ialah antara muka Gigabit Ethernet standard untuk penghantaran ke atas Kategori 5 dan kabel pasangan terpiuh tanpa pelindung yang lebih tinggi pada jarak sehingga 100 meter. Kesemua empat pasang kabel tembaga digunakan untuk penghantaran, kelajuan penghantaran lebih daripada satu pasangan ialah 250 Mbit/s. Piawaian itu dijangka menyediakan penghantaran dupleks, dan data pada setiap pasangan akan dihantar serentak dalam dua arah sekaligus - dupleks berganda. 1000Asas-T. Secara teknikalnya, melaksanakan penghantaran dupleks 1 Gbit/s melalui kabel pasangan terpiuh UTP cat.5 ternyata agak sukar, jauh lebih sukar daripada standard 100Base-TX. Pengaruh crosstalk dekat dan jauh dari tiga jiran pasangan berpintal untuk pasangan ini dalam kabel empat pasang memerlukan pembangunan transmisi tahan hingar khas, dan unit pintar untuk mengecam dan memulihkan isyarat pada penerimaan. Beberapa kaedah pengekodan pada mulanya dianggap sebagai calon untuk kelulusan dalam standard 1000Base-T, termasuk: pengekodan amplitud nadi 5 peringkat PAM-5; modulasi amplitud kuadratur QAM-25, dsb. Di bawah adalah secara ringkas idea PAM-5, yang akhirnya diluluskan sebagai standard.
Mengapa pengekodan 5 peringkat. Pengekodan empat peringkat biasa memproses bit masuk secara berpasangan. Terdapat 4 kombinasi berbeza secara keseluruhan - 00, 01, 10, 11. Pemancar boleh menetapkan tahap voltan sendiri untuk setiap pasangan bit isyarat yang dihantar, yang mengurangkan sebanyak 2 kali frekuensi modulasi bagi isyarat empat peringkat, 125 MHz dan bukannya 250 MHz, (Rajah 4), dan oleh itu frekuensi sinaran. Tahap kelima telah ditambahkan untuk membuat lebihan kod. Akibatnya, ia menjadi mungkin untuk membetulkan ralat semasa penerimaan. Ini memberikan ruang kepala tambahan 6 dB dalam nisbah isyarat kepada hingar.
Rajah.4. Skim pengekodan 4 peringkat PAM-4
Tahap MAC
Lapisan MAC Ethernet Gigabit menggunakan protokol pengangkutan CSMA/CD yang sama seperti Ethernet dan Fast Ethernet pendahulunya. Sekatan utama pada panjang maksimum segmen (atau domain perlanggaran) ditentukan oleh protokol ini.
Piawaian Ethernet IEEE 802.3 menggunakan saiz bingkai minimum 64 bait. Ia ialah nilai saiz bingkai minimum yang menentukan jarak maksimum yang dibenarkan antara stesen (diameter domain perlanggaran). Masa stesen menghantar bingkai sedemikian - masa saluran - adalah sama dengan 512 BT atau 51.2 μs. Panjang maksimum rangkaian Ethernet ditentukan daripada keadaan resolusi perlanggaran, iaitu masa semasa isyarat mencapai nod jauh dan mengembalikan RDT tidak boleh melebihi 512 BT (tidak termasuk mukadimah).
Apabila berpindah dari Ethernet ke Fast Kelajuan Ethernet penghantaran meningkat, dan masa penghantaran bingkai panjang 64 bait dikurangkan bersamaan - ia bersamaan dengan 512 BT atau 5.12 μs (dalam Fast Ethernet 1 BT = 0.01 μs). Untuk dapat mengesan semua perlanggaran sehingga akhir penghantaran bingkai, seperti sebelum ini, salah satu syarat mesti dipenuhi:
Fast Ethernet mengekalkan saiz bingkai minimum yang sama seperti Ethernet. Ini mengekalkan keserasian tetapi menghasilkan pengurangan ketara dalam diameter domain perlanggaran.
Sekali lagi, disebabkan kesinambungan, standard Gigabit Ethernet mesti menyokong minimum yang sama dan dimensi maksimum bingkai yang diterima dalam Ethernet dan Fast Ethernet. Tetapi apabila kelajuan penghantaran meningkat, masa penghantaran paket dengan panjang yang sama berkurangan dengan sewajarnya. Jika panjang bingkai minimum yang sama dikekalkan, ini akan membawa kepada pengurangan diameter rangkaian, yang tidak akan melebihi 20 meter, yang mungkin tidak banyak digunakan. Oleh itu, apabila membangunkan standard Gigabit Ethernet, ia telah memutuskan untuk meningkatkan masa saluran. Dalam Gigabit Ethernet ia adalah 4096 BT dan 8 kali lebih pantas Saluran Ethernet dan Fast Ethernet. Tetapi untuk mengekalkan keserasian dengan Piawaian Ethernet dan Fast Ethernet, saiz bingkai minimum tidak ditambah, tetapi medan tambahan telah ditambahkan pada bingkai, dipanggil "sambungan media".
sambungan pembawa
Watak dalam medan tambahan biasanya tidak membawa sebarang maklumat perkhidmatan, tetapi mereka mengisi saluran dan meningkatkan "tetingkap perlanggaran". Akibatnya, perlanggaran akan didaftarkan oleh semua stesen dengan diameter domain perlanggaran yang lebih besar.
Jika stesen ingin menghantar bingkai pendek (kurang daripada 512 bait), medan ini ditambah sebelum penghantaran - sambungan media yang melengkapkan bingkai kepada 512 bait. Medan checksum dikira hanya untuk bingkai asal dan tidak disebarkan ke medan sambungan. Apabila bingkai diterima, medan sambungan dibuang. Oleh itu, lapisan LLC tidak tahu tentang kehadiran medan sambungan. Jika saiz bingkai adalah sama dengan atau lebih besar daripada 512 bait, maka tiada medan sambungan media. Rajah 5 menunjukkan format bingkai Gigabit Ethernet apabila menggunakan sambungan media.
Rajah.5. Bingkai gigabit Ethernet dengan medan sambungan media.
Pecah Peket
Pengembangan media adalah penyelesaian yang paling semula jadi, yang memungkinkan untuk mengekalkan keserasian dengan standard Fast Ethernet dan diameter domain perlanggaran yang sama. Tetapi ia mengakibatkan pembaziran lebar jalur yang tidak perlu. Sehingga 448 bait (512-64) boleh dibazirkan apabila menghantar bingkai pendek. Pada peringkat pembangunan standard Gigabit syarikat Ethernet Cadangan telah dibuat kepada NBase Communications untuk memodenkan piawaian tersebut. Peningkatan ini, yang dipanggil kesesakan paket, membolehkan penggunaan medan pengembangan yang lebih cekap. Jika stesen/suis mempunyai beberapa bingkai kecil untuk dihantar, maka bingkai pertama dipadatkan dengan medan sambungan media kepada 512 bait dan dihantar. Bingkai selebihnya dihantar selepas dengan selang antara bingkai minimum 96 bit, dengan satu pengecualian penting - selang antara bingkai diisi dengan simbol sambungan (Rajah 6a). Oleh itu, medium tidak menjadi senyap antara menghantar bingkai asal yang pendek, dan tiada peranti lain pada rangkaian boleh mengganggu penghantaran. Susunan bingkai ini boleh berlaku sehingga jumlah bilangan bait yang dihantar melebihi 1518. Kesesakan paket mengurangkan kemungkinan perlanggaran, kerana bingkai yang lebih muatan boleh mengalami perlanggaran hanya pada peringkat penghantaran bingkai asal pertamanya, termasuk pengembangan media, yang pastinya meningkatkan prestasi rangkaian, terutamanya apabila beban berat(Gamb. 6-b).
Rajah.6. Kesesakan paket: a) penghantaran bingkai; b) tingkah laku jalur lebar.
Berdasarkan bahan daripada syarikat Telecom Transport
Hari ini hampir mustahil untuk mencari komputer riba atau papan induk yang dijual tanpa kad rangkaian bersepadu, atau bahkan dua. Kesemua mereka mempunyai penyambung yang sama - RJ45 (lebih tepat, 8P8C), tetapi kelajuan pengawal boleh berbeza mengikut susunan magnitud. Dalam model murah ia adalah 100 megabit sesaat (Fast Ethernet), dalam model yang lebih mahal ia adalah 1000 (Gigabit Ethernet).
Jika komputer anda tidak mempunyai pengawal LAN terbina dalam, maka kemungkinan besar ia sudah menjadi "orang tua" berdasarkan pemproses Jenis Intel Pentium 4 atau AMD Athlon XP, serta "nenek moyang" mereka. "Dinosaurus" sedemikian boleh "berkawan" dengannya rangkaian berwayar hanya dengan memasang kad rangkaian diskret dengan penyambung PCI, kerana bas PCI Express tidak wujud pada masa kelahiran mereka. Tetapi walaupun untuk bas PCI (33 MHz), "kad rangkaian" dihasilkan yang menyokong standard Gigabit Ethernet terkini, walaupun ia lebar jalur mungkin tidak mencukupi untuk membuka kunci sepenuhnya potensi kelajuan pengawal gigabit.
Tetapi walaupun anda mempunyai kad rangkaian bersepadu 100 megabit, mereka yang akan "menaik taraf" kepada 1000 megabit perlu membeli penyesuai diskret. Pilihan terbaik ialah membeli pengawal PCI Express, yang akan memastikan kelajuan rangkaian maksimum, jika, sudah tentu, penyambung yang sepadan terdapat dalam komputer. Benar, ramai yang lebih suka kad PCI, kerana ia jauh lebih murah (kosnya bermula dari 200 rubel).
Apakah kelebihan yang akan dibawa dalam amalan peralihan daripada Fast Ethernet kepada Gigabit Ethernet? Betapa berbezanya kelajuan sebenar pemindahan data versi PCI kad rangkaian dan PCI Express? Adakah kelajuan biasa cukup? cakera keras untuk memuatkan saluran gigabit sepenuhnya? Anda akan mendapat jawapan kepada soalan-soalan ini dalam bahan ini.
Peserta ujian
Tiga kad rangkaian diskret termurah (PCI - Fast Ethernet, PCI - Gigabit Ethernet, PCI Express - Gigabit Ethernet) telah dipilih untuk ujian, kerana ia mempunyai permintaan yang paling tinggi.
Kad PCI rangkaian 100 megabit diwakili oleh model Acorp L-100S (harga bermula dari 110 rubel), yang menggunakan cipset Realtek RTL8139D, yang paling popular untuk kad murah.
Kad PCI rangkaian 1000 megabit diwakili oleh model Acorp L-1000S (harga bermula dari 210 rubel), yang berdasarkan cip Realtek RTL8169SC. Ini adalah satu-satunya kad dengan heatsink pada chipset - peserta ujian yang lain tidak memerlukan penyejukan tambahan.
Kad PCI Express rangkaian 1000 megabit diwakili oleh model TP-LINK TG-3468 (harga bermula dari 340 rubel). Dan ia tidak terkecuali - ia berdasarkan cipset RTL8168B, yang juga dihasilkan oleh Realtek.
Kemunculan kad rangkaian TP-LINK TG-3468
Chipset daripada keluarga ini (RTL8139, RTL816X) boleh dilihat bukan sahaja pada kad rangkaian diskret, tetapi juga disepadukan pada banyak papan induk.
Ciri-ciri ketiga-tiga pengawal ditunjukkan dalam jadual berikut:
Tunjukkan jadual
Lebar jalur bas PCI (1066 Mbit/s) secara teorinya sepatutnya mencukupi untuk "meningkatkan" kad rangkaian gigabit kepada kelajuan penuh, tetapi dalam praktiknya ia mungkin masih tidak mencukupi. Hakikatnya ialah "saluran" ini dikongsi oleh semua peranti PCI; di samping itu, ia menghantar maklumat perkhidmatan mengenai perkhidmatan bas itu sendiri. Mari lihat jika andaian ini disahkan oleh ukuran kelajuan sebenar.
Satu lagi nuansa: sebahagian besar moden cakera keras mempunyai purata kelajuan bacaan tidak lebih daripada 100 megabait sesaat, dan selalunya kurang. Sehubungan itu, mereka tidak akan dapat memuatkan sepenuhnya saluran gigabit kad rangkaian, yang kelajuannya ialah 125 megabait sesaat (1000: 8 = 125). Terdapat dua cara untuk mengatasi had ini. Yang pertama adalah untuk menggabungkan sepasang cakera keras sedemikian ke dalam tatasusunan RAID (RAID 0, striping), dan kelajuan boleh hampir dua kali ganda. Yang kedua ialah menggunakan pemacu SSD, parameter kelajuannya jauh lebih tinggi daripada pemacu keras.
Menguji
Komputer dengan konfigurasi berikut telah digunakan sebagai pelayan:
- CPU: AMD Phenom II X4 955 3200 MHz (teras empat);
- papan induk: ASRock A770DE AM2+ ( chipset AMD 770 + AMD SB700);
- RAM: Hynix DDR2 4 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (mod dwi saluran);
- kad video: AMD Radeon HD 4890 1024 MB DDR5 PCI Express 2.0;
- kad rangkaian: Realtek RTL8111DL 1000 Mbit/s (diintegrasikan pada papan induk);
- sistem operasi: Microsoft Windows 7 Home Premium SP1 (versi 64-bit).
Komputer dengan konfigurasi berikut telah digunakan sebagai klien di mana kad rangkaian yang diuji telah dipasang:
- pemproses: AMD Athlon 7850 2800 MHz (teras dwi);
- papan induk: MSI K9A2GM V2 (MS-7302, AMD RS780 + AMD SB700 chipset);
- RAM: Hynix DDR2 2 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (mod dwi saluran);
- kad video: AMD Radeon HD 3100 256 MB (diintegrasikan ke dalam set cip);
- cakera keras: Seagate 7200.10 160 GB SATA2;
- sistem pengendalian: Microsoft Windows XP Home SP3 (versi 32-bit).
Ujian telah dijalankan dalam dua mod: membaca dan menulis melalui sambungan rangkaian dari cakera keras (ini sepatutnya menunjukkan bahawa ia boleh menjadi halangan), serta dari cakera RAM dalam memori capaian rawak komputer yang mensimulasikan pemacu SSD pantas. Kad rangkaian disambungkan terus menggunakan kord tampalan tiga meter (kabel pasangan terpintal lapan teras, kategori 5e).
Kadar pemindahan data (pemacu keras - pemacu keras, Mbit/s)
Kelajuan pemindahan data sebenar melalui kad rangkaian Acorp L-100S 100 megabit jatuh hanya di bawah maksimum teori. Tetapi kedua-dua kad gigabit, walaupun mereka mengatasi yang pertama sebanyak kira-kira enam kali, tidak dapat menunjukkan kelajuan maksimum yang mungkin. Jelas dilihat bahawa kelajuan dihadkan oleh prestasi pemacu keras Seagate 7200.10, yang, apabila diuji terus pada komputer, purata 79 megabait sesaat (632 Mbit/s).
Perbezaan asas dalam kelajuan antara kad rangkaian untuk bas PCI (Acorp L-1000S) dan PCI Express (TP-LINK TG-3468) dalam dalam kes ini tidak diperhatikan, kelebihan sedikit yang terakhir boleh dijelaskan oleh ralat pengukuran. Kedua-dua pengawal beroperasi pada kira-kira enam puluh peratus daripada kapasiti mereka.
Kadar pemindahan data (cakera RAM - cakera RAM, Mbit/s)
Acorp L-100S dijangka menunjukkan kelajuan rendah yang sama apabila menyalin data daripada cakera RAM berkelajuan tinggi. Ini boleh difahami - piawaian Fast Ethernet tidak sepadan dengan realiti moden untuk masa yang lama. Berbanding dengan mod ujian "pemacu keras ke pemacu keras", kad PCI gigabit Acorp L-1000S telah meningkatkan prestasi dengan ketara - kelebihannya adalah kira-kira 36 peratus. Kad rangkaian TP-LINK TG-3468 menunjukkan petunjuk yang lebih mengagumkan - peningkatan adalah kira-kira 55 peratus.
Di sinilah lebar jalur yang lebih tinggi bagi bas PCI Express menunjukkan dirinya - TP-LINK TG-3468 mengatasi prestasi Acorp L-1000S sebanyak 14 peratus, yang tidak lagi boleh dikaitkan dengan ralat. Pemenang jatuh sedikit daripada maksimum teori, tetapi kelajuan 916 megabit sesaat (114.5 Mb/s) masih kelihatan mengagumkan - ini bermakna anda perlu menunggu hampir satu susunan magnitud kurang untuk penyalinan selesai (berbanding dengan Ethernet pantas). Sebagai contoh, masa yang diperlukan untuk menyalin fail 25 GB (biasa HD rip dengan kualiti yang baik) dari komputer ke komputer akan menjadi kurang daripada empat minit, dan dengan penyesuai generasi sebelumnya - lebih daripada setengah jam.
Ujian telah menunjukkan bahawa kad rangkaian Gigabit Ethernet mempunyai kelebihan besar (sehingga sepuluh kali ganda) berbanding pengawal Fast Ethernet. Jika komputer anda hanya mempunyai cakera keras yang tidak digabungkan ke dalam tatasusunan jalur (RAID 0), maka tidak akan ada perbezaan asas dalam kelajuan antara kad PCI dan PCI Express. Jika tidak, serta apabila menggunakan pemacu SSD berprestasi tinggi, keutamaan harus diberikan kepada kad dengan antara muka PCI Express, yang akan memberikan kelajuan pemindahan data setinggi mungkin.
Sememangnya, perlu diambil kira bahawa peranti lain dalam "laluan" rangkaian (suis, penghala...) mesti menyokong standard Gigabit Ethernet, dan kategori pasangan terpiuh (tali patch) mestilah sekurang-kurangnya 5e. Jika tidak, kelajuan sebenar akan kekal pada 100 megabit sesaat. By the way, keserasian ke belakang dengan standard Fast Ethernet, ia tetap sama: anda boleh menyambung, sebagai contoh, komputer riba dengan kad rangkaian 100 megabit ke rangkaian gigabit; ini tidak akan menjejaskan kelajuan komputer lain pada rangkaian.
Saya tidak tergesa-gesa untuk menaik taraf rangkaian rumah saya daripada 100Mbps kepada 1Gbps, yang agak pelik bagi saya kerana saya memindahkan banyak fail melalui rangkaian. Walau bagaimanapun, apabila saya membelanjakan wang untuk menaik taraf komputer atau infrastruktur, saya percaya saya harus mendapat peningkatan prestasi segera dalam apl dan permainan yang saya jalankan. Ramai pengguna suka melayan diri mereka dengan kad video baharu, pemproses pusat dan beberapa alat. Walau bagaimanapun, atas sebab tertentu, peralatan rangkaian tidak menarik minat sedemikian. Memang sukar untuk melaburkan wang yang anda perolehi dalam infrastruktur rangkaian dan bukannya hadiah hari lahir teknologi yang lain.
Walau bagaimanapun, keperluan lebar jalur saya sangat tinggi, dan pada satu ketika saya menyedari bahawa infrastruktur 100 Mbit/s tidak lagi mencukupi. Semua komputer rumah saya sudah mempunyai penyesuai 1 Gbps bersepadu (dihidupkan papan induk ah), jadi saya memutuskan untuk mengambil senarai harga syarikat komputer terdekat dan melihat perkara yang saya perlukan untuk menukar keseluruhan infrastruktur rangkaian saya kepada 1 Gbps.
Tidak, rangkaian gigabit rumah tidak begitu rumit sama sekali.
Saya membeli dan memasang semua peralatan. Saya ingat saya pernah meniru fail besar pada rangkaian 100 Mbit/s ia mengambil masa kira-kira satu setengah minit. Selepas naik taraf kepada 1 Gbit/s, fail yang sama mula disalin dalam masa 40 saat. Peningkatan prestasi amat menggembirakan, tetapi saya masih tidak mendapat peningkatan sepuluh kali ganda yang boleh dijangka daripada membandingkan daya pemprosesan 100 Mbps dan 1 Gbps rangkaian lama dan baharu.
Apakah sebabnya?
Untuk rangkaian gigabit, semua bahagian mesti menyokong 1 Gbps. Contohnya, jika anda memasang kad rangkaian Gigabit dan kabel yang berkaitan, tetapi hab/suis hanya menyokong 100 Mbps, maka keseluruhan rangkaian akan beroperasi pada 100 Mbps.
Keperluan pertama ialah Pengawal Rangkaian. Adalah lebih baik jika setiap komputer dalam rangkaian dilengkapi dengan gigabit penyesuai rangkaian(berasingan atau bersepadu pada papan induk). Keperluan ini adalah yang paling mudah untuk dipenuhi, kerana kebanyakan pengeluar papan induk mempunyai pasangan beberapa tahun kebelakangan ini menyepadukan pengawal rangkaian gigabit.
Keperluan kedua ialah kad rangkaian juga mesti menyokong 1 Gbit/s. Terdapat salah tanggapan umum bahawa rangkaian gigabit memerlukan kabel Cat 5e, tetapi sebenarnya kabel Cat 5 lama pun menyokong 1 Gbps. Walau bagaimanapun, kabel Cat 5e mempunyai ciri terbaik, jadi ia akan menjadi penyelesaian yang lebih optimum untuk rangkaian gigabit, terutamanya jika kabel mempunyai panjang yang baik. Walau bagaimanapun, kabel Cat 5e masih yang paling murah hari ini, kerana standard Cat 5 lama sudah lapuk. Kabel Cat 6 yang lebih baharu dan lebih mahal menawarkan prestasi yang lebih baik untuk rangkaian gigabit. Kami akan membandingkan prestasi kabel Cat 5e vs Cat 6 kemudian dalam artikel kami.
Komponen ketiga dan mungkin paling mahal dalam rangkaian gigabit ialah hab/suis 1 Gbps. Sudah tentu, lebih baik menggunakan suis (mungkin dipasangkan dengan penghala), kerana hab atau hab bukanlah peranti yang paling pintar, hanya menyiarkan semua data rangkaian kepada semua port yang tersedia, yang membawa kepada sejumlah besar perlanggaran dan memperlahankan prestasi rangkaian. Jika anda memerlukan prestasi tinggi, maka anda tidak boleh melakukannya tanpa suis gigabit, kerana ia memajukan data rangkaian hanya kepada pelabuhan yang dikehendaki, yang meningkatkan kelajuan rangkaian secara berkesan berbanding hab. Penghala biasanya mengandungi suis terbina dalam (dengan beberapa Port LAN), dan juga membolehkan anda menyambungkan rangkaian rumah anda ke Internet. Kebanyakan pengguna rumah memahami faedah penghala, jadi penghala gigabit adalah pilihan yang sangat menarik.
|
|||
|
| |||
