Ethaneti- teknolojia ya pakiti ya kusambaza data hasa ya ndani mitandao ya kompyuta. Ni kiwango kinachotumiwa sana leo mitandao ya ndani.

Ethernet inaelezewa kimsingi na viwango vya IEEE Group 802.3.

Kulingana na aina ya njia ya upitishaji data, kiwango cha IEEE 802.3 kina marekebisho kadhaa:

§ 10Base5 (nene cable Koaxial);

§ 10Base2 (cable coaxial nyembamba);

§ 10Base-T ( jozi iliyopotoka);

§ 10Base-F (kebo ya optic ya nyuzi).

Ethernet inategemea kufuata teknolojia:

§ Topolojia ya basi, nyota na miti inaweza kutumika kama topolojia ya upokezaji wa data halisi;

§ Topolojia ya "basi" inatumika kama topolojia ya kimantiki;

§ Mbinu ya ufikiaji wa kati - CSMA/CD;

§ Kwa maambukizi habari ya binary kupitia kebo kwa chaguzi zote kiwango cha kimwili Teknolojia ya Ethernet iliyotumiwa Nambari ya Manchester;

§ Viwango vya uhamisho wa data - 10, 100 na 1000 Mbit / s.

Kiwango cha 10BaseT

Topolojia ya kimwili ni "nyota" kulingana na kebo ya jozi iliyopotoka inayounganisha nodi zote za mtandao kwenye kitovu kwa kutumia jozi mbili za waya: moja kwa ajili ya maambukizi, nyingine kwa ajili ya mapokezi (Mchoro hapa chini). Kimantiki (yaani, kulingana na mfumo wa maambukizi ya ishara), usanifu huu ni "basi" kama usanifu wote wa Ethernet. Kitovu hufanya kama kirudishi cha bandari nyingi. Urefu wa sehemu ni kutoka mita 2.5 hadi 100. LAN ya 10BaseT inaweza kutumika hadi kompyuta 1024.

10Base2 kiwango

Mtandao wa aina hii unazingatia cable nyembamba ya coaxial yenye urefu wa sehemu ya juu ya 185 m na uwezo wa kuunganisha hadi kompyuta 30 kwenye sehemu moja (Mchoro hapa chini).

10Base5 kiwango

Usanifu wa mtandao kwenye Ethaneti nene ni kimantiki na kimwili "basi" (Kielelezo hapa chini). Sehemu ya mgongo (yaani cable kuu ambayo transceivers huunganishwa kwa mawasiliano na PC) ina urefu wa hadi 500 m na uwezo wa kuunganisha hadi 100 kompyuta. Kutumia marudio, ambayo pia yanaunganishwa kwenye sehemu ya mgongo kupitia transceivers, urefu wa jumla wa mtandao unaweza kuwa 2500 m.

Kwa mbinu iliyoelezwa (CSMA / CD), hali inawezekana wakati vituo viwili vinajaribu wakati huo huo kusambaza sura ya data juu ya cable ya kawaida (mgongano hutokea). Ili kupunguza uwezekano wa hali hii, mara moja kabla ya kutuma fremu, kituo cha kupitisha husikiliza kebo (yaani, inapokea na kuchambua ishara za umeme zinazotokea juu yake) ili kugundua ikiwa sura ya data kutoka kituo kingine tayari inapitishwa kando. kebo. Kama carrier-sense (CS) inatambulika, basi kituo kinaahirisha usambazaji wa sura yake hadi mwisho wa maambukizi ya mtu mwingine, na kisha tu kujaribu kusambaza tena. Ili kushughulikia kwa usahihi mgongano, vituo vyote vinafuatilia wakati huo huo ishara zinazoonekana kwenye kebo. Ikiwa ishara zinazopitishwa na kuzingatiwa zinatofautiana, basi utambuzi wa mgongano (CD).

802.11 mitandao

Kama wote Viwango vya IEEE 802, 802.11 hufanya kazi katika tabaka mbili za chini za muundo wa ISO/OSI, safu halisi na safu ya kiungo cha data. Yoyote programu ya mtandao, mtandao mfumo wa uendeshaji, au itifaki (kama vile TCP/IP), itafanya kazi vile vile kwenye mtandao wa 802.11 kama kwenye mtandao wa Ethaneti.

Usanifu msingi, vipengele na huduma za 802.11a/b/g zimefafanuliwa katika kiwango cha awali cha 802.11. Vipimo vya 802.11a/b/g vinashughulikia safu halisi tu, na kuongeza kasi ya juu tu ya ufikiaji.

802.11 njia za uendeshaji

802.11 inafafanua aina mbili za vifaa - mteja, ambayo kawaida ni kompyuta iliyo na Kadi ya Kiolesura cha Mtandao isiyo na waya (NIC), na kituo cha ufikiaji (AP), ambacho hufanya kama daraja kati ya mitandao isiyo na waya na waya. Sehemu ya kufikia kwa kawaida huwa na kipenyo, kiolesura cha mtandao chenye waya (802.3), na programu inayochakata data.

Kiwango cha IEEE 802.11 kinafafanua njia mbili za uendeshaji wa mtandao: Hali ya Ad-hoc na hali ya mteja/seva. Katika hali ya mteja/seva, mtandao usiotumia waya una angalau sehemu moja ya kufikia iliyounganishwa kwenye mtandao wa waya na seti ya vituo visivyotumia waya. Tangu wengi vituo vya wireless haja ya kufikia seva za faili, vichapishaji, Mtandao, vinavyopatikana kwenye mtandao wa ndani wenye waya, watafanya kazi katika hali ya mteja/seva.

Hali ya Ad-hoc (pia inaitwa uhakika-kwa-point) ni mtandao rahisi ambao mawasiliano kati ya vituo vingi huanzishwa moja kwa moja, bila matumizi ya hatua maalum ya kufikia. Hali hii ni muhimu ikiwa miundombinu ya mtandao isiyo na waya haijaundwa (kwa mfano, hoteli, ukumbi wa maonyesho, uwanja wa ndege), au kwa sababu fulani haiwezi kuundwa.

Washa kiwango cha kimwili Njia mbili za usambazaji wa masafa ya redio ya broadband na moja katika masafa ya infrared zimefafanuliwa.

Safu ya kiungo ya 802.11 ina safu ndogo mbili: Udhibiti wa Kiungo wa Kimantiki (LLC) na Udhibiti wa Ufikiaji wa Vyombo vya Habari (MAC). 802.11 hutumia LLC sawa na ushughulikiaji wa 48-bit kama mitandao mingine 802, kuruhusu mitandao isiyo na waya na waya kuunganishwa kwa urahisi, lakini safu ya MAC ni tofauti kimsingi.

Kiwango cha 802.11 kinahitaji matumizi ya transceivers ya nusu-duplex, hivyo katika mitandao ya wireless 802.11, kituo hakiwezi kutambua mgongano wakati wa maambukizi. Ili kushughulikia tofauti hii, 802.11 hutumia itifaki iliyorekebishwa inayojulikana kama Carrier Sense Multiple Access with Collision Evoidance (CSMA/CA). CSMA/CA inajaribu kuepuka migongano kwa kutumia kifurushi cha kukiri wazi cha pakiti (ACK), ambayo ina maana kwamba kituo cha kupokea hutuma pakiti ya ACK ili kuthibitisha kwamba pakiti ilipokelewa bila kuharibika.

CSMA/CA hufanya kazi kama ifuatavyo. Kituo kinachotaka kusambaza hujaribu chaneli, na ikiwa hakuna shughuli inayotambuliwa, kituo husubiri kwa muda wa nasibu na kisha kusambaza ikiwa njia ya data bado iko wazi. Iwapo pakiti inakuja ikiwa haijakamilika, kituo cha kupokea hutuma pakiti ya ACK, baada ya kupokea ambayo mtumaji anakamilisha mchakato wa maambukizi. Ikiwa kituo cha kupitisha hakikupokea pakiti ya ACK, kutokana na ukweli kwamba pakiti ya data haikupokelewa, au ACK iliyoharibika ilifika, dhana inafanywa kuwa mgongano umetokea, na pakiti ya data inapitishwa tena baada ya kipindi cha random. ya wakati.

Safu ya 802.11 MAC hutoa uwezo wa kukokotoa CRC na pakiti za vipande. Kila pakiti ina hundi yake ya CRC, ambayo huhesabiwa na kuunganishwa kwenye pakiti. Kuna tofauti hapa na Mitandao ya Ethernet, ambapo ushughulikiaji wa makosa unashughulikiwa na itifaki ambazo ni zaidi ngazi ya juu(kwa mfano TCP). Mgawanyiko wa pakiti huruhusu pakiti kubwa kuvunjwa na kuwa ndogo zaidi inapopitishwa angani, ambayo ni muhimu katika mazingira yenye msongamano mkubwa wa watu au pale ambapo kuna mwingiliano mkubwa, kwani pakiti ndogo haziwezi kuharibika. Njia hii inapunguza haja ya kurejesha tena katika hali nyingi na hivyo huongeza utendaji wa mtandao mzima wa wireless. Safu ya MAC inawajibika kwa kuunganisha tena vipande vilivyopokelewa, na kufanya mchakato huu kuwa wazi kwa itifaki za kiwango cha juu.

Safu ndogo ya MAC pia hutoa njia za usimbaji data, usimamizi wa nguvu, na pia husimamia mchakato wa kuunganisha mteja kwenye mtandao.

Ufikiaji wa kudumu

Tofauti kuu kati ya upatikanaji wa mara kwa mara na upatikanaji wa kupiga simu ni kwamba kompyuta yako inaunganishwa mara kwa mara kwenye mtandao. Kwa hiyo, kuangalia barua pepe au angalia tovuti yoyote, huhitaji kupiga simu ya modemu ya mtoa huduma.

Hakuna haja ya simu tena!

Ukiunganisha kwa kutumia kipiga simu (modemu), simu yako itakuwa na shughuli nyingi. Na, kinyume chake, ikiwa mtu anazungumza kwenye simu, hutaweza kufikia mtandao. Ethernet huondoa hitaji la kutumia simu yako kufikia Mtandao. Je, huna simu kabisa? Kwa teknolojia ya Ethernet hii haijalishi - kwa maana kamili ni mstari uliojitolea - barabara kuu tofauti, huru ya kasi ya juu inakuunganisha kwenye mtandao wa kimataifa.

Kasi kubwa

Ethernet ni ya darasa la teknolojia ya broadband. Inatoa kasi ya uhamishaji data kutoka 10 hadi 100 Mbit/s, na kwa ulinganifu - kasi haitegemei kile unachopakua. Unatuma faili kwenye kompyuta yako au kuituma. Wamiliki wa DSL mbalimbali (ADSL, SDSL, VDSL, nk.) wanaweza tu kuota kasi kama hizo. Kasi ya juu hukuruhusu kufanya kazi kwa urahisi na Wavuti, kupakua faili kubwa na hati haraka, fanya kazi na media titika, tumia kikamilifu programu zinazoingiliana, na kudumisha mawasiliano kati ya matawi kadhaa kana kwamba ziko kwenye vyumba vya karibu. Mfano rahisi ni kwamba filamu ya dijitali yenye ukubwa wa megabaiti 700 inaweza kupakuliwa kwa dakika chache tu.

Ubora

Kuenea kwa matumizi ya fiber optics, topolojia ya aina ya pete na mistari ya shina isiyo na maana, hubs smart na routers sio tu kuongeza uwezo wa mitandao ya Ethernet, lakini pia imeongeza kwa kiasi kikubwa kuegemea kwao na upinzani kwa mvuto wa nje.

Rahisi kuunganisha

Linapokuja suala la muunganisho, Ethernet imeibadilisha - rekodi ya bei nafuu na utaratibu rahisi muunganisho umeifanya iweze kupatikana kwa kila mtu anayehitaji ufikiaji wa mtandao wa kasi ya juu. Leo, modem ya heshima inagharimu zaidi ya kuunganisha laini iliyojitolea kwa kutumia teknolojia ya Ethernet. Hakuna vifaa maalum vya gharama kubwa. Hakuna mipangilio maalum au programu maalum. Kadi ya mtandao kwa rubles 150-200 (ambayo, kwa njia, mara nyingi tayari imejengwa ndani ubao wa mama) na ndivyo ilivyo, kompyuta yako iko tayari kuunganishwa. Je, unatatizika kusakinisha kadi mwenyewe? Wataalamu wetu wataisakinisha na kuisanidi.

Ethaneti dhidi ya teknolojia zingine za ufikiaji

Teknolojia ya Ethernet ina faida kadhaa kuu.

Ikilinganishwa na chaguzi mbalimbali DSL, hakuna simu inayohitajika. Ubora wa iliyopo haijalishi laini ya simu- tunakukumbusha kwamba simu zilizo na vizuizi au zilizounganishwa kwenye koni ya usalama hazifai kwa DSL. Ethernet hutoa makumi ya nyakati kasi ya juu usambazaji wa data. Hakuna haja ya kununua modem ya gharama kubwa ya DSL. Unapata ulinganifu kituo cha kasi ya juu, wakati ADSL ina viwango vya juu vya uhamishaji data katika mwelekeo mmoja pekee. Kwa kuongeza, gharama za uunganisho wako ni za chini sana.

Mitandao televisheni ya cable, ikiwa unazilinganisha na Ethernet, zina sana kasi ya chini, na kuegemea chini. Hasa kwa sababu mitandao yetu ya Ethaneti imeundwa kutoka chini hadi kuwa ya kuaminika na mfumo wa kasi upatikanaji wa mtandao, na "kampuni za cable" hurekebisha mitandao ya televisheni isiyokusudiwa kwa kusudi hili kulingana na cable coaxial isiyoaminika. Kwa njia, kebo ya coaxial haijawahi kutumika katika mitandao ya ndani kwa zaidi ya miaka 7 haswa kwa sababu ya kuegemea chini na "udhaifu". Modemu za kebo hufanya kazi kwa ulinganifu, modemu zote zimetengewa kipimo data kisichozidi megabiti 40/sekunde kwenye ingizo, na si zaidi ya megabiti 20/sekunde kwenye pato, na kipimo data hiki kimegawanywa kati ya modemu zote na watumiaji wote waliounganishwa kutoka kwa kila modemu. .

Rekodi viwango vya uhamisho wa data katika maili ya mwisho, pamoja na utulivu mzuri na uaminifu wa mawasiliano, huwapa watumiaji wa mistari ya Ethernet fursa ya kutumia mtandao sio tu kwa kutumia mtandao, lakini pia kwa kubadilishana trafiki ya multimedia.

Jinsi Ethernet inavyofanya kazi katika jiji lote:

Je, teknolojia iliyolenga matumizi ya ndani ya majengo na ofisi iliwezaje kukua kufikia ukubwa wa mtandao wa jiji lote?

Migongo ya Fiber Optic

Ikilinganishwa na jozi za shaba, mistari ya fiber optic ni huru kabisa hali ya hewa, haogopi kuingiliwa kwa sumakuumeme, usichome kutoka kwa kutokwa kwa umeme, ni thabiti sana na hudumu. Hasara za chini wakati wa uenezi wa mwanga katika nyuzi za quartz zimefanya iwezekanavyo kuunganisha sehemu za mtandao ziko umbali wa kilomita kadhaa kutoka kwa kila mmoja. Ikiwa unahitaji kuegemea zaidi kuthibitishwa na optics ya nyuzi, tutaleta optics moja kwa moja kwenye ofisi yako au ghorofa. Lakini wakati huo huo, gharama ya uunganisho itaongezeka kwa kawaida.

Topolojia ya pete “.

Ingawa ni nadra, ajali hutokea. Mistari ya kuaminika kabisa, ole, haipo - daima kuna uwezekano wa uharibifu wa barabara kuu, kwa mfano, na waingilizi, au wakati wa kazi iliyofanywa na huduma za matumizi.

Lakini, kwa kuwa barabara kuu zina upungufu wa angalau mara mbili, hata mapumziko mstari mkuu mara nyingi hubakia kutoonekana kwa watumiaji - swichi zilizosimamiwa hubadilika kiotomatiki kwa laini ya chelezo, na hata katika hali mbaya zaidi, usumbufu wa huduma huwekwa kwa kiwango cha chini.

Kuunganisha waliojisajili kupitia jozi iliyopotoka

Licha ya utumizi mkubwa wa mistari ya nyuzi macho, jozi iliyopotoka ya shaba bado inatumika kuunganisha waliojisajili katika sehemu ya mteja wa nodi ya mtandao. Kwa sababu ya gharama yake ya chini na urahisi wa usakinishaji, nyaya za jozi zilizosokotwa bado hazina washindani wanaostahili kulingana na uwiano wa bei/ubora, na hutumiwa kwa usakinishaji ndani ya majengo na ofisi, kuunganisha mtumiaji kwenye kitovu cha mtandao kilicho karibu.

Matarajio

Ethernet ndiyo teknolojia pekee inayoweza kufanya ufikiaji wa mtandao wa broadband kuwa huduma ya watu wengi kweli. Tayari inafanya ufikiaji wa mtandao mara kwa mara kuwa maarufu kama ufikiaji wa kupiga simu hadi hivi majuzi. Kuenea kwa ufikiaji wa mtandao kupitia Ethernet kunaweza kulinganishwa na mapinduzi yaliyotokea miaka kadhaa iliyopita katika uwanja wa rununu mawasiliano ya simu- kutoka kwa kitu cha kigeni kwa VIPs, "simu ya rununu" imegeuka kuwa huduma ya wingi na inayopatikana kwa ujumla.

Ethernet ina uwezo mzuri sana wa maendeleo zaidi - viwango tayari vimetengenezwa ambavyo vinafanya uwezekano wa kuongeza kasi ya uhamishaji wa data mara makumi ya nyakati, na vifaa vya mtandao vinakuwa rahisi kila wakati.

Leo, teknolojia ya ufikiaji wa mtandao kupitia Ethernet ina kila haki ya kuitwa "Mtandao wa Watu"

Kiwango cha EtherNet IEEE 802.3

Hiki ndicho kiwango cha teknolojia ya mtandao kinachotumika zaidi leo.

Sifa za kipekee:

• inafanya kazi na cable coaxial, jozi iliyopotoka, nyaya za macho;
• topolojia - basi, nyota;
• njia ya kufikia - CSMA/CD.

Usanifu wa teknolojia ya mtandao wa Ethernet kweli unachanganya seti nzima ya viwango ambavyo vina zote mbili vipengele vya kawaida, na tofauti.

Teknolojia ya Ethernet ilitengenezwa pamoja na miradi mingi ya kwanza ya shirika Xerox PARC. Inakubaliwa kwa ujumla kuwa Ethernet iligunduliwa mnamo Mei 22, 1973, wakati Robert Metcalfe aliandika memo kwa mkuu wa PARC juu ya uwezo wa teknolojia ya Ethernet. Lakini Metcalfe alipokea haki ya kisheria ya teknolojia miaka michache baadaye. Mnamo 1976, yeye na msaidizi wake David Boggs walichapisha kijitabu chenye kichwa "Ethernet: Distributed Packet Switching For Local Computer Networks." Metcalfe aliondoka Xerox mwaka wa 1979 na kuanzisha 3Com kwa soko la kompyuta na mitandao ya eneo. Aliweza kuwashawishi DEC, Intel na Xerox kufanya kazi pamoja na kuendeleza kiwango cha Ethernet (DIX). Kiwango hiki kilichapishwa kwanza Septemba 30, 1980.

Maendeleo zaidi ya teknolojia ya EtherNet:

• 1982-1993 maendeleo ya 10Mbit / s EtherNet;
• 1995-1998 maendeleo ya Fast EtherNet;
• 1998-2002 maendeleo ya GigaBit EtherNet;
• 2003-2007 maendeleo ya 10GigaBit EtherNet;
• 2007-2010 maendeleo ya 40 na 100GigaBit EtherNet;
• 2010 hadi leo maendeleo ya Terabit Ethernet.

Katika safu ya MAC, ambayo hutoa upatikanaji wa maambukizi ya kati na ya sura, kwa kitambulisho violesura vya mtandao nodi za mtandao hutumia anwani za kipekee za 6-byte zinazodhibitiwa na kiwango, kinachoitwa anwani za MAC. Kwa kawaida, anwani ya MAC huandikwa kama jozi sita za tarakimu za heksadesimali zikitenganishwa na deshi au koloni, kwa mfano 00-29-5E-3C-5B-88. Kila adapta ya mtandao ina anwani ya MAC.

Muundo wa anwani ya Ethernet MAC:

• Sehemu ya kwanza ya anwani ya MAC lengwa inaitwa biti ya I/G (ya mtu binafsi/kikundi au matangazo). Katika anwani ya chanzo inaitwa Kiashiria cha Njia Chanzo;
• biti ya pili huamua jinsi anwani imepewa;
• Baiti tatu muhimu zaidi za anwani zinaitwa Anwani ya Kuchomwa (BIA) au Kitambulisho cha Kipekee cha Shirika (OUI);
• Mtengenezaji mwenyewe anajibika kwa pekee ya ka tatu za chini za anwani.

Baadhi ya programu za mtandao, hasa wireshark, zinaweza kuonyesha mara moja, badala ya msimbo wa mtengenezaji, jina la mtengenezaji wa kadi ya mtandao iliyotolewa.

Umbizo la Mfumo wa Teknolojia ya EtherNet

Kuna aina 4 za fremu katika mitandao ya Ethaneti:

• 802.3/LLC fremu (au Novell802.2 fremu),
• Fremu ghafi ya 802.3 (au fremu ya Novell 802.3),
• fremu ya Ethernet DIX (au fremu ya Ethernet II),
• Fremu ya SNAP ya Ethernet.

Kwa mazoezi, vifaa vya EtherNet hutumia muundo mmoja tu wa fremu, ambayo ni sura ya EtherNet DIX, ambayo wakati mwingine hujulikana kama fremu kwa nambari ya hivi karibuni ya kiwango cha DIX.

• Sehemu mbili za kwanza za kichwa zimehifadhiwa kwa anwani:
• DA (Anwani ya Mahali) - Anwani ya MAC ya nodi ya marudio;
• SA (Anwani ya Chanzo) - Anwani ya MAC ya nodi ya mtumaji. Ili kutoa sura, anwani moja inatosha - anwani ya marudio; anwani ya chanzo imewekwa kwenye fremu ili nodi inayopokea fremu ijue sura hiyo ilitoka kwa nani na ni nani anayehitaji kujibu.
• Sehemu ya T (Aina) ina nambari ya masharti ya itifaki ya kiwango cha juu, data ambayo iko kwenye uwanja wa data wa fremu, kwa mfano. thamani ya hexadecimal 08-00 inalingana na itifaki ya IP. Sehemu hii inahitajika ili kuauni vitendaji vya kuzidisha kwa fremu na demultiplexing wakati wa kuingiliana na itifaki za safu ya juu.
• Sehemu ya data. Ikiwa urefu wa data ya mtumiaji ni chini ya baiti 46, basi uga huu umewekwa ukubwa wa chini padding byte.
• Sehemu ya Mfuatano wa Kukagua Fremu (FCS) ina baiti 4 cheki. Thamani hii inakokotolewa kwa kutumia algoriti ya CRC-32.

Fremu ya EtherNet DIX (II) haionyeshi mgawanyiko safu ya kiungo EtherNet ndani ya safu ya MAC na safu ya LLC: mashamba yake yanaunga mkono kazi za tabaka zote mbili, kwa mfano, kazi za kiolesura cha T ni za safu za LLC, wakati nyanja zingine zote zinaunga mkono kazi za safu ya MAC.

Wacha tuangalie umbizo la sura ya EtherNet II kwa kutumia mfano wa pakiti iliyozuiliwa kwa kutumia kichanganuzi cha mtandao cha Wireshark.

Tafadhali kumbuka kuwa kwa kuwa anwani ya MAC ina msimbo wa mtengenezaji na nambari ya kiolesura, kichanganuzi cha mtandao mara moja hubadilisha msimbo wa mtengenezaji kuwa jina la mtengenezaji.

Kwa hivyo, katika teknolojia ya EtherNet, anwani za MAC hufanya kama anwani za marudio na marudio.

Viwango vya teknolojia ya Ethernet

Vipimo vya kimwili vya teknolojia ya Ethernet ni pamoja na vyombo vya habari vifuatavyo vya maambukizi ya data.

• l0Base-5 ni kebo Koaxial yenye kipenyo cha inchi 0.5 (1 dm = 2.54 cm), inayoitwa "nene" kebo ya Koaxial, na kizuizi cha tabia cha 50 Ohms.
• l0Base-2 ni kebo ya coaxial yenye kipenyo cha inchi 0.25, inayoitwa kebo ya Koaxial "ndogo", yenye kizuizi cha tabia cha ohms 50.
• l0Base-T - cable kulingana na jozi iliyopotoka isiyohifadhiwa (Jozi ya Twisted isiyo na ulinzi, UTP), makundi 3,4,5.
• l0Base-F - kebo ya fiber optic.

Nambari ya 10 inaashiria kiwango kidogo cha kiwango, ambayo ni, 10 Mbit / s, na neno "Base" ni njia ya maambukizi kwenye moja. mzunguko wa msingi. Tabia ya mwisho inaonyesha aina ya cable.

Cable hutumiwa kama chaneli ya mono kwa vituo vyote, urefu wa sehemu ya juu ni 500m. Kituo kinaunganishwa na cable kupitia transceiver. Transceiver inaunganisha kwa adapta ya mtandao Kiunganishi cha DB-15 chenye kebo ya kiolesura cha AUI. Visimamishaji vinahitajika kila ncha ili kunyonya ishara zinazoenea kando ya kebo.

Sheria za "5-4-3" za mitandao ya coaxial:

Kiwango cha mtandao wa cable coaxial inaruhusu matumizi ya si zaidi ya 4 kurudia na, ipasavyo, si zaidi ya makundi 5 ya cable kwenye mtandao. Kwa urefu wa sehemu ya cable ya urefu wa 500 m, hii inatoa urefu wa juu wa mtandao wa 500 * 5 = 2500 m. Sehemu 3 tu kati ya 5 zinaweza kupakiwa, yaani, wale ambao nodes za mwisho zimeunganishwa. Kati ya sehemu zilizopakiwa lazima kuwe na sehemu zilizopakuliwa.

l0Msingi-2

Cable hutumiwa kama kituo cha mono kwa vituo vyote, urefu wa sehemu ya juu ni m 185. Ili kuunganisha cable kwenye kadi ya mtandao, unahitaji kontakt T, na cable lazima iwe na kontakt BNC.

Utawala wa 5-4-3 pia hutumiwa.

l0Msingi-T

Huunda topolojia ya nyota kulingana na kitovu, kitovu hufanya kazi kama kirudia tena na huunda chaneli moja ya mono, urefu wa juu wa sehemu ni 100m. Nodi za mwisho kuunganishwa kwa kutumia jozi mbili zilizopotoka. Jozi moja ya kupitisha data kutoka kwa nodi hadi kitovu ni Tx, na jozi nyingine ya kupitisha data kutoka kwa kitovu hadi kwa nodi ni Rx.
Sheria za "hubs 4" za mitandao kulingana na jozi iliyopotoka:
Kiwango cha mtandao wa jozi iliyopotoka hufafanua idadi ya juu zaidi ya vituo kati ya vituo viwili vya mtandao, yaani 4. Sheria hii inaitwa "utawala wa vitovu 4." Kwa wazi, ikiwa haipaswi kuwa na warudiaji zaidi ya 4 kati ya nodi mbili za mtandao, basi kipenyo cha juu cha mtandao wa jozi iliyopotoka ni 5 * 100 = 500 m (urefu wa sehemu ya juu 100 m).

10Msingi-F

Mtandao wa Ethaneti unaofanya kazi umewashwa cable ya macho inajumuisha vipengele sawa na mtandao wa 10Base-T

Kiwango cha FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link) ni kiwango cha kwanza cha kamati 802.3 cha kutumia optics ya nyuzi kwenye mitandao ya Ethaneti. Urefu wa sehemu ya juu ni 1000 m, idadi ya juu ya vibanda ni 4, na urefu wa jumla wa mtandao sio zaidi ya 2500 m.

Kiwango cha 10Base-FL ni uboreshaji kidogo kwenye kiwango cha FOIRL. Urefu wa sehemu ya juu ni m 2000. Idadi ya juu ya vibanda ni 4, na urefu wa mtandao ni 2500 m.

Kiwango cha 10Base-FB kinakusudiwa kuunganisha virudiarudia pekee. Nodi za mwisho haziwezi kutumia kiwango hiki kuunganisha kwenye milango ya kituo. Idadi ya juu ya hubs ni 5, urefu wa juu wa sehemu moja ni 2000 m na urefu wa mtandao ni 2740 m.

Jedwali. Vigezo vya Uainishaji wa Tabaka la Kimwili la Ethernet

Wakati wa kuzingatia utawala wa "5-4-3" au "4-hubs", katika tukio ambalo kifaa cha aina ya kubadili kinaonekana kwenye njia ya uenezi wa ishara ya kufikiria kando ya nyaya, hesabu ya vikwazo vya topolojia huanza tangu mwanzo.

Bandwidth ya Mtandao wa Ethernet

Upitishaji hupimwa kulingana na idadi ya fremu au idadi ya baiti za data inayotumwa kwenye mtandao kwa kila kitengo cha muda. Ikiwa hakuna migongano kwenye mtandao, kiwango cha juu cha maambukizi ya fremu za ukubwa wa chini (64 byte) ni fremu 14881 kwa sekunde. Wakati huo huo, upitishaji muhimu kwa muafaka wa Ethernet II ni 5.48 Mbit / s.

Kiwango cha Juu cha Kiwango cha Fremu ukubwa wa juu(baiti 1500) ni fremu 813 kwa sekunde. Upitishaji muhimu utakuwa 9.76 Mbit/s.

Katika kitabu hiki, tutaangalia mitandao ya ndani iliyoundwa kwa kutumia teknolojia maarufu na iliyoenea siku hizi - Ethernet. Teknolojia hii ilionekana katika miaka ya 70 ya karne ya 20, wakati Bill Metcalfe, mhandisi wa utafiti kutoka Taasisi ya Teknolojia ya Massachusetts, ambaye pia alishirikiana na kituo cha utafiti cha Xerox huko Palo Alto, alitayarisha tasnifu yake ya udaktari kuhusu mbinu za kuandaa mawasiliano ya kompyuta. Hivi karibuni, pamoja na wataalamu kutoka Intel na DEC (Shirika la Vifaa vya Dijiti), Xerox ilitengeneza kiwango cha kibiashara kulingana na nadharia hii, ambayo iliitwa Ethernet. Baadaye kidogo, mwaka wa 1980, kiwango cha Ethernet kiliunda msingi wa vipimo vya ulimwengu kwa mitandao ya ndani iliyojengwa juu ya kanuni ya upatikanaji wa nyingi, ugunduzi wa mzunguko wa carrier na kugundua kushindwa kwa moja kwa moja (Carrier Sense Multiple Access / Detection Collision, CSMA / CD); Uainishaji huu, uliotengenezwa na Taasisi ya Wahandisi wa Umeme na Elektroniki (IEEE), unaitwa IEEE 802.3. Kwa kuwa viwango vya IEEE 802.3 na Ethernet viko karibu sana sio tu katika itikadi zao, lakini pia kwa suala la utangamano wa kiufundi, katika fasihi ya kisasa huitwa jadi na neno la jumla - Ethernet. Zaidi pia tutazingatia mila hii.
Ni dhahiri kwamba Teknolojia ya Ethernet huweka vikwazo vyake sio tu juu ya usanifu wa mtandao wa ndani, lakini pia juu ya sifa zake za kiufundi. Aidha, vikwazo vile vina pekee kadhaa viwango vya mantiki: kwa upande mmoja, wao huamua njia ya uunganisho
kompyuta kwa mtandao, kwa upande mwingine, onyesha tofauti kati ya aina tofauti mitandao kulingana na vifaa vilivyotumika, aina ya kebo au kasi ya uhamishaji data. Tutazungumza juu ya hili baadaye katika sura hii.

Ndani ya mfumo wa kiwango cha Ethernet, ni desturi ya kutofautisha aina kadhaa za ujenzi wa mfumo wa kompyuta uliosambazwa, kulingana na muundo wake wa topolojia. Kwa kweli, tunaweza kusema kwamba topolojia ya mtandao wa ndani ni usanidi viunganisho vya cable kati ya kompyuta, iliyofanywa kulingana na kanuni fulani ya umoja. Topolojia yoyote maalum ya mtandao huchaguliwa, kwanza, kulingana na vifaa vinavyotumiwa, ambavyo, kama sheria, inasaidia chaguo fulani la shirika lililofafanuliwa madhubuti. miunganisho ya mtandao; pili, kwa kuzingatia mahitaji yaliyopo ya uhamaji, scalability na nguvu ya kompyuta ya mfumo mzima kwa ujumla. Katika hali kadhaa, inawezekana kupanga mitandao ndogo kadhaa, iliyojengwa kwa kutumia topolojia tofauti na kisha kuunganishwa kwenye mtandao mmoja. Hasa, kuhusiana na kiwango cha Ethernet, inawezekana kuandaa mitandao ya ndani na topolojia " basi ya kawaida" au "nyota".

Topolojia ya basi ya kawaida

Teknolojia ya kujenga mtandao wa ndani kulingana na topolojia ya "basi la kawaida" inahusisha kuunganisha kompyuta kwa mpangilio kama "mnyororo wa daisy" kwa kutumia viunganishi maalum vya umbo la T (viunganisho vya T) vilivyounganishwa kwenye bandari inayolingana ya adapta ya mtandao ya kila moja. nodi ya mtandao. Kebo ya Koaxial yenye kipimo data cha 10 Mbit/s inatumika kama njia ya kusambaza data halisi. Miisho ya "mnyororo", ambayo ni, matawi ya viunganisho vya umbo la T ambayo kebo haitolewa kwa unganisho kwa kompyuta za jirani, imepunguzwa na kofia maalum za chuma ambazo huunda upinzani wa mzigo kwenye mtandao - huitwa plugs. au wasimamizi (Mchoro 3.1).

Mchele. 3.1. Usanidi wa mtandao wa ndani na topolojia ya "basi la kawaida".

Ikumbukwe kwamba mitandao ya mitaa iliyokuwa maarufu sana na topolojia ya "basi ya kawaida" sasa inazidi kupoteza nafasi zao. Sababu ya kupungua kwao kwa umaarufu ni dhahiri kabisa. Licha ya unyenyekevu dhahiri wa ufungaji na ufungaji - na kujenga mtandao kama huo, ujuzi mdogo tu katika kushughulikia koleo au chuma cha soldering inahitajika - na uhamaji wa jamaa katika suala la kubadilisha usanidi wa mfumo mzima (baada ya yote, ili kusonga. kompyuta ya mtandao kutoka mahali hadi mahali, inachukua tu kufuta na kaza kiunganishi sambamba), mitandao hiyo ina hasara nyingi za wazi. Na muhimu zaidi kati yao ni kuegemea chini sana. Inatosha kupoteza mawasiliano katika moja ya vituo au viunganisho vingi vya T, ambayo kwa mazoezi hutokea mara nyingi, na sehemu nzima ya mtandao wa ndani inashindwa. Katika hali kama hiyo, kompyuta zote za mtandao zinaendelea kufanya kazi kwa utulivu, lakini ghafla huacha "kuonana", kwa sababu ambayo msimamizi wa mfumo lazima apitie mtandao mzima, akiangalia mawasiliano kwenye viunganisho, ambayo wakati mwingine huchukua. muda mwingi. Ndiyo maana topolojia ya "basi ya kawaida" ni bora kwa kuunda mtandao mdogo wa nyumbani, yaani, kuunganisha kompyuta mbili, lakini katika kesi ya muundo wa mtandao ulio ngumu zaidi na wa kina, unapaswa kuzingatia kutumia tofauti. usanidi.

Topolojia ya nyota

Njia mbadala ya topolojia ya "basi ya kawaida" katika mitandao ya Ethernet ni usanidi wa LAN ya nyota (Mchoro 3.2).

Mchele. 3.2. Usanidi wa LAN na topolojia ya nyota

Katika kesi hiyo, kompyuta zimeunganishwa kwa kila mmoja si mfululizo, lakini kwa sambamba, yaani, kila nodes za mtandao zimeunganishwa na yake mwenyewe.
kipande cha waya kwenye bandari inayolingana ya kifaa fulani kinachoitwa kitovu, au kitovu (kutoka kitovu cha Kiingereza - katikati). Kebo maalum ya jozi iliyosokotwa isiyozuiliwa hutumiwa kama njia ya kusambaza data, ambayo hutoa muunganisho kwa kasi ya hadi 10 Mbit / s. Kutumia "jozi iliyopotoka" inawezekana pia kupanga mtandao wa kompyuta mbili kwenye kanuni ya "point-to-point", wakati mashine zinaweza kushikamana moja kwa moja, bila kutumia kitovu, lakini utaratibu wa kufunga mawasiliano. katika viunganishi waya wa umeme katika kesi hii ni tofauti kidogo na ile ya kawaida.
Faida za topolojia ya "nyota" ikilinganishwa na "basi ya kawaida" ni kuegemea zaidi na uvumilivu wa makosa ya mtandao wa ndani, kuna uwezekano mdogo wa msongamano kutokea ndani yake, na vifaa vya mwisho hufanya kazi juu ya nyaya za jozi zilizosokotwa kwa mpangilio wa ukubwa. haraka. Kwa kuongezea, ikiwa moja ya nodi za mtandao zitashindwa, mfumo uliobaki unaendelea kufanya kazi kwa utulivu: kushindwa kabisa mtandao wa ndani vile hutokea tu wakati kitovu kinapovunjika. Bila shaka, shirika mfumo wa mtandao kulingana na topolojia ya "nyota" inahitaji gharama kubwa zaidi za kifedha, lakini zina haki kabisa linapokuja suala la hitaji la kuhakikisha mawasiliano ya kuaminika kati ya kompyuta zinazofanya kazi kwenye mtandao.

Madarasa ya Mtandao wa Ethernet

Kabla ya kuendelea na uchunguzi wa moja kwa moja wa kanuni za kuandaa mtandao wa ndani, ni muhimu kusema maneno machache kuhusu madarasa ya teknolojia ambayo mitandao ya kiwango cha Ethernet imegawanywa. Madarasa haya hutofautiana kimsingi katika uwezo wa mstari, aina ya kebo inayotumika, topolojia na sifa zingine. Kila moja ya madarasa ya mitandao ya Ethernet ina muundo wake, unaoonyesha sifa zake za kiufundi, jina kama hilo linaonekana kama XBase/BroadY, ambapo X ni uwezo wa mtandao, jina la Msingi au Broad linaonyesha njia ya upitishaji wa mawimbi - baseband au Broadband, na Hatimaye, nambari ya Y inaonyesha urefu wa juu wa sehemu ya mtandao katika mamia ya mita, au inaonyesha aina ya cable inayotumiwa katika mfumo huo, ambayo inaweka vikwazo kwa umbali wa juu iwezekanavyo kati ya nodes mbili za mtandao, kulingana na sifa zake za kiufundi. Kwa mfano, mtandao wa darasa la 10Base2 una upitishaji wa 10 Mbit / s, hutumia njia ya maambukizi ya data ya baseband na inaruhusu urefu wa sehemu ya juu ya m 200. Kisha, tutaangalia madarasa kadhaa yaliyopo ya mitandao ya Ethernet na kuzungumza juu ya vipengele vyao na uwezo.

Darasa la 10Base5 (Ethaneti Nene)

Class 10Base5, pia wakati mwingine huitwa "Ethernet nene," ni mojawapo ya viwango vya zamani zaidi vya LAN. Leo tayari ni vigumu sana kupata vifaa vya aina hii kwa kuuza, hata vigumu zaidi kupata mtandao uliopo, kufanya kazi na aina hii ya kifaa.
Mitandao ya 10Base5 ilitumia topolojia ya kawaida ya basi na iliundwa kwa msingi wa kebo ya coaxial na kizuizi cha tabia cha Ohms 50 na kipimo cha data cha 10 Mbit / s. Basi ya kawaida ya mtandao wa ndani ilikuwa na mipaka kwa pande zote mbili na viondoa, lakini pamoja na viunganisho vya T, mifumo hiyo ilitumia vifaa maalum vilivyopokea jina la kawaida "transceivers," ambalo lilitoka kwa kuchanganya dhana ya Kiingereza ya transmitter na mpokeaji. Kweli, transceivers walikuwa wapokeaji na wasambazaji wa data kati ya kompyuta zinazofanya kazi kwenye mtandao na mtandao yenyewe (Mchoro 3.3). Mbali na kazi za mpokeaji-transmitter halisi wa habari, transceivers zilitoa insulation ya umeme ya kuaminika ya kompyuta zinazofanya kazi kwenye mtandao, na pia kutumika kama kifaa kilichopunguza kiwango cha kuingiliwa kwa nje ya umeme. Urefu wa juu zaidi Kebo ya Koaxial iliyoinuliwa kati ya transceiver na adapta ya mtandao ya kompyuta (kebo ya transceiver) kwenye mitandao kama hiyo inaweza kufikia 25 m, urefu wa juu wa sehemu moja ya mtandao (sehemu ya mtandao kati ya viondoa viwili) ni 500 m, na umbali wa chini kati ya unganisho. pointi ni 2.5 m. Kwa jumla, si zaidi ya kompyuta 100 zinaweza kufanya kazi katika sehemu moja ya mtandao wa 10Base5, na idadi ya sehemu za mtandao zinazofanya kazi pamoja zisizidi tano.

Mchele. 3.3. 10Base5 LAN Configuration

Darasa la 10Base2

Mitandao ya ndani inayomilikiwa na darasa la 10Base2, ambayo pia wakati mwingine huitwa Thin Ethernet, ni "warithi" wa moja kwa moja wa mitandao 10Base5. Kama ilivyo katika kesi ya awali, kuunganisha kompyuta, cable nyembamba yenye ngao ya coaxial na kizuizi cha tabia ya 50 Ohms hutumiwa, iliyo na viunganisho vya T na vituo, hata hivyo, katika usanidi huu, viunganisho vya T vinaunganishwa moja kwa moja kwenye kadi ya mtandao. kontakt, bila matumizi ya vifaa vyovyote vya kati (Mchoro 3.1). Ipasavyo, mtandao kama huo una usanidi wa kawaida wa "basi ya kawaida". Urefu wa juu wa sehemu moja ya mtandao ya 10Base2 inaweza kufikia 185 m, wakati umbali wa chini kati ya pointi za uunganisho ni 0.5 m. Nambari kubwa zaidi Idadi ya kompyuta zilizounganishwa kwenye sehemu moja ya mtandao huo haipaswi kuzidi 30, idadi ya juu inayoruhusiwa ya sehemu za mtandao ni 5. Upitishaji wa mtandao huu, kama ifuatavyo kutoka kwa uteuzi wa darasa lake, ni 10 Mbit / s.

Darasa la 10BaseT (Ethaneti Iliyosokotwa ya Jozi)

Mojawapo ya madarasa ya kawaida ya LAN za Ethernet leo ni mitandao ya 10BaseT. Kama kiwango cha 10Base2, mitandao kama hii hutoa upitishaji wa data kwa kasi ya 10 Mbit/s, lakini hutumia topolojia ya nyota katika usanifu wao na hujengwa kwa kutumia. cable maalum, inayoitwa jozi iliyopotoka, au "jozi iliyopotoka" (Mchoro 3.2). Kwa kweli, jozi iliyopotoka ni waya wa nane ambayo jozi mbili tu za waendeshaji hutumiwa kubadilishana habari juu ya mtandao: moja kwa ajili ya kupokea ishara, na moja kwa ajili ya kusambaza. 10BaseT inatumika kama kiungo kikuu katika muundo wa umbo la nyota wa mtandao wa ndani. kifaa maalum, kinachoitwa kitovu, au kontakteta. Ili kujenga mfumo wa kompyuta uliosambazwa unaojumuisha sehemu kadhaa za mtandao, inawezekana kuunganisha vituo kadhaa kwa namna ya cascade, au kuunganisha mtandao wa ndani wa darasa lingine kupitia kitovu kwenye mtandao wa 10BaseT (Mchoro 3.4), hata hivyo, mtu anapaswa kuzingatia ukweli kwamba jumla ya vituo vya uunganisho katika mfumo huo haipaswi kuzidi 1024.
Umbali wa juu unaoruhusiwa kati ya nodi za mtandao wa 10BaseT ni 100 m, lakini tunaweza kusema kwamba thamani hii inachukuliwa badala ya mazoezi ya kujenga mitandao kama hiyo, kwani kiwango cha 10BaseT hutoa kizuizi tofauti: kupunguza ishara kati ya mpokeaji na mpokeaji. chanzo hakipaswi kuzidi kizingiti cha desibeli 11.5 . Hasa darasa hili mitandao ya ndani pamoja na 10Base2 itajadiliwa kwa kina baadaye kwenye kurasa za kitabu hiki.

Mchele. 3.4. Mfano wa utekelezaji wa mtandao wa ndani wa Ethernet wa sehemu nyingi

Class10BaseF (Fiber Optic)

Class 10BaseF (jina lingine ni Fiber Optic) kawaida hujumuisha kusambazwa mitandao ya kompyuta, sehemu ambazo zimeunganishwa kupitia mgongo fiber optic cable, urefu ambao unaweza kufikia 2 km. Ni wazi, kwa sababu ya gharama zao za juu, mitandao kama hiyo hutumiwa haswa katika tasnia ya biashara ya soko na ni ya bei nafuu kwa biashara kubwa ambazo zina pesa zinazohitajika kuandaa mfumo kama huo.
Mtandao wa 10BaseF una topolojia ya nyota, ambayo, hata hivyo, ni tofauti kidogo na usanifu uliopitishwa kwa mitandao ya 10BaseT (Mchoro 3.5).

Mchele. 3.5. Usanidi wa 10BaseF LAN

Kompyuta kwenye kila sehemu ya mtandao huo huunganishwa kwenye kitovu, ambacho, kwa upande wake, kinaunganishwa na transceiver ya nje ya mtandao wa 10BaseF kupitia kamba maalum ya mawasiliano iliyounganishwa na kiunganishi cha 15-pin AUI (Attachment Unit Interface). Kazi ya transceiver ni kupokea kutoka kwa sehemu yake ya mtandao ishara ya umeme, ibadilishe kuwa ya macho na kuisambaza kwenye kebo ya fiber optic. Mpokeaji wa ishara ya macho ni kifaa sawa ambacho huibadilisha kuwa mlolongo wa mipigo ya umeme iliyotumwa kwa sehemu ya mtandao wa mbali.
Faida za mistari ya mawasiliano ya macho juu ya zile za jadi haziwezi kuepukika. Kwanza kabisa, nyuzi za dielectric zinazotumiwa katika nyaya za fiber optic kama miongozo ya mawimbi ina sifa ya kipekee ya kimwili kwa sababu ambayo upunguzaji wa ishara kwenye mstari kama huo ni wa chini sana: iko kwa mpangilio wa 0.2 dB kwa kilomita kwa urefu wa mikroni 1.55, ambayo uwezekano wa kuruhusu habari za upitishaji kwa umbali wa hadi kilomita 100 bila matumizi ya vikuza sauti vya ziada na virudia. Kwa kuongeza, katika mistari ya mawasiliano ya macho mzunguko wa ishara ya carrier hufikia 1014 Hz, ambayo ina maana kwamba kasi ya maambukizi ya data kwenye mstari huo inaweza kuwa bits 1012 kwa pili. Ikiwa tutazingatia ukweli kwamba mawimbi kadhaa ya mwanga yanaweza kueneza wakati huo huo katika mwongozo wa mwanga ndani maelekezo mbalimbali, basi kasi hii inaweza kuongezeka kwa kiasi kikubwa kwa kuandaa ubadilishanaji wa data wa pande mbili kati ya ncha za kebo ya fiber optic. Njia nyingine ya kuongeza mara mbili uwezo wa kiungo cha mawasiliano ya macho ni kusambaza mawimbi kadhaa wakati huo huo na polarizations tofauti kando ya fiber ya macho. Kwa kweli, tunaweza kusema kwamba leo kasi ya juu iwezekanavyo ya maambukizi ya habari juu ya mistari ya macho bado haijapatikana, kwa kuwa vikwazo vikali kabisa juu ya "kasi" ya mitandao hiyo huwekwa na vifaa vya mwisho. Pia "inawajibika" kwa kiasi gharama kubwa mfumo mzima kwa ujumla, tangu mwongozo wa mwanga wa dielectric quartz yenyewe ni nafuu zaidi kuliko waya wa jadi wa shaba. Kwa kumalizia, tunaweza kutaja ukweli kwamba mstari wa macho, kutokana na sheria za asili za kimwili, hauathiriwa kabisa na kuingiliwa kwa sumakuumeme, na pia ina rasilimali kubwa zaidi ya kudumu kuliko mstari uliotengenezwa kutoka kwa kondakta wa kawaida wa chuma.

Madarasa 100BaseT, 100BaseTX, 100BaseT4 na 100BaseFX

Darasa la 100BaseT LAN, pia linaitwa Fast Ethernet, ni darasa jipya la LAN: liliundwa mnamo 1992 na kikundi cha watengenezaji.
inayoitwa Fast Ethernet Alliance (FEA). Kwa kweli, Fast Ethernet ni "mrithi" wa mitandao ya 10BaseT, lakini tofauti nao, inaweza kusambaza data kwa kasi ya hadi 100 Mbit / s. "kama mitandao ya 10BaseT, ya ndani Mitandao ya haraka Ethernet ina topolojia ya nyota na inaweza kuunganishwa kwa kutumia aina mbalimbali za kebo, inayotumika zaidi ambayo ni kebo hiyo hiyo yenye sifa mbaya iliyopotoka. Mwaka 1995 kiwango hiki iliidhinishwa na Taasisi ya Wahandisi wa Umeme na Kielektroniki (IEEE) na ilijumuishwa katika vipimo vya IEEE 802.3 (upanuzi huu wa vipimo uliteuliwa IEEE 802.3u), na hivyo kuwa wa kwanza. hadhi rasmi.
Kwa kuwa darasa la mtandao wa 100BaseT ni mzao wa moja kwa moja wa darasa la OBaseT, mifumo hiyo hutumia prototypes za kawaida za upitishaji data wa Ethernet, pamoja na programu ya kawaida ya programu iliyoundwa kwa ajili ya kusimamia mtandao wa ndani, ambayo hurahisisha sana mabadiliko kutoka kwa aina moja ya mtandao hadi nyingine. Inatarajiwa kwamba katika siku za usoni teknolojia hii itachukua nafasi ya viwango vingi vya sasa vya "urithi", kwani moja ya malengo kuu katika ukuzaji wa hali hii ilikuwa kudumisha utangamano wa anuwai mpya ya mitandao ya ndani na anuwai anuwai. aina za kebo zinazotumika katika mitandao iliyopitwa na wakati, >Marekebisho kadhaa ya kiwango cha Fast Ethernet yameundwa. Teknolojia ya 0BaseTX inahusisha matumizi ya kebo ya kawaida ya jozi ya daraja la tano iliyopotoka, ambayo hutumia kondakta nne tu kati ya nane: mbili kwa ajili ya kupokea data, na mbili kwa ajili ya kusambaza. Kwa hivyo, ubadilishanaji wa habari wa pande mbili unahakikishwa na, kwa kuongeza, kuna fursa inayowezekana ya kuongeza zaidi tija ya mfumo mzima wa kompyuta uliosambazwa. Mitandao ya 100BaseT4 pia hutumia kebo ya jozi iliyopotoka, lakini waya zote nane za kondakta zinahusika: jozi moja inafanya kazi tu kwa upokeaji wa data, jozi moja inasambaza tu, na mbili zilizobaki hutoa ubadilishanaji wa habari wa pande mbili. Kwa kuwa teknolojia ya 100BaseT4 inamaanisha mgawanyiko wa data zote zilizowekwa anod juu ya mtandao katika njia tatu huru za kimantiki (mapokezi, upitishaji, upokezi-mapokezi), masafa ya mawimbi hupunguzwa sawia, na huruhusu mitandao hiyo kuwekwa kwa kutumia ubora wa chini na, kwa hiyo, kwa bei nafuu. cable 3 au 4 makundi, hatimaye, kiwango cha mwisho katika familia ya Fast Ethernet inaitwa 100BaseFX. Imeundwa kufanya kazi nayo mistari ya fiber optic mawasiliano.
Urefu wa juu wa sehemu moja katika mitandao ya 100BaseT (isipokuwa 100BaseFX subclass) hauzidi m 100; adapta za mtandao na vitovu vinavyotumia kiwango hiki hutumiwa kama vifaa vya mwisho. Pia kuna adapta za mtandao za 10BaseT/100BaseT zima. Kanuni ya uendeshaji wao ni kwamba katika mitandao ya ndani ya madarasa haya mawili mistari sawa na aina moja ya viunganisho hutumiwa, na kazi ya utambuzi wa moja kwa moja. kipimo data kila mtandao maalum (10 Mbit / s au 100 Mbit / s) hutolewa kwa itifaki ya safu ya kiungo, ambayo ni sehemu ya programu ya adapta yenyewe. Algorithm ya uendeshaji ya kifaa kama hicho inaweza kuonyeshwa kwa mfano rahisi. Unapowasha kompyuta iliyo na adapta ya mtandao ya 10BaseT/100BaseT, ya mwisho hutoa ishara kwa mtandao ikijulisha vifaa vingine vya mtandao kuwa ina uwezo wa kusaidia viwango vya uhamishaji data vya hadi 100 Mbps. Ikiwa vifaa vya mtandao wa ndani (kwa mfano, kitovu ambacho kimeunganishwa kompyuta hii) hutoa kasi ya uunganisho sawa, inazalisha ishara ya majibu, baada ya hapo adapta inaendelea kufanya kazi katika hali ya 100BaseT. Ikiwa hakuna jibu lililopokelewa, kadi ya mtandao inabadilika moja kwa moja kwenye hali ya uhamisho wa data kwa kasi ya 10 Mbit / s, yaani, inabadilika kufanya kazi katika kiwango cha 10BaseT.
Licha ya faida zote za vipimo vya 100BaseT, mitandao kama hiyo, ikilinganishwa na utekelezaji wa Ethaneti ya zamani, haiko bila idadi ya hasara ambayo ilirithi kutoka kwa mtangulizi wao - kiwango cha 10BaseT. Kwanza kabisa, wakati wa kilele cha mzigo, ambayo ni, katika tukio la hali ambayo zaidi ya 50% ya nodi zote hupata rasilimali za mtandao kwa wakati mmoja, "msongamano", unaojulikana sana kwa watumiaji wa 10BaseT, huunda kwenye mstari - kwa maneno mengine, mtandao huanza "kupunguza kasi" dhahiri. Na pili, ikiwa katika kusambazwa mfumo wa kompyuta inatumika teknolojia ya pamoja(sehemu moja ya mtandao inafanya kazi na kiwango cha 10BaseT, nyingine ikiwa na kiwango cha 100BaseT), kasi kubwa miunganisho itawezekana tu katika sehemu inayoauni upitishaji wa 100 Mbit/s. Kwa hivyo, hata kama kompyuta yako ina adapta ya mtandao ya 100BaseT, unapofikia seva pangishi ya mbali iliyo na kadi ya mtandao 10BaseT, kasi ya muunganisho haitazidi 10 Mbit/s.

Class1000BaseT (Gigabit Ethernet)

kwa kasi wao kukua nguvu ya kompyuta kompyuta za kisasa za kibinafsi, ukubwa wa wastani wa faili zilizosindika kwa msaada wao huwa. Kwa hiyo, kuna haja ya kuongezeka kwa uwiano katika uwezo wa njia za mawasiliano. Kama matokeo, hii iliharakisha sana mchakato wa mageuzi ya teknolojia ya mtandao: kabla ya kiwango cha 100BaseT kuwa na wakati wa kuota mizizi, ilibadilishwa. darasa jipya mitandao ya ndani ambayo inaruhusu kuhamisha habari kwa kasi ya hadi gigabit kwa sekunde. Mitandao hii imeteuliwa 1000BaseT na jina mbadala Gigabit Ethernet.
Usanifu wa mtandao wa 1000BaseT hutumia topolojia ya nyota kwa kutumia kebo ya jozi iliyosokotwa ya Aina ya 5 ya ubora wa juu inayotumia waya zote nane, huku kila moja kati ya jozi nne za waya zinazotumiwa kupokea na kusambaza taarifa. Ikilinganishwa na teknolojia ya 100BaseT, mzunguko wa mtoa huduma katika mitandao ya 1000BaseT huongezeka maradufu, na hivyo kusababisha ongezeko la mara kumi la uwezo wa laini za mawasiliano. Unapohama kutoka 10BaseT au 100BaseT hadi 1 OOOBaseT mahitaji maalum zinahitajika kwa ubora wa ufungaji soketi za mtandao na viunganishi: ikiwa mtandao umewekwa kwa kufuata kamili na viwango vilivyopo, kuna uwezekano mkubwa kuwa na uwezo wa kutoa kasi inayohitajika ya uhamishaji data, lakini ikiwa usakinishaji ulifanyika kwa kupotoka kutoka kwa mahitaji. Vipimo vya Ethernet, uingilivu unaotokana na viunganisho hautaruhusu kufikia sifa zilizohesabiwa. Kama ilivyo kwa madarasa ya awali ya mitandao ya XBaseT, urefu wa sehemu moja ya Gigabit Ethernet haipaswi kuzidi mita 100.
Kiwango cha 1000BaseT kiliidhinishwa rasmi na Taasisi ya Wahandisi wa Umeme na Kielektroniki (IEEE) mnamo 1999, na kimejumuishwa katika vipimo vya IEEE 802.3. Hivi sasa vifaa vya wa aina hii mitandao huzalishwa na wazalishaji kadhaa wa kujitegemea wa vifaa vya kompyuta.

Badilisha vifaa katika mitandao ya 10BaseT

Wakati huo huo na maendeleo ya teknolojia mpya za uhamishaji data wa kasi ya juu, watengenezaji wa vifaa vya kompyuta bado walikuwa wanakabiliwa na changamoto ya kutafuta njia zozote za kuongeza utendaji wa mitandao ya ndani ya Ethernet ya mtindo wa zamani, huku wakipunguza gharama zote za kifedha za ununuzi wa vifaa vipya. gharama za kiteknolojia za kuboresha mtandao uliopo tayari. Kwa kuwa darasa la 10Base2 lilizingatiwa kwa kauli moja kuwa "linakufa" na wasanidi wote, wataalam walizingatia teknolojia ya 10BaseT. Na suluhisho linalofaa lilipatikana hivi karibuni.
Kama unavyojua, kiwango cha Ethaneti kinamaanisha matumizi ya algoriti ya utangazaji wa habari. Hii ina maana kwamba kichwa cha kizuizi chochote cha data kilichotumwa kwenye mtandao kina habari
kuhusu mpokeaji wa mwisho wa kizuizi hiki, na programu ya kila kompyuta kwenye mtandao wa ndani, kupokea pakiti kama hiyo, inachambua yaliyomo kila wakati, kujaribu "kufikiria" ikiwa inafaa kuhamisha data kwa itifaki za kiwango cha juu (ikiwa block iliyopokelewa ya habari imekusudiwa kwa kompyuta hii maalum) au kuirudisha kwa mtandao (ikiwa kizuizi cha data kinatumwa kwa mashine nyingine). Hii pekee inapunguza kasi ya mtandao mzima wa ndani. Na ikiwa tutazingatia ukweli kwamba vifaa vinavyotumika kama moduli kuu ya mitandao ya ndani na topolojia ya "nyota" - viunganishi, au vitovu - hutoa serial badala ya upitishaji wa data sambamba, basi tunagundua "kiungo dhaifu" kingine ambacho hakifanyi tu. hupunguza kasi ya mfumo mzima, lakini pia mara nyingi husababisha "msongamano" katika matukio ambapo, kwa mfano, mito kadhaa ya data wakati huo huo hutumwa kwenye node sawa kutoka kwa kompyuta tofauti za kutuma. Ikiwa tutawapa kazi ya kupanga pakiti awali kwenye kitovu, basi tatizo hili linaweza kutatuliwa kwa sehemu. Ambayo ndiyo ilifanyika. Hivi ndivyo kifaa kilizaliwa, ambacho baadaye kiliitwa swichi, au swichi. Kubadili kabisa kunabadilisha kitovu cha 10BaseT katika muundo wa mtandao wa ndani, na vifaa hivi viwili vinaonekana karibu sawa, lakini kanuni ya uendeshaji ya kubadili ina idadi ya tofauti kubwa. Tofauti kuu ni kwamba programu iliyojengwa kwenye swichi ina uwezo wa kuchambua kwa uhuru yaliyomo kwenye vizuizi vya data vilivyotumwa kwenye mtandao na kutoa uhamishaji wa habari moja kwa moja kati ya bandari zake mbili, bila kujali bandari zingine zote za kifaa. Hebu tuonyeshe hali hii kwa mfano rahisi (Mchoro 3.6). Wacha tufikirie kuwa tuna swichi iliyo na bandari 16. Kompyuta A imeunganishwa kwenye mlango wa 1, ambao hutuma mlolongo fulani wa data kwenye kompyuta C, iliyounganishwa kwenye mlango wa 16. Tofauti na kitovu, baada ya kupokea pakiti hii ya data, swichi haitoi tena kwenye bandari zote zilizopo kwa matumaini kwamba hivi karibuni au baadaye itamfikia mpokeaji, lakini baada ya kuchambua habari iliyo kwenye pakiti, inasambaza moja kwa moja. hadi bandari ya 16. Wakati huo huo, kizuizi cha habari kutoka kwa sehemu nyingine ya mtandao wa ndani wa 10BaseT, iliyounganishwa na kifaa kupitia kitovu chake, hufika kwenye bandari ya 9 ya kubadili. Kwa kuwa kizuizi hiki kinashughulikiwa kwa kompyuta B, mara moja hutumwa kwenye bandari 3, ambayo imeunganishwa. Inapaswa kueleweka kuwa kubadili hufanya shughuli hizi mbili wakati huo huo na kwa kujitegemea kwa kila mmoja. Kwa wazi, na bandari 16, tunaweza kutuma pakiti 8 za data wakati huo huo kwa njia ya kubadili, kwani bandari hutumiwa kwa jozi. Kwa hivyo, jumla ya upitishaji wa kifaa hiki itakuwa 8 x 10 = 80 Mbit/s,
ambayo itaharakisha kwa kiasi kikubwa mtandao, wakati kila uhusiano wa mtu binafsi utahifadhi thamani ya kiwango cha 10 Mbit / s. Kwa maneno mengine, tunapotumia swichi, tunapunguza wakati inachukua kwa pakiti kusafiri kupitia mfumo wa mtandao bila kuongeza kasi halisi ya muunganisho.

Mchele. 3.6. Kanuni ya uendeshaji wa kifaa cha kubadili

Warudiaji (wanaorudia)

Ilikuwa tayari imetajwa hapo awali kuwa katika mitandao ya ndani ya darasa lolote kuna vikwazo vikali juu ya urefu wa sehemu ya mtandao kati ya pointi mbili za uunganisho. Vikwazo hivi vinahusishwa, kwanza kabisa, na mgawo wa kupungua kwa ishara katika mstari wa maambukizi ya data, ambayo haipaswi kuzidi thamani fulani ya kizingiti: vinginevyo, mapokezi ya kuaminika ya habari itakuwa haiwezekani. Washindi wakubwa katika kesi hii ni mitandao iliyojengwa kwa kutumia mistari ya nyuzi za macho. Kwa kuwa mgawo wa kupunguza katika mazingira haya ni wa chini sana, kebo ya fiber optic inaweza kuwekwa kwa umbali mrefu bila kupoteza ubora wa mawasiliano. Wakati huo huo, njia iliyotajwa ya kuchanganya sehemu za LAN za mbali kwenye mfumo mmoja ni ghali kabisa. Nini cha kufanya ikiwa biashara inaendesha mtandao wa kawaida wa ndani na bandwidth ya 10 Mbit / s, sehemu za kibinafsi ambazo, kwa mfano, mtandao wa uhasibu na ghala, ziko kwa umbali mkubwa kutoka kwa kila mmoja, na usimamizi wa kampuni una haja ya kuwaunganisha pamoja? Hapa vifaa maalum vinavyoitwa kurudia au kurudia huja kwa msaada wetu.
Repeaters zina vifaa angalau mbili, na wakati mwingine zaidi, bandari za mtandao na moja ya miingiliano ya kawaida, na zimeunganishwa moja kwa moja kwenye mtandao wa ndani kwa umbali wa juu unaoruhusiwa kutoka kwa uhakika wa uunganisho wa karibu (kwa mitandao ya darasa la 10BaseT ni 100 m) . Baada ya kupokea ishara kutoka kwa moja ya bandari zake, anayerudia huifanya upya ili kuondoa hasara na upotovu wowote uliotokea wakati wa upitishaji wake, na kisha hupeleka ishara inayosababishwa kwa bandari zingine zote. Kwa hivyo, wakati ishara inapita kwa njia ya kurudia, inakuzwa na kufutwa kwa kuingiliwa kwa nje. Katika baadhi ya matukio, mrudiaji pia hufanya kazi ya kutenganisha ishara zilizopitishwa: ikiwa kuwasili kwa data na makosa hugunduliwa mara kwa mara kwenye moja ya bandari, hii ina maana kwamba ajali imetokea katika sehemu ya mtandao iliyounganishwa kupitia bandari hii, na kurudia. huacha kupokea ishara kutoka kwa bandari hii ili usipeleke makosa kwa sehemu nyingine zote za mtandao, yaani, usiwatangaze kwenye mtandao mzima.
Wakati huo huo, wakati wa kutumia marudio katika mazoezi, sheria kali kabisa huanza kutumika kudhibiti idadi yao na eneo kwenye mtandao wa ndani. Hasara kuu ya wanaorudia ni kwamba wakati ishara zinapita kwenye kifaa hiki, kuna ucheleweshaji unaoonekana katika kutuma data. Itifaki za safu ya kiungo cha Ethernet kwa kutumia kifuatiliaji cha kawaida cha CSMA/CD kwa kushindwa wakati wa uwasilishaji wa habari, na ikiwa mgongano umegunduliwa, uwasilishaji hurudiwa baada ya muda wa nasibu. Ikiwa idadi ya wanaorudia katika eneo kati ya kompyuta mbili kwenye mtandao wa ndani inazidi thamani fulani, ucheleweshaji kati ya wakati wa kutuma na wakati wa kupokea data utakuwa mkubwa sana hivi kwamba itifaki haitaweza kudhibiti usahihi wa data. uhamishaji wa data, na ubadilishanaji wa habari kati ya kompyuta hizi hautawezekana. Hapa ndipo sheria hiyo ilipotoka, ambayo kwa kawaida huitwa "sheria ya 5-4-3." Imeundwa kama ifuatavyo: kando ya njia ya ishara kwenye mtandao wa Ethernet haipaswi kuwa na sehemu zaidi ya 5 na warudiaji zaidi ya 4, na 3 tu kati yao wanaweza kushikamana na vifaa vya mwisho (Mchoro 3.7, a).
Kwa ujumla, zaidi ya warudiaji 4 wanaweza kuwepo kwenye mtandao wa ndani; sheria inasimamia tu idadi ya wanaorudia kati ya mbili.
pointi yoyote ya uunganisho. Katika baadhi ya matukio, repeaters imewekwa kwa jozi na kushikamana kwa kila mmoja kwa waya; katika kesi hii, hawezi kuwa na jozi zaidi ya mbili hizo kati ya kompyuta mbili kwenye mtandao (Mchoro 3.7, b).

mtandao una matarajio madogo ya kutatua matatizo ya wakati halisi ya kiteknolojia. Shida fulani wakati mwingine huundwa na kizuizi kwenye uwanja wa data wa juu, sawa na ~ 1500 byte.

Chaguo la urefu wa sehemu ya data iliamuliwa na kiwango cha makosa (BER) kwa teknolojia zilizopo wakati kiwango cha Ethaneti kilipoundwa..

Hapo awali, kebo nene ya Koaxial (Z = 50 Ohm) ilitumiwa kama njia ya upitishaji data, na unganisho kwake ulifanywa kupitia vifaa maalum (vipitishio vya kupitisha data). Baadaye, mitandao ilianza kujengwa kwa misingi ya cable nyembamba ya coaxial. Lakini suluhisho hili pia lilikuwa ghali kabisa. Ukuzaji wa jozi za bei ya chini, za juu-bandwidth zilizosokotwa na viunganishi vinavyohusika vilifungua matarajio makubwa ya Ethernet. Mtu yeyote ambaye amefanya kazi na nyaya za Ethernet coaxial anajua kwamba unaweza kupata mishtuko yenye uchungu wakati wa kuunganisha au kufuta kontakt. Hii haiwezekani kwa jozi zilizopotoka. Lakini teknolojia hii haidumu milele: jozi zilizopotoka hatua kwa hatua hupoteza nafasi zao kwa nyaya za fiber optic.

Miradi tofauti ya usimbaji hutumiwa kwa kasi tofauti za Ethaneti, lakini algoriti ya ufikiaji na umbizo la fremu hubakia bila kubadilika, ambayo huhakikisha uoanifu wa programu..

Walakini, uwepo wa mamia ya mamilioni ya miingiliano ya Ethaneti ni kikwazo kikubwa cha kubadilisha kiwango na cha juu zaidi.

16.1. Usanifu wa Mtandao wa Ethernet

Mazingira mengi ya kisasa ya mtandao wa kimwili hutumia umbizo la serial kwa kusambaza habari. Ethernet pia ni ya aina hii. Xerox alitengeneza itifaki ya Ethernet mwaka wa 1973, na mwaka wa 1979, chama cha Xerox, Intel na DEC (DIX) kiliwasilisha hati ya kusawazisha itifaki kwa IEEE. Pendekezo hilo, pamoja na marekebisho madogo, lilipitishwa na kamati ya 802.3 mnamo 1983. Sura ya Ethaneti katika kiwango cha kisasa ina umbizo lililoonyeshwa kwenye Mtini. 16.1.

Mchele. 16.1.

Shamba utangulizi ina baiti 7 0xAA na hutumikia kuleta utulivu na kusawazisha mazingira (ishara za CD1 na CD0 na CD0 ya mwisho), ikifuatiwa na uga. SFD(Anza Kuweka Kikomo cha Fremu = 0xAB), ambayo inakusudiwa kugundua mwanzo wa fremu. Shamba EFD( End Frame Delimiter) hubainisha mwisho wa fremu. Sehemu ya Checksum ( CRC- Ukaguzi wa Upungufu wa Mzunguko), pamoja na utangulizi, SFD na EFD, huzalishwa na kudhibitiwa katika kiwango cha maunzi. Katika baadhi ya marekebisho ya itifaki, uga wa EFD hautumiki. Sehemu zinazopatikana kwa mtumiaji zinaanzia anwani za mpokeaji na kumalizia na uwanja habari, ikijumuisha. Baada ya CRC na EFD kuna pause baina ya pakiti ( IPG- Pengo la InterPacket - muda wa interpacket) Saa 96 za urefu (9.6 µs kwa Ethaneti ya Mbit 10) au zaidi. Ukubwa wa juu wa fremu ni baiti 1518 (utangulizi, sehemu za SFD na EFD hazijajumuishwa). Interface inachunguza pakiti zote zinazosafiri pamoja na sehemu ya cable ambayo imeunganishwa: baada ya yote, inawezekana kuamua ikiwa pakiti iliyopokea ni sahihi na kwa nani inashughulikiwa tu kwa kuipokea kwa ukamilifu. Usahihi wa pakiti kwa CRC, urefu na baiti nyingi hubainishwa baada ya kuangalia anwani lengwa. Uwezekano wa hitilafu ya uwasilishaji mbele ya udhibiti wa CRC ni ~2 -32. Wakati wa kuhesabu CRC, hutumiwa kuzalisha polynomial R(x):

R(x) = x 32 + x 26 + x 23 + x 22 + x 16 + x 12 + x 11 + x 10 + x 8 + x 7 + x 5 + x 4 + x 2 + x + 1.

Kanuni ya kukokotoa CRC imepunguzwa hadi kukokotoa salio la kugawanya msimbo M(x) unaobainisha fremu kwa kuzalisha polynomial R(x) ( Ufikiaji Nyingi wa Carrier Sense kwa Mbinu ya Ufikiaji wa Utambuzi wa Mgongano na Uainisho wa Safu ya Kimwili. Imechapishwa na IEEE 802.3-1985. Wiley-Interscience, John & Sons, Inc.). CRC ni kikamilishano cha salio R(x) . CRC inakokotolewa na kiolesura cha mtandao na kutumwa kwa kuanzia na biti muhimu zaidi.

Kutuma data kupitia mtandao (kasi<1 Гбит/с) используется Nambari ya Manchester, ambayo hutumika kwa uwasilishaji na ulandanishi wa data. Kila herufi ndogo imegawanywa katika sehemu mbili, na sehemu ya pili ni kinyume na ya kwanza. Katika nusu ya kwanza, ishara ya encoded inawasilishwa kwa fomu ya kimantiki ya ziada, na katika nusu ya pili - kwa fomu ya kawaida. Kwa hivyo, ishara ya mantiki 0 - CD0 ina sifa ya nusu ya kwanza kwa kiwango cha HI (+0.85 V), na kwa pili - LO (-0.85 V). Ipasavyo, ishara ya CD1 inaonyeshwa katika nusu ya kwanza ya ishara kidogo kwa kiwango cha LO, na kwa pili - HI. Mifano ya maumbo ya ishara kwa usimbaji wa Manchester imewasilishwa kwenye Mtini. 16.2. Kiwango cha juu cha ishara kinalingana na +0.85 V, chini -0.85 V.

Mchele. 16.2.

Muda wa chini wa pakiti katika Ethernet imedhamiriwa na ukweli kwamba mtumaji lazima atambue mgongano wa pakiti, ikiwa imetokea, kabla ya kumaliza kusambaza fremu. Katika kesi hii, muda wa pakiti iliyopitishwa lazima iwe kubwa zaidi ya mara mbili ya muda wa juu wa fremu kueneza hadi sehemu ya mbali zaidi ya sehemu ya mtandao.

Hii inarejelea sehemu inayoundwa na nyaya na virudia. Urefu wa chini wa fremu wa baiti 64 ulibainishwa kwa usanidi wa mtandao wa Mbps 10 na virudia vinne na sehemu za kebo za mita 500. Mchangiaji mkubwa wa latency ni kurudia (ikiwa inatumika).

Ikiwa saizi ya pakiti ni chini ya baiti 64, baiti za padding huongezwa ili kuhakikisha kuwa fremu ni saizi inayofaa hata hivyo. Baada ya mapokezi, urefu wa pakiti hufuatiliwa, na ikiwa inazidi byte 1518, pakiti hiyo inachukuliwa kuwa ya ziada na haitashughulikiwa. Hatima kama hiyo inangojea fremu fupi kuliko baiti 64. Pakiti yoyote lazima iwe na urefu ambao ni mgawo wa biti 8 (idadi kamili ya baiti). Ikiwa uwanja wa anwani una zote, anwani inachukuliwa kuwa matangazo, ambayo ni, kushughulikiwa kwa vituo vyote vya kazi vya sehemu ya mtandao wa ndani.

Wakati kompyuta imeunganishwa kwenye mtandao moja kwa moja kwa kutumia kubadili, kizuizi cha urefu wa chini wa sura kinaondolewa kinadharia. Lakini kufanya kazi na fremu fupi katika kesi hii itawezekana tu kwa kubadilisha kiolesura cha mtandao na kisicho cha kawaida (kwa mtumaji na mpokeaji)!

Pakiti ya Ethaneti inaweza kubeba kutoka baiti 46 hadi 1500 za data. Umbizo la anwani ya MAC ya mpokeaji au mtumaji unaonyeshwa kwenye Mtini. 16.3.

Mchele. 16.3.

Urefu wa mashamba ya anwani huonyeshwa katika sehemu ya juu ya takwimu, na hesabu ya tarakimu imeonyeshwa katika sehemu ya chini. Uwanja mdogo I/G inawakilisha bendera ya anwani ya mtu binafsi au kikundi. I/G=0 - inaonyesha kwamba anwani ni anwani ya mtu binafsi ya kitu cha mtandao. I/G=1 inabainisha anwani kama matangazo mengi; katika kesi hii, kugawanya anwani katika sehemu ndogo inakuwa haina maana. Anwani za kutuma zaidi hukuruhusu kufikia stesheni kadhaa kwa wakati mmoja ndani ya mtandao mdogo. Uwanja mdogo U/L ni bendera ya udhibiti wa ulimwengu wote au ya ndani (inafafanua utaratibu wa kugawa anwani kwa kiolesura cha mtandao). U/L=1 inaonyesha anwani ya eneo lako (anwani haikubainishwa na mtengenezaji na jukumu la upekee ni la msimamizi wa LAN au mtumiaji). U/L=I/G=0 ni kawaida kwa anwani za kawaida za kipekee zilizotolewa kwa kiolesura na mtengenezaji wake. Uwanja mdogo OUI(Kitambulisho cha Kipekee cha Shirika) hukuruhusu kuamua mtengenezaji wa kiolesura cha mtandao. Kila mtengenezaji amepewa OUI moja au zaidi. Ukubwa wa uwanja mdogo huturuhusu kutambua watengenezaji wapatao milioni 4 tofauti. Kwa mgawo sahihi wa anwani ya kipekee ya kiolesura ( OUA- Anwani ya Kipekee ya Shirika) ni jukumu la mtengenezaji. Miingiliano miwili kutoka kwa mtengenezaji sawa na nambari zinazofanana haipaswi kuwepo. Saizi ya uwanja inaruhusu utengenezaji wa takriban miingiliano milioni 16. Mchanganyiko wa OUI na OUA ni UAA(Anwani Inayosimamiwa kwa Wote = IEEE - anwani).

Ikiwa katika uwanja wa fremu itifaki/aina Ikiwa msimbo ni chini ya 1500, basi sehemu hii ina sifa ya urefu wa fremu. Vinginevyo, ni msimbo wa itifaki ambao pakiti yake imeingizwa kwenye uga wa data ya fremu.

Ufikiaji wa chaneli ya Ethaneti unatokana na kanuni za CSMA/CD (Ufikiaji Mwingi wa Carrier Sense na Utambuzi wa Mgongano). Katika Ethernet, kituo chochote kilichounganishwa kwenye mtandao kinaweza kujaribu kuanza kusambaza pakiti (fremu) ikiwa sehemu ya kebo ambayo imeunganishwa ni bure. Kiolesura huamua ikiwa sehemu ni ya bure kwa kukosekana kwa "mtoa huduma" kwa mizunguko 96 ya biti. Kwa kuwa sehemu ya kwanza ya pakiti haifikii vituo vingine vya mtandao wakati huo huo, inaweza kutokea kwamba vituo viwili au zaidi vinajaribu kusambaza, hasa kwa vile ucheleweshaji wa kurudia na nyaya unaweza kufikia maadili makubwa kabisa. Majaribio kama haya huitwa migongano. Mgongano (mgongano) unatambuliwa na uwepo wa ishara kwenye kituo, kiwango ambacho kinalingana na uendeshaji wa transceivers mbili au zaidi wakati huo huo. Mgongano unapogunduliwa, kituo hukatiza uwasilishaji. Jaribio linaweza kurejeshwa baada ya kucheleweshwa (saidizi ya 51.2 µsec, lakini isiyozidi ms 52), ambayo thamani yake ni kigezo bandia na huhesabiwa kivyake na kila kituo (T= RAND(0.2 min(N,10) )), ambapo N - yaliyomo kwenye kihesabu cha jaribio, na nambari ya 10 ni backoffLimit).

Kwa kawaida, baada ya mgongano, muda hugawanywa katika idadi ya vikoa tofauti na urefu sawa na mara mbili ya muda wa uenezi wa pakiti ya sehemu (RTT). Kwa RTT ya juu iwezekanavyo, wakati huu ni saa 512-bit. Baada ya mgongano wa kwanza, kila kituo husubiri vikoa 0 au 2 kabla ya kujaribu tena. Baada ya mgongano wa pili, kila kituo kinaweza kusubiri vikoa vya wakati 0, 1, 2 au 3, nk. Baada ya mgongano wa nth, nambari ya nasibu iko katika safu 0 - (2 n - 1) . Baada ya migongano 10, kasi ya juu ya shutter bila mpangilio huacha kuongezeka na kubaki 1023.

Sasa fikiria tabia ya mtandao wakati kuna vituo vya k tayari kusambaza. Iwapo baadhi ya kituo kitasambaza wakati wa kikoa cha ufikiaji chenye uwezekano wa p, uwezekano wa kituo hicho kukamata kituo ni:

Hufikia kiwango cha juu kabisa cha . katika . Idadi ya wastani ya vikoa kwa kila ufikiaji ni 1/A. Kwa kuwa kila kikoa kina urefu wa RTT, muda wa wastani wa ufikiaji utakuwa RTT/A. Ikiwa muda wa wastani wa usambazaji wa fremu ni sekunde P, basi na idadi kubwa ya vituo tayari kusambaza, ufanisi wa kituo itakuwa P/(P+RTT/A) .

Kwa hivyo, kwa muda mrefu sehemu ya kebo, ndivyo muda wa wastani wa ufikiaji unavyoongezeka.

Baada ya kusubiri mgongano, kituo huongeza kihesabu cha majaribio kwa moja na huanza maambukizi yanayofuata. Kikomo cha kujaribu tena chaguo-msingi ni 16; ikiwa idadi ya majaribio imechoka, uunganisho unaingiliwa na ujumbe unaofanana hutolewa (kuhusu kutokuwepo). Katika kesi hii, sura iliyopitishwa itapotea bila kurudi.

Sura ndefu husaidia vituo vingi "kusawazisha" mwanzo wa maambukizi ya pakiti. Hakika, wakati wa maambukizi, na uwezekano unaoonekana, haja ya maambukizi katika vituo viwili au zaidi inaweza kutokea. Mara tu watakapogundua kukamilika kwa pakiti, vipima muda vya IPG vitawashwa. Kwa bahati nzuri, taarifa kuhusu kukamilika kwa maambukizi ya pakiti haifikii vituo vya sehemu wakati huo huo. Lakini ucheleweshaji huu unamaanisha pia kwamba ukweli kwamba moja ya vituo vimeanza kusambaza pakiti mpya haijulikani mara moja. Ikiwa vituo kadhaa vinahusika katika mgongano, wanaweza kujulisha vituo vilivyobaki kwa kutuma ishara ya jam (JAM - angalau bits 32). Yaliyomo kwenye biti hizi 32 haijadhibitiwa. Mpangilio huu hufanya uwezekano wa mgongano wa kurudia kuwa mdogo. Chanzo cha idadi kubwa ya migongano (pamoja na upakiaji wa habari) inaweza kuwa urefu wa kikomo wa sehemu ya kebo ya kimantiki, marudio mengi sana, kukatika kwa kebo, au utendakazi wa mojawapo ya violesura. Lakini wenyewe