13. Ethernet darbības princips

Ethernet datortīkli

Ethernet ir viens no populārākajiem lokālo datortīklu standartiem pasaulē un arī Latvijā.

Šo tīklu 1972. gadā izstrādāja firma Xerox. 1985. gadā tīkla veids tika standartizēts un pašlaik ir

pazīstams ar nosaukumu IEEE 8023. Šim standartam ir vairāki paveidi, no kuriem biežāk

sastopamais ir IEEE 802.3.

Klasiskajā Ethernet tīklā izmanto koaksiālo kabeli ar 50 omu pretestību un maksimālais

datu pārsūtīšanas ātrums ir 10 Mbit/s. Viens no būtiskākajiem raksturojošiem parametriem ir

veids, kādā datori sazinās savā starpā. Literatūrā to sauc par piekļūšanas veidu. Problēmas

būtība: kādā veidā nodrošināt, ka vienā laika sprīdī aktīvs ir tikai viens datu pārraidīšanas avots

jeb dators. Ja kādā laika sprīdī datus raida divi datori, tad notiek datu sadursme jeb kolīzija

(collision). Ethernet tīkla piekļūšanas principu sauc par CSMA/CD (Carrier Sense Multiple

Access/ Collision Detection) – piekļūšanas veids ar nesošās kontroli u kolīziju konstatēšanu.

CSMA/CD metodes pamatprincipi ir šādi:

abonents, kurš vēlas nosūtīt datus, pārbauda, vai datu pārraides kanāls ir brīvs (pārbaude

notiek, kontrolējot nesošo signālu (carrier);

ja tīkls ir brīvs, tad sākas datu pārraide, vienlaikus tiek pārbaudīts tīkla stāvoklis (vai nav

kolīziju). Ja kolīziju nav, tad datu sūtīšana tiek pabeigta;’

ja kolīzija ir notikusi (kāds cits dators arī sāka sūtīt savus datus), tad datu raidīšana tiek

pārtraukta. Analoģiski rīkojas arī tas abonents, kurš izraisīja kolīziju;

pēc datu kolīzijas katrs no abonentiem nogaida rakstura laika sprīdi un mēģina sūtīt tos

pašus datus no sākuma.

Metodes priekšrocības ir tādas, ka tehniski to ir samērā vienkārši īstenot. Tāpēc Ethernet

aparatūra ir diezgan lēta. Visi abonenti ir vienlīdzīgi, un tas nozīmē, ka nevienam no lokālā

datortīkla abonentiem nevar būt īpašas prioritātes.

Ethernet tīklam ir arī nopietns trūkums: kolīziju dēļ nav garantēta ātrdarbība un, galvenais,

ātrdarbība ir atkarīga no lokālā datortīkla noslogotības. Jo lielāka slodze tīklā, jo relatīvi biežāk

notiek datu kolīzijas, jo vairāk samazinās datu pārraidīšanas ātrums. Piemēram, Ethernet tīklam

ar maksimālo teorētisko ātrumu 10 Mbit/s reālais ātrums var samazināties praktiski līdz dažiem

kilobitiem sekundē. Tas ir galvenais šā populārā tīkla trūkums.

35

Pašlaik lokālajos tīklos izmanto Fast Ethernet ar datu pārraides ātrumu 100 Mbit/s. Šajos

tīklos izmanto vītā pāra vai optiskās šķiedras kabeļus. Ir izstrādāts un jau tiek izmantots lokālajos

tīklos jauns standarts Gigabit Ethernet ar datu pārraides ātrumu 1 Gbit/s.

14. Ethernet datortīklu apzīmējumi, piemēri.

Katram Ethernet tīkla veidam ir šādi apzīmējumi:

10BASE5 – resnais koaksiālais kabelis, diametrs aptuveni 8 mm (pašreiz praktiski

vairs neizmanto);

10BASE2 – tievais koaksiālais kabelis, diametrs aptuveni 5 mm;

10BASE-T – vītā pāra kabelis;

10BASE-F – optiskais kabelis;

100BASE-T4 – četrkārtīgais vītā pāra kabelis;

100BASE-TX – dubultais vītā pāra kabelis;

100BASE-FX – optiskais kabelis;

1000BASE-SX – optiskais kabelis ar gaismas viļņa garumu 850 nm;

1000BASE-LX - optiskais kabelis ar gaismas viļņa garumu 1300 nm;

1000BASE-CX – ekranētais vītā pāra kabelis;

1000BASE-T – četrkārtīgais ekranētais vītā pāra kabelis.

Apzīmējumu atšifrējums:

10,100,1000 – datu pārraides ātrums Mbit/s;

BASE – Ethernet standarts;

5 – tīkla segmenta garums ir 500 m;

2 – tīkla segmenta garums ir 200 m (patiesībā ir 185 m);

T – vītā pāra kabelis (twisted pair);

F – optiskais kabelis (fiber optic).

LAN standarti, ko noteic Project 802, dalās 12 kategorijās; katrai savs numurs:

802.1 – Apvienotie tīkli (OSI modelis un tīkla pārvaldība).

802.2 – Loģiskā posma vadība (Logical Link Control – LLC).

802.3 – Ethernet (LAN ar daudzpieeju, nesēja jušanu un sadursmju atklāšanu – CSMA/CD).

802.4 – Token Bus (LAN ar topoloģiju “maģistrāle” un marķiera nodošanu).

802.5 – Token Ring (LAN ar topoloģiju “gredzens” un marķiera nodošanu).

802.6 – Pilsēttīkls (Metropolitan Area Network, MAN).

802.7 – Apraides tehnoloģijas konsultatīvā padome (Broadcast Technical Advisory Group).

802.8 – Optisko šķiedru tehnoloģijas konsultatīvā padome (Fiber-Optic Technical Advisory

Group).

802.9 – Integrētie tīkli ar runas un datu pārraidi (Integrated Voice/Data Networks).

802.10 – Tīklu drošība.

802.11 – Bezvadu tīkli.

802.12 – LAN ar pieeju pēc pieprasījuma prioritātes (Demand Priority Access LAN,

100BaseVG-AnyLan).

Aparatūras izvēle Ethernet tīklam ir atkarīga no tīkla topoloģijas, datu pārraides vides (kabeļi) un

no nepieciešamā datu pārraides ātruma.

Lokālā tīkla piemērs uz koaksiālā kabeļa bāzes.

38

Tātad skatoties doto piemēru tīkla realizācijai ir nepieciešams:

serveris, ja tīkls ir ar izdalītu serveri;

pieci tīkla adapteri;

četri 50 omu kabeļi;

pieci BNC T - veida sadalītāji;

astoņi BNC kabeļu savienotāji;

divi 50 omu BNC terminatori.