1.5. Стандарти ethernet

Найпопулярніші у світі локальних мереж—Arcnet, Ethernet і Token-Ring. Головна відмінність між ними полягає в методах доступу до середовища обміну даними. Серед цих трьох мереж безумовним лідером є Ethernet.

10Base-2. У побудові мережі за цим стандартом використовують шинну топологію. Тобто комп'ютери підключають послідовно з використанням коаксіального кабелю (рис. 12).

Рис. 12. Побудова мереж за шинною топологією

Для від'єднання кабелю до мережевого адаптера (1) за цим стандартом використовують спеціальні конектори: 2 —Т conector; 3 — BNC conector. На кінцях мережевого кабелю приєднують термінатори — 4 (звичайний резистор номіналом 50 Ом) для забезпечення гасіння сигналу.

Таблиця Обмеження для Ethernet на тонкому кабелі 10Base-2

Топологія	Шина
Максимальна довжина сегмента	185 м
Максимальна кількість сегментів у мережі	5
Максимальна довжина мережі	925 м
Максимальна кількість станцій, підключених до одного сегмента (якщо в мережі є репітери, вони теж вважаються робочими станціями)	30
Мінімальна відстань між точками підключення робочих станцій	0,5 м

10Base-T. При побудові мережі за цим стандартом використовують топологію типу «зірка». В центрі зірки знаходиться спеціальний пристрій — концентратор (hub). Для з'єднання використовується двопарна неекранована вита пара UTP 3—5-ї категорії: перша пара — на приймання, друга — на передавання. Для під'єднання кабелю до мережевого адаптера використовують спеціальні конектори 4-контактні RJ45 (вилка називається plug, розетка —jack).

100Base-TX. У побудові мережі за цим стандартом використовують топологію типу «зірка». В центрі зірки знаходиться спеціальний пристрій — концентратор (hub). Для з'єднання використовується 4-парна неекранована вита пара UTP 5-ої категорії. Для під'єднання кабелю до мережевого адаптера використовують спеціальні конектори: 8-контактні RJ45.

Мережеве обладнання

Через обмеження максимальної довжини кабелю, кількість припустимих з'єднань комп'ютерів у мережу, досить складну топологію мережі часто виникає потреба уникнути цих обмежень. Для цього використовують різноманітне активне мережеве обладнання.

Повторювач (Repeater)

Найчастіше для з'єднання двох сегментів ЛОМ з однаковими протоколами рівня даних використовують повторювач. Вважаємо, що сегмент ЛОМ — це частина мережі, що може існувати автономно, якщо її вимкнути із загальної мережі. Приклад використання повторю-вачів: тонкий коаксіальний кабель сегмента в Ethernet не може бути довшим за 200 м — інакше в мережі постійно виникатимуть помилки і конфлікти пакетів. Використовуючи повторювачі, в одну локальну мережу можна об'єднати до 5 сегментів Ethernet на тонкому коаксіальному кабелі загальною довжиною до 1000 м.

Опис повторювачів: передає двійкові дані між фізичними рівнями двох систем, об'єднує два кабельних сегменти; кабельні сегменти повинні мати однакові протоколи рівня даних (Ethernet, Token-Ring, FDDI); наявний двоспрямований цифровий підсилювач; пропускає всі пакети.

Концентратор (Hub)

Це ускладнений повторювач, що має не 2 порти, а 8,16 чи 24. Цей пристрій має всередині одну спільну шину, яка з'єднує всі порти. Коли надходить якийсь пакет із будь-якого порта, концентратора просто передає його в усі інші порти без визначення його подальшого маршруту (шляху в мережі).

У найпростішому випадку для користувачів, яких не цікавить швидкість обміну даними у мережі, можна використати роздільний Ethernet на витій парі, об'єднавши всі ПК в одну групу за допомогою концентраторів. У такому разі топологія мережі являтиме собою «зірку», у центрі якої знаходиться концентратор, а на променях — комп'ютери.

Існують концентратори, за допомогою яких можна об'єднувати не лише частини мереж, виконаних однотипними кабелями, а й мережі з різними кабелями (тонкий та товстий коаксіальний кабель, оптоволокон-ний кабель, вита пара). Така реалізація мереж спричинює невисоку пропускну зданість, оскільки передбачає використання розділеного середовища. Але її буває достатньо для мереж із сервером, звернення до якого відбуваються рідко, а головна робота виконується на робочих станціях.

Інтелектуальні концентратори забезпечують мережевий менеджмент (управління) за допомогою спеціального програмного забезпечення, що контролює стан кожного порта й видає інформацію про кількість переданих даних та кількість помилок і колізій.

Сегментуючі концентратори

Один із шляхів підвищення продуктивності мережі—поділ робочої групи на кілька сегментів шляхом встановлення сегментуючого концентратора.

За допомогою сегментуючих концентраторів можна обмежити поширення внутрішніх пакетів у межах одного сегмента, не пропускаючи їх за зовнішню лінію, і в такий спосіб мінімізувати міжсегментний мережевий трафік (кількість звернень між діючими станціями, які належать різним сегментам). Аналізуючи пакети і визначаючи адресу їх одержувачів, сегментуючий концентратор передає до міжсегментної лінії тільки ті пакети, які призначені для діючих станцій в інших сегментах. Усі комутуючі концентратори дають змогу «вручну» розподіляти свої порти між сегментами локальної мережі.

Сегментування відбувається шляхом запуску допоміжного керуючого програмного забезпечення. Наявність адаптивної комутації дає змогу сегментуючому концентратору автоматично перемикати порти між різними сегментами для оптимальної продуктивності. Наприклад, якщо користувач, на якого зазвичай припадає невеликий трафік, починає копіювати весь зміст свого вінчестера на сервер, то він автоматично вимкнеться із старого сегмента і йому буде надано окремий сегмент із сервером.

Цікаві також функції безпеки. Оскільки кожний комутуючий концентратор має список адрес під'єднаних до нього пристроїв, то за відсутності підімк-неного вузла у списку концентратор може автоматично розірвати з'єднання з ним. Портів сегментуючого концентратора небагато. Тому якщо потрібно під'єднати в один сегмент багато ПК, діють так: до одного або кількох його портів під'єднують звичайний концентратор, а до нього вже під'єднують ПК.

Комутатор (Swich)

Комутатор — це пристрій, який може одночасно встановлювати з'єднання між кількома парами портів, тобто реалізує віртуальні з'єднання між мережевими сегментами.

Цей пристрій поєднує функції сегментуючого концентратора з висо-кошвидкісною внутрішньою шиною і функціями організації віртуальних каналів для одночасного з'єднання різних пар портів, підтримуючи для цих каналів постійну швидкість обміну. Отже, кожний ПК, під'єднаний до комутатора, має доступ до всієї смуги пропускання. Комутатор, отримуючи циркулярні службові посилання з адресами від усіх під'єднаних до нього ПК, запам'ятовує їх і формує таблицю відповідності цих адрес адресам своїх портів, до яких під'єднано ці ПК. Після отримання пакета з уже відомою йому адресою він надсилає цей пакет тільки у відповідний порт. Якщо ж адреса йому не відома, то пакет надсилається в усі порти. Станція, яка отримала цей пакет, надсилає відправнику підтвердження про його отримання. Комутатор запам'ятовує за цим пакетом відповідність адрес портам і надалі ці пакети надсилатимуться тільки одержувачу. Зазвичай комутатор використовують для об'єднання кількох локальних комп'ютерних мереж в одну загальну мережу або під час інтенсивного передавання великого обсягу графічних чи мультимедійних даних.