Изучение вопросов конфигурации сетей fast ethernet

Цель работы

Целью работы является изучение вопросов конфигурации сетей Fast Ethernet

3.1 Общие теоретические сведения

Сеть Fast Ethernet – это составная часть стандарта IEEE 802.3. Она представляет собой более быструю версию стандарта Ethernet, использующую метод доступа CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access/Collision Detection) – метод доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (столкновений) и работающий на скорости передачи 100 Мбит/с. В Fast Ethernet сохранен формат кадра принятый в классической версии Ethernet.

Основная топология сети Fast Ethernet – “пассивная звезда”. Fast Ethernet требует обязательного применения концентраторов. Концентраторы могут объединяться между собой связными сегментами, что позволяет строить сложные конфигурации.

Стандарт определяет три типа среды передачи для Fast Ethernet:

- 100BASE-T4 (передача идет со скоростью 100 Mбит/с в основной полосе частот по четырем витым парам электрических проводов); Использует алгоритм кодирования данных 8В/6Т и метод физического кодирования NRZI.

- 100BASE-TX (передача идет со скоростью 100 Mбит/с в основной полосе частот по двум витым парам электрических проводов); Используется алгоритм кодирования данных 4В/5В и метод физического кодирования MLT-3.

- 100BASE-FX (передача идет со скоростью 100 Mбит/с в основной полосе частот - две жилы, волоконно-оптического кабеля). Использует алгоритм кодирования данных 4В/5В и метод физического кодирования NRZI.

Спецификации 100Base-TX и 100Base-FX известны также как 100Base-X.

Спецификация Fast Ethernet включает также механизм автосогласования, позволяющий порту узла автоматически настраиваться на скорость передачи данных — 10 или 100 Мбит/с. Этот механизм основан на обмене рядом пакетов с портом концентратора или переключателя.

Для присоединения сетевого адаптера к сетевому кабелю в сети Fast Ethernet раньше использовались специальные трансиверы, ориентированные на какой-то один тип кабеля. В этом случае применяемый сетевой адаптер не зависил от типа среды передачи, что повышало гибкость системы. Трансивер при этом подключался к адаптеру трансиверным кабелем длиной 0,5 м, оснащенным 40-контактным разъемом. Сейчас сетевой адаптер ориентируется изготовителем на какой-то один неизменяемый тип передачи, и трансивер при этом уже не требуется, так как сетевой кабель подключается непосредственно к адаптеру. Адаптер в данном случае оснащен соответствующим кабелю разъемом.

Стандарт определяет два типа (класса) репитеров (концентраторов) для Fast Ethernet:

- репитеры Класса I характеризуются тем, что они преобразуют приходящие по сегментам сигналы в цифровую форму, прежде чем передавать их во все другие сегменты. Поэтому к ним можно подсоединять сегменты разных типов: 100BASE-TX, 100BASE-T4 и 100BASE-FX. Но процесс преобразования требует временной задержки, поэтому можно использовать только один репитер Класса I в пределах одной зоны конфликта;

- репитеры Класса II непосредственно повторяют приходящие на них сигналы и передают их в другие сегменты без преобразования. Поэтому к ним можно подключать только сегменты одного типа (например, 100BASE-TX) или сегменты, использующие одну систему сигналов (например, 100BASE-TX и 100BASE-FX). Задержка в репитерах Класса II меньше, чем в репитерах Класса I, поэтому можно применять два таких репитера в пределах одной зоны конфликта.

Адаптеры, необходимые для организации сети 100BaseT, носят название адаптеров Ethernet 10/100 Мбит/с. Они способны (это требование стандарта 100BaseT рассмотрено в лекциях) самостоятельно отличать скорость 10 Мбит/с от 100 Мбит/с.

В сетях Fast Ethernet любой источник кадров данных для сети: сетевой адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль управления сетью и др. относят к определенной категории оборудования, которая называется - DTE (Data Terminal Equipment).

Каждый кадр, который вырабатывает такое устройство для разделяемого сегмента - это новый кадр. Так, к примеру, если мост (коммутатор) передают через свой выходной порт кадр, который поступил в свое время от подключенного к нему сетевого адаптера, то для сегмента сети, к которому подключен этот выходной порт, этот кадр является новым.

Порт повторителя не является DTE, так как он просто побитно повторяет на выходе, то, что получает на входе, то есть повторяет уже появившийся в сегменте кадр.

В прошлой лабораторной работе мы определили четыре основных правила корректной конфигурации Ethernet 802.3:

- количество узлов не более 1024

- максимальная длина кабеля в сегменте определена соответствующей спецификацией

- время двойного оборота сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не более 575 битовых интервала

- сокращение межкадрового интервала IPG (Path Variability Value, PVV) при прохождении последовательности кадров через все повторители должно быть не больше, чем 49 битовых интервала

Для сети Fast Ethernet, которая сохранила протоколы MAC уровня Ethernet, выполнение условия - PDV сети не более 512 битовых интервала.

Условие - PVV не больше, чем 49 битовых интервала выполняется всегда, поскольку в сетях Fast Ethernet используется небольшое количество повторителей, которые вносят задержки распространения в сеть.

Правила корректного построения сегментов сетей Fast Ethernet включают:

• ограничения на максимальные длины сегментов, которые соединяют устройства- источники кадров (соединение DTE- DTE);

• ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих устройства-источники кадров (DTE) с портом повторителя;

• ограничения на общий максимальный диаметр сети;

• ограничения на максимальное число повторителей и максимальную длину сегмента, соединяющего повторители.

В типичной конфигурации сети Fast Ethernet несколько устройств-источников кадров (DTE) подключается к портам повторителя, образуя сеть топологии звезда.

!!! Самое главное как для расчета конфигурации сетей классического Ethernet, так и сетей Fast Ethernet определять выполнение критерия распознавания коллизий. Все остальные правила и ограничения (1024 узла, 2500 м, 5-4-3, 5 метров между повторителями класса II, и т.п.) помогают подобрать оптимальную конфигурацию сети, но они не являются строгими критериями.