Глава 2. 1. Технология Fast Ethernet

Протокол 100Base-T поддерживается консорциумом Fast Ethernet Alliance (FEA), объединяющем около 65% производителей сетевых адаптеров и концентраторов сетей Ethernet (3Com, ET&T, Cabletron, DEC, GrandJunction, IBM, Intel, Kalpana, LANNET, National Semiconductor, NCR, Microelectronics, Novell, SMC, Racal-Datacom, Sun Microsystems).

Члены консорциума представили проект спецификации своего стандарта 100Base-T на рассмотрение в комитет 802.3.

Разработчики Fast Ethernet 100Base-T, учитывая широкое распространение во всем мире сетей Ethernet и особенно их реализацию на витой паре (10Base-T), стремились сохранить неизменными как можно больше принципов их построения.

В сети 100Base-T одновременно могут передаваться пакеты со скоростью как 10 Мбит/с, так и 100 Мбит/с. Как правило не требуется и переустановки кабельной системе на витой паре.

В результате - возможность плавного перехода от сети 10Base-T к сети 100Base-T без смены кабельной системы и коннекторов и даже при сохранении первое время части старых (10 Мбит/c) сетевых адаптеров. При разработке уровня Fast Ethernet MAC комитет IEEE уменьшил битовое время (длительность передачи одного бита) в 10 раз, тем самым увеличив скорость передачи пакетов. Формат пакета, его длина, контроль ошибок и другая управляющая информация остались идентичными 10Base-T (рис. 2.1).

Рис. 2.1.

Протокол управления доступом к среде (Medium Access Control - MAC) в сети 100Base-T неизменен относительно сетей Ethernet 802.3 - CSMA/CD. Стандарт для новой технологии, которая была завершена в июне 1995г. принят комитетом 802.3 IEEE.

Сеть 100Base-T поддерживает следующие варианты физической среды передачи информации:

100Base-TX - две неэкранированных витых пары 5-й категории (UTP Cattegory 5) или две витых пары экранированного кабеля (STP). Длина кабеля до 100м. Используемый метод модуляции в кабеле аналогичен стандарту ANSI TP-PMO - самосинхронизирующийся код 4В/5В (4 бита данных передается 5 битами сигнала). В качестве оконечных разъемов используются коннекторы RJ-45, сертифицированные на 5-й категории.

100Base-TX может поддерживать дуплексный режим обмена, т.е. при наличии одновременно данных на передачу на обоих концах кабеля, они могут передаваться одновременно. В этом случае скорость обмена составляет фактически 200 Мбит/с.

Проводка на основе стандарта 100Base-TX базируется на спецификации, зависящей от физической среды передачи, которая разработана и одобрена комитетом Х3Т9.5 ANSI. В соответствии с этим стандартом используется микросхема, разработанная для FDDI и CDDI. Поскольку данная микросхема достаточно широко распространена, все первые продукты для FastEthernet поддерживали соединения на основе 100Base-TX.

100Base-T4 - четыре витых пары неэкранированного кабеля категорий 3,4 или 5. Длина кабеля - до 100м. метод модуляции сигнала 8В/6Т (8 бит преобразуются в группы из трех бит и передаются по различным парам). Разъемы - стандартные коннекторы RJ - 45. Дуплексный режим не поддерживается.

100Base-T4 представляет собой новую технологию обработки сигнала, разработанную Альянсом по продвижению FastEthernet (Fast Ethernet Alliance - FEA) с целью удовлетворения потребности пользователей, уже имеющих проводку на основе витой пары категории 3.

100Base-FX - два многомодовых оптических волокна 62.5/125 мкм. Длина сегмента кабеля до 2 км. Модуляция сигнала - 4В/5В. Используются разъемы MIC, ST и SC. Поддерживается дуплексный режим. Идеальное средство для прокладки сетей на большие расстояния.

Важно отметить, что системы на базе 100Base-TX, 100Base-T4 и 100Base-FX могут быть использованы совместно и иметь между собой соединения через концентратор.

100Base-T - имеет независимый от среды передачи интерфейс (MII - Media Independent Interface). Он представляет собой 40-контактный разъем и играет ту же роль, что и AUI-интерфейс в сетях Ethernet 802.3, а именно, позволяет использовать внешний трансивер, для подключения к каждому конкретному виду кабеля и тем самым повышает гибкость использования оборудования. Сеть 100Base-T построена в топологии “звезда”. В качестве центрального устройства могут использоваться многопортовые повторители (Repeater), мосты (Bridge), маршрутизаторы (Router) или переключатели (Switch).

Для упрощенного перехода от 10 Мбит/с к 100 Мбит/с стандарт 100Base-T включает в себя средство автоматического определения скорости передачи, реализованное как часть функции автоматической установки переговоров. Обычно станция оповещает о своих возможностях, посылая импульсы теста целостности сети, называемые импульсами быстрой связи (Fast Link Pulse - FLP), которые генерируются автоматически при включении питания. Если принимающим устройством является hub, способный воспринимать только стандарт 10Base-T, импульсы FLP будут игнорироваться и сегмент будет работать со скоростью 10 Мбит/с. Однако, если hub в состоянии поддерживать 100Base-T операции, то он обнаружит импульсы FLP и будет использовать алгоритм установки автоматических переговоров и данные из пакета FLP для определения максимально возможной скорости передачи для сегмента, возвращая импульсы FLP адаптеру. Тем самым адаптер и hub переводятся в режим работы 100Base-T.

При этом все необходимые переключения осуществляются автоматически без ручного или программного вмешательства. Хотя, если это необходимо, администратор сети с помощью управляющего ПО может заставить сегмент работать со скоростью 10 Мбит/с принудительно.

Основные достоинства Fast Ethernet:

Þ высокая производительность;

Þ технология основана на общепринятом стандарте, который поддерживают ведущие производители сетевого оборудования;

Þ эффективная по стоимости миграция с максимальным использованием имеющегося оборудования, кабельной инфраструктуры, систем управления сетью и с использованием накопленных знаний и опыта персонала.

При использовании технологии 100Base-T ставится оправданным размещение прикладных приложений на сервере. В этом случае скорость доступа к приложениям сравнима, а порой и превосходит скорость доступа к приложениям, расположенным на локальном диске. Кроме этого значительно упрощается администрирование такой системы, т.к. обновление и расширение версий происходит централизованно на сервере.

Процесс миграции прост и экономичен во многих отношениях:

1) спецификации для среды передачи данных в 100Base-T позволяют работать с общепринятой кабельной проводкой, включая неэкранированную витую пару категорий 3,4,5, экранированную витую пару, оптоволоконные соединения;

2) администраторы сети могут положиться на уже знакомые средства и процедуры анализа сети, а это значит, что потребуются минимальные затраты на переобучение персонала;

3) сети Fast Ethernet могут управляться с помощью существующего программного обеспечения на базе протокола SNMP;

4) прикладное и сетевое ПО функционирует в сети 100Base-T без изменений. Это важно, т.к. внедрение новых технологий часто сдерживается именно из-за необходимого внесения возможных корректировок в используемое ПО;

5) двухскоростные самонастраивающиеся 10/100 Мбит/с адаптеры могут работать со скоростями 10 или 100 Мбит/с при существующей кабельной проводке, обеспечивая плавный переход на Fast Ethrnet;

6) технология 100Base-T поддерживается более чем 75 производителями и поставщиками. => на рынке широкого спектра совместимого между собой оборудования.

Fast Ethernet сохраняет критический 100м. максимум длины для кабельной проводки на основе неэкранированной витой пары. Однако в результате масштабирования MAC-интерфейса топологические правила несколько отличаются от 10Base-T (рис. 2.2.).

Рис.2.2.

Спецификации 100Base-T выделяют два класса репитеров: класс 1 и класс 2. К каждому порту на мосте, маршрутизаторе или коммутаторе можно подключить один репитер Класса 1 или два репитера Класса2.

При двух репитерах Класса2 максимальный диаметр составляет 205м = 100м +5м +100м.

При одном репитере Класса2 диаметр может достигать при использовании оптоволоконного соединения

309м = 100м UTP +209м оптоволокна.

При одном репитере Класса 1 диаметр может достигать при использовании оптоволоконного соединения

261м = 100м UTP +161м оптоволокна.

Для соединений типа MAC-MAC (например, коммутатор с коммутатором) с использованием полудуплексного соединения на базе стандарта 100Base-FX достигается до 412м.

Вопросы для самопроверки

1. Какая физическая среда используется для сетей Fast Ethernet?

2. Опишите содержание метода доступа Fast Ethernet.

3. Для чего используются импульсы FLIP в сети?

4. Является ли процесс миграции на стандарт Fast Ethernet экономичным и почему?

5. Приведите примеры топологических ограничений Fast Ethernet.

Дата добавления: 2015-07-07