Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 90
Текст из файла (страница 90)
Но в любом случае к одному кабелю гигабитного Е(Ьегпег всегда присоединяются два устройства, ни больше, ни меньше. Евпагпв( Компьютер Рис. 4.20. Сеть Ещвгпат, состоящая из двух станций (а); сеть Ещагпа(, состоящая из множества станций (б) Гигабитный Е(Ьегпег может работать в двух режимах: полнодуплексном и полудуплексном. «Нормальным» считается полнодуплексный, при этом трафик может идти одновременно в обоих направлениях. Этот режим используется, когда имеется центральный коммутатор, соединенный с периферийными компьютерами или коммутаторами.
В такой конфигурации сигналы всех линий буферизнруются, поэтому абоненты могут отправлять данные, когда им вздумается. Отправитель не прослушивает канал, потому что ему не с кем конкурировать. На линии между компьютером и коммутатором компьютер — это единственный потенциальный отправитель; передача произойдет успешно лаже в том случае, если одновременно с ней ведется передача со стороны коммутатора (линия полнодуплексная). Так как конкуренции в данном случае нет, протокол СБМА/СП не применяется, поэтому максимальная длина кабеля определяется исключительно мощностью сигнала, а вопросы времени распространения шумового всплеска здесь не встают.
Коммутаторы могут работать на смешанных скоростях; более того, они автоматически выбирают оптимальную скорость. Самонастройка поддерживается так же, как и в быстром Е(Ьегпег. Полудуплексный режим работы используется тогда, когда компьютеры соединены не с коммутатором, а с концентратором. Хаб не буферизнрует входящие кадры. Вместо этого он электрически соединяет все линии, симулируя моноканал обычного Е(Ьегпек В этом режиме возможны коллизии, поэтому применяет- 336 Глава 4.
Подуровень управления доступом к среде ся СВМА~'СР. Поскольку кадр минимального размера (то есть 64-байтный) может передаваться в 100 раз быстрее, чем в классической сети ЕгЬегпег, максимальная длина сегмента должна быть соответственно уменьшена в 100 раз. Она составляет 25 м — именно прп таком расстоянии между станциями шумовой всплеск гарантированно достигнет отправителя до окончания его передачи. Если бы кабель имел длину 2500 м, то отправитель 64-байтного кадра при 1 Гбит/с успел бы много чего наделать даже за то время, пока его кадр прошел только десятую часть пути в одну сторону, не говоря уже о том, что сигнал должен еще и вернуться обратно.
Комитет разработчиков стандарта 802.8х совершенно справедливо заметил, что 25 м — это неприемлемо малая длина, и ввел два новых свойства, позволивших расширить радиус сегментов. Первое называется расширением носителя. Эаключается это расширение всего-навсего в том, что аппаратура вставляет собственное поле заполнения, растягивающее нормальный кадр до 512 байт. Поскольку это поле добавляется отправителем н изымается получателем, то программному обеспечению нет до него никакого дела. Конечно, тратить 512 байт на передачу 46 байт — это несколько расточительно с точки зрения эффективности использования пропускной способности. Эффективность такой передачи составляет всего 9;4.
Второе свойство, позволя1ощес увеличить допустимую длину сегмента, — это пакетная передача кадров. Это означает, что отправитель может посылать не единичный кадр, а пакет, объединяющий в себе сразу много кадров. Если полная длина пакета оказывается менее 512 байт, то, как в предыдущем случае, производится аппаратное заполнение фиктивными данными. Если же кадров, ждущих передачу, хватает на то, чтобы заполнить такой большой пакет, то работа системы оказывается очень эффективной.
Такая схема, разумеется, предпочтительнее расширения носителя. Эти методы позволилн увеличить максимальную длину сегмента до 200 м, что, наверное, для организаций уже вполне приемлемо. Трудно представить себе организацию, которая потратила бы немало усилий и средств на установку плат для высокопроизводительной гигабитной сети ЕгЬегпец а потом соединила бы компьютеры концентраторами, симулирующимн работу классического ЕгЬегпег со всеми его коллизиями и прочими проблемами. Концентраторы, конечно, дешевле коммутаторов, но интерфейсные платы гига- битного ЕгЬегпег все равно относительно дороги, поэтому зкономия на покупке концентратора вместо коммутатора себя не оправдывает. Кроме того, это резко снижает производителыюсть, и становится вообще непонятно, зачем было тратить деньги на гигабитные платы. Однако обратная совместимость — это нечто священное в компьютерной индустрии, поэтому, несмотря ни на что, в 802.3г подобная возможность предусматривается.
Гигабитный ЕгЬегпег поддерживает как медные, так и волоконно-оптические кабели, что отражено в табл. 4.3. Работа на скорости 1 Гбит/с означает, что источник света должен включаться и выключаться примерно раз в наносекунду Светодиоды просто не могут работать так быстро, поэтому здесь необходимо применять лазеры. Стандартом предусматриваются две операционных длины Сеть Е()тегпе1 337 волны: 0,85 мкм (короткие волны) и 1,3 мкм (длинные).
Лазеры, рассчитанные на 0,85 мкм, дешевле„но не работают с одномодовыми кабелями. Таблица 4.3. Кабели гигабитного Ебпегпе( Длина сегмента Преимущества Название тип 550 м Многомодовое волокно (50, 62,5 мкм) Одномодовое (1О мкм) или многомодовое (50, 62,5 мкм) волокно Экранированная витая пара 1000Ввве-ЗХ 1000Ваве-ГХ Оптоволокно 5000 м Оптоволокно 1000Ввзе-СХ 1000Ввве-Т 25м 2 экранированные витые пары 4 неэкранированные витые пары 100 м Стандартная витая пара 5-й категории Официально допускается использование трех диаметров волокна: 10, 50 и 82,5 мкм. Первое предназначено для одномодовой передачи, два других — для многомодовой.
Не все из шести комбинаций являются разрешенными, а максимальная длина сегмента зависит как раз от выбранной комбинации. Числа, приведенные в табл. 4.3, — это наилучший случай, В частности, пятикилометровый кабель можно использовать только с лазером, рассчитанным на длину волны 1,3 мкм и работающим с 10-микрометровым одномодовым волокном. Такой вариант, видимо, является наилучшим для магистралей разного рода кампусов и производственных территорий. Ожидается, что он будет наиболее популярным несмотря на то, что он самый дорогой. 1000Вазе-СХ использует короткий экранированный медный кабель. Проблема в том, что его поджимают конкуренты как сверху (1000Вазе-) Х), так и снизу (1000Вазе-Т). В результате сомнительно, что он завоюет широкое общественное признание.
Наконец, еще один вариант кабеля — это пучок из четырех неэкранированных витых пар. Поскольку такая проводка су(цествует почти повсеместно, то, похоже, это будет «гигабитный Ег)1егпег для бедныхь. Новый стандарт использует новые правила кодирования сигналов, переда|ощихся по оптоволокну. Манчестерский код при скорости передачи данных 1 Гбит/с потребовал бы скорости изменения сигнала в 2 Гбод.
Это слишком сложно н занимает слишком большую долю пропускной способности. Вместо манчестерского кодирования применяется схема, называющаяся 8В/10В. Как нетрудно догадаться по названию, каждый байт, состоящий из 8 бит, кодируется для передачи по волокну десятью битами. Поскольку возможны 1024 результирующих кодовых слова для каждого входящего байта, данный метод дает некоторую свободу выбора кодовых слов. При этом принимаются в расчет следующие правила: + ни одно кодовое слово не должно иметь более четырех одинаковых битов подряд; + ни в одном кодовом слове не должно быть более шести нулей или шести единиц.
333 Глава 4. Подуровень управления доступом к среде Почему именно такие правилау Во-первых, они обеспечивают достаточное количество изменений состояния в потоке данных, необходимое для того, чтобы приемник оставался синхронизированным с передатчиком. Во-вторых, количество нулей и единиц стараются примерно выровнять. К тому же многие входящие байты имеют два возможных кодовых слова, ассоциированных с ними, Когда кодирующее устройство имеет возможность выбора кодовых слов, оно, вероятно, выберет из них то, которое сравняет число нулей и единиц. Ссбалансированному количеству нулей и единиц потому придается такое значение, что необходимо держать постоянную составляющую сигнала на как можно более низком уровне.
Тогда она сможет пройти через преобразователи без изменений. Люди, занимаюшиеся сошрпгег зс1епсе, не в восторге от того, что преобразовательные устройства диктуют те или иные правила кодирования сигналов, но жизнь есть жизнь. Гигабитный ЕгЬегпег, построенный на 1000Вазе-Т, использует иную схему кодирования, поскольку изменять состояние сигнала в течение 1 нс для медного кабеля затруднительно. Здесь применяются 4 витые пары категории 5, что дает возможность параллельно передавать 4 символа.
Каждый символ кодируется одним из пяти уровней напряжения. Таким образом, один сигнал может означать 00, 01, 10 или 11. Есть еще специальное, служебное значение напряжения. На одну витую пару приходится 2 бита данных, соответственно, за один временной интервал система передает 8 бит по 4 витым парам. Тактовая частота равна 125 МГц, что позволяет работать со скоростью 1 Гбит/с. Пятый уровень напряжения был добавлен для специальных целей — кадрирования и управления. 1 Гбит/с — это довольно много. Например, если приемник отвлечется на какоето дело в течение 1 мс и при этом забудет/не успеет освободить буфер, это означает, что он «проспит» примерно 1953 кадра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
