Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Нарис. 4.19 порт в правом верхнем углу соединен не с одной станцией, а с 12-портовым концентратором. Прибывая в концентратор, кадры состязаются самымобычным образом, включая столкновения и двоичный откат. Удачливые кадрыпопадают в коммутатор и подвергаются там той же процедуре, что и все остальныекадры, то есть перенаправляются на нужные выходные линии через высокоскоростную объединяющую плату. Концентраторы дешевле коммутаторов, однакоих быстрое удешевление означает лишь намечающуюся тенденцию к устареванию. Тем не менее, все еще существуют действующие концентраторы.Быстрый EthernetКогда-то казалось, что 10 Мбит/с — это просто фантастически высокая скорость.Примерно так же воспринимали пользователи акустических модемов на 300 бит/споявление модемов со скоростью 1200 бит/с. Однако мир меняется очень быстро.В качестве одного из следствий закона Паркинсона («Работа занимает все отведенное на нее время») можно привести следующее правило: «Данные занимаютвсю предоставленную пропускную способность канала».
Шутки шутками, но постоянно ощущалась и продолжает ощущаться нехватка скорости и ширины канала. Для решения этих проблем различными компаниями было разработано множество оптоволоконных кольцевых ЛВС. Одна из таких систем называетсяFDDI (Fiber Distributed Data Interface — распределенный интерфейс передачиданных по волоконно-оптическим каналам), а другая — волоконный канал (FibreChannel). В двух словах их судьбу можно описать так: они обе использовалисьСеть Ethernet331в магистральных сетях, но ни одна из них так и не стала доступна непосредственно конечному пользователю.
В обоих случаях управление станциями осуществлялось очень сложными методами, что привело к необходимости создания дорогостоящих, сложных микросхем. Урок из этой истории следовало бы извлечьтолько такой: KISS (Keep It Simple, Stupid! — «He будь глупцом и упрощай», —одна из заповедей разработчика).Так или иначе, отрицательный опыт — это тоже опыт, и после неудачной попытки создания волоконно-оптических локальных сетей возникло множествоEthernet-сетей, работающих со скоростями свыше 10 Мбит/с.
Многим приложениям требовалась высокая пропускная способность, и поэтому появились 10-мегабитные ЛВС, связанные лабиринтами кабелей, повторителей, мостов, маршрутизаторов и шлюзов. Сетевым администраторам иногда казалось, что системадержится еле-еле и может развалиться от любого прикосновения.Вот при таких обстоятельствах в 1992 году институт IEEE начал пересмотрстандартов и дал заказ комитету 802.3 выработать спецификацию более быстрыхсетей. Одно из предложений состояло в том, чтобы сохранить 802.3 без изменений и просто увеличить скорость работы.
Другое заключалось в том, чтобы полностью его переделать, снабдить новым набором функций — например, обеспечить возможность передачи данных реального времени, оцифрованной речи.При этом предлагалось сохранить старое название стандарта (такой коммерческий прием). После некоторых колебаний комитет решил все-таки изменитьлишь скорость работы 802.3, а все остальные параметры оставить прежними.Сторонники отвергнутого предложения поступили так, как в этой ситуации поступил бы любой человек, связанный с компьютерной индустрией: они хлопнули дверью, организовали собственный комитет и разработали свой стандарт(собственно, 802.12), который, впрочем, с треском провалился.Комитет 802.3 решил продолжить линию старого доброго Ethernet по следующим трем соображениям.1. Необходимость обратной совместимости с существующими ЛВС Ethernet.2.
Боязнь того, что в новом протоколе могут вскрыться неожиданные проблемы.3. Желание успеть переделать стандарт до того, как изменится технология в целом.Работа шла довольно быстро (по меркам комитета стандартизации), и уже виюне 1995 года официально объявили о создании стандарта 802.3и. С технической точки зрения, в нем нет ничего нового по сравнению с предыдущей версией. Честнее было бы назвать это не новым стандартом, а расширением 802.3(чтобы еще больше подчеркнуть обратную совместимость с ним).
Посколькужаргонное название «быстрый Ethernet» используется уже практически всеми,то и мы будем следовать этой моде.Основная идея быстрого Ethernet довольно проста: оставить без измененийвсе старые форматы кадров, интерфейсы, процедуры и лишь уменьшить битовый интервал со 100 не до 10 не. Как это технически осуществить? Можно скопировать принцип, применяемый с 10Base-5 или 10Base-2, но в 10 раз уменьшить максимальную длину сегмента. Однако преимущества проводки 10Base-T332Глава 4.
Подуровень управления доступом к средебыли столь неоспоримы, что практически все системы типа «быстрый Ethernet»в результате были построены именно на этом типе кабеля. Таким образом, в быстром Ethernet используются исключительно концентраторы (хабы) и коммутаторы; никаких моноканалов с ответвителями типа «зуб вампира» или с BNCконнекторами здесь нет.Однако некоторые технические решения все же необходимо было принять.Самый важный вопрос заключался в том, какие типы кабелей поддерживать.
Одним из претендентов была витая пара категории 3. Основным аргументом в егопользу было то, что практически все западные офисы уже были оборудованы покрайней мере четырьмя витыми парами категории 3 (а то и лучше): они использовались в телефонных линиях, и их длина (до ближайшего телефонного щита)составляла не более 100 м. Иногда можно было встретить два таких кабеля. Таким образом, можно было установить в организациях быстрый Ethernet, и дляэтого не требовалось перекладывать кабель во всем здании. Это было очень существенно для многих.Было во всем этом лишь одно неудобство: витые пары третьей категориинеспособны передавать сигналы, изменяющиеся со скоростью 200 мегабод(100 Мбит/с с манчестерским кодированием) на 100 м (именно таково максимальное расстояние между компьютером и концентратором, установленное стандартом для 10Base-T, см.
табл. 4.1). Витые пары категории 5 с такой задачей справились бы без всяких проблем, а для оптоволокна это и вовсе смешная цифра.Надо было найти какой-то компромисс. Не мудрствуя лукаво, комитет 802.3 разрешил применять все три типа кабелей, как показано в табл. 4.2, с условием, чторешения на основе витой пары третьей категории будут чуть живее и смогутобеспечить необходимую емкость канала.Таблица 4.2. Основные типы кабелей для быстрых сетей EthernetНазваниеТип100Base-T4Витая параДлина сегмента100 м100Base-TXВитая пара100 мПолный дуплекс при 100 Мбит/с(витая пара категории 5)100Base-FXОптоволокно2000 мПолный дуплекс при 100 Мбит/с;большая длина сегментаПреимуществаИспользование неэкранированнойвитой пары категории 3В схеме 100Base-4T, использующей витую пару категории 3, сигнальная скорость составляет 25 МГц, что лишь на 25 % больше, чем 20 МГц стандартаEthernet (помните, что в манчестерском кодировании, показанном на рис.
4.15,требуется удвоенная частота). Чтобы достичь требуемой пропускной способности, в схеме 100Base-4T применяются четыре витые пары. Так как стандартныетелефонные кабели в течение десятилетий как раз и состояли из четырех витыхпар, большинство организаций могут запросто ими воспользоваться в новых целях.
Для этого, правда, придется оставить весь офис без телефонов, но это, согласитесь, не самая высокая цена за возможность быстрее получать электроннуюпочту.ГСеть Ethernet333Из четырех витых пар одна всегда направляется на концентратор, одна — отконцентратора, а две оставшиеся переключаются в зависимости от текущего направления передачи данных. Для достижения скорости 100 Мбит/с от манчестерского кодирования пришлось отказаться, однако, учитывая сегодняшниетактовые частоты и небольшие расстояния между станциями ЛВС, без неговполне можно обойтись. Кроме того, по линии посылаются троичные сигналы,то есть 0, 1 или 2.
При использовании трех витых пар в направлении передачиданных это означало передачу 1 из 27 возможных символов за один такт, то есть4 бита плюс некоторая избыточность, что при тактовой частоте в 25 МГц как рази составляет требуемые 100 Мбит/с. Кроме того, есть еще обратный канал, работающий на скорости 33,3 Мбит/с по оставшейся витой паре. Такая схема, известная как 8В/6Т (8 битов в виде 6 троичных цифр), вряд ли получит приз заэлегантность, но зато она работает на уже имеющихся в каждом офисе кабелях.Устройство системы 100Base-TX, использующей витые пары категории 5,проще, так как кабели этого типа могут работать с сигналами на частоте125 МГц.
Поэтому для каждой станции используются только две витые пары:одна к концентратору, другая от него. Прямое битовое кодирование не используется. Вместо него имеется специальная система кодирования, называемая4В/5В. Она является последователем FDDI и совместима с ней. Каждая группаиз четырех тактовых интервалов, каждый из которых содержит один из двух сигнальных значений, образует 32 комбинации. 16 из них используются для передачи четырехбитных групп 0000, 0001, 00101111.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
