ЛОКАЛЬНА МЕРЕЖА ETHERNET
9.1. Загальна характеристика та історія створення
9.2. Мережа Ethernet швидкості 10 Мбіт/с
9.3. Мережа Fast Ethernet
9.4. Мережа Gigabit Ethernet
9.4. Мережа Gigabit Ethernet
9.5. Мережа lOGigabit Ethernet
9.6. Тенденції розвитку архітектури Ethernet
9.1. Загальна характеристика та історія створення
JIM Ethernet найпростіше можна визначити як шинну мережу з МДКН/ВК (див. Розділ 5). Вона проста, дешева, надійна та ефективна, має високу швидкість передавання даних і завдяки цьому стала найпоширенішою. Деякі комп'ютери, наприклад IBM PS/1, а також потужні робочі станції Apollo (Hewlett-Packard), Sun та інші вже мають адаптер Ethernet у стандартному конфігуруванні. У деяких розробках адаптер Ethernet починають інтегрувати з материнською платою.
Перший лабораторний варіант Ethernet розробила фірма Xerox (відділення в Пало-Альто) ще 1975 р. У 1980 p. Xerox, DEC та Intel опублікували специфікацію Ethernet, яка охоплювала фізичний та канальний (МАС) рівні протоколу. Сьогодні мережа Ethernet схарактеризована в стандартах ІЕЕЕ-802.3 та ЕСМ А-82. Завдяки простоті, дешевості, здатності до масштабування Ethernet є лідером серед інших типів локальних мереж. Ця технологія продемонструвала значний потенціал розвитку та стала основою для технологій комутованого Ethernet, Fast Ethernet та Gigabit Ethernet (див. параграфи 14.3-14.5).
9.2. Мережа Ethernet швидкості 10 Мбіт/с
Топологічна структура, параметри та вартість реалізації мережі Ethernet залежать від типу кабельного з'єднання та технічного вирішення. Різні типи мережі за технічними вирі-шеннями маркують так:
NNNNBase-XX.
Перші цифри (NNNN) характеризують швидкість передавання, Мбіт/с, символи XX -максимальну довжину сегмента в сотнях метрів або середовище передавання, Base - baseband -відображає наявність цифрового передавання. Мережа Ethernet звичайно складається з одного або кількох шинних сегментів, сполучених за допомогою повторювачів (repeaters) або концентраторів (hubs, linkbuilders).
10Base-5 - товстий Ethernet (Thick Ethernet)
Максимальна довжина одного сегмента (без підсилення сигналу) - 500 м. Кабель RG6 коштує дорого, однак має високу механічну стійкість. Для приєднання до мережі потрібні адаптери з AUI-роз'єднувачами та блоки трансиверів (приймача та передавача), які монтують безпосередньо на кабелі з проколюванням ізоляції (рис. 14.1). На кінцях кабелю встановлюють узгоджувальні індуктивності - термінатори. Кабель RG-6 важко прокладати, однак він ліпше захищений від завад порівняно з тонким Ethernet'oM, та сьогодні його поступово витісняють волоконно-оптичні кабелі. Історично товстий Ethernet був першим варіантом мережі.
10Base-2 -тонкий Ethernet (Thin Ethernet, Cheapernet)
Максимальна довжина одного сегмента становить 185 м. Мережа має шинну багатосегментну топологію. Для приєднання станції до мережі використовують BNC Т-з'єднувач (рис. 14.2). У мережі застосовують дешевий кабель RG-58C/U. Цей кабель погано захищений від завад, контакти його приєднання до станцій ненадійні та незахищені від дій користувача. Порушення контакту спричинює розривання мережі. Сьогодні деякі фірми пропонують модифікацію цього методу, яка значно враховує його недоліки. Цю модифікацію називають EAD-техно-логією. У ній тонкий кабель з'єднує спеціальні гнізда-розетки, заховані в стіні. Користувач приєднує свою станцію до мережі за допомогою вилки. Кабелі приєднання можна відмикати від розетки без порушення мережі.
10Base-T - Ethernet на скрученій парі (Twisted Pair Ethernet)
Топологія з'єднань - розподілена зірка (рис. 14.3). Максимальна віддаленість станції до концентратора- 100-160 м. Кабель дешевий та простий для прокладання. Цей тип кабелю використовують в інших засобах зв'язку та мережах (Token Ring, Arcnet, RS232C, ISDN, телефон). Обмеження на відстань до концентратора, якщо концентраторів є достатня кількість, не
має важливого значення. Як концентратори можна використати багато різних пристроїв. Мережа на скрученій парі проста в обслуговуванні, експлуатації та діагностуванні пошкоджень.
Стандарт lOBase-T має декілька нових характеристик, пов'язаних з використанням концентраторів та можливістю їхньої інтелектуалізації. Наприклад, ним передбачено контроль за часом безперервного передавання даних з концентратора. Якщо концентратор передає довше визначеного часу, то передавання на деякий період припиняється. Реалізована також схема інтелектуального фільтрування, яка дає змогу виділяти сигнал даних Ethernet з загального набору сигналів (телефон, ISDN та ін.). Як відомо, під час передавання скрученою парою сигнал спотворюється. Тому розроблено спеціальний метод попереднього коригування, в якому сигнал спеціально спотворюють до початку передавання, щоб компенсувати його зміни під час передавання.
10Base-F - волоконно-оптичний Ethernet (optical fiber Ethernet)
Мережа побудована на волоконно-оптичному кабелі, що забезпечує повну гальванічну ізоляцію. Максимальна відстань передавання - до 2 км. Кабель легкий, має менші габарити, ніж товстий Ethernet, однак дорожчий від нього. Забезпечує тільки двоиунктове сполучення (point-to-point connection), тому його використовують, як звичайно, тільки для магістральних ліній як доповнення до Ethernet на скрученій парі (див. рис. 14.3). Для приєднання волоконно-оптичного кабелю потрібні волоконно-оптичні Ethernet-роз'єднувачі та волоконно-оптичні трансивери. Поширенню мереж на волоконно-оптичних кабелях перешкоджає низька механічна стійкість кабелю.
Стандарти волоконно-оптичного Ethernet. Перший оптичний стандарт FOIRL (Fiber Optic Inter - Repeater Link) затверджено 1987 p. Він визначав двопунктове передавання між двома повторювачами на відстань до 1 км, швидкість 10 Мбіт/с, вікно передавання 850 мкм. Пізніше ухвалено стандарт lOBase-F, розроблений на базі FOIRL. Цей стандарт мав три варіанти:
lOBase-FL (Fiber Link). Як і FOIRL, працює в двопунктових сполученнях. Відстань передавання досягає 2 км. Дозволено сполучувати не тільки повторювачі, а й комп'ютери. На кожному кінці сполучення є трансивер;
lOBase-FB (Fiber Backbone). Сполучення двох повторювачів на відстань до 2 км;
lOBase-FP (Fiber Passive). Специфікує пасивну зіркову топологію. В центрі мережі розміщений пасивний концентратор (hub), який дає змогу передавати на відстань до 500 м і обслуговує до 33 комп'ютерів. Технологія не підтримує дуплексного передавання.
Дуплексний Ethernet
Наприкінці 1993 p. фірма Kalpana запровадила дуплексну технологію Ethernet. Ця мережа складається з двох каналів, що мають швидкість передавання 10 Мбіт/с. Один з них використовують для приймання, а інший - для передавання двопунктовим сполученням. Сумарна швидкість становить 20 Мбіт/с. Найбільшої ефективності дуплексного Ethernet можна досяіти, якщо збалансувати завантаження обох напрямів. Водночас якщо навіть розглядати передавання в одному напрямі, то вислідна перепускна здатність дуплексного Ethernet буде вищою, оскільки не виникає колізій. Типовий варіант використання дуплексного Ethernet - канал між комутатором та сервером.
Структура кадру та порядок роботи
Типова мережа Ethernet передбачає приєднання 1024 робочих станцій, діаметр мережі близько 1000 м (з повторювачами). У ній застосовують манчестерське кодування (див. Розділ 4). Затримки передавання інформації для мережі Ethernet випадкові та залежать від загального навантаження. Якщо протягом перших десяти спроб передавання виникають колізії, то ці спроби відкладаються на випадковий період, який вибирається зі зростаючих інтервалів від 0-1 до ПЙ 023. Якщо у 16-й спробі кадр передати не вдалося, то станція відмовляється від передавання і повідомляє про це протокол вищого рівня. Структуру кадру мережі Ethernet показано на рис. 14.4.
На початку кадру є преамбула (див. Розділ 4). Адреси одержувача та відправника - це числа до 247; звичайно починають з 0, а групові адреси — зі. Поле типу специфікує протокол вищого рівня, якому призначений кадр. Поле даних містить пакет вищого рівня. Весь кадр захищено полем циклічної суми (CRC).
Мінімальна довжина кадру становить 64 байти, максимальна - 1518. Довжина кадру обмежена знизу тим, що тривалість передавання кадру у мережі, згідно з вимогами стандарту ІЕЕЕ-802.3 (для надійного виявлення колізій), не може бути меншою, ніж подвоєна тривалість поширення сигналу між двома найвіддаленішими станціями. Отже, мінімальна довжина кадру обмежує довжину (діаметр) мережі. Визначення максимальної довжини кадру випливає з потреби зменшити колізії, оскільки експериментально доведено, що в разі довжини кадру понад 1500 байт імовірність виникнення колізій різко збільшується.
На рис. 14.4 показано структуру кадру формату Ethernet II. Саме цей формат використовували у специфікації Ethernet фірм Xerox, DEC, Intel. У сучасних мережах, крім того, широко застосовують і формат Ethernet ІЕЕЕ-802.3, запропонований у специфікації ІЕЕЕ-802.3 (див.
9.3. Мережа Fast Ethernet
Характеристика, топологія мережі та її обмеження. Мережі Fast Ethernet мають топологію "розподілена зірка", для сполучення використовують скручену пару різних категорій та концентратори. Замість скрученої пари можна застосовувати й волоконно-оптичні кабелі. Коаксіальні кабелі специфікація не підтримує. Відстань між мережевим концентратором та робочою станцією не повинна перевищувати 100 м. Максимальна відстань між двома станціями в мережі -210м. Між двома станціями не може бути більше двох повторювачів. За допомогою стекових повторювачів, мостів, маршрутизаторів та комутаторів до мережі можна приєднати необмежену кількість сегментів Fast Ethernet (рис. 14.5).
Залежно від типу кабелю є кілька варіантів 1 OOBase-T Fast Ethernet. Наприклад, у мережі
I OOBase-TX передавання даних відбувається двома парами дротів скрученої пари п'ятої категорії, у мережі 100Base-T4 - чотирма парами дротів скручених пар третьої-п'ятої категорій, у мережі 100Base-FX - волоконно-оптичним кабелем.
Концентратори Fast Ethetnet. Центральним пристроєм мереж Fast Ethetnet є концентратор. Стандарт ]ЕЕЕ-802.3ц визначає два класи концентраторів -1 та II. Концентратори-повторювачі приймають сигнал на одному з портів та ретранслюють його на всі інші порти. Ця операція спричинює деяку затримку у поширенні сигналу. Параметр затримки визначений стандартом для кожного з класів.
Повторювачі класу І повністю декодують аналоговий сигнал, перетворюючи його у цифрову форму. Тому вони можуть мати порти різних форматів 100Base-T4, 100Base-TX, 100Base-FX. їх ще називають трансляційними повторювачами. Концентратори класу 11 просто ретранслюють аналоговий сигнал на всі вихідні порти, крім порту, з якого він надійшов. З цього випливає, що затримка сигналу в концентраторах класу II менша і концентратори класу
II можуть мати порти тільки одного типу.
; Два концентратори класу II сполучають через спеціальний uplink-порт (рис. 14.6), що розміщений на одному концентраторі (з інтерфейсом MDI-X), та звичайний порт, що є на другому (з інтерфейсом MDI). Довжина з'єднувального кабелю - до 5 м.
Один сегмент мережі може містити концентратори тільки одного типу. В сегменті може бути один концентратор класу І або два концентратори класу II.
Концентратори класу І можна сполучати у стекову структуру, однак не через uplink-порт, а за допомогою внутрішніх шин концентраторів. Повторювані класу II не утворюють стекових структур, оскільки мають більші обмеження щодо затримки кадрів. Якщо у стек додають новий концентратор, то приймають, що діаметр сегмента збільшується на 10 м. Як звичайно, максимальна кількість концентраторів у стеку не перевищує восьми.
Правила побудови мережі Fast Ethernet. Чим зумовлені обмеження щодо довжини сегмента та кількості концентраторів у ньому? Щоб відповісти на це питання, треба розглянути структуру затримок у сегменті.
Тривалість поширення сигналу на відстань 100 м скрученою парою становить 0.55 мкс та не залежить від швидкості передавання даних у мережі. Тривалість затримки у концентраторі - приблизно від 0.35 до 0.7 мкс залежно від класу концентратора. Мережева плата спричинює затримку в 0.25 мкс. Для коректної роботи мережі Ethernet треба, щоб подвоєна тривалість передавання сигналу від одного краю сегмента до іншого не перевищувала тривалості передавання кадру мінімальної довжини. Якщо ця умова не виконуватиметься, то тривалість колізії буде дорівнювати тривалості передавання кадру найменшої довжини, що у мережі 100Base-T становить 5.12 мкс.
На підставі наведеного аналізу структури затримок можна виділити такі коректні структури мереж:
один концентратор класу І. Максимальна відстань між станціями - 200 м;
два концентратори класу II, сполучені п'ятиметровим кабелем. Максимальна відстань між станціями - 205 м;
один концентратор класу І з портами для скрученої пари та волоконно-оптичних кабелів. Максимальна відстань між станціями, приєднаними до різних типів кабелю, - 289 м (100+189);
один концентратор класу І з портами для волоконно-оптичних кабелів. Максимальна відстань між станціями - 320 м (100+220).
Стандарт lEEE-802.3u передбачає дві моделі для розрахунку та побудови сегмента мережі:
модель 1 передбачає, що всі елементи мережі вносять максимальні визначені стандартом для цих типів елементів затримки;
модель 2 побудована на реальних затримках, однак має складні методики розрахунку цих затримок, які доцільно виконувати, якщо параметри мережі наближаються до максимально допустимих.
У моделі 1 передбачено такі топологічні обмеження:
довжина скрученої пари довільної категорії не може бути понад 100 м;
довжина відрізка волоконно-оптичного кабелю не повинна перевищувати 412 м. Архітектуру фізичного рівня мережі розглянемо, порівнюючи її з архітектурою lOBase-T
(рис. 14.7).
У lOBase-T нижче МАС-підрівня канального рівня на фізичному рівні є підрівень фізичних сигналів PCS (Physical Coding Sublayer), який перетворює сигнал МАС-підрівня в сигнал манчестерського коду. PCS закінчується стандартним AUI (Attachment Unit Interface) - інтерфейсом, який сполучає робочу станцію з приймачем-передавачем (MAU). MAU (Media Access Unit) складається з блока керування передаваннями і виявлення конфліктів РМА (Physical Media Attachment) та інтерфейсу з конкретним передавальним середовищем MDI (Media Interface). Отже, стандарт lOBase-T допускає використання різних кабелів.
У 100Base-T, на відміну від lOBase-T, можливе передавання не тільки через різні передавальні середовища, а й з використанням різних алгоритмів кодування. Для цього між МАС-та PCS-підрівнями реалізовано спеціальний підрівень узгодження RS (Reconciliation Sublayer)
з інтерфейсом Mil (Media Independent Interface). RS перетворює абстрактні повідомлення МАС-підрівня в послідовність півбайтів і передає їх через МИ нижчому підрівню. Є різні реалізації PCS залежно від алгоритму кодування інформації (8В6Т або 4В5В).
Отже, стандарт 1 OOBase-T - це стандарт 1ЕЕЕ-802.3, доповнений функційними блоками RS/M11. У деяких пристроях 1 OOBase-T є спеціальний блок, який аналізує швидкість передавання даних. Це дає змогу суміщати передавання даних lOBase-T та 100Base-T в одній мережі (див. Д.5.1).
Робота мережі 100Base-T4. Мережа 100Base-T4, як зазначено, - це локальна мережа зіркової топології, яка використовує для передавання даних чотири пари дротів скрученої пари третьої, четвертої або п'ятої категорії. Схема організації передавання показана на рис. 14.8.
PCS кодує сигнали в трійковому коді, тобто кожен байт перетворюється на шість сигналів, кожний з яких має одне з трьох значень. Тому код позначають 8В6Т. Розподіл дротів скрученої пари між сигналами показаний на рис. 14.9. У кожен момент часу передавання або приймання забезпечують три пари дротів. Четверта пара призначена для виявлення конфліктів.
Швидкість передавання даних у мережі 100Base-T4 становить 100 Мбіт/с. Завдяки чому досягнута така швидкість?
Використано три пари дротів, що дало змогу збільшити швидкість утричі.
Кодування 8В6Т ще збільшило її в 2.67 раза.
Збільшено частоту з 20 до 25 МГц.
Усе це разом (3-2.67· 1.25=10) і дало змогу досягти такої швидкості передавання.
Робота мережі 100Base-TX та 100Base-FX на фізичному рівні ґрунтується на специфікації PMD (Physical Media Dependent) ANSI, спочатку розробленій для волоконно-оптичних мереж FDDI. Вона підтримує як скручену пару, так і оптичне волокно. PCS одержує обмежені стартовими та степовими бітами байти даних зі швидкістю 100 Мбіт/с через МП в напівдуп-лексному режимі і перетворює їх у безперервний потік, передавання якого відбувається зі швидкістю 125 Мбіт/с у дуплексному режимі. Для цього використовують кодування 4В5В - до
кожних чотирьох бітів додають п'ятий. Така схема кодування дає змогу зменшити рівень завад у каналі завдяки рівномірнішій "густині" одиниць.
Стандарти 100Base-FX та lOOBase-SX. Спільною рисою цих стандартів с використання волоконно-оптичного кабелю для передавання. Стандарт lOOBase-SX розроблений ТІ А 1999 р. Головна причина його розробки - несумісність технологій lOBase-F та 100Base-FX за вікном передавання. Якщо lOBase-F використовувала вікно 850 мкм, то 100Base-FX - уже 1300 мкм. Чому ж у разі переходу до 100Base-FX використали іншу довжину хвилі передавання? Тому що під час розробки нового стандарту вирішили скористатися комплексом технологічних вирішень технології FDDI, яка й використовує таке вікно передавання.
Стандарт lOOBase-SX визначає для волоконно-оптичної мережі PMD з параметрами швидкості передавання 100 Мбіт/с та довжиною хвилі 850 мкм використання багатомодового оптоволокна 50/125 або 62.5/125, а також протокол автоузгодження, однак використання його необов'язкове.
Приклади реалізації мереж Fast Ethernet. Розглянемо приклади використання технології Fast Ethernet на практиці з обладнанням фірми Allied Telesyn.
Нарис. 14.10 показана структура мережі, у якій сегменти lOBase-Тта 100Base-TX, реалізовані з використанням концентраторів AT-3624TR та CentreCOM MR912TX, об'єднані в
єдину мережу простим двопортовим комутатором AT-MS203. Кожен порт цього комутатора має змогу автоматично самовизначати перепускну здатність приєднаного сегмента.
Подібні сегменти нарис. 14.11 об'єднані потужнішим комутатором CentreCOM RS710TX, який має як порти lOBase-T, так і порти 100Base-TX.
9.4. Мережа Gigabit Ethernet
У листопаді 1993 р. була створена група для розробки специфікацій з підвищення швидкості передавання Ethernet до 100Мбіт/с. У червні 1995 р. прийнято стандарт 100Base-T. Після підвищення швидкості доступу тісною для клієнтів стала магістраль. Тому групі з вивчення швидкісних технологій було доручено розглянути наступний рівень Ethernet. У липні 1996 р. інженерна група IEEE-802.3z почала розробку стандарту Ethernet зі швидкістю 1000 Мбіт/с. Стандарт Gigabit Ethernet IEEE-802.3z у частині, яка регламентує використання волоконно-оптичного кабелю, затверджено 25 червня 1998 р. Специфікація застосування скрученої пари виділена в окремий стандарт ІЕЕЕ-802.3аЬ. Головна організація підтримки технології Gigabit Ethernet Alliance (GEA) об'єднує понад 80 фірм.
Мережі Fast Ethernet та Gigabit Ethernet є логічними розширеннями Ethernet. Однак обидві технології ґрунтуються на вирішеннях інших швидкісних технологій. Наприклад, фізичний рівень FDD1 був запозичений та адаптований для Fast Ethernet. Аналогічно Gigabit Ethernet планує скористатися фізичним рівнем технології Fiber Channel, що дає змогу досягти швидкості передавання близько 800 Мбіт/с, однак завдяки збільшенню швидкості передавання сигналу до 1.25 Гбіт/с потенційна швидкість передавання становитиме 1 Гбіт/с.
Первинною специфікацією передбачено волоконно-оптичні кабелі Gigabit Ethernet (одно-та багатомодові) для магістралей, сполучення комутаторів, серверів. Довжина сегмента для багатомодового кабелю - 500 м, для одномодового - 2000 м. Залежно від місця застосування
окремо визначені специфікації для коаксіальних кабелів, скрученої пари (настільна система).
Для передавання інформації волоконно-оптичним кабелем запропоновано два вирішення:
1 OOOBase-SX. Використання багатомодового волоконно-оптичного кабелю, передавання
даних на максимальну відстань 275 м (або 550 м з застосуванням повторювана);
lOOOBase-LX. Використання як багатомодового, так і одномодового волоконно-оптичного кабелю. В останньому випадку можна передавати дані на відстань до 5000 м.
Мідні кабелі можна застосувати в таких специфікаціях:
lOOOBase-CX. Для передавання на відстань до 25 м застосовують коаксіальний кабель;
lOOOBase-T. Використовують скручену пару шостої, сьомої категорій. Максимальна відстань передавання - 100 м. Максимальний розмір домену колізій - 200 м.
Аналогічно до старого Ethernet у Gigabit Ethernet використовують МДКН/ВК. Водночас збільшення швидкості передавання та частоти призводить до більшого загасання і меншої допустимої довжини сегмента.
У Gigabit Ethernet цю проблему вирішують застосуванням повнодуплексних повторю-вачів, збільшенням міжкадрового проміжку з 64 (тривалість передавання 64 байт) до 512 байт. Запропоновано також збільшити мінімальну довжину пакета з 64 до 512 байт, а максимальну -з 1500 до 9000 байт. Порівняно з Fast Ethernet змінено схему кодування. Зокрема, 1000Base-T використовує п'ятирівневе кодування, а для зменшення впливу завад - восьмирівневий метод корекції помилок (4D Trellis Forward Error Correction). Сигнал має не два логічні рівні (0/1), а п'ять: —2,-1, 0,1,2. Інформаційні біти кодовані як -2/2 та-1/1, а 0 застосовують для контролю та коригування помилок.
Частота синхронізації сигналів lOOOBase-T становить 125 МГц. Використовують усі чотири пари дротів скрученої пари. Отже, швидкість передавання - 1254=500 Мбод. Один імпульс передає 2 біти. Швидкість передавання даних - 500-2=1 Гбіт/с.
Міграція відбувається поступово, з оглядом на наявні системи. Варіанти є такі:
а) канали між комутаторами та серверами (рис. 14.12);
б) модернізація каналів між комутаторами (рис. 14.13);
в) перехід до магістралі з комутатором або повторювачем Gigabit Ethernet (рис. 14.14). Нарис. 14.15 показано випадок застосування технології Gigabit Ethernet на обладнанні
фірми Nbase. Два потужні комутатори, що підтримують як технології Fast Ethernet, так і Ethernet, сполучені каналом Gigabit Ethernet. До комутаторів приєднані як окремі робочі станції, так і цілі сегменти на базі концентратора 100Base-TX та комутатора 10/100 Base. Сервер приєднаний до комутатора повнодуплексним каналом Fast Ethernet з перепускною здатністю 200 Мбіт/с.
Продуктами Gigabit Ethernet є мережеві адаптери, комутатори, маршрутизатори, ретранслятори.
Швидкість роботи адаптера обмежена швидкістю роботи шини ПК. Персональний ком-'п'ютер з 32 розрядами та РСІ-шиною здатний передавати потік 1 Гбіт/с, а адаптери з 64-роз-рядною шиною - 2 Гбіт/с. Водночас за такої швидкості можна завантажити практично 100% ресурсів ЦП, і на виконання інших завдань їх забракне. Тому адаптери Gigabit Ethernet виконують інтелектуальні функції. Вони мають вбудований RISC-процесор, що виконує інтелектуальні функції розвантаження, налаштовані на конкретний гост. Дані з мережі відразу надходять у пам'ять госта і стають доступними для використання. Зменшити завантаженість ЦП можна регулюванням співвідношення кількості переривань на обсяг одержаної інформації. За одне переривання приймається велика кількість кадрів. Співвідношення кількості кадрів на одне переривання можна задати вручну або автоматично. Це дає змогу створити адаптивні переривання, частота яких залежить від завантаження.
Специфічним для технології Gigabit Ethernet є буферний розподілювач (buffered distributor). Це повнодуплексний багатопортовий пристрій, до якого приєднано два або більше каналів Gigabit Ethernet. Він не фільтрує кадри, однак для кожного порту має буфер. Буферний розподілювач є аналогом концентратора.
9.5. Мережа lOGigabit Ethernet
З березня 1999 p. працює робоча група IEEE Higher Speed Study Group (HSSG) для роз-робки стандарту EEE 8G2r3ae. Вона має на меті створити нову технологію передавання зі швид-кістю 10 Гбіт/с, збереженням формату та мінімальних і максимальних розмірів кадру ІЕЕЕ-802.3, забезпечити підтримку наявних кабелів та створення нових. Архітектура фізичного рівня мережі описана в Розділі 5.
Властивості мережі lOGigabit Ethernet (lOGE) такі:
діє для дуплексного призначеного двопунктового каналу;
підтримує зіркову топологію;
використовувана не тільки в каналах локальних мереж, а й для спряження з глобальними мережами (SDH, SONET);
на відміну від GE, яка працює як в напівдуплексному, так і в дуплексному сполученні, 10GE працює тільки в дуплексному сполученні. Цим знято проблему р ідтримки CSMА/CD, обмеженості відстані та мінімальної довжини кадру;
підтримка формату кадру Ethernet забезпечує узгодженість з мережами Ethernet та дає змогу уникнути перетворення потоків.
Тип фізичного середовища ще не визначений. Розглядають варіанти послідовного та паралельного передавання.
У паралельному передаванні вводять додатковий підрівень у реалізацію фізичного рівня (Distributor/Collector), який розділяє кадри та інтервали між ними на частини і передає в паралельні канали. Схема складна, потребує більше обладнання, не завжди сумісна з кабельними інфраструктурами, однак використовує дешевші лазери та схемну логіку.
Обмеження на відстань передавання в мережі 10GE виникають через характеристики середовища передавання та пристрої передавання. Визначено такі варіанти мережі:
lOGbase-SX Багатомодовий волоконно-оптичний кабель 100-300 м
lOGbase-LX Одно-та багатомодовий волоконно-оптичний кабель 5-15 км
1 OGbase-EX Одномодовий волоконно-оптичний кабель < 40 км
1 OGbase-CX Мідний кабель < 20 м
Галузі використання 10GB Ethernet:
канали глобальних мереж (приєднання до магістральних маршрутизаторов глобальних мереж);
регіональні мережі на волоконно-оптичних кабелях;
приєднання сервера або серверної ферми;
мережі пристроїв зберігання даних (SAN).
9.6. Тенденції розвитку архітектури Ethernet
Сьогодні Ethernet - найпоширеніша архітектура організації ЛМ. Така мережа проста в організації та експлуатації. Суттєвим недоліком мереж Ethernet є негарантування тривалості доставляння кадру, невелика перепускна здатність за високих навантажень. (У Ethernet-мережах реальна перепускна здатність не перевищує 50-60% від максимальної). Тому для організації магістральних ЛМ з великими потоками доцільніше застосовувати архітектури FDDI, ATM, SDH, які забезпечують ефективніше використання перепускної здатності каналу. Незважаючи на ці недоліки, Ethernet-технологія завдяки простоті ідеально придатна для організації невеликих та середніх мереж. Власне для Ethernet-мереж сьогодні активно розвиваються технології комутації локальних мереж та віртуальних ЛМ, що дає змогу значно подолати обмеження Ethernet щодо перепускної здатності. Широко використовують і технології швидких Ethernet та подібних мереж. Мережа Ethernet завдяки оптимальному співвідношенню вартість/продуктивність та простоті стала головним сі андартом для локальних мереж.