Разновидности сети Ethernet

В настоящее время разработано несколько вариантов сети Ethernet, различающихся топологией и особенностями физической среды передачи данных.

а) вариант Thick Ethernet (шина с “толстым” коаксиальным кабелем) с шинной топологией; его обозначение 10Base-5. Обычно используются только две разновидности толстого коаксиального кабеля, которые различаются своим волновым сопротивлением и обозначаются соответственно – RG-8 и RG-11.

При таком варианте максимальное число сегментов сети - 5 при максимальном числе узлов в сегменте – 100. Максимальная длина одного сегмента составляет 500 м (на это указывает цифра 5 в обозначении; перед словом Base, которое означает «шина», число 10 указывает на скорость модуляции сигнала – 10 Мбит/с).

Минимальное расстояние между узлами – 2,5 м, через такое расстояние на кабеле есть специальные разметки. Для Ethernet на толстом и тонком коаксиальном кабеле ограничение на минимальное расстояние между узлами введено из-за наличия «стоячих волн». Если два трансивера (для толстого кабеля) или два Т-коннектора (для тонкого кабеля) расположены очень близко друг к другу, то при прохождении сигнала по кабелю сигнал отражается от них (т.е. от «железок»), не успевает затухнуть и снова отражается от соседней «железки». Возникает «стоячая волна», которая представляет собой постоянную помеху в линии. Когда узлы врезаны в кабель на оговоренном расстоянии, отраженный сигнал успевает затухнуть и помехи не возникает.

Для подключения сетевой платы необходим интерфейсный кабель (AUI) длиной не более 50 м и приемопередатчик (трансивер), который врезается в коаксиальный сегмент и питается от сетевой карты (рис. 4.4, а). Подключение интерфейсного кабеля происходит через высокочастотный разъем на плате (DB-15).

 
 

Максимальное количество кабельных сегментов, соединяемых в цепочку с помощью повторителей, равно 5. Количество повторителей между любой парой узлов сети не должно превышать 4. Из пяти допустимых кабельных сегментов только 3 могут быть "нагруженными", т.е. к ним подключаются рабочие станции. Остальные сегменты могут иметь только две точки подключения - для повторителей. Перечисленные ограничения называются правилом"5-4-3", и справедливы для сети Ethernet как на тонком, так и на толстом коаксиальном кабеле. Пример конфигурации локальной сети Ethernet по правилу "5-4-3" приведен на рис. 4.5.

б) вариант Thin Ethernet (шина с “тонким” коаксиальным кабелем) с шинной топологией; его обозначение 10Base-2. При таком варианте максимальное число сегментов 5 при максимальном числе узлов в сегменте 30; максимальная длина одного сегмента составляет 185 м (≈200 м); минимальное расстояние между узлами – 0,5-1,5 м. Сегмент кабеля подключается непосредственно к сетевой плате через BNC-разъем (рис. 4.4,б) с помощью BNC Т-коннектора. Используется кабель с волновым сопротивлением 58 Ом – RG-58.

Ограничения на длину сегментов, число сегментов, станций и повторителей были введены для того, чтобы в сети всегда присутствовал большой запас прочности по времени двойного оборота сигнала в сети с учетом задержек сигнала в повторителях. Локальная сеть Ethernet может быть построена и на большем числе повторителей, и содержать большее число сегментов. Однако в этом случае необходимо проводить расчет сети на корректную конфигурацию. В качестве расчетных параметров выступают две величины: время двойного оборота сигнала (Path Delay Value - PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети и сокращение межкадрового интервала (Path Variability Value - PVV) с учетом задержек сигнала на всех повторителях сети. На величину PDV вводится ограничение в 575 битовых интервалов, а расчетная величина PVV не должна превышать 49 битовых интервалов.

Все сегменты в сети делятся на кабельные, канальные и логические. Кабельные сегменты – это любой отрезок кабеля, в котором сигнал подается без повторения.

Канальные сегменты – это кабельные сегменты, к которым не подключены станции, т.е. сегменты без нагрузки.

Логические сегменты – это участки сети, которые являются независимыми друг от друга по трафику. На логические сегменты сеть Ethernet делится при использовании мостов, коммутаторов и маршрутизаторов.

Для сети Ethernet наличие нескольких логических сегментов означает уменьшение конфликтов. Сегмент сети, в котором все сигналы передаются всем узлам, называется доменом коллизии. Концентратор коллизии отслеживает, но передает их на все узлы, а файл-сервер, мост, коммутатор, маршрутизатор делят сеть на несколько доменов коллизий.

в) вариант Twisted Pair Ethernet с топологией “звезда”; его обозначение 10Base-T. Это кабельная сеть с использованием витых пар проводов и концентраторов. И хотя ее топология может быть “звезда” или “дерево”, но это сеть широковещательная и в ней реализуется МДКН/ОК. Максимальное число узлов в сегменте 100 при максимальной длине сегмента 100 м или 500 м. Для подсоединения витой пары используются стандартные разъемы RJ-45.

Правило "5-4-3", справедливое для Ethernet на коаксиальном кабеле, здесь трансформируется в "правило четырех хабов". Согласно этому правилу, между любыми двумя узлами сети не должно быть более четырех концентраторов.

Расчет корректности конфигурации сети Ethernet на витой паре проводов осуществляется так же, как и для разновидности Ethernet на коаксиальном кабеле.