Пользовательского
поиска
| Главная | Главная по Компьютерным сетям |
В.Г. Олифер Базовые технологии компьютерных сетей (ознакомительное качество) Высокое качество PDF, для печати :-)
Михаил Гук. Интерфейсы ПК. Справочник (ознакомительное качество) Высокое качество PDF, для печати :-)
|
http://seticom-video.narod.ru
ВИДЕО-ФОТО-съёмка |
Предыдущая | Оглавление | Следующая
Глава 2. Физический уровень
В 1983 году Международная Организация Стандартов (ISO) создала модель OSI (известную также под названием Х.200). Целью создания этой модели было упрощение передачи информации в сети. Модель OSI состоит из семи уровней, каждый из которых предоставляет определенные функциональные возможности. Вследствие разделения «служебных обязанностей» между уровнями стало возможным независимое изменение свойств уровней. Например, теперь можно переопределить конфигурацию сети не изменяя свойства уровня протокола или представления данных. Базовая модель OSI показана на рисунке 2.1.
Модель OSI была разработана специально для открытых систем. По определению, открытые системы позволяют устанавливать соединение практически с любой другой системой. В основу модели положен принцип разбиения на отдельные функциональные уровни. Модель строилась на следующих предпосылках; 1) каждый уровень выполняет отдельную функцию; 2) модель и ее уровни должны быть совместимы в международном масштабе; 3) количество уровней должно быть достаточным, но не избыточным.
Каждый уровень модели выполняет отдельную функцию:
n Уровень протокола (Application layer) — Предоставляет пользователю возможность доступа к информации в сети путем использования протокола. Для пользователя этот уровень является главным интерфейсом взаимодействия с протоколом и, следовательно, с сетью. В качестве примеров можно привести протокол передачи файлов (FTP), службу названий доменов (DNS), виртуальный терминал (Telnet), протокол обмена сообщениями по электронной почте (SMTP).
РИСУНОК 2.1. Базовая модель OSI
n Уровень представления данных (Presentation layer) — Управляет представлением информации в сети. Основной функцией уровня является синтаксический и семантический анализ передаваемых данных. На этом уровне представленные в формате хост-компьютера данные преобразуются в необходимый для передачи стандартный формат. На стороне получателя данные стандартного формата преобразуются в соответствующий хост-компьютеру формат. В результате хост может воспользоваться принятыми данными. Примерами служат преобразования между кодовыми таблицами ASCII и EBCDIC, криптография и т.п.
n Сеансовый уровень (Session layer) — Координирует параметры диалога/сеанса/соединения между устройствами в сети. Этот уровень управляет связью между сеансами соединения. Примерами служат управление маркерами (в обязанности сеансового уровня входит определение владельца маркера) и синхронизация сетевого времени.
n Транспортный уровень (Transport layer) — Отвечает за надежную передачу данных и распределение обязанностей между локальными компьютерами. Основной задачей этого уровня является поддержка целостности данных. Другими словами, стараниями именно этого уровня данные между локальными компьютерами должны передаваться надежно и своевременно. При необходимости дейтаграммы более высоких уровней разделяются на дейтаграммы сетевого размера, после чего обрабатываются на транспортном уровне. В зависимости от условий транспортный уровень устанавливает одно или несколько сетевых соединений. На этом уровне также принимается решение о типе устанавливаемого соединения. Двумя основными транспортными протоколами являются TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol). Протокол IP (Internet Protocol) является хорошим примером интерфейса сетевого уровня.
n Сетевой уровень (Network layer) — Отвечает за маршрутизацию данных (пакетов) к системе в сети, занимается адресацией и доставкой данных. На этом уровне осуществляется контроль загруженности, разделение информации на бюджеты, маршрутизация, адресация и некоторые другие функции.
n Канальный уровень (Data link layer) — Обеспечивает надежную доставку данных в физической сети. Обратите внимание, что гарантируется только доставка информации, но не упоминаются маршрутизация и прием. Этот уровень оперирует такими понятиями, как регулировка потока данных, определение и коррекция ошибок, передача кадров. Уровень отвечает за то, какие именно кадры будут посланы в сеть. Кадр данных сети (network data frame), или пакет, состоит из контрольной суммы, адреса источника данных, адреса приемника данных и собственно данных. Максимальный размер пакета, который можно отослать, определяет максимальный передаваемый блок (MTU — maximum transmission unit).
n Физический уровень (Physical layer) — Поддерживает связь между электрическими/световыми сетевыми каналами на уровне битов. Основное внимание уделяется используемому физическому методу доступа. Физический уровень оперирует с четырьмя очень важными характеристиками сети; механической, электрической, функциональной и процедурной. Одновременно он определяет необходимые для передачи данных характеристики аппаратного обеспечения (уровни напряжения/тока, устойчивость сигналов, среду соединения). В основном именно этот уровень гарантирует, что посланный с одной стороны сети бит будет корректно принят на другой стороне.
Данные опускаются с уровня протокола отправителя на остальные уровни, проходят через узлы сетевой службы, а затем подымаются по уровням получателя. Не всем типам данных необходимо проходить все уровни — некоторые данные в определенной модели ничего не значат. Соответствующая модели OSI схема «получатель-отправитель» приведена на рисунке 2.2.
В процессе передачи каждый уровень «дополняет» данные и заголовок предыдущих уровней своим собственным заголовком. Небольшой кадр данных постепенно обрастает заголовками всех уровней, которые он проходит. На стороне получателя все уже наоборот — каждый уровень будет «отсекать» соответствующий заголовок. Рисунок 2.3 иллюстрирует способ дополнения данных уровнями OSI.
Модель OSI следует использовать в качестве наглядного представления способа передачи данных в сети. Необходимо учитывать, что путь прохождения данных показан с изрядной долей абстракции.
Физические среды установления соединения
Для локальных сетей существует три принципиальные схемы соединения: с помощью витой пары, коаксиального или волоконно-оптического кабеля. Для передачи информации также могут использоваться спутники, лазеры, микроволновое излучение и т.п., но подобная экзотика выходит за область рассмотрения этой книги.
РИСУНОК 2.2. Пример приема/передачи данных в модели OSI
РИСУНОК 2.3. Дополнение данных заголовками в модели OSI
РИСУНОК 2.4. Кабель из витых пар
Витая пара (Twisted pair — ТР) в настоящее время является самой распространенной средой передачи и представляет собой пару свитых проводов. Кабель, составленный из нескольких витых пар, как правило, покрыт жесткой пластиковой оболочкой, предохраняющей его от воздействия внешней среды и механических повреждений. Схема витой пары представлена на рисунке 2.4.
В нормальных условиях витая пара поддерживает скорость передачи данных от 10 до 100 Мбит/с. Однако ряд факторов может существенно снизить скорость передачи данных, в частности, потеря данных (data loss), перекрестное соединение (crosstalk coupling) и влияние электромагнитного излучения.
Для уменьшения влияния электрических и магнитных полей применяется экранирование (кабель из витых пар покрывается фольгой или оплеткой). Но после экранирования витой пары в значительной степени увеличивается затухание (аттенюация — attenuation) сигнала. Под затуханием сигнала подразумевается его ослабление при передаче из одной точки сети в другую. Экранирование изменяет сопротивление, индуктивность и емкость таким образом, что линия становится склонной к потерям данных. Подобные потери могут сделать витую пару нежелательной и ненадежной средой передачи. И экранированная, и неэкранированная витая пара используются для передачи данных на несколько сотен метров.
Спецификации категорий витой пары
В соответствии со спецификациями ассоциации электронной и телекоммуникационной промышленности (Electronic Industries Association and Telecommunications Industries Association — EIA/TIA) вводится пять стандартных категорий кабеля из витых пар. Обратите внимание, что при определении категорий кабеля используется только неэкранированная витая пара (unshielded twisted pair — UTP).
n Кабель первой категории используется для передачи голосовых данных. С начала 80-х годов кабель CAT 1 используется в основном в качестве проводки телефонных линий. Кабель первой категории не сертифицирован для передачи данных любого типа и в большинстве случаев не рассматривается как среда для передачи цифровых данных.
n Кабель второй категории используется для передачи информации со скоростью не более 4 Мбит/с. Этот тип проводки характерен для сетей устаревшей кольцевой топологии, использующих протокол с передачей маркера. Кабель тактируется частотой 1 МГц.
n Кабель третьей категории в основном используется в локальных сетях с устаревшей архитектурой Ethernet 10base-Т и сертифицирован для передачи данных со скоростью до 16 Мбит/с. Кабель тактируется частотой 16 Мгц.
n Кабель четвертой категории используется в качестве среды соединения сетей с кольцевой архитектурой или архитектурой 10base-T/100base-T. Кабель САТ4 сертифицирован для передачи данных со скоростью до 16 Мбит/с и состоит из четырех витых пар. Тактируется частотой 20 МГц.
n Кабель пятой категории является самой распространенной средой передачи сетей Ethernet. Кабель поддерживает скорость передачи данных до 100 Мбит/с и используется в сетях с архитектурой 100base-Т и 10base-Т. Кабель тактируется частотой 100 МГц.
Сформулируем некоторые выводы:
n Витая пара представляет собой два обычных медных проводника, скрученных по всей длине кабеля.
n Существует два типа витой пары: экранированная и неэкранированная.
n Существует пять основных категорий кабеля «витая пара».
Коаксиальный кабель является широко распространенной и достаточно удобной средой передачи данных. Такое название кабель получил вследствие того, что состоит из двух проводников (axes). Один проводник (цельная или витая жила) экранируется вторым, который тоже может быть сплошным или переплетенным. Проводники, как правило, разделены слоем диэлектрического материала. Сам кабель покрыт пластиковой оболочкой. Коаксиальный кабель лучше защищен от помех и позволяет увеличить длину сегмента сети. Использующие коаксиальный кабель сети стандартов 10base-5/2 характеризуются пропускной способностью 10 Мбит/с. Максимальная длина сегмента для сетей стандарта 10base-5 составляет приблизительно 500 метров, а для сетей стандарта 10base-2 — приблизительно 180 метров. На рисунках 2.5 и 2.6 показан коаксиальный кабель в разрезе.
С увеличением диаметра коаксиального кабеля пропускная способность повышается. Однако одновременно с этим увеличиваются затраты на выполнение проводки из такого кабеля, поскольку необходимо использовать специальные инструменты. Характерные свойства коаксиального кабеля:
n Он менее подвержен влиянию шума по сравнению с витой парой.
n Кабель состоит из двух концентрических проводников, разделенных слоем диэлектрического материала.
n Импеданс коаксиального кабеля может быть равен 75 Ом (кабель толщиной 1/2 дюйма) или 50 Ом (кабель толщиной 3/8 дюйма).
Это тонкая и гибкая среда, позволяющая передавать данные в виде световых волн по стеклянному «проводнику» или кабелю. Волоконно-оптические линии связи используются на расстояниях свыше одного километра. Характерной их особенностью является высокая защищенность от несанкционированного подключения (что не удивительно, поскольку для передачи данных не используются электрические сигналы). Существует две разновидности кабеля: одномодовый и многомодовый. В чем различие между ними, вы узнаете немного ниже.
Устройство волоконно-оптического кабеля
Коаксиальный и волоконно-оптический кабель устроены почти одинаково. Сердечник последнего состоит из сплетения тонких стеклянных волокон и заключен в пластиковую оболочку (плакирование— cladding), отражающую свет обратно к сердечнику. Плакирование покрыто концентрическим защитным слоем пластика. Несколько волоконно-оптических кабелей объединяются в жгут и покрываются еще одним защитным слоем пластика. На рисунке 2.7 показано устройство волоконно-оптического кабеля.
РИСУНОК 2.5. Сечение коаксиального кабеля.
РИСУНОК 2.6. Продольный разрез коаксиального кабеля.
РИСУНОК 2.7. Волоконно-оптический кабель.
Принцип передачи данных волоконно-оптическим кабелем
Вам должно быть известно, что все данные в компьютере представляются с помощью нулей и единиц. Все стандартные кабели передают бинарные данные с помощью электрических импульсов. И только волоконно-оптический кабель, используя тот же принцип, передает данные с помощью световых импульсов. Источник света посылает данные по волоконно-оптическому «каналу», а принимающая сторона должна преобразовать полученные данные в необходимый формат (см. рис. 2.8).
Одномодовый и многомодовый кабель
В относительно тонком волоконно-оптическом канале свет будет распространяться вдоль продольной оси канала. В учебниках физики этот эффект упоминается в следующей формулировке — «импульсы света распространяются в осевом (аксиальном) направлении». Именно это и происходит в одномодовом кабеле (см. рис. 2.9).
Однако преимущества этого типа передачи ограничены. С целью устранения подобных ограничений стали выпускать толстый кабель. Но тут возникла другая проблема — лучи света имеют свойство входить в канал под различными углами и проходить кабель, отражаясь от стенок сердечника. В результате вошедшие в канал под различными углами волны проходят различное расстояние и прибывают к получателю в разное время. Этот эффект, проиллюстрированный на рисунке 2.10, получил название модальной дисперсии (modal dispersion).
РИСУНОК 2.8. Принцип работы волоконно-оптического кабеля.
РИСУНОК 2.9. В тонком кабеле свет распространяется по одномодовому пути.
РИСУНОК 2.10. В толстом кабеле неаксиальные лучи подвержены модальной дисперсии.
Чем больше количество мод света в канале, тем уже полоса пропускания. В дополнение к тому, что различные импульсы достигают получателя практически одновременно, усиление дисперсии приводит к наложению импульсов и введению получателя в «заблуждение». В результате снижается общая пропускная способность. Одномодовый кабель передает только одну моду световых импульсов. Скорость передачи данных при этом достигает десятков гигабит в секунду. Одномодовый кабель в состоянии поддерживать несколько гигабитных каналов одновременно, используя для этого световые волны разной длины. Следовательно, пропускная способность многомодового волоконно-оптического кабеля ниже, чем у одномодового.
Простейший способ уменьшения дисперсии — нивелирование (grading) волоконно-оптического кабеля. В результате лучи света синхронизируются таким образом, что дисперсия на стороне приемника уменьшается. Дисперсия также может быть уменьшена путем ограничения количества длин световых волн. Оба метода позволяют в некоторой степени уменьшить дисперсию, но не в состоянии привести скорость передачи данных в соответствие с одномодовым волоконно-оптическим кабелем.
В США широко используется многомодовый волоконно-оптический кабель 62.5/125. Обозначение «62.5» соответствует диаметру сердечника, а обозначение «12.5» — диаметру плакирования (все величины приведены в микронах). Из одномодовых распространены кабели с маркировкой 5-10/125. Ширина полосы пропускания обычно приводится в МГц/км. Хорошей моделью взаимоотношений полосы пропускания и дальности передачи служит резиновый жгут — с увеличением расстояния полоса пропускания сужается (и наоборот). В случае передачи данных на расстояние 100 метров полоса частот многомодового кабеля составляет 1600 МГц при длине волны 850 нм. Аналогичная характеристика одномодового кабеля составляет приблизительно 888 ГГц.
Диод или лазер
В качестве источника света волоконно-оптического кабеля может использоваться светоизлучающий диод (light emitting diode — LED) или лазер (injection laser diode — ILD). Одномодовый волоконно-оптический использует в качестве источника света диод, в то время как многомодовый кабель — лазер.
n Светоизлучающий диод — это устройство, излучающее свет в том случае, если приложить к нему прямое напряжение. С помощью сгенерированных диодом световых импульсов на расстоянии от 0.5 км до 1 км можно добиться скорости передачи данных от соответственно 12.5 Мбит/с до 25 Мбит/с. По сравнению с лазером этот источник света считается слабым.
n Лазер — устройство, генерирующее очень интенсивный поток цвета чрезвычайно узкого диапазона. В результате увеличивается как скорость передачи данных, так и расстояние. Для расстояний до 2 км скорость передачи составляет от 25 до 100 Мбит/с.
Основные характеристики волоконно-оптического кабеля:
n Абсолютный иммунитет к электромагнитным излучениям.
n Возможна передача данных на расстояние до 10 км.
n В лабораторных условиях реально достичь скорости передачи до 4 Гбит/с.
n В качестве источника света может использоваться светоизлучающий диод или лазер.
Сравнительные характеристики сред передачи локальных сетей
В таблице 2.1 перечислены преимущества и недостатки витой пары, коаксиального и волоконно-оптического кабеля. При разработке конкретного проекта следует взвесить все недостатки и преимущества.
Таблица 2.1. Сравнительные характеристики физических сред
| Среда | Преимущества | Недостатки |
| Витая пара | Низкая стоимость, развертывание не представляет сложностей | Недостаточная безопасность, сильная восприимчивость к шуму |
| Коаксиальный кабель | Относительно высокая скорость передачи данных на короткие расстояния | Недостаточная безопасность, значительная восприимчивость к шуму |
| Волоконно-оптический кабель | Высокая скорость передачи на длинные расстояния голосовой, цифровой и видеоинформации | Высокая стоимость, сложности при развертывании |
Выбор высокопроизводительных стандартов локальных сетей никогда не был столь разнообразным, как в наши дни. Такие новые сетевые технологии, как Fast Ethernet, Fibre Channel, FDDI и ATM, стали вытеснять своих предков — Token Ring и Ethernet. В следующем разделе описаны основные типы технологий локальных сетей.
Обычный Ethernet является одной из самых старых, самых простых и самых дешевых из когда-либо разработанных технологий локальных сетей. В зависимости от типа физической среды различают следующие типы Ethernet:
n 10base-5 (толстый коаксиальный кабель, иногда фигурирующий под названием thicknet)
n 10base-2 (тонкий коаксиальный кабель)
n 10base-T (витая пара)
n 10base-F (волоконно-оптический канал)
Топология для всех четырех типов практически не отличается. Данные в локальной сети передаются со скоростью до 10 Мбит/с. Для рассылки данных в сети все типы используют протокол CSMA/CD (см. следующий раздел). В настоящее время широкую популярность получили разновидности Ethernet, использующие витую пару.
Весь смысл технологии Ethernet сконцентрирован в протоколе обработки множественного доступа с контролем несущей и предотвращением конфликтов (CSMA/CD). Термин «определение несущей» означает, что все станции прослушивают трафик. Если в данный момент времени какая-то другая станция передает данные, «несущая» обнаружена не будет и станция не сможет начать передачу. Станция будет пытаться «захватить несущую» до тех пор, пока сеть не разгрузится и несущая освободится. «Предотвращение конфликтов» заключается в следующем. Если две станции пытаются одновременно начать передачу, они будут вынуждены отложить передачу данных и возобновить ее через некоторый промежуток времени (определенный случайным образом). Термин «множественный доступ» просто указывает на тот факт, что все станции подключены к единственному каналу сети.
Локальные сети Token Ring (Эстафетное кольцо) строятся на кольцевой архитектуре. Управляющая станция генерирует специальное сообщение, известное под названием маркер (token), и последовательно передает его всем компьютерам. Правом передачи данных обладает единственный компьютер, располагающий маркером. Как только маркер достигает станции, которая собирается передать данные, последняя «присваивает» маркер себе и изменяет его статус на «занято». Затем маркер дополняется всей информацией, которую предполагалось передать, и снова отправляется в сеть. Маркер будет циркулировать в сети до тех пор, пока не достигнет адресата информации. Получающая сторона обрабатывает полученную вместе с маркером информацию и опять передает маркер в сеть. Когда маркер возвращается к исходной станции (к станции, которая дополнила его информацией), он удаляется, после чего генерируется новый маркер. Цикл начинается заново. На рисунке 2.11 показана структура сети Token Ring.
РИСУНОК 2.11. Сеть Token Ring.
Эстафетное кольцо считается высокоорганизованной и эффективной сетевой архитектурой. В настоящее время существует две разновидности Token Ring с пропускной способностью 4 Мбит/с и 16 Мбит/с.
В зависимости от типа среды различают следующие разновидности Fast Ethernet:
n 100base-T4 (4 витые пары)
n 100base-TX (2 витые пары)
n 100base-FX (волоконно-оптический кабель)
Являясь высокоскоростной разновидностью устаревшей технологии 10base-X Ethernet, сети стандарта 100base-XX в состоянии передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с.
Сети 100VG (Voice Grade — Голосовой Канал)-АnуLAN являются еще одной версией спецификации 100 Мбит/с. Основное отличие заключается в том, что вместо протокола CSMA/CD используется протокол приоритетов запросов (Demand Priority Access Method — DPAM), соответствующий спецификации 802.12. Помимо волоконно-оптических каналов, стандарт l00VG-AnyLAN позволяет использовать кабели CAT 3, 4, 5-UTP, 2-STP. Кроме того, поддерживаются форматы 802.3 и 802.5. В результате становится возможным плавный переход от предыдущих сетевых топологий. Несмотря на то, что сеть 100VG благодаря использованию DPAM поддерживает скорость передачи данных 100 Мбит/с, а это, в свою очередь, позволяет использовать для разгрузки трафика уровневые повторители и концентраторы, она до сих пор не сертифицирована для использования волоконно-оптических каналов. Вследствие изложенного выше сети 100VG не участвуют в передаче данных на расстояния свыше 100 м. Кроме того, большинство оборудования, необходимого для развертывания сети, выпускается всего лишь несколькими изготовителями, что не способствует ее распространению (по крайней мере, на момент написания этой книги). На рисунке 2.12 представлена архитектура уровневых концентраторов сети VG. Подобная архитектура оптимизирует распределение узлов в сети. Самый верхний, или родительский, концентратор может иметь несколько дочерних концентраторов или вообще не иметь их. Это справедливо и для всех дочерних концентраторов, которые могут выступать в роли родительских. Каждый концентратор располагает всеми необходимыми для доступа к среде правилами. Данные поднимаются вверх по концентраторам и попадают в сеть.
РИСУНОК 2.12. Локальная сеть VG использует уровневые концентраторы.
Протокол приоритетов запросов
Протокол приоритетов запросов (Demand Priority Access Method или Demand Priority Protocol) следует рассматривать как альтернативу протоколу CSMA/CD. Клиент запрашивает доступ к сетевой среде с целью передачи информации. Сервер обрабатывает запрос и в том случае, если среда готова к передаче, посылает клиенту подтверждающий сигнал. Начиная с этого момента, клиент получает управление над средой и передает данные. На рисунке 2.13 представлена диаграмма этого метода.
Децентрализированный Ethernet (IsoEthernet)
Стандарт IsoEthernet уникален тем, что поддерживает не только обычный канал Ethernet с пропускной способностью 10 Мбит/с, но и 96 В-каналов ISDN с пропускной способностью 6.144 Мбит/с. Кроме того, для передачи служебных сообщений поддерживаются один D-канал (64 Кбит/с) и один М-канал ISDN (96 Кбит/с). Канал Ethernet используется для передачи пакетов данных, а один из В-каналов ISDN — для передачи видео и аудиоинформации. Децентрализованный Ethernet работает на существующих локальных коммуникациях и требует недорогой модернизации кабеля.
Распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим каналам (FDDI)
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) является стабильной волоконно-оптической средой, поддерживающей скорость передачи данных 100 Мбит/с. Часто используется в качестве магистрали больших сетей, а также в качестве промежуточной локальной сети высокопроизводительных компьютеров. FDDI поддерживает топологию Token Ring, но для обмена информацией использует не одно кольцо, а два. Первое кольцо считается основным, а второе — резервным. С целью уменьшения количества ошибок передача данных в кольцах осуществляется в противоположных направлениях. В будущем предполагается для передачи данных задействовать и резервное кольцо, что позволит вдвое увеличить пропускную способность. На рисунке 2.14 приведен пример архитектуры FDDI.
Распределенный интерфейс передачи данных по кабельным линиям (CDDI)
Интерфейс CDDI (Copper Distributed Data Interface) создан в качестве альтернативы дорогостоящему волоконно-оптическому кабелю. Этот интерфейс необходимо (для повышения скорости передачи данных) и желательно (для сокращения времени отклика) использовать в существующих сетях с проводкой из экранированного и неэкранированного кабеля.
РИСУНОК 2.13. Запрос и разрешение в сети VG.
РИСУНОК 2.14. Пример двухкольцевой архитектуры FDDI.
Волоконно-оптический канал (Fibre Channel)
Fibre Channel (FC) — новая разумная схема соединения, поддерживающая не только собственный протокол, но также протоколы FDDI, SCSI, IP и некоторые другие. Это позволило создать единый стандарт для сетевого и обычного обмена данными, равно как и для накопления данных. Первоначально разработанный для глобальных сетей с помощью коммутаторов стандарт FC может быть адаптирован к локальной сети. Волоконно-оптический канал позволяет порту прослушивать канальные и сетевые интерфейсы, снижая при этом нагрузку на станцию. Канал поддерживает как электрические, так и оптические среды установления соединения, имеющие пропускную способность от 133 до 1062 Мбит/с. Характерной особенностью волоконно-оптического канала является структура (fabric) — абстрактный объект, соответствующий промежуточному сетевому устройству, будь это кольцевой активный концентратор и коммутатор каналов. Этот стандарт находится в стадии развития.
Режим асинхронной передачи (ATM)
ATM, или Asynchronous Transfer Mode, — это предложенный стандарт для широкополосных каналов ISDN. ATM считается чрезвычайно производительным решением как для локальных, так и для глобальных сетей. Стандарт ATM предполагает использование специальных высокоскоростных коммутаторов, подключенных к компьютерам с помощью волоконно-оптических каналов (один канал используется для передачи информации, другой — для приема). ATM также поддерживает одновременную передачу по одному каналу голосовой, цифровой и видеоинформации. В настоящее время поддерживается скорость передачи данных 25 Мбит/с, хотя в исходных спецификациях фигурирует значение 155 Мбит/с. В будущем ожидается появление стандарта Gigabit Ethernet, позволяющего передавать данные со скоростью несколько гигабит или даже терабит в секунду. Подробнее режим асинхронной передачи описан в Главе 18, "Технология ATM".
Gigabit Ethernet (1000 Мбит/с)
Сети Ethernet характеризуются пропускной способностью от 10 до 100 Мбит/с. Сети стандарта Gigabit в десять раз увеличивают пропускную способность, которая достигает 1000 Мбит/с. Существующие сети Ethernet и Fast Ethernet на сто процентов совместимы и с минимальными усилиями модернизируются в новую сетевую архитектуру. Новая архитектура поддерживает протокол CSMA/CD и позволяет использовать в качестве среды волоконно-оптический кабель, коаксиальный кабель и даже неэкранированную витую пару.
В этой главе авторы коснулись фундаментальных основ стандартной модели OSI, а также влияния этой модели на разработку новых стандартов сетей и использование уже существующей сетевой структуры. Каждый уровень модели рассматривался в контексте тесной взаимосвязи с другими уровнями. Был предложен обзор преимуществ, недостатков и функциональных возможностей витой пары, коаксиального и волоконно-оптического кабеля. Читатель познакомился с сетями различной архитектуры — от антикварной Token Ring, распространенной Simple Ethernet (10base-T и т.п.) до экзотической архитектуры Gigabit Ethernet. В конце главы приведена справочная таблица (см. табл. 2.2), содержащая некоторые характеристики рассмотренных сетей.
Таблица 2.2. Сводная таблица характеристик технологий локальных сетей
| Технология | Скорость передачи данных (Мбит/с) | Максимальная длина сегмента (м) |
| Эстафетный тип | ||
| Token Ring | 4, 16 | 100 |
| Обычный Ethernet | ||
| 10base-T | 10 | 100 |
| 10base-F (многомодовый кабель) | 10 | до 2000 |
| 10base-F (одномодовый кабель) | 10 | до 25 000 |
| 10base-5 | 10 | 500 |
| 10base-2 | 10 | 185 |
| 10base-36 | 10 | 3600 |
| Быстрый Ethernet | ||
| 100base-T4 | 100 | 100 |
| 100base-TX | 100 | 100 |
| 100base-FX (многомодовый) | 100 | 412 (полудуплексный режим) 2000 (дуплексный режим) |
| 100base-FX (одномодовый) | 100 | 20000 |
| 100VG | 100 | зависит от среды |
| Разное | ||
| ATM | от 155 до 622 | зависит от среды |
| FDDI (одномодовый кабель) | 100 | 40000 - 60000 |
| FDDI (многомодовый кабель) | 100 | 2000 |
| FDDI (витая пара) (CDDI) | 100 | 100 |
| Fibre channel | 133, 1000, 1250 | 10000 |
| Gigabit Ethernet | ||
| 100base-T (неэкранированная витая пара) | 1000 | 100 |
| 100base-T (одномодовый волоконно-оптический кабель) | 1000 | 3000 |
| 100base-T (многомодовый волоконно-оптический кабель) | 1000 | 500 |
| 100base-T (коаксиальный кабель) | 1000 | 25 |
Предыдущая | Оглавление | Следующая
| Главная | Главная по Компьютерным сетям |