Ethernet çerçeve biçimleri. Ethernet çerçeve biçimleri Ethernet 1000base t ağ iletişimi

Multimedya teknolojilerinin gelişimi, iletişim hatlarının kapasitesini artırma ihtiyacını doğurmuştur. Bu bağlamda, 1 Gbit/s hızında veri iletimi sağlayan Gigabit Ethernet teknolojisi geliştirildi. Bu teknolojide ve Fast Ethernet'te Ethernet teknolojisi ile süreklilik korunmuştur: çerçeve biçimleri pratikte değişmemiştir, hayatta kaldı Erişim yöntemi CSMA/ CD yarı çift yönlü modda. Mantıksal düzeyde kodlama kullanılır. 8 B/10 B... İletim hızı Fast Ethernet'e göre 10 kat arttığı için, veya ağ çapını azaltmak 20 - 25 m, veya minimum çerçeve uzunluğunu artırın... Gigabit Ethernet teknolojisinde, minimum çerçeve uzunluğunu artırarak ikinci yolu seçtiler. 512 bayt yerine 64 Ethernet ve Hızlı Ethernet teknolojisinde bayt. Ağın çapı 200 m, tıpkı Hızlı Ethernet gibi. Çerçeve uzunluğunu artırmak iki şekilde yapılabilir. İlk yöntem, kısa bir çerçevenin veri alanını yasak kod kombinasyonlarının sembolleriyle doldurmayı içerir ve ağ yükü olacaktır. İkinci yönteme göre, toplam uzunluğa kadar birkaç kısa çerçevenin arka arkaya iletilmesine izin verilir. 8192 bayt.

Günümüzün Gigabit Ethernet ağları tipik olarak anahtar tabanlıdır ve tam çift yönlü modda çalışır. Bu durumda, ağın çapından değil, fiziksel katmanın teknik araçlarıyla, her şeyden önce, veri iletiminin fiziksel ortamıyla belirlenen segmentin uzunluğundan bahseder. Gigabit Ethernet aşağıdakilerin kullanımını sağlar:

tek modlu fiber optik kablo; 802.3 z

çok modlu fiber optik kablo; 802.3 z

Kategori 5 dengeli UTP kablosu; 802.3 ab

koaksiyel kablo.

Bir fiber optik kablo üzerinden veri iletirken, yayıcı olarak bir dalga boyunda çalışan LED'lerden biri kullanılır. 830 nm veya lazerler - bir dalga boyunda 1300 nm. Bu standarda göre 802.3 z tanımlanmış iki özellik 1000 Temel- SX ve 1000 Temel- LX... 1000Base-SX spesifikasyonunun çok modlu 62.5 / 125 kablosunda uygulanan maksimum segment uzunluğu 220 m ve 50/125 kablosunda - en fazla 500 m Tek modlu 1000Base-LX spesifikasyonunda uygulanan maksimum segment uzunluğu NS 5000 m Koaksiyel kablodaki segment uzunluğu 25 m'yi geçmez.

Mevcut Kategori 5 dengeli UTP kablolarını kullanmak için bir standart geliştirilmiştir. 802.3 ab... Gigabit Ethernet teknolojisinde verilerin 1000 Mbit / s hızında iletilmesi gerektiğinden ve bükümlü kategori 5 çifti 100 MHz bant genişliğine sahip olduğundan, 4 bükümlü çift üzerinden paralel veri iletilmesine ve UTP kategori 5 veya 5e kullanılmasına karar verildi. 125 MHz bant genişliği ile. Bu nedenle, her bir bükümlü çift için, UTP kategorisi 5e'nin yeteneklerinden 2 kat daha yüksek olan 250 Mbit / s hızında veri aktarmak gerekir. Bu çelişkiyi ortadan kaldırmak için beş potansiyel seviyeli (-2, -1, 0, +1, +2) 4D-PAM5 kodu kullanılır. Her tel çifti aynı anda her yönde 125 Mbit / s hızında veri iletir ve alır. Bu durumda, beş seviyeli karmaşık bir şekle sahip sinyallerin oluştuğu çarpışmalar meydana gelir. Giriş ve çıkış akışlarının ayrılması, hibrit izolasyon şemaları kullanılarak gerçekleştirilir. H(Şekil 5.4). Bu tür şemalar kullanıldığı için sinyal işlemcileri... Alınan sinyali çıkarmak için alıcı, kendi iletilen sinyalini toplam (iletilen ve alınan) sinyalden çıkarır.

Bu nedenle Gigabit Ethernet teknolojisi, yüksek hızlı veri alışverişi sağlar ve esas olarak alt ağlar arasında veri aktarımı ve ayrıca multimedya bilgi alışverişi için kullanılır.

Pirinç. 5.4. 4 çift UTP kategori 5 üzerinden veri aktarımı

IEEE 802.3 standardı, fiber iletimli Gigabit Ethernet'in omurga olması gerektiğini önerir. Zaman dilimleri, çerçeve formatı ve iletim, tüm 1000 Mbps sürümleri için ortaktır. Fiziksel katman, iki sinyal kodlama şemasıyla belirlenir (Şekil 5.5). Şema 8 B/10 B tarafından kullanılan optik fiber için ve bakır ekranlı kablolar. Dengeli kablolar için UTP darbe genlik modülasyonu kullanılır (kod PAM5 ). teknoloji 1000 TEMEL- x boole kodlaması kullanır 8 B/10 B ve satır kodlaması ( NRZ).

Şekil 5.5. Gigabit Ethernet Teknolojisi Özellikleri

sinyaller NRZ ya kısa dalga kullanılarak fiber üzerinden iletilir ( kısa boylu- dalga boyu) veya uzun dalga ( uzun- dalga boyu) ışık kaynakları. dalga boyuna sahip LED'ler 850 çok modlu optik fiber (1000BASE-SX) üzerinden iletim için nm. Bu daha ucuz seçenek, kısa mesafeli iletim için kullanılır. Uzun dalga lazer kaynakları ( 1310 nm) tek modlu veya çok modlu optik fiber (1000BASE-LX) kullanın. Tek modlu fiber lazer kaynakları, bir mesafeye kadar bilgi iletebilir. 5000 m.

Noktadan noktaya bağlantılarda ( puan- ile- puan) iletim için ( Tx) ve resepsiyon ( Rx), ayrı lifler kullanılır, bu nedenle Tam dubleks bağlantı. Gigabit Ethernet teknolojisi, yalnızca tek tekrarlayıcı iki istasyon arasında Aşağıda 1000BASE teknolojilerinin parametreleri yer almaktadır (Tablo 5.2).

Tablo 5.2

Gigabit Ethernet özelliklerinin karşılaştırmalı özellikleri

Gigabit Ethernet ağları, tam çift yönlü mesafenin gidiş-dönüş süresiyle değil, yalnızca ortamla sınırlandırıldığı anahtarlar etrafında inşa edilmiştir. Bu durumda, kural olarak, topoloji " Yıldız" veya " genişletilmiş yıldız”Ve problemler mantıksal topoloji ve veri akışı tarafından belirlenir.

1000BASE-T standardı, 100BASE-T ve 10BASE-T standartlarıyla neredeyse aynı UTP kablosunu kullanır. 1000BASE-T UTP kablosu, 10BASE-T ve 100BASE-TX kablosuyla aynıdır, ancak Kategori 5e kablo önerilir. 100 m kablo uzunluğu ile 1000BASE-T ekipmanı limitlerinde çalışmaktadır.

Ethernet'teki Başlangıç (7 bayt) ve İlk Çerçeve Ayırıcı (SFD) (1 bayt) çerçeve alanları, gönderen ve alan cihazlar arasında senkronizasyon için kullanılır. Çerçevenin bu ilk sekiz baytı, alıcı düğümlerin dikkatini çekmek için kullanılır. Esasen, ilk birkaç bayt, alıcılara yeni bir çerçeve almaya hazırlanmalarını söyler.

Hedef MAC adresi alanı

Hedef MAC Adresi alanı (6 bayt), hedeflenen alıcının tanımlayıcısıdır. Hatırlayacağınız gibi, bu adres Katman 2 tarafından cihazların belirli bir çerçevenin kendilerine yönlendirilip yönlendirilmediğini belirlemesine yardımcı olmak için kullanılır. Çerçevedeki adres, cihazın MAC adresi ile karşılaştırılır. Adresler eşleşirse, cihaz çerçeveyi alır.

Kaynak MAC adresi alanı

Hedef MAC Adresi alanı (6 bayt), gönderen NIC'yi veya çerçeve arabirimini tanımlar. Anahtarlar da bu adresi eşleme tablolarına eklemek için kullanır. Anahtarların rolü bu bölümde daha sonra tartışılacaktır.

Alan Uzunluğu / Tipi

1997'den önceki herhangi bir IEEE 802.3 standardı için Uzunluk alanı, çerçeve veri alanının tam uzunluğunu belirtir. Bu daha sonra mesajın doğru bir şekilde alındığından emin olmak için FCS'nin bir parçası olarak kullanılır. Alanın amacı Ethernet II'de olduğu gibi bir tür tanımlamaksa, Tür alanı hangi protokolün uygulanmakta olduğunu açıklar.

Alanın bu iki kullanımı, 1997 yılında IEEE 802.3x standardında resmi olarak birleştirildi, çünkü her iki uygulama da yaygındı. Ethernet II Tipi alanı, mevcut 802.3 çerçeve tanımına dahil edilmiştir. Bir düğüm bir çerçeve aldığında, içinde hangi daha yüksek katman protokolünün bulunduğunu belirlemek için Uzunluk alanını incelemelidir. İki sekizlinin değeri onaltılık 0x0600 veya ondalık 1536'dan büyük veya ona eşitse, Veri alanının içeriği belirlenen protokol tipine göre çözülür. Alan değeri 0x05DC onaltılık veya 1500 ondalık sayıya eşit veya bundan küçükse, IEEE 802.3 çerçeve biçiminin kullanıldığını belirtmek için Uzunluk alanı kullanılır. Bu, Ethernet II ve 802.3 çerçevelerini farklılaştırır.

Alan Verileri ve Doldurma

Veri ve Doldurma alanları (46 - 1500 bayt), tipik bir Katman 3 PDU olan, genellikle bir IPv4 paketi olan daha yüksek bir katmandan alınan kapsüllenmiş verileri içerir. Tüm çerçeveler en az 64 bayt uzunluğunda olmalıdır. Daha küçük bir paket kapsüllenmişse, çerçeve boyutunu bu minimum boyuta yükseltmek için Dolgu kullanılır.

IEEE, genel amaçlı Ethernet II türlerinin bir listesini tutar.

EtherNet standardı IEEE 802.3

Günümüzde en yaygın kullanılan ağ teknolojisi standardıdır.

Özellikler:

koaksiyel kablo, bükümlü çift, optik kablolarla çalışır;
topoloji - otobüs, yıldız;
erişim yöntemi - CSMA / CD.

Ethernet ağ teknolojisinin mimarisi aslında hem ortak özelliklere hem de farklılıklara sahip bir dizi standardı bir araya getiriyor.

Ethernet teknolojisi, Xerox PARC'ın ilk projelerinin çoğuyla birlikte geliştirildi. Ethernet'in 22 Mayıs 1973'te Robert Metcalfe'nin PARC başkanına Ethernet teknolojisinin potansiyeli hakkında bir not yazdığı zaman icat edildiği genel olarak kabul edilir. Ancak Metcalfe, birkaç yıl sonra teknolojinin yasal hakkını elde etti. 1976'da o ve asistanı David Boggs, Ethernet: Yerel Bilgisayar Ağları İçin Dağıtılmış Paket Anahtarlama başlıklı bir broşür yayınladı. Metcalfe, 1979'da Xerox'tan ayrıldı ve bilgisayarları ve yerel alan ağlarını tanıtmak için 3Com'u kurdu. DEC, Intel ve Xerox'u birlikte çalışmaya ve Ethernet standardını (DIX) geliştirmeye ikna etmeyi başardı. Bu standart ilk kez yayınlandı 30 Eylül 1980.

EtherNet teknolojisinin daha da geliştirilmesi:

1982-1993 10Mbps EtherNet'in geliştirilmesi;
1995-1998 Hızlı EtherNet geliştirme;
GigaBit EtherNet'in 1998-2002 gelişimi;
10GigaBit EtherNet'in 2003-2007 geliştirmesi;
40 ve 100GigaBit EtherNet'in 2007-2010 geliştirmesi;
2010'dan bugüne Terabit Ethernet geliştirmesi.

Ortama erişimi ve çerçevenin iletimini sağlayan MAC katmanında, ağ düğümlerinin ağ arayüzlerini tanımlamak için standart tarafından düzenlenen MAC adresleri adı verilen benzersiz 6 baytlık adresler kullanılır. Tipik olarak, MAC adresi, 00-29-5E-3C-5B-88 gibi, tire veya iki nokta üst üste ile ayrılmış altı çift onaltılık basamak olarak yazılır. Her ağ bağdaştırıcısının bir MAC adresi vardır.

Ethernet MAC adres yapısı:

hedef MAC adresinin ilk bitine I/G (bireysel/grup veya yayın) biti denir. Kaynak adresinde Kaynak Rota Göstergesi olarak adlandırılır;
ikinci bit, adresin nasıl atanacağını belirler;
Adresin en önemli üç baytı, Burned In Address (BIA) veya Organizationally UniqueIdentifier (OUI) olarak adlandırılır;
Adresin alttaki üç baytının benzersizliğinden üretici sorumludur.

Bazı ağ programları, özellikle wireshark, üretici kodu yerine verilen ağ kartının üreticisinin adını hemen görüntüleyebilir.

EtherNet teknolojisi çerçeve formatı

Ethernet ağlarında 4 tip çerçeve (çerçeve) vardır:

802.3 / LLC çerçevesi (veya Novell 802.2 çerçevesi),
Ham 802.3 çerçeve (veya Novell 802.3 çerçeve)
Ethernet DIX çerçevesi (veya Ethernet II çerçevesi),
Ethernet SNAP çerçevesi.

Pratikte, EtherNet ekipmanı yalnızca bir çerçeve formatı kullanır, yani bazen en son DIX çerçeve numarası olarak adlandırılan EtherNet DIX çerçevesi.

İlk iki başlık alanı adresler içindir:

DA (Hedef Adres) - hedef düğümün MAC adresi;
SA (Kaynak Adresi) - Gönderen düğümün MAC adresi. Bir çerçeveyi teslim etmek için bir adres yeterlidir - hedef adres, kaynak adres çerçeveye yerleştirilir, böylece çerçeveyi alan ana bilgisayar çerçevenin kimden geldiğini ve ona kimin yanıt vermesi gerektiğini bilir.

T (Tür) alanı, verileri çerçevenin veri alanında bulunan üst katman protokolünün koşullu kodunu içerir, örneğin onaltılık değer 08-00 bir IP deliğine karşılık gelir. Bu alan, üst katman protokolleriyle birlikte çalışırken çoğullama ve çoğullama çerçevelerinin arayüz işlevlerini desteklemek için gereklidir.
Veri alanı. Kullanıcı verilerinin uzunluğu 46 bayttan azsa, bu alan, doldurma baytlarıyla minimum boyuta doldurulur.
Çerçeve Kontrol Sırası (FCS) alanı 4 baytlık bir sağlama toplamından oluşur. Bu değer, CRC-32 algoritması kullanılarak hesaplanır.

EtherNet DIX (II) çerçevesi, EtherNet bağlantı katmanının MAC katmanına ve LLC katmanına bölünmesini yansıtmaz: alanları her iki katmanın işlevlerini destekler, örneğin, T alanının arayüz işlevleri aşağıdaki işlevlere aittir. LLC katmanı, diğer tüm alanlar ise MAC katmanının işlevlerini destekler.

Wireshark ağ analizörü kullanılarak ele geçirilen bir paket örneğini kullanarak EtherNet II çerçeve formatını düşünün

Lütfen MAC adresi bir üretici kodu ve bir arayüz numarasından oluştuğundan, ağ analizörünün üretici kodunu hemen üreticinin adına dönüştürdüğünü unutmayın.

Böylece, EtherNet teknolojisinde MAC adresleri, hedef ve hedef adresleri olarak işlev görür.

Ethernet teknolojisi standartları

Ethernet teknolojisi için fiziksel özellikler aşağıdaki iletim ortamlarını içerir.

l0Base-5 - "kalın" koaksiyel kablo olarak adlandırılan 0,5 "(1dm = 2.54cm) çapında koaksiyel kablo, karakteristik empedansı 50Ω.
l0Base-2 - Karakteristik empedansı 50Ω olan, "ince" koaksiyel kablo olarak adlandırılan 0,25 "çapına sahip koaksiyel kablo.
l0Base-T, Kategori 3,4,5 olan bir Korumasız Bükümlü Çift (UTP) kablosudur.
l0Base-F - fiber optik kablo.

10 sayısı, standart verilerin nominal bit hızını, yani 10Mbit / s'yi belirtir ve “Temel” kelimesi, bir temel frekansta iletim yöntemidir. Son karakter, kablonun türünü belirtir.

Kablo, tüm istasyonlar için mono kanal olarak kullanılır, maksimum segment uzunluğu 500m'dir. İstasyon, bir alıcı-verici - alıcı-verici aracılığıyla kabloya bağlanır. Alıcı-verici, bir AUI arabirim kablosuyla DB-15 konektörüne bağlanır. Kablo boyunca yayılan sinyalleri emmek için her iki uçta sonlandırıcılar gerekir.

Koaksiyel ağlar için "5-4-3" kuralları:

Koaksiyel kablo ağları standardı, ağda en fazla 4 tekrarlayıcının ve buna bağlı olarak en fazla 5 kablo bölümünün kullanılmasına izin verir. Maksimum 500 m'lik bir kablo segmenti uzunluğu ile bu, maksimum 500 * 5 = 2500 m ağ uzunluğu sağlar. 5 segmentten sadece 3'ü, yani uç düğümlerin bağlı olduğu yüklenebilir. Yüklenen bölümler arasında yüksüz bölümler olmalıdır.

l0Temel-2

Kablo, tüm istasyonlar için mono kanal olarak kullanılır, maksimum segment uzunluğu 185 m'dir.Kabloyu ağ kartına bağlamak için bir T-bağlayıcıya ihtiyacınız vardır ve kablonun bir BNC konektörüne sahip olması gerekir.

5-4-3 kuralı da kullanılır.

l0Base-T

Bir göbeğe dayalı yıldız şeklinde bir topoloji oluşturur, göbek bir tekrarlayıcı görevi görür ve tek bir mono kanal oluşturur, maksimum segment uzunluğu 100m'dir. Uç düğümler, iki bükümlü çift kullanılarak bağlanır. Düğümden hub'a veri aktarımı için bir çift Tx, diğeri ise hub'dan düğüme veri aktarımı için Rx'dir.
Bükümlü Çift Ağlar için Dört Merkezli Kurallar:
Bükümlü çift standardı, ağdaki herhangi iki istasyon arasındaki maksimum hub sayısını, yani 4'ü tanımlar. Bu kurala "4-hub kuralı" denir. Açıktır ki, herhangi iki ağ düğümü arasında 4'ten fazla tekrarlayıcı olmaması gerekiyorsa, bu durumda bükümlü çift ağın maksimum çapı 5 * 100 = 500 m'dir (maksimum segment uzunluğu 100 m).

10Base-F

İşlevsel olarak, optik kablo üzerinden bir Ethernet, 10Base-T ağıyla aynı öğelerden oluşur.

FOIRL (Fiber Optic Inter-Repeater Link) standardı, komitenin Ethernet üzerinden fiber kullanımı için ilk 802.3 standardıdır. Maksimum segment uzunluğu 1000m, maksimum hub sayısı 4, toplam ağ uzunluğu 2500 m'den fazla değil.

10Base-FL, FOIRL standardında küçük bir gelişmedir. Maksimum segment uzunluğu 2000 m Maksimum hub sayısı 4'tür ve maksimum ağ uzunluğu 2500 m'dir.

10Base-FB standardı yalnızca tekrarlayıcıları bağlamak için tasarlanmıştır. Uç düğümler, hub bağlantı noktalarına bağlanmak için bu standardı kullanamaz. Maksimum hub sayısı 5, bir segmentin maksimum uzunluğu 2000 m ve maksimum ağ uzunluğu 2740 m.

Tablo. Ethernet Fiziksel Katman Spesifikasyonu Parametreleri

"5-4-3" veya "4-hub" kuralı göz önüne alındığında, kablolar boyunca yayılma yolunda anahtar tipi bir cihazdan hayali bir sinyal belirirse, topolojik kısıtlamaların hesaplanması sıfırdan başlar.

Ethernet bant genişliği

Bant genişliği, birim zaman başına ağ üzerinden iletilen veri bayt sayısı veya çerçeve sayısı cinsinden ölçülür. Ağda çarpışma olmazsa, en küçük çerçeve boyutu (64 bayt) için maksimum çerçeve hızı saniyede 14881 çerçevedir. Aynı zamanda, Ethernet II çerçeveleri için faydalı bant genişliği 5,48 Mbps'dir.

Maksimum çerçeve boyutu (1500 bayt) için maksimum çerçeve hızı saniyede 813 çerçevedir. Kullanışlı bant genişliği 9.76 Mbps olacaktır.

Tarih

Ethernet teknolojisi, Xerox PARC'ın ilk projelerinin çoğuyla birlikte geliştirildi. Ethernet'in 22 Mayıs 1973'te Robert Metcalfe ( Robert Metcalfe) Ethernet teknolojisinin potansiyeli hakkında PARC başkanı için bir not yazdı. Ancak Metcalfe, birkaç yıl sonra teknolojinin yasal hakkını elde etti. 1976'da o ve asistanı David Boggs, "Ethernet: Yerel Bilgisayar Ağları İçin Dağıtılmış Paket Anahtarlama" başlıklı bir broşür yayınladı. R.M. Metcalfe ve D.R. Boggs... Ethernet: Yerel Bilgisayar Ağları için Dağıtılmış Paket Anahtarlama. // ACM Communications, 19 (5): 395-404, Temmuz 1976.

Metcalfe, 1979'da Xerox'tan ayrıldı ve bilgisayarları ve yerel alan ağlarını (LAN'lar) tanıtmak için 3Com'u kurdu. DEC, Intel ve Xerox'u birlikte çalışmaya ve Ethernet standardını (DIX) geliştirmeye ikna etmeyi başardı. Bu standart ilk olarak 30 Eylül 1980'de yayınlandı. Kısa süre sonra Ethernet ürünlerinin yuvarlanan dalgaları altına gömülen Token Ring ve Arcnet adlı iki büyük patentli teknolojiyle rekabete başladı. Bu süreçte 3Com sektördeki ana şirket haline geldi.

teknoloji

İlk sürümlerin standardı (Ethernet v1.0 ve Ethernet v2.0), iletim ortamı olarak bir koaksiyel kablonun kullanıldığını belirtir, daha sonra bükümlü çift ve optik kablo kullanmak mümkün hale geldi.

Popüler Ethernet türleri, 10Base2, 100BaseTX, vb. olarak belirlenir. Burada, ilk öğe iletim hızını, Mbps'yi gösterir. İkinci unsur:

Baz - doğrudan (modülasyonsuz) iletim,
Geniş - Frekans bölmeli çoğullamalı geniş bant kablo kullanır.

Üçüncü unsur: yüzlerce metre (10Base2 - 185 m, 10Base5 - 500 m) veya iletim ortamı (T, TX, T2, T4 - bükümlü çiftler, FX, FL, FB, SX ve LX - fiber, CX - cinsinden yuvarlak kablo uzunluğu Gigabit Ethernet için twinax kablosu).

Bükümlü çifte geçişin nedenleri şunlardı:

dubleks modda çalışma yeteneği;
"bükümlü çift" kablonun düşük maliyeti;
kablo arızaları durumunda ağların daha yüksek güvenilirliği;
diferansiyel sinyal kullanırken yüksek gürültü bağışıklığı;
Düşük güçlü düğümlere kablo ile güç kaynağı imkanı, örneğin IP telefonları (Ethernet Üzerinden Güç, POE);
ağ düğümleri arasında galvanik bağlantı (akım akışı) eksikliği. Kural olarak, bilgisayarların topraklanmasının olmadığı Rus koşullarında bir koaksiyel kablo kullanırken, koaksiyel kablo kullanımına genellikle ağ kartlarının bozulması ve hatta bazen sistem biriminin tamamen "tükenmesi" eşlik etti. .

Optik kabloya geçişin nedeni, tekrarlayıcı olmadan segment uzunluğunun arttırılması ihtiyacıydı.

Erişim kontrol yöntemi (koaksiyel kablo üzerinde ağ için) - taşıyıcı algılama ve çarpışma algılama ile çoklu erişim (CSMA / CD, Çarpışma Algılamalı Taşıyıcı Algısı Çoklu Erişim), veri hızı 10 Mbit / s, 72 ila 1526 bayt paket boyutu, açıklanan veriler kodlama yöntemleri. Çalışma modu yarı çift yönlüdür, yani düğüm aynı anda bilgi iletemez ve alamaz. Bir paylaşılan ağ segmentindeki düğüm sayısı, 1024 iş istasyonunun sınır değeri ile sınırlıdır (fiziksel katman spesifikasyonları daha katı sınırlar belirleyebilir, örneğin, ince bir koaksiyel segmente 30'dan fazla iş istasyonu bağlanamaz ve 100'den fazla iş istasyonuna bağlanamaz. kalın bir koaksiyel segment). Bununla birlikte, tek bir paylaşılan segment üzerine kurulu bir ağ, esas olarak yarı çift yönlü çalışma nedeniyle, düğüm sayısı sınırına ulaşılmadan çok önce etkisiz hale gelir.

Çoğu Ethernet kartı ve diğer cihazlar, iki cihaz arasında mümkün olan en iyi bağlantıyı elde etmek için otomatik hız ve çift yönlü anlaşmayı kullanarak çoklu baud hızlarını destekler. Otomatik algılama çalışmazsa, hız partnere göre ayarlanır ve yarı çift yönlü iletim modu etkinleştirilir. Örneğin, bir cihazda Ethernet 10/100 bağlantı noktasının bulunması, cihazın 10BASE-T ve 100BASE-TX teknolojilerini kullanarak çalışabileceği anlamına gelir ve Ethernet 10/100/1000 bağlantı noktası 10BASE-T, 100BASE-TX ve 1000BASE-'yi destekler. T.

Erken Ethernet değişiklikleri

Xerox Ethernet- orijinal teknoloji, 3Mbps hızı, Versiyon 1 ve Versiyon 2 olmak üzere iki versiyonda mevcuttu, en son versiyonun çerçeve formatı hala yaygın olarak kullanılmaktadır.
10BROAD36- geniş dağıtım almadı. Uzun mesafeli çalışmaya izin veren ilk standartlardan biri. Kablo modemlerde kullanılana benzer geniş bant modülasyon teknolojisi kullanıldı. Veri iletim ortamı olarak koaksiyel kablo kullanılmıştır.
1BASE5- StarLAN olarak da bilinir, Ethernet teknolojisinin bükümlü çift kablo kullanan ilk modifikasyonudur. 1 Mbit/s hızında çalıştı ancak ticari kullanım bulamadı.

10 Mb/sn Ethernet

10BASE5, IEEE 802.3 ("Kalın Ethernet" olarak da adlandırılır), 10 Mbps veri aktarım hızına sahip bir teknolojinin orijinal gelişimiydi. Erken bir IEEE standardını takiben, maksimum segment uzunluğu 500 metre olan 50 ohm koaksiyel kablo (RG-8) kullanır.
10BASE2, IEEE 802.3a ("İnce Ethernet" olarak adlandırılır) - maksimum segment uzunluğu 200 metre olan bir RG-58 kablosu kullanılır, bilgisayarlar birbirine bağlanır, kabloyu bir ağ kartına bağlamak için bir T-bağlayıcı gerekir ve kablonun bir BNC konektörü olmalıdır ... Sonlandırıcılar her uçta gereklidir. Uzun yıllar boyunca bu standart, Ethernet teknolojisi için ana standart olmuştur.
StarLAN 10- 10 Mbit / s hızında veri iletimi için bükümlü çift kablo kullanan ilk geliştirme. Daha sonra 10BASE-T standardına dönüştü.

Tek yönlü modda çalışan ikiden fazla cihazı bir bükümlü çift kabloya (segment) bağlamak teorik olarak mümkün olmasına rağmen, koaksiyel kablo ile çalışmanın aksine Ethernet için böyle bir şema asla kullanılmaz. Bu nedenle, tüm bükümlü çift ağlar bir yıldız topolojisi kullanırken, koaksiyel ağlar bir veri yolu topolojisi kullanır. Bükümlü çift sonlandırıcılar her cihazda yerleşiktir ve hatta ek harici sonlandırıcı kullanmaya gerek yoktur.

10BASE-T, IEEE 802.3i - veri iletimi için, kategori-3 veya kategori-5 bükümlü çift kablonun (iki bükümlü çift) 4 teli kullanılır. Maksimum segment uzunluğu 100 metredir.
FOİRL- (Fiber-optik tekrarlayıcılar arası bağlantının kısaltması). Veri iletimi için optik kablo kullanan Ethernet teknolojisi için temel standart. Tekrarlayıcı olmadan maksimum veri iletim mesafesi 1 km'dir.
10BASE-F, IEEE 802.3j - 2 kilometreye kadar fiber optik kablo kullanan 10 Mbps ethernet standartları ailesi için birincil terim: 10BASE-FL, 10BASE-FB ve 10BASE-FP. Yukarıdakilerden yalnızca 10BASE-FL yaygın olarak kullanılmaktadır.
10BASE-FL(Fiber Link) - FOIRL standardının geliştirilmiş versiyonu. İyileştirme, segment uzunluğunda 2 km'ye kadar bir artışla ilgiliydi.
10BASE-FB(Fiber Omurga) - Artık kullanılmayan bir standart, tekrarlayıcıları bir omurgada birleştirmek için tasarlandı.
10BASE-FP(Fiber Pasif) - Tekrarlayıcı gerektirmeyen pasif yıldız topolojisi - hiç kullanılmadı.

Hızlı Ethernet (Hızlı Ethernet, 100 Mbps)

100BASE-T- veri iletim ortamı olarak bükümlü çift kullanan standartları belirlemek için genel bir terim. 100 metreye kadar segment uzunluğu. 100BASE-TX, 100BASE-T4 ve 100BASE-T2 standartlarını içerir.
100BASE-TX, IEEE 802.3u, yıldız ağlarında kullanım için 10BASE-T standardının bir evrimidir. Bükümlü bir kategori 5 çifti kullanılır, aslında sadece iki korumasız iletken çifti kullanılır, tam çift yönlü veri iletimi desteklenir, 100 m'ye kadar bir mesafe.
100BASE-T4- bükümlü kategori 3 kullanan bir standart. Dört çift iletkenin tümü dahil, veri iletimi yarı çift yönlüdür. Pratik olarak kullanılmaz.
100BASE-T2- bükümlü kategori 3 kullanan bir standart. Yalnızca iki çift iletken söz konusudur. Sinyallerin her çiftte zıt yönlerde yayıldığı tam çift yönlü desteklenir. Tek yönde iletim hızı 50 Mbps'dir. Pratik olarak kullanılmaz.
100BASE-SXçok modlu fiber kullanan bir standarttır. Maksimum segment uzunluğu yarım dublekste (garantili çarpışma tespiti için) 400 metre veya tam dublekste 2 kilometredir.
100BASE-FX tek modlu fiber kullanan bir standarttır. Maksimum uzunluk, yalnızca fiber optik kablodaki zayıflama miktarı ve vericilerin gücü ile sınırlıdır.
100BASE-FX WDM tek modlu fiber kullanan bir standarttır. Maksimum uzunluk, yalnızca fiber optik kablodaki zayıflama miktarı ve vericilerin gücü ile sınırlıdır. Arayüzler iki tiptir, verici dalga boyunda farklılık gösterir ve sayılarla (dalga boyu) veya bir Latin harfi A (1310) veya B (1550) ile işaretlenir. Yalnızca eşleştirilmiş arabirimler çiftler halinde çalışabilir: bir yandan verici 1310 nm'de ve diğer yandan 1550 nm'dedir.

Hızlı internet

Hızlı Ethernet (IEEE802.3u, 100BASE-X), geleneksel Ethernet'in (10 Mbit / s) aksine, 100 Mbit / s'ye kadar hızlarda bilgisayar ağlarında veri iletimi için bir dizi standarttır.

Gigabit Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Gbps)

1000BASE-T IEEE 802.3ab, Kategori 5e bükümlü çift kablo kullanan bir standarttır. 4 çiftin tümü veri aktarımına katılır. Veri hızı, PAM5 kodlama yöntemini kullanarak bir çift üzerinden 250 Mbps'dir, temel frekans 62,5 MHz'dir.
1000BASE-TX Telekomünikasyon Endüstrisi Derneği (İng. Telekomünikasyon Sanayicileri Derneği, TIA) ve Mart 2001'de Duplex Ethernet 1000 Mb/s (1000BASE-TX) Simetrik Cat 6 Kablolama Sistemlerinin Fiziksel Katman Spesifikasyonu olarak yayınlanmıştır (ANSI/TIA/EIA-854-2001). "Kategori 6 Dengeli Bükümlü Çift Kablolama (ANSI / TIA / EIA-854-2001) Üzerinden Çalışan 1000 Mbis/s (1000BASE-TX) için Tam Çift Yönlü Ethernet Spesifikasyonu"). Standart, ayrı iletim ve alım kullanır (iletim için 1 çift, alım için 1 çift, her bir çift için veriler 500 Mbit / s hızında iletilir), bu da alıcı-verici cihazların tasarımını büyük ölçüde basitleştirir. Ancak sonuç olarak, bu teknolojiyle kararlı çalışma için yüksek kaliteli bir kablo sistemi gereklidir, bu nedenle 1000BASE-TX yalnızca Kategori 6 kablo kullanabilir. 1000BASE-TX'in bir diğer önemli farkı, işlemcilerin karmaşıklığı, güç tüketimi seviyesi ve fiyatının 1000BASE-T işlemcilerinkinden daha düşük hale gelmesinin bir sonucu olarak, başlatma ve geri dönüş gürültüsü için dijital bir dengeleme devresinin olmamasıdır. 1000BASE-TX, 1000BASE-T standardından daha basit bir protokol kullanmasına ve bu nedenle daha basit elektronikler kullanmasına rağmen, pratikte bu standardı temel alan hiçbir ürün yoktur.
1000BASE-X takılabilir GBIC veya SFP alıcı-vericileri olan standartlar için genel bir terimdir.
1000BASE-SX IEEE 802.3z, çok modlu fiber kullanan bir standarttır. Tekrarlayıcısız sinyal iletim aralığı 550 metreye kadardır.
1000BASE-LX IEEE 802.3z, tek modlu fiber kullanan bir standarttır. Tekrarlayıcısız sinyal iletim menzili 80 kilometreye kadardır.
1000BASE-CX- 150 ohm'luk karakteristik empedansa sahip bir twinax kablosu kullanan kısa mesafeler (25 metreye kadar) için standart. 1000BASE-T standardı ile değiştirilmiştir ve şu anda kullanılmamaktadır.
1000BASE-SOL(Uzun Mesafe), tek modlu fiber kullanan bir standarttır. Tekrarlayıcısız sinyal iletim menzili 100 kilometreye kadardır.

10 Gigabit Ethernet

Yeni 10 Gigabit Ethernet standardı, LAN, MAN ve WAN için yedi fiziksel medya standardını içerir. Şu anda IEEE 802.3ae değişikliği kapsamındadır ve IEEE 802.3 standardının bir sonraki revizyonuna dahil edilmelidir.

10GBASE-CX4- CX4 bakır kablo ve InfiniBand konektörleri kullanarak kısa mesafeler (15 metreye kadar) için 10 Gigabit Ethernet teknolojisi.
10GBASE-SR- Çok modlu fiber kullanarak kısa mesafeler için (kablo tipine bağlı olarak 26 veya 82 metreye kadar) 10 Gigabit Ethernet teknolojisi. Ayrıca yeni multimode fiber (2000 MHz/km) kullanarak 300 metreye kadar olan mesafeleri de destekler.
10GBASE-LX4- Çok modlu fiber üzerinden 240 ila 300 metre arasındaki mesafeleri desteklemek için dalga boyu bölmeli çoğullamayı kullanır. Ayrıca tek modlu fiber kullanıldığında 10 kilometreye kadar olan mesafeleri destekler.
10GBASE-LR ve 10GBASE-ER- bu standartlar sırasıyla 10 ve 40 kilometreye kadar olan mesafeleri destekler.
10GBASE-SW, 10GBASE-LW ve 10GBASE-EW- Bu standartlar, OC-192 / STM-64 SONET / SDH arayüzü ile uyumlu hız ve veri formatına sahip fiziksel bir arayüz kullanır. Aynı kablo tiplerini ve iletim mesafelerini kullandıkları için sırasıyla 10GBASE-SR, 10GBASE-LR ve 10GBASE-ER standartlarına benzerler.
10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 - 4 yıllık geliştirmenin ardından Haziran 2006'da kabul edildi. Blendajlı bükümlü çift kablo kullanır. Mesafeler - 100 metreye kadar.

10 Gigabit Ethernet standardı hala çok genç, bu nedenle iletim ortamı için yukarıdaki standartlardan hangisinin piyasada gerçekten talep göreceğini anlamak zaman alacak. 10 Gigabit / saniye henüz sınır değil. 1000 G Ethernet ve üzerinin geliştirilmesi halihazırda devam etmektedir.

Bir ağdaki birden çok bilgisayar iletim ortamını paylaşmalıdır. Ancak, iki bilgisayar aynı anda veri iletmeye çalışırsa, bir çarpışma meydana gelir ve veriler kaybolur.

Ağa bağlı tüm bilgisayarlar aynı erişim yöntemini kullanmalıdır, aksi takdirde bir ağ hatası oluşur. Yöntemleri hakim olacak bireysel bilgisayarlar, diğerlerinin aktarım yapmasını engelleyecektir. Erişim yöntemleri, ağ üzerinden veri iletimini ve alımını sıralayarak ve aynı anda yalnızca bir bilgisayarın iletebilmesini sağlayarak aynı anda birden fazla bilgisayarın kabloya erişmesini önlemek için kullanılır.

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection'da (kısaltılmış CSMA / CD), ağdaki tüm bilgisayarlar - hem istemciler hem de sunucular - iletimleri (yani trafiği) algılamak için kabloyu dinler.

1) Bilgisayar, kablonun boş olduğunu (yani trafik olmadığını) "anlıyor".

2) Bilgisayar veri aktarmaya başlayabilir.

3) Kablo serbest kalana kadar (veri aktarımı sırasında), ağ bilgisayarlarından hiçbiri iletim yapamaz.

Birden fazla ağ cihazı aynı anda iletim ortamına erişmeye çalıştığında, bir çarpışma meydana gelir. Bilgisayarlar bir çarpışmanın meydana geldiğini kaydeder, iletim hattını rastgele belirlenmiş (standart tarafından tanımlanan sınırlar dahilinde) bir zaman aralığı için serbest bırakır, ardından iletim girişimi tekrarlanır. İletim hattını ele geçiren ilk bilgisayar veri iletmeye başlar.

CSMA / CD, ağ bilgisayarlarının veri aktarma hakkı için birbirleriyle "rekabet etmesi" (rekabet etmesi) nedeniyle hasım olarak bilinir.

Çarpışma algılama, CSMA / CD'nin kapsamını sınırlayan bir nedendir. 2.500 m (1,5 mil) üzerindeki mesafelerde tellerdeki sinyalin sonlu yayılma hızı nedeniyle, çarpışma algılama mekanizması etkili değildir. Gönderen bilgisayara olan mesafe bu sınırı aşarsa, bazı bilgisayarların kablodaki yükü algılamak ve veri iletmeye başlamak için zamanları olmaz, bu da çarpışmalara ve veri paketlerinin tahrip olmasına neden olur.

CDSMA / CD protokollerinin örnekleri, DEC'in Ethernet sürüm 2 ve IEEE 802.3'tür.

Ethernet Fiziksel Ortam Spesifikasyonu

Ethernet teknolojisi için, 10 Mb / s Ethernet teknolojisinde olduğu gibi sadece kablo tipinde ve darbelerin elektriksel parametrelerinde değil, aynı zamanda sinyal kodlama yönteminde ve sayısında farklılık gösteren çeşitli fiziksel katman seçenekleri geliştirilmiştir. kabloda kullanılan iletkenler. Bu nedenle Ethernet'in fiziksel katmanı, klasik Ethernet'ten daha karmaşık bir yapıya sahiptir.

Günümüzde Ethernet teknolojisi özellikleri aşağıdaki iletim ortamlarını içerir.

10Temel-2- 0,25 inç çapında, ince koaksiyel olarak adlandırılan koaksiyel kablo. 50 ohm dalga empedansına sahiptir. Maksimum segment uzunluğu 185 metredir (tekrarlayıcılar olmadan).
10Base-5- 0,5 "çaplı koaksiyel kabloya" kalın "koaksiyel denir. 50 Ohm dalga empedansına sahiptir. Tekrarlayıcı olmadan maksimum segment uzunluğu 500 metredir.
10Base-T- blendajsız bükümlü çifte (UTP) dayalı kablo. Merkez tabanlı bir yıldız topolojisi oluşturur. Hub ve uç düğüm arasındaki mesafe 100 metreden fazla değildir.
10Base-F- fiber optik kablo. Topoloji, 10Base-T standardına benzer. Bu özellik için birkaç seçenek vardır - FOIRL (1000 m'ye kadar mesafe), 10Base-FL (2000 m'ye kadar mesafe).

Ethernet çerçeve biçimleri

Üretimde olduğu gibi, çerçeveler Ethernet'teki her şeydir. Tüm üst düzey paketler için bir kap görevi görürler, bu nedenle birbirlerini anlamak için gönderici ve alıcı aynı Ethernet çerçeve türünü kullanmalıdır. IEEE802.3'te tanımlanan Ethernet teknolojisi standardı, tek bir MAC katmanlı çerçeve formatının tanımını sağlar.Çerçeveler yalnızca dört farklı format olabilir ve birbirlerinden çok da farklı olmayabilir. Ayrıca, yalnızca iki temel çerçeve biçimi vardır (İngilizce terminolojide bunlara "ham biçimler" denir) - Ethernet_II ve Ethernet_802.3 ve yalnızca bir alanın amacı bakımından farklılık gösterirler.

Çerçeve Ethernet DIX (Ethernet II). 1980 yılında Digital, Intel ve Xerox adlı üç firmadan oluşan bir konsorsiyumun çalışması sonucu ortaya çıkmış ve Ethernet standardının tescilli versiyonunu bir uluslararası standart taslağı olarak 802.3 komitesine sunmuştur.
802.3 / LLC, 802.3 / 802.2 veya roman 802.2... Komite tarafından kabul edilen 802.3, Ethernet DIX'ten bazı ayrıntılarda farklı olan bir standardı benimsemiştir.
Ham 802.3 çerçeve, veya Roman 802.3- Novell'in Ethernet üzerinden protokol yığınını hızlandırma çabalarının bir sonucu olarak ortaya çıktı

Her çerçeve, 0b10101010 modeliyle (kaynağı ve hedefi senkronize etmek için) doldurulmuş 7 baytlık bir Önsöz ile başlar. Önsözden sonra, 0b10101011 dizisini içeren ve kendi çerçevesinin başlangıcını belirten Çerçeve Ayırıcısının Başlangıcı (SFD) baytı gelir. Sonraki, Hedef Adres (DA) ve Kaynak Adres (SA) alanlarıdır. Ethernet, 48-bit IEEE MAC katman adreslerini kullanır.

Bir sonraki alan, çerçeve tipine bağlı olarak farklı anlamlara ve farklı uzunluklara sahiptir.

Çerçevenin sonunda 32 bitlik bir Çerçeve Kontrol Sırası (FCS) alanı bulunur. Sağlama toplamı, CRC-32 algoritması kullanılarak hesaplanır. 64 ila 1518 bayt arasındaki Ethernet çerçeve boyutu (giriş bölümü hariç, ancak sağlama toplamı alanı dahil)

Ethernet DIX çerçeve türü

Ethernet II çerçevesi olarak da adlandırılan bir Ethernet DIX çerçevesi, LLC alt katman başlıklarını kullanmaması bakımından 802.3 Raw çerçevesine benzer, ancak uzunluk alanı yerine bir protokol türü alanı (Tür alanı) tanımlaması bakımından farklılık gösterir. . Bu alan, paketini bu çerçevenin veri alanına yerleştiren üst katman protokolünün türünü belirtmek için LLC çerçevesinin DSAP ve SSAP alanlarıyla aynı amaca hizmet eder. Protokol tipini kodlamak için 1500 maksimum veri alanı uzunluğundan daha büyük değerler kullanılır, bu nedenle Ethernet II ve 802.3 çerçeveleri kolayca ayırt edilebilir.

Çerçeve tipi Ham 802.3.

Kaynak adresinin ardından, uzunluk alanını izleyen bayt sayısını belirten 16 bitlik bir uzunluk (L) alanı içerir (sağlama toplamı alanı hariç). Bir IPX paketi her zaman bu çerçeve tipine gömülüdür. IPX başlığının ilk iki baytı, IPX datagramının sağlama toplamını içerir. Ancak, varsayılan olarak bu alan kullanılmaz ve 0xFFFF değerine sahiptir.

Çerçeve tipi 802.3.LLC

Kaynak adres alanını, bu alanı izleyen bayt sayısını (sağlama toplamı alanı hariç) belirten 16 bit uzunluğunda bir alan ve ardından LLC başlığı takip eder. 802.3 / LLC çerçeve başlığı, 802.3 ve 802.2 standartlarında tanımlanan çerçeve başlık alanlarının birleştirilmesinin sonucudur.

802.3 standardı sekiz başlık alanı tanımlar:

giriş alanı yedi baytlık eşitleme verisinden oluşur. Her bayt aynı bit dizisini içerir - 10101010. Manchester kodlamasında, bu kombinasyon fiziksel ortamda periyodik bir dalga formu ile temsil edilir. Başlangıç, alıcı-verici devrelerinin alınan saat sinyalleriyle senkronize olması için zaman ve fırsat sağlamak için kullanılır.

İlk sınırlayıcıçerçeve, 10101011 bit seti ile bir bayttan oluşur. Bu kombinasyonun görünümü, çerçevenin yakında alınacağının bir göstergesidir.

alıcının adresi- 2 veya 6 bayt uzunluğunda olabilir (hedef MAC adresi). Alıcının adresinin ilk biti, adresin bireysel mi yoksa grup mu olduğunun bir göstergesidir: 0 ise, adres belirli bir istasyonu belirtir, 1 ise, bu, ağdaki birkaç (muhtemelen tüm) istasyonun grup adresidir. Yayın adresleme için adres alanının tüm bitleri 1'e ayarlanır. 6 baytlık adreslerin kullanılması yaygın bir uygulamadır.

Gönderen adresi- Gönderici istasyonun adresini içeren 2 veya 6 baytlık alan. İlk bit her zaman 0'dır.

çift bayt uzunluk alanıçerçevedeki veri alanının uzunluğunu tanımlar.

Veri alanı 0 ila 1500 bayt içerebilir. Ancak alan uzunluğu 46 bayttan azsa, sonraki alan kullanılır - çerçeveyi izin verilen minimum uzunluğa tamamlamak için doldurma alanı.

Doldur alanı belirtilen minimum veri alanı uzunluğu (46 bayt) kadar doldurma baytından oluşur. Bu, çarpışma algılama mekanizmasının doğru çalışmasını sağlar. Veri alanının uzunluğu yeterliyse, dolgu alanı çerçevede görünmez.

sağlama toplamı alanı- Belirli bir algoritmaya göre hesaplanan bir değeri içeren 4 bayt (polinom CRC-32). Bir çerçeve aldıktan sonra, iş istasyonu bu çerçeve için kendi sağlama toplamı hesaplamasını yapar, alınan değeri sağlama toplamı alanının değeriyle karşılaştırır ve böylece alınan çerçevenin bozuk olup olmadığını belirler.

802.3 çerçevesi bir MAC alt katman çerçevesidir; 802.2 standardına uygun olarak, başlangıç ve bitiş bayrakları kaldırılmış olarak bir LLC alt katman çerçevesi veri alanına gömülür.

Ortaya çıkan 802.3 / LLC çerçevesi altta gösterilmiştir. LLC çerçevesinin 3 baytlık bir başlığı olduğundan, maksimum veri alanı boyutu 1497 bayta düşürülür.

Ethernet SNAP çerçeve türü

Ethernet SNAP (Alt Ağ Erişim Protokolü) çerçevesi, ek bir SNAP başlığı sunarak 802.3 / LLC çerçevesinin bir uzantısıdır. Başlık, 3 baytlık bir kuruluş tanımlayıcı (OUI) alanı ve 2 baytlık bir tür (Tür, Ethertype) alanından oluşur. Tip, üst katman protokolünü tanımlar ve OUI alanı, protokol tipi kodlarının atanmasını kontrol eden organizasyonun tanımlayıcısını belirtir. IEEE 802 standartları için protokol kodları, 0x000000 OUI koduna sahip IEEE tarafından kontrol edilir. Bu OUI için Ethernet SNAP tipi alanı, Ethernet DIX tipi değeriyle aynıdır.

Üst düzey protokoller tarafından farklı çerçeve türlerinin kullanımına ilişkin özet tablo.

Bir çeşitçerçeve	Ethernet II	Ethernet Ham 802.3	Ethernet 802.3 / LLC	Ethernet SNAP
Ağprotokoller	IPX, IP, AppleTalk Aşama I			IPX, IP, AppleTalk Faz II

Hızlı internet

Hızlı Ethernet teknolojisi ve Ethernet arasındaki fark

Ethernet ve Fast Ethernet teknolojisi arasındaki tüm farklar fiziksel katmanda yoğunlaşmıştır. Fast Ethernet teknolojisinin amacı, aynı erişim yöntemini, çerçeve formatını ve kayıt sistemini korurken, 10 Base T Ethernet - IEEE 802.3 ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha yüksek, hız elde etmektir.Hızlı Ethernet'teki MAC ve LLC seviyeleri kesinlikle aynı kaldı aynı aynı.

Kablo sistemleri için üç seçenek kullandığından, Fast Ethernet teknolojisinin fiziksel katmanının organizasyonu daha karmaşıktır:

Fiber optik çok modlu kablo (iki fiber)
Kategori 5 bükümlü çift (iki çift)
Kategori 3 bükümlü çift (dört çift)

Hızlı Ethernet'te koaksiyel kablo kullanılmaz. 10Base-T / 10Base-F ağları gibi paylaşılan Hızlı Ethernet ağları, hub'lara dayalı hiyerarşik bir ağaç yapısına sahiptir. Hızlı Ethernet ağlarının konfigürasyonundaki ana fark, çapın 200 metreye düşürülmesidir; bu, minimum çerçeve uzunluğunun iletim süresinin 10 megabaytlık bir Ethernet ağına kıyasla 10 kat azalmasıyla açıklanır.

Ancak, anahtarları kullanırken, Hızlı Ethernet protokolü, ağın toplam uzunluğunda herhangi bir sınırlamanın olmadığı, yalnızca bireysel fiziksel segmentlerde olduğu tam çift yönlü modda çalışabilir.

Fiziksel ortam özellikleri Ethernet

100BASE-T- Veri iletim ortamı olarak bükümlü çift kullanan 100 Mbit / s Ethernet'in üç standardından biri için genel bir terim. Segment uzunluğu 200-250 metre kadardır. 100BASE-TX, 100BASE-T4 ve 100BASE-T2 içerir.
100BASE-TX, IEEE 802.3u- 10BASE-T teknolojisinin geliştirilmesi, bir yıldız topolojisi kullanılır, aslında 2 çift iletkenin kullanıldığı kategori-5 bükümlü bir çift kablo kullanılır, maksimum veri aktarım hızı 100 Mbit / s'dir.
100BASE-T4- Cat-3 kablosu üzerinden 100 Mbps Ethernet. 4 çiftin hepsi dahil. Şimdi pratikte kullanılmıyor. Veri iletimi yarı çift yönlü moddadır.
100BASE-T2- Kullanılmamış. Kategori 3 kablo üzerinden 100 Mbps Ethernet. Sadece 2 çift kullanılmıştır. Sinyaller her çiftte zıt yönlerde yayıldığında tam çift yönlü iletim modu desteklenir. Tek yönde aktarım hızı 50 Mbit/s'dir.
100BASE-FX- Fiber optik kablo kullanarak 100 Mbps Ethernet. Maksimum segment uzunluğu, yarım dubleks modda (garantili çarpışma tespiti için) 400 metre veya çok modlu fiber üzerinden tam dubleks modda 2 kilometre ve tek modda 32 kilometreye kadardır.

Gigabit Ethernet

1000BASE-T, IEEE 802.3ab- Ethernet standardı 1 Gbps. Bükümlü bir çift kategori 5e veya kategori 6 kullanılır. 4 çiftin tümü veri iletiminde yer alır. Veri aktarım hızı, bir çift üzerinden 250 Mbps'dir.
1000BASE-TX, - Yalnızca Kategori 6 bükümlü çift kullanan 1 Gbps Ethernet standardı. kullanılmamış.
1000Base-X- Veri iletim ortamı olarak fiber optik kablo kullanan Gigabit Ethernet teknolojisi için genel bir terim, 1000BASE-SX, 1000BASE-LX ve 1000BASE-CX'i içerir.
1000BASE-SX, IEEE 802.3z- 1 Gbps Ethernet teknolojisi, 550 metreye kadar tekrarlayıcı olmadan sinyal iletim aralığına sahip çok modlu fiber kullanır.
1000BASE-LX, IEEE 802.3z- 1 Gbps Ethernet teknolojisi, 550 metreye kadar tekrarlayıcı olmadan sinyal iletim aralığına sahip çok modlu fiber kullanır. Tek modlu fiber kullanarak uzun mesafeler için optimize edilmiştir (10 kilometreye kadar).
1000BASE-CX- Kısa mesafeler için (25 metreye kadar) Gigabit Ethernet teknolojisi, 150 ohm karakteristik empedansa sahip özel bir bakır kablo (Ekranlı Bükümlü Çift (STP)) kullanarak. 1000BASE-T standardı ile değiştirildi ve şimdi kullanılmamış.
1000BASE-LH (Uzun Mesafe)- 1 Gbps Ethernet teknolojisi, tek modlu bir optik kablo kullanır, tekrarlayıcı olmadan sinyal iletim aralığı 100 kilometreye kadardır.

Gigabit Ethernet Sorunları

Paylaşılan bir ortamda operasyon için kabul edilebilir bir ağ çapının sağlanması... CSMA / CD yönteminin kablo uzunlukları üzerindeki sınırlamaları nedeniyle, paylaşılan ortam için bir Gigabit Ethernet sürümü yalnızca 25 metrelik bir segment uzunluğuna izin verir. Bu sorunu çözmek gerekliydi.
Optik kabloda 1000 Mbps bit hızına ulaşın... Gigabit Ethernet'in fiber optik versiyonu için fiziksel katmanı temel alınan Fiber Kanal teknolojisi, sadece 800 Mbps veri aktarım hızı sağlıyor.
Bükümlü çift kablo olarak kullanın.

Bu sorunları çözmek için sadece fiziksel katmanda değil, MAC katmanında da değişiklikler yapmak gerekiyordu.

Paylaşılan bir ortamda 200 m'lik bir ağ çapı sağlamak için araçlar

Yarı çift yönlü modda bir Gigabit Ethernet ağının maksimum çapını 200 m'ye genişletmek için, teknoloji geliştiricileri, minimum çerçeve uzunluğunun bilinen iletim süresi oranına ve çift devir süresine dayalı olarak oldukça doğal önlemler aldı.

Minimum çerçeve boyutu (giriş hariç) 64'ten 512 bayta veya 4096 bt'ye yükseltildi. Buna göre, çift devir süresi artık 4095 bt'ye yükseltilebilir, bu da tek bir tekrarlayıcı kullanıldığında yaklaşık 200 m'lik bir ağ çapına izin verir. 10 bt / m'lik bir çift sinyal gecikmesinde, 100 m fiber optik kablolar, çift 1000 bt'lik bir devir sırasında katkıda bulunur ve tekrarlayıcı ve ağ adaptörleri, Hızlı Ethernet teknolojisindeki ile aynı gecikmeleri sağlarsa (veriler önceki bölümde verilmiştir). ) ), ardından 1000 bt'lik bir tekrarlayıcı gecikmesi ve bir çift 1000 bt ağ bağdaştırıcısı, çarpışma algılama koşulunu karşılayan 4000 bt'lik bir çift devir süresi ekler. Çerçeve uzunluğunu yeni teknolojide gereken değere yükseltmek için, ağ bağdaştırıcısının veri alanını 448 bayt uzunluğa tamamlaması gerekir, bu alan genişletilemeyen 8B / 10B kod karakterleriyle dolu bir alan olan uzatma olarak adlandırılır. veri kodları ile karıştırılmıştır.

Kısa makbuzların iletimi için çok uzun çerçeveler kullanıldığında ek yükü azaltmak için, standart uç düğümlerin geliştiricileri, ortamı diğer istasyonlara aktarmadan arka arkaya birkaç çerçeve iletmesine izin verdi. Bu moda Burst Modu denir - özel seri çekim modu. Bir istasyon, toplam uzunluğu 65.536 bit veya 8192 bayttan fazla olmayan birkaç çerçeveyi arka arkaya iletebilir. Bir istasyonun birkaç küçük çerçeve iletmesi gerekiyorsa, bunları 512 bayt boyutuna tamamlamayabilir, ancak 8192 bayt sınırı tükenene kadar arka arkaya iletebilir (bu sınır, önsöz dahil çerçevenin tüm baytlarını içerir, başlık, veri ve sağlama toplamı) ... 8192 bayt sınırına BurstLength denir. İstasyon bir çerçeveyi iletmeye başlarsa ve çerçevenin ortasında BurstLength sınırına ulaşılırsa, çerçevenin sonuna kadar iletilmesine izin verilir.

"Paylaşılan" çerçevede 8192 bayta bir artış, diğer istasyonların paylaşılan ortamına erişimi biraz geciktirir, ancak 1000 Mbit / s hızında bu gecikme o kadar önemli değildir

Edebiyat

V.G.Olifer, N.A.Olifer Bilgisayar ağları