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.