Спецификации физической среды Ethernet

Исторически первые сети технологии Ethernet были созданы на коаксиальном кабеле диаметром 0.5 дюйма. В дальнейшем были определены и другие спецификации физического уровня для стандарта Ethernet, позволяющие использовать различные среды передачи данных в качестве общей шины. Метод доступа CSMA/CD и все временные параметры Ethernet остаются одними и теми же для любой спецификации физической среды.

Физические спецификации технологии Ethernet на сегодняшний день включают следующие среды передачи данных:

10Base-5 - коаксиальный кабель диаметром 0.5 дюйма, называемый "толстым" коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента - 500 метров (без повторителей).

10Base-2 - коаксиальный кабель диаметром 0.25 дюйма, называемый "тонким" коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента - 185 метров (без повторителей).

10Base-T - кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Образует звездообразную топологию с концентратором. Расстояние между концентратором и конечным узлом - не более 100 м.

10Base-F - оптоволоконный кабель. Топология аналогична стандарту на витой паре. Имеется несколько вариантов этой спецификации - FOIRL, 10Base-FL, 10Base-FB.

Число 10 обозначает битовую скорость передачи данных этих стандартов - 10 Мб/с, а слово Base - метод передачи на одной базовой частоте 10 МГц (в отличие от стандартов, использующих несколько несущих частот, которые называются broadband - широкополосными).

Домен коллизий.

Доме́н колли́зий (англ. Collision domain) — это часть сети ethernet, все узлы которой конкурируют за общую разделяемую среду передачи и, следовательно, каждый узел которой может создать коллизию с любым другим узлом этой части сети.

Другими словами, это сегмент сети, имеющий общий физический уровень, в котором доступ к среде передачи может получать только один абонент одновременно. Задержка распространения сигнала между станциями, либо одновременное начало передачи вызывает возникновение коллизий, которые требуют специальной обработки и снижают производительность сети.

Чем больше узлов в таком сегменте — тем выше вероятность коллизий. Для уменьшения домена коллизий применяется сегментация физической сети с помощью мостов и других сетевых устройств более высокого уровня.

Сетевые устройства, работающие на разных уровнях модели OSI, могут продлевать, либо ограничивать домен коллизий.

Возможны следующие варианты:

Устройства первого уровня OSI (концентраторы, повторители) только ретранслируют любой сигнал, поступающий из среды передачи, и продлевают домен коллизий.

Устройства второго и третьего уровня OSI (мосты, коммутаторы, маршрутизаторы) ограничивают домен коллизий.

Домен коллизий не существует при подключении к порту коммутатора в полнодуплексном режиме, либо при соединении типа «точка-точка» двух сетевых адаптеров.

Терминология:

Задержка распространения — время с момента начала передачи фрейма, в течение которого может произойти коллизия. Определяется скоростью прохождения сигнала по проводу и скоростью передачи. Для 10Мб Ethernet задержка распространения составляет 51.2 мкс, для 100Мб — 5.12 мкс. Большая часть сетевого оборудования контролирует возникновение коллизий при передаче только в течение задержки распространения.

Запоздалая коллизия — коллизия, произошедшая после задержки распространения. Такие коллизии не обнаруживаются (большинством) сетевого оборудования и приводят к потерям фреймов.

Диаметр коллизионного домена — максимальная задержка распространения сигнала между двумя любыми станциями. Обычно определяется в единицах времени и соответствует удвоенному времени передачи кадра минимальной длины для данного типа Ethernet. D = 2 * <минимальная длина кадра> * 0.1 мксек