При организации взаимодействия узлов в локальных сетях основная роль отводится протоколу канального уровня. Однако для того, чтобы канальный уровень мог справиться с этой задачей, структура локальных сетей должна быть вполне определенной, так, например, наиболее популярный протокол канального уровня — Ethernet — рассчитан на параллельное подключение всех узлов сети к общей для них шине — отрезку коаксиального кабеля. Подобный подход, заключающийся в использовании простых структур кабельных соединений между компьютерами локальной сети, соответствовал основной цели, которую ставили перед собой разработчики первых локальных сетей во второй половине 70-х годов. Эта цель заключалась в нахождении простого и дешевого решения для объединения нескольких десятков компьютеров, находящихся в пределах одного здания в вычислительную сеть.
В развитие технологии Ethernet созданы высокоскоростные варианты: IEEE802.3u/Fast Ethernet и IEEE802.3z/Gigabit Ethernet.
Технология Fast Ethernet является эволюционным развитием классической технологии Ethernet. Ее основными достоинствами являются:
1) увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мб/c;
2) сохранение метода случайного доступа Ethernet;
3) сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционных сред передачи данных — витой пары и оптоволоконного кабеля.
Указанные свойства позволяют осуществлять постепенный переход от сетей 10Base-T — наиболее популярного на сегодняшний день варианта Ethernet — к скоростным сетям, сохраняющим значительную преемственность с хорошо знакомой технологией: Fast Ethernet не требует коренного переобучения персонала и замены оборудования во всех узлах сети. Официальный стандарт 100Base-T (802.3u) установил три различных спецификации для физического уровня (в терминах семиуровневой модели OSI) для поддержки следующих типов кабельных систем:
1) 100Base-TX для двухпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Category 5, или экранированной витой паре STP Type 1;
2) 100Base-T4 для четырехпарного кабеля на неэкранированной витой паре UTP Category 3, 4 или 5;
3) 100Base-FX для многомодового оптоволоконного кабеля.
Gigabit Ethernet 1000Base-T, основана на витой паре и волоконно — оптическом кабеле. Поскольку технология Gigabit Ethernet совместима с 10 Mbps и 100Mbps Ethernet, возможен легкий переход на данную технологию без инвестирования больших средств в программное обеспечение, кабельную структуру и обучение персонала.
Технология Gigabit Ethernet — это расширение IEEE 802.3 Ethernet, использующее такую же структуру пакетов, формат и поддержку протокола CSMA/CD, полного дуплекса, контроля потока и прочее, но при этом предоставляя теоретически десятикратное увеличение производительности. CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) — технология множественного доступа к общей передающей среде в локальной компьютерной сети с контролем коллизий. CSMA/CD относится к децентрализованным случайным методам. Он используется как в обычных сетях типа Ethernet, так и в высокоскоростных сетях (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Так же называют сетевой протокол, в котором используется схема CSMA/CD. Протокол CSMA/CD работает на канальном уровне в модели OSI.
Gigabit Ethernet — обеспечивает скорость передачи 1000 Мбит/с. Существуют следующие модификации стандарта:
1) 1000BASE-SX — применяется оптоволоконный кабель с длиной волны светового сигнала 850 нм.
2) 1000BASE-LX — используется оптоволоконный кабель с длиной волны светового сигнала 1300 нм.
3) 1000BASE-CX — используется экранированная витая пара.
4) 1000BASE-T — применяется счетверенная неэкранированная витая пара.
Сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet совместимы с сетями, выполненными по стандарту Ethernet, поэтому легко и просто соединять сегменты Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet в единую вычислительную сеть.
100BASE-ТX, среда, используемая в проекте, разработанном мною — вариант Fast Ethernet с использованием, для передачи данных по одной паре скрученных (витых) проводов в каждом направлении, обеспечивая до 100 Мбит/с пропускной способности в каждом направлении (дуплекс).
