Idag kopplar nätverk och nätverksteknologier samman människor i världens alla hörn och ger dem tillgång till den största lyxen i världen - mänsklig kommunikation. Människor kan kommunicera och leka med vänner i andra delar av världen utan störningar.
Händelserna som äger rum blir kända i alla länder i världen på några sekunder. Alla kan ansluta till Internet och lägga upp sin information.
Nätverksinformationsteknik: rötterna till deras ursprung
Under förra seklets andra hälft utgjorde den mänskliga civilisationen sina två viktigaste vetenskapliga och tekniska grenar - dator och Ungefär ett kvarts sekel utvecklades båda dessa grenar oberoende och inom deras ram skapades dator- respektive telekommunikationsnätverk. Men under det sista kvartalet av 1900-talet, som ett resultat av utvecklingen och interpenetrationen av dessa två grenar av mänsklig kunskap, uppstod vad vi kallar termen "nätverksteknologi", som är en underavdelning av fler allmänt begrepp"informationsteknologi".
Som ett resultat av deras utseende inträffade en ny teknisk revolution i världen. Precis som flera decennier tidigare var markytan täckt av ett nätverk av motorvägar, i slutet av förra seklet befann sig alla länder, städer och byar, företag och organisationer, såväl som enskilda hem, förbundna med "informationsmotorvägar". Samtidigt blev de alla element olika nätverköverföring av data mellan datorer som har implementerat vissa tekniker för informationsöverföring.
Nätverksteknik: koncept och innehåll
Nätverksteknik är en tillräcklig uppsättning regler för presentation och överföring av information, implementerad i form av så kallade "standardprotokoll", såväl som hårdvara och programvara, inklusive nätverksadaptrar med drivrutiner, kablar och fiberoptiska linjer, olika kontakter (kontakter).
"Tillräckligheten" av denna uppsättning verktyg innebär att den minimeras samtidigt som möjligheten att bygga ett effektivt nätverk bibehålls. Den bör ha förbättringspotential, till exempel genom att skapa subnät i den som kräver användning av protokoll på olika nivåer, såväl som speciella kommunikatörer, vanligtvis kallade "routrar". Efter förbättring blir nätverket mer tillförlitligt och snabbare, men till priset av att lägga till tillägg till den huvudsakliga nätverkstekniken som utgör dess grund.
Termen "nätverksteknik" används oftast i ovanstående i snäv mening, men det tolkas ofta brett som vilken uppsättning verktyg och regler som helst för att bygga nätverk viss typ, till exempel "lokal datornätverksteknik".
Prototyp av nätverksteknik
Den första prototypen datornätverk, men ännu inte själva nätverket, blev på 60-80-talet. mycket av förra seklet terminalsystem. Terminalerna representerade en uppsättning bildskärmar och tangentbord, placerade på stora avstånd från stordatorer och anslutna till dem via telefonmodem eller dedikerade kanaler. Terminalerna lämnade informationscentrets lokaler och var utspridda i hela byggnaden.
Samtidigt, förutom operatören av själva datorn på datorinformationscentret, kunde alla användare av terminalerna ange sina uppgifter från tangentbordet och observera hur de utfördes på bildskärmen och utförde vissa uppgiftshanteringsoperationer. Sådana system som implementerar både tidsdelningsalgoritmer och satsvis bearbetning, kallades system fjärringång uppgifter.
Globala nätverk
Efter multiterminalsystem i slutet av 60-talet. XX-talet Den första typen av nätverk skapades - globala datornätverk (GCN). De kopplade ihop superdatorer, som fanns i enstaka exemplar och lagrade unik data och mjukvara, med stordatorer placerade på upp till många tusen kilometers avstånd, genom telefonnät och modem. Denna nätverksteknik har tidigare testats i multiterminalsystem.
Den första GCS 1969 var ARPANET, som arbetade i det amerikanska försvarsdepartementet och förenade olika typer av datorer med olika operativsystem. De var utrustade med ytterligare moduler för att implementera kommunikationssystem som är gemensamma för alla datorer i nätverket. Det var på den som grunderna för nätverksteknologier som fortfarande används idag utvecklades.
Det första exemplet på konvergensen av dator- och telekommunikationsnätverk
GKS ärvde kommunikationslinjer från äldre och mer globala telefonnät, eftersom det var mycket dyrt att lägga nya långdistanslinjer. Därför använde de under många år analoga telefonkanaler för överföring till det här ögonblicket dags för bara en konversation. Digital data överfördes över dem med en mycket låg hastighet (tiotals kbit/s), och kapaciteten begränsades till överföring av datafiler och e-post.
Har dock ärvt telefonlinjer kommunikation, GKS tog inte sin grundläggande teknologi, baserad på principen om kretskoppling, när varje par av abonnenter tilldelades en kanal med konstant hastighet. GKS använde nya datornätverksteknologier baserade på principen om paketväxling, där data i form av små delar av paket med konstant hastighet skickas till ett icke-kopplat nätverk och tas emot av deras mottagare i nätverket med hjälp av adresskoder byggda i pakethuvudena.
Föregångare till lokala nätverk
Utseende i slutet av 70-talet. XX-talet LSI ledde till skapandet av minidatorer med låg kostnad och rik funktionalitet. De började verkligen konkurrera med stora datorer.
Minidatorer av PDP-11-familjen har vunnit stor popularitet. De började installeras i alla, även mycket små produktionsenheter för att hantera tekniska processer och individuella tekniska installationer, samt i företagsledningsavdelningar för att utföra kontorsuppgifter.
Konceptet med datorresurser fördelade över hela företaget växte fram, även om alla minidatorer fortfarande fungerade autonomt.
Framväxten av LAN-nätverk
I mitten av 80-talet. XX-talet tekniker för att kombinera minidatorer i nätverk introducerades, baserade på byte av datapaket, som i GKS.
De förvandlade konstruktionen av ett enda företagsnätverk, kallat ett lokalt (LAN) nätverk, till nästan trivial uppgift. För att skapa den behöver du bara köpa nätverksadaptrar för den valda LAN-tekniken, till exempel Ethernet, ett standardkabelsystem, installera kontakter (kontakter) på dess kablar och ansluta adaptrarna till minidatorn och till varandra med hjälp av dessa kablar. Därefter installerades ett av operativsystemen avsett för att organisera ett LAN-nätverk på datorservern. Efter det började det fungera, och den efterföljande anslutningen av varje ny minidator orsakade inga problem.
Internets oundviklighet
Om tillkomsten av minidatorer gjorde det möjligt att distribuera datorresurser jämnt över företagens territorier, sedan utseendet i början av 90-talet. PC ledde till att de gradvis dök upp, först på varje arbetsplats för alla mentalarbetare och sedan i enskilda mänskliga bostäder.
Den relativa billigheten och höga tillförlitligheten hos datorer gav först en kraftfull impuls till utvecklingen av LAN-nätverk och ledde sedan till uppkomsten av ett globalt datornätverk - Internet, som idag täcker alla länder i världen.
Storleken på Internet växer med 7-10 % varje månad. Den representerar kärnan som förbinder olika lokala och globala nätverk av företag och institutioner runt om i världen med varandra.
Om i det första skedet datafiler och meddelanden huvudsakligen överfördes över Internet E-post, då ger den idag huvudsakligen fjärråtkomst till distribuerade informationsresurser och elektroniska arkiv, till kommersiella och icke-kommersiella informationstjänster i många länder. Dess fritt tillgängliga arkiv innehåller information om nästan alla kunskapsområden och mänsklig verksamhet - från nya trender inom vetenskapen till väderprognoser.
Grundläggande nätverksteknik för LAN-nätverk
Bland dem finns grundläggande teknologier, på vilken grunden för ett specifikt nätverk kan byggas. Exempel inkluderar sådana välkända LAN-tekniker som Ethernet (1980), Token Ring (1985) och FDDI (sent 80-tal).
I slutet av 90-talet. Ethernet-tekniken har blivit ledande inom LAN-nätverksteknik, och kombinerar sin klassiska version med upp till 10 Mbit/s, samt Fast Ethernet (upp till 100 Mbit/s) och Gigabit Ethernet(upp till 1000 Mbit/s). Alla Ethernet-tekniker har liknande driftprinciper som förenklar underhållet och integrationen av LAN-nätverk som bygger på deras bas.
Under samma period började nätverksfunktioner som implementerar ovanstående nätverksfunktioner byggas in i kärnorna i nästan alla datoroperativsystem. informationsteknologi. Även specialiserade kommunikationsoperativsystem som iOS har dykt upp Cisco System.
Hur GCS-teknologier utvecklades
GKS-teknologier på analoga telefonkanaler, på grund av den höga nivån av distorsion i dem, kännetecknades av komplexa algoritmer för övervakning och dataåterställning. Ett exempel på dem är X.25-tekniken som utvecklades i början av 70-talet. XX-talet Mer modern nätverksteknik är ramrelä, ISDN, ATM.
ISDN är en förkortning som står för Integrated Services Digital Network och möjliggör fjärrstyrda videokonferenser. Fjärråtkomst tillhandahålls genom att installera ISDN-adaptrar i datorer, som fungerar många gånger snabbare än något modem. Det finns även speciell programvara som gör att populära operativsystem och webbläsare kan arbeta med ISDN. Men den höga kostnaden för utrustning och behovet av att lägga speciella kommunikationslinjer hindrar utvecklingen av denna teknik.
WAN-tekniker har utvecklats tillsammans med telefonnät. Efter tillkomsten av digital telefoni utvecklades en speciell teknologi, Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH), som stöder hastigheter på upp till 140 Mbit/s och används av företag för att skapa sina egna nätverk.
Ny Synchronous Digital Hierarchy (SDH)-teknik i slutet av 80-talet. XX-talet expanderat genomströmning digitala telefonkanaler upp till 10 Gbit/s, och Dense Wave Division Multiplexing (DWDM)-teknik - upp till hundratals Gbit/s och till och med upp till flera Tbit/s.
Internetteknik
Nätverk är baserade på användningen av hypertext-språk (eller HTML-språk) - ett speciellt märkningsspråk som är en ordnad uppsättning attribut (taggar) som är förimplementerade av webbplatsutvecklare på var och en av deras sidor. Naturligtvis är talet I detta fall inte om sms eller grafiska dokument(foton, bilder) som redan har "laddats ner" av användaren från Internet, finns i minnet på hans dator och visas via text eller Det handlar om om så kallade webbsidor som visas genom webbläsarprogram.
Utvecklare av webbplatser skapar dem i HTML-språk (nu har många verktyg och tekniker skapats för detta arbete, gemensamt kallade "webbplatslayout") i form av en uppsättning webbsidor, och webbplatsägare placerar dem på internetservrar på en hyrbil från ägarna till deras minnesservrar (den så kallade "hosting"). De arbetar på Internet dygnet runt och servar användarnas önskemål om att se webbsidorna som är laddade på dem.
Webbläsare på användardatorer som har fått tillgång till en specifik server via sin internetleverantörs server, vars adress finns i namnet på den begärda webbplatsen, får åtkomst till denna webbplats. Vidare, genom att analysera HTML-taggarna för varje sida som visas, bildar webbläsare dess bild på skärmen på det sätt det var tänkt av webbplatsutvecklaren - med alla rubriker, teckensnitt och bakgrundsfärger, olika inlägg i form av foton, diagram, bilder etc.
Historien om uppkomsten av datornätverk är direkt relaterad till utvecklingen av datorteknik. De första kraftfulla datorerna (de så kallade stordatorerna) ockuperade rum och hela byggnader. Proceduren för att förbereda och bearbeta data var mycket komplex och tidskrävande. Användare förberedde hålkort som innehöll data och programkommandon och skickade dem till datorcentret. Operatörer skrev in dessa kort i en dator, och användarna fick vanligtvis utskrivna resultat först nästa dag. Denna metod för nätverksinteraktion förutsatte helt centraliserad bearbetning och lagring.
Stordator- en högpresterande allmändator med en betydande mängd RAM och externt minne, designad för att utföra intensivt datorarbete. Vanligtvis arbetar många användare med stordatorn, som var och en endast har terminal saknar egen datorkraft.
Terminal(från latin terminalis - relaterat till slutet)
Datorterminal- in-/utgångsenhet, arbetsplats på fleranvändardatorer, bildskärm med tangentbord. Exempel på terminalenheter: konsol, terminalserver, tunn klient, terminalemulator, telnet.
Värd(från den engelska värden - värd som tar emot gäster) - vilken enhet som helst som tillhandahåller tjänster i "klient-server"-formatet i serverläge över alla gränssnitt och är unikt definierade på dessa gränssnitt. I ett mer specifikt fall kan en värd förstås som vilken dator, server som helst som är ansluten till ett lokalt eller globalt nätverk.
Datornätverk (datornätverk, datanätverk) - ett kommunikationssystem för datorer och/eller datorutrustning (servrar, routrar och annan utrustning). För att överföra information kan olika fysiska fenomen användas, vanligtvis olika typer av elektriska signaler eller elektromagnetisk strålning.
Ett interaktivt driftsätt skulle vara bekvämare och mer effektivt för användarna, där de snabbt kan hantera behandlingen av sina data från terminalen. Men användarnas intressen försummades till stor del i de tidiga stadierna av utvecklingen av datorsystem, eftersom batch-läge- det här är det mesta effektivt läge användning av datorkraft, eftersom det låter dig utföra fler användaruppgifter per tidsenhet än något annat läge. Lyckligtvis kan de evolutionära processerna inte stoppas, och på 60-talet började de första interaktiva multiterminalsystemen att utvecklas. Varje användare fick en terminal till sitt förfogande, med vars hjälp han kunde föra en dialog med datorn. Och även om datorkraften var centraliserad, distribuerades datainmatnings- och utdatafunktioner. Denna interaktionsmodell kallas ofta "terminal-värd" . Den centrala datorn måste styras operativ system, som stöder sådan interaktion, som kallas centraliserad datoranvändning. Dessutom kunde terminalerna inte bara placeras på territoriet datorcenter, men också vara spridd över ett stort territorium av företaget. I själva verket var detta prototypen av den första lokala nätverk (LAN). Även om en sådan maskin fullt ut tillhandahåller datalagrings- och beräkningsmöjligheter, är det inte nätverksinteraktion att ansluta fjärrterminaler till den, eftersom terminalerna, som i själva verket är perifera enheter, endast tillhandahåller transformation av formen av information, men inte dess bearbetning.
Figur 1. Multiterminalsystem
Lokalt nätverk (LAN), (lokalt nätverk, slang lokalt område; engelska Local AreaNetwork, LAN ) - ett datornätverk som vanligtvis täcker ett relativt litet område eller en liten grupp av byggnader (hem, kontor, företag, institut)
Dator (engelsk dator - "kalkylator"),dator (elektronisk dator)- en dator för att överföra, lagra och bearbeta information.
Termen "dator" och förkortningen "EVM" (elektronisk dator), antagen i Sovjetunionen, är synonyma. Men efter framträdandet personliga datorer, Termen "dator" tvingades praktiskt taget ur vardagsbruk.
Persondator, PC (engelsk persondator,PC ), personlig dator en dator avsedd för personligt bruk, vars pris, storlek och kapacitet tillgodoser behoven hos ett stort antal människor. Datorn är skapad som en dator och används i allt högre grad som ett verktyg för att komma åt datornätverk. .
1969 beslutade det amerikanska försvarsdepartementet att i händelse av krig behövde Amerika ett pålitligt informationsöverföringssystem. Advanced Research Projects Agency (ARPA) föreslog att man skulle utveckla ett datornätverk för detta ändamål. Utvecklingen av ett sådant nätverk anförtroddes University of California i Los Angeles, Stanford Research Center, University of Utah och University of California i Santa Barbara. Det första testet av tekniken inträffade den 29 oktober 1969. Nätverket bestod av två terminaler, varav den första var belägen vid University of California, och den andra, 600 km bort, vid Stanford University.
Datanätverket kallades ARPANET inom ramen för projektet, nätverket förenade fyra angivna vetenskapliga institutioner, allt arbete finansierades av det amerikanska försvarsdepartementet. Sedan började ARPANET-nätverket aktivt växa och utvecklas, och forskare från olika vetenskapsområden började använda det.
I början av 70-talet inträffade ett tekniskt genombrott i produktionen av datorkomponenter - stora integrerade kretsar (LSI) dök upp. Deras relativt låga kostnad och höga funktionalitet har lett till skapandet av mini- dator (elektroniska datorer), som blev riktiga konkurrenter till stordatorer. Mini-dator eller mini- datorer (inte att förväxla med moderna minidatorer), utförde uppgifter för att hantera teknisk utrustning, lager och andra uppgifter på företagsavdelningsnivå. Sålunda uppstod konceptet att distribuera datorresurser i hela företaget. Alla datorer i en organisation fortsatte dock att arbeta självständigt.
Figur 2. Autonom användning av flera minidatorer i ett företag
Det var under denna period, när användare fick tillgång till fullfjädrade datorer, som lösningen att kombinera enskilda datorer för att utbyta data med andra närliggande datorer var mogen. I varje enskilt fall löstes detta problem på sitt eget sätt. Som ett resultat dök de första lokala datornätverken upp.
Eftersom den kreativa processen var spontan, och det inte fanns någon enskild lösning för att koppla ihop två eller flera datorer, var det inte fråga om några nätverksstandarder.
Samtidigt kopplades de första utländska organisationerna från Storbritannien och Norge till nätverket ARPANET 1973, och nätverket blev internationellt. Parallellt med ARPANET började andra nätverk av universitet och företag att dyka upp och utvecklas.
1980 föreslogs att länka samman ARPANET och CSnet (Computer Science Research Network) genom en gateway som använder TCP/IP-protokoll så att alla delmängder av CSnet-nätverk skulle ha tillgång till en gateway på ARPANET. Denna händelse ledde till en överenskommelse om metoden Internetkommunikation mellan en gemenskap av oberoende datornätverk, kan betraktas som utseendet Internet i sin moderna förståelse.
Figur 3. Alternativ för att ansluta en PC till det första LAN
I mitten av 80-talet började situationen i lokala nätverk att förändras. Standardtekniker för att ansluta datorer till ett nätverk har etablerats - Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, lite senare - FDDI. En kraftfull stimulans för deras utveckling var personliga datorer. Dessa enheter har blivit en idealisk lösning för att skapa ett LAN. Å ena sidan hade de tillräcklig kraft för att bearbeta enskilda uppgifter, och samtidigt behövde de helt klart kombinera sin datorkraft för att lösa komplexa problem.
Alla vanliga LAN-tekniker baserades på samma switchningsprincip, som framgångsrikt testades och visade sina fördelar vid överföring av datatrafik i globala datornätverk - paketväxlingsprincip .
Internet (uttalas [internet]; engelska Internet, förkortat från Interconnected Networks -sammankopplade nätverk; slang. Nej nej) - globalt telekommunikationsnätverk av informations- och datorresurser. Fungerar som en fysisk grund för World Wide Web ( World Wide WEBB). Benämns ofta som World Wide Web, Global Network, eller bara Netto.
Standardnätverksteknologier har gjort uppgiften att bygga ett lokalt nätverk nästan trivialt. För att skapa ett nätverk räckte det till exempel att köpa nätverksadaptrar av lämplig standard Ethernet , standardkabel, anslut adaptrarna till kabeln med standardkontakter och installera ett av de populära nätverksoperativsystemen, som Novell NetWare, på din dator. Efter detta började nätverket fungera, och den efterföljande anslutningen av varje ny dator orsakade inga problem - naturligtvis om en nätverksadapter med samma teknik installerades på den.
Figur 4. Ansluta flera datorer med ett "gemensamt buss"-schema.
Nätverkskort , också känd somnätverkskort, nätverksadapter, Ethernet-adapter, NIC (engelsk nätverksgränssnittskontroller) - en kringutrustning som gör att datorn kan interagera med andra enheter i nätverket.
Operativsystem, OS (engelsk operativsystem) - en grundläggande uppsättning datorprogram som tillhandahåller ett användargränssnitt, kontroll av datorhårdvara, arbete med filer, inmatning och utmatning av data och exekvering av applikationsprogram och verktyg.
Modern nätverksteknik
Planen
Vad är ett lokalt nätverk?
Hårdvara för datornätverk. Lokala nätverkstopologier
Fysiska topologier för lokala nätverk
Logiska topologier för lokala nätverk
Kontakter och uttag
Koaxialkabel
tvinnat par
Överföra information via fiberoptiska kablar
Kommunikationsutrustning
Utrustning och teknik för trådlöst nätverk
Teknik och protokoll för lokala nätverk
Adressering av datorer i nätverket och grundläggande nätverksprotokoll
Nätverksfaciliteter för MS Windows operativsystem
Koncept för nätverksresurshantering
Möjligheterna i MS Windows-familjen av operativsystem för att organisera arbetet i ett lokalt nätverk
Konfigurera nätverkskomponentinställningar
Konfigurera anslutningsinställningar
Ansluta en nätverksskrivare
Ansluta en nätverksenhet
Vad är ett lokalt nätverk?
Problemet med att överföra information från en dator till en annan har funnits sedan datorernas tillkomst. För att lösa det användes olika tillvägagångssätt. Det vanligaste tillvägagångssättet med "kurir" på senare tid var att kopiera information till flyttbara media (GMD, CD, etc.), överföra den till sin destination och kopiera den igen, men med flyttbara media till mottagarens dator. För närvarande liknande metoder informationsrörelsen ger vika för nätverksteknik. De där. datorer är anslutna till varandra på något sätt, och användaren kan överföra information till sin destination utan att lämna skrivbordet.
En uppsättning datorenheter som har förmågan informationsmeddelande med varandra brukar kallas ett datornätverk. I de flesta fall finns det två typer av datornätverk: lokala (LAN - LocalAreaNetwork) och globala (WAN - Wide-AreaNetwork). I vissa klassificeringsalternativ övervägs ett antal ytterligare typer: urbana, regionala, etc., men alla dessa typer (i huvudsak) är i de flesta fall varianter av globala nätverk olika skalor. Det vanligaste alternativet är att klassificera nätverk i lokala och globala utifrån geografi. De där. I detta fall förstås ett lokalt nätverk som en samling av ett ändligt antal datorer placerade i ett begränsat område (inom en byggnad eller angränsande byggnader), anslutna informationskanaler, med hög hastighet och tillförlitlighet för dataöverföring och designad för att lösa ett komplex av sammanhängande problem.
Hårdvara för datornätverk . Lokala nätverkstopologier
Alla datorer för abonnenter (användare) som arbetar inom den lokala datornätverk måste kunna interagera med varandra, d.v.s. vara förbundna med varandra. Sättet som sådana anslutningar är organiserade påverkar avsevärt egenskaperna hos det lokala datornätverket och kallas dess topologi (arkitektur, konfiguration). Det finns fysiska och logiska topologier. Den fysiska topologin för ett lokalt nätverk hänvisar till den fysiska placeringen av datorerna som ingår i nätverket och hur de är anslutna till varandra med ledare. Den logiska topologin bestämmer hur information flödar och sammanfaller mycket ofta inte med den valda fysiska topologin för att ansluta lokala nätverksabonnenter.
Fysiska topologier för lokala nätverk
Det finns fyra huvudsakliga fysiska topologier, används vid konstruktion av lokala datornätverk.
Busstopologin (fig. 1) innebär att alla datorer kopplas till en gemensam ledare. I båda ändarna av en sådan ledare finns speciella matchningsanordningar som kallas terminatorer. De främsta fördelarna med denna topologi är låg kostnad och enkel installation. Nackdelar inkluderar svårigheten att lokalisera platsen för felet och låg tillförlitlighet: skada på kabeln någonstans leder till att informationsutbytet mellan alla datorer i nätverket upphör. På grund av utbredningen av elektrisk signal, även om två datorer som försöker utbyta information är fysiskt anslutna till varandra, om det inte finns någon terminator i ena änden av ett sådant "avbrott" av bussen, kommer kommunikation mellan dem att vara omöjlig.
I en ringtopologi (fig. 2) är varje nätabonnent ansluten till två närliggande abonnenter. Fördelarna och nackdelarna liknar de som anses för busstopologin.
Stjärntopologin innebär att man lägger en separat kabel för varje dator i nätverket och kopplar alla nätverksabonnenter till ett visst center. Stjärnans centrum kan vara en dator eller en speciell anslutningsenhet som kallas ett nav (fig. 3). Fördelen med denna topologi är högre tillförlitlighet. Ett avbrott i någon ledare "kopplar bort" endast en abonnent. " Flaskhals"Denna topologi är ett nav. Om det går sönder blockeras hela nätverket. Nackdelen är den högre kostnaden för utrustningen (med hänsyn till ökningen av ledarnas totala längd i jämförelse med tidigare topologier, såväl som kostnaden extra utrustning– koncentrator).
När det gäller tillförlitlighet och hastighet av informationsutbyte bästa egenskaper har en helt ansluten topologi (fig. 4). I detta fall förses nätabonnenter med en separat kommunikationskanal med var och en av de andra abonnenterna. Men när det gäller kostnad är denna topologi sämre än alla andra alternativ.
De listade topologierna är grundläggande. De flesta lokala nätverk skapade i olika organisationer har en mer komplex struktur och är olika kombinationer av ovanstående topologier.
Logiska topologier för lokala nätverk
Logisk topologi bestämmer arten av informationsdistribution över ett datornätverk. När information överförs från en nätabonnent till en annan abonnent är denna information korrekt "formaterad". Den överförda datan formateras i standardfragment (paket, datagram). Förutom de faktiska överförda uppgifterna (nummer, texter, bilder etc.), adressen (till informationsmottagaren eller både mottagare och sändare), styrinformation (så att du kan kontrollera om paketet tagits emot helt eller bara delvis av det) och ett antal andra saker läggs till i paketet. Låt oss överväga tre huvudalternativ logiska topologier lokala datornätverk.
Den logiska bussen bestämmer lika åtkomst till nätet för alla abonnenter. I det här fallet lägger sändaren ett informationspaket in i nätverket, och alla andra abonnenter "hör" överförd information analysera det. Om abonnenten hittar sin adress som en del av paketet "behåller" han denna information för sig själv, om adressen visar sig vara någon annans ignorerar han den. Om, vid tidpunkten för överföring av information från en abonnent, en annan abonnent "ingriper" i konversationen, uppstår en överlappning av paket, kallad en kollision. Kollisioner leder till "blandning" av paket och oförmåga att ta reda på "vem som sa vad." Efter att ha upptäckt en kollision, "tynar den sändande abonnenten" under ett tidsintervall av slumpmässig varaktighet, varefter den upprepar försöket att överföra information. Med ett mycket stort antal abonnenter i nätet ökar sannolikheten för kollisioner kraftigt, och nätet blir obrukbart.
Den logiska ringen förutsätter att information går full cirkel och kommer till källan, d.v.s. till den punkt från vilken den skickades. I det här fallet jämför varje abonnent "mottagarens" adress med sin egen. Om adresserna stämmer överens, kopieras informationen till en buffert, paketet markeras som "nådde adressaten" och sänds till nästa abonnent. Om adresserna inte stämmer överens, sänds paketet utan några märken. När en abonnent har fått ett paket skickat "med sin egen hand" och markerat med "accepterat" sänder han det inte vidare och en annan nätabonnent kan börja arbeta.
Den logiska stjärntopologin (och dess version - träd) är fokuserad på att etablera en kommunikationskanal mellan mottagaren och sändaren med hjälp av switchar. De där. I avsaknad av en switch är det omöjligt för ens två nätabonnenter att kommunicera med varandra. När data överförs från en abonnent till en annan, väntar alla andra på slutet av överföringen.
Kontakter och uttag
För närvarande används flera typer av ledare i lokala nätverk. Baserat på den sända signalens fysiska natur görs en skillnad mellan elektriska ledare och optiska ledare. Dessutom kan utrustning användas för att organisera lokala datornätverk med hjälp av trådlösa kanaler.
Koaxialkabel
En koaxialkabel (Fig. 5) är en ledare innesluten i en skärmande fläta. Ledaren skyddas från kontakt med flätan av en rörformad isolator. En viktig egenskap hos kabelsystem i allmänhet och koaxialkabel i synnerhet är det karakteristiska motståndet eller impedansen. I lokala nätverk används en koaxialkabel med en karakteristisk impedans på 50 Ohm och (mycket mindre ofta) i ARCnet-nät används en kabel med en karakteristisk impedans på 93 Ohm. Det finns två typer av koaxialkabel - tjock (ytterdiameter ca 10 mm) och tunn (ytterdiameter ca 5 mm). På samma värde vågmotstånd för tjock och tunn koaxialkabel olika egenskaper av längden på kabelsegmentet och antalet nätabonnenter som stöds. En tjock koaxialkabel har en maximal segmentlängd på 500 meter, ett maximalt antal anslutningspunkter på 100. En tunn koaxialkabel har en maximal segmentlängd på 185 meter, ett maximalt antal anslutningspunkter på 30.
Vad är nätverksteknik? Varför behövs det? Vad används det till? Svar på dessa, liksom en rad andra frågor, kommer att ges inom ramen för denna artikel.
Flera viktiga parametrar
- Dataöverföringshastighet. Denna egenskap avgör hur mycket information (mätt i de flesta fall i bitar) som kan sändas genom nätverket under en viss tidsperiod.
- Ramformat. Information som överförs genom nätverket kombineras till informationspaket. De kallas ramar.
- Signalkodningstyp. I detta fall bestäms hur information ska krypteras i elektriska impulser.
- Överföringsmedium. Denna beteckning används för materialet, som regel är det en kabel genom vilken informationsflödet passerar, som sedan visas på monitorskärmar.
- Nätverks topologi. Detta är en schematisk konstruktion av en struktur genom vilken information överförs. Som regel används ett däck, en stjärna och en ring.
- Åtkomstmetod.
Uppsättningen av alla dessa parametrar bestämmer nätverkstekniken, vad den är, vilka enheter den använder och dess egenskaper. Som du kan gissa finns det väldigt många av dem.
allmän information
Men vad är nätverksteknik? Definitionen av detta begrepp gavs trots allt aldrig! Så, nätverksteknik är en koordinerad uppsättning standardprotokoll och mjukvara och hårdvara som implementerar dem i en volym som är tillräcklig för att bygga ett lokalt datornätverk. Detta bestämmer hur dataöverföringsmediet kommer att nås. Alternativt kan du också hitta namnet "grundläggande teknologier". Det är inte möjligt att överväga dem alla inom ramen för artikeln på grund av det stora antalet, så uppmärksamhet kommer att ägnas åt de mest populära: Ethernet, Token-Ring, ArcNet och FDDI. Vad är dem?
Ethernet
För närvarande är det den mest populära nätverkstekniken över hela världen. Om kabeln går sönder är sannolikheten att det är den som används nära hundra procent. Ethernet kan säkert inkluderas i den bästa nätverksinformationstekniken på grund av dess låga kostnad, hög hastighet och kvaliteten på kommunikationen. Den mest kända typen är IEEE802.3/Ethernet. Men baserat på det, två mycket intressanta alternativ. Den första (IEEE802.3u/Fast Ethernet) tillåter en överföringshastighet på 100 Mbit/sekund. Detta alternativ har tre modifieringar. De skiljer sig från varandra i materialet som används för kabeln, längden på det aktiva segmentet och specifik ram transmissionsområde. Men fluktuationer uppstår i stil med "plus eller minus 100 Mbit/sekund". Ett annat alternativ är IEEE802.3z/Gigabit Ethernet. Dess överföringskapacitet är 1000 Mbit/s. Denna variant har fyra modifieringar.
Token-Ring
Nätverksinformationsteknik av denna typ används för att skapa ett delat dataöverföringsmedium, som slutligen bildas som föreningen av alla noder till en ring. Under konstruktion denna teknik på en stjärnringstopologi. Den första är den viktigaste och den andra är den extra. För att få tillgång till nätverket används tokenmetoden. Maximal längd ringar kan vara 4 tusen meter, och antalet noder kan vara 260 stycken. Dataöverföringshastigheten överstiger inte 16 Mbit/sekund.
ArcNet
Detta alternativ använder en buss- och passiv stjärntopologi. Dessutom kan den byggas på oskärmad partvinnad och fiberoptisk kabel. ArcNet är en riktig gammaldags i världen av nätverksteknologier. Nätverkets längd kan nå 6000 meter, och det maximala antalet abonnenter är 255. Det bör noteras att den största nackdelen med detta tillvägagångssätt är dess låga dataöverföringshastighet, som bara är 2,5 Mbit/sekund. Men denna nätverksteknik används fortfarande i stor utsträckning. Detta sker tack vare henne hög tillförlitlighet, lågkostnadsadaptrar och flexibilitet. Nätverk och nätverksteknologier byggda på andra principer kan ha högre hastigheter, men just för att ArcNet ger hög datautbyte gör det att vi inte kan diskontera det. En viktig fördel detta alternativär att tillträdesmetoden som används är genom delegering av myndighet.
FDDI
Nätverk Datorteknologier av denna typ är standardiserade arkitekturspecifikationer höghastighetsöverföring data använder fiberoptiska linjer. FDDI har påverkats avsevärt av ArcNet och Token-Ring. Därför kan denna nätverksteknik betraktas som en förbättrad dataöverföringsmekanism baserad på befintlig utveckling. Ringen i detta nätverk kan nå en längd på hundra kilometer. Trots det stora avståndet är det maximala antalet abonnenter som kan ansluta till den bara 500 noder. Det bör noteras att FDDI anses vara mycket tillförlitligt på grund av närvaron av en primär och backup-dataväg. Att öka dess popularitet är möjligheten att snabbt överföra data - cirka 100 Mbit/sekund.
Teknisk aspekt
Efter att ha övervägt vad grunderna för nätverksteknik är och vad de används, låt oss nu uppmärksamma hur allt fungerar. Inledningsvis bör det noteras att de tidigare diskuterade alternativen uteslutande är lokala sätt att ansluta elektroniska datorer. Men det finns också globala nätverk. Det finns ungefär tvåhundra av dem i världen. Hur fungerar modern nätverksteknik? För att göra detta, låt oss titta på funktionsprincip konstruktion. Så det finns datorer som är förenade till ett nätverk. Konventionellt är de uppdelade i abonnent (huvud) och extra. De förstnämnda sysslar med allt informations- och dataarbete. Vilka nätverksresurserna kommer att vara beror på dem. Hjälpanvändare är engagerade i omvandlingen av information och dess överföring genom kommunikationskanaler. På grund av det faktum att de måste bearbeta en betydande mängd data, har servrar ökad kraft. Men den slutliga mottagaren av all information är fortfarande vanliga värddatorer, som oftast är representerade personliga datorer. Nätverksinformationsteknik kan använda följande typer av servrar:
- Nätverk. Hanterade överföring av information.
- Terminal. Säkerställer att ett fleranvändarsystem fungerar.
- Databaser. Involverad i bearbetning av databasfrågor i fleranvändarsystem.
Kretskopplingsnätverk
De skapas tack vare fysisk anslutning klienter för den tid då meddelanden kommer att sändas. Hur ser detta ut i praktiken? I sådana fall skapas en direkt anslutning för att skicka och ta emot information från punkt A till punkt B. Det inkluderar kanalerna för ett av många (vanligtvis) meddelandeleveransalternativ. Och den skapade anslutningen för framgångsrik överföring måste vara oförändrad under hela sessionen. Men i det här fallet uppstår ganska starka nackdelar. Så du måste vänta relativt länge på en anslutning. Detta åtföljs av höga dataöverföringskostnader och låg koefficient kanalanvändning. Därför är användningen av nätverksteknik av denna typ inte vanlig.
Message Switching Networks
I detta fall överförs all information i små portioner. Direktanslutning i sådana fall är det inte fastställt. Dataöverföringen utförs med den första tillgängliga tillgängliga kanaler. Och så vidare tills meddelandet sänds till mottagaren. Samtidigt är servrar ständigt engagerade i att ta emot information, samla in den, kontrollera den och fastställa en rutt. Och så skickas budskapet vidare. Bland fördelarna bör det noteras lågt prisöverföringar. Men i det här fallet finns det fortfarande problem som låg hastighet och omöjligheten av dialog mellan datorer i realtid.
Paketväxlingsnätverk
Detta är den mest avancerade och populära metoden idag. Utvecklingen av nätverksteknologier har lett till att information nu utbyts igenom korta paket information om en fast struktur. Vad är dem? Paket är delar av meddelanden som uppfyller en viss standard. Deras korta längd hjälper till att förhindra nätverksblockering. Tack vare detta minskar kön vid kopplingsnoderna. Genomfört snabb anslutning, låga felfrekvenser bibehålls och betydande vinster har gjorts när det gäller att öka nätverkets tillförlitlighet och effektivitet. Det bör också noteras att det finns olika konfigurationer detta tillvägagångssätt för konstruktion. Så om ett nätverk tillhandahåller växling av meddelanden, paket och kanaler, kallas det integral, det vill säga det kan brytas ner. Vissa resurser kan uteslutande användas. Således kan vissa kanaler användas för att överföra direktmeddelanden. De skapas för varaktigheten av dataöverföring mellan olika nätverk. När sessionen för att skicka information slutar delas de upp i oberoende trunkkanaler. Använder sig av batch-teknik Det är viktigt att konfigurera och koordinera ett stort antal klienter, kommunikationslinjer, servrar och ett antal andra enheter. Att upprätta regler som kallas protokoll hjälper till med detta. De är en del av nätverksoperativsystemet som används och implementeras på hård- och mjukvarunivåer.
TeknologiEthernet
Ethernet är den vanligaste lokala nätverksstandarden idag.
Ethernet är nätverksstandard, baserat på experimentell Ethernet-nätverk Network, som Xerox utvecklade och implementerade 1975.
1980 utvecklade och publicerade DEC, Intel och Xerox tillsammans Ethernet version II-standarden för koaxialkabelnätverk, som blev den slutliga versionen av den proprietära Ethernet-standarden. Därför kallas den proprietära versionen av Ethernet-standarden Ethernet DIX-standarden, eller Ethernet II, på grundval av vilken IEEE 802.3-standarden utvecklades.
Baserat på Ethernet-standarden har antagits ytterligare standarder: 1995 Fast Ethernet (tillägg till IEEE 802.3), 1998 Gigabit Ethernet (avsnitt IEEE 802.3z i huvuddokumentet), som på många sätt inte är oberoende standarder.
För överföring binär information via kabel för alla alternativ fysisk nivå Ethernet-tekniker, som ger en genomströmning på 10 Mbit/s, använder Manchester-koden (Fig. 3.9).
Manchester-koden använder en potentialskillnad, det vill säga kanten på en puls, för att koda ettor och nollor. Med Manchester-kodning är varje takt uppdelad i två delar. Informationen kodas av potentiella fall som inträffar i mitten av varje klockcykel. En enhet kodas av ett fall från en låg signalnivå till en hög (pulsens framkant), och en nolla kodas av ett omvänt fall (en bakkant).
Ris. 3.9. Differentiell Manchester-kodning
Ethernet-standarden (inklusive Fast Ethernet och Gigabit Ethernet) använder samma metod för att separera dataöverföringsmediet - CSMA/CD-metoden.
Varje PC arbetar på Ethernet enligt principen "Lyssna på överföringskanalen innan du skickar meddelanden; lyssna när du postar; sluta fungera om det finns någon störning och försök igen."
Denna princip kan dechiffreras (förklaras) enligt följande:
1. Ingen får skicka meddelanden medan någon annan redan gör det (lyssna innan du skickar).
2. Om två eller flera avsändare börjar skicka meddelanden ungefär samtidigt kommer deras meddelanden förr eller senare att ”krocka” med varandra i kommunikationskanalen, vilket kallas kollision.
Kollisioner är inte svåra att känna igen eftersom de alltid producerar en störningssignal som inte liknar ett giltigt meddelande. Ethernet kan upptäcka störningar och tvingar avsändaren att pausa överföringen och vänta ett tag innan meddelandet skickas igen.
Orsaker till den utbredda användningen och populariteten av Ethernet (fördelar):
1. Billigt.
2. Stor erfarenhet av användning.
3. Fortsatt innovation.
4. Brett utbud av utrustning. Många tillverkare erbjuder nätverksutrustning baserad på Ethernet.
Nackdelar med Ethernet:
1. Möjlighet för meddelandekollisioner (kollisioner, störningar).
2. Om nätverket är hårt belastat är överföringstiden för meddelanden oförutsägbar.
TeknologiTeckenRinga
Token Ring-nätverk, liksom Ethernet-nätverk, kännetecknas av ett delat dataöverföringsmedium, som består av kabelsegment som förbinder alla nätverksstationer till en ring. Ringen betraktas som en gemensam delad resurs, och åtkomst till den kräver inte en slumpmässig algoritm, som i Ethernet-nätverk, utan en deterministisk sådan, baserad på överföring av rätten att använda ringen till stationer i en viss ordning. Denna rättighet förmedlas med hjälp av en specialformatram som kallas en token.
Token Ring-teknologin utvecklades av IBM 1984 och lämnades sedan in som ett utkast till standard till IEEE 802-kommittén, som baserade den på den antog 802.5-standarden 1985.
Varje PC fungerar i en Token Ring enligt principen "Vänta på en token, om ett meddelande behöver skickas, bifoga det till token när det passerar förbi. Om en token passerar, ta bort meddelandet från den och skicka token vidare."
Token Ring-nätverk fungerar med två bithastigheter - 4 och 16 Mbit/s. Blandningsstationer som arbetar med olika hastigheter i en ring är inte tillåtna.
Token Ring-teknik är mer sofistikerad teknikän Ethernet. Den har feltoleransegenskaper. Token Ring-nätverket definierar nätverkskontrollprocedurer som används respons ringformad struktur - den skickade ramen återgår alltid till sändningsstationen.
Ris. 3.10. Principen för TOKEN RING-teknik
I vissa fall elimineras upptäckta fel i nätverksdriften automatiskt, till exempel kan en förlorad token återställas. I andra fall registreras endast fel och deras eliminering utförs manuellt av underhållspersonal.
För att övervaka nätverket fungerar en av stationerna som en så kallad aktiv monitor. Den aktiva monitorn väljs under ringinitiering som station med maximalt värde MAC-adresser. Om aktiv monitor misslyckas, upprepas ringinitieringsproceduren och en ny aktiv monitor väljs. Token Ring-nätverket kan innehålla upp till 260 noder.
En Token Ring-hub kan vara aktiv eller passiv. Ett passivt nav kopplar helt enkelt ihop portar interna anslutningar så att stationerna kopplade till dessa portar bildar en ring. Den passiva MSAU utför inte signalförstärkning eller omsynkronisering.
En aktiv hubb utför signalregenereringsfunktioner och kallas därför ibland en repeater, som i Ethernet-standarden.
I allmänhet har Token Ring-nätverket en kombinerad stjärnring-konfiguration. Ändnoder är anslutna till MSAU i en stjärntopologi, och själva MSAU:erna kombineras genom speciella Ring In (RI) och Ring Out (RO) portar för att bilda en fysisk ryggradsring.
Alla stationer i ringen måste arbeta med samma hastighet, antingen 4 Mbit/s eller 16 Mbit/s. Kablarna som förbinder stationen med navet kallas lobkablar och kablarna som förbinder naven kallas trunkkabel.
Token Ring-teknik låter dig använda olika typer av kabel för att ansluta slutstationer och hubbar:
– STP Typ 1 – skärmad tvinnat par(Skärmad Twistedpair).
Det är tillåtet att kombinera upp till 260 stationer till en ring med en grenkabellängd på upp till 100 meter;
– UTP Typ 3, UTP Typ 6 - oskärmat tvinnat par (Oshielded Twistedpair). Maxbelopp stationer reduceras till 72 med grenkabellängder på upp till 45 meter;
- fiberoptisk kabel.
Avståndet mellan passiva MSAUer kan nå 100 m vid användning av STP Type 1-kabel och 45 m vid användning av UTP Type 3-kabel. Mellan aktiva MSAUs ökar det maximala avståndet till 730 m respektive 365 m beroende på kabeltyp.
Den maximala ringlängden för en Token Ring är 4000 m. Restriktionerna för den maximala ringlängden och antalet stationer i en ring i Token Ring-teknik är inte lika strikta som i Ethernet-teknik. Här är dessa restriktioner främst relaterade till den tid det tar att vända markören runt ringen.
Alla timeoutvärden i nätverksadaptrarna för Token Ring-nätverksnoder är konfigurerbara, så du kan bygga ett Token Ring-nätverk med stor mängd stationer och med längre ringlängd.
Fördelar med Token Ring-teknik:
· garanterad leverans av meddelanden;
· hög dataöverföringshastighet (upp till 160 % Ethernet).
Nackdelar med Token Ring-teknik:
· dyra mediaåtkomstenheter krävs;
· Tekniken är mer komplex att implementera.
· 2 kablar behövs (för att öka tillförlitligheten): en inkommande, den andra utgående från datorn till hubben;
· hög kostnad (160-200 % av Ethernet).
TeknologiFDDI
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) teknologi - fiberoptic distributed data interface - är den första lokala nätverkstekniken där dataöverföringsmediet är en fiberoptisk kabel. Tekniken dök upp i mitten av 80-talet.
FDDI-tekniken är till stor del baserad på Token Ring-teknologi, som stöder en metod för att passera token.
FDDI-nätverket är byggt på basen av två fiberoptiska ringar, som utgör huvud- och backup sökväg dataöverföring mellan nätverksnoder. Att ha två ringar är det primära sättet att öka feltoleransen i ett FDDI-nätverk, och noder som vill dra fördel av denna ökade tillförlitlighetspotential måste anslutas till båda ringarna.
I normalt nätverksdriftsläge passerar data endast genom alla noder och alla kabelsektioner i den primära ringen. Den sekundära ringen används inte i detta läge.
I händelse av någon typ av fel där en del av den primära ringen inte kan överföra data (till exempel en trasig kabel eller nodfel), slås primärringen samman med den sekundära ringen och bildar återigen en enda ring. Detta läge för nätverksdrift kallas Wrap, det vill säga "vikning" eller "vikning" av ringar. Koaguleringsoperationen utförs med användning av koncentratorer och/eller nätverkskort FDDI.
Ris. 3.11. IVS med två cykliska ringar i nödläge
För att förenkla denna procedur sänds data på primärringen alltid i en riktning (i diagrammen visas denna riktning moturs), och på sekundärringen sänds den alltid i motsatt riktning (visas medurs). Därför, när en gemensam ring av två ringar bildas, förblir stationernas sändare fortfarande anslutna till mottagarna hos angränsande stationer, vilket tillåter att information korrekt sänds och tas emot av angränsande stationer.
FDDI-nätverket kan helt återställa sin funktionalitet i händelse av enstaka fel på dess element. När det finns flera fel delas nätverket i flera oanslutna nätverk.
Ringar i FDDI-nätverk betraktas som ett gemensamt delat dataöverföringsmedium, så en speciell åtkomstmetod är definierad för det. Denna metod ligger mycket nära åtkomstmetoden för Token Ring-nätverk och kallas även för token ring-metoden.
Skillnaderna i åtkomstmetoden är att tokenretentionstiden är FDDI-nätverkär inte ett konstant värde. Denna tid beror på belastningen på ringen - med en liten belastning ökar den, och med stora överbelastningar kan den minska till noll. Dessa ändringar i åtkomstmetoden påverkar endast asynkron trafik, vilket inte är avgörande för små förseningar i ramöverföring. För synkron trafik är token-hålltiden fortfarande ett fast värde.
FDDI-teknik stöder för närvarande kabeltyper:
- fiberoptisk kabel;
– oskärmad partvinnad kabel av kategori 5. Den senaste standarden kom senare än den optiska och kallas TP-PMD (Physical Media Dependent).
Fiberoptisk teknologi ger de nödvändiga medlen för att överföra data från en station till en annan över optisk fiber och definierar:
Använder 62,5/125 µm multimod fiberoptisk kabel som det huvudsakliga fysiska mediet;
Krav på optisk signaleffekt och maximal dämpning mellan nätverksnoder. För standard multimodkabel leder dessa krav till ett maximalt avstånd mellan noder på 2 km, och för singelmodskabel ökar avståndet till 10–40 km beroende på kabelns kvalitet;
Krav på optiska bypass-omkopplare och optiska sändtagare;
Parametrar för optiska kontakter MIC (Media Interface Connector), deras markeringar;
Används för att överföra ljus med en våglängd på 1,3 nm;
Den maximala totala längden på FDDI-ringen är 100 kilometer, det maximala antalet dubbelanslutna stationer i ringen är 500.
FDDI-tekniken utvecklades för användning i kritiska områden av nätverk - på stamnätsanslutningar mellan stora nätverk, som att bygga nätverk, samt för att ansluta högpresterande servrar till nätverket. Därför hade utvecklarna huvudkraven ( värdighet):
- säkerställa hög dataöverföringshastighet,
- feltolerans på protokollnivå;
- stora avstånd mellan nätverksnoder och Ett stort antal anslutna stationer.
Alla dessa mål uppnåddes. Som ett resultat visade sig FDDI-tekniken vara av hög kvalitet, men mycket dyr ( fel). Även uppkomsten av ett billigare tvinnat par-alternativ har inte avsevärt minskat kostnaden för att ansluta en enda nod till ett FDDI-nätverk. Därför har praxis visat att det huvudsakliga tillämpningsområdet FDDI-teknik stålstamnät bestående av flera byggnader, samt nätverk i en storstads skala, det vill säga MAN-klassen.
TeknologiSnabbEthernet
Behovet av snabb och samtidigt billig teknik för att koppla kraftfulla arbetsstationer till ett nätverk ledde i början av 90-talet till skapandet av en initiativgrupp som började leta efter ett nytt Ethernet, samma enkla och effektiva teknik, men som verkade kl. en hastighet på 100 Mbit/s.
Experter delades upp i två läger, vilket i slutändan ledde till uppkomsten av två standarder som antogs hösten 1995: 802.3-kommittén godkände Fast Ethernet-standarden, som är nästan exakt densamma Ethernet-teknik 10 Mbit/s.
Fast Ethernet-tekniken har hållit CSMA/CD-åtkomstmetoden intakt och lämnat den med samma algoritm och samma tidsparametrar i bitintervall (bitintervallet i sig har minskat med 10 gånger). Alla skillnader mellan Fast Ethernet och Ethernet visas på den fysiska nivån.
Fast Ethernet-standarden definierar tre fysiska lagerspecifikationer:
- 100Base-TX för 2 par UTP kategori 5 eller 2 par STP Typ 1 (4V/5V kodningsmetod);
‑ l00Base-FX för multimod fiberoptisk kabel med två optiska fibrer(4V/5V kodningsmetod);
- 100Base-T4, som fungerar på 4 UTP kategori 3-par, men använder endast tre par samtidigt för överföring, och det återstående för kollisionsdetektering (8B/6T-kodningsmetod).
l00Base-TX/FX-standarder kan fungera i full duplex-läge.
Den maximala diametern för ett Fast Ethernet-nätverk är cirka 200 m, med mer exakta värden beroende på den fysiska mediaspecifikationen. I Fast Ethernet-kollisionsdomänen tillåts inte mer än en Klass I-repeater (som tillåter översättning av 4B/5B-koder till 8B/6T-koder och vice versa) och inte mer än två Klass II-repeater (som inte tillåter översättning av koder).
Fast Ethernet-teknik, när den fungerar på tvinnat par, tillåter, genom den automatiska förhandlingsproceduren, två portar för att välja det mest effektiva driftläget - hastighet 10 Mbit/s eller 100 Mbit/s, såväl som halv-duplex eller full-duplex läge.
Gigabit Ethernet-teknik
Gigabit Ethernet-tekniken lägger till ett nytt steg på 1000 Mbps i Ethernet-familjens hastighetshierarki. Detta steg gör att du effektivt kan bygga stort lokala nätverk, i vilken kraftfulla servrar och motorvägar lägre nivåer Nätverken arbetar med en hastighet av 100 Mbit/s, och Gigabit Ethernet-stamnätet ansluter dem, vilket ger en ganska stor bandbreddsreserv.
Utvecklarna av Gigabit Ethernet-teknik har upprätthållit en stor grad av kontinuitet med Ethernet- och Fast Ethernet-teknologier. Gigabit Ethernet använder samma ramformat som tidigare versioner Ethernet fungerar i full-duplex och halv-duplex-lägen och stöder samma CSMA/CD-åtkomstmetod på det delade mediet med minimala ändringar.
För att säkerställa en acceptabel maximal nätverksdiameter på 200 m in halvduplexläge teknikutvecklare ökade den minsta bildstorleken med 8 gånger (från 64 till 512 byte). Det är också tillåtet att sända flera ramar i rad, utan att släppa mediet, med ett intervall på 8096 byte, då behöver ramarna inte utfyllas till 512 byte. De återstående parametrarna för åtkomstmetoden och maximal ramstorlek förblev oförändrade.
Sommaren 1998 antogs standarden 802.3z, som definierar användningen av tre typer av kabel som det fysiska mediet:
- multimod fiberoptik (avstånd upp till 500 m),
- enkellägesfiberoptik (avstånd upp till 5000 m),
- dubbel koaxial (twinax), genom vilken data överförs samtidigt över två skärmade kopparledare över ett avstånd på upp till 25 m.
För att utveckla en variant av Gigabit Ethernet på UTP kategori 5 skapades den specialgrupp 802.3ab, som redan har utvecklat ett utkast till standard för drift över 4 par av UTP-kategori 5. Antagandet av denna standard väntas inom en snar framtid.
