Распространенные сетевые архитектуры

Трансиверы Ethernet генерируют сигнал для тестирования качества передачи (SQE - Signal Quality Error), который часто называют «пульсом» (heartbeat), NIC считывает «пульс», чтобы проверить, нормально ли работает трансивер (примерно так, как вы, рассказывая о вчерашнем футбольном матче, заставляете свою супругу каждые одну-две минуты хмыкать, чтобы знать, что она жива и слушает вас). К сожалению, «пульсы» для трансиверов 802.3 и Ethernet имеют разные временные параметры. Некоторые фирмы выпускают трансиверы, которые можно вручную настроить на тот или иной стандарт.

Рис. 4.7. Архитектура Ethernet

Поскольку Ethernet осуществляет широковещательную передачу во всех направлениях, то в стандарте 802.3 определены ограничения на длину кабеля (см. выше). В первоначальном варианте Ethernet на толстом коаксиальном кабеле допускалась 500-метровая длина сегмента, при этом соединять повторителями для ретрансляции пакетов по сети можно было максимум три сегмента.

Для варианта 10Base5 есть и другие ограничения: на одном сегменте кабеля можно размешать максимум 100 трансиверов с интервалом между ними минимум 2,5 м. Спецификация 10Base5 содержит характеристики отводных кабелей, посредством которых NIC рабочей станции соединяется с трансиверами шины. Разрыв отводного кабеля не вызывает отказа всей сети, поскольку приводит к отключению только соответствующей рабочей станции. Однако в новых сетях типа cheapernet трансиверы встроены в NIC, поэтому разрыв в кабельной системе приводит к отказу всей сети.

Помимо разрывов кабелей, в Ethernet встречаются и другие аппаратные проблемы, такие как, например, «затянувшаяся передача» и отказы отдельных станций. «Затянувшаяся передача» имеет место, когда неправильно работающий трансивер передает непрерывный поток пакетов. Эту проблему можно выявить с помощью анализатора протокола. Иногда рабочая станция начинает передавать пакеты, длина которых меньше минимально допустимой (т.н. «коротышки»), или пакеты только максимального размера (что приводит к перегрузке сети). Эти неполадки также обнаруживаются анализатором протокола.

Шины, сегменты и прочее

Из сказанного ранее понятно, что сети, реализуемые в соответствии со стандартами Ethernet и 802.3 - шинные сети. Шина - это канал передачи данных, отдельные части которого называются сегментами. Сегменты можно связывать; для увеличения размеров сети можно пользоваться повторителями.

StarLAN и 10BaseT имеют топологию звезды. Физически кабели к рабочим станциям в таких сетях идут радиально от концентраторов, образуя звездообразную структуру. Логически же они функционируют как шинные сети.

В этих сетях, которые иногда называют пассивными звездами, использованы преимущества звездообразной топологии, обеспечивающей большую надежность функционирования сети. В случае отказа одной рабочей станции предусмотренная здесь схема обхода позволяет другим станциям обойти эту станцию через концентратор или многопортовый трансивер, от которого отходят кабели этих станций.

10BaseT

SynOptics Communications стала первой фирмой, реализовавшей сеть типа Ethernet на неэкранированных витых парах, которая работает со скоростью 10 Мбит/с. Это произошло в 1987 году. За упомянутой сетью последовали изделия нескольких других фирм, в том числе David Systems, Hewlett-Packard, 3Com и DEC. К сожалению, спецификации этих фирм не совпадали между собой. Крупные фирмы неохотно шли на серьезные вложения в оригинальные технологии малых фирм, потому что в случае неудачи все заходило в тупик. Но положение несколько изменилось к лучшему после того, как комитет 802.3 выпустил стандарт l0BaseT.

В стандарте l0BaseT предусмотрена максимальная длина сегмента 100 м. контроль целостности канала и возможность' отключения сегмента в случае отказа без отключения всей сети. Описание устройства доступа к среде передачи (MAU - Media Access Unit) в этом стандарте содержит несколько новшеств, отсутствующих в других спецификациях 802.3. Здесь предусмотрен контроль длительности передачи, который реализуется следующим образом: если MAU продолжает передачу по истечении максимально допустимого промежутка времени, оно отключается. Побыв некоторое время с «кляпом во рту», MAU включается вновь и опять пытается осуществить передачу в сеть. Модуль проверки качества сигнала (SQE) рабочей станции контролирует работу MAU и обеспечивает их готовность к работе в сети. Повторители в сети типа l0BaseT могут отсоединять неправильно функционирующее MAU без отключения всех остальных рабочих станций. После устранения неисправности порт, который был отключен, вновь подключается к сети.

Еще одна полезная особенность l0BaseT - т.н. «интеллектуальная схема подавления». Она позволяет сети l0BaseT функционировать в среде с широким диапазоном конфликтующих сигналов: речевых, сигналов цифровой сети с интеграцией обслуживания (ISDN), асинхронно передаваемых данных и т.д. Подобно матери, которая может различить голос своего ребенка даже в комнате, полной плачущих детей, система подавления, отфильтровывая «чужие» сигналы, позволяет обнаруживать полезные - Ethernet-сигналы.

Другие стьтьи в тему

Расчет и моделирование усилительного каскада на биполярном транзисторе
Цель работы: расчёт и компьютерное моделирование усилителя на примере усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме включения с общим эмиттером, получение навыков в выборе параметров, соответствующих максимальному использованию транзистора, а также приобретение навыков комп ...

Расчёт трассы прокладки волоконно-оптического кабеля между населёнными пунктами
В современном мире быстрыми темпами наращиваются объёмы информации, соответственно повышаются требования к передающей аппаратуре, поскольку каждые пять-шесть лет объём передаваемой информации увеличивается вдвое. Задача передачи такого количества информации с высокой степенью дост ...