Міністерство транспорту та зв'язку України

Львіський коледж Державного університету інформаційно – комунікаційних технологій

Навчальна дисципліна : Технологія (Вступ до спеціальності)

Лабораторія : Інформаційних мереж зв'язку

Розглянуто Затверджую

на засіданні комісії Заступник директора з НВР

протокол № __ від ______ р.

Голова циклової комісії

__________________________ _________________________

Інструкція

до практичної роботи № 3

Знайомство з мережею типу Ethernet. Мережеве обладнання та його функції

Склав викладач: Мамедов Р.Т.

м.Львів 2010 р.

1 Мета роботи

Розглянути основні принципи об'єднання комп'ютерів в локальну мережу типу Ethernet

2 Теоретичні відомості

2.1 Загальні відомості про мережі типу Ethernet

Ethernet був започаткований у 1970 році (Dr. Robert M. Metcalfe) в дослідницькому центрі фірми Xerox. Перша система Ethernet працювала із швидкістю 3 Мб/с і була відома під назвою “експериментальний Ethernet”. Формальна специфікація для Ethernet була опублікована в 1980 році консорціумом DIX, утвореним фірмами DEC, Intel і Xerox; ця система вже працювала із швидкістю 10 Мб/с. На початку 80-х років DIX запропонував IEEE стандарт Ethernet, який став моделлю сьогоднішнього стандарту IEEE 802.3. Стандарт IEEE вперше був опублікований в 1985 році під назвою “IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD). Access Method and Physical Layer Specification”. Стандарт IEEE був сприйнятий Міжнародною організацією стандартизації ISO, яка зробила з неї міжнародний мережевий стандарт. В результаті мережі стандарту Ethernet і IEEE 802.3 подібні, але не ідентичні. Стандарт IEEE подає “Ethernet-подібну” систему, яка базована на оригінальній DIX Ethernet-технології. Щоб бути абсолютно точним, посилання на Ethernet-обладнання робиться так: “технологія IEEE 802/3 CSMA/CD”. Однак у цілому світі це називають оригінальною назвою Ethernet.

Стандарт 802.3 періодично модифікується для введення нових технологій. Після 1985 року до нього були уведені специфікації нових середовищ для 10 Мб/с Ethernet, наприклад, скручені пари провідників, а останньо - специфікації для 100 Мб/с Fast Ethernet. На сьогодні стандарт IEEE 802.3 описує всі мережі, базовані на Ethernet, із швидкостями 10, 100 і 1000 Мб/с. Це означає, що вони придатні до простого з'єднання одна з одною, бо належать до однієї спільноти. Для сполучення двох різних мереж Ethernet 10 Мб/с між ними достатньо ввімкнути повторювач з відповідними інтерфейсами; те ж саме справедливе для двох мереж 100 Мб/с із різними стандартами. Однак для з'єднання мереж 10 Мб/с і 100Мб/с потрібний міст. Відмінності між різними стандартами для 10 Мб/с зосереджені на Рівні 1 еталонної моделі OSI, тоді як різниці між мережами 10 Мб/с і 100 Мб/с локалізовані на підрівні MAC Рівня 2 цієї моделі.

Систему Ethernet складають три основні елементи:

• фізичне середовище, яке застосоване для переносу сигналів Ethernet між комп’ютерами

• рамка (пакет) Ethernet, яка складається із стандартизованої системи бітів, використаної для переносу даних через систему

• правила доступу до середовища, вбудоване в кожний інтерфейс Ethernet, що дозволяє багатьом комп’ютерам коректно здобувати доступ до спільних каналів Ethernet.

2.2 Середовища передачі даних

В даний час в локальних мережах на змiну коаксiальному кабелю приходить кабель на основi витих пар провiдникiв. Вита пара являє собою два скручених провiдники. В якостi провiдникiв використовується мiдний одножильний або багатожильний скручений провiдник. Вартiсть кабеля першого типу менша, однак кабель другого типу є бiльш надiйним та зручним при монтажi кабельних з’єднань. Вцiлому вартiсть кабеля на витiй парi провiдникiв є меншою нiж вартiсть коаксiального кабеля. За зовнiшнiм виглядом кабель на базi витої пари подiбний до телефонного кабеля, але вiдрiзняється вiд нього наявнiстю певного числа скруток на один погонний метр.

Вита́ па́ра (англ. twisted pair) — вид мережного кабелю, є однією або декількома парами ізольованих провідників, скручених між собою (з невеликою кількістю витків на одиницю довжини), для зменшення взаємних наведень при передачі сигналу, і покритих пластиковою оболонкою. Використовується як мережний носій в багатьох технологіях, таких як Ethernet, ARCNet і Token ring. В даний час, завдяки своїй дешевизні і легкості в установці, є найпоширенішим для побудови локальних мереж.

Рисунок 2.1 Провідники кабелю “вита пара”

Кабель підмикається до мережних пристроїв за допомогою з'єднувача RJ-45, трохи більшим, ніж телефонний з'єднувач RJ-11. Підтримує передачу даних на відстань до 100 метрів. На більш тривалих відстанях сигнал через загасання стає нечитаним; якщо передача даних на більшу відстань все ж таки необхідна, потрібно скористатися повторювачем.

	Штир	Гніздо
RJ-45

Рисунок 2.2. З'єднувач RJ-45

Залежно від наявності захисту — електрично заземленої мідної сітки або алюмінієвої фольги навколо скручених пар, визначають різновиди даної технології:

• неекранована вита пара (UTP — Unshielded twisted pair)

• екранована вита пара (STP — Shielded twisted pair)

• фольгована вита пара (FTP — Foiled twisted pair)

• фольгована екранована вита пара (SFTP — Shielded Foiled twisted pair)

В деяких типах екранованого кабелю, захист може використовуватися ще і навкруги кожної пари. Екранування забезпечує кращий захист від електромагнітних наведень як зовнішніх, так і внутрішніх, і т.д.

Існує декілька категорій кабелю вита пара, які нумеруються від CAT1 до CAT7. Кабель вищої категорії звичайно містить більше пар дротів і кожна пара має більше витків на одиницю довжини. Категорії неекранованої витої пари описуються в стандарті EIA/TIA 568 (Американський стандарт проводки в комерційних спорудах).

• CAT1 — телефонний кабель, всього одна пара. В США використовувався раніше, і провідники були скручені між собою. Використовується тільки для передачі голосу або даних за допомогою модему.

• CAT2 — старий тип кабелю, 2 пари провідників, підтримував передачу даних на швидкостях до 4 Мбіт/с, використовувався в мережах token ring і ARCNet. Зараз іноді зустрічається в телефонних мережах.

• CAT3 — 2-парний кабель, використовувався при побудові локальних мереж 10BASE-T і token ring, підтримує швидкість передачі даних тільки до 10 Мбіт/с. На відміну від попередніх двох, відповідає вимогам стандарту IEEE 802.3. Також дотепер зустрічається в телефонних мережах.

• CAT4 — кабель складається з 4-х скручених пар, використовувався в мережах token ring, 10BASE-T, 10BASE-T4, швидкість передачі даних не перевищує 16 Мбіт/с, зараз не використовується.

• САТ5 — 4-парний кабель, це і є, те, що звичайно називають кабель «вита пара», завдяки високій швидкості передачі, до 100 Мбіт/с при використанні 2 пар і до 1000 Мбіт/с, при використанні 4 пар, є найпоширенішим мережним носієм, що використовується в комп'ютерних мережах дотепер. При прокладці нових мережах користуються дещо вдосконаленим кабелем CAT5e, який краще пропускає високочастотні сигнали.

• CAT6 — Застосовується в мережах Fast Ethernet і Gigabit Ethernet, складається з 4 пар провідників і здатний передавати дані на швидкості до 10000 Мбіт/с. Доданий в стандарт в червні 2002 року, пропускає сигнали частотою до 200МГц. Існує категорія CAT6е, в якій збільшена частота сигналу, що пропускається, до 500МГц. За даними IEEE 70 % встановлених мереж в 2004 році, використовували кабель категорії CAT6, проте можливо це просто дань моді, оскільки кабель CAT5 і CAT5e цілком справляється в мережах 10GBASE-T

• CAT7 — Специфікація на даний тип кабелю поки не затверджена, швидкість передачі даних до 10000 Мбіт/с, частота сигналу, що пропускається, до 600—700 Мгц. Кабель цієї категорії екранований.

Найбiльш перспективним середовищем передачi, що забезпечує високу швидкiсть передачi iнформацiї на значнi вiдстанi, є оптоволоконний кабель. На показано два види оптоволоконного кабелю, перший з них – полегшений, другий – посилений. В якостi середовища передачi в оптоволоконному кабелi використовується оптичне волокно (свiтловод), який являє собою тонку скляну або пластмасову нитку товщиною 8,3-100мк. Свiтловод вкритий скляною оболонкою, яка має iнший коефiцiєнт вiддзеркалення, нiж у свiтловода. Скляна оболонка вiдображає свiтло, направляючи його вздовж свiтловода. Мiж оболонкою свiтловода та зовнiшньою пластиковою оболонкою може помiщатися рiдкий гель (полегшений кабель) або посилюючi жили (посилений кабель). Внутрiшня скляна оболонка забезпечує необхiдну жорсткiсть та стiйкiсть до розриву, перегрiвання або переохолодження. Гель та посилюючi жили забезпечують додатковий захист вiд механiчного впливу та впливу оточуючого середовища. Кабель може мiстити одне волокно, яке проводить свiтло, але переважно їх є кiлька. Сигнал по оптичному волокну може розповсюджуватися по одниму шляху у виглядi достатньо тонкого пучка свiтла, або у виглядi кiлькох пучкiв свiтла . В першому випадку говорять про одномодовий, в другому випадку – про багатомодовий кабель. Свiтловод одномодового кабеля значно тонший нiж у багатомодового. Сигнал у одномодовому кабелi генерується з допомогою лазерного джерела свiтла. При виборi в якостi джерела свiтла лазерного дiода, який може переключатися з частотою в кiлька тисяч МГц, забезпечується досить висока швидкiсть передачi цифрових сигналiв. Оптичне волокно досить гнучке, що дозволяє прокладати оптоволоконнi кабелi практично по тих же каналах, що й коаксiальнi кабелi. При вiдповiднiй технологiї виготовлення оптоволоконного кабеля можна досягти того, що свiтло буде розповсюджуватися вздовж свiтловода i не випромiнюватися назовнi, навiть при скручуваннi кабеля. Поряд з високою швидкiстю передачi, оптоволоконний кабель є значно тоншим i легшим вiд звичайного. До переваг даного кабеля слiд вiднести також стiйкiсть до електронних перешкод, що дозволяє використовувати його поряд з джерелами сильних електромагнiтних полiв, наприклад, електрозварювальних апаратiв.

Вартiсть оптоволоконного обладнання та його установка значно вища вартостi iнших видiв мережевого обладнання. В зв’язку з цим в даний час оптоволоконний кабель використовується в основному в мережах значної довжини, при наявностi великої кiлькостi електромагнiтних перешкод, а також при необхiдностi захисту вiд несанкцiонованого зчитування iнформацiї з середовища передачi.