8. Сети канального уровня Ethernet. Формат кадра Ethernet. Спецификации физических сред. Wireless Ethernet.

Впервые технология была реализована в 1975 году.

В последствии была доработана DEC и Intel. Технология Ethernet послужила основой для создания стандарта IEEE 802.3 (стандарт локальных кабельных сетей). Метод доступа в сетях Ethernet CSMA/CD – множественный доступ с контролем несущей и обнаруживания коллизий.

Формат кадра:

Ethernet II (DIX)

6 байт – DA (Destination Adress) MAC адрес

SA-Source Adress

Type – условный код протокола верхнего уровня, данные которые находятся в кадре.

Data – данные (позволяет отправлять от 46 до 1500 байт)

FCS – 4 байта контрольной суммы.

| DA 6 байт | SA 6 байт | Type 2 байта | Data 46-1500 байт | FCS 4 байта |

Спецификация физической среды в сетях Ethernet.

Классические сети Ethernet строились на основе коаксиального кабеля и имели топологию шина. В последствии спецификации были расширены. Они стали включать в себя сети на основе витой пары и оптоволокна и строится на топологии звезда.

Преимущества витой пары перед коаксиалом:

1. возможность работы в дуплексном режиме

2. удобство монтажа

3. низкая стоимость

4. отсутствие гальванической связи

Преимущества оптоволоконного кабеля:

1. скорость

2. большая длина сегмента

Полнодуплекс – возможность передачи данных в 2 направлениях.

Полудуплекс – в определенный момент данные передаются в 1 направлении.

Симплекс- данные идут только в 1 направлении.

Ethernet

1. 10Base-5 кабель толстый коаксиал (RG-8), до 10 Мбит/с, максимальная длина сегмента до 500 метров, узлов в сегменте до 100, в сети до 296, топология шина.

2. 10base-2 скорость 10 Мбит/с , кабель тонкий коаксиал (RG-58), максимальная длина сегмента 185 метров, до 30 узлов в сегменте, до 86 узлов в сети. В такой сети может быть не более 5 сегментов, из них только 3 могут содержать узлы. Диаметр сети (удаленность 2 крайних узлов сегмента)=925 метров.

3. 10Base-T Сети на основе витой пары, топология звезда, длина сегмента до 100 метров, не более 5 сегментов. До 1024 узлов в сети. Недостаток витой пары -отсутствие защиты от помех.

4. 10Base-F оптоволоконный кабель,число сегментов до 5, максимальная длина сегмента 2 км, диаметр сети 2,5 км, топология-звезда.Недостаток –сложность монтажа, хрупкость.

FastEthernet (100Мбит/с)

100Base-T семейство стандартов описывающих использование витой пары с типовой пропускной способностью 100 Мбит/с

100Base-T4 4 витых пары UTP 3ей категории (UTP- обычная витая пара, STP- экранированная)

100Base-TX 2 витые пары UTP 5ой категории, возможность использования кабеля STP,максимальная длина 100 метров.

100Base-FX(оптоволокно)-одноканальное, стандарт – 802.3u

100Base-SX многомодовое оптоволокно, диаметр сети может достигать 10 км, максимальная длина 1го сегмента – 400 м в режиме полйдуплекса и 2 км в режиме дуплекса.

GigabitEthernet (2000 года)

1000 Base-T семейство стандартов на основе витой пары 5 категории

Стандарт IEEE 802.3ab –длина сегмента до 100 м, 4 витые пары, каждая из которых работает на скорости 250 Мбит/с.

SX

1000BaseLH => оптоволокно

LX

SX – многомодовое оптоволкно, максимальная длина сегмента 550 м.

LX – одномодовое оптоволокно, максимальная длина сегмента – 5 км.

LH – одномодовое оптоволокно, максимальная длина сегмента 100 км.

10GEthernet (2010 года)

Стандарт IEEE 802.30e

10GBase-T экранированная витая пара с длиной сегмента до 100 м.

Стандарт 802.3an

С появлением технологии 10G применение Ethernet стало возможным в сетях WAN и MAN.

Технология 10G использует различные кабельные среды, в том числе и оптоволокно с длиной сегмента до 40 км.

В 2010 году были утверждены стандарты 802.3ba: 40G и 100G.

К 2015 году ожидается утверждение стандартов и появление первых сетей TerabitEthernet.

Wireless Ethernet.

Wireless LAN, WLAN – технология беспроводных локальных сетей на основе электромагнитного излучения.

Причины распространения беспроводных сетей:

1. наличие территорий, где прокладка кабеля затруднительна или экономически неэффективна.

2. рост числа мобильных пользователей

3. относительно низкая мощность излучения (примерно в 100 раз меньше, чем у мобильного телефона)

Wi-Fi

IEEE 802.11

Wi-Fi разрабатывается с 91 года. С 2009 года распространился стандарт 802.11n, до этого 802.11g.

(дополнение)

Сравнение 802.11n и 802.11g

Скорость:

Стандарт IEEE 802.11n был утверждён 11 сентября 2009 года. Его применение позволяет повысить скорость передачи данных практически вчетверо по сравнению с устройствами стандартов 802.11g (максимальная скорость которых равна 54 Мбит/с), при условии использования в режиме 802.11n с другими устройствами 802.11n. Теоретически 802.11n способен обеспечить скорость передачи данных до 600 Мбит/с.

Ширина каналов: увеличилась с 20 МГц до 40

Расстояние передачи данных:

Дальность связи увеличена в 2 раза.

Взаимодействие точек доступа.

Режимы работы:

1)Автономная точка доступа

2)Под управлением контроллера

контрольная точка доступа

3)Бесконтроллерно, но и не автономно

Стандарт IEEE 802.22 (принят в июле 2011)

Super Wi-Fi

Системы и устройства позволяет передавать данные на скоростях 22 Мбайт/с (176 Мбит/с), в радиусе до 100 км и в движении узлов на скоростях до 114 км/ч.

Недостатки:

1. Увеличение общего электромагнитного фона.

2. В диапазоне частот Wi-Fi работает много радиоприборов (помехи).

3. Разрешенный частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в разных странах неодинаковы.