8. Стандарти ieee 802.3 Ethernet та ieee 802.5 Token-Ring.(62 вопрос)

Стандарт IEEE 802.3 Ethernet є найбільш поширений сьогодні стандарт локальних мереж.

Стандарт визначає множинний доступ до моно-каналу типу «шина» з виявленням колізій і контролем переда­вання, тобто з уже згадуваним методом доступу CSMA/CD. Цьому стандарту відповідають і деякі інші мережі, тому що він не дуже де­талізований. У результаті мережі стандарту IEEE 802.3 нерідко не­сумісні між собою як за конструктивними, так і за електричними ха­рактеристиками. Основні характеристики стандарту IEEE 802.3 такі: топологія — «шина», середовище передавання — коаксіальний ка­бель, швидкість передавання— 10 Мбіт/с, максимальна довжина — 5 км, максимальна кількість абонентів — 1024, довжина сегмента мережі — до 500 м, кількість абонентів на одному сегменті — до 100, метод доступу— CSMA/CD, передавання вузькосмугове, тобто без модуляції (моно-канал).

Між стандартами IEEE 802.3 і Ethernet є невеликі відмінності, але про них зазвичай воліють не згадувати.

У класичній мережі Ethernet застосовується 50-омний коаксіальний кабель двох видів (товстий і тонкий). Однак останнім часом все більшого поширення набуває версія Ethernet, що як середовище передавання даних використовує виті пари. Ви­значений також стандарт для застосування в мережі оптоволоконного кабелю. У стандарти були внесені відповідні доповнення. 1995 року з'явився стандарт на більш швидкодіючу версію Ethernet, що пра­цює зі швидкістю 100 Мбіт/с — Fast Ethernet, стандарт IEEE 802.3u, який використовує як середовище передавання інформації виту пару або оптоволоконний кабель. Було створено й версію зі швидкістю 1000 Мбіт/с {Gigabit Ethernet, стандарт IEEE 802.3z).

Крім стандартної топології «шина» застосовуються також топо­логії типу «пасивна зірка» і «пасивне дерево». При цьому передба­чається використання репітерів і пасивних (репітерних) концентра­торів, що з'єднують між собою різні частини (сегменти) мережі.

У мережі Fast Ethernet не передбачено фізичну топологію «ши­на», використовується тільки «пасивна зірка» або «пасивне дерево». До того ж у Fast Ethernet набагато жорсткіші вимоги до максимальної довжини мережі. Для передавання інформації в мережі Ethernet застосовується стандартний код Манчестер-П. При цьому один рівень сигналу ну­льовий, а інший — негативний, тобто постійна складова сигналу не дорівнює нулю. Якщо немає передавання, то потенціал у мережі — нульовий. Гальванічна розв'язка здійснюється апаратурою адаптерів, репітерів і концентраторів. При цьому приймально-передавальний пристрій мережі гальванічно розв'язаний від іншої апаратури за до­помогою трансформаторів та ізольованого джерела живлення, а з кабелем мережі з'єднаний безпосередньо.

Доступ до мережі Ethernet здійснюється випадковим методом CSMA/CD, що забезпечує повну рівноправність абонентів. У мережі використовуються пакети змінної довжини. Довжина кадру Ethernet (тобто пакета без преамбули) має бути не менше 512 біто­вих інтервалів, або 51,2 мкс (саме такою є гранична величина по­двійного часу проходження сигналу в мережі). Передбачено індиві­дуальне, групове і широкомовне адресування.

Для мережі Ethernet, що працює зі швидкістю 10 Мбіт/с, стандарт визначає чотири основні типи середовища передавання інформації:

- 10Base5 (товстий коаксіальний кабель);

- 10Base2 (тонкий коаксіальний кабель);

- 10Base -T (вита пара);

- 10Base-FL (оптоволоконний кабель).

Для мережі Ethernet, що працює зі швидкістю 100 Мбіт/с, стандарт визначає чотири основні типи середовища передавання інформації:

- 100Base-T4 (зчетверена вита пара);

- 100Base-TX (здвоєна, вита пара);

- 100Base-FX (оптоволоконний кабель).

Мережа Token-Ring була запропонована фірмою IBM. Призначенням Token-Ring було об'єднання в мережу всіх типів комп'ютерів, що випускаються IBM (від персональних до великих). Token-Ring сьогодні є міжнародним стандартом IEEE 802.5.

Мережа Token-Ring має топологію «кільце», хоча зовні вона бі­льше нагадує «зірку». Це пов'язано з тим, що окремих абонентів (комп'ютери) під'єднують до мережі не безпосередньо, а через спе­ціальні концентратори або багатостанційні пристрої доступу (MSA U або MAU— Multistation Access Unit). Тому фізично мережа утворює зірково-кільцеву топологію. Насправді ж абоненти поєд­нуються все-таки в «кільце», тобто кожний з них передає інформа­цію одному сусідньому абонентові, а приймає інформацію від іншо­го сусіднього абонента.

Кілька концентраторів можна конструктивно поєднувати в групу, кластер (cluster), усередині якого абоненти також сполучені між со­бою в єдине кільце. Застосування кластерів дає змогу збільшувати кількість абонентів, підключених до одного центру.

Як середовище передавання в мережі IBM Token-Ring спочатку застосовувалася вита пара, але потім з'явилися варіанти апаратури для коаксіального кабелю, а також для оптоволоконного кабелю (в стандарті FDDI). Вита пара використовується як неекранована (UTP), так і екранована (STP).

Мережа Token-Ring має такі основні технічні характеристики:

- максимальна кількість концентраторів - 12;

- максимальна кількість абонентів у мережі - 96;

- максимальна довжина кабелю між абонентом і концентрато­ром - 45 м;

- максимальна довжина кабелю між концентраторами - 45 м;

- максимальна довжина кабелю, що сполучає всі концентрато­ри - 120 м;

- швидкість передавання даних - 4 Мбіт/с і 16 Мбіт/с.

Як видно, мережа Token-Ring поступається мережі Ethernet як за допустимим розміром мережі, так і за максимальною кількістю або­нентів. Що стосується швидкості передавання інформації, то в да­ний час розробляються версії Token-Ring зі швидкістю 100 Мбіт/с і 1000 Мбіт/с.

Для передавання інформації в Token-Ring використовується код Манчестер-ІІ. Як і в будь-якій зіркоподібній топології, ніяких додат­кових заходів щодо електричного узгодження і зовнішнього зазем­лення не потрібно.

Водночас на відміну від Ethernet мережа Token-Ring краще ви­тримує велике навантаження і забезпечує га­рантований час доступу. Це вкрай необхідно, наприклад, у мережах виробничого призначення, у яких затримка реакції на зовнішню по­дію може призвести до серйозних аварій.

У мережі Token-Ring використовується класичний маркерний ме­тод доступу, тобто по «кільцю» постійно циркулює маркер, до якого абоненти можуть приєднувати свої пакети даних. Це забезпечує таку важливу перевагу даної мережі, як відсутність конфліктів, але з цим пов'язані й такі недоліки, як необхідність контролю за цілісністю маркера і залежність функціонування мережі від кожного з абонен­тів (у разі несправності абонент обов'язково повинний бути виклю­чений з «кільця»).

У більш швидкодіючій версії Token-Ring (16 Мбіт/с і більше) за­стосовується так званий метод раннього формування маркера (ETR — Early Token Release). Він дає змогу уникнути непродуктив­ного використання мережі доти, доки пакет даних не повернеться по «кільцю» до свого відправника. Метод ETR зводиться до того, що відразу після передавання свого пакета, приєднаного до маркера, будь-який абонент видає в мережу новий вільний маркер, тобто всі інші абоненти можуть починати передавання своїх пакетів одразу ж після закінчення пакета попереднього абонента, не чекаючи, поки він завершить обхід усього кільця мережі.