1000Base-X

مشخصات 1000BASE-X استفاده از یک رسانه را به صورت الیاف نوری فراهم می کند. این استاندارد مبتنی بر فناوری ANSI Fiber Channel (ANSI X3T11) است.

فناوری 1000BASE-X امکان استفاده از سه رسانه انتقال مختلف را فراهم می کند ، از این رو سه گونه: 1000BASE-SX ، 1000BASE-LX و 1000BASE-CX.

1000Base-SX

رایج ترین و ارزانترین فن آوری مبتنی بر فیبر چند حالته استاندارد. حداکثر فاصله برای 1000BASE-SX 220 متر است. طول موج 850 نانومتر استفاده می شود ، S مخفف طول موج کوتاه است.

بدیهی است که این مقدار تنها با انتقال داده های کامل دوتایی قابل دستیابی است ، زیرا زمان دو بار چرخش سیگنال در دو بخش 220 متری 4400 bt است که حتی بدون در نظر گرفتن تکرار کننده ها و آداپتورهای شبکه از مرز 4095 bt نیز فراتر می رود. برای انتقال نیم دوبل ، حداکثر مقادیر قطعه فیبر همیشه باید کمتر از 100 متر باشد.

1000Base-LX

از فناوری 1000BASE-LX معمولاً با الیاف تک حالت استفاده می شود ، در اینجا فاصله مجاز 5 کیلومتر است. مشخصات 1000Base-LX همچنین می تواند بر روی کابل چند حالته کار کند. در این حالت ، فاصله محدود - 550 متر است.

برای مشخصات 1000Base-LX ، یک لیزر نیمه هادی 1300 نانومتر همیشه به عنوان منبع تابش استفاده می شود.

1000Base-CX

فن آوری 1000BASE-CX از منحصر به فرد ترین سه محیط استفاده می کند. این یک راه حل مبتنی بر راه حل است که از کابل های ساخته شده از جفت های پیچیده محافظ پیش ساخته استفاده می کند.

اتصال دهنده RJ-45 ساده نیست ، معمولاً در 10/100 / 1000Base-T استفاده می شود. در عوض ، DB-9 یا HSSDS برای خاتمه این دو جفت سیم استفاده می شود. فناوری 1000BASE-CX در مسافت هایی تا 25 متر کار می کند ، که استفاده از آن را در مناطق کوچک محدود می کند.

1000Base-T

مشخصات 1000Base-T روی کابل جفت پیچ خورده دسته 5 کار می کند.

هر جفت کابل رده 5 دارای پهنای باند تضمینی حداکثر 100 مگاهرتز است. برای انتقال داده ها از طریق چنین کابل با سرعت 1000 مگابیت بر ثانیه ، مقرر شد که انتقال موازی به طور همزمان بر روی هر 4 جفت کابل ترتیب داده شود.

این بلافاصله میزان انتقال داده برای هر جفت را به 250 مگابیت در ثانیه کاهش می دهد.

برای رمزگذاری داده ها ، از کد RAM5 استفاده شده و از 5 سطح پتانسیل: -2 ، -1 ، 0 ، +1 ، +2 استفاده شده است. بنابراین ، در یک چرخه ساعت ، 3232 بیت اطلاعات به ازای هر جفت منتقل می شود. بنابراین ، فرکانس ساعت به جای 250 مگاهرتز می تواند تا 125 مگاهرتز کاهش یابد. علاوه بر این ، اگر از همه کدها استفاده نمی کنید ، اما 8 بیت در هر چرخه را انتقال می دهید (در 4 جفت) ، پس از آن میزان انتقال مورد نیاز 1000 مگابیت در ثانیه حفظ می شود و هنوز هم کدهای بی استفاده وجود دارد ، زیرا کد RAM5 شامل 5 4 \u003d 625 ترکیب ، و اگر 8 بیت از داده ها در یک چرخه ساعت از هر چهار جفت منتقل شوند ، در این صورت فقط به 2 8 \u003d 256 ترکیب نیاز دارد. گیرنده می تواند از ترکیب های باقی مانده برای کنترل اطلاعات دریافت شده استفاده کند و ترکیب های صحیح را در پس زمینه نویز برجسته کند. کد PAM5 با فرکانس ساعت 125 مگاهرتز در باند 100 مگاهرتز کابل طبقه 5 قرار می گیرد.

برای شناسایی تصادفات و سازماندهی حالت کامل duplex ، مشخصات از تکنیکی استفاده می کنند که در آن هر دو فرستنده به ازای هر 4 جفت در محدوده فرکانس یکسان ، به سمت یکدیگر کار می کنند ، زیرا از همان کد بالقوه PAM5 استفاده می کنند (شکل 12) . مدار جداسازی ترکیبی H به گیرنده و فرستنده همان گره اجازه می دهد تا از یک کابل جفت پیچ خورده هم برای دریافت و هم برای انتقال استفاده کند.

شکل 12. انتقال دو طرفه بیش از 4 جفت UTP cat5 در گیگابیت

برای جدا کردن سیگنال دریافتی از خود ، گیرنده سیگنال شناخته شده خود را از سیگنال حاصل از آن جدا می کند. این یک عمل ساده نیست و از پردازنده های ویژه سیگنال دیجیتال - DSP (پردازنده سیگنال دیجیتال) برای انجام آن استفاده می شود.

زمینه های فریم Preamble (7 بایت) و Initial Frame Delimiter (SFD) (1 بایت) در اترنت برای همگام سازی بین دستگاه های انتقال دهنده و گیرنده استفاده می شوند. از این هشت بایت اولیه قاب برای جلب توجه گره های دریافت استفاده می شود. در اصل ، چند بایت اول به گیرندگان می گوید که آماده دریافت فریم جدید شوند.

قسمت آدرس MAC مقصد

قسمت MAC مقصد مقصد (6 بایت) شناسه گیرنده مورد نظر است. همانطور که ممکن است به یاد بیاورید ، این آدرس توسط لایه 2 برای کمک به دستگاه ها در تعیین اینکه آیا قاب مشخصی به آنها خطاب شده است ، استفاده می شود. آدرس موجود در قاب با آدرس MAC دستگاه مقایسه می شود. اگر آدرس ها مطابقت داشته باشند ، دستگاه فریم را می پذیرد.

منبع آدرس MAC منبع

قسمت MAC مقصد مقصد (6 بایت) رابط NIC یا فریم ارسال کننده را مشخص می کند. سوییچ ها همچنین از این آدرس برای افزودن آن به جداول نقشه برداری خود استفاده می کنند. در این بخش بعداً در مورد نقش سوییچ ها بحث خواهیم شد.

طول میدان / نوع

در مورد هر استاندارد IEEE 802.3 زودتر از سال 1997 ، قسمت Long طول دقیق میدان داده های فریم را مشخص می کند. این بعدا بعداً بعنوان بخشی از FCS برای اطمینان از درستی دریافت پیام استفاده می شود. اگر هدف از این زمینه تعیین نوع باشد ، مانند اترنت II ، قسمت Type توضیح می دهد که پروتکل پیاده سازی شده است.

این دو برنامه کاربردی درست در سال 1997 با استاندارد IEEE 802.3x ترکیب شدند زیرا هر دو برنامه متداول بودند. قسمت Ethernet Type II در تعریف فریم 802.3 فعلی گنجانده شده است. هنگامی که یک گره یک قاب را دریافت می کند ، باید فیلد طول را بررسی کند تا مشخص کند پروتکل سطح بالاتر در آن وجود دارد. اگر مقدار دو اوکت از عدد شش برابر 0x0600 یا عدد اعشاری 1536 بزرگتر یا مساوی باشد ، محتوای محتویات Data با توجه به نوع پروتکل نشان داده شده رمزگشایی می شود. اگر مقدار فیلد کمتر یا مساوی با عدد شش برابر 0x05DC یا عدد اعشاری 1500 باشد ، از قسمت طول برای نشان دادن استفاده از فریم فریم IEEE 802.3 استفاده می شود. این بین فریم های اترنت دوم و 802.3 فرق می کند.

زمینه های داده و بسته بندی

قسمت Data and Packing (46 تا 1500 بایت) حاوی داده های محصور شده از لایه بالاتر است که یک لایه 3 PDU معمولی است ، به طور معمول یک بسته IPv4. کلیه فریم ها باید حداقل 64 بایت داشته باشند. اگر یک بسته کوچکتر محصور شده باشد ، از Packing برای افزایش اندازه قاب به این حداقل اندازه استفاده می شود.

IEEE لیستی از انواع اترنت II را در اختیار شما قرار می دهد.

شبکه های اترنت در لایه پیوند داده از چهارچوب مختلف استفاده می کنند. این به دلیل سابقه طولانی در توسعه فناوری اترنت است که قدمت آن به تصویب استانداردهای IEEE 802 باز می گردد ، در شرایطی که زیرشاخه LLC از پروتکل کلی ایستادگی نکرده و بر این اساس از سرصفحه LLC استفاده نمی شود.

تفاوت در قالب های فریم می تواند منجر به ناسازگاری در عملکرد نرم افزار سخت افزاری و شبکه ای شود که برای کار با تنها یک استاندارد فریم اترنت طراحی شده است. با این حال ، امروزه تقریباً تمام آداپتورهای شبکه ، درایورهای آداپتور شبکه ، پل ها / سوئیچ ها و روترها می توانند با تمام قالب های فریم فن آوری اترنت که در عمل استفاده می شوند ، کار کنند و تشخیص نوع فریم به طور خودکار انجام می شود.

در زیر توضیحات مربوط به چهار نوع فریم اترنت (در اینجا ، یک فریم به کلیه فیلدهای مربوط به لایه پیوند داده ، یعنی فیلدهای لایه MAC و LLC اشاره دارد). یک نوع یکسان و یکسان می توانند نامهای مختلفی داشته باشند ؛ بنابراین برای هر نوع قاب چندین نوع از رایج ترین نام ها در زیر آورده شده است:

قاب 802.3 / LLC (قاب 802.3 / 802.2 یا قاب Novell 802.2)؛

قاب 802.3 خام (یا قاب Novell 802.3)

قاب اترنت DIX (یا قاب اترنت II)؛

قاب SNAP اترنت.

قالب های این چهار نوع فریم اترنت در شکل نشان داده شده است. 10.3

قاب 802.3 / LLC

عنوان هدر قاب 802.3 / LLC حاصل ترکیب زمینه های هدر قاب تعریف شده در IEEE 802.3 و 802.2 است.

استاندارد 802.3 هشت قسمت هدر را تعریف می کند (شکل 10.3 ؛ قسمت مقدمه و تعیین کننده اولیه فریم در شکل نشان داده نشده است).

زمینه مقدماتیشامل هفت بایت همگام سازی 10101010 است. در کدگذاری منچستر ، این ترکیب به عنوان سیگنال موج دوره ای با فرکانس 5 مگاهرتز در محیط فیزیکی ارائه می شود.

شروع فریم-محدود کننده ، SFDاز یک بایت 10101011 تشکیل شده است. ظاهر این ترکیب از بیت ها نشانگر این است که بایت بعدی اولین بایت از سرصفحه قاب است.

آدرس مقصد (DA)ممکن است 2 یا 6 بایت طولانی باشد. در عمل ، آدرس های 6 بایت همیشه استفاده می شود.

آدرس منبع (س) -این یک فیلد 2- یا 6 بایت است که حاوی آدرس گره است - فرستنده قاب. بیت اول آدرس همیشه 0 است.

طول (L) -یک فیلد 2 بایت که طول فیلد داده را در قاب مشخص می کند.

فیلد دادهمی تواند از 0 تا 1500 بایت باشد. اما اگر طول فیلد کمتر از 46 بایت باشد ، از فیلد زیر استفاده می شود - فیلد fill - برای اضافه کردن قاب به حداقل مقدار مجاز 46 بایت.

زمینه بالشتکمتشکل از چنین تعداد بایت از متغیرهایی است که حداقل طول فیلد داده 46 بایت را در اختیار شما قرار می دهد. این کار عملکرد صحیح مکانیسم تشخیص برخورد را تضمین می کند. اگر طول قسمت داده کافی باشد ، قسمت padding در قاب ظاهر نمی شود.

دنباله بررسی میدانی (PCS)شامل 4 بایت حاوی چک است. این مقدار با استفاده از الگوریتم CRC-32 محاسبه می شود.

یک فریم 802.3 یک فریم زیر لایه MAC است ؛ بنابراین ، مطابق با استاندارد 802.2 ، یک فریم زیر لایه LLC با دارای پرچم های شروع و پایان حذف شده در قسمت داده های آن تعبیه شده است. قالب فریم LLC در بالا توضیح داده شده است. از آنجا که قاب LLC دارای طول هدر 3 (در حالت LLC1) یا 4 بایت (در حالت LLC2) است ، حداکثر اندازه فیلد داده به 1497 یا 1496 بایت کاهش می یابد.

شکل 10.3. قالب های فریم اترنت

قاب Raw 802.3 که به آن قاب Novell 802.3 نیز گفته می شود در شکل 2 نشان داده شده است. 10.3 شکل نشان می دهد که این یک قاب زیر لایه 802.3 MAC است ، اما بدون قاب فرعی تعبیه شده LLC. Novell به دلیل عدم نیاز به شناسایی نوع اطلاعات جاسازی شده در قسمت داده ، مدت طولانی است که از سیستم های خدمات فریم LLC در سیستم عامل NetWare استفاده نمی کند - همیشه شامل بسته پروتکل IPX بود که مدت طولانی تنها پروتکل لایه شبکه در سیستم عامل NetWare بود.

قاب اترنت DIX / اترنت II

یک فریم Ethernet DIX که به آن نیز فریم اترنت II نیز گفته می شود ، دارای ساختاری است (شکل 10.3 را ببینید) که با ساختار یک فریم Raw 802.3 مطابقت دارد. با این حال یک زمینه 2 بایت طول (L)قاب 802.3 خام در هر فریم اترنت دیاکسبه عنوان فیلد نوع پروتکل استفاده می شود. این قسمت که اکنون با نام های Toure (T) یا EtherType شناخته می شود ، برای اهداف مشابه در نظر گرفته شده است تا زمینه های DSAP و SSAP قاب LLC - برای نشان دادن نوع پروتکل سطح بالا که بسته خود را در قسمت داده های این قاب تعبیه کرده است.

قاب اترنت SNAP

برای از بین بردن ناسازگاری در رمزگذاری انواع پروتکل که پیام های آنها در قسمت داده فریم اترنت تعبیه شده است ، کمیته 802.2 برای استاندارد سازی بیشتر فریم های اترنت کار را انجام داد. نتیجه یک فریم SNAP اترنت است (SNAP - پروتکل دسترسی به Subnetwork). یک فریم SNAP اترنت (شکل 10.3 را ببینید) یک فریم 802.3 / LLC با معرفی یک هدر پروتکل SNAP اضافی است که از دو بخش OUI و Tour تشکیل شده است. قسمت Toure از 2 بایت تشکیل شده است و قسمت Toure قاب Ethernet II را با فرمت و هدف تکرار می کند (یعنی از همان مقادیر پروتکل کد استفاده می کند). قسمت OUI (شناسه منحصر به فرد سازمانی) شناسه سازمانی را که کنترل کدهای پروتکل را در قسمت Tour کنترل می کند ، تعریف می کند. با استفاده از هدر SNAP ، سازگاری با کدهای پروتکل در فریم های اترنت II حاصل شده و یک طرح رمزگذاری پروتکل جهانی ایجاد شده است. کدهای پروتکل برای 802 فن آوری توسط IEEE کنترل می شود ، که دارای OUI 000000 است. اگر کدهای پروتکل دیگری برای هر فناوری جدید در آینده مورد نیاز هستند ، کافیست شناسه دیگری از سازمان را تعیین کنید که این کدها را اختصاص می دهد ، و مقادیر کد قدیمی همچنان معتبر باقی می مانند. همراه با OUI دیگر).

داستان

اترنت به همراه بسیاری از اولین پروژه های زیراکس PARC توسعه داده شد. به طور کلی پذیرفته شده است که اترنت در تاریخ 22 مه 1973 ، زمانی که رابرت متکالف اختراع شد ( رابرت متکالف) یادداشتی را برای فصل PARC درباره پتانسیل فناوری اترنت گردآوری کرد. اما Metcalf چند سال بعد حق قانونی فناوری را بدست آورد. در سال 1976 ، وی و دستیار وی دیوید بوگز جزوه ای با عنوان اترنت: توزیع بسته بندی توزیع شده برای شبکه های رایانه محلی را منتشر کردند. R. M. Metcalfe و D. R. Boggs. اترنت: سوئیچ پکیج توزیع شده برای شبکه های رایانه ای محلی. // ارتباطات ACM ، 19 (5): 395--404 ، ژوئیه 1976.

متکالف در سال 1979 زیراکس را ترک کرد و 3Com را برای ارتقاء رایانه ها و شبکه های محلی (LAN) تأسیس کرد. وی موفق به متقاعد کردن DEC ، Intel و Xerox برای همکاری با یکدیگر و توسعه استاندارد اترنت (DIX) شد. این استاندارد برای اولین بار در تاریخ 30 سپتامبر 1980 منتشر شد. وی با دو فناوری بزرگ ثبت اختراع ، Token Ring و Arcnet كه به زودی در زیر امواج گسترده محصولات اترنت دفن شدند ، رقابت را آغاز كرد. در فرایند مبارزه ، 3Com به شرکت اصلی در این صنعت تبدیل شد.

فناوری

در استاندارد نسخه های اول (Ethernet v1.0 و Ethernet v2.0) آمده است که از کابل کواکسیال به عنوان وسیله انتقال استفاده می شود ، بعداً استفاده از جفت پیچ خورده و یک کابل نوری امکان پذیر شد.

انواع محبوب اترنت به 10Base2 ، 100BaseTX و غیره گفته می شود. در اینجا ، عنصر اول سرعت انتقال ، Mbps را نشان می دهد. عنصر دوم:

انتقال مستقیم - غیر مستقیم
گسترده - استفاده از کابل پهنای باند با چند برابر تقسیم فرکانس.

عنصر سوم: طول کابل گرد در صدها متر (10Base2 - 185 متر ، 10Base5 - 500 متر) یا محیط انتقال (T ، TX ، T2 ، T4 - جفتهای پیچ خورده ، FX ، FL ، FB ، SX و LX - فیبر نوری ، CX - دوقلو کابل برای گیگابیت اترنت).

دلایل تغییر به جفت پیچ خورده عبارتند از:

توانایی کار در حالت دوبلکس.
هزینه کم کابل جفت پیچ خورده؛
قابلیت اطمینان شبکه بالاتر در صورت نقص کابل.
مصونیت صوتی بیشتر هنگام استفاده از سیگنال دیفرانسیل.
توانایی تأمین کابل های گره کم مصرف ، مانند تلفن های IP (استاندارد قدرت بیش از اترنت ، POE).
عدم ارتباط گالوانیک (جریان فعلی) بین گره های شبکه. هنگام استفاده از کابل کواکسیال در شرایط روسیه ، جایی که ، به عنوان یک قاعده ، هیچ گونه پایه و اساس رایانه ای وجود ندارد ، استفاده از کابل کواکسیال اغلب با خرابی کارت های شبکه و گاهی اوقات حتی فرسودگی کامل واحد سیستم همراه بود.

دلیل جابجایی به کابل نوری لزوم افزایش طول قطعه بدون تکرار بود.

روش کنترل دسترسی (برای شبکه کابل کواکسیال) - دسترسی چندگانه با کنترل و تشخیص برخورد (CSMA / CD ، Carrier Sense Multiple Access با تشخیص برخورد) ، میزان انتقال داده 10 مگابیت در ثانیه ، اندازه بسته از 72 تا 1526 بایت ، شرح داده شده است روشهای رمزگذاری داده حالت عملیاتی دو برابر است ، یعنی گره نمی تواند همزمان اطلاعات را دریافت و دریافت کند. تعداد گره ها در یک بخش شبکه اشتراکی محدود به محدوده 1024 ایستگاه کاری است (مشخصات لایه فیزیکی می تواند محدودیت های سخت تری را تعیین کند ، به عنوان مثال ، بیش از 30 ایستگاه کاری نمی تواند به یک بخش کواکسیال نازک وصل شود و بیش از 100 تا یک قطعه کواکسیال ضخیم نباشد). با این حال ، شبکه ساخته شده در یک بخش مشترک مدتها قبل از رسیدن به تعداد تعداد گره ها ناکارآمد می شود ، عمدتا به دلیل عملکرد نیمه دوبلکس.

اکثر کارتهای اترنت و سایر دستگاهها از سرعت چندگانه داده ها با استفاده از سرعت خودکار و دوبلکس پشتیبانی می کنند تا به بهترین ارتباط بین دو دستگاه برسند. اگر تشخیص خودکار کار نکند ، سرعت بر روی شریک تنظیم می شود و انتقال نیمه دوبلکس فعال می شود. به عنوان مثال ، وجود پورت اترنت 10/100 در دستگاه بدان معنی است که می توانید با استفاده از فناوری های 10BASE-T و 100BASE-TX از طریق آن کار کنید و پورت اترنت 10/100/1000 از 10BASE-T ، 100BASE-TX و 1000BASE- پشتیبانی می کند. ت.

اصلاحات اولیه اترنت

Xerox Ethernet - فناوری اصلی ، سرعت 3 مگابیت در ثانیه ، در دو نسخه وجود دارد ، نسخه 1 و نسخه 2 ، فریم فریم آخرین نسخه هنوز هم به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
10BROAD36 - استفاده گسترده ای نیست. یکی از اولین معیارهایی که در مسافت های طولانی کار می کند. فناوری استفاده شده برای مدولاسیون پهنای باند ، مشابه آنچه در مودم های کابل استفاده می شود. به عنوان یک رسانه انتقال داده ها ، از کابل کواکسیال استفاده شد.
1BASE5 - همچنین به عنوان StarLAN شناخته می شود ، این اولین اصلاح فن آوری اترنت با استفاده از جفت پیچ خورده بود. با سرعت 1 مگابیت بر ثانیه کار کرد ، اما کاربرد تجاری پیدا نکرد.

10 مگابیت بر ثانیه اترنت

10BASE5، IEEE 802.3 (همچنین به آن "اترنت ضخیم" نیز گفته می شود) یک فناوری توسعه اولیه با سرعت انتقال داده 10 مگابیت بر ثانیه است. به دنبال استاندارد IEEE اولیه ، از یک کابل کواکسیال 50 اهم (RG-8) با حداکثر طول قطعه 500 متر استفاده می کند.
10BASE2، IEEE 802.3a (به نام "Thin Ethernet") - از کابل RG-58 استفاده می شود ، با حداکثر طول قطعه 200 متر ، رایانه ها به یکدیگر متصل می شوند ، یک اتصال T برای اتصال کابل به کارت شبکه مورد نیاز است و کابل باید دارای کانکتور BNC باشد. . در هر انتها لازم است ترمیناتورها استفاده شوند. سالهاست که این استاندارد برای فناوری اترنت اساسی است.
StarLAN 10 - اولین توسعه ، با استفاده از جفت پیچ خورده برای انتقال داده با سرعت 10 مگابیت در ثانیه. بیشتر در استاندارد 10BASE-T تکامل یافت.

با وجود این واقعیت که امکان اتصال بیش از دو دستگاه در حالت سیمپلکس به یک کابل واحد (قطعه) یک جفت پیچ خورده وجود دارد ، چنین نقشه ای بر خلاف کار با کابل کواکسیال هرگز برای اترنت استفاده نمی شود. بنابراین ، تمام شبکه های روی یک کابل جفت پیچ خورده از توپولوژی ستاره استفاده می کنند ، در حالی که شبکه های روی کابل کواکسیال بر روی توپولوژی اتوبوس ساخته شده اند. ترمیناتورها برای عملکرد جفت پیچ خورده در هر دستگاه ساخته شده اند و نیازی به استفاده از پایانه های خارجی اضافی در خط نیست.

10BASE-T، IEEE 802.3i - 4 سیم کابل جفت پیچ خورده (دو جفت پیچ خورده) از دسته 3 یا طبقه 5 برای انتقال داده ها استفاده می شود. حداکثر طول قطعه 100 متر است.
فویل - (مخفف پیوند بین تکرارکننده فیبر نوری). استاندارد اصلی فن آوری اترنت با استفاده از کابل نوری برای انتقال داده است. حداکثر فاصله انتقال داده ها بدون تکرار 1 کیلومتر است.
10BASE-F، IEEE 802.3j - اصطلاح اصلی برای خانواده ای با استاندارد 10 مگابیت بر ثانیه اترنت است که از کابل های فیبر نوری تا 2 کیلومتر دورتر استفاده می کنند: 10BASE-FL ، 10BASE-FB و 10BASE-FP. از موارد فوق ، فقط 10BASE-FL به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.
10BASE-FL (فیبر پیوند) - نسخه بهبود یافته ای از استاندارد FOIRL. این بهبود در افزایش طول قطعه تا 2 کیلومتر تأثیر داشت.
10BASE-FB (ستون فقرات فیبر) - اکنون یک استاندارد استفاده نشده ، که برای ترکیب تکرار کننده ها در یک صندوق عقب در نظر گرفته شده است.
10BASE-FP (فیبر غیرفعال) - توپولوژی "ستاره منفعل" ، که در آن به تکرارها نیازی نیست ، استفاده نشده است.

اترنت سریع (اترنت سریع ، 100 مگابیت بر ثانیه)

100BASE-T - اصطلاح عمومی برای استاندارد هایی که از کابل جفت پیچ خورده به عنوان واسطه استفاده می کنند. طول قطعه تا 100 متر. شامل استاندارد های 100BASE-TX ، 100BASE-T4 و 100BASE-T2 می باشد.
100BASE-TX، IEEE 802.3u - تدوین استاندارد 10BASE-T برای استفاده در شبکه های توپولوژی ستاره. کابل جفت پیچ خورده رده 5 درگیر است ، در واقع فقط از دو جفت محافظت نشده محافظت شده استفاده می شود ، انتقال داده دوتایی پشتیبانی می شود ، فاصله تا 100 متر.
100BASE-T4 - یک استاندارد با استفاده از جفت پیچ خورده از طبقه 3. هر چهار جفت هادی درگیر هستند ، انتقال داده ها در دوبل است. تقریباً استفاده نمی شود.
100BASE-T2 - استاندارد با استفاده از کابل جفت پیچ خورده طبقه 3. فقط دو جفت هادی درگیر هستند. در هنگام حرکت سیگنالها در جهتهای مخالف برای هر جفت ، از دوبلکس کامل پشتیبانی می شود. سرعت انتقال از یک جهت 50 مگابیت بر ثانیه است. تقریباً استفاده نمی شود.
100BASE-SX - استاندارد با استفاده از فیبر چند حالته. حداکثر طول قطعه 400 متر در نیمه دوبلکس (برای تشخیص برخورد تصادفی) یا 2 کیلومتر در دوتایی کامل است.
100BASE-FX - استاندارد با استفاده از فیبر تک حالته. حداکثر طول فقط با کاهش در کابل فیبر نوری و توان فرستنده محدود می شود.
100BASE-FX WDM - استاندارد با استفاده از فیبر تک حالته. حداکثر طول فقط با کاهش در کابل فیبر نوری و توان فرستنده محدود می شود. رابط ها از دو نوع هستند ، با طول موج فرستنده متفاوت هستند و یا با اعداد (طول موج) یا با یک حرف لاتین A (1310) یا B (1550) مشخص می شوند. فقط رابط های جفت می توانند به صورت یک جفت کار کنند: از یک طرف ، فرستنده با سرعت 1310 نانومتر و از طرف دیگر با سرعت 1550 نانومتر است.

اترنت سریع

Fast Ethernet (IEEE802.3u، 100BASE-X) مجموعه ای از استانداردها برای انتقال داده ها در شبکه های رایانه ای است ، با سرعت حداکثر 100 مگابیت در ثانیه ، بر خلاف اترنت معمولی (10 مگابیت در ثانیه).

گیگابیت اترنت (اترنت گیگابیت ، 1 گیگابایت در ثانیه)

1000BASE-T، IEEE 802.3ab یک استاندارد است که از دسته 5e با زوج پیچ خورده استفاده می کند. هر 4 جفت در انتقال داده ها شرکت می کنند. نرخ انتقال داده برای هر جفت 250 مگابیت بر ثانیه است. از روش رمزگذاری PAM5 استفاده شده است ، فرکانس اساسی 62.5 مگاهرتز است.
1000BASE-TX توسط انجمن صنعت ارتباطات از راه دور ایجاد شده است انجمن صنعت ارتباطات از راه دور ، TIAو در مارس 2001 به عنوان "مشخصات لایه فیزیکی Duplex Ethernet 1000 Mb / s (1000BASE-TX) سیستم های کابل دسته 6 متقارن (ANSI / TIA / EIA-854-2001) منتشر شد" "مشخصات دوتایی کامل اترنت برای 1000 مگابیت در ثانیه (1000BASE-TX) که بیش از رده 6 کابل کشی بهم پیوسته تعادل (ANSI / TIA / EIA-854-2001) کار می کند") در استاندارد از انتقال گیرنده جداگانه استفاده می شود (1 جفت برای انتقال ، 1 جفت برای دریافت ، برای هر جفت داده با سرعت 500 مگابیت در ثانیه منتقل می شود) ، که طراحی ترانزیستور را بسیار ساده می کند. اما در نتیجه ، سیستم کابل با کیفیت بالا برای بهره برداری پایدار با استفاده از این فناوری مورد نیاز است ، بنابراین 1000BASE-TX فقط می تواند از کابل رده 6 استفاده کند. تفاوت مهم دیگر بین 1000BASE-TX عدم وجود یک طرح جبران دیجیتال برای وانت و مداخلات برگشتی است ، در نتیجه پیچیدگی ، میزان مصرف برق و قیمت پردازنده ها پایین تر از پردازنده های استاندارد 1000BASE-T قرار می گیرد. بر اساس این استاندارد تقریبا هیچ محصولی ایجاد نشده است ، اگرچه 1000BASE-TX از پروتکل ساده تری نسبت به استاندارد 1000BASE-T استفاده می کند و بنابراین می تواند از الکترونیک ساده تری استفاده کند.
1000BASE-X یک اصطلاح عمومی برای استانداردهای دارای گیرنده GBIC یا SFP قابل جابجایی است.
1000BASE-SX، IEEE 802.3z استانداردی است که از فیبر چند حالته استفاده می کند. دامنه انتقال سیگنال بدون تکرار تا 550 متر است.
1000BASE-LX، IEEE 802.3z استانداردی است که از فیبر تک حالت استفاده می کند. برد انتقال سیگنال بدون تکرار تا 80 کیلومتر است.
1000BASE-CX - استانداردی برای مسافت های کوتاه (تا 25 متر) با استفاده از کابل دوقلوی با امپدانس موج 150 اهم. با استاندارد 1000BASE-T جایگزین شده و اکنون مورد استفاده قرار نمی گیرد.
1000BASE-LH (Long Haul) - استانداردی با استفاده از فیبر تک حالته. برد انتقال سیگنال بدون تکرار تا 100 کیلومتر است.

10 گیگابایت اترنت

استاندارد جدید 10 گیگابیت اترنت شامل هفت استاندارد محیط فیزیکی برای LAN ، MAN و WAN است. این در حال حاضر با اصلاح IEEE 802.3ae توصیف شده است و باید در نسخه بعدی استاندارد IEEE 802.3 گنجانده شود.

10GBASE-CX4 - 10 فناوری گیگابیت اترنت برای مسافت های کوتاه (تا 15 متر) ، از کابل مسی CX4 و اتصالات InfiniBand استفاده می کند.
10GBASE-SR - از 10 فن آوری گیگابیت اترنت برای مسافت های کوتاه (حداکثر 26 یا 82 متر بسته به نوع کابل) از فیبر چند حالته استفاده می شود. همچنین با استفاده از فیبر جدید چند حالته (2000 مگاهرتز / کیلومتر) از مسافت حداکثر 300 متر پشتیبانی می کند.
10GBASE-LX4 - از multiplexing تقسیم طول موج برای پشتیبانی از مسافت های 240 تا 300 متر از فیبر نوری چند حالته استفاده می کند. همچنین در هنگام استفاده از فیبر تک حالته مسافتهایی تا 10 کیلومتر را پشتیبانی می کند.
10GBASE-LR و 10 گیگابایت-ER - این استانداردها به ترتیب از مسافت حداکثر 10 و 40 کیلومتر پشتیبانی می کنند.
10 GBASE-SW, 10GBASE-LW و 10GBASE-EW - این استانداردها از رابط فیزیکی استفاده می کنند که در فرمت سرعت و داده با رابط OC-192 / STM-64 SONET / SDH سازگار است. آنها به ترتیب مطابق با استانداردهای 10GBASE-SR ، 10GBASE-LR و 10GBASE-ER هستند زیرا از همان نوع کابل و مسافت انتقال استفاده می کنند.
10 گیگابایت-T، IEEE 802.3an-2006 - در ژوئن 2006 پس از 4 سال توسعه پذیرفته شد. از کابل جفت پیچ خورده محافظت شده استفاده می کند. فاصله - تا 100 متر.

استاندارد 10 گیگابیت اترنت هنوز خیلی جوان است ، بنابراین زمان لازم خواهد بود تا بفهمم کدام یک از استانداردهای فوق رسانه انتقال دهنده واقعاً در بازار تقاضا خواهد بود. 10 گیگ / ثانیه حد مجاز نیست. توسعه 1000G اترنت و بالاتر در حال حاضر در حال انجام است.

ما سه عنصر اصلی استاندارد را تشخیص می دهیم: فریم فریم ، سیستم هشدار بین ایستگاه های کاری هنگام انتقال داده ها با استفاده از پروتکل CSMA / CD ، و مجموعه ای از رسانه های فیزیکی: کابل کواکسیال ، جفت پیچ خورده ، کابل فیبر نوری.

قالب فریم اترنت

در شکل 7-2 قالب فریم اترنت را نشان می دهد. زمینه ها اهداف زیر را دارند:
- مقدمه: 7 بایت ، که هر یک از آنها جایگزینی از صفرها و صفرهای 10101010 است. مقدمه به شما امکان می دهد تا همگام سازی بیت را در سمت گیرنده تنظیم کنید.
- تعیین کننده فریم شروع (SFD): 1 بایت ، دنباله 10101011. نشان می دهد که قسمت های اطلاعاتی قاب را دنبال می کنند. این بایت را می توان به مقدمه اختصاص داد.
- آدرس مقصد (DA ، آدرس مقصد): 6 بایت ، آدرس MAC ایستگاه (آدرس های MAC ایستگاه ها) را که این قاب در نظر گرفته شده است نشان می دهد. این می تواند یک آدرس فیزیکی منفرد (unicast) ، یک آدرس چند مرحله ای یا یک آدرس پخش باشد.
- آدرس فرستنده (SA ، آدرس منبع): بایت ، آدرس MAC ایستگاه را ارسال می کند که قاب را ارسال می کند.
- زمینه نوع یا طول فریم (T یا L ، نوع یا طول): 2 بایت. دو قالب فریم اساسی اترنت وجود دارد (در اصطلاحات انگلیسی اصطلاحات خام - قالبهای خام) - EthernetII و IEEE 802.3 (شکل 7.2) ، و زمینه مورد نظر برای آنها هدف متفاوتی دارد. برای یک قاب EthernetII ، این قسمت شامل اطلاعاتی در مورد نوع قاب است. در زیر مقادیر شش ضلعی این زمینه برای برخی از پروتکل های شبکه رایج وجود دارد: 0x0800 برای IP ، 0x0806 برای ARP ، 0x809B برای AppleTalk ، 0x0600 برای XNS و 0x8137 برای IPX / SPX. با مشخص کردن مقدار خاص (یکی از لیست های ذکر شده) در این زمینه ، فریم فرمت واقعی را بدست می آورد و در این قالب می توان قاب را از قبل در شبکه توزیع کرد.
- برای یک فریم IEEE 802.3 ، این قسمت شامل اندازه فیلد بعدی است که به صورت بایت بیان شده است ، در قسمت داده داده LLC. اگر این تعداد به طول کلی فریم کمتر از 64 بایت منجر شود ، در این قسمت قسمت Pad در پشت قسمت Data Data اضافه می شود. برای پروتکل سطح بالاتر هیچ اختلافی با تعیین نوع قاب وجود ندارد ، زیرا برای یک فریم IEEE 802.3 مقدار این فیلد نمی تواند بیش از 1500 باشد (0x05DC). بنابراین ، هر دو قالب فریم می توانند آزادانه در همان شبکه وجود داشته باشند ؛ علاوه بر این ، یک آداپتور شبکه می تواند از طریق پشته پروتکل با هر دو نوع ارتباط برقرار کند.
- Data (LLC داده): یک فیلد داده است که توسط زیرمجموعه LLC پردازش می شود. خود قاب IEEE 802.3 هنوز نهایی نیست. بسته به مقادیر بایت های اول این زمینه ، ممکن است سه قالب نهایی برای این فریم IEEE 802.3 وجود داشته باشد:
- Ethernet_802.3 (یک فرمت استاندارد نیست ، در حال حاضر منسوخ شده استفاده شده توسط Novell) - دو بایت اول داده های LLC 0xFFFF هستند.
- EthernetSNAP (فرمت استاندارد IEEE 802.2 SNAP ، که بیشتر در شبکه های مدرن ، خصوصاً برای پروتکل TCP / IP ترجیح داده می شود) - اولین بایت داده های LLC 0xAA است.
- Ethernet_802.2 (فرمت استاندارد IEEE 802.2 استفاده شده توسط Novell در NetWare 4.0) - اولین بایت داده های LLC نه 0xFF (11111111) و نه 0xAA (10101010) است.

یک فیلد اضافی (پد - پرکننده) - فقط در صورتی که قسمت داده کوچک باشد ، پر می شوید تا طول فریم را به حداقل اندازه 64 بایت افزایش دهید - مقدمه در نظر گرفته نمی شود. حد پایین در حداقل طول فریم برای برطرف کردن صحیح برخورد لازم است.

Frame Check Sequence (FCS): یک فیلد 4 بایت که نشانگر محاسبات محاسبه شده با استفاده از کد افزونگی چرخه ای در قسمتهای کادر است ، به استثناء مقدمات SDF و FCS.

شکل 7.2 دو فرمت اصلی فریم MAC اترنت

انواع اصلی الگوریتم های دسترسی تصادفی برای محیط زیست

پروتکل CSMA / CD ماهیت تعامل ایستگاه های کاری در شبکه را با یک رسانه انتقال داده مشترک مشترک برای همه دستگاه ها تعریف می کند. کلیه ایستگاه ها برای انتقال داده ها شرایط برابر دارند. هیچ توالی خاصی وجود ندارد که براساس آن ایستگاه ها می توانند به رسانه انتقال دهند. به این معناست که دسترسی به محیط به طور تصادفی انجام می شود. به نظر می رسد اجرای الگوریتم های دسترسی تصادفی یک کار بسیار ساده تر از اجرای الگوریتم های دسترسی قطعی است. از آنجا که در مورد دوم یا پروتکل ویژه ای لازم است که عملکرد کلیه دستگاه های شبکه (به عنوان مثال پروتکل گردش توکن ذاتی در شبکه های Token Ring و FDDI) یا یک دستگاه مخصوص اختصاصی master hub را کنترل کند ، که در یک دنباله خاص امکان ارسال کلیه ایستگاه های دیگر را فراهم می کند (شبکه ها Arcnet ، 100VG AnyLAN).

با این حال ، شبکه با دسترسی تصادفی دارای یک اشکال ، شاید اصلی آن است - عملکرد کاملاً پایدار شبکه در ازدحام زیاد نیست ، وقتی می تواند مدت زیادی طول بکشد تا این ایستگاه بتواند داده ها را انتقال دهد. دلیل این امر برخوردهایی است که بین ایستگاههایی که انتقال همزمان یا تقریباً همزمان آغاز شده است ، بوجود می آیند. هنگامی که یک تصادف رخ می دهد ، داده های منتقل شده به گیرنده ها نمی رسد و ایستگاه های انتقال دهنده مجدداً انتقال را از سر می گیرند.

ما یک تعریف می دهیم: مجموعه همه ایستگاه های شبکه ، انتقال همزمان هر جفت که منجر به برخورد شود ، یک دامنه برخورد (دامنه برخورد) نامیده می شود. به دلیل برخورد (درگیری) ، ممکن است تاخیرهای غیرقابل پیش بینی در هنگام توزیع فریم ها روی شبکه ، به ویژه هنگامی که شبکه بسیار شلوغ است (بسیاری از ایستگاه ها سعی دارند همزمان همزمان را در داخل حوزه درگیری ،\u003e 20-25) و با قطر زیادی از دامنه درگیری (\u003e 2 کیلومتر) انتقال دهند. بنابراین ، هنگام ساخت شبکه ، توصیه می شود از چنین حالت های عملیاتی شدید خودداری کنید.

مشکل ساخت پروتکل قادر به برطرف کردن برخورد با عقلانی ترین روش و بهینه سازی عملکرد شبکه در بارهای زیاد ، یکی از موضوعات اساسی در مرحله شکل گیری استاندارد اترنت IEEE 802.3 بود. در ابتدا سه رویکرد اصلی به عنوان کاندیداهای اجرای استاندارد دسترسی تصادفی به محیط در نظر گرفته شد (شکل 7.3): غیر ثابت ، 1 ثابت و p-ثابت.

شکل 7.3 الگوریتم های دسترسی تصادفی چندگانه (CSMA) و تأخیر زمان در یک وضعیت درگیری (خاموش شدن تصادف)

الگوریتم غیر مداوم (غیر پایدار). با استفاده از این الگوریتم ، ایستگاهی که می خواهد انتقال یابد با قوانین زیر هدایت می شود.

1. به متوسط \u200b\u200bگوش می دهد ، و اگر رسانه آزاد است (یعنی اگر انتقال دیگری وجود ندارد یا سیگنال برخورد وجود ندارد) ، انتقال می یابد ، در غیر این صورت رسانه شلوغ است - به مرحله 2 ادامه می یابد.
2. اگر رسانه شلوغ است ، منتظر زمان تصادفی (مطابق با منحنی توزیع احتمال خاص) و به مرحله 1 باز می گردد.

استفاده از مقدار انتظار تصادفی در هنگام مشغله بودن محیط ، احتمال تصادف را کاهش می دهد. در واقع ، فرض کنید که در غیر این صورت ، دو ایستگاه تقریباً به طور همزمان منتقل می شدند ، در حالی که سوم در حال انتقال بود. اگر دو نفر اول قبل از شروع انتقال ، یک زمان انتظار تصادفی نداشته باشند (اگر رسانه شلوغ باشد) ، بلکه فقط به رسانه گوش می داد و منتظر آزاد شدن آن بود ، پس از آنکه ایستگاه سوم متوقف شد انتقال دو نفر اول شروع به انتقال همزمان می کنند ، که به ناچار منجر به به تصادفات بنابراین ، انتظار تصادفی احتمال چنین برخورد هایی را از بین می برد. با این حال ، ناراحتی این روش در استفاده ناکارآمد از پهنای باند کانال آشکار می شود. از آنجا که ممکن است اتفاق بیفتد که در زمان آزاد بودن رسانه ، ایستگاهی که می خواهد منتقل شود ، قبل از تصمیم گیری برای گوش دادن به رسانه ، هنوز هم زمان تصادفی صبر می کند ، زیرا قبل از آن قبلاً به رسانه ای مشغول گوش دادن بود. در نتیجه ، کانال حتی اگر تنها یک ایستگاه منتظر انتقال باشد ، مدتی بیکار است.

1-الگوریتم مداوم. برای کاهش زمان وقتی محیط شلوغ نیست ، می توان از یک الگوریتم 1 ثابت استفاده کرد. با استفاده از این الگوریتم ، ایستگاهی که می خواهد انتقال یابد با قوانین زیر هدایت می شود.

1. به متوسط \u200b\u200bگوش می دهد ، و اگر رسانه مشغول کار نیست ، انتقال می یابد ، در غیر این صورت به مرحله 2 ادامه می یابد؛
2. اگر رسانه شلوغ است ، تا زمانی که رسانه آزاد نباشد ، به گوش دادن به رسانه ادامه دهید و به محض اینکه رسانه آزاد شد ، بلافاصله شروع به انتقال می کند.

با مقایسه الگوریتم های غیر ثابت و 1 ثابت ، می توان گفت که در یک الگوریتم 1 ثابت ایستگاهی که می خواهد انتقال دهد ، "خودخواهانه" رفتار می کند. بنابراین ، اگر دو یا چند ایستگاه منتظر انتقال باشند (منتظر ماند تا رسانه آزاد شود) ، می توان گفت که برخورد با آن تضمین می شود. بعد از تصادف ، ایستگاه ها تصمیم می گیرند که در آینده چه کاری انجام شود.

الگوریتم پایدار. قوانین این الگوریتم به شرح زیر است:
1. اگر رسانه آزاد باشد ، ایستگاه با احتمال p بلافاصله انتقال را شروع می کند یا با احتمال (1-p) منتظر فاصله زمانی T می ماند. بازه T معمولاً برابر با حداکثر زمان انتشار سیگنال از انتهای تا انتهای شبکه است.
2. اگر رسانه شلوغ است ، ایستگاه گوش دادن را تا زمانی که رسانه آزاد نباشد ادامه می دهد ، سپس به مرحله 1 ادامه می دهید.
3. اگر انتقال با یک فاصله T به تأخیر افتد ، ایستگاه به مرحله 1 باز می گردد.

و در اینجا این سوال برای انتخاب موثرترین مقدار پارامتر p ایجاد می شود. مشکل اصلی نحوه جلوگیری از عدم ثبات در بارگیریهای زیاد است. شرایطی را در نظر بگیرید که در آن n ایستگاه ها قصد انتقال فریم را دارند در حالی که انتقال در حال انجام است. در پایان انتقال ، تعداد ایستگاه های مورد انتظار که سعی در انتقال آن دارند با محصول تعداد افرادی که مایل به انتقال ایستگاه ها هستند با احتمال انتقال ، یعنی غیره برابر است. در صورت np\u003e 1 ، به طور متوسط \u200b\u200bچندین ایستگاه سعی می کنند بلافاصله انتقال دهند که این امر باعث بروز برخورد می شود. علاوه بر این ، به محض شناسایی یک برخورد ، همه ایستگاه ها دوباره به مرحله 1 خواهند رفت که این امر باعث یک برخورد مکرر می شود. در بدترین حالت ، ایستگاه های جدید که مایل به انتقال هستند ممکن است به n اضافه شوند ، که این وضعیت را بیشتر می کند و در نهایت منجر به برخورد مداوم و توان صفر می شود. برای جلوگیری از چنین فاجعه ، PR باید کمتر از وحدت باشد. اگر شبکه مستعد وقوع حالتهایی باشد که بسیاری از ایستگاه ها همزمان می خواهند انتقال دهند ، بنابراین کاهش p ضروری است. از طرف دیگر ، وقتی p خیلی کوچک شود ، حتی یک ایستگاه واحد می تواند بطور متوسط \u200b\u200b(1 - p) / p فواصل T قبل از انتقال صبر کند. بنابراین اگر p \u003d 0.1 باشد ، میانگین خرابی قبل از انتقال 9T خواهد بود.

شبکه با استفاده از فن آوری اترنت 1000base t. توسعه شبکه دسترسی یکپارچه مبتنی بر فناوری های اترنت و Wi-Fi. قسمت آدرس MAC مقصد