Реферат: Обзор сетевых архитектур
Максимальное число станций, подключаемых к сегменту, должно быть не больше 30. Подключение станций осуществляется с помощью T- и BNC-коннектора с волновым сопротивлением 50 Ом.
T-коннектор представляет собой небольшой тройник, который одной стороной подключается к сетевому адаптеру, а двумя другими через BNC-коннекторы – к коаксиальному кабелю. Сетевые коннекторы аналогичны коннекторам для подключения измеряемых устройств к осциллографам.
BNC-коннекторы подсоединяются к коаксиальному кабелю путем распайки, обжима или закрутки. В двух последних случаях используется специальный монтажный инструмент. На свободном конце оконечных рабочих станций должен располагаться специальный терминатор, представляющий собой небольшую заглушку с волновым сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля.
Терминатор используется для поглощения сигналов на концах коаксиального кабеля и предотвращения эффекта отраженной волны. Один из терминаторов (но не оба) должен быть заземлен. Иначе сеть будет работать неустойчиво.
Сетевой адаптер для системы 10BASE2 предполагает наличие встроенного приемопередатчика. Следует заметить, что большинство сетевых адаптеров с целью унификации имеют соответствующие разъемы и могут использоваться и в сети 10BASE2, так и в сети 10BASE5. Адаптеры могут иметь как автономное исполнение и подключаться к компьютеру с помощью интерфейса RS-232С, и встраиваться в компьютер на его системную шину. Автономные адаптеры Ethernet стоят несколько дороже встраиваемых адаптеров и, как правило, применяются в тех случаях, когда невозможно поместить адаптер внутрь компьютера.
В общем, за счет использования относительно дешевого кабеля и отсутствия трансиверов, стоимость сети Ethernet 10BASE2 является более низкой по сравнению с сетью Ethernet 10BASE5, в связи с чем за ней закрепилось название CheapNet (дешевая сеть).
Используя специальные повторители (репитеры), можно объединять между собой до пяти сегментов сети. В этом случае максимальная длина сети Ethernet 10BASE5 составляет 2,5 км, а максимальная длина сети Ethernet 10BASE2 – 1 км. Репитеры могут располагаться в произвольном участке сегмента, образуя сети различной конфигурации – линейной или разветвленной.
Более того, повторители позволяют объединять сети с толстым и тонким кабелем. В настоящее время появились многопортовые повторители, позволяющие объединять несколько сегментов в виде звездообразной структуры. Таким образом, с помощью повторителей может быть реализована топология локальной компьютерной сети, близкая к оптимальной. При этом необходимо соблюдать так называемое правило “5-4-3”. В соответствии с этим правилом можно объединять между собой не более пяти сегментов сети, используя для этого четыре повторителя. Цифра три указывает на то, что к трем сегментам могут быть подключены узлы сети.
Совершенствование сетевых средств, и в первую очередь адаптеров, позволило широко использовать витые пары проводников в качестве передающей среды локальных компьютерных сетей.
Так, в рамках сети Ethernet и, соответственно, стандарта IEEE 802.3 разработана спецификация 10BASE-T, определяющая использование в качестве передающей среды витой пары проводников категории 3 и длиной кабеля до 100 метров. Основным структурным элементом сети является концентратор (Hub), к которому радикальным образом (рис.2) подключаются рабочие станции.
Концентратор 10BASE - T
 |
 |
 |
 |
 |  |
Рис. 2 Структура сети Ethernet стандарта 10BASE - T
Используя несколько концентраторов, можно построить сеть достаточно сложной конфигурации. Например, объединив два концентратора с помощью коаксиального кабеля, можно получить локальную сеть, представленную на рис.3.
Концентраторы 10BASE - T
 |
|
 |
Рис.3. Структура сети Ethernet с двумя концентраторами
Для соединения витых пар проводников с концентратором и сетевым адаптером используются стандартные телефонные разъемы RJ-45. По своей структуре и функциональным характеристикам адаптер станции совместим с адаптерами для коаксиального кабеля. В связи с этим в настоящее время с целью унификации выпускаются преимущественно универсальные сетевые адаптеры Ethernet 10BASE5/2/T, оснащенные разъемами DB-15, BNC и RJ-45.
Дальнейшее повышение эффективности сетей Ethernet связывается с использованием коммутирующих концентраторов (switching hub), которые в отличие от обычных (ретранслирующих) концентраторов позволяют рассматривать сегменты сети в качестве отдельных сетей, связанных вместе через интерфейс коммутации пакетов. Коммутирующий концентратор снабжен двумя буферами на каждый подключаемый порт: для принимаемых и передаваемых пакетов. Благодаря этому коммутируемый концентратор работает аналогично узлу коммутации пакетов, принимая и передавая пакеты одновременно между различными парами абонентов. Это, наряду с увеличением производительности, позволяет избежать столкновений пакетов. Компьютерные сети, использующие подобную технологию, получили Switch Ethernet.
Также новым технологическим направлением развития сетей Ethernet является оптоволоконная сеть Ethernet 10BASE-F со скоростью передачи 10 Мбит/с. В качестве передающей среды используется 50- или 100-микронный оптоволоконный кабель. Сеть характеризуется звездообразной топологией, которая поддерживается с помощью оптоволоконных концентраторов. Максимальная длина одного луча (сегмента) составляет 2100 метров.
Подводя итог, следует отметить, что в настоящее время имеется широкий выбор сетевых адаптеров, повторителей и концентраторов, позволяющих создавать сети различного состава и конфигурации. В частности, практически все концентраторы, например IBM 8224, IBM 8271, имеют по несколько входов для подключения сегментов сетей 10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T и 10BASE-F.
FAST ETHERNET
Сеть Fast Ethernet представляет собой дальнейшее различие сети Ethernet за счет увеличения в 10 раз тактовой частоты. При этом основные аспекты построения сети Ethernet остались неизменными. В первую очередь это касается метода доступа, формата кадра и др. Основные отличия касаются физического уровня и связаны используемой передающей средой.
В соответствии со стандартом IEEE 802.3u для технологии Fast Ethernet в зависимости от применяемого кабеля определены следующие три наименования: 100Base-TX и 100Base-T4 – для витой пары проводников и 100 Base-FX – для оптоволоконного кабеля.
Система 100Base-FT использует две ары проводов: одну для передачи, другую – для приема данных. Спецификация стандарта на физическую среду передачи данных ANSI TP-PMD, на котором основано применение витой пары в 100Base-TX, допускает использование неэкранированной (UTP) категории 5 и экранированной (STP) витых пар.
Наиболее распространенной средой является неэкранированная витая пара. В этом кабеле пары проводников должны быть завиты по всей длине, за исключением его концов, где кабель подключается к разъемам. Длина невитого участка не должна превышать 1-1,5 см. протяженность сегментов в сети 100Base-TX на кабеле UTP категории 5 с волновым сопротивлением 100 Ом не должна превышать 100 м. Это ограничение диктуется допустимым временем задержки распространения сигнала в передающей среде и является достаточно жестким. С целью снижения влияния помех используется биполярная передача: по одному из проводов передается положительный, а другому – отрицательный потенциал. В отличие от стандарта ANSI TP-PMD в 100Base-TX используется такая же распайка, как и в 100Base-T. Это позволяет заменять соответствующие интерфейсные платы без перепайки или замены кабеля.
Стандартом 100Base-TX предусмотрено использование экранированной витой пары с волновым сопротивлением 150 Ом и стандартных девяти штырьковых коннекторов D-типа.
Специализацией 100Base-T также определена длина кабеля до 100 м. При этом допускается использование кабелей UTP категорий 3, 4 и 5, однако рекомендуется использование кабеля категории 5. Из четырех используемых пар две предназначены для однонаправленной передачи, а две другие – для двунаправленной передачи. Пары обозначаются следующим образом: TX – для однонаправленной передачи данных; RX – для однонаправленного приема; BI – две остальные пары для обмена данными в обоих направлениях. С целью снабжения уровня помех при подключении кабеля 100Base-T4 необходимо придерживаться правила перекрестного соединения пар проводников.