Анализ и определение основных технологий, которые могут быть использованы для построения ЛВС отдела

Анализ и определение основных технологий, которые могут быть использованы для построения ЛВС отдела

Технология Ethernet. Сетевая технология локальных сетей  Ethernet обеспечивает скорость передачи 10 Мбит/с. В классической локальной сети Ethernet применяется стандартный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий). Однако  все большее распространение получила версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витые пары, так как монтаж и обслуживание их гораздо проще. В локальных сетях Ethernet применяются  топологии типа “шина” (рис.1), а метод доступа CSMA/CD.

Рис.1 Топология типа «шина»

Стандарт IEEE802.3 в зависимости от типа среды передачи данных имеет модификации:

      10BASE5 (толстый коаксиальный кабель) - обеспечивает скорость передачи данных 10 Мбит/с и длину сегмента до 500м;

      10BASE2 (тонкий коаксиальный кабель) - обеспечивает скорость передачи данных 10 Мбит/с и длину сегмента до 200м;

      10BASE-T (неэкранированная витая пара) - позволяет создавать сеть по звездной топологии. Расстояние от концентратора до конечного узла до 100м. Общее количество узлов не должно превышать 1024;

       10BASE-F (оптоволоконный кабель) - позволяет создавать сеть по звездной топологии. Расстояние от концентратора до конечного узла до 2000м.

Пакет в Ethernet состоит из нескольких частей (таблица 1).

Таблица 1

                                                           Заголовок LLC

Топология Fast Ethernet. Сетевая технология локальных сетей Fast Ethernet обеспечивает скорость передачи 100 Мбит/с. Комитет IEEE 802.3 принял спецификацию Fast Ethernet в качестве стандарта 802.3u, который не является самостоятельным стандартом, а представляет собой дополнение к существующему стандарту 802.3 в виде глав с 21 по 30. В сети Fast Ethernet не предусмотрена физическая топология «шина», используется только «звезда»  или  «дерево» (рис.2).

Рис.2 Топология типа «звезда»

Форматы кадров технологии Fast Ethernet не отличаются от форматов кадров технологий 10-Мегабитного Ethernet'a (таблица 1). Метод доступа к каналу CSMA/CD.

Сетевая технология Fast Ethernet обеспечивает скорость передачи 100 Мбит/с и имеет три модификации:

            100BASE-T4 - используется неэкранированная витая пара (счетверенная витая пара). Расстояние от концентратора до конечного узла до 100м;

            100BASE-TX - используются две витые пары (неэкранированная и экранированная). Расстояние от концентратора до конечного узла до 100м;  

            100BASE-FX - используется оптоволоконный кабель (два волокна в кабеле). Расстояние от концентратора до конечного узла до 2000м.

Технология Gigabit Ethernet. Сетевая технология локальных сетей Gigabit Ethernet обеспечивает скорость передачи 1000 Мбит/с. В 1998 году принят стандарт, получивший наименование IEEE 802.3z. Топология «звезда» (рис.2). Метод доступа к каналу CSMA/CD.

Таблица 2 отображает формат кадра Gigabit Ethernet при использовании расширения носителя.

Таблица 2

Существуют следующие модификации стандарта:

      1000BASE-SX – применяется оптоволоконный кабель с длиной волны светового сигнала 850 нм;

      1000BASE-LX – используется оптоволоконный кабель с длиной волны светового сигнала 1300 нм;

      1000BASE-CX – используется экранированная витая пара;

      1000BASE-T – применяется счетверенная неэкранированная витая пара.

Технология Token Ring. Сеть Token-Ring предполагает использование разделяемой среды передачи данных, которая образуется объединением всех узлов в кольцо. Сеть Token-Ring имеет звездно-кольцевую топологию (основная кольцевая и звездная дополнительная топология, рис.3).

Рис.3 Топология «звезда-кольцо»

Таблица 3 отображает формат кадра Token Ring при использовании расширения носителя.

Таблица 3

Для доступа к среде передачи данных используется маркерный метод (детерминированный маркерный метод). Стандарт IEEE 802.5 поддерживает витую пару (экранированную и неэкранированную) и оптоволоконный кабель. Максимальное число узлов на кольце - 260, максимальная длина кольца - 4000 м. Скорость передачи данных до 16 Мбит/с.

Технология FDDI. FDDI– стандартизованная спецификация для сетевой архитектуры высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи – 100 Мбит/с. Эта технология во многом базируется на архитектуре Token-Ring и используется детерминированный маркерный доступ к среде передачи данных. Стандарт ANSI X3T9.5. Топология построения сети – «кольцо» (рис.4).

Рис.4 Топология «кольцо»

Максимальная протяженность кольца сети – 100 км. Максимальное количество абонентов сети – 500. Структура пакета представлена в таблице 4.

Таблица 4

Сеть FDDI - это очень высоконадежная сеть, которая создается на основе двух оптоволоконных колец, образующих основной и резервный пути передачи данных между узлами.

Используемые аппаратные  средства

Таблица 5

Вывод: Разработанный в 1973 стандарт Ethernet сегодня является наиболее популярным среди стандартов ЛВС. Как технология с разделяемой средой Ethernet обеспечивает скорость передачи 10 Mбит/с для всех пользователей, имеющих доступ к среде передачи и протокол разрешения доступа. По мере расширения сети доступная пользователю полоса сужается за счет того, что канал 10 Mbps делится между всеми узлами сети. Повышение производительности компьютеров и использование приложений с интенсивным сетевым трафиком требует расширения полосы для полной реализации возможностей программ и оборудования. Расширение сетей и повышение производительности компьютеров требуют расширения доступной пользователям полосы, обеспечиваемой сетевой средой передачи. Существует два способа расширения полосы, доступной каждому пользователю. Технология Fast Ethernet базируется на расширении полосы разделяемой среды до 100 Mbps, обеспечивая рост скорости в 10 раз. Другим способ является снижение числа узлов сети, называемый сегментацией и осуществляется за счет деления большой сети на несколько меньших. Новый тип устройств, называемых коммутаторами Ethernet, обеспечивает требуемые возможности.

      Fast Ethernet.В сетях 100Base-TX уровень сигнала не так важен по сравнению со временем распространения сигналов. Механизм CSMA/CD в сети Fast Ethernet работает так же, как в сети Ethernet 10 Мбит/с, и пакеты имеют аналогичный размер, но их скорость распространения через среду передачи в десять раз выше. Из-за того, что механизм детектирования коллизий остался тем же, системы все еще должны выявлять возникновение коллизии прежде, чем истечет время состязания (то есть прежде, чем будут переданы 512 байт данных). Таким образом, поскольку трафик распространяется быстрее, временной зазор уменьшается, и максимальная длина сети также должна быть сокращена, чтобы выявление коллизий происходило безошибочно. По этой причине предельная общая длина сети 100Base-TX примерно составляет 210 м. Это значение необходимо соблюдать намного более жестко, чем максимум в 500 м для сети 10Base-T.

Однако дальнейшее развитие сетей Ethernet не закончилось, и следующим его этапом стало появление стандарта, получившего название Gigabit Ethernet. Основное достижение – это увеличение скорости передачи данных до 1 Гбит/с.Для этого была разработана технология IEEE 802.3ab (1000BASE-T), использующая витую пару категорий 5e. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных – 250 Мбит/с по одной паре. Несмотря на то, что большинство существующих сетей используют Fast Ethernet, этот стандарт постепенно вытесняет более современный Gigabit Ethernet.

Разработка модели и моделирование функционирования локальной вычислительной сети (ЛВС)

Исходные данные и данные, полученные в результате расчетов

Таблица 6