Комп’ютерні мережі

Правила проектування мереж стандарту 10Base-T

Технологія Ethernet 10Base-T была стандартизована тільки в 1990 году (стандарт IEEE 802.3). Стандарт 10Base-T предбачає побудову ЛОМ шляхом використання кабельних сегментів для створення каналів зв’язку point-to-point . Тому основною топологією стає вже не "шина", як в 10Base-5 та 10Base-2, а "зірка". Геометричні разміри мереж, побудованих за стандартом 10Base-T, також залежать від послаблення сигналу в передаючому середовищі та від часу розповсюдження сигналу. Тобто, визначив інший тип кабеля, з’єднувачі та іншу топологію мережі, 10Base-T залишається тим самим Ethernet в логічному розумінні, що і 10Base-5. В цьому розумінні концентратор ( Hub ) це просто сегмент коаксіального кабеля із стандарту 10Base-5 або 10Base-Правила застосування цього стандарту такі: 

1. Мережа стандарту 10Base-Т може вміщувати максимум чотири концентратори.
2. Компьютери підключаються до концентраторів кабелями UTP (STP) категорій 3, 4 або 5.
3. Підключення до концентраторів виконується коннекторами  ( роз’ємами ) RJ-45 і кабелями  "прямого  з’єднання".
4. З’єднання концентраторів між собою виконується кабелями  "перехресного з’єднання"  або,привикористанні Up-Link-портів ,  кабелями “прямого з’єднання”.
5. Максимальна довжина UTP- сегмента - 100 м.
6. Максимальна кількість комп’ютерів, підключених до всіх концентраторів ЛОМ - 1024.
7. Мінімальна довжина кабельного сегмента - 2.5 м.
8. Максимальна  загальна довжина мережі - 500 м.

Приклад застосування стандарту 10Base-T

Найпростіший варіант застосування стандарту 10Base-Т 

 

Рис.2.6  Мережа Ethernet стандартa 10Base-T

Найпростіший варіант мережі, збудованої за технологією 10Base-T - мережа з одним концентратором ( Рис.2.6 ). Найбільш розповсюджені малопотужні концентратори мають 8 портів . З їх допомогою можна  створити мережу невеликого офіса, яка не буде сильно збільшуватись і не потребує мережного адміністрування. Таке рішення прийнятне для територіально зосереджених мереж (в межах декількох суміжних приміщень). Треба мати на увазі, що ціна "за порт" у багатопортових концентраторах нижче. Тому, якщо планується об’єднати в мережу біля 20-ти комп’ютерів, доцільно придбати один 24-х портовий концентратор, ніж три 8-ми портових.

Резюме правил та рекомендацій стандарту IEEE 802.3

 

1. Максимальна кількість комп’ютерів в мережі без застосування спеціальных засобів - 1024.
2. Максимальна кількість кабельних сегментов не більше п’яти (для мережі, що не містить  комутаторів або маршрутизаторів). При цьому кiлькість сегментів з коаксіального кабеля не може бути більше трьох.
3. Максимальна кількість концентраторів або повторювачів в довільній комбінації між найбільш віддаленими вузлами мережі - 4 (якщо серед них є хоча б один Fiber-Optic Hub, то 5).
4. Максимальна кількість мостів, комутаторів або маршрутизаторів з функціями мостів між довільними двома вузлами мережі - 7. Це рекомендація  стандарту IEEE 802.1. При цьому, якщо шлях даних проходить через міст (коммутатор), відлік концентраторів та кабельных сегментів починается спочатку. Міст (комутатор) ізолює трафік локальної мережі, оскільки він усуває просування пакетів (forwarding) на зворотню сторону моста в тих випадках, коли пакет пройшов кабельный сегмент, на якому знаходиться вузол-отримувач. Мости та коммутатори також розпізнають  пакети  що попали в колізію (collision packets) і не пропускают їх на інші кабельні сегменты. Таким чином колізії усуваються в рамках кожної з ЛОМ, з’єднаних  мостом або комутатором. 

 

Для технології Fast Ethernet розроблені різні варіанти фізичного рівня, що відрізняються не тільки типом кабелю й електричних параметрів імпульсів, як це зроблено в технології 10 Мбіт Ethernet, але і способом кодування сигналів, і кількістю  провідників , які використовуються у кабелі. Тому фізичний рівень Fast Ethernet має більш складну структуру, ніж класичний Ethernet. Ця структура представлена на  Рис.2.7 

 

Рис. 2.7  Структура фізичного рівня мережі Fast Ethernet

 

Фізичний рівень складається із трьох підрівнів: 

• Рівень узгодження (reconciliation sublayer). 
• Незалежний від середовища інтерфейс (Media Independent Interface, MII).
• Пристрій фізичного рівня (Physical layer device, PHY).
• Пристрій фізичного рівня (PHY) забезпечує кодування даних, що надходять від MAC-підрівня для передачі їх по кабелю визначеного типу, синхронізацію переданих по кабелю даних, а також приймання і декодування даних у вузлі-приймачі. 

Інтерфейс MII підтримує незалежний від використовуваного фізичного середовища спосіб обміну даними між MAC-підрівнем і підрівнем PHY. Цей інтерфейс аналогічний по призначенню інтерфейсу AUI класичного Еthеrnеt за винятком того, що інтерфейс AUI розташовувався між підрівнем фізичного кодування сигналу (для будь-яких варіантів кабелю використовувався однаковий метод фізичного кодування - манчестерський код) і підрівнем фізичного приєднання до середовища, а інтерфейс MII розташовується між MAC-підрівнем і підрівнями кодування сигналу, яких у стандарті Fast Ethernet три - FX, TX і T4. 

Підрівень узгодження потрібний для того, щоб погодити роботу підрівня MAC з інтерфейсом MII.

 

 

MII використовує 4-бітні порції даних для рівнобіжної передачі їх між MAC і PHY. Канал передачі даних від MAC до PHY утворений 4-бітною шиною даних, що синхронізується тактовим сигналом, який генерується PHY, а також сигналом "Передача", який генерується MAC-підрівнем. 

Аналогічно, канал передачі даних від PHY до MAC утворений іншою 4-бітною шиною даних, що синхронізується тактовим сигналом і сигналом "Приймання", що генеруються PHY. 

Якщо пристрій PHY знайшов помилку в стані фізичного середовища, то воно може передати повідомлення про це на підрівень MAC у виді сигналу "Помилка приймання" (receive error). MAC-підрівень (чи повторювач) повідомляють про помилку пристрою PHY за допомогою сигналу "Помилка передачі" (transmit error). Звичайно, повторювач, одержавши від PHY якого-небудь порту сигнал "Помилка приймання", передає на всі пристрої