Вопрос 122. Стандарты скоростных магистралей Fast Ethernet, Switch Ethernet, 100VG.

FAST ETHERNET Этот стандарт использует канальный уровень, идентичный стандарту Ethernet. Отличия имеются лишь на физическом уровне. Данный стандарт обеспечивает скорость 100 Мбит/с.

Существует две разновидности стандарта, использующие различную среду передачи:

100 BASE-X – поддерживается экранированная и неэкранированная витая пара категории 5 (100 BASE-TX) и оптоволокно (100 BASE-LX); количество витых пар – 2.

100 BASE-T4 – поддерживается неэкранированная витая пара категорий 3,4,5. допускается дуплексная работа.

Fast Ethernet поддерживает лишь одну топологическую структуру – звезда.

Коммуникационные средства – концентраторы. Максимальное расстояние от абонента до концентратора – 100м.

SWITCH ETHERNET

Этот стандарт имеет алгоритмическую структуру полностью идентичную стандарту Ethernet но, в отличие от него, может предоставлять каждому поль­зо­ва­телю полную пропускную способность канала, за счет создания в моноканале несколь­ких виртуальных соединений между приемниками и передатчиками информации. Для реализации данного стандарта используется специальное оборудование – коммути­рующие концентраторы (концентраторы Switch). Данные коммутаторы при получе­нии пакета по одному из входов, отправляют его только в порт получателя. При при­ходе нескольких пакетов на вход коммутатора, он параллельно пересылает их в пор­ты получателей, образуя, таким образом, несколько виртуальных соединений на вре­мя передачи пакет.

Высокая суммарная пропускная способность (до нескольких Гбит/с ) достигает­ся за счет использования внутренней скоростной шины коммутатора.

В общем случае коммутатор реализуется, как быстродействующая специализированная мультипроцессорная система со скоростной внутренней шиной.

Switch Ethernet обеспечивает максимальную производительность при работе в одноранговых либо многосерверных сетях.

При работе ЛС в режиме "клиент-сервер", когда все абоненты обращаются к об­щему ресурсу, данный ресурс должен иметь самый скоростной канал, который бы под­держивал одновременную работу N медленных каналов. Это достигается исполь­зованием в коммутаторе нескольких каналов, реализованных по технологии Fast E к ко­торому и подключаются серверы.

Коммутатором поддерживается мостовой и сквозной режимы передачи.

Мостовой режим:при работе, передаваемый пакет полностью принимается коммутатором, анализируется и пересылается получателю. Данный режим аналогичен работе стандартного моста, и вносит задержку, связанную с необходимостью запоминания пакета.

Сквозной режимпри работе коммутатор сразу переадресует пакет получателю, после получения его адреса, содержащегося в заголовке. Данный способ обеспечивает минимальную задержку при передаче пакета.

Существует два класса коммутаторов:

Коммутаторы для рабочих групп (work group switches) – позволяют подсоединить к каждому своему порту только один сетевой адрес, то есть выполня­ется коммутация на уровне отдельных абонентов. Они имеют специальный порт расширения, который позволяет объединить их между собой по их внутренней шине.

Сетевые коммутаторы (network switches) – позволяют образовывать виртуальные соединения между сетевыми сегментами, то есть к каждому порту се­тевого коммутатора подключается некоторый сетевой сегмент. Они обеспечивают подключение к каждому порту до 1000 сетевых адресов. Сетевой коммутатор выпол­няет функцию многопортового моста между сетевыми сегментами.

VG

Это стандартизированная сетевая технологи, обеспечивающая скоростную передачу информации 100 Мбит/с по четырем неэкранированным витым парам категории 3,4,5. Данный стандарт поддерживает топологию типа "звезда" и использует централизованный метод доступа с приоритетом запросов – DPA (Demand Priority Access). Данный метод доступа является детерминированным и обеспечивает максимальную пропускную способность сети за счет отсутствия столкновений и задержек передачи эстафетного маркера, так как опрос абонентов осущ5ествляется аппаратно. Приоритетные запросы используются для обслуживания скоростных мультимедийных приложений, которые критичны к задержанию передачи сообщений.

Для построения сети 100VG используются специализированные компьютеры, реализующие аппаратно метод доступа DPA. В центре сети находится центральный коммутатор либо компьютер первого уровня. К нему подключаются абоненты либо коммутаторы второго уровня. Максимальное удаление абонента от коммутатора любого уровня – 100м (для кабеля категории 3,4) и 180м для кабеля категории 5, и до 2км для оптоволокна.

Абонент соединяется с коммутатором четырех проводной линией, которая работает в дуплексном режиме при передаче управляющих сигналов, и в полудуплексном при передаче информации. Обмен управляющими сигналами производится на стадии арбитража канала. По двум линиям из четырех абонент передает запрос, а по двум оставшимся коммутатор разрешает абоненту либо принимать, либо передавать информацию.

DPA-коммутатор постоянно отслеживает состояние портов (аппаратно). Если имеется приоритетный запрос, то он обслуживается в первую очередь. Коммутатор принимает по данному входу и передает его получателю, после этого, если нет приоритетных запросов на входах, в случае обнаружения запроса, коммутатор разрешает источнику передачу и переводит принимающую станцию в состояние приема. Если абонентом, выставившим запрос, является станция, то после получения доступа она может передать один пакет (нельзя монополизировать канал). Если абонент – это коммутатор нижнего уровня, то после получения доступа он может передать N запросов за один сеанс передачи (N – число входов), если при этом не поступят более приоритетные запросы.

Коммутатор отслеживает максимальную задержку сообщений при передаче приоритетных запросов. Если количество приоритетных запросов велико, и при этом невозможно передавать сообщения с меньшим приоритетом, то коммутатор переводит все неприоритетные сообщения в ранг приоритетных.

Структура сети, использующей технологию 100VG:

.

1 ур.

2 ур.

3 ур.