Сколько компьютеров может объединять один сегмент компьютерной сети ethernet стандарта 10base 5
Выбор структуры сети — занятие нетривиальное. Помочь в этом могут спецификации на кабельные системы:
Выбор определяется многими факторами, не последний из которых — имеющаяся сумма на создание (модернизацию) сети. Так, самый дешевый вариант — это 10Base-2.
10Base2
В соответствии со спецификацией IEEE 802.3 эта топология называется 10Base2 [10 -скорость передачи 10 Мбит/с, Base — узкополосная передача, 2 — передача на расстояние, примерно в два раза превышающее 100 м (фактическое расстояние 185 м)].
Сеть такого типа ориентирована на тонкий коаксиальный кабель, или тонкий Ethernet, с максимальной длиной сегмента 185 м. Минимальная длина кабеля 0,5 м (20 дюймов). Кроме того, существует ограничение на максимальное количество компьютеров, которое может быть размещено на 185-метровом сегменте кабеля, — 30 штук.
- BNC баррел-коннекторы;
- BNC Т-коннекторы;
- BNC-терминаторы.
Сети на тонком Ethernet обычно имеют топологию «шина». Стандарты IEEE для тонкого Ethernet не предусматривают использования кабеля трансивера между Т-кон-нектором и компьютером. Вместо этого Т-коннектор располагают непосредственно на плате сетевого адаптера.
BNC баррел-коннектор, соединяя сегменты кабеля, позволяет увеличить его общую длину. Например, Вам нужен кабель длиной 30 м, а у Вас есть сегменты тонкого кабеля по 20 и 5 м. Соедините двумя баррел-коннекторами эти сегменты, чтобы получить кабель нужной длины. Однако использование баррел-коннекторов желательно свести к минимуму, поскольку они ухудшают качество сигнала.
- относительно недорогой;
- прост в установке;
- легко конфигурируется.
По спецификации IEEE 802.3, сеть на тонком Ethernet может поддерживать до 30 узлов (компьютеров и репитеров) на один кабельный сегмент.
Максимальнальная длина сегмента | 185 м (607 футов) |
Соединение с сетевой картой | BNC T-коннектор |
Количество магистральных сегментов и репитеров | 5 сегментов на 4-х репитерах |
Максимальное количество компьютеров на сегмент | По спецификации - 30 |
Количество сегментов, к которым могут быть подключены компьютеры | Три сермента из пяти (один репитер используется только для усиления сигнала) |
Максимальнальная общая длина сети | 925 м (3035 футов) |
Общее число компьютеров в ЛВС без применения специальных компонентов, увеличивающих это количество | По спецификации - до 1024 |
Сейчас сети на коаксиальных кабелях морально устарели.
1000Base-X
Комитет IEEE 802.3z Gigabit Task Force разрабатывает 4 стандарта на передачу информации со скоростью 1000 Мбит/с.
1000Base-LX
Использует трансиверы на длинноволновом лазере | |
Тип кабеля | одномодовый и многомодовый оптический кабель |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов на сегменте | 2 |
Максимальная длина сегмента | для одномодового — 3 км |
для многомодовго — 550 м |
1000Base-SX
Использует трансиверы на коротковолновом лазере и многомодовый оптический кабель. | |
Тип кабеля | многомодовый оптический кабель |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов на сегменте | 2 |
Максимальная длина сегмента | |
для многомодового диаметром 62,5 мкм | 300 м |
для многомодового диаметром 50,0 мкм | 550 м |
1000Base-CX
Использует экранированную витую пару | |
Тип кабеля | STP |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов на сегменте | 2 |
Максимальная длина сегмента | 25 м |
1000Base-T
Использует неэкранированную витую пару | |
Тип кабеля | UTP5 |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов на сегменте | 2 |
Максимальная длина сегмента | 100 м |
10Base-5
Тип кабеля | толстый коаксиальный кабель RG-8/11 (желтый Ethernet) |
---|---|
Топология | шина |
Максимальное число узлов на сегменте | 100 |
Максимальное количество сегментов | 5 (4 репитера, 2 сегмента без узлов) |
Максимальная длина сегмента | 500 м |
Максимальная длина сети | 2500 м (300 узлов) |
Минимальное расстояние между точками включения | 2,5 м |
Максимальная длина трансиверного кабеля | 50 м |
10Base-T
Тип кабеля | UTP3, UTP4, UTP5 |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов на сегменте | 1024 |
Максимальное количество сегментов | 5 (последовательно) |
Максимальная длина сегмента | 100 м |
Максимальная длина сети | 500 м |
Способ подсоединения узла | RJ-45 |
Количество используемых пар кабеля | 2 |
10ВаsеТ
В 1990 году IEEE опубликовал спецификацию 802.3 для построения сети Ethernet на основе витой пары. l0BaseT (10 — скорость передачи 10 Мбит/с, Base — узкополосная, Т — витая пара) — сеть Ethernet, которая для соединения компьютеров обычно использует неэкранированную витую пару (UTP). Тем не менее и экранированная витая пара (STP) также может применяться в топологии lOBaseT без изменения каких-либо ее параметров.
Большинство сетей этого типа строятся в виде звезды, но по системе передачи сигналов представляют собой шину, как и другие конфигурации Ethernet. Обычно концентратор сети lOBaseT выступает как многопортовый (multiport) репитер и часто располагается в распределительной стойке здания. Каждый компьютер подключается к другому концу кабеля, соединенного с концентратором, и использует две пары проводов: одну — для приема, другую — для передачи.
Максимальная длина сегмента l0BaseT — 100 м (328 футов). Минимальная длина кабеля — 2,5 м (около 8 футов). Сеть l0BaseT может обслуживать до 1024 компьютеров.
100Base-T4
Тип кабеля | UTP3, UTP4, UTP5 |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов на сегменте | 1024 |
Максимальное количество сегментов | 3 (последовательно) |
Максимальная длина кабеля между концентраторами | 5 м |
Максимальная длина сегмента | 100 м |
Максимальная длина сети | 205 м |
Способ подсоединения узла | RJ-45 |
Количество используемых пар кабеля | 4 (3 — обмен данными, 1 — определение коллизий) |
10Base5
В соответствии со спецификацией IEEE эта топология называется 10Base5 [10 — скорость передачи 10 Мбит/с, Base — узкополосная передача, 5 — сегменты по 500 м (5 раз по 100 м)]. Известно и другое ее название - стандартный Ethernet.
Сети на толстом коаксиальном кабеле (толстый Ethernet) обычно используют топологию «шина». Толстый Ethernet может поддерживать до 100 узлов (рабочих станций, репитеров и т.д.) на магистральный сегмент. Магистраль, или магистральный сегмент, — главный кабель, к которому присоединяются трансиверы с подключенными к ним рабочими станциями и репитерами. Сегмент толстого Ethernet может иметь длину 500 м при общей длине сети 2500 м (8200 футов).
Расстояния и допуски для толстого Ethernet больше, чем для тонкого Ethernet.
- Трансиверы.
Трансиверы, обеспечивая связь между компьютером и главным кабелем ЛВС, совмещены с «зубом вампира»(это коннектор такой), соединенным с кабелем. - Кабели трансиверов.
Кабель трансивера (ответвляющийся кабель) соединяет трансивер с платой сетевого адаптера. - DIX-коннектор, или AUI-коннектор. Этот коннектор расположен на кабеле трансивера.
- Коннекторы N-серии (в том числе баррел-коннекторы) и терминаторы М-серии.
Компоненты толстого Ethernet работают так же, как компоненты тонкого Ethernet.
Максимальнальная длина сегмента | 500 м (1650 футов) |
Соединение с сетевой картой | BNC T-коннектор |
Количество магистральных сегментов и репитеров | 5 сегментов на 4-х репитерах |
Количество сегментов, к которым могут быть подключены компьютеры | Три сермента из пяти (один репитер используется только для усиления сигнала) |
Максимальнальная общая длина сети | 2500 м (8200 футов) |
Общее число компьютеров на сегмент | По спецификации - до 100 |
Также возможно комбинирование толстого и тонкого Ethernet. Толстый хорошо подходит в качестве магистрали, а для ответвления применяют тонкий кабель.
Сейчас сети на коаксиальных кабелях морально устарели.
100Base-FX
Тип кабеля | одномодовый оптический кабель |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов на сегменте | 1024 |
Максимальная длина сегмента: коммутатор—коммутатор, full duplex коммутатор—коммутатор, half duplex коммутатор—узел, full duplex коммутатор—узел, half duplex | 2 км 412 м 2 км 412 м |
Token-Ring
Тип кабеля | UTP, STP |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов/MSAU * на сегменте | UTP — 72/9 |
STP — 260/33 | |
Максимальная длина сегмента (без репитера) | |
UTP | 150 м (для скорости 4 Mbps), 60 м (для скорости 16 Mbps) |
STP | 300 м (для скорости 4 Mbps), 100 м (для скорости 16 Mbps) |
Максимальная длина сегмента между репитерами | |
UTP | 365 м |
STP | 725 м |
Способ подсоединения узла | RJ-45 |
Количество используемых пар кабеля | 2 |
Использованы материалы из Novell Ethernet Installation Supplement и с сервера Технического Управления фирмы АйТи
Размещение сквозной ссылки
Сетевые архитектуры. Ethernet. 10Мбит/с.
- 10BaseT (Витая пара);
- 10Base2 (Тонкий коаксиал);
- 10Base5 (Толстый коаксиал);
- 10BaseFL (Оптоволокно).
10Base-5
Тип кабеля | толстый коаксиальный кабель RG-8/11 (желтый Ethernet) |
---|---|
Топология | шина |
Максимальное число узлов на сегменте | 100 |
Максимальное количество сегментов | 5 (4 репитера, 2 сегмента без узлов) |
Максимальная длина сегмента | 500 м |
Максимальная длина сети | 2500 м (300 узлов) |
Минимальное расстояние между точками включения | 2,5 м |
Максимальная длина трансиверного кабеля | 50 м |
10BaseFL
10BaseFL (10 - скорость передачи 10 Мбит/с, Base - узкополосная передача, FL - оптоволоконный кабель) представляет собой сеть Ethernet, в которой компьютеры и репитеры соединены оптоволоконным кабелем.
Основная причина причина популярности 10BaseFL - возможность прокладывать кабель между репитерами на большие расстояния (например между зданиями). Максимальная длина сегмента 10BaseFL - 2000м.
Размещение сквозной ссылки
Правила Проектирования ЛВС Рабочей Группы Стандартов 10Base-5/2/Т
В этой статье будут рассмотрены общие правила проектирования ЛВС, не содержащих в своем составе Switch-ей (коммутаторов) и WAN оборудования (т.е. портов связи с глобальными сетями).
Исторически сложилось так, что основная масса сетей, по меньшей мере в Молдове, создавалась по технологии 10Base-2 и 10Base-T. На сегодняшний день основными типами ЛВС являются сети, построенные на базе "витой пары". По-этому основной акцент в данной статье будет делаться на правила проектирования сетей стандарта 10Base-T, а также особенности и ограничения, накладываемые на эти правила при совместном их применении с другими стандартами (10Base-5, 10Base-2, 10Base-F, 100Base-TX, 100Base-T4 и 100VG-AnyLAN).
В начале несколько основополагающих терминов и определений:
Правила проектирования сетей стандарта 10Base-5
- сеть стандарта 10Base-5 может состоять максимум из пяти магистральных сегментов.
- сегменты сети соединяются между собой репитерами. Их максимальное количество - 4.
- компьютеры могут быть подключены только к трем сегментам магистрального кабеля.
- максимальная длина сегмента - 500 м (длины кабелей трансиверов не учитываются).
- на концах кабельного сегмента должны быть установлены терминаторы.
- подключение компьютеров к магистральному кабелю осуществляется с помощью трансивера.
- максимальное расстояние между компьютером и трансивером - 50 м.
- минимальное расстояние между трансиверами - 2,5 м.
- максимальное количество компьютеров на кабельном сегменте - 100.
- максимальное количество компьютеров на всех сегментах сети - 1024.
- максимальная общая длина сети - 2500 м.
Примеры применения технологии 10Base-5
Применение технологии 10Base-5 на одном коаксиальном сегменте
Приведенный на рис. 1 пример "классического" Ethernet-а настолько широко распространен в литературе, что, по-моему, не требует никаких комментариев.
Демонстрация возможностей технологии 10Base-5
На рис. 2 изображен вариант построения многосегментной ЛВС с применением технологии 10Base-5 и многопортовых трансиверов. Пример с многопортовыми трансиверами приведен с целью продемонстрировать то явление, что "классический" Ethernet - система, имеющая достаточно развитую базу аксессуаров.
Правила проектирования сетей стандарта 10Base-2
Множество сетей стандарта 10Base-2 было построено во второй половине 80-х - начале 90-х г.г. В настоящее время, как правило, областью применения этого стандарта являются магистральные каналы, при помощи которых объединяются рабочие группы, построенные с применением технологии 10Base-T, а также небольшие ЛВС, как правило одноранговые и имеющие в своем составе не более 10-ти (обычно 3-5) компьютеров. Широкое применение технологии 10Base-2 сдерживается недостаточно высокой надежностью кабельной подсистемы в целом как системы с "общей шиной", а также тем, что на практике она была дискредитирована в результате повсеместного применения при монтаже не специфицированных для этого кабелей, что приводило к неустойчивой работе сетей, построенных с применением этого вида технологии. Лично мне приходилось наблюдать результаты применения не просто неподходящего кабеля по своим геометрическим характеристикам, но даже применение сегментов с волновым сопротивлением 75 и 100 ом.
Правила применения технологии 10Base-2:
- сеть стандарта 10Base-5 может состоять максимум из пяти магистральных сегментов.
- сегменты сети соединяются между собой репитерами (максимум 4).
- компьютеры могут быть подключены только к трем сегментам магистрального кабеля. Два сегмента служат для увеличения диаметра ЛВС.
- подключение компьютеров осуществляется с помощью Т-коннекторов.
- максимальная длина сегмента - 185 м.
- применяемый кабель - RG-58 (волновое сопротивление 50 ом).
- на концах кабельного сегмента должны быть установлены терминаторы.
- максимальное количество компьютеров на кабельном сегменте - 30 (учитывая подключенные к кабелю, но не задействованные Т-коннекторы).
- максимальное количество компьютеров на всех сегментах сети - 1024.
- минимальная длина кабельного сегмента - 0.5 м.
- максимальная общая длина сети - 925 м.
Примеры применения технологии 10Base-2
Ethernet технологии 10Base-2 на одном коаксиальном сегменте
В последнее время монтаж новой сети Ethernet типа 10Base-2 на одном коаксиальном сегменте (см. рис. 3) - довольно редкое явление. Сферой приложения этой технологии остались лишь небольшие офисы, где количество компьютеров редко когда более 5-ти.
Дополнительные возможности технологии 10Base-2
Ограничение на количество компьютеров на сегменте (30) и на сама длина сегмента (185 м) являются достаточно серьезным препятствие при планировании сети размеров не то чтобы двух, а даже одного этажа. Однако совсем не обязательно опутывать "коаксиальной шиной" все помещения. Технология 10Base-2 допускает применение и звездообразных топологий: на рис. 4 представлен вариант топологии типа "звезда", лучи которой являются шинными сегментами.
Правила проектирования сетей стандарта 10Base-T
Технология 10Base-T была стандартизована только в 1990 году (стандарт IEEE 802.3). 10Base-T предусматривает построение ЛВС путем использования кабельных сегментов для создания точечных каналов связи (point-to-point links). Тем самым основной топологией становится уже не "шина", как в 10Base-5 и 10Base-2, а "звезда". Геометрические размеры сетей, построенных по варианту 10Base-T так же зависят от затухания сигнала в передающей среде и от времени распространения сигнала. Дело в том, что определив другой тип кабеля, соединители и другую топологию сети, 10Base-T остается тем же самым Ethernet-ом (в логическом смысле) и 10Base-5. В логическом смысле, концентратор - Hub это просто сегмент коаксиального кабеля из технологии 10Base-5 или 10Base-2.
Правила применения технологии 10Base-T:
- сеть стандарта 10Base-Т может содержать максимум четыре концентратора.
- компьютеры подключаются к концентраторам с помощью UTP (STP) кабеля категории 3, 4 или 5.
- подключение компьютеров к концентраторам осуществляется с помощью коннекторов RJ-45 и кабелей "прямого соединения".
- соединение концентраторов между собой осуществляется с помощью кабелей "перекрестного соединения" или, при использовании Up-Link-портов - с помощью кабелей прямого соединения.
- максимальная длина UTP сегмента - 100 м.
- максимальное количество компьютеров, подключенных ко всем концентраторам ЛВС - 1024.
- минимальная длина кабельного сегмента - 2.5 м.
- максимальная общая длина сети - 500 м.
Примеры применения технологии 10Base-T
Простейший вариант применения технологии 10Base-Т
Возможности технологии 10Base-Т
Один из вариантов геометрически предельных топологических схем ЛВС с применением технологии 10Base-T изображен на рис. 6. Он не содержит ни одной пары узлов, между которыми было бы более 4-х концентраторов.
Резюме правил и рекомендаций стандарта IEEE 802.3
- Максимальное количество компьютеров в сети без применения специальных средств - 1024.
- Максимальное число кабельных сегментов не более пяти (для сети, не содержащей мостов, коммутаторов или маршрутизаторов). При этом количество сегментов из коаксиального кабеля не может быть более трех.
- Максимальное количество концентраторов или повторителей в любом сочетании между самыми дальними узлами сети - 4 (если среди них есть хотя бы один Fiber-Optic Hub, то 5).
- Максимальное количество мостов, коммутаторов или маршрутизаторов с функциями мостов между любыми двумя узлами сети - 7. Это рекомендация протокола связного дерева по стандарту IEEE 802.1. При этом, когда путь данных проходит через мост (коммутатор), отсчет концентраторов и кабельных сегментов начинается сначала. Мост (коммутатор) изолирует трафик локальной сети, т.к. он устраняет продвижение пакетов (forwarding) на обратную сторону моста в тех случаях, когда пакет прошел кабельный сегмент, на котором находится узел-получатель. Мосты и коммутаторы также распознают попавшие в коллизию пакеты (collision packets) и не пропускают их на другие кабельные сегменты. Тем самым коллизии устраняются в рамках каждой из ЛВС, соединенных мостом или коммутатором.
При проектировании сетей стандартов 10Base-5/2/T необходимо придерживаться требований, предъявляемых стандартом IEEE 802.3. С другой стороны, выполняя конкретные проекты, часто не удается обойтись этими правилами и приходится заниматься расчетами задержек распространения сигналов или консультироваться у фирм-производителей сетевого оборудования. Однако, если при разработке сети Вам удалось соблюсти все перечисленные выше требования, сеть будет успешно функционировать и Заказчик не выскажет Вам никаких претензий.
За время, прошедшее с момента появления первых локальных сетей, было разработано большое количество разных сетевых технологий, однако заметное распространение получили немногие [1] . Это связано с высоким уровнем стандартизации принципов организации сетей и их поддержкой известными компаниями.
Сети Ethernet и Fast Ethernet
Самое широкое распространение среди стандартных сетей получила сеть Ethernet. Она появилась в 1972 году (разработана фирмой Xerox). Сеть оказалась довольно удачной, и вследствие этого ее в 1980 году поддержали такие крупнейшие IT-компании, как Intel и DEC. В 1985 году сеть Ethernet стала международным стандартом, ее приняли крупнейшие международные организации по стандартам: комитет 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) и ECMA (European Computer Manufacturers Association).
Стандарт получил обозначение IEEE 802.3 («eight oh two dot three»). Он регламентирует множественный доступ к моноканалу типа шина с обнаружением конфликтов и контролем передачи (метод доступа CSMA/CD. Основные характеристики первоначального стандарта IEEE 802.3:
- среда передачи данных – коаксиальный кабель;
- скорость передачи – 10 Мбит/с;
- максимальная длина сети – 5 км;
- максимальное количество абонентов – до 1024;
- максимальная длина сегмента сети – до 500 м;
- количество абонентов на одном сегменте – не более 100;
- метод доступа – CSMA/CD.
Сеть Ethernet сейчас популярна в мире, предположительно таковой она и останется в ближайшие годы. Этому в немалой степени способствовует то, что с самого начала все характеристики, параметры, протоколы сети были открыты и в результате большое число производителей во всем мире стали выпускать оборудование Ethernet, полностью совместимую между собой.
В классической сети Ethernet применялся коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий) с сопративлением 50 ом. Однако в настоящее время наибольшее распространение получила версия Ethernet, использующая в качестве среды передачи витую пару. Регламентирован и стандарт для применения в этой сети оптоволоконного кабеля. Для учета этих изменений в изначальный стандарт IEEE802.3 были сделаны соответствующие добавления. В 1995 году появился дополнительный стандарт на более быструю версию Ethernet, работающую на скорости 100 Мбит/с - Fast Ethernet (IEEE 802.3u), использующую в качестве среды передачи витую пару или оптоволоконный кабель. В 1997 году появилась версия Ethernet на скорость 1000 Мбит/с - Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z).
Помимо стандартной топологии шины применяются топологии типа пассивное дерево и пассивная звезда. При этом предполагается использование репитерных концентраторов которые соединяют между собой различные сетевые сегменты. В результате может сформироваться древовидная структура сети на сегментах разных типов.
Для передачи информации в сети Ethernet применяется стандартный манчестерский код. Доступ к сети Ethernet осуществляется по случайному методу CSMA/CD, обеспечивающему равноправие абонентов. Для сети Ethernet, работающей на скорости 10 Мбит/с, стандарт регламентирует четыре основных типа сегментов сети, ориентированных на различные среды передачи данных:
-10BASE5 (толстый коаксиальный кабель);
-10BASE2 (тонкий коаксиальный кабель);
-10BASE-FL (оптоволоконный кабель);
-10BASE-T (витая пара).
Обозначение сегмента включает в себя три элемента: число «10» означает скорость передачи 10 Мбит/с, слово BASE – передачу в основной полосе частот (без модуляции высокочастотного сигнала), а последний элемент – допустимую длину сегмента: «5» – 500 метров, «2» – 200 метров или тип линии связи: «Т» – витая пара (англ. «twisted-pair»), «F» – оптоволоконный кабель (англ. «fiber optic»).
Для сети Ethernet, работающей на скорости 100 Мбит/с (Fast Ethernet) стандарт определяет три (отсутствует коаксиальный) типа сегментов, отличающихся средой передачи данных:
-100BASE-FX (оптоволоконный кабель);
-100BASE-T4 (счетверенная витая пара);
-100BASE-TX (сдвоенная витая пара).
Число «100» означает скорость передачи 100 Мбит/с, буква «Т» – витую пару, буква «F» – оптоволоконный кабель.
Развитие технологии Ethernet идет по пути все большего отхода от первоначально принятого стандарта. Применение новых сред передачи данных и коммутаторов позволяет существенно увеличить протяженность сети. Отказ от манчестерского кода (в сети Fast Ethernet и Gigabit Ethernet) обеспечивает снижение требований к кабелю и увеличение скорости передачи данных. Отказ от метода управления CSMA/CD дает возможность резко повысить эффективность работы и уменьшить количество ошибок при сетевом обмене. Тем не менее, все эти новые разновидности сети также называются сетью Ethernet.
Сеть Token-Ring
Сеть Token-Ring (маркерное кольцо) была разработана компанией IBM в 1985 году (первый вариант был реализован в 1980 году). Она использовалась для сетевого взаимодействия всех типов компьютеров, выпускаемых IBM. Token-Ring является в настоящее время международным стандартом IEEE 802.5 (хотя между IEEE 802.5 и Token-Ring есть некоторые отличия). Разрабатывалась эта сеть как надежная альтернатива Ethernet. И хотя сейчас Ethernet постепенно вытесняет все остальные сети, Token-Ring нельзя считать устаревшей. Десятки миллионов компьютеров по всему миру объединены с помощью этой сети.
Компания IBM сделала все для максимально широкого распространения своей сети: была выпущена подробная документация вплоть до принципиальных схем адаптеров, проведена широакая рекламная компания. В результате многие компании, например, 3СOM, Novell, Western Digital и другие приступили к производству адаптеров для сетей IBM. Сеть Token-Ring имеет топологию кольцо, хотя внешне она больше напоминает звезду. Это связано с тем, что отдельные абоненты (компьютеры) присоединяются к сети не напрямую, а через специальные устройства доступа (MSAU или MAU – Multistation Access Unit) или концентраторы. Физически такая сеть образует звездно-кольцевую топологию. Основные технические характеристики классического варианта сети Token-Ring:
-максимальное количество концентраторов типа IBM 8228 MAU – 12;
-максимальная длина сегмента – 45 метров;
-скорость передачи данных – 4 Мбит/с и 16 Мбит/с;
-максимальное количество абонентов в сети – 96.
Все приведенные выше характеристики относятся к случаю использования неэкранированной витой пары. Если применяется другая физическая среда передачи данных, характеристики сети могут отличаться. Например, использование оптоволоконного кабеля позволяет увеличивать длину сети до двух километров.
Для передачи информации в Token-Ring используется бифазный код. Как и в любой звездообразной топологии, никаких дополнительных мер по электрическому согласованию и внешнему заземлению не требуется. Согласование выполняется аппаратными средствами концентраторов и сетевых адаптеров.
Для подключения кабелей в Token-Ring используются разъемы MIC и DB9P, а также RJ-45 (для витой пары без экрана).
Сеть Token-Ring в классическом варианте уступает сети Ethernet как по максимальному количеству абонентов, так и по допустимому размеру. В зависимости от скорости передачи в настоящее время имеются версии Token-Ring на скорость 100 Мбит/с (High SpeedToken-Ring, HSTR) и на 1000 Мбит/с (Gigabit Token-Ring). Компании, поддерживающие Token-Ring (среди которых IBM, Olicom, Madge), не намерены отказываться от своей сети, рассматривая ее как достойную альтернативу Ethernet.
Аппаратура Token-Ring по сравнению с аппаратурой Ethernet существенно дороже, что связано с использованием более сложного метода управления обменом, поэтому сеть Token-Ring менее распространена.
Однако в отличие от Ethernet сеть Token-Ring значительно лучше выдерживает повышенный уровень нагрузки (более 30-40%) и что очень существенно - обеспечивает гарантированное время доступа. Это необходимо в сетях производственного и научного назначения, в которых недопустима задержка реакции на внешнее событие.
В сети Token-Ring используется классический маркерный метод доступа. В этом случае по кольцу непрерывно перемещается маркер, к которому абоненты могут присоединять свои пакеты данных предназначенные для передачи. Следствием является такое важное достоинство данной сети, как отсутствие конфликтов. Ей присущи и недостатки, в частности зависимость функционирования сети от каждого абонента и необходимость контроля целостности маркера.
Сеть Arcnet
Сеть Arcnet (или ARCnet от английского Attached Resource Computer Net, компьютерная сеть соединенных ресурсов) - это хронологически одна из самых старых сетей. Она была разработана компанией Datapoint Corporation в 1977 году. Международные стандарты на эту сеть отсутствуют, хотя именно она считается основателем маркерного метода доступа. Несмотря на отсутствие стандартов, сеть Arcnet в 1980-1990 г.г. пользовалась популярностью и серьезно конкурировала с Ethernet.
Большое количество компаний (Datapoint, Standard Microsystems, Xircom и др.) производили аппаратуру для сети Arcnet. Но сейчас производство этой аппаратуры практически прекращено.
Среди основных достоинств сети Arcnet по сравнению с Ethernet можно назвать меньшую величину времени доступа, простоту диагностики, высокую надежность связи, а также сравнительно низкую стоимость оборудования. К наиболее существенным недостаткам сети относятся низкая скорость передачи информации (2,5 Мбит/с), особенности системы формирования пакетов и адресации.
В качестве топологии сеть Arcnet использует классическую шину (Arcnet-BUS) или пассивную звезду (Arcnet-STAR). В звезде применяются концентраторы (хабы). С помощью концентраторов шинных и звездных сегментов возможно объединение в древовидную топологию (как и в Ethernet). Основные технические характеристики сети Arcnet:
-Среда передачи – коаксиальный кабель, витая пара.
-Максимальное количество абонентов в сети – 255.
-Максимальная длина шинного сегмента – 300 метров.
-Скорость передачи данных – 2,5 Мбит/с.
-Максимальная длина сети – 6 километров.
В сети Arcnet используется маркерный метод доступа, однако он несколько отличается от аналогичного в сети Token-Ring.
[1] Кондратенко С., Новиков Ю. Основы локальных сетей [Электронный ресурс]
Стандарт 10BASE5 определяет сегмент Ethernet длиной до 500 метров с использованием в качестве среды передачи данных толстого коаксиального кабеля с топологией шина. Толстый коаксиальный кабель – это классический тип кабеля, который первоначально использовался в сети Ethernet. В настоящее время он распространен значительно меньше, хотя и обеспечивает максимальную протяженность сети с шинной топологией. Это связано с высокой стоимостью аппаратуры и трудностями ее монтажа.
Толстый коаксиальный кабель представляет собой 50-омный кабель с высокой жесткостью, диаметром около 10 миллиметров. Он выпускается с двумя типа оболочек: тефлоновая (Teflon) оранжево-коричневого цвета (Belden 89880) и стандартная (PVC) желтого цвета (Belden 9880). Достаточно часто используются толстые кабели типа RG-11 и RG-8 (у RG-11 центральная жила покрыта тонким слоем серебра). Диаметр центральной жилы – около 2 мм. Толстый коаксиальный кабель – это самая дорогостоящая среда передачи (в несколько раз дороже, чем другие типы). Тем не менее, толстый кабель обладает высокими характеристиками: хорошей помехоустойчивостью, меньшим затуханием и высокой механической прочностью.
В соответствии со стандартом к одному сегменту сети (до 500 метров) можно подключать не более 100 абонентов. Расстояния между этими точками подключения должно быть не менее 2,5 метра, иначе возникают ошибки в передаваемой информации. Для удобства пользователя при монтаже на кабель наносятся черные полоски через каждые 2,5 метра.
Аппаратные средства 10BASE5 включают в себя трансиверы и трансиверные кабели, разъемы, терминаторы и коаксиальный кабель. Трансивер представляет собой приемопередатчик с высоковольтной (до 5 кВ) гальванической развязкой и детектором коллизий.
Для соединения сегментов толстого коаксиального кабеля между собой, а также терминаторов с таким кабелем используются разъемы N-типа, установка которых довольно сложна и требует специальных навыков и инструментов. На обоих концах кабеля сегмента устанавливаются 50-омные терминаторы N-типа, один из которых заземляют.
Толстый коаксиальный кабель никогда не подводят непосредственно к компьютеру сети, это сложно и неудобно для использования, так как компьютеры невозможно будет переместить. Его прокладывают по полу помещения или по стене. Для подключения сетевых адаптеров к толстому кабелю применяют специальные трансиверы.
Трансивер (MAU, Medium Attachment Unit – устройство присоединения к среде) закрепляется на самом толстом коаксиальном кабеле и связывается с адаптером трансиверным кабелем. Для присоединения трансиверов к толстому кабелю обычно используются специальные соединительные устройства, предложенные корпорацией AMP, которые не требуют разрезания оболочки кабеля в точке присоединения, а просто прокалывают ее и изоляцию кабеля обеспечивая механическое и электрическое соединение как с оплеткой, так и с центральной жилой кабеля. Трансиверный кабель представляет собой гибкий многопроводный (многожильный) кабель диаметром около 10 миллиметров, содержащий четыре экранированные витые пары. Длина такого трансиверного кабеля достигает 50 метров, а более тонкого и гибкого офисного варианта -12,5 метров. Это обеспечивает достаточную свободу перемещения компьютеров внутри помещения. На концах трансиверного кабеля устанавливаются 15-контактные разъемы (DB-15P). Минимальный набор аппаратных средств для сети из одного сегмента на толстом кабеле включает в себя следующие элементы:
-сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компьютеров) с AUI разъемами;
-толстый коаксиальный кабель с разъемами N-типа на концах, общая длина которого достаточна для объединения всех компьютеров сети;
-трансиверные кабели с 15-контактными AUI разъемами на концах длиной от компьютера до толстого кабеля (по количеству компьютеров);
-трансиверы (по количеству компьютеров);
-два Barrel-коннектора N-типа для терминаторов на концах кабеля;
-один N-терминатор с заземлением;
-один N-терминатор без заземления.
В настоящее время аппаратура 10BASE-5 используется крайне редко, хотя иногда она еще применяется для организации базовой (Backbone) сети. Доля сетевых адаптеров с AUI разъемами не превышает сегодня 5%.
Аппаратура 10BASE2
Стандарт 10BASE2 регламентирует сегмент Ethernet на основе тонкого коаксиального кабеля с топологией шина длиной до 185 метров (около 200 метров - цифра 2 в названии сегмента). Этот тип сегмента появился позже, чем сегмент 10BASE5, как значительно более удобная и недорогая замена классическому варианту сети Ethernet.
Тонкий коаксиальный кабель отличается от толстого примерно вдвое меньшим диаметром (около 5 мм), большей гибкостью, простотой и удобством монтажа, меньшей себестоимостью. Сети на его основе получили существенно большее распространение. Тонкий кабель, как и толстый, имеет волновое сопротивление 50 Ом, для него используют такое же 50-омное оконечное согласование. Если толстый коаксиальный кабель необходимо закреплять, то тонкий кабель допустимо прокладывать навесным монтажом, что дает свободу перемещения компьютеров.
Самым большим недостатком тонкого коаксиального кабеля в сравнении с толстым является меньшая допустимая длина сегмента сети (до 185 метров). Самый распространенный тип тонкого коаксиального кабеля – это RG-58 A/U. Его электрические характеристики (помехозащищенность, затухание) несколько хуже, чем у толстого кабеля, что и определяет меньшую допустимую длину сегмента.
Аппаратное обеспечение для работы с тонким коаксиальным кабелем существенно проще, чем в случае с толстым кабелем. Кроме сетевых адаптеров используются только кабели соответствующей длины, разъемы, Т-коннекторы (тройники) и терминаторы (один с заземлением).
Между каждой парой абонентов (компьютеров) прокладывается отдельный кабель с двумя байонетными разъемами типа BNC на концах. Минимальное расстояние между компьютерами (минимальная длина кабеля) - 0,5 метра. Максимальное число абонентов на одном сегменте - не более 30.
На плате сетевого адаптера находится BNC-разъем, к которому подключается BNC T-коннектор, связывающий адаптер с двумя частями кабеля. Адаптер осуществляет гальваническую развязку, напряжение пробоя изоляции составляет около 150 вольт. Металлический корпус BNC-разъема гальванически развязан от корпуса компьютера.
Если необходимо увеличение протяженности сети используют репитеры. При использовании тонкого коаксиального кабеля, в соответствии со стандартом, возможно использовать не более пяти сегментов. Общая длина сети составит 925 метров, при этом потребуется четыре репитера. Набор оборудования для односегментной сети на тонком кабеле включает в себя следующие основные элементы:
- сетевые адаптеры (по числу объединяемых в сеть компьютеров);
- отрезки кабеля с BNC-разъемами на обоих концах, общая длина которых достаточна для объединения всех абонентов (компьютеров);
- BNC Т-коннекторы (по числу сетевых адаптеров);
- BNC терминатор с заземлением;
- BNC терминатор без заземления.
До недавнего времени оборудование 10BASE2 было самым популярным. Кабели, разъемы, адаптеры для нее выпускались практически всеми производителями, что приводило к периодическому снижению их стоимости.
Стандарт 10BASE-T регламентирует сегмент Ethernet с топологией пассивная звезда (Twisted-Pair Ethernet) на основе неэкранированных витых пар (UTP) категории 3 и выше. Это самый поздний стандарт Ethernet на основе электрического кабеля (разработан в 1990 году). Он считается наиболее перспективным, и практически вытеснил сегменты 10BASE2 и 10BASE5.
С одной стороны, он несколько дороже шинного сегмента 10BASE2, из-за необходимости использования концентратора (хаба). Кроме того, суммарное количество кабеля, необходимого для объединения такого же количества компьютеров, оказывается больше, чем в случае шинной топологии. С другой стороны, обрыв кабеля не приводит к отказу всей сети, а монтаж и диагностика неисправности такой сети гораздо проще. Кроме того, важно и то, что к каждому абоненту (компьютеру) подводится только один кабель, а не два, как в случае 10BASE2. Отсутствует необходимость применения терминаторов и заземления сети. Несомненным преимуществом 10BASE-T является то, что только этот стандарт из-за использования передачи «точка-точка» позволяет осуществлять переход с сети Ethernet на сеть Fast Ethernet.
В сегменте 10BASE-T передача происходит по двум витым парам проводов, каждая из которых передает данные только в одну сторону (одна пара является передающей, другая – принимающей). Кабелем, содержащим эти двойные витые пары, каждый из абонентов сети присоединяется к концентратору (хабу). Для получения древовидной структуры используют соединение нескольких таких концентраторов между собой. Помимо обычных портов для подключения абонентов концентратор имеет порт расширения «UpLink», который используется для соединения с концентратором более высокого уровня. Гальваническая развязка с сетью выполняется аппаратурой самих адаптеров и имеет напряжение пробоя изоляции 150 В.
В сети 10BASE-T используются два вида подключения проводов кабеля. В случае объединения в сеть только двух компьютеров, можно обойтись без концентратора, применив перекрестный кабель (crossover cable), который соединяет приемные контакты одного разъема RJ-45 с передающими контактами другого разъема RJ-45. Для соединения компьютеров с концентратором используется прямой кабель (direct cable), в котором соединяются между собой одинаковые контакты разъемов RJ-45. Минимальный набор оборудования для сети на витой паре состоит из:
- сетевых адаптеров (по числу объединяемых в сеть компьютеров), имеющих разъемы RJ-45;
- отрезков кабеля с разъемами RJ-45 на обоих концах (по числу объединяемых компьютеров);
- концентратора, который имеет столько UTP-портов с разъемами RJ-45, сколько необходимо объединить компьютеров.
Аппаратура 10BASE-FL
Широко применять оптоволоконный кабель в Ethernet начали относительно недавно. Его использование позволило существенно увеличить допустимую длину сегмента сети и помехоустойчивость передачи. Немаловажна также и полная гальваническая развязка компьютеров, которая достигается без применения дополнительного оборудования, в силу специфики среды передачи данных. Еще одно преимущество оптоволоконных кабелей состоит в возможности модернизации сети до Fast Ethernet без замены кабелей, так как пропускная способность оптоволокна позволяет достигнуть не только 100 Мбит/с, но и значительно более высоких скоростей передачи информации.
Сигналы передаются по двум оптоволоконным кабелям, передающим данные в противоположные стороны (как и в10BASE-T). Иногда используются специальные двухпроводные волоконно-оптические кабели, содержащие два кабеля в общей внешней оболочке. Вопреки распространенному мнению, стоимость оптоволоконного кабеля не слишком высока (она примерно соответствует стоимости тонкого коаксиального кабеля). Вместе с тем, в целом аппаратное обеспечение оказывается заметно дороже, так как требует применения дорогих оптоволоконных трансиверов.
Длина волоконно-оптических кабелей, соединяющих трансивер и концентратор, может достигать 2 километров без использования каких бы то ни было усилителей сигнала (ретрансляторов). Становится возможным объединение в локальную сеть абонентов (компьютеров), разнесенных территориально, находящихся в разных зданиях. В настоящее время чаще используется стандарт 10BASE-FL в котором применяется многомодовый кабель и свет с длиной волны 850 нанометров, однако имеется оборудование и для использования одномодового кабеля. В этом случае предельная длина сегмента увеличивается до 5 км.
Интегральные оптические потери в сегменте (в кабеле и разъемах) не должны превышать 12,5 дБ. Эти потери в кабеле составляют около 5 дБ на километр длины кабеля, а потери в разъеме 0,5-2,0 дБ (зависит от качества монтажа разъема). Только при таких величинах потерь можно гарантировать устойчивую связь на максимальной длине кабеля. На практике лучше использовать кабель с длинной на десять процентов меньше предельной (рекомендуется стандартом).
Волоконно-оптический стандартный кабель 10BASE-FL имеет на обоих концах оптоволоконные байонетные ST-разъемы. Набор оборудования для соединения оптоволоконным кабелем двух компьютеров состоит из:
- двух сетевых адаптеров с трансиверными разъемами;
- двух оптоволоконных трансиверов (FOMAU);
- двух оптоволоконных кабелей с ST-разъемами на концах;
- двух трансиверных кабелей.
Стандартные сегменты Fast Ethernet
Аппаратура 100BASE-TX
Стандарт Fast Ethernet IEEE 802.3u появился в 1995 году, его разработка в первую очередь была обоснована требованием увеличения скорости передачи данных. Переход с Ethernet на Fast Ethernet позволяет не только повысить скорость передачи, но и значительно отодвинуть границу перегрузки сети, поэтому его популярность постоянно растет.
При сравнении набора стандартных сегментов Ethernet и Fast Ethernet очевидно главное отличие – полный отказ в Fast Ethernet от коаксиального кабеля и шинных сегментов. Применяются только сегменты на витой паре и волоконно-оптические сегменты.
Стандарт 100BASE-TX регламентирует построение сети с топологией звезда и использованием сдвоенной витой пары. Схема объединения абонентов в сеть 100BASE-TX практически ничем не отличается от схемы по стандарту 10BASE-T. Однако, при таком соединении необходимо использование кабелей с неэкранированными витыми парами (UTP) 5-ой категории или выше, что связано с требуемой пропускной способностью кабеля. В настоящее время это самый популярный тип сети Fast Ethernet.
Аппаратура 100BASE-T4
Основным отличием аппаратуры 100BASE-T4 от 100BASE-TX является то, что передача производится по четырем, а не по двум неэкранированным витым парам (UTP). Схема объединения компьютеров в сеть ничем не отличается от 100BASE-TX. Абоненты (компьютеры) присоединяются к концентратору по схеме пассивная звезда, длина кабелей не превышает 100 метров (стандарт рекомендует 10-процентов запаса - 90 метров).
Аппаратура 100BASE-FX
Использование волоконно-оптического кабеля в сегменте 100BASE-FX позволяет значительно увеличить протяженность сети, а также избавиться от электрических помех и повысить секретность передаваемых данных.
Аппаратура 100BASE-FX очень близка к аппаратуре 10BASE-FL, здесь так же применяется та же топология с подключением компьютеров к концентратору с помощью двух разнонаправленных оптоволоконных кабелей.
Как и в случае сегмента 10BASE-FL, волоконно-оптические кабели подключаются к адаптеру и к концентратору при помощи разъемов типа SC, ST или FDDI. Разъемы ST имеют байонетный механизм, а для присоединения разъемов SC и FDDI достаточно просто вставить их в гнездо. Максимальная длина кабеля между компьютером и концентратором составляет 400 метров, причем это ограничение определяется установленными временными соотношениями, а не качеством кабеля.
10Base-F
Тип кабеля | одномодовый и многомодовый оптический кабель |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов на сегменте | 1024 |
Максимальная длина сегмента | для одномодового — 5 км |
для многомодовго — 1 км | |
Способ подсоединения узла | ST-коннектор |
Количество используемых пар кабеля | 1 |
100VG-AnyLAN
Тип кабеля | UTP3, UTP4, UTP5 |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов на сегменте | 1024 |
Максимальное количество сегментов | 4 (последовательно) |
Максимальная длина кабеля между концентраторами | 5 м |
Максимальная длина сегмента (только для оборудования HP) | 225 м |
Максимальная длина сети | 1100 м |
Способ подсоединения узла | RJ-45 |
Количество используемых пар кабеля | 4 |
Тип кабеля | оптоволокно |
---|---|
Топология | кольцо |
Максимальное число узлов на сегменте | 500 |
Максимальное количество сегментов | 4 |
Максимальная длина кабеля между узлами | 2 км |
Максимальная длина сети | 100 км |
Способ подсоединения узла | MIC-коннектор |
Количество используемых пар кабеля | DAS — 2 |
SAS — 1 |
Практически то же, что и FDDI, но на витой паре.
10Base-2
Тип кабеля | тонкий коаксиальный кабель RG-58/U или RG-58A/U |
---|---|
Топология | шина |
Максимальное число узлов на сегменте | 30 |
Максимальное количество сегментов | 5 (4 репитера, 2 сегмента без узлов) |
Максимальная длина сегмента | 185 м |
Максимальная длина сети | 925 м |
Минимальное расстояние между точками включения | 0,5 м |
Способ подсоединения узла | BNC T-коннектор |
100Base-TX
Тип кабеля | UTP5, STP тип 1 |
---|---|
Топология | звезда |
Максимальное число узлов на сегменте | 1024 |
Максимальное количество сегментов | 3 (последовательно) |
Максимальная длина кабеля между концентраторами | 5 м |
Максимальная длина сегмента | 100 м |
Максимальная длина сети | 205 м |
Способ подсоединения узла | RJ-45 |
Количество используемых пар кабеля | 2 |
Читайте также: