Лекция: Классификация сетей по технологиям (архитектуре)

В общем случае понятие сетевой архитектуры подразумевает набор спецификаций, определяющих физическую и логическую, топологии, типы кабелей, ограничения на расстояние, методы сетевого доступа, размер пакетов, структуру заголовков и другие факторы.

Сети Token Ring. Используется кольцеобразная логическая топология. Сигнал, называемый маркером, проходит по кольцу и компьютер не может получить доступ, пока к нему не придет маркер. Следовательно, в сети Token Ring невозможны коллизии.

Скорость передачи до 16 Мбит/с, max длина кольца 4000 м.

Сети Ethernet. Самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей.

На основе стандарта Ethernet был разработан стандарт IEEE 802.3. Все виды стандартов Ethernet используют один и тот же метод разделения среды передачи данных — метод CSMA/CD (метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий):

Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине и возможность немедленно получить данные, к-е любой из компьютеров начал передавать на общую шину. Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения. Чтобы получить возможность передавать кадр, станция должна убедиться, что разделяемая среда свободна.

Это достигается прослушиванием основной гармоники сигнала, которая также называется несущей частотой. Признаком незанятости среды является отсутствие на ней несущей частоты. Если среда свободна, то узел имеет право начать передачу кадра.

При описанном подходе возможна ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде. Механизм прослушивания среды и пауза между кадрами не гарантируют от возникновения такой ситуации, когда две или более станции одновременно решают, что среда свободна, и начинают передавать свои кадры. Говорят, что при этом происходит коллизия, так как содержимое обоих кадров сталкивается на общем кабеле и происходит искажение информации — методы кодирования, используемые в Ethernet, не позволяют выделять сигналы каждой станции из общего сигнала. Коллизия — это нормальная ситуация в работе сетей Ethernet. Чтобы корректно обработать коллизию, все станции одновременно наблюдают за возникающими на кабеле сигналами. Если передаваемые и наблюдаемые сигналы отличаются, то фиксируется обнаружение коллизии. После этого обнаружившая коллизию передающая станция обязана прекратить передачу и сделать паузу в течение короткого случайного интервала времени. Затем она может снова предпринять попытку захвата среды и передачи кадра.

Спецификации физической среды Ethernet

l0Base-5 — «толстый» коаксиал (диаметр 0.5 дюйма). Волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента — 500 метров (без повторителей).

l0Base-2 — «тонкий» коаксиал (0.25 дюйма). Волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента — 185 метров (без повторителей).

l0Base-T — кабель на основе неэкранированной витой пары (UTP). Расстояние между концентратором и конечным узлом — не более 100 м.

l0Base-F — волоконно-оптический кабель. Имеется несколько вариантов этой спецификации — FOIRL (расстояние до 1000 м), l0Base-FL (расстояние до 2000 м), l0Base-FB (расстояние до 2000 м).

10 – скорость передачи в 10Мбит/с, Base – метод передачи на одной базовой частоте

Существует также Fast Ethernet(100Мбит/с, 100BASE-TX), Gigabit Ethernet (1Гбит/с, 1000BASE-T), 10-гигабитный Ethernet (10Гбит/с, 10GBASE).

В перспективе – 40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet