ethernet (2).pdf

Ethernet

Autorzy: Adam Białek, Artur Panek IVFDS

STRESZCZENIE

Ethernet, stworzony jako prowizoryczny mechanizm pomagający naukowcom odkry-

wać nowe technologie, okazał się jedną z najbardziej wartościowych i trwałych technologii in-

formatycznych. Wszedł w piątą dekadę istnienia, podlegając w międzyczasie znacznej ewolu-

cji. Niektóre z tych zmian sprawiły, że praktycznie niemożliwe jest podanie zwięzłej definicji

Ethernetu.

Niniejsze opracowanie zawiera zbiorczy opis standardu Ethernet oraz różne potencjalne

znaczenia terminu „Ethernet”.

Przedstawia charakterystykę kolejnych jego wcieleń na przestrzeni czasu. Opisuje takie

zagadnienia, jak sposób jego działania poparty protokołem dostępu CSMA/CD oraz sposób

rozgłaszania, niektóre ograniczenia sieci Ethernet a także implementacje warstwy fizycznej

sieci Ethernet 10Mb/s. Dostarcza ogólnego spojrzenia na fizyczne nośniki transmisyjne, współ-

czynniki i ograniczenia w długości najczęściej spotykanych technologii LAN, MAN i WAN.

W końcowym rozdziale, przedstawiona została wizja rozwoju standardu Ethernet w

przyszłości.

„Będąc informatykiem

nie musisz wszystkiego,

co z informatyką jest związane,

jednocześnie znać, ale POWINIENEŚ

wiedzieć, gdzie o tym napisano, aby szybko

to znaleźć i zapoznać się z tym, kiedy zajdzie taka potrzeba.”

Adam Białek

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza

Zakład Systemów Rozproszonych

Rzeszów 2002

SPIS TREŚCI

Ethernet......................................................................................................................................... 0

Streszczenie .................................................................................................................................. 1

1. Wstęp ........................................................................................................................................ 3

1.1. Historia Ethernetu.........................................................................................................3

2. Działanie sieci Ethernet/802.3 .................................................................................................. 4

2.1. Rozgłaszanie w sieci Ethernet/802.3 ............................................................................ 4

2.2. Protokół dostępu do medium w sieci Ethernet (CSMA/CD) ....................................... 5

2.3. Różnice między Ethernetem a IEEE 802.3................................................................... 6

3. Oznaczenia technologii Ethernet ..............................................................................................8

4. Technologie Ethernet.............................................................................................................. 10

4.1. Ethernet 10 Mb/s ........................................................................................................ 11

4.1.1. Ethernet oraz 10Base-5....................................................................................... 11

4.1.2. 10Base-2 ............................................................................................................. 12

4.1.3. 10Broad36 (Broadband Ethernet)....................................................................... 15

4.1.4. 10Base-T............................................................................................................. 15

4.2. Ethernet 100 Mb/s ...................................................................................................... 16

4.2.1. 100Base-T........................................................................................................... 16

4.2.2. 100VG-AnyLAN ................................................................................................ 19

4.3. Ethernet 1000 Mb/s (1 Gb/s) ..................................................................................... 20

4.3.1. Architektura protokołów Gigabit Ethernet ......................................................... 21

4.3.2. Jak migrować do Gigabit Ethernetu?.................................................................. 23

4.3.3. Standardy Gigabit Ethernet ................................................................................ 25

4.4. Ethernet 10 000 Mb/s (10 Gb/s) ................................................................................. 26

4.4.1. Standardy 10 Gigabit Ethernetu ......................................................................... 27

4.4.2. Okablowanie ....................................................................................................... 28

5. Sprzęt stosowany w sieciach Ethernet.................................................................................... 28

5.1. Karty sieciowe ............................................................................................................ 29

5.2. Wzmacniaki ................................................................................................................ 29

5.3. Koncentratory nie wzmacniające................................................................................ 29

5.4. Mosty .......................................................................................................................... 29

5.5. Przełączniki ................................................................................................................ 30

5.6. Routery ....................................................................................................................... 30

6. Przyszłość Ethernetu.............................................................................................................. 31

6.1. Wczoraj i dziś. ............................................................................................................ 31

6.2. Jutro ............................................................................................................................ 32

Literatura .................................................................................................................................... 34

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza

Zakład Systemów Rozproszonych

Rzeszów 2002

1. WSTĘP

Ethernet to jedna z pierwszych architektur sieci LAN. To rozwiązanie sieciowe wpro-

wadzono na rynek pod koniec lat 70., a jednak wciąż jest ono szanowanym

i uznawanym standardem. Przyczyna długowieczności Ethernetu jest prosta: ten standard za-

pewniał wysoką prędkość transmisji po dobrej cenie i oferował szeroką obsługę różnych zasto-

sowań w sieciach LAN i w systemach łączących minikomputery z systemami mainframe.

Firmy sprzedające karty sieciowe dla Ethernetu robią to do dziś, ponieważ dzisiaj także

Ethernet jest najlepszym standardem sieci. Istnieje prosta i w miarę ekonomiczna droga migra-

cji z sieci 10 Mb/s do systemów o większej przepustowości, takich jak Ethernet z komutacją pa-

kietów, Fast Ethernet (100 Mb/s) i Gigabit Ethernet (1000 Mb/s).

Od strony bardziej praktycznej Ethernet to specyfikacja opisująca metodę łączenia

komputerów i wykorzystywania wspólnego okablowania do transmisji danych. Ethernet doty-

czy komunikacji danych na poziomach określanych przez ISO jako warstwa fizyczna i warstwa

łącza danych.

Podstawowe parametry wczesnego fizycznego łącza Ethernet to prędkość transmisji 10

Mb/s maksymalna odległość pomiędzy stacjami do 2,8 kilometra. Łącze to było wykonywane z

ekranowanego kabla koncentrycznego i wykorzystywano w nim specjalny schemat sygnalizacji

elektrycznej zwany Manchester-encoded digital baseband . Późniejsza specyfikacja opisuje sy-

gnały elektryczne przedstawiające zera i jedynki przesyłane nieustannie w sieci. Chociaż pręd-

kość transmisji współczesnych systemów urosła do 1 Gb/s, a kabel koncentryczny wyparła skręt-

ka UTP i światłowody, ograniczenie zasięgu, schemat kodowania i sterowanie dostępem do no-

śnika są wciąż takie same.

1.1. HistoriaEthernetu

Ethernet wziął swoją nazwę od błędnej koncepcji światłonośnego eteru. Po wykazaniu

w 1880 roku przez Clerka Maxwella, że promieniowanie elektromagnetyczne jest falą, inni

uczeni próbowali znaleźć eteryczny ośrodek, w którym rozchodziłyby się takie fale, czyli wła-

śnie eter. Ich starania były bezskuteczne, a koncepcję eteru obaliło doświadczenie Michelsona-

Morleya, którzy w 1887 udowodnili, że fale elektromagnetyczne mogą rozchodzić się w próż-

ni. [5]

Pierwszy system Ethernetu zbudowany przez Xerox (PARC – Centrum Badawcze firmy

Xerox w Palo Alto) we wczesnych latach siedemdziesiątych był wielkim sukcesem. Mógł łą-

czyć ponad 100 komputerów i osiągał prędkość 2,94 Mbitów/s. Rozwiązanie polegało na utwo-

rzeniu pierwszej tzw. sieci lokalnej LAN 9Local Area Network) – sieć ta została nazwana Et-

hernet. Jej możliwości rynkowe zostały szybko wykorzystane: pierwotny Ethernet, dziś znany

jako Ethernet PARC lub Ethernet I, został zastąpiony przez nieco udoskonaloną wersję – DIX

Ethernet, zwaną również Ethernet II. Jej autorzy - kartel (spółka) złożony z DECa, Intela i Xe-

roxa stworzył „standard” sieciowy, do przestrzegania którego zobowiązał się przy produkcji jej

elementów składowych. W jego specyfikacji znalazły się złącza przymocowujące kable, na-

zwane (tak jak kartel) złączami DIX oraz prędkość 10 Mb/s.

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza

Zakład Systemów Rozproszonych

Rzeszów 2002

2. DZIAŁANIE SIECI ETHERNET/802.3

W sieci Ethernet transmisja z pojedynczego węzła przechodzi przez cały segment i jest

otrzymywana oraz sprawdzana przez każdy węzeł w segmencie. Kiedy sygnał dociera do końca

segmentu jest przechwytywany przez terminatory linii, aby nie dopuścić do jego odbicia do

segmentu. W danym czasie w sieci LAN może odbywać się tylko jedna transmisja. Na rysunku

1 sieć typu magistrala transmituje informacje ze stacji A do stacji D. Wysyłany pakiet dociera

do wszystkich stacji. Stacja D rozpoznaje adres MAC i przetwarza ramkę. Jednakże stacje B i

C nie rozpoznają adresu MAC i ignorują ramkę [3].

Węzeł A

Węzeł B

Węzeł C

Węzeł D

Stacja D

Stacje B i C

Aplikacja

Prezentacja

Sesja

Transport

Sieć

Łącze danych

Odrzuć

Warstwa fizyczna

Rysunek 1. Stacja D rozpoznaje adres MAC i przetwarza ramkę; stacje B i C

nie rozpoznają adresów i ignorują ramkę

2.1. Rozgłaszanie w sieci Ethernet/802.3

Rozgłaszanie jest potężnym narzędziem, które wysyła pojedynczą ramkę adresowaną

równocześnie do wielu stacji. Rozgłaszanie korzysta z adresów docelowych składających się z

Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza

Zakład Systemów Rozproszonych

Rzeszów 2002

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: