고속 이더넷 기술, 그 기능, 물리 계층, 구성 규칙. Ethernet 및 Fast Ethernet 장비 Fast Ethernet LAN 전송 방식

배아 이식 후 임신 징후

작업 목표

이 작업의 목적은 이더넷 기술의 원리와 고속 이더넷 Fast Ethernet 기술을 기반으로 구축된 네트워크의 성능을 평가하기 위한 방법의 실질적인 개발.

이론 정보

이더넷 기술. 이더넷 네트워크 사양은 1980년 DEC, Intel 및 Xerox(DIX)에 의해 제안되었으며 조금 후에 IEEE 802.3 표준을 기반으로 했습니다.

이더넷 vl.O 및 이더넷 v2.0의 첫 번째 버전은 전송 매체로 동축 케이블만 사용했습니다. IEEE 802.3 표준은 또한 전송 매체로 트위스트 페어 및 광섬유의 사용을 허용합니다. 기가비트 이더넷- 1000Mbps).

이더넷 표기법(10BASE2, 100BASE-TX 등)에서 첫 번째 요소는 Mbps 단위의 데이터 속도를 나타냅니다. 두 번째 요소 BASEB는 직접(변조되지 않은) 전송이 사용됨을 의미합니다. 세 번째 B 요소는 수백 미터의 케이블 길이를 반올림한 값을 나타냅니다. B(10BASE2 - 185m, 10BASE5 - 500m) 또는 전송 매체 유형(T, TX, T2, B T4 - 트위스트 페어, FX, FL , FB, SX 및 LX - 광섬유, CX는 기가비트 이더넷용 쌍축 케이블).

이더넷은 다음을 기반으로 합니다. 충돌 감지 기능이 있는 캐리어 감지 다중 액세스 방법 - CSMA/CD

  • (담체 다중 액세스 및 충돌 감지로 감지), 하드웨어 또는 펌웨어 수준에서 각 네트워크 노드의 어댑터에 의해 구현됩니다.
  • 모든 어댑터에는 공통(공유) 데이터 전송 매체에 연결된 트랜시버인 미디어 액세스 장치(MAU)가 있습니다.
  • 각 노드 어댑터는 신호(반송파)가 없을 때까지 정보를 전송하기 전에 라인을 수신합니다.
  • 그런 다음 어댑터는 동기 프리앰블로 시작하여 자체 동기화(맨체스터) 코드의 이진 데이터 스트림이 뒤따르는 프레임(프레임)을 생성합니다.
  • 다른 노드는 전송된 신호를 수신하고 프리앰블에서 B를 동기화하고 비트 시퀀스로 디코딩합니다.
  • 프레임 전송의 끝은 반송파의 부재에 대한 수신기의 감지에 의해 결정됩니다.
  • 적발된 경우 충돌(서로 다른 노드에서 오는 두 신호의 충돌) 전송 노드는 프레임 전송을 중지하고 B는 라인이 해제된 후 임의의 시간(각각 자체를 통해) 전송을 다시 시도한 후 프레임 전송을 중지합니다. 다음 B 실패 시 다음 시도가 이루어지고(최대 16회까지 계속) 지연 간격 B가 증가합니다.
  • 충돌은 프리앰블을 제외하고 64바이트보다 작을 수 없는 비표준 프레임 길이 B에서 수신기에 의해 감지됩니다.
  • 프레임 사이에 시간 간격을 제공해야 합니다( 프레임 간 또는 패킷 간 간격, IPG - 패킷 간 간격)지속 시간 B 9.6 µs - 노드는 캐리어 실패 순간을 결정한 후 간격 B IPG보다 먼저 전송을 시작할 권리가 없습니다.

정의 1. 충돌 영역- 공통 전송 매체(케이블 및 중계기)로 연결된 노드 그룹.

충돌 영역의 길이는 가장 멀리 떨어져 있는 노드 간의 신호 전파 시간에 의해 제한됩니다.

정의 2. 충돌 영역 직경는 서로 가장 멀리 떨어진 두 터미널 사이의 거리입니다.

정의 3. 비트 간격는 1비트를 전송하는 데 걸리는 시간입니다.

이더넷의 비트 간격(10Mbps에서)은 0.1µs입니다.

고속 이더넷 기술. 고속 이더넷 기술에서 비트 간격은 0.01µs로 데이터 전송 속도가 10배 증가합니다. 동시에 프레임 형식, 프레임에 포함된 데이터의 양 및 데이터 전송 채널에 액세스하는 메커니즘은 이더넷에 비해 변경되지 않았습니다.

고속 이더넷은 IEEE 802.3u 사양에서 "100BASE-T4" 및 "100BASE-TX"(트위스트 페어)로 지정된 100Mbps 전송 매체를 사용합니다. "100BASE-FX" 및 "100BASE-SX"(광섬유).

네트워크 구축 규칙

패스트 이더넷 네트워크의 첫 번째 모델. 이 모델은 사실 네트워크 구축을 위한 일련의 규칙입니다(표 L.1).

  • - 각 트위스트 페어 세그먼트의 길이는 100m 미만이어야 합니다.
  • - 각 광섬유 세그먼트의 길이는 412m 미만이어야 합니다.
  • - MP(Media Independent Interface) 케이블을 사용하는 경우 각 케이블은 0.5m 미만이어야 합니다.
  • - MP 케이블에 의해 도입된 지연은 네트워크의 시간적 매개변수를 평가할 때 고려되지 않습니다. 왜냐하면 그것들은 단말 장치(단말) 및 중계기에 의해 도입되는 지연 B의 필수적인 부분이기 때문입니다.

표 L. 1

패스트 이더넷에서 최대 허용 충돌 도메인 직경

이 표준은 리피터의 두 가지 클래스를 정의합니다.

  • 클래스 I 중계기는 입력 신호 B를 디지털 형식으로 변환하고 전송 시 디지털 데이터 B를 다음으로 재인코딩합니다. 물리적 신호; 리피터에서의 신호 변환은 어느 정도 시간이 필요하므로 충돌 영역에서 하나의 B 클래스 I 리피터만 허용됩니다.
  • 클래스 II 중계기는 수신된 신호를 변환 없이 즉시 전송하므로 동일한 데이터 인코딩 방법을 사용하는 세그먼트만 연결될 수 있습니다. 하나의 충돌 도메인에서 두 개 이상의 클래스 II 리피터를 사용할 수 없습니다.

패스트 이더넷 네트워크의 두 번째 모델. 두 번째 모델은 데이터 교환의 반이중 모드에서 네트워크의 시간 매개변수에 대한 일련의 계산을 포함합니다. 충돌 영역의 직경과 그 안의 세그먼트 수는 충돌을 감지하고 해결하는 메커니즘의 올바른 작동에 필요한 이중 회전 시간에 의해 제한됩니다(표 L.2).

표 L2

고속 이더넷 네트워크 구성 요소의 시간 지연

왕복 시간은 충돌 도메인의 두 노드 사이의 최악의 경우(신호 전파 측면에서) 경로에 대해 계산됩니다. 계산은 세그먼트, 중계기 및 터미널의 시간 지연을 합산하여 수행됩니다.

이중 회전 시간을 계산하려면 세그먼트의 길이에 해당 세그먼트의 이중 회전의 특정 시간 값을 곱합니다. 최악의 경로의 모든 세그먼트에 대해 왕복 시간이 결정되면 한 쌍의 끝 노드와 리피터에 의해 도입된 지연이 여기에 추가되어야 합니다. 예상치 못한 지연을 고려하려면 얻은 결과에 4비트 간격(bi)B를 더 추가하고 결과를 숫자 512와 비교하는 것이 좋습니다. 얻은 결과가 512bi를 초과하지 않으면 네트워크는 다음과 같은 것으로 간주됩니다. 운영.

Fast Ethernet 네트워크의 구성을 계산하는 예입니다. 무화과에. L.28은 최대 허용 가능한 고속 이더넷 네트워크 구성 중 하나의 예입니다.

쌀. L.28.유효한 고속 이더넷 네트워크 구성의 예

충돌 영역 직경은 세그먼트 A(100m), B(5m) 및 C(100m)의 길이의 합으로 계산되며 205m와 같습니다. B 리피터를 연결하는 세그먼트의 길이는 다음보다 클 수 있습니다. 충돌 영역의 직경이 이 구성에 허용된 제한을 초과하지 않는 경우 5m. 네트워크(그림 L.28 참조)의 일부인 스위치(스위칭 허브)는 충돌이 이를 통해 전파되지 않기 때문에 단말 장치로 간주됩니다. 고속 이더넷 네트워크의 충돌 도메인. 네트워크는 첫 번째 모델의 규칙을 충족합니다.

이제 두 번째 모델로 확인해보자. 충돌 영역에서 최악의 경로는 DTE1에서 DTE2로, DTE1에서 스위칭 허브로 가는 경로입니다. 두 경로 모두 2개의 클래스 II 중계기로 연결된 3개의 트위스트 페어 세그먼트로 구성됩니다. 두 세그먼트의 최대 허용 길이는 100m이며 중계기를 연결하는 세그먼트의 길이는 5m입니다.

문제의 세 세그먼트가 모두 100BASE-TX 세그먼트이고 카테고리 5 트위스트 페어를 사용한다고 가정합니다. L.Z는 고려 중인 경로에 대한 이중 회전 시간 값을 보여줍니다(그림 L.28 참조). 이 표의 두 번째 열에 있는 숫자를 더하면 511.96 bi가 됩니다. 이것은 최악의 경로에 대한 이중 회전 시간이 됩니다.

표 L.3

네트워크 이중 처리 시간 고속 이더넷

이 예에서는 최악의 지연 값이 사용되기 때문에 이 경우 4bi의 안전 여유가 없다는 점에 유의해야 합니다(표 L.2 참조). FastB 이더넷 구성 요소의 실제 타이밍 특성은 더 좋을 수 있습니다.

수행할 작업

첫 번째 및 두 번째 모델에 따라 100Mbit Fast Ethernet 네트워크의 성능을 평가해야 합니다. 네트워크 구성은 표에 나와 있습니다. L.4. 네트워크 토폴로지는 그림 1에 나와 있습니다. L.29-L.ZO.

표 L.4

작업 옵션

세그먼트 1

세그먼트 2

세그먼트 3

세그먼트 4

세그먼트 5

세그먼트 6

100BASEX, 100m

100BASETX, 95m

100BASETX, 80m

100BASEX, 100m

100BASEX, 100m

세그먼트 1

세그먼트 2

세그먼트 3

세그먼트 4

세그먼트 5

세그먼트 6

YUOWABE-TH, 15m

YUOWABE-TH, 5m

유오바에-TH, 5m

100V 아베-엑스, 400m

YUOWABE-TH, 10m

YUOWABE-TH, 4m

YUOWABE-TH, 60m

YUOWABE-TH, 95m

YUOWABE-TH, 10m

YUOWABE-TH, 10m

YUOWABE-TH, 90m

YUOWABE-TH, 95m

쌀. L.29.네트워크 토폴로지 1


쌀. L.30.네트워크 토폴로지 2

고속 이더넷

고속 이더넷 - 1995년 10월 26일에 공식적으로 채택된 IEEE 802.3 u 사양은 100Mb/s의 속도로 구리 및 광섬유 케이블을 모두 사용하여 작동하는 네트워크에 대한 링크 계층 프로토콜 표준을 정의합니다. 새로운 사양은 동일한 프레임 형식, CSMA/CD 미디어 액세스 메커니즘 및 스타 토폴로지를 사용하는 IEEE 802.3 이더넷 표준의 후속 제품입니다. 진화는 사용된 케이블 유형, 세그먼트 길이 및 허브 수를 포함하여 처리량이 증가한 물리 계층 시설 구성의 여러 요소에 영향을 미쳤습니다.

고속 이더넷 구조

작업을 더 잘 이해하고 고속 이더넷 요소의 상호 작용을 이해하기 위해 그림 1을 살펴보겠습니다.

그림 1. 고속 이더넷 시스템

논리 링크 제어(LLC) 하위 계층

IEEE 802.3 u 사양에서 링크 계층의 기능은 논리 링크 제어(LLC)와 미디어 액세스 계층(MAC)의 두 가지 하위 계층으로 나뉩니다. 이에 대해서는 아래에서 설명합니다. IEEE 802.2 표준에 의해 기능이 정의된 LLC는 실제로 상위 계층 프로토콜(예: IP 또는 IPX 사용)과의 상호 연결을 제공하여 다양한 통신 서비스를 제공합니다.

  • 연결을 설정하고 확인을 받지 않고 서비스합니다.데이터 흐름 제어 또는 오류 제어를 제공하지 않고 데이터의 올바른 전달을 보장하지 않는 단순 서비스입니다.
  • 연결 서비스.데이터 전송을 시작하기 전에 수신 시스템과 연결을 설정하고 오류 제어 및 데이터 흐름 제어 메커니즘을 사용하여 데이터의 정확한 전달을 보장하는 절대적으로 안정적인 서비스입니다.
  • 승인이 있는 연결 없는 서비스.확인 메시지를 사용하여 배달을 보장하지만 데이터가 전송될 때까지 연결을 설정하지 않는 중간 복잡성 서비스입니다.

전송 시스템에서 프로토콜에서 전달된 데이터 네트워크 계층, 먼저 LLC 하위 계층에 의해 캡슐화됩니다. 표준에서는 이를 프로토콜 데이터 단위(PDU, 프로토콜 데이터 단위)라고 합니다. PDU가 MAC 하위 계층으로 전달되면 헤더와 사후 정보로 다시 프레임이 지정되며 그 시점부터 기술적으로 프레임이라고 할 수 있습니다. 이더넷 패킷의 경우 이는 802.3 프레임에 네트워크 계층 데이터 외에 3바이트 LLC 헤더가 포함되어 있음을 의미합니다. 따라서 각 패킷의 최대 허용 데이터 길이는 1500바이트에서 1497바이트로 줄어듭니다.

LLC 헤더는 세 가지 필드로 구성됩니다.

어떤 경우에는 LLC 프레임이 네트워크 통신에서 작은 역할을 합니다. 예를 들어, 다른 프로토콜과 함께 TCP/IP를 사용하는 네트워크에서 LLC의 유일한 기능은 프레임이 전송되어야 하는 네트워크 계층 프로토콜을 나타내는 Ethertype과 같은 SNAP 헤더를 포함하는 802.3 프레임을 허용하는 것일 수 있습니다. 이 경우 모든 LLC PDU는 번호가 없는 정보 형식을 사용합니다. 그러나 다른 고급 프로토콜에는 LLC의 고급 서비스가 필요합니다. 예를 들어, NetBIOS 세션과 여러 NetWare 프로토콜은 연결 기반 LLC 서비스를 보다 광범위하게 사용합니다.

스냅 헤더

수신 시스템은 들어오는 데이터를 수신해야 하는 네트워크 계층 프로토콜을 결정해야 합니다. LLC PDU 내의 802.3 패킷은 다음과 같은 다른 프로토콜을 사용합니다. 보결-회로망입장규약(SNAP, 서브넷 액세스 프로토콜).

SNAP 헤더는 5바이트 ​​길이로 그림과 같이 802.3 프레임의 데이터 필드에서 LLC 헤더 바로 뒤에 위치합니다. 헤더에는 두 개의 필드가 있습니다.

조직 코드.조직 또는 제조업체 식별자는 802.3 헤더에서 보낸 사람 MAC 주소의 처음 3바이트와 동일한 값을 취하는 3바이트 필드입니다.

지역 코드.로컬 코드는 이더넷 II 헤더의 Ethertype 필드와 기능적으로 동일한 2바이트 필드입니다.

일관성 하위 계층

앞서 언급했듯이 패스트 이더넷은 진화하는 표준입니다. AUI 인터페이스용으로 설계된 MAC은 고속 이더넷에서 사용되는 MII 인터페이스용으로 변환되어야 하며, 이것이 이 하위 계층을 위한 것입니다.

미디어 액세스 제어(MAC)

고속 이더넷 네트워크의 각 노드에는 미디어 액세스 컨트롤러가 있습니다. (미디어입장제어 장치- 맥). MAC은 고속 이더넷에서 매우 중요하며 세 가지 목적이 있습니다.

세 가지 MAC 할당 중 가장 중요한 것은 첫 번째입니다. 공통 매체를 사용하는 모든 네트워크 기술의 경우 노드가 전송할 수 있는 시기를 결정하는 매체 액세스 규칙이 주요 특성입니다. 여러 IEEE 위원회가 미디어 액세스 규칙 개발에 참여하고 있습니다. 이더넷 위원회라고도 하는 802.3 위원회는 다음과 같은 규칙을 사용하는 LAN에 대한 표준을 정의합니다. CSMA/CD(충돌 감지를 통한 캐리어 감지 다중 액세스 - 캐리어 감지 및 충돌 감지를 통한 다중 액세스).

CSMS/CD는 이더넷과 패스트 이더넷 모두에 대한 미디어 액세스 규칙입니다. 이 영역에서 두 기술이 완전히 일치합니다.

Fast Ethernet의 모든 노드는 동일한 매체를 공유하므로 자신의 차례일 때만 전송할 수 있습니다. 이 대기열은 CSMA/CD 규칙에 의해 정의됩니다.

CSMA/CD

MAC 고속 이더넷 컨트롤러는 전송하기 전에 캐리어를 수신합니다. 캐리어는 다른 노드가 전송 중일 때만 존재합니다. PHY 계층은 캐리어의 존재를 확인하고 MAC에 대한 메시지를 생성합니다. 반송파의 존재는 매체가 사용 중이고 수신 노드(또는 노드)가 송신 노드에 양보해야 함을 나타냅니다.

전송할 프레임이 있는 MAC은 전송하기 전에 이전 프레임이 끝난 후 특정 최소 시간을 기다려야 합니다. 이 시간을 호출 패킷 간 간격(IPG, Interpacket Gap) 0.96마이크로초, 즉 10Mbps의 속도로 일반 이더넷 패킷의 전송 시간의 10분의 1에 해당하는 시간 동안 지속됩니다(IPG는 항상 비트 시간이 아닌 마이크로초 단위로 정의되는 유일한 시간 간격입니다. ) 그림 2.


그림 2. 패킷 간 간격

패킷 1이 종료된 후 모든 LAN 노드는 IPG 시간을 기다려야 전송할 수 있습니다. 그림 1에서 패킷 1과 2, 2와 3 사이의 시간 간격. 2는 IPG 시간입니다. 패킷 3의 전송이 완료된 후 처리할 자료가 없는 노드가 있으므로 패킷 3과 4 사이의 시간 간격은 IPG보다 깁니다.

네트워크의 모든 호스트는 이 규칙을 따라야 합니다. 노드가 전송할 프레임이 많고 이 노드가 전송하는 유일한 노드인 경우에도 각 패킷을 보낸 후 다음을 기다려야 합니다. 적어도, IPG 시간.

이것은 고속 이더넷 매체에 액세스하기 위한 CSMA 규칙의 일부입니다. 요컨대, 많은 노드가 매체에 액세스할 수 있고 캐리어를 사용하여 사용량을 제어합니다.

초기 실험 네트워크는 이러한 규칙을 정확히 적용했으며 이러한 네트워크는 매우 잘 작동했습니다. 그러나 CSMA만 사용하면 문제가 발생했습니다. 전송할 패킷이 있는 두 노드가 IPG 시간을 기다린 후 동시에 전송을 시작하여 양쪽에서 데이터 손상이 발생하는 경우가 많습니다. 그런 상황이라고 합니다 충돌(충돌) 또는 충돌.

이 장애물을 극복하기 위해 초기 프로토콜은 상당히 간단한 메커니즘을 사용했습니다. 패키지는 명령과 반응의 두 가지 범주로 나뉩니다. 노드에서 보낸 각 명령에는 응답이 필요했습니다. 명령 전송 후 얼마 동안(타임아웃 기간이라고 함) 이에 대한 응답이 수신되지 않으면 원래 명령이 다시 주어집니다. 이것은 전송 노드가 오류를 수정하기 전에 여러 번(시간 초과 제한) 발생할 수 있습니다.

이 계획은 잘 작동할 수 있지만 최대 어떤 순간. 충돌이 발생하면 성능이 급격히 저하됩니다(일반적으로 초당 바이트로 측정됨). 노드가 대상에 도달하지 않는 명령에 대한 응답을 기다리기 위해 종종 유휴 상태이기 때문입니다. 네트워크 혼잡, 노드 수의 증가는 충돌 수의 증가 및 결과적으로 네트워크 성능 저하와 직접 관련이 있습니다.

초기 네트워크 설계자는 이 문제에 대한 솔루션을 빠르게 찾았습니다. 각 노드는 충돌을 감지하여 전송된 패킷의 손실을 결정해야 합니다(결코 뒤따르는 반응을 기다리지 않고). 즉, 충돌로 인해 손실된 패킷은 타임아웃이 만료되기 직전에 재전송되어야 합니다. 호스트가 충돌 없이 패킷의 마지막 비트를 전송했다면 패킷이 성공적으로 전송된 것입니다.

캐리어 감지 방법은 충돌 감지 기능과 잘 결합되어 있습니다. 충돌은 계속 발생하지만 노드가 신속하게 충돌을 제거하므로 네트워크 성능에는 영향을 미치지 않습니다. 이더넷을 위한 CSMA/CD 매체 접근 규칙을 개발한 DIX 그룹은 이를 단순한 알고리즘 형태로 설계했다(그림 3).


그림 3. CSMA/CD 알고리즘

물리 계층 장치(PHY)

고속 이더넷은 다양한 케이블 유형을 사용할 수 있으므로 각 환경에는 고유한 신호 사전 변환이 필요합니다. 효율적인 데이터 전송을 위해서는 변환도 필요합니다. 즉, 전송된 코드를 간섭, 가능한 손실 또는 개별 요소(보오)의 왜곡에 저항하도록 만들고, 전송 또는 수신 측에서 클록 생성기의 효율적인 동기화를 보장합니다.

코딩 하위 계층(PCS)

또는 알고리즘을 사용하여 MAC 계층에서 들어오고 나가는 데이터를 인코딩/디코딩합니다.

물리적 부착 및 물리적 매체 의존의 하위 계층(PMA 및 PMD)

PMA 및 PMD 하위 계층은 PSC 하위 계층과 MDI 인터페이스 사이에서 통신하여 물리적 인코딩 방법에 따라 형성을 제공합니다. 또는 .

자동 협상 하위 계층(AUTONEG)

자동 협상 하위 계층을 통해 두 개의 통신 포트가 가장 효율적인 작동 모드(전이중 또는 반이중 10 또는 100Mbps)를 자동으로 선택할 수 있습니다. 물리적 계층

고속 이더넷 표준은 3가지 유형의 100Mbps 이더넷 신호 매체를 정의합니다.

  • 100Base-TX - 2개의 꼬인 전선. 전송은 ANSI(American National Standards Institute - American National Standards Institute)에서 개발한 꼬인 물리적 매체에서의 데이터 전송 표준에 따라 수행됩니다. 꼬인 데이터 케이블은 차폐되거나 차폐되지 않을 수 있습니다. 4V/5V 데이터 인코딩 알고리즘과 MLT-3 물리적 인코딩 방식을 사용합니다.
  • 100Base-FX - 광섬유 케이블 2가닥. 전송 역시 ANSI에서 개발한 광섬유 미디어의 데이터 전송 표준에 따라 수행됩니다. 4V/5V 데이터 인코딩 알고리즘 및 NRZI 물리적 인코딩 방법을 사용합니다.

100Base-TX 및 100Base-FX 사양은 100Base-X라고도 합니다.

  • 100Base-T4는 IEEE 802.3u 위원회에서 개발한 특정 사양입니다. 이 사양에 따르면 데이터 전송은 4개의 꼬인 전화선 쌍을 통해 수행되며 카테고리 3 UTP 케이블이라고 하며 8V/6T 데이터 인코딩 알고리즘과 NRZI 물리적 인코딩 방법을 사용합니다.

또한 고속 이더넷 표준에는 토큰 링 네트워크에서 전통적으로 사용되는 표준 케이블인 카테고리 1 차폐 연선 케이블 사용에 대한 권장 사항이 포함되어 있습니다. 고속 이더넷에서 STP 케이블링 사용을 위한 지원 조직 및 지침은 STP 케이블링을 사용하는 고객에게 고속 이더넷으로의 경로를 제공합니다.

고속 이더넷 사양에는 호스트 포트가 10Mbps 또는 100Mbps의 데이터 속도로 자동 조정되도록 하는 자동 협상 메커니즘도 포함되어 있습니다. 이 메커니즘은 허브 또는 스위치의 포트와 여러 패킷 교환을 기반으로 합니다.

중형 100Base-TX

100Base-TX 전송 매체는 두 개의 트위스트 페어를 사용합니다. 한 쌍은 데이터를 전송하는 데 사용되고 다른 한 쌍은 데이터를 수신하는 데 사용됩니다. ANSI TP - PMD 사양에는 차폐 및 비차폐 연선 케이블에 대한 설명이 모두 포함되어 있으므로 100Base-TX 사양에는 비차폐 및 차폐 연선 유형 1 및 7에 대한 지원이 포함됩니다.

MDI(Medium Dependent Interface) 커넥터

미디어 종속 100Base-TX 링크 인터페이스는 두 가지 유형 중 하나일 수 있습니다. 비차폐 연선 케이블의 경우 MDI 커넥터로 8핀 RJ 45 카테고리 5 커넥터를 사용합니다. 기존 카테고리 5 케이블링과의 역호환성을 위해 10Base-T에서 동일한 커넥터를 사용합니다. IBM 유형 1 STP 커넥터를 사용합니다. 차폐 DB9 커넥터. 이 커넥터는 일반적으로 토큰 링 네트워크에서 사용됩니다.

카테고리 5(e) UTP 케이블

UTP 100Base-TX 미디어 인터페이스는 두 쌍의 전선을 사용합니다. 누화 및 가능한 신호 왜곡을 최소화하려면 나머지 4개의 와이어를 사용하여 신호를 전달해서는 안 됩니다. 각 쌍에 대한 전송 및 수신 신호는 극성화되어 한 와이어는 양극(+) 신호를 전달하고 다른 와이어는 음극(-) 신호를 전달합니다. 100Base-TX 네트워크용 케이블 와이어의 색상 표시와 커넥터의 핀 번호는 표에 나와 있습니다. 1. 100Base-TX PHY 레이어는 ANSI TP-PMD 표준을 채택한 후 개발되었지만 RJ 45 커넥터의 핀 번호는 이미 10Base-T 표준에서 사용되는 배선도와 일치하도록 변경되었습니다. ANSI TP-PMD 규격에서는 7번 핀과 9번 핀을 데이터 수신용으로 사용하고, 100Base-TX 및 10Base-T 규격에서는 3번 핀과 6번 핀을 데이터 수신용으로 사용하며, 이 배선을 통해 100Base-TX 어댑터를 사용할 수 있습니다. 10개의 기본 어댑터 대신 - T 및 재배선 없이 동일한 카테고리 5 케이블에 대한 연결. RJ 45 커넥터에서 사용된 전선 쌍은 핀 1, 2 및 3, 6에 연결됩니다. 전선을 올바르게 연결하려면 색상 표시를 따라야 합니다.

표 1. 커넥터 핀 할당MDI케이블UTP100Base-TX

노드는 프레임을 교환하여 서로 통신합니다. 고속 이더넷에서 프레임은 네트워크를 통한 교환의 기본 단위입니다. 노드 간에 전송되는 모든 정보는 하나 이상의 프레임의 데이터 필드에 저장됩니다. 한 노드에서 다른 노드로 프레임을 전달하는 것은 네트워크의 모든 노드를 고유하게 식별하는 방법이 있는 경우에만 가능합니다. 따라서 LAN의 각 노드에는 MAC 주소라고 하는 주소가 있습니다. 이 주소는 고유합니다. 두 개의 호스트가 없습니다. 지역 네트워크동일한 MAC 주소를 가질 수 없습니다. 더욱이 ARCNet을 제외한 어떤 LAN 기술에서도 전 세계의 어떤 두 노드도 동일한 MAC 주소를 가질 수 없습니다. 모든 프레임에는 수신자 주소, 발신자 주소 및 데이터의 세 가지 기본 정보가 포함되어 있습니다. 일부 프레임에는 다른 필드가 있지만 나열된 세 개만 필요합니다. 그림 4는 고속 이더넷 프레임 구조를 보여줍니다.

그림 4. 프레임 구조빠른이더넷

  • 받는 사람의 주소- 데이터를 수신하는 노드의 주소가 표시됩니다.
  • 보낸 사람의 주소- 데이터를 보낸 노드의 주소가 표시됩니다.
  • 길이/유형(L/T - 길이/유형) - 전송된 데이터 유형에 대한 정보를 포함합니다.
  • 프레임 체크섬(PCS - Frame Check Sequence) - 수신 노드가 수신한 프레임의 정확성을 확인하도록 설계되었습니다.

최소 프레임 크기는 64옥텟 또는 512비트(용어 팔중주그리고 바이트 -동의어). 최대 프레임 크기는 1518 옥텟 또는 12144비트입니다.

프레임 주소 지정

고속 이더넷 네트워크의 각 노드에는 MAC 주소 또는 노드 주소라는 고유 번호가 있습니다. 이 숫자는 48비트(6바이트)로 구성되며 장치 제조 시 네트워크 인터페이스에 할당되며 초기화 과정에서 프로그래밍됩니다. 따라서 네트워크 관리자가 할당한 8비트 주소를 사용하는 ARCNet을 제외한 모든 LAN의 네트워크 인터페이스에는 지구상의 다른 모든 MAC 주소와 다른 고유한 MAC 주소가 내장되어 있으며 IEEE와 합의한 제조업체.

네트워크 인터페이스 관리를 용이하게 하기 위해 IEEE는 그림 5와 같이 48비트 주소 필드를 네 부분으로 나눌 것을 제안했습니다. 주소의 처음 두 비트(비트 0 및 1)는 주소 유형 플래그입니다. 플래그 값은 주소 부분(비트 2 - 47)이 해석되는 방식을 결정합니다.


그림 5. MAC 주소 형식

I/G 비트가 호출됩니다. 개인/그룹 주소 플래그주소가 무엇인지(개인 또는 그룹) 보여줍니다. 개별 주소는 네트워크에서 하나의 인터페이스(또는 노드)에만 할당됩니다. I/G 비트가 0으로 설정된 주소는 다음과 같습니다. MAC 주소또는 노드 주소. I/O 비트가 1로 설정되면 주소가 그룹화되고 일반적으로 호출됩니다. 멀티캐스트 주소(멀티캐스트 주소) 또는 기능적 주소(기능적 주소). 멀티캐스트 주소는 하나 이상의 LAN 네트워크 인터페이스에 할당될 수 있습니다. 멀티캐스트 주소로 전송된 프레임은 해당 주소를 소유한 모든 LAN 네트워크 인터페이스에서 수신하거나 복사합니다. 멀티캐스트 주소를 사용하면 로컬 네트워크에 있는 호스트의 하위 집합으로 프레임을 보낼 수 있습니다. I/O 비트가 1로 설정되면 비트 46~0은 일반 주소의 U/L, OUI 및 OUA 필드가 아닌 멀티캐스트 주소로 처리됩니다. U/L 비트가 호출됩니다. 범용/로컬 제어 플래그네트워크 인터페이스의 주소가 할당된 방법을 결정합니다. I/O 및 U/L 비트가 모두 0으로 설정된 경우 주소는 앞에서 설명한 고유한 48비트 식별자입니다.

OUI(조직적으로 고유한 식별자) 조직적으로 고유한 식별자). IEEE는 각 네트워크 어댑터 및 인터페이스 제조업체에 하나 이상의 OUI를 할당합니다. 각 제조업체는 OUA(조직적으로 고유한 주소 - 조직적으로 고유한 주소)생성하는 모든 장치에 있어야 합니다.

U/L 비트가 설정되면 주소는 로컬에서 관리됩니다. 이는 네트워크 인터페이스 제조업체에서 설정하지 않았음을 의미합니다. 모든 조직은 U/L 비트를 1로 설정하고 비트 2~47을 선택한 값으로 설정하여 자체 네트워크 인터페이스 MAC 주소를 만들 수 있습니다. 네트워크 인터페이스가 프레임을 수신하면 먼저 대상 주소를 디코딩합니다. I/O 비트가 주소에 설정되면 MAC 계층은 대상 주소가 호스트가 보유한 목록에 있는 경우에만 프레임을 수신합니다. 이 기술을 사용하면 한 노드가 여러 노드에 프레임을 보낼 수 있습니다.

라는 특별한 멀티캐스트 주소가 있습니다. 방송 주소. 48비트 IEEE 브로드캐스트 주소에서 모든 비트는 1로 설정됩니다. 프레임이 대상 브로드캐스트 주소와 함께 전송되면 네트워크의 모든 노드가 이를 수신하고 처리합니다.

필드 길이/유형

L/T(길이/유형) 필드는 두 가지 다른 용도로 사용됩니다.

  • 공백이 있는 패딩을 제외하고 프레임의 데이터 필드 길이를 결정합니다.
  • 데이터 필드의 데이터 유형을 나타냅니다.

0과 1500 사이의 L/T 필드 값은 프레임 데이터 필드의 길이입니다. 값이 높을수록 프로토콜 유형을 나타냅니다.

일반적으로 L/T 필드는 1983년 이전에 출시된 장비와 많은 상호 운용성 문제를 야기한 이더넷의 IEEE 표준화의 역사적 유산입니다. 이제 이더넷과 고속 이더넷은 L/T 필드를 사용하지 않습니다. 지정된 필드는 프레임을 처리하는 소프트웨어(즉, 프로토콜)와의 조정에만 사용됩니다. 그러나 L/T 필드의 진정한 표준 용도는 길이 필드로 사용하는 것입니다. 802.3 사양에서는 데이터 유형 필드로 사용할 수 있다는 언급조차 하지 않습니다. 표준은 "4.4.2절에 정의된 것보다 더 큰 길이 필드 값을 가진 프레임은 무시하거나 버리거나 개인적으로 사용할 수 있습니다. 이러한 프레임의 사용은 이 표준의 범위를 벗어납니다."라고 말합니다.

지금까지 말한 내용을 요약하면 L/T 필드가 프레임 유형. L/T 필드 값이 길이를 지정하는 Fast Ethernet 및 Ethernet 프레임(L/T 값 802.3, 데이터 유형이 동일한 필드 값(L/T 값 > 1500)으로 설정된 프레임)을 프레임이라고 합니다. 이더넷- II또는 딕스.

데이터 필드

데이터 필드에서한 노드가 다른 노드로 보내는 정보를 포함합니다. 매우 구체적인 정보를 저장하는 다른 필드와 달리 데이터 필드는 볼륨이 46바이트 이상 1500바이트 이하인 한 거의 모든 정보를 포함할 수 있습니다. 데이터 필드의 내용이 형식화되고 해석되는 방식은 프로토콜에 의해 정의됩니다.

길이가 46바이트 미만인 데이터를 보내야 하는 경우 LLC 계층은 알 수 없는 값으로 바이트를 추가합니다. 중요하지 않은 데이터(패드 데이터). 결과적으로 필드의 길이는 46바이트가 됩니다.

프레임이 802.3 유형인 경우 L/T 필드는 유효한 데이터의 양을 나타냅니다. 예를 들어, 12바이트 메시지가 전송되는 경우 L/T 필드는 값 12를 저장하고 데이터 필드는 34개의 추가 무의미한 바이트를 포함합니다. 중요하지 않은 바이트를 추가하면 Fast Ethernet LLC 계층이 시작되며 일반적으로 하드웨어에서 구현됩니다.

MAC 계층 도구는 L/T 필드의 내용을 지정하지 않습니다. 소프트웨어는 지정합니다. 이 필드는 거의 항상 네트워크 인터페이스 드라이버에 의해 설정됩니다.

프레임 체크섬

프레임 체크섬(PCS - Frame Check Sequence)을 사용하면 수신된 프레임이 손상되지 않았는지 확인할 수 있습니다. MAC 레벨에서 전송된 프레임을 구성할 때 특별한 수학 공식이 사용됩니다. CRC(Cyclic Redundancy Check - 순환 중복 코드), 32비트 값을 계산하도록 설계되었습니다. 수신된 값은 프레임의 FCS 필드에 배치됩니다. 프레임의 모든 바이트 값은 CRC를 계산하는 MAC 레벨 요소의 입력으로 공급됩니다. FCS 필드는 패스트 이더넷에서 가장 기본적이고 중요한 오류 감지 및 수정 메커니즘입니다. 대상 주소의 첫 번째 바이트에서 시작하여 데이터 필드의 마지막 바이트로 끝납니다.

DSAP 및 SSAP 필드 값

DSAP/SSAP 값

설명

Indiv LLC 하위 계층 관리

그룹 LLC 하위 계층 관리

SNA 경로 제어

예약됨(DODIP)

ISO CLNS는 8473입니다.

8B6T 인코딩 알고리즘은 8비트 데이터 옥텟(8B)을 6비트 삼항 문자(6T)로 변환합니다. 6T 코드 그룹은 3개의 트위스트 페어 케이블을 통해 병렬로 전송되도록 설계되었으므로 각 트위스트 페어의 유효 데이터 전송률은 100Mbps의 1/3, 즉 33.33Mbps입니다. 각 트위스트 페어의 삼항 기호 속도는 33.3Mbps의 6/8이며, 이는 25MHz의 클록 주파수에 해당합니다. MP 인터페이스 타이머가 작동하는 것은 이 주파수입니다. 2개의 레벨을 갖는 이진 신호와 달리 각 쌍을 통해 전송되는 삼진 신호는 3개의 레벨을 가질 수 있습니다.

문자 인코딩 테이블

라인 코드

상징

MLT-3 다중 레벨 전송 - 3(다중 레벨 전송) -은 NRZ 코드와 약간 유사하지만 후자와 달리 3개의 신호 레벨이 있습니다.

하나는 한 신호 레벨에서 다른 신호 레벨로의 전환에 해당하며 신호 레벨의 변경은 이전 전환을 고려하여 순차적으로 발생합니다. "0"을 전송할 때 신호는 변경되지 않습니다.

이 코드는 NRZ와 마찬가지로 미리 인코딩해야 합니다.

다음에서 컴파일됨:

  1. Laem Quinn, Richard Russell "고속 이더넷";
  2. K. Zakler "컴퓨터 네트워크";
  3. V.G. 그리고 N.A. 올리퍼 "컴퓨터 네트워크";

소개

이 보고서의 목적은 Fast Ethernet을 예로 사용하여 컴퓨터 네트워크의 기본 작동 원리와 기능을 간단하고 쉽게 설명하는 것입니다.

네트워크는 연결된 컴퓨터 및 기타 장치의 그룹입니다. 컴퓨터 네트워크의 주요 목적은 자원을 공유하고 한 회사 안팎에서 양방향 커뮤니케이션을 구현하는 것입니다. 리소스는 데이터, 응용 프로그램 및 외장 드라이브, 프린터, 마우스, 모뎀 또는 조이스틱과 같은 주변 장치입니다. 컴퓨터의 양방향 통신 개념은 실시간으로 메시지를 교환하는 것을 의미합니다.

컴퓨터 네트워크에서 데이터 전송에 대한 많은 표준 세트가 있습니다. 세트 중 하나는 고속 이더넷 표준입니다.

이 자료에서 다음에 대해 배우게 됩니다.

  • 고속 이더넷 기술
  • 스위치
  • FTP 케이블
  • 연결 유형
  • 컴퓨터 네트워크 토폴로지

내 작업에서는 Fast Ethernet 표준을 기반으로 하는 네트워크 작동 원리를 보여줍니다.

LAN(Local Area Network) 스위칭 및 Fast Ethernet 기술은 이더넷 네트워크의 성능 향상에 대한 요구에 부응하여 개발되었습니다. 처리량을 증가시킴으로써 이러한 기술은 네트워크 병목 현상을 제거하고 높은 데이터 전송 속도가 필요한 응용 프로그램을 지원할 수 있습니다. 이러한 솔루션의 장점은 둘 중 하나를 선택할 필요가 없다는 것입니다. 상호 보완적이므로 두 기술을 모두 사용하여 네트워크 성능을 향상시킬 수 있습니다.

수집된 정보는 컴퓨터 네트워크를 공부하기 시작하는 사람들과 네트워크 관리자 모두에게 유용할 것입니다.

1. 네트워크 다이어그램

2. 고속 이더넷 기술

컴퓨터 네트워크 고속 이더넷

패스트 이더넷은 이더넷 기술의 진화의 결과입니다. 동일한 CSMA/CD 방식(Channel Inquiry Multiple Access with Collision Detection)을 기반으로 하고 그대로 유지하는 Fast Ethernet 장치는 이더넷의 최대 10배 속도로 작동합니다. 100Mbps. 고속 이더넷은 시스템과 같은 애플리케이션에 충분한 대역폭을 제공합니다. 컴퓨터 지원 설계및 프로덕션(CAD/CAM), 그래픽 및 이미징, 멀티미디어. 고속 이더넷은 10Mbps 이더넷과 호환되므로 고속 이더넷을 LAN에 통합하는 것이 라우터보다 스위치를 사용하는 것이 더 편리합니다.

스위치

스위치 포함많은 작업 그룹을 상호 연결하여 대규모 LAN을 형성할 수 있습니다(다이어그램 1 참조). 저렴한 스위치는 라우터보다 성능이 뛰어나 보다 효율적인 LAN 작동을 제공합니다. 하나 또는 두 개의 허브를 포함하는 고속 이더넷 작업 그룹은 고속 이더넷 스위치를 통해 연결되어 사용자 수를 더욱 늘리고 더 넓은 영역을 처리할 수 있습니다.

예를 들어 다음 스위치를 고려하십시오.

쌀. 1 D-Link-1228/ME

DES-1228/ME 스위치 시리즈에는 구성 가능한 Layer 2 "프리미엄" 고속 이더넷 스위치가 포함되어 있습니다. 고급 기능으로 DES-1228/ME 장치는 저렴한 솔루션안전한 고성능 네트워크를 구축합니다. 이 스위치는 높은 포트 밀도, 4기가비트 업링크 포트, 대역폭 관리를 위한 작은 단계 변경 설정 및 고급 네트워크 관리를 제공합니다. 이 스위치를 사용하면 기능과 비용 특성 모두에서 네트워크를 최적화할 수 있습니다. DES-1228/ME 시리즈의 스위치는 기능과 비용 특성 모두에서 최적의 솔루션입니다.

FTP 케이블

LAN-5EFTP-BL 케이블 4쌍의 단일 코어 구리 도체로 구성됩니다.

도체 직경 24AWG.

각 도체는 HDPE(고밀도 폴리에틸렌) 절연체로 둘러싸여 있습니다.

특별히 선택된 피치로 꼬인 두 개의 도체가 하나의 꼬인 쌍을 구성합니다.

4개의 트위스트 페어는 폴리에틸렌 필름으로 싸여 있고 구리 단심 접지 도체와 함께 일반 호일 실드와 ​​PVC 외피로 둘러싸여 있습니다.

직접 연결(직선)

그것은 다음을 제공합니다:

  • 1. 컴퓨터 네트워크 카드를 통해 컴퓨터를 스위치(허브, 스위치)에 연결하려면
  • 2. 스위치(허브, 스위치) 네트워크 주변기기 연결하기 - 프린터, 스캐너
  • 3. UPLINK용 "및 상위 스위치(허브, 스위치) - 최신 스위치는 수신 및 전송을 위해 커넥터의 입력을 자동으로 구성할 수 있습니다.

교차 연결(크로스오버)

그것은 다음을 제공합니다:

  • 1. 스위칭 장비(허브, 스위치, 라우터 등)를 사용하지 않고 2대의 컴퓨터를 로컬 네트워크에 직접 연결하는 경우.
  • 2. 업링크의 경우 복잡한 로컬 네트워크의 상위 스위치에 연결하고 이전 유형의 스위치(허브, 스위치)의 경우 "UPLINK" 또는 X로 표시된 별도의 커넥터가 있습니다.

토폴로지 스타

별에- 네트워크의 모든 컴퓨터가 물리적 네트워크 세그먼트를 형성하는 중앙 노드(일반적으로 스위치)에 연결되는 컴퓨터 네트워크의 기본 토폴로지. 이러한 네트워크 세그먼트는 개별적으로 또는 복잡한 네트워크의 일부로 기능할 수 있습니다. 네트워크 토폴로지(일반적으로 "나무"). 전체 정보 교환은 중앙 컴퓨터를 통해서만 이루어지므로 부하가 매우 크므로 네트워크 외에는 아무 것도 할 수 없습니다. 일반적으로 가장 강력한 것은 중앙 컴퓨터이며 교환 관리의 모든 기능이 할당됩니다. 원칙적으로 관리가 완전히 중앙 집중화되기 때문에 스타 토폴로지가 있는 네트워크에서는 충돌이 발생할 수 없습니다.

부록

기존의 10Mbit 이더넷은 약 15년 ​​동안 대부분의 사용자를 만족시켜 왔습니다. 그러나 1990년대 초반에는 충분하지 않았다. 처리량. 컴퓨터의 경우 인텔 프로세서 ISA(8MB/s) 또는 EISA(32MB/s) 버스가 있는 80286 또는 80386, 이더넷 세그먼트의 대역폭은 메모리-디스크 링크의 1/8 또는 1/32였으며 이는 잘 일치했습니다. 로컬에서 처리되는 데이터 볼륨의 비율과 네트워크를 통해 전송되는 데이터. PCI 버스(133MB/s)가 있는 보다 강력한 클라이언트 스테이션의 경우 이 점유율은 1/133으로 떨어졌는데, 이는 분명히 충분하지 않았습니다. 그 결과 10Mbit 이더넷의 많은 부분이 혼잡해지고 그 안에 있는 서버의 응답이 크게 떨어졌으며 충돌 빈도가 크게 증가하여 유용한 처리량이 더욱 감소했습니다.

"새로운" 이더넷, 즉 100Mbps의 성능에서 가격/품질 비율 면에서 똑같이 효과적인 기술을 개발할 필요가 있습니다. 검색 및 연구 결과 전문가는 두 진영으로 나뉘었고 결국 Fast Ethernet과 l00VG-AnyLAN의 두 가지 새로운 기술이 등장했습니다. 기존 이더넷과의 연속성 정도가 다릅니다.

1992년, 제조업체 그룹 네트워크 장비, SynOptics, 3Com과 같은 이더넷 기술의 선두 주자를 포함하여 표준을 개발하기 위해 비영리 Fast Ethernet Alliance를 구성했습니다. 새로운 기술, 이더넷 기술의 특성을 최대한 보존하기 위한 것이었습니다.

두 번째 진영은 Hewlett-Packard와 AT&T가 주도했으며, 이들은 이더넷 기술의 잘 알려진 몇 가지 단점을 이용하겠다고 제안했습니다. 얼마 후 이 회사들은 새로운 기술에서 토큰 링 네트워크와의 호환성을 제공하기 위한 제안에 기여한 IBM에 의해 합류했습니다.

동시에 IEEE 802 위원회에 새로운 고속 기술의 기술적 잠재력을 탐구하기 위한 연구 그룹이 구성되었습니다. 1992년 말과 1993년 말 사이에 IEEE 그룹은 다양한 공급업체의 100Mbit 솔루션을 연구했습니다. Fast Ethernet Alliance의 제안과 함께 그룹은 Hewlett-Packard와 AT&T의 고속 기술도 고려했습니다.

논의의 중심에는 임의의 CSMA/CD 액세스 방식을 유지하는 문제가 있었습니다. Fast Ethernet Alliance 제안은 이 방법을 유지하여 10Mbps 및 100Mbps 네트워크의 연속성과 일관성을 보장했습니다. Fast Ethernet Alliance보다 훨씬 적은 수의 네트워킹 업계 제조업체의 지원을 받은 HP와 AT&T의 연합은 다음과 같은 완전히 새로운 액세스 방법을 제안했습니다. 수요 우선 순위- 요청 시 우선 액세스. 이는 네트워크 노드의 동작을 크게 변경하여 이더넷 기술과 802.3 표준에 맞지 않게 되었고, 이를 표준화하기 위해 새로운 IEEE 802.12 위원회가 구성되었습니다.

1995년 가을에 두 기술 모두 IEEE 표준이 되었습니다. IEEE 802.3 위원회는 독립형이 아닌 기존 802.3 표준에 21~30장 형태로 추가된 802.3 표준으로 Fast Ethernet 규격을 채택하였다. 802.12 위원회는 l00VG-AnyLAN 기술을 채택하여 새로운 Demand Priority 액세스 방법과 이더넷 및 토큰 링의 두 가지 형식 프레임을 지원합니다.

V 고속 이더넷 기술의 물리적 계층

패스트 이더넷 기술과 이더넷의 모든 차이점은 물리 계층에 집중되어 있습니다(그림 3.20). 고속 이더넷의 MAC 및 LLC 수준은 정확히 동일하게 유지되었으며 802.3 및 802.2 표준의 이전 장에서 설명합니다. 따라서 패스트 이더넷 기술을 고려하여 물리 계층에 대한 몇 가지 옵션만 연구합니다.

고속 이더넷 기술의 물리적 계층 구조가 더 복잡한 것은 케이블 시스템에 세 가지 옵션을 사용하기 때문입니다.

  • 광섬유 다중 모드 케이블, 두 개의 광섬유가 사용됩니다.
  • 카테고리 5 연선, 두 쌍이 사용됩니다.
  • · 카테고리 3 트위스트 페어, 4페어 사용.

세계 최초의 이더넷 네트워크를 제공한 동축 케이블은 새로운 패스트 이더넷 기술의 허용된 데이터 전송 매체에 포함되지 않았습니다. 이는 카테고리 5 트위스트 페어가 동축 케이블과 동일한 속도로 단거리에서 데이터를 전송할 수 있지만 네트워크가 더 저렴하고 사용하기 쉽기 때문에 많은 신기술에서 일반적인 추세입니다. 장거리에서 광섬유는 동축 케이블보다 대역폭이 훨씬 크며 네트워크 비용은 그다지 높지 않습니다. 특히 대형 동축 케이블 시스템의 높은 문제 해결 비용을 고려할 때 그렇습니다.


패스트 이더넷 기술과 이더넷 기술의 차이점

동축 케이블의 제거는 Fast Ethernet 네트워크가 l0Base-T/l0Base-F 네트워크와 마찬가지로 허브에 항상 계층적 트리 구조를 구축함을 의미합니다. Fast Ethernet 네트워크 구성 간의 주요 차이점은 네트워크 직경이 약 200m로 감소한 것으로, 이는 10Mbit에 비해 전송 속도가 10배 증가하여 최소 길이 프레임 전송 시간이 10배 감소한 것으로 설명됩니다. 이더넷.

그럼에도 불구하고 이러한 상황이 실제로 Fast Ethernet 기술을 기반으로 하는 대규모 네트워크 구축에 지장을 주지는 않습니다. 사실 1990년대 중반은 저렴한 고속 기술이 널리 보급되었을 뿐만 아니라 스위치를 기반으로 한 근거리 통신망의 급속한 발전이 특징이었습니다. 스위치를 사용할 때 고속 이더넷 프로토콜은 네트워크의 전체 길이에 대한 제한이 없고 인접 장치(어댑터-스위치 또는 스위치)를 연결하는 물리적 세그먼트의 길이에만 제한이 있는 전이중 모드에서 작동할 수 있습니다. -to-switch)가 남아 있습니다. 따라서 장거리 LAN 백본을 만들 때 Fast Ethernet 기술도 적극적으로 사용되지만 스위치와 함께 전이중 버전에서만 사용됩니다.

이 섹션에서는 802.3 표준에 설명된 액세스 방법의 정의를 완전히 준수하는 고속 이더넷 기술의 반이중 버전에 대해 설명합니다.

이더넷의 물리적 구현을 ​​위한 옵션(그리고 그 중 6개 있음)과 비교할 때 패스트 이더넷에서는 각 옵션과 다른 옵션 간의 차이가 더 깊습니다. 도체 수와 코딩 방법이 모두 변경됩니다. 그리고 Fast Ethernet의 물리적 버전은 진화적이지 않고 동시에 생성되었기 때문에 이더넷 네트워크의 경우 버전별로 변경되지 않는 물리적 계층의 하위 계층과 특정 하위 계층을 세부적으로 결정할 수 있었습니다. 물리적 환경의 각 버전.

공식 802.3 표준은 고속 이더넷 물리 계층에 대해 세 가지 다른 사양을 설정하고 다음 이름을 부여했습니다.

고속 이더넷 물리 계층 구조

  • · 2쌍 UTP 카테고리 5 연선 케이블 또는 STP 유형 1 차폐 연선 케이블용 100Base-TX;
  • · 4쌍 UTP 카테고리 3, 4 또는 5 UTP 케이블용 100Base-T4;
  • · 100Base-FX 멀티모드 광케이블은 2개의 광케이블을 사용합니다.

세 가지 표준 모두에 대해 다음 진술과 특성이 참입니다.

  • · Fast Ethernetee 프레임 형식은 10Mbit 이더넷 프레임 형식과 다릅니다.
  • · 프레임간 간격(IPG)은 0.96μs이고 비트 간격은 10ns입니다. 비트 간격으로 측정된 액세스 알고리즘의 모든 타이밍 매개변수(백오프 간격, 최소 길이 프레임 전송 시간 등)는 동일하게 유지되었으므로 MAC 수준에 관한 표준 섹션에는 변경 사항이 없습니다.
  • · 매체의 자유 상태의 표시는 해당 중복 코드의 Idle 기호가 매체를 통해 전송되는 것입니다(10Mbps 이더넷 표준에서와 같이 신호가 없는 것은 아님). 물리 계층에는 세 가지 요소가 포함됩니다.
  • o 화해 하위 계층;
  • o 미디어 독립 인터페이스(Mil);
  • o 물리 계층 장치(PHY).

AUI 인터페이스용으로 설계된 MAC 레이어가 MP 인터페이스를 통해 물리 레이어와 동작하기 위해서는 협상 레이어가 필요하다.

물리 계층 장치(PHY)는 차례로 여러 하위 계층으로 구성됩니다(그림 3.20 참조).

  • · MAC 수준에서 오는 바이트를 4V/5V 또는 8V/6T 코드 기호로 변환하는 논리 데이터 코딩의 하위 수준(두 코드 모두 고속 이더넷 기술에서 사용됨)
  • • NRZI 또는 MLT-3과 같은 물리적 코딩 방법에 따라 신호 생성을 제공하는 물리적 부착 및 물리적 미디어 종속성(PMD) 하위 계층;
  • · 2개의 통신 포트가 반이중 또는 전이중과 같은 가장 효율적인 작동 모드를 자동으로 선택할 수 있도록 하는 자동 협상 하위 계층(이 하위 계층은 선택 사항임).

IP 인터페이스는 MAC 하위 계층과 PHY 하위 계층 간에 데이터를 교환하는 미디어 독립적인 방법을 지원합니다. 이 인터페이스는 AUI 인터페이스가 물리적 신호 코딩의 하위 수준(모든 케이블 옵션에 대해 동일한 물리적 코딩 방법이 사용됨 - Manchester 코드)과 매체에 대한 물리적 연결 및 MP 인터페이스는 MAC 하위 수준과 신호 코딩 하위 수준 사이에 위치하며, 이 하위 수준은 Fast Ethernet 표준에서 FX, TX 및 T4의 세 가지입니다.

MP 커넥터는 AUI 커넥터와 달리 40개의 핀이 있으며 MP 케이블의 최대 길이는 1미터입니다. MP 인터페이스를 통해 전송되는 신호의 진폭은 5V입니다.

물리적 레이어 100Base-FX - 다중 모드 광섬유, 2개의 광섬유

이 사양은 잘 입증된 FDDI 코딩 체계를 기반으로 하는 반이중 및 전이중 모드에서 다중 모드 광섬유를 통한 고속 이더넷 프로토콜의 작동을 정의합니다. FDDI 표준에서와 같이 각 노드는 수신기(R x)와 송신기(T x)에서 오는 두 개의 광섬유에 의해 네트워크에 연결됩니다.

l00Base-FX와 l00Base-TX 사양 간에는 많은 유사점이 있으므로 두 사양에 공통적인 속성은 l00Base-FX/TX라는 일반 이름으로 지정됩니다.

10Mbps 이더넷은 케이블을 통해 전송될 때 데이터를 나타내기 위해 맨체스터 인코딩을 사용하는 반면, 고속 이더넷 표준은 다른 인코딩 방법인 4V/5V를 정의합니다. 이 방법은 이미 FDDI 표준에서 그 효과를 입증했으며 변경 없이 l00Base-FX/TX 사양으로 이전되었습니다. 이 방법을 사용하면 MAC 부계층 데이터(심볼이라고 함)의 4비트마다 5비트로 표시됩니다. 중복 비트를 사용하면 5개 비트 각각이 전기 또는 광학 펄스로 표시될 때 잠재적인 코드를 적용할 수 있습니다. 금지된 문자 조합이 존재하면 잘못된 문자를 거부할 수 있으므로 l00Base-FX/TX로 네트워크의 안정성이 향상됩니다.

이더넷 프레임과 Idle 심볼을 분리하기 위해 4V/5V 코드의 Start Delimiter 심볼(심볼 J(11000)과 K(10001)의 쌍을 사용하고 프레임 완료 후 T 첫 번째 유휴 기호 앞에 기호가 삽입됩니다.


중단 없는 100Base-FX/TX 사양 데이터 스트림

MAC 코드의 4비트 부분을 물리 계층의 5비트 부분으로 변환한 후 네트워크 노드를 연결하는 케이블에서 광 또는 전기 신호로 표시되어야 합니다. l00Base-FX 및 l00Base-TX 사양은 각각 NRZI 및 MLT-3(광섬유 및 연선을 통해 작업할 때 FDDI 기술에서와 같이)에 대해 서로 다른 물리적 인코딩 방법을 사용합니다.

물리 계층 100Base-TX - 트위스트 페어 DTP Cat 5 또는 STP 유형 1, 2쌍

l00Base-TX 사양은 UTP Category 5 케이블 또는 STP Type 1 케이블을 전송 매체로 사용하며 두 경우 모두 최대 케이블 길이는 100m입니다.

l00Base-FX 사양과의 주요 차이점은 트위스트 페어를 통해 4V/5V 코드의 5비트 부분을 시그널링하기 위한 MLT-3 방법의 사용과 포트 작동을 선택하기 위한 자동 협상 기능의 존재입니다. 방법. 자동 협상 방식을 사용하면 비트 전송률과 트위스트 페어 수가 다른 여러 물리 계층 표준을 지원하는 물리적으로 연결된 두 장치가 가장 유리한 작동 모드를 선택할 수 있습니다. 일반적으로 자동 협상 절차는 10 및 100Mbps 속도로 작동할 수 있는 네트워크 어댑터를 허브나 스위치에 연결할 때 발생합니다.

아래에 설명된 자동 협상 방식은 오늘날 l00Base-T 기술 표준입니다. 이전에 제조업체는 호환되지 않는 상호 작용 포트의 속도를 자동으로 결정하기 위해 다양한 독점 체계를 사용했습니다. 표준으로 채택된 자동 협상 방식은 원래 NWay라는 이름으로 내셔널 세미컨덕터에서 제안했습니다.

현재 100Base-TX 또는 100Base-T4 트위스트 페어 장치가 지원할 수 있는 총 5가지 작동 모드가 정의되어 있습니다.

  • · l0Base-T - 카테고리 3의 2쌍;
  • · l0Base-T 전이중 - 카테고리 3의 2쌍;
  • · l00Base-TX - 카테고리 5(또는 유형 1ASTP)의 2쌍;
  • · 100Base-T4 - 카테고리 3의 4쌍;
  • · 100Base-TX 전이중 - 카테고리 5(또는 유형 1A STP)의 2쌍.

l0Base-T 모드는 호출 우선 순위가 가장 낮고 100Base-T4 전이중 모드는 우선 순위가 가장 높습니다. 협상 프로세스는 장치의 전원이 켜져 있을 때 발생하며 장치 제어 모듈에서 언제든지 시작할 수도 있습니다.

자동 협상 프로세스를 시작한 장치는 파트너에게 특수 펄스 버스트를 보냅니다. 고속 링크 펄스 버스트(FLP)이 노드에서 지원하는 가장 높은 우선 순위부터 시작하여 제안된 상호 작용 모드를 인코딩하는 8비트 단어를 포함합니다.

피어 노드가 자동 협상을 지원하고 제안된 모드도 지원할 수 있는 경우 확인하는 FLP 버스트로 응답합니다. 이 모드그리고 그것이 협상이 끝나는 곳입니다. 파트너 노드가 더 낮은 우선 순위 모드를 지원할 수 있으면 응답에 표시하고 이 모드가 작동 모드로 선택됩니다. 따라서 항상 우선 순위가 가장 높은 공통 노드 모드가 선택됩니다.

l0Base-T 기술만 지원하는 노드는 16ms마다 Manchester 펄스를 보내 인접 노드와 연결하는 라인의 연속성을 확인합니다. 이러한 노드는 Auto-negotiation 기능이 있는 노드가 자신에게 보내는 FLP 요청을 이해하지 못하고 계속해서 충동을 보냅니다. FLP 요청에 대한 응답으로 회선 연속성 검사 펄스만 수신한 노드는 해당 파트너가 l0Base-T 표준에 따라서만 작동할 수 있다는 것을 이해하고 이 작동 모드를 자체적으로 설정합니다.

물리 계층 100Base-T4 - UTP Cat 3 연선, 4쌍

100Base-T4 사양은 고속 이더넷이 기존 카테고리 3 트위스트 페어 배선을 사용할 수 있도록 설계되었으며, 이 사양은 4개의 케이블 페어 모두에서 비트 스트림을 동시에 전송하여 전체 처리량을 향상시킵니다.

100Base-T4 사양은 다른 고속 이더넷 물리 계층 사양보다 늦게 나왔습니다. 이 기술의 개발자는 주로 두 개의 데이터 라인(두 쌍 또는 두 개의 광섬유)에서 작동하는 l0Base-T 및 l0Base-F의 사양에 최대한 가까운 물리적 사양을 만들고 싶었습니다. 두 개의 트위스트 페어에 대한 작업을 구현하려면 카테고리 5의 고품질 케이블로 전환해야 했습니다.

동시에 경쟁하는 l00VG-AnyLAN 기술의 개발자는 처음에 카테고리 3 연선을 통한 작업에 중점을 두었습니다. 가장 중요한 이점은 비용이 많이 드는 것이 아니라 이미 대부분의 건물에 설치되어 있다는 사실이었습니다. 따라서 l00Base-TX 및 l00Base-FX 사양이 출시된 후 Fast Ethernet 기술 개발자는 범주 3 트위스트 페어에 대한 자체 버전의 물리 계층을 구현했습니다.

이 방법은 4V/5V 코딩 대신 8V/6T 코딩을 사용합니다. 이 코딩은 신호 스펙트럼이 더 좁고 33Mbps의 속도로 카테고리 3 트위스트 페어 케이블의 16MHz 대역에 맞습니다(4V/5V 코딩 시 신호 스펙트럼이 이 대역에 맞지 않음) . MAC 계층 정보의 8비트마다 6개의 3진 기호, 즉 3가지 상태를 갖는 숫자로 인코딩됩니다. 각 3진수의 지속 시간은 40ns입니다. 그런 다음 6개의 3진수 그룹이 3개의 전송 트위스트 페어 중 하나로 독립적으로 직렬로 전송됩니다.

네 번째 쌍은 항상 충돌 감지를 위해 반송파 주파수를 수신하는 데 사용됩니다. 세 개의 전송 쌍 각각의 데이터 속도는 33.3Mbps이므로 100Base-T4 프로토콜의 총 속도는 100Mbps입니다. 동시에 채택된 코딩 방식으로 인해 각 쌍의 신호 변화율은 25Mbaud에 불과하므로 카테고리 3 트위스트 페어를 사용할 수 있습니다.

무화과에. 3.23은 100Base-T4 네트워크 어댑터의 MDI 포트와 허브의 MDI-X 포트 연결을 보여줍니다(X 접두사는 이 커넥터에 네트워크 어댑터 커넥터와 비교하여 수신기 및 송신기 연결 쌍이 있음을 나타냅니다. 케이블에 전선 쌍을 연결하기 위해 - 교차하지 않음). 쌍 1 -2 MDI 포트에서 MDI-X 포트로 데이터를 전송하는 데 항상 필요합니다. 3 -6 - MDI-X 포트에서 MDI 포트로 데이터를 수신하고 쌍 4 -5 그리고 7 -8 양방향이며 필요에 따라 수신 및 전송 모두에 사용됩니다.


100Base-T4 사양에 따른 노드 연결

고속 이더넷 - 1995년 10월 26일에 공식적으로 채택된 IEEE 802.3 u 사양은 100Mb/s의 속도로 구리 및 광섬유 케이블을 모두 사용하여 작동하는 네트워크에 대한 링크 계층 프로토콜 표준을 정의합니다. 새로운 사양은 동일한 프레임 형식, CSMA/CD 미디어 액세스 메커니즘 및 스타 토폴로지를 사용하는 IEEE 802.3 이더넷 표준의 후속 제품입니다. 진화는 사용된 케이블 유형, 세그먼트 길이 및 허브 수를 포함하여 처리량이 증가한 물리 계층 시설 구성의 여러 요소에 영향을 미쳤습니다.

물리적 계층

고속 이더넷 표준은 3가지 유형의 100Mbps 이더넷 신호 매체를 정의합니다.

· 100Base-TX - 2개의 꼬인 전선. 전송은 ANSI(American National Standards Institute - American National Standards Institute)에서 개발한 꼬인 물리적 매체에서의 데이터 전송 표준에 따라 수행됩니다. 꼬인 데이터 케이블은 차폐되거나 차폐되지 않을 수 있습니다. 4V/5V 데이터 인코딩 알고리즘과 MLT-3 물리적 인코딩 방식을 사용합니다.

· 100Base-FX - 2코어, 광섬유 케이블. 전송 역시 ANSI에서 개발한 광섬유 미디어의 데이터 전송 표준에 따라 수행됩니다. 4V/5V 데이터 인코딩 알고리즘 및 NRZI 물리적 인코딩 방법을 사용합니다.

· 100Base-T4는 IEEE 802.3u 위원회에서 개발한 특정 사양입니다. 이 사양에 따르면 데이터 전송은 4개의 꼬인 전화선 쌍을 통해 수행되며 카테고리 3 UTP 케이블이라고 하며 8V/6T 데이터 인코딩 알고리즘과 NRZI 물리적 인코딩 방법을 사용합니다.

다중 모드 케이블

이 유형의 광섬유 케이블은 코어 직경이 50 또는 62.5 마이크로미터이고 외피 두께가 125 마이크로미터인 광섬유를 사용합니다. 이러한 케이블을 50/125(62.5/125) 마이크로미터 광섬유가 있는 다중 모드 광 케이블이라고 합니다. 다중 모드 케이블을 통해 광 신호를 전송하기 위해 파장이 850(820) 나노미터인 LED 트랜시버가 사용됩니다. 다중 모드 케이블이 전이중 모드에서 작동하는 스위치의 두 포트를 연결하는 경우 최대 2000미터 길이가 될 수 있습니다.

단일 모드 케이블

단일 모드 광섬유 케이블은 다중 모드 광섬유보다 10 마이크로미터의 작은 코어 직경을 가지며 단일 모드 케이블을 통한 전송에는 레이저 트랜시버가 사용되어 장거리에서 효율적인 전송을 보장합니다. 전송된 빛 신호의 파장은 1300나노미터인 코어의 직경에 가깝습니다. 이 숫자는 제로 분산 파장으로 알려져 있습니다. 단일 모드 케이블에서는 분산 및 신호 손실이 매우 작아 다중 모드 광섬유를 사용하는 경우보다 더 먼 거리에서 광 신호를 전송할 수 있습니다.


38. 기가비트 이더넷 기술, 일반 특성, 물리적 환경 사양, 기본 개념.
3.7.1. 표준의 일반적인 특성

시장에 Fast Ethernet 제품이 등장한 후 얼마 지나지 않아 네트워크 통합자와 관리자는 기업 네트워크를 구축할 때 특정 한계를 느꼈습니다. 많은 경우에 100Mbps 링크를 통해 연결된 서버는 FDDI 및 고속 이더넷 백본과 같이 100Mbps에서도 작동하는 네트워크 백본에 과부하가 걸립니다. 속도 계층에서 다음 단계가 필요했습니다. 1995년에는 ATM 스위치만이 더 높은 수준의 속도를 제공할 수 있었고 당시에는 이 기술을 로컬 네트워크로 마이그레이션할 수 있는 편리한 수단이 없었습니다(LAN Emulation - LANE 사양은 1995년 초에 채택되었지만 실제 구현은 앞서 있었습니다. ) 거의 아무도 감히 로컬 네트워크에 그들을 소개합니다. 또한 ATM 기술은 매우 달랐습니다. 높은 레벨비용.

따라서 IEEE가 취한 다음 단계는 논리적으로 보였습니다. 1995년 6월 Fast Ethernet 표준이 최종적으로 채택된 지 5개월 후 IEEE High-Speed ​​Research Group은 훨씬 더 높은 수준의 이더넷 표준을 개발할 가능성을 고려하라는 지시를 받았습니다. 비트 전송률.

1996년 여름, 802.3z 그룹은 이더넷에 최대한 근접하지만 비트 전송률이 1000Mbps인 프로토콜을 개발하기 위해 발표되었습니다. 패스트 이더넷과 마찬가지로 이 메시지는 이더넷 지지자들에게 큰 호응을 받았습니다.



열광의 주된 이유는 네트워크 계층의 하위 수준에 위치한 과부하된 이더넷 세그먼트가 패스트 이더넷으로 전송되는 방식과 유사하게 네트워크 백본을 기가비트 이더넷으로 원활하게 전환할 것이라는 전망이었습니다. 또한 이미 영토 네트워크(SDH 기술)와 로컬 네트워크 모두에서 기가비트 속도로 데이터를 전송한 경험이 있습니다. 고속 주변 장치를 대형 컴퓨터에 연결하고 광섬유를 통해 데이터를 전송하는 데 주로 사용되는 파이버 채널 기술 8V/10V 중복 코드를 통해 기가비트에 가까운 광 케이블.

표준의 첫 번째 버전은 1997년 1월에 고려되었으며 최종 802.3z 표준은 1998년 6월 29일 IEEE 802.3 위원회 회의에서 채택되었습니다. 트위스트 페어 카테고리 5를 통한 기가비트 이더넷 구현 작업은 이미 이 표준 초안에 대한 여러 옵션을 고려한 특별 위원회 802.3ab로 이전되었으며 1998년 7월 이후로 프로젝트는 상당히 안정되었습니다. 802.3ab 표준의 최종 채택은 1999년 9월로 예정되어 있습니다.

표준이 채택되기를 기다리지 않고 일부 회사는 1997년 여름까지 광섬유 케이블에 최초의 기가비트 이더넷 장비를 출시했습니다.

기가비트 이더넷 표준 개발자의 주요 아이디어는 1000Mbps의 비트 전송률을 달성하면서 고전적인 이더넷 기술의 아이디어를 최대로 유지하는 것입니다.

새로운 기술을 개발할 때 네트워크 기술 개발의 일반적인 방향으로 가는 일부 기술 혁신을 기대하는 것은 당연하기 때문에 기가비트 이더넷과 느린 대응물이 프로토콜 수준에서 수 없습니다지원하다:

  • 서비스 품질;
  • 중복 링크;
  • 노드 및 장비의 작동 가능성 테스트(후자의 경우 이더넷 10Base-T 및 10Base-F 및 고속 이더넷에 대해 수행되는 것처럼 포트 간 통신 테스트 제외).

이 세 가지 속성 모두 매우 유망하고 유용한 것으로 간주됩니다. 현대 네트워크, 특히 가까운 미래의 네트워크에서. 기가비트 이더넷의 작성자가 거부하는 이유는 무엇입니까?

기가비트 이더넷 기술 개발자의 주요 아이디어는 백본의 고속과 스위치의 패킷에 우선 순위를 할당하는 기능이 품질을 보장하기에 충분한 네트워크가 많이 있고 앞으로도 있을 것이라는 것입니다 모든 네트워크 클라이언트에 대한 전송 서비스. 그리고 백본이 충분히 로드되고 서비스 품질 요구 사항이 매우 엄격한 드문 경우에만 ATM 기술을 사용해야 합니다. 이 기술은 높은 기술적 복잡성으로 인해 모든 주요 유형의 서비스 품질을 실제로 보장합니다. 교통.


39. 네트워크 기술에 사용되는 구조적 케이블링 시스템.
구조적 케이블링 시스템(SCS)은 스위칭 요소(케이블, 커넥터, 커넥터, 크로스 패널 및 캐비닛)의 집합이며, 이를 위한 방법론입니다. 나누는, 컴퓨터 네트워크에서 규칙적이고 쉽게 확장 가능한 통신 구조를 만들 수 있습니다.

구조화된 케이블링 시스템은 일종의 "구성자"로, 네트워크 설계자가 표준 커넥터로 연결되고 표준 크로스 패널을 켠 표준 케이블에서 필요한 구성을 구축하는 데 도움을 받습니다. 필요한 경우 연결 구성을 쉽게 변경할 수 있습니다. 컴퓨터 추가, 세그먼트, 전환, 불필요한 장비 제거 및 컴퓨터와 허브 간의 연결 변경도 가능합니다.

구조화된 케이블링 시스템을 구축할 때 기업의 모든 작업장에는 전화와 컴퓨터를 연결하기 위한 소켓이 있어야 합니다. 이 순간필요하지 않습니다. 즉, 잘 구조화된 케이블링 시스템이 이중화되어 구축됩니다. 이것은 이미 배치된 케이블을 다시 연결하여 새 장치의 연결을 변경할 수 있기 때문에 미래에 비용을 절약할 수 있습니다.

구조화된 케이블링 시스템의 일반적인 계층 구조는 다음과 같습니다.

  • 수평 하위 시스템(바닥 내);
  • 수직 하위 시스템(건물 내부);
  • 캠퍼스 하위 시스템(여러 건물이 있는 동일한 영역 내).

수평 하위 시스템바닥의 ​​크로스 캐비닛을 사용자 소켓에 연결합니다. 이 유형의 하위 시스템은 건물의 바닥에 해당합니다. 수직 하위 시스템각 층의 크로스 캐비닛과 건물의 중앙 제어실을 연결합니다. 계층 구조의 다음 단계는 캠퍼스 하위 시스템,여러 건물을 전체 캠퍼스의 주요 하드웨어에 연결합니다. 케이블 시스템의 이 부분을 일반적으로 백본이라고 합니다.

혼란스러운 케이블링 대신 구조화된 케이블링 시스템을 사용하면 비즈니스에 많은 이점을 제공합니다.

· 다재.잘 계획된 구조화된 케이블링 시스템은 근거리 통신망에서 컴퓨터 데이터를 전송하고, 지역 전화망을 구성하고, 비디오 정보를 전송하고, 화재 안전 센서 또는 보안 시스템의 신호를 전송하는 단일 환경이 될 수 있습니다. 이를 통해 기업의 비즈니스 서비스 및 생명 유지 시스템에 대한 많은 제어, 모니터링 및 관리 프로세스를 자동화할 수 있습니다.

· 연장된 서비스 수명.잘 구성된 케이블링 시스템의 노후화 기간은 10-15년이 될 수 있습니다.

· 새 사용자를 추가하고 위치를 변경하는 비용을 줄입니다.케이블 시스템의 비용은 상당하며 주로 케이블 비용이 아니라 설치 비용에 의해 결정되는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 케이블 길이를 늘리면서 여러 번 포설하는 것보다 케이블 포설 작업을 1회, 가능하면 큰 여유를 두고 수행하는 것이 더 유리합니다. 이 접근 방식을 사용하면 사용자를 추가하거나 이동하는 모든 작업이 컴퓨터를 기존 콘센트에 연결하는 것으로 귀결됩니다.

· 손쉬운 네트워크 확장 가능성.구조화된 케이블링 시스템은 모듈식이므로 쉽게 확장할 수 있습니다. 예를 들어 기존 서브넷에 영향을 주지 않고 백본에 새 서브넷을 추가할 수 있습니다. 네트워크의 나머지 부분과 독립적으로 단일 서브넷 케이블 유형을 교체할 수 있습니다. 구조화된 케이블링 시스템은 네트워크 자체가 이미 물리적 세그먼트로 분할되어 있기 때문에 관리 가능한 논리적 세그먼트로 네트워크를 분할하는 기반입니다.

· 보다 효율적인 서비스를 제공합니다.구조화된 케이블링 시스템은 버스 케이블링 시스템보다 유지보수 및 문제 해결을 더 쉽게 만듭니다. 케이블 시스템의 버스 구성에서 장치 또는 연결 요소 중 하나의 오류는 전체 네트워크의 로컬화하기 어려운 오류로 이어집니다. 구조화된 케이블링 시스템에서는 세그먼트 연결이 허브를 사용하여 수행되기 때문에 한 세그먼트의 오류가 다른 세그먼트에 영향을 주지 않습니다. 허브는 결함이 있는 섹션을 진단하고 현지화합니다.

· 신뢰할 수 있음.구조화된 케이블링 시스템은 이러한 시스템의 제조업체가 개별 구성 요소의 품질뿐만 아니라 호환성도 보장하기 때문에 신뢰성이 높아졌습니다.


40. 허브 및 네트워크 어댑터, 원칙, 사용, 기본 개념.
허브는 네트워크 어댑터 및 케이블 시스템과 함께 로컬 네트워크를 만들 수 있는 최소 장비를 나타냅니다. 이러한 네트워크는 공통 공유 환경이 될 것입니다.

네트워크 어댑터(네트워크 인터페이스 카드, NIC)드라이버와 함께 네트워크의 끝 노드인 컴퓨터에서 개방형 시스템 모델의 두 번째 채널 수준을 구현합니다. 보다 정확하게는 네트워크 운영 체제에서 어댑터/드라이버 쌍은 물리적 및 MAC 계층의 기능만 수행하는 반면 LLC 계층은 일반적으로 모듈에 의해 구현됩니다. 운영 체제, 모든 드라이버 및 네트워크 어댑터에 대해 동일합니다. 실제로 이것은 IEEE 802 프로토콜 스택 모델에 따라야 하는 방식입니다.예를 들어 Windows NT에서 LLC 레벨은 드라이버 기술에 관계없이 모든 네트워크 어댑터 드라이버에 공통인 NDIS 모듈에서 구현됩니다. 지원합니다.

네트워크 어댑터는 드라이버와 함께 프레임 전송 및 수신의 두 가지 작업을 수행합니다.

어댑터에서 클라이언트 컴퓨터작업의 상당 부분이 드라이버로 이동되므로 어댑터가 더 간단하고 저렴합니다. 이 접근 방식의 단점은 프레임 전송에 대한 일상적인 작업과 함께 컴퓨터의 중앙 프로세서에 높은 부하가 가해지는 것입니다. 랜덤 액세스 메모리컴퓨터를 네트워크에 연결합니다. 중앙 프로세서는 사용자 애플리케이션 작업을 수행하는 대신 이 작업을 수행해야 합니다.

네트워크 어댑터는 컴퓨터에 설치하기 전에 구성해야 합니다. 어댑터를 구성할 때 일반적으로 어댑터가 사용하는 IRQ 번호, DMA 채널 번호(어댑터가 DMA 모드를 지원하는 경우) 및 I/O 포트의 기본 주소를 지정합니다.

로컬 네트워크의 거의 모든 최신 기술에서 여러 개의 동일한 이름을 가진 장치가 정의됩니다. 집중기(집중기), 허브(허브), 중계기(중계기). 이 장치의 적용 분야에 따라 기능 및 디자인의 구성이 크게 변경됩니다. 주요 기능만 변경되지 않은 상태로 유지됩니다. 프레임 반복각 표준에서 정의한 알고리즘에 따라 모든 포트(이더넷 표준에 정의됨) 또는 일부 포트에서만.

허브에는 일반적으로 별도의 물리적 케이블 세그먼트를 사용하여 네트워크의 끝 노드(컴퓨터)가 연결되는 여러 포트가 있습니다. 집선 장치는 개별 물리적 네트워크 세그먼트를 단일 공유 환경으로 결합하며, 이에 대한 액세스는 이더넷, 토큰 링 등 고려되는 로컬 네트워크 프로토콜 중 하나에 따라 수행됩니다. 공유 환경에 대한 액세스 논리는 기술, 각 유형의 기술은 허브에서 생산됩니다 - 이더넷; 토큰 링; FDDI 및 100VG-AnyLAN. 특정 프로토콜의 경우 이 장치에 대해 고유한 고도로 전문화된 이름이 때때로 사용되며, 이는 기능을 보다 정확하게 반영하거나 전통으로 인해 사용됩니다. 예를 들어 MSAU라는 이름은 토큰링 집중 장치에 일반적입니다.

각 허브는 지원하는 기술의 해당 프로토콜에 정의된 몇 가지 기본 기능을 수행합니다. 이 기능은 기술 표준에 어느 정도 자세하게 정의되어 있지만, 구현 시 다른 제조업체의 허브는 포트 수, 여러 케이블 유형 지원 등과 같은 세부 사항에서 다를 수 있습니다.

주요 기능 외에도 허브는 표준에 전혀 정의되어 있지 않거나 선택 사항인 여러 추가 기능을 수행할 수 있습니다. 예를 들어 토큰 링 허브는 오작동하는 포트를 종료하고 백업 링으로 전환하는 기능을 수행할 수 있지만 이러한 기능은 표준에 설명되어 있지 않습니다. 허브는 네트워크를 보다 쉽게 ​​제어하고 운영할 수 있는 추가 기능을 수행하기 위한 편리한 장치임이 입증되었습니다.


41. 브리지 및 스위치의 사용, 원칙, 기능, 예, 제한 사항
브리지 및 스위치를 사용한 구조화

네트워크는 브리지(브리지) 및/또는 스위치(스위치, 스위칭 허브)의 두 가지 유형의 장치를 사용하여 논리적 세그먼트로 나눌 수 있습니다.

브리지와 스위치는 기능적 쌍둥이입니다. 이 두 장치 모두 동일한 알고리즘을 기반으로 프레임을 진행합니다. 브리지와 스위치는 두 가지 유형의 알고리즘을 사용합니다. 투명 다리(투명 다리), IEEE 802.1D 표준 또는 알고리즘에 설명된 소스 라우팅 브리지토큰링 네트워크용 IBM에서 제공합니다. 이러한 표준은 첫 번째 스위치보다 오래 전에 개발되었기 때문에 "브리지"라는 용어를 사용합니다. 이더넷 기술을 위한 최초의 산업용 스위치 모델이 탄생했을 때 이 모델은 LAN 및 WAN 브리지에서 수십 년 동안 수행된 것과 동일한 IEEE 802.ID 프레임 향상 알고리즘을 수행했습니다.

스위치와 브리지의 주요 차이점은 브리지는 프레임을 순차적으로 처리하는 반면 스위치는 프레임을 병렬로 처리한다는 것입니다. 이러한 상황은 네트워크가 적은 수의 세그먼트로 분할되고 세그먼트 간 트래픽이 적던 시기에 브리지가 나타났기 때문입니다(80~20% 규칙 준수).

오늘날 브리지는 여전히 네트워크 전체에서 작동하지만 두 원격 LAN 간의 다소 느린 글로벌 링크에서만 작동합니다. 이러한 브리지를 리모트 브리지라고 하며, 그 운용 알고리즘은 802.1D나 Source Routing 규격과 별반 다르지 않다.

투명 브리지는 동일한 기술 내에서 프레임을 전송하는 것 외에도 이더넷에서 토큰 링으로, FDDI에서 이더넷으로 등과 같은 로컬 네트워크 프로토콜을 변환할 수 있습니다. 투명 브리지의 이러한 속성은 IEEE 802.1H 표준에 설명되어 있습니다.

앞으로 우리는 브리지 알고리즘에 따라 프레임을 승격시키고 현대적인 용어 "스위치"로 로컬 네트워크에서 작동하는 장치를 호출할 것입니다. 다음 섹션에서 802.1D 및 소스 라우팅 알고리즘 자체를 설명할 때 이러한 표준에서 실제로 호출되는 장치를 일반적으로 브리지라고 합니다.


42. 로컬 네트워크용 스위치, 프로토콜, 작동 모드, 예.
8개의 10Base-T 포트 각각은 하나의 이더넷 패킷 프로세서인 EPP(이더넷 패킷 프로세서)에 의해 제공됩니다. 또한 스위치에는 모든 EPP 프로세서의 작동을 조정하는 시스템 모듈이 있습니다. 시스템 모듈은 공통 스위치 주소 테이블을 유지 관리하고 SNMP 프로토콜을 사용하여 스위치를 관리합니다. 프레임은 전화 교환기 또는 다중 프로세서 컴퓨터에서 볼 수 있는 것과 유사한 스위치 패브릭을 사용하여 포트 간에 전송되어 다중 프로세서를 다중 메모리 모듈에 연결합니다.

스위칭 매트릭스는 회로 스위칭의 원리에 따라 작동합니다. 8개 포트의 경우 매트릭스는 각 포트의 송신기와 수신기가 서로 독립적으로 작동할 때 포트의 반이중 모드에서 8개의 동시 내부 채널을 제공하고 전이중 모드에서 16개의 내부 채널을 제공할 수 있습니다.

프레임이 임의의 포트에 도착하면 EPP 프로세서는 대상 주소를 읽기 위해 프레임의 처음 몇 바이트를 버퍼링합니다. 목적지 주소를 수신한 후 프로세서는 프레임의 나머지 바이트가 도착할 때까지 기다리지 않고 즉시 패킷을 전송하기로 결정합니다.

프레임을 다른 포트로 전송해야 하는 경우 프로세서는 스위칭 매트릭스에 액세스하여 대상 주소에 대한 경로가 통과하는 포트와 해당 포트를 연결하는 경로를 설정하려고 시도합니다. 스위칭 매트릭스는 목적지 주소 포트가 그 순간에 비어 있는 경우, 즉 다른 포트에 연결되어 있지 않은 경우에만 이를 수행할 수 있습니다. 포트가 사용 중이면 모든 회선 교환 장치에서와 같이 매트릭스가 연결을 거부합니다. . 이 경우 프레임은 입력 포트 프로세서에 의해 완전히 버퍼링되고 그 후 프로세서는 출력 포트가 해제되고 스위칭 매트릭스가 원하는 경로를 형성할 때까지 기다립니다. 원하는 경로가 설정된 후 버퍼링된 프레임 바이트가 다음으로 전송됩니다. 그것은 출력 포트 프로세서에 의해 수신됩니다. 출력 포트 프로세서가 CSMA/CD 알고리즘을 사용하여 연결된 이더넷 세그먼트에 액세스하는 즉시 프레임 바이트가 네트워크로 전송되기 시작합니다. 설명된 전체 버퍼링 없는 프레임 전송 방법을 "즉시" 또는 "컷스루" 스위칭이라고 합니다. 스위치를 사용할 때 네트워크 성능을 향상시키는 주된 이유는 다음과 같습니다. 평행 한여러 프레임의 처리 이 효과는 그림 1에 설명되어 있습니다. 4.26. 그림은 8개의 포트 중 4개가 10Mb/s의 이더넷 프로토콜에 대해 최대 속도로 데이터를 전송하고, 이 데이터를 스위치의 나머지 4개 포트에 충돌 없이 전송할 때 성능 향상 측면에서 이상적인 상황을 보여줍니다. 네트워크 노드 간의 데이터 흐름은 프레임을 수신하는 각 포트가 고유한 출력 포트를 갖도록 분산됩니다. 스위치가 입력 포트에 도달하는 최대 프레임 강도에도 불구하고 들어오는 트래픽을 처리할 수 있다면 위의 예에서 스위치의 전체 성능은 4x10 = 40Mbps가 될 것이며 N 포트에 대한 예를 일반화할 때 - (N / 2)x10Mbps. 스위치는 포트에 연결된 각 스테이션 또는 세그먼트에 전용 프로토콜 대역폭을 제공한다고 합니다. 4.26. 포트에 연결된 스테이션과 같은 두 스테이션의 경우 3 그리고 4, 동시에 포트에 연결된 동일한 서버에 데이터를 써야 합니다. 8, 포트 5가 20Mbps의 속도로 데이터를 전송할 수 없기 때문에 스위치는 각 스테이션에 10Mbps 데이터 스트림을 할당할 수 없습니다. 스테이션 프레임은 입력 포트의 내부 대기열에서 대기합니다. 3 그리고 4, 포트가 비어있을 때 8 다음 프레임을 전송합니다. 분명히 데이터 스트림의 이러한 배포를 위한 좋은 솔루션은 서버를 Fast Ethernet과 같은 고속 포트에 연결하는 것입니다. 논블로킹스위치 모델.


43. 투명 다리의 알고리즘.
투명 브리지는 수신 프레임을 다른 세그먼트로 전송해야 하는지 여부를 결정할 수 있는 기반으로 특수 주소 테이블을 독립적으로 구축하기 때문에 엔드 노드의 네트워크 어댑터에 보이지 않습니다. 네트워크 어댑터투명 브리지를 사용할 때 부재의 경우와 정확히 동일하게 작동합니다. 즉, 프레임이 브리지를 통과하도록 추가 조치를 취하지 않습니다. 투명 브리징 알고리즘은 브리지가 설치된 LAN 기술과 무관하므로 이더넷 투명 브리징은 FDDI 투명 브리징과 동일하게 작동합니다.

투명 브리지는 포트에 연결된 세그먼트에서 순환하는 트래픽의 수동 관찰을 기반으로 주소 테이블을 작성합니다. 이 경우 브리지는 브리지 포트에 도달하는 데이터 프레임 소스의 주소를 고려합니다. 프레임 소스 주소를 기반으로 브리지는 이 노드가 하나 또는 다른 네트워크 세그먼트에 속한다고 결론을 내립니다.

브리지의 주소 테이블을 자동으로 생성하는 과정과 그림에 제시된 간단한 네트워크의 예에서 이를 사용하는 과정을 살펴보겠습니다. 4.18.

쌀. 4.18. 투명 다리의 작동 원리

브리지는 두 개의 논리적 세그먼트를 연결합니다. 세그먼트 1은 브리지의 포트 1에 한 조각의 동축 케이블로 연결된 컴퓨터로 구성되며 세그먼트 2는 브리지의 포트 2에 다른 동축 케이블로 연결된 컴퓨터로 구성됩니다.

각 브리지 포트는 고유한 세그먼트의 끝 노드 역할을 합니다. 단, 브리지 포트에는 고유한 MAC 주소가 없습니다. 브리지 포트는 소위 읽을 수 없는(난잡한)패킷 캡처 모드, 포트에 도착하는 모든 패킷이 버퍼 메모리에 저장됩니다. 브리지는 이 모드를 사용하여 연결된 세그먼트에서 전송되는 모든 트래픽을 모니터링하고 이를 통과하는 패킷을 사용하여 네트워크 구성을 학습합니다. 모든 패킷이 버퍼링되므로 브리지에 포트 주소가 필요하지 않습니다.

처음에 브리지는 MAC 주소가 각 포트에 연결된 컴퓨터에 대해 아무 것도 알지 못합니다. 따라서 이 경우 브리지는 캡처 및 버퍼링된 프레임을 프레임을 수신한 포트를 제외한 모든 포트로 단순히 전달합니다. 이 예에서 브리지에는 포트가 두 개뿐이므로 포트 1에서 포트 2로 또는 그 반대로 프레임을 보냅니다. 브리지가 세그먼트에서 세그먼트로(예: 세그먼트 1에서 세그먼트 2로) 프레임을 전송하려고 할 때 액세스 알고리즘의 규칙에 따라 끝 노드로 세그먼트 2에 다시 액세스를 시도합니다. 이 예에서는 다음과 같습니다. CSMA/CD 알고리즘의 규칙.

모든 포트로 프레임을 전송함과 동시에 브리지는 프레임의 소스 주소를 학습하고 필터링 또는 라우팅 테이블이라고도 하는 주소 테이블에 소유권에 대한 새 항목을 만듭니다.

브리지가 학습 단계를 거치면 더 효율적으로 작동할 수 있습니다. 예를 들어 컴퓨터 1에서 컴퓨터 3으로 전송된 프레임을 수신하면 주소 테이블을 통해 주소와 대상 주소 3이 일치하는지 확인합니다. 이러한 항목이 있으므로 브리지는 테이블 분석의 두 번째 단계를 수행합니다. 동일한 세그먼트에 원본 주소(이 경우 주소 1)와 대상 주소(주소 3)가 있는 컴퓨터가 있는지 확인합니다. 이 예에서는 서로 다른 세그먼트에 있으므로 브리지가 작업을 수행합니다. 프로모션(전달)프레임 - 이전에 다른 세그먼트에 대한 액세스 권한을 얻은 다른 포트로 프레임을 전송합니다.

목적지 주소를 알 수 없는 경우 브리지는 학습 과정의 초기 단계에서와 같이 프레임 소스 포트를 제외한 모든 포트에서 프레임을 전송합니다.


44. 소스 라우팅이 있는 브리지.
소스 라우팅 브리징은 토큰 링과 FDDI 링을 연결하는 데 사용되지만 투명 브리징도 같은 목적으로 사용할 수 있습니다. SR(Source Routing)은 송신 스테이션이 스테이션이 연결된 링에 들어가기 전에 프레임이 거쳐야 하는 중간 브리지 및 링에 대한 모든 주소 정보를 다른 링으로 보낸 프레임에 넣는다는 사실에 기반합니다. 받는 사람.

그림 1에 표시된 네트워크의 예를 사용하여 소스 라우팅 브리지(이하 SR 브리지라고 함)의 작동 원리를 고려합니다. 4.21. 네트워크는 3개의 브리지로 연결된 3개의 링으로 구성됩니다. 링과 브리지에는 경로를 정의하는 식별자가 있습니다. SR 브리지는 주소 테이블을 구축하지 않지만 프레임을 전달할 때 데이터 프레임의 해당 필드에서 사용할 수 있는 정보를 사용합니다.

무화과. 4.21.소스 라우팅 브리지

각 패킷을 수신하면 SR 브리지는 라우팅 정보 필드(토큰 링 또는 FDDI 프레임의 라우팅 정보 필드, RIF)를 살펴보고 식별자가 포함되어 있는지 확인하기만 하면 됩니다. 그리고 그것이 존재하고 이 브리지에 연결된 링의 식별자와 함께 있으면 이 경우 브리지는 들어오는 프레임을 지정된 링으로 복사합니다. 그렇지 않으면 블록이 다른 링으로 복사되지 않습니다. 두 경우 모두 프레임의 원본 복사본은 원래 링에서 원래 스테이션으로 반환되고 다른 링으로 전송된 경우 프레임 상태 필드의 비트 A(주소 인식)와 비트 C(프레임 복사)가 설정됩니다. 1로 설정하면 목적지 스테이션에서 프레임을 수신했음을 발신 스테이션에 알립니다(이 경우 브리지에서 다른 링으로 전송됨).

프레임 내 라우팅 정보가 항상 필요한 것은 아니며 서로 다른 링에 연결된 스테이션 간의 프레임 전송에만 해당하므로 프레임 내 RIF 필드의 존재는 개별/그룹 주소(I/G) 비트를 1( 이 경우 소스 주소가 항상 개별적이므로 이 비트는 대상에서 사용되지 않습니다.

RIF 필드에는 세 부분으로 구성된 제어 서브필드가 있습니다.

  • 프레임 유형 RIF 필드의 유형을 정의합니다. 경로를 찾고 알려진 경로를 따라 프레임을 보내는 데 사용되는 다양한 유형의 RIF 필드가 있습니다.
  • 최대 프레임 길이 필드 MTU가 다른 링을 연결하기 위해 브리지에서 사용합니다. 이 필드는 브리지가 스테이션에 가능한 최대 프레임 길이(즉, 전체 경로 범위에 따른 최소 MTU 값)를 알리는 데 사용됩니다.
  • RIF 필드 길이교차 고리와 다리의 식별자를 지정하는 경로 설명자의 수를 미리 알 수 없기 때문에 필요합니다.

소스 라우팅 알고리즘이 작동하려면 단일 경로 브로드캐스트 프레임 탐색기 SRBF(단일 경로 브로드캐스트 프레임) 및 다중 경로 브로드캐스트 프레임 탐색기 ARBF(모든 경로 브로드캐스트 프레임)의 두 가지 추가 프레임 유형이 사용됩니다.

모든 SR 브리지는 프레임의 소스 포트를 제외한 모든 포트에서 ARBF 프레임을 전달하도록 관리자가 수동으로 구성해야 하며, SRBF 프레임의 경우 네트워크에서 루프를 방지하기 위해 일부 브리지 포트를 차단해야 합니다.

소스 라우팅 브리지의 장점과 단점

45. 스위치: 작동에 영향을 미치는 기술적 구현, 기능, 특성.
스위치의 기술적 구현의 특징. 많은 1세대 스위치는 라우터와 유사했습니다. CPU내부 고속 버스를 통해 인터페이스 포트에 연결된 범용. 이러한 스위치의 주요 단점은 속도가 느리다는 것입니다. 범용 프로세서는 인터페이스 모듈 간의 프레임 전송을 위한 대량의 특수 작업을 처리할 수 없습니다. 프로세서 칩 외에도 성공적인 비차단 작동을 위해 스위치에는 포트 프로세서 칩 간에 프레임을 전달할 수 있는 빠른 노드도 있어야 합니다. 현재 스위치는 이러한 교환 노드가 구축되는 세 가지 방식 중 하나를 기본으로 사용합니다.

  • 스위칭 매트릭스;
  • 공유 다중 입력 메모리;
  • 일반 버스.

오늘날에는 통합 네트워크 카드 또는 두 개 없이 판매용 노트북이나 마더보드를 찾는 것이 거의 불가능합니다. 모두 RJ45(보다 정확하게는 8P8C) 커넥터가 하나 있지만 컨트롤러의 속도는 몇 배 차이가 날 수 있습니다. 저렴한 모델에서는 초당 100메가비트(고속 이더넷)이고 더 비싼 모델에서는 1000(기가비트 이더넷)입니다.

컴퓨터에 LAN 컨트롤러가 내장되어 있지 않으면 Intel Pentium 4 또는 AMD Athlon XP 프로세서를 기반으로 하는 "노인"과 "조상"일 가능성이 큽니다. 이러한 "공룡"은 PCI Express 버스가 태어날 때 존재하지 않았기 때문에 PCI 커넥터가 있는 개별 네트워크 카드를 설치해야만 유선 네트워크와 "친구"가 될 수 있습니다. 그러나 PCI 버스(33MHz)의 경우에도 대역폭이 기가비트 컨트롤러의 속도 잠재력을 완전히 잠금 해제하기에 충분하지 않을 수 있지만 최신 기가비트 이더넷 표준을 지원하는 "네트워크 카드"가 생산됩니다.

그러나 100메가비트 통합 네트워크 카드의 경우에도 1000메가비트로 "업그레이드"하려는 사람들은 별도의 어댑터를 구입해야 합니다. 최고의 옵션다음을 제공할 PCI Express 컨트롤러를 구입하는 것입니다. 최고 속도물론 해당 커넥터가 컴퓨터에 있는 경우 네트워크 작동. 사실, PCI 카드가 훨씬 저렴하기 때문에 많은 사람들이 PCI 카드를 선호할 것입니다(비용은 200루블에서 시작함).

패스트 이더넷에서 기가비트 이더넷으로 전환하면 어떤 실질적인 이점이 있습니까? PCI 버전의 네트워크 카드와 PCI Express의 실제 데이터 전송 속도는 얼마나 다른가요? 정상 속도면 충분합니까? 하드 드라이브기가비트 채널을 완전히 로드하려면? 이 자료에서 이러한 질문에 대한 답을 찾을 수 있습니다.

테스트 참가자

가장 저렴한 개별 네트워크 카드 중 3개(PCI - Fast Ethernet, PCI - Gigabit Ethernet, PCI Express - Gigabit Ethernet)가 가장 수요가 많기 때문에 테스트를 위해 선택되었습니다.

100메가비트 PCI 네트워크 카드는 저렴한 카드에 가장 많이 사용되는 Realtek RTL8139D 칩셋을 사용하는 Acorp L-100S 모델(가격은 110루블부터 시작)로 대표됩니다.

1000메가비트 PCI 네트워크 카드는 Realtek RTL8169SC 칩을 기반으로 하는 Acorp L-1000S 모델(210루블부터 시작)로 표시됩니다. 이것은 칩셋에 방열판이 있는 유일한 카드입니다. 나머지 테스트 참가자는 추가 냉각이 필요하지 않습니다.

1000메가비트 PCI Express 네트워크 카드는 TP-LINK TG-3468 모델로 표시됩니다(가격은 340루블부터 시작). 그리고 예외는 아니었습니다. Realtek에서 제조한 RTL8168B 칩셋을 기반으로 합니다.

네트워크 카드의 모습

이러한 제품군의 칩셋(RTL8139, RTL816X)은 개별 네트워크 카드에서 볼 수 있을 뿐만 아니라 많은 마더보드에 통합되어 있습니다.

세 가지 컨트롤러의 특성은 다음 표에 나와 있습니다.

테이블 표시

PCI 버스의 대역폭(1066Mbps)은 이론적으로 기가비트 네트워크 카드를 최대 속도로 향상시키기에 충분해야 하지만 실제로는 여전히 충분하지 않을 수 있습니다. 사실 이 "채널"은 모든 PCI 장치에서 공유됩니다. 또한 버스 자체의 유지 보수에 대한 서비스 정보를 전송합니다. 이 가정이 실제 속도 측정으로 확인되었는지 봅시다.

또 다른 뉘앙스: 최신 하드 드라이브의 대다수는 평균 읽기 속도가 초당 100MB를 넘지 않으며 종종 그 이하입니다. 따라서 네트워크 카드의 기가비트 채널을 완전히 로드할 수 없으며 그 속도는 초당 125MB(1000: 8 = 125)입니다. 이 제한을 피하는 두 가지 방법이 있습니다. 첫 번째는 이러한 하드 드라이브 쌍을 RAID 어레이(RAID 0, 스트라이핑)로 결합하는 반면 속도는 거의 두 배입니다. 두 번째는 속도 매개변수가 하드 드라이브보다 눈에 띄게 높은 SSD 드라이브를 사용하는 것입니다.

테스트

다음 구성의 컴퓨터가 서버로 사용되었습니다.

  • 프로세서: AMD Phenom II X4 955 3200MHz(쿼드 코어);
  • 마더보드: ASRock A770DE AM2+(AMD 770 + AMD SB700 칩셋);
  • RAM: Hynix DDR2 4 x 2048GB PC2 8500 1066MHz(듀얼 채널);
  • 비디오 카드: AMD Radeon HD 4890 1024MB DDR5 PCI Express 2.0;
  • 네트워크 카드: Realtek RTL8111DL 1000Mbps(마더보드에 통합됨);
  • 운영 체제: Microsoft Windows 7 Home Premium SP1(64비트 버전).

테스트된 네트워크 카드가 설치된 클라이언트로 다음 구성의 컴퓨터가 사용되었습니다.

  • 프로세서: AMD Athlon 7850 2800MHz(듀얼 코어);
  • 마더보드: MSI K9A2GM V2(MS-7302, AMD RS780 + AMD SB700 칩셋);
  • RAM: Hynix DDR2 2 x 2048GB PC2 8500 1066MHz(듀얼 채널);
  • 비디오 카드: AMD Radeon HD 3100 256MB(칩셋에 통합됨);
  • HDD: 씨게이트 7200.10 160GB SATA2;
  • 운영 체제: Microsoft Windows XP Home SP3(32비트 버전).

테스트는 읽기와 쓰기의 두 가지 모드로 수행되었습니다. 네트워크 연결하드 드라이브(이는 "병목 현상"이 될 수 있음을 보여야 함)와 빠른 SSD를 시뮬레이션하는 컴퓨터의 RAM에 있는 RAM 디스크에서. 네트워크 카드는 3미터 패치 코드(8코어 트위스트 페어, 카테고리 5e)를 사용하여 직접 연결되었습니다.

데이터 전송 속도(하드 디스크 - 하드 디스크, Mbps)

100메가비트 Acorp L-100S 네트워크 카드를 통한 실제 데이터 전송 속도는 이론상 최대값에 도달하지 못했습니다. 그러나 두 기가비트 카드 모두 첫 번째 카드를 약 6배 추월했지만 가능한 최대 속도를 보여주지 못했습니다. 속도가 Seagate 7200.10 하드 드라이브의 성능에 "안착"되어 있다는 것은 명백합니다. 이 하드 드라이브는 컴퓨터에서 직접 테스트했을 때 평균 초당 79MB(632Mbps)입니다.

이 경우 PCI 버스(Acorp L-1000S)용 네트워크 카드와 PCI Express(TP-LINK)용 네트워크 카드의 속도에는 근본적인 차이가 없으며 후자의 약간의 이점은 측정 오류로 설명할 수 있습니다. 두 컨트롤러 모두 용량의 약 60%로 실행되고 있었습니다.

데이터 전송 속도(RAM 디스크 - RAM 디스크, Mbps)

Acorp L-100S는 예상대로 고속 RAM 디스크에서 데이터를 복사할 때 동일한 저속을 보였습니다. 그것은 이해할 수 있습니다. Fast Ethernet 표준은 오랫동안 현대 현실과 일치하지 않았습니다. 테스트 모드와 비교하여 "하드 드라이브 - 하드 드라이브" 기가비트 PCI 카드 Acorp L-1000S는 성능이 눈에 띄게 향상되었습니다. 이점은 약 36%였습니다. 훨씬 더 인상적인 리드는 TP-LINK TG-3468 네트워크 카드에 의해 입증되었습니다. 증가율은 약 55%였습니다.

이것이 PCI Express 버스의 더 높은 대역폭이 나타난 곳입니다. Acorp L-1000S보다 14% 더 뛰어난 성능을 보여 더 이상 오류로 귀인할 수 없습니다. 승자는 이론상 최대값에 약간 미치지 못하지만 초당 916메가비트(114.5Mb/s)의 속도는 여전히 인상적입니다. 고속 이더넷). 예를 들어, 25GB 파일의 복사 시간(일반적인 HD 립 양질) 컴퓨터에서 컴퓨터로 이동하는 데 4분 미만이 소요되며 이전 세대 어댑터를 사용하면 30분 이상 소요됩니다.

테스트 결과 기가비트 이더넷 네트워크 카드는 패스트 이더넷 컨트롤러에 비해 엄청난 이점(최대 10배)이 있는 것으로 나타났습니다. 컴퓨터에 스트라이프 어레이(RAID 0)로 결합되지 않은 하드 드라이브만 있는 경우 PCI와 PCI Express 카드 간의 속도에는 근본적인 차이가 없습니다. 그렇지 않으면 고성능 SSD 드라이브를 사용할 때도 PCI 인터페이스 Express는 가능한 최고의 데이터 전송 속도를 제공합니다.

당연히 네트워크 "경로"(스위치, 라우터 ...)의 다른 장치는 기가비트 이더넷 표준을 지원해야 하며 트위스트 페어(패치 코드)의 범주는 5e 이상이어야 한다는 점을 고려해야 합니다. 그렇지 않으면 실제 속도는 초당 100메가비트 수준으로 유지됩니다. 그건 그렇고, 패스트 이더넷 표준과의 역호환성이 유지됩니다. 예를 들어 100메가비트 네트워크가 있는 랩톱을 기가비트 네트워크에 연결할 수 있습니다. 네트워크 카드, 네트워크에 있는 다른 컴퓨터의 속도에는 영향을 미치지 않습니다.

관련 출판물

  • 색상 측정 시스템 페인트 코드 미터 색상 측정 시스템 페인트 코드 미터

    현대 생산의 가장 중요한 작업 중 하나는 기존 샘플에 대한 제품 사본의 정체성을 보장하는 것입니다....

  • 잉크젯 프린터란? 잉크젯 프린터란?

    일반 정보 잉크젯 프린터의 작동 원리는 미디어의 이미지가 점으로 형성된다는 점에서 매트릭스 프린터와 유사합니다. 하지만...