Технологии ЛВС Ethernet

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тихоокеанский государственный университет»
Кафедра «Вычислительная техника»
Хабаровск
2014
• Введение
• Технология Ethernet
• Различные типы кабелей
• Формат кадра Ethernet
• MAC адреса
• Разновидности Ethernet
• Ранние модификации Ethernet
• 10 Мбит/с Ethernet
• Быстрый Ethernet (Fast Ethernet, 100 Мбит/с)
• Гигабитный Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Гбит/с)
• 10-гигабитный Ethernet
• 40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet
• Перспективы
• Заключение
ВВЕДЕНИЕ
Существует множество технологий в ЛВС:
 ArcNet
 Ethernet
 Token Ring
 FDDI
 100VG-AnyLAN
На сегодняшний день технология Ethernet
полностью вытеснила все остальные, за счет
своей простоты, низкой стоимости
оборудования и огромных перспектив
развития.
ТЕХНОЛОГИЯ ETHERNET
Ethernét (этернет, от лат. aether — эфир) —
пакетная технология компьютерных сетей,
преимущественно локальных.
Передающая среда:
 Коаксиальный кабель
 Витая пара
 Оптический кабель
РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ КАБЕЛЕЙ
ФОРМАТ КАДРА ETHERNET
Существует несколько форматов Ethernet-кадра.

Первоначальный Version I (больше не применяется),

Ethernet 802.2/LLC,

Ethernet 802.3 «Raw»,

Ethernet SNAP,

Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, ещё называемый DIX
(аббревиатура первых букв фирм-разработчиков DEC, Intel,
Xerox) — наиболее распространен и используется по сей день.
Часто используется непосредственно протоколом интернет.
Кадр Ethernet II (64 – 1518 байт)
MAC адрес
Преамбула
назначения
8 байт
6 байт
MAC адрес
источника
Тип протокола
верхнего
уровня
Данные
Контрольная
сумма
(CRC-32)
6 байт
2 байта
46-1500
байт
4 байта
MAC АДРЕСА
Стандарты IEEE определяют 48-разрядный (6
октетов) MAC-адрес, который разделен на
четыре части.
1
1
22
24
Зарегистрирован в IEEE
Номер интерфейса
0: одиночный
0: универсальный
1: групповой
1: локальный
РАЗНОВИДНОСТИ ETHERNET
Ранние модификации Ethernet
 10 Мбит/с Ethernet
 Быстрый Ethernet (Fast Ethernet, 100 Мбит/с)
 Гигабитный Ethernet (Gigabit Ethernet, 1
Гбит/с)
 10-гигабитный Ethernet
 40-гигабитный и 100-гигабитный Ethernet
 Перспективы (DWDM, Terabit Ethernet)

РАННИЕ МОДИФИКАЦИИ ETHERNET
Xerox Ethernet — оригинальная технология,
3Мбит/с.
 10BROAD36 — широкого распространения не
получил. В качестве среды передачи данных
использовался коаксиальный кабель.
 1BASE5 — также известный, как StarLAN,
стал первой модификацией Ethernetтехнологии, использующей витую пару.
Работал на скорости 1 Мбит/с, но не нашёл
коммерческого применения.

10 МБИТ/С ETHERNET
10BASE5, IEEE 802.3 – 10 Мбит/с, толстый
коаксиал, 500 метров
 10BASE2, IEEE 802.3a – 10 Мбит/с, тонкий
коаксиал, 185 метров
 10BASE-T, IEEE 802.3i – 10 Мбит/с, витая
пара, 100 метров
 10BASE-F, IEEE 802.3j – 10 Мбит/с,
оптический кабель, 2 километра

БЫСТРЫЙ ETHERNET (100 МБИТ/С)
100BASE-T – 100 Мбит/c, витая пара, 100
метров. Содержит в себе стандарты 100BASETX, 100BASE-T4 и 100BASE-T2
 100BASE-T2 – 100 Мбит/с, витая пара
категории 3, полный дуплекс (50 Мб/c в одном
направлении)
 100BASE-SX – 100 Мбит/c, многомодовое
волокно, 400 метров в полудуплеске или 2 км в
полном дуплексе
 100BASE-FX – одномодовое волокно, 2-10 км

Канальный
уровень
СТРУКТУРА СЕТЕВЫХ АДАПТЕРОВ
802.3i 10Base-T
802.3u 100Base-T
Подуровень LLC
(802.2)
Подуровень доступа к
среде MAC
Подуровень LLC
(802.2)
Подуровень доступа к
среде MAC
Согласование
Физический
уровень
Интерфейс
AUI
Подуровень физического
присоединения (Physical
Medium Attachment)
Разъем (Medium
Dependent Interface)
Интерфейс
MII
Подуровень кодирования
(Physical Coding)
Подуровень физического
присоединения (Physical
Medium Attachment)
Подуровень зависимости
физической среды (Physical
Medium Dependent)
Подуровень
автопереговоров о скорости
передачи (Auto-Negotiation)
Разъем (Medium
Dependent Interface)
ГИГАБИТНЫЙ ETHERNET (1 ГБИТ/С)
1000BASE-T - витая пара категорий 5e, 4 пары
по 250 Мбит/с, 100 метров
 1000BASE-TX- витая пара категорий
6,1Гбит/c, более простой протокол, чем BASE-T,
но менее помехо-устойчив.
 1000BASE-SX - многомодовое волокно, 550
метров
 1000BASE-LX - одномодовое волокно, 80 км
 1000BASE-LH - одномодовое волокно, 100 км

10-ГИГАБИТНЫЙ ETHERNET
10GBASE-CX4 – 10 Гбит/с, до 15 метров,
медный кабель CX4, коннекторы InfiniBand.
 10GBASE-SR – многомодовое волокно, до
300м.
 10GBASE-LX4 – многомодовое волокно, до
300м, использует уплотнение по длине волны.
 10GBASE-LR и 10GBASE-ER – до 10 и до 40
км
 10GBASE-T – экранированная витая пара, до
100 метров

40-ГИГАБИТНЫЙ И 100-ГИГАБИТНЫЙ
ETHERNET
Группа 802.3bа работает над стандартами
40GbE и 100GbE с конца 2006 г.
 Рассмотрев перспективы для систем вводавывода для серверов и вычислительных задач,
включая агрегацию серверного трафика,
Группа пришла к выводу, что 40GbE имеет
значительный рыночный потенциал.
 По состоянию на первую половину 2010 года,
стандарты всё еще остаются в статусе
черновых.

ПЕРСПЕКТИВЫ
О Terabit Ethernet стало известно в 2008 году
из заявления создателя Ethernet Боба
Меткалфа который предположил, что
технология будет разработана к 2015 году,
правда, не выразив при этом какой-либо
уверенности, ведь для этого придется решить
немало проблем. Однако, по его мнению,
ключевой технологией, которая может
обслужить дальнейший рост трафика, станет
одна из разработанных в предыдущем
десятилетии – DWDM.
ПЕРСПЕКТИВЫ
Исследователям из Австралии, Дании и Китая
удалось создать чип, который успешно читает
данные, передающиеся по оптическому каналу
со скоростью 640 Гб/с.
 Джордж Циммерман, CEO компании
SolarFlare отмечает, что 10GbE уже насытили
уровень доступа больших сетей и будут
мигрировать на уровень клиентов, создавая
предпосылки для использования 40/100GbE на
уровне распределения и в ядре сети.

О ТЕХНОЛОГИИ DWDM
DWDM - (Dense Wavelength Division
Multiplexing) технология плотного
спектрального уплотнения
(мультиплексирования)
О ТЕХНОЛОГИИ DWDM
По мере прохождения по оптическому волокну
сигнал постепенно затухает. Для того чтобы его
усилить, используются оптические усилители.
Это позволяет передавать данные на
расстояния до 4000 км без перевода
оптического сигнала в электрический.
ПРЕИМУЩЕСТВА DWDM




DWDM является стабильной платформой для
предоставления услуг, а возможность
значительного расширения емкости делают сеть
удобной для пользователя;
Технология обеспечивает передачу трафика
широкого спектра решений, от систем IP до
оборудования SDH и других;
Существуют большие возможности для
масштабирования сети, что означает уверенность в
завтрашнем дне для клиентов;
DWDM-технология позволяет сети совмещать
гибкость управления относительно
низкоскоростными каналами на периферии со
скоростной передачей гигабитных потоков в
основных магистралях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе технологии DWDM строится
большинство современных передовых сетей.
 В настоящее время уже введены в
эксплуатацию технологии 10GbitE, и активно
разрабатываются стандарты 40Gbit и 100Gbit/s
 Всё больше и больше появляется новых
разработок, что говорит о развитии технологии
Ethernet, и не за горами такие технологии, как
Terabit Ethernet.
