Сети Ethernet.

    Обычный Ethernet, являющийся одним из самых простых и дешевых в построении из когда-либо разработанных стандартов локальных сетей, создан на базе экспериментальной сети Ethernet Network, предложенной фирмой Xerox, в 1975 году. В сетях Ethernet все компьютеры имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Одновременно все компьютеры имеют возможность немедленно получить данные, которые любой из компьютеров начал передавать на общую шину. Такая простота подключения и передачи информации компьютерами — одна из причин, которые привели стандарт Ethernet к такому успеху. Иногда такое построение сети называют методом коллективного доступа (Multiply Access).

    В зависимости от типа физической реализации различают следующие типы Ethernet:

• 10base-5 (толстый коаксиальный кабель), называемый по типу используемого в ней носителя — толстого коаксиального кабеля. Недостатками этого типа построения Ethernet являются: неудобный в использовании кабель за счет своей толщины (внешний диаметр составляет около 10 мм), высокая стоимость, максимальное допустимое количество станций — не более 100. Достоинствами данного стандарта является его высокая защищенность от внешних воздействий и сравнительно большая длина сегмента — до 500 м. Данный стандарт разработан фирмой Xerox и считается классическим Ethernet;

• 10base-2 (тонкий коаксиальный кабель) — самая из простых в установке и дешевых типов сети. Тонкий коаксиальный кабель — до 5 мм, прокладывается вдоль расположения компьютеров сети. На конце каждого сегмента располагается 50-омный резистор (терминатор), предотвращающий возникновение эффекта отраженной волны. К недостаткам данного типа сети Ethernet относят: выход из строя сети при повреждении кабеля и сравнительно трудоемкое обнаружение отказавшего отрезка кабеля, которое возможно при использовании кабельного тостера, низкая защита от помех, максимальное число компьютеров в сети — не более 1024. Максимальная длина сегмента данного стандарта без использования повтрителей составляет 185 м;

• 10base-Т (витая пара) — это сети на основе витой пары, на сегодняшний день являются наиболее распространенными за счет того, что они строятся на основе витой пары и используют топологию типа «звезда». За счет этого конфигурировать локальную сеть становится значительно удобнее и рациональнее. Однако эти сети не лишены следующих недостатков: слабая помехозащищенность и восприимчивость к электрическим помехам не дают возможности использовать такие сети в непосредственной близости к источникам электромагнитных излучений;

• 10base-F (волоконно-оптический канал) — технология, использующая в качестве носителя волоконно-оптический кабель. По строению аналогичен Ethernet 10Base-T, т. е. использует топологию «звезда». Использование волоконно-оптического кабеля приводит к тому, что такое построение ЛВС обеспечивает почти полную помехозащищенность от электромагнитных излучений. 

    Однако этот метод построения Ethernet имеет следующие недостатки:

— волоконно-оптический кабель является самым дорогим из всех видов кабеля;

— волоконно-оптический кабель хрупкий, поэтому монтаж его очень затруднен.

    Топология для всех четырех типов практически не различается. Данные в локальной сети передаются со скоростью до 10 Мбит/с, о чем говорит первая цифра в названии типа сети.

    Существует еще одна разновидность технологии Ethernet — Fast Ethernet, способная передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с, которая в свою очередь подразделяется на:

• 100base-T4 (4 витые пары);

• 100base-TX (2 витые пары);

• 100base-FX (волоконно-оптический канал).

    Все отличия технологии Fast Ethernet от Ethernet сосредоточены на физическом уровне. Уровни MAC и LLC в Fast Ethernet остались абсолютно теми же и их описывают прежние главы стандартов 802.3 и 802.2. 

    Более сложная структура физического уровня технологии Fast Ethernet вызвана тем, что в ней используются три варианта кабельных систем:

• волоконно-оптический многомодовый кабель, используются два волокна;

• витая пара категории 5, используются две пары;

• витая пара категории 3, используются четыре пары. 

    Коаксиальный кабель, давший миру первую сеть Ethernet, в число разрешенных сред передачи данных новой технологии Fast Ethernet не попал. Это общая тенденция многих новых технологий, поскольку на небольших расстояниях витая пара категории 5 позволяет передавать данные с той же скоростью, что и коаксиальный кабель, но сеть получается более дешевой и удобной в эксплуатации. На больших расстояниях оптическое волокно обладает гораздо более широкой полосой пропускания, чем "коаксиал", а стоимость сети получается ненамного выше, особенно если учесть высокие затраты на поиск и устранение неисправностей в крупной кабельной коаксиальной системе.

    Отказ от коаксиального кабеля привел к тому, что сети Fast Ethernet всегда имеют иерархическую древовидную структуру, построенную на концентраторах, как и сети 10Base-T/10Base-F. 

    Основным отличием конфигураций сетей Fast Ethernet является сокращение диаметра сети примерно до 200 м, что объясняется уменьшением времени передачи кадра минимальной длины в 10 раз за счет увеличения скорости передачи в 10 раз по сравнению с 10-мегабитным Ethernet.

    При использовании коммутаторов протокол Fast Ethernet может работать в полнодуплексном режиме, в котором нет ограничений на общую длину сети, а остаются только ограничения на длину физических сегментов, соединяющих соседние устройства (адаптер — коммутатор или коммутатор — коммутатор). Поэтому при создании магистралей локальных сетей большой протяженности технология Fast Ethernet также активно применяется, но только в полнодуплексном варианте совместно с коммутаторами.

    Gigabit Ethernet — следующий шаг, на котором скорость увеличилась до 1000 Мбит/с. Первоначально стандарт Gigabit Ethernet был опубликован IEEE в июне 1998 г. как IEEE 802.3z и предполагал использование только оптоволоконного кабеля. Другое широко распространённое название 802.3z — 1000BASE-X, где -X может означать -CX, -SX, -LX или (не описанный в стандарте) – ZX. 

    Всего существует пять стандартов физического уровня для гигабитного Ethernet, использующих оптоволоконный кабель (1000BASE-X), витую пару (1000BASE-T) или экранированный сбалансированный медный кабель (1000BASE-CX):

    Первоначально гигабитный Ethernet использовался только для опорных сетей с высокой пропускной способностью (к примеру, в высокоскоростных промышленных сетях). В 2000 г. Power Mac G4 и PowerBook G4 компании Apple стали первыми персональными компьютерами на массовом рынке, предоставлявшими возможность 1000BASE-T соединения. Вскоре это стало встроенным интерфейсом передачи данных и во многих других компьютерах.