2.3 Вибір мережного стандарту для реалізації проекту

У сучасних обчислювальних мережах широке поширення набули такі технології або мережеві архітектури, як: Ethernet, Token–Ring, ArcNet, FDDI.

Ethernet/ IEEE802.3 (езернет, від лат. aether – етер) – базова технологія локальних обчислювальних (комп’ютерних) мереж з комутацією пакетів, що використовує протокол CSMA/CD (множинний доступ з контролем несучої та виявленням колізій). Цей протокол дозволяє в кожний момент часу лише один сеанс передачі в логічному сегменті мережі. При появі двох і більше сеансів передачі одночасно, виникає колізія, яка фіксується станцією, що ініціює передачу. Станція аварійно зупиняє процес і очікує закінчення поточного сеансу передачі, а потім знову намагається повторити передачу. Ethernet–мережі функціонують на швидкостях 10 Мбіт/с, Fast Ethernet – на швидкостях 100 Мбіт/с, Gigabit Ethernet – на швидкостях 1000 Мбіт/с, 10 Gigabit Ethernet – на швидкостях 10 Гбіт/с. В кінці листопада 2006 року було прийняте рішення про початок розробок наступної версії стандарту з досягненням швидкості 100 Гбіт/с (100 Gigabit Ethernet) [5].

З самого початку Ethernet базувався на ідеї зв’язку комп’ютерів через єдиний коаксіальний кабель, який виконував роль транзитного середовища. Використовуваний метод був дещо схожим на методи радіопередач (хоча й з суттєвими відмінностями, наприклад, те, що в кабелі значно легше виявити колізію, ніж в радіоефірі). Загальний мережний кабель, через який велася передача, був дещо подібним на ефір, і з цієї аналогії походить назва Ethernet (англ. net – "мережа").

З плином часу з відносно простої початкової специфікації Ethernet розвинувся у складну мережну технологію, яка зараз використовується у більшості комп’ютерних систем. Щоби зменшити ціну та полегшити управління та виявлення помилок в мережі, коаксіальний кабель згодом був замінений зв’язками типу "точка–точка", що з’єднувалися між собою концентраторами/комутаторами (хабами/світчами). Своїм комерційним успіхом технологія Ethernet завдячує появі стандарту з використанням кабелю типу "вита пара" в якості транзитного середовища.

На фізичному рівні станції Ethernet спілкуються між собою за допомогою передачі одна одній пакетів – невеликих блоків даних, які відправляються та доставляються індивідуально. Кожна Ethernet–станція має свою власну 48–бітну MAC–адресу, яка використовується як кінцевий пункт або джерело для кожного пакету. Мережні картки, як правило, не сприймають пакетів, що адресовані іншим Ethernet–станціям. Унікальна МАС–адреса є записаною в контролер кожної мережної карти.

Не зважаючи на серйозні зміни від п’ятимегабітного товстого коаксіалу до одногігабітного оптоволоконного зв’язку типу "точка–точка", різні варіанти Ethernet на найнижчому рівні є майже однаковими з точки зору програміста і можуть бути легко з’єднані між собою за допомогою дешевого обладнання. Це є можливим, оскільки формат кадру лишається незмінним, не дивлячись на різні процедури доступу до мережі.

Стандарт IEEE802.3 залежно від типу середовища передачі даних має модифікації:

• 10BASE5 (товстий коаксіальний кабель) – забезпечує швидкість передачі даних 10 Мбіт/с і довжину сегменту до 500 м;

• 10BASE2 (тонкий коаксіальний кабель) – забезпечує швидкість передачі даних 10 Мбіт/с і довжину сегменту до 200 м;

• 10BASE–T (неекранована вита пара) – дозволяє створювати мережу по зоряній топології. Відстань від концентратора до кінцевого вузла до 100 м. Загальна кількість вузлів не повинна перевищувати 1024;

• 10BASE–F (оптоволоконний кабель) – дозволяє створювати мережу по зірковій топології. Відстань від концентратора до кінцевого вузла до 2000м.

Fast Ethernet (Швидкий Ethernet) – термін, що описує набір стандартів Ethernet для пакетної передачі даних з номінальною швидкістю 100 Мбіт/с, що в 10 разів швидше за початкову для Ethernet швидкість у 10 Мбіт/с. Він визначений 1995 року в документі IEEE 802.3u. На сьогодні існують швидші в 10 (Gigabit Ethernet) і 100 (10 Gigabit Ethernet) разів стандарти технології Ethernet.

Мережева технологія Fast Ethernet забезпечує швидкість передачі 100 Мбіт/с і має три модифікації:

• 100BASE–T4 – використовується неекранована вита пара (счетверенная вита пара). Відстань від концентратора до кінцевого вузла до 100м;

• 100BASE–TX – використовуються дві виті пари (неекранована і екранована). Відстань від концентратора до кінцевого вузла до 100 м;

• 100BASE–FX – використовується оптоволоконний кабель (два волокна в кабелі). Відстань від концентратора до кінцевого вузла до 2000 м.

• Gigabit Ethernet – забезпечує швидкість передачі 1000 Мбіт/с. Існують наступні модифікації стандарту:

• 1000BASE–SX – застосовується оптоволоконний кабель з довжиною хвилі світлового сигналу 850 нм;

• 1000BASE–LX – використовується оптоволоконний кабель з довжиною хвилі світлового сигналу 1300 нм;

• 1000BASE–CX – використовується екранована вита пара;

• 1000BASE–T – застосовується счотверована неекранована вита пара.

ARCNET ( від англ. Attached Resource Computer NETwork) – технологія ЛОМ, призначення якої аналогічно призначенню Ethernet або Token–ring. ARCNET була першою технологією для створення мереж мікрокомп’ютерів і стала дуже популярної в 1980–х при автоматизації промислової діяльності. Після поширення Ethernet як технологія для створення ЛОМ, ARCNET знайшла застосування у вбудованих системах.

Token–ring – "маркерне кільце", архітектура кільцевої мережі з маркерним (естафетним) доступом.

Тип мережі, в якій всі комп’ютери схематично об’єднані в кільце. По кільцю від комп’ютера до комп’ютера (станції мережі) передається спеціальний блок даних, званий маркером. Коли якій-небудь станції потрібна передача даних, маркер нею модифікується і більше не розпізнається іншими станціями, як спец блок, поки не дійде до адресата. Адресат приймає дані і запускає новий маркер по кільцю. На випадок втрати маркера або нескінченного ходіння даних (коли адресат даних не знаходиться) в мережі присутня машина із спеціальними повноваженнями, що вміє видаляти безадресні дані і запускати новий маркер.

Коли обидва слова написано з великих букв (Token–Ring), мається на увазі технологія, розроблена компанією IBM або мережа стандарту IEEE 802.5.

Мережева технологія FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

FDDI – стандартизована специфікація для мережевої архітектури високошвидкісної передачі даних по оптоволоконних лініях. Швидкість передачі – 100 Мбіт/с. Ця технологія багато в чому базується на архітектурі Token–Ring і використовується детермінований маркерний доступ до середовища передачі даних. Максимальна протяжність кільця мережі – 100 км. Максимальна кількість абонентів мережі – 500. Мережа FDDI – це дуже високонадійна мережа, яка створюється на основі двох оптоволоконних кілець, утворюючих основний і резервний шляхи передачі даних між вузлами.

Розглянувши та проаналізувавши всі мережеві стандарти, для організації мережі у навчальному центрі обираються два стандарти – стандарт Gigabit Ethernet 1000BASE–T та FDDI, так як програмне забезпечення, яке буде використовуватися в лабораторії, потребує високої пропускної спроможності каналу передачі даних.