Yhteinen väylätopologia. Mikä on Ethernet

Ethernet (lukee Ethernet, lat. eetteri - eetteri) - pakettitekniikka tiedonsiirtoon pääasiassa paikallisesti
.

Ethernet-standardit määrittelevät langalliset liitännät ja sähköiset signaalit fyysisellä tasolla, muoto
kehykset ja median pääsynhallintaprotokollat ​​- OSI-mallin datalinkkitasolla. Ethernet enimmäkseen
kuvataan IEEE Group 802.3 -standardien mukaan. Ethernetistä on tullut yleisin LAN-tekniikka keskellä
Viime vuosisadan 90-luvulla, syrjäyttäen sellaiset vanhentuneet tekniikat kuin Arcnet, FDDI ja Token ring.

Luomisen historia

Ethernet-tekniikkaa kehitettiin yhdessä monien Xerox PARCin varhaisten projektien kanssa.
On yleisesti hyväksyttyä, että Ethernet keksittiin 22. toukokuuta 1973, kun Robert Metcalfe
kirjoitti PARC:n johtajalle muistion Ethernet-tekniikan mahdollisuuksista. Mutta laillinen oikeus
Metcalf sai tekniikan muutamaa vuotta myöhemmin. Vuonna 1976 hän ja hänen avustajansa David Boggs
julkaisi esitteen nimeltä "Ethernet: Distributed Packet Switching For Local Computer Networks".

Metcalf jätti Xeroxin vuonna 1979 ja perusti 3Comin markkinoimaan tietokoneita ja paikallisia
tietokoneverkot (LAN). Hän onnistui vakuuttamaan DEC:n, Intelin ja Xeroxin työskentelemään yhdessä ja kehittämään
Ethernet-standardi (DIX). Tämä standardi julkaistiin ensimmäisen kerran 30. syyskuuta 1980. Hän aloitti
kilpailevat kahden suuren patentoidun teknologian kanssa: token ring ja ARCNET - jotka pian haudattiin Ethernet-tuotteiden jyrkänteen alle. Samalla 3Comista tuli alan hallitseva yritys.

Tekniikka

Ensimmäisten versioiden (Ethernet v1.0 ja Ethernet v2.0) standardi osoittaa, että tiedonsiirtovälineenä
koaksiaalikaapelia käytetään, myöhemmin se tuli mahdolliseksi kierretty pari ja optinen
kaapeli.

Syyt vaihtoon olivat:

• mahdollisuus työskennellä kaksipuolisessa tilassa;
• kierretyn parikaapelin alhaiset kustannukset;
• verkkojen suurempi luotettavuus kaapelivian sattuessa;
• parempi häiriönkestävyys differentiaalisignaalia käytettäessä;
• kyky syöttää virtaa pienitehoisille solmuille kaapelin kautta, esimerkiksi IP-puhelimiin ( Tehon standardi Ethernetin kautta, POE);
• galvaanisen yhteyden (virtavirran) puute verkkosolmujen välillä. Käytettäessä koaksiaalikaapelia Venäjän olosuhteissa, joissa tietokoneilla ei yleensä ole maadoitusta, koaksiaalikaapelin käyttöön liittyi usein verkkokorttien rikkoutuminen ja joskus jopa järjestelmäyksikön täydellinen "palaminen". .

Syynä optiseen kaapeliin vaihtamiseen oli tarve lisätä segmentin pituutta ilman toistimia.

Kulunvalvontamenetelmä (verkon ollessa päällä) - monikäyttö operaattoritunnisteella ja
törmäyksen tunnistus (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access törmäystunnistuksella), lähetysnopeus
data 10 Mbit/s, paketin koko 72 - 1526 tavua, tiedon koodausmenetelmät kuvataan. Toimintatila
half-duplex, eli solmu ei voi lähettää ja vastaanottaa tietoa samanaikaisesti. Solmujen määrä sisään
yksi jaettu verkkosegmentti on rajoitettu 1024 työasemaan (erittelyt
fyysinen kerros voi asettaa tiukempia rajoituksia esimerkiksi ohuelle koaksiaalisegmentille
enintään 30 työasemaa voidaan kytkeä ja enintään 100 paksuun koaksiaalisegmenttiin). kuitenkin
yhdelle jaetulle segmentille rakennettu verkko menettää tehonsa kauan ennen sen saavuttamista
solmujen lukumäärän rajoitus, mikä johtuu pääasiassa half-duplex-toimintatilasta.

Vuonna 1995 otettiin käyttöön IEEE 802.3u Fast Ethernet -standardi nopeudella 100 Mbit/s ja se tuli mahdolliseksi
työskennellä tilassa full duplex. Vuonna 1997 IEEE 802.3z Gigabit Ethernet -standardi otettiin käyttöön nopeasti
1000 Mbit/s lähetyksen yli optinen kuitu ja vielä kahden vuoden kuluttua lähetykseen kierretyn parin kautta.

Ethernet-tyypit

Tiedonsiirtonopeudesta ja siirtovälineestä riippuen on olemassa useita teknologiavaihtoehtoja.
Riippumatta pinon siirtotavasta verkkoprotokolla ja ohjelmat toimivat melkein samalla tavalla
kaikki alla luetellut vaihtoehdot.

Useimmat Ethernet-kortit ja muut laitteet tukevat useita tiedonsiirtonopeuksia,
käyttämällä nopeuden ja duplexin automaattista neuvottelua parhaan saavuttamiseksi
liitännät kahden laitteen välillä. Jos automaattinen tunnistus ei toimi, nopeus säädetään sopivaksi
kumppani, ja puolidupleksilähetystila aktivoituu. Esimerkiksi Ethernet-portin olemassaolo laitteessa
10/100 tarkoittaa, että voit työskennellä sen läpi käyttämällä 10BASE-T- ja 100BASE-TX-tekniikoita ja porttia
Ethernet 10/100/1000 - tukee 10BASE-T-, 100BASE-TX- ja 1000BASE-T-standardeja.
Varhaiset Ethernet-muutokset

• Xerox Ethernet - alkuperäinen tekniikka, nopeus 3Mbit/s, olemassa kahdessa versiossa Versio 1 ja Version 2, kehysmuoto uusin versio on edelleen laajassa käytössä.
• 10BROAD36 - ei laajalti käytetty. Yksi ensimmäisistä standardeista, joka mahdollistaa työskentelyn pitkiä matkoja. Käytetty laajakaistamodulaatiotekniikka, joka on samanlainen kuin käytetty
  kaapelimodeemeissa. Tiedonsiirtovälineenä käytettiin koaksiaalikaapelia.
• 1BASE5 - joka tunnetaan myös nimellä StarLAN, oli ensimmäinen Ethernet-tekniikan muunnos, jossa käytettiin kierrettyjä parikaapeleita. Se toimi 1 Mbit/s nopeudella, mutta ei löytänyt kaupallista käyttöä.

10 Mbit/s Ethernet

• 10BASE5, IEEE 802.3 (kutsutaan myös "paksuksi Ethernetiksi") - tekniikan ensimmäinen kehitys, jonka tiedonsiirtonopeus on 10 Mbps. Varhaisen IEEE-standardin mukaisesti se käyttää 50 ohmin koaksiaalikaapelia (RG-8), jonka segmentin enimmäispituus on 500 metriä.
• 10BASE2, IEEE 802.3a (kutsutaan "Ohut Ethernet") - käyttää RG-58-kaapelia, jonka segmentin enimmäispituus on 185 metriä, tietokoneet on kytketty toisiinsa kaapelin liittämiseksi verkkoon
  kortti tarvitsee T-liittimen ja kaapelissa BNC-liitin. Edellyttää terminaattorit jokaisessa
  loppu. Tämä standardi oli useiden vuosien ajan Ethernet-tekniikan päästandardi.
• StarLAN 10 - Ensimmäinen kehitys, joka käyttää kierrettyä parikaapelia tiedonsiirtoon 10 Mbit/s nopeudella.

Myöhemmin se kehittyi 10BASE-T-standardiksi.

Huolimatta siitä, että teoriassa on mahdollista kytkeä useampi kuin yksi kierretty parikaapeli (segmentti)
kaksi simplex-tilassa toimivaa laitetta, tällaista järjestelmää ei koskaan käytetä Ethernetissä
ero työskentelystä kanssa. Siksi kaikki kierretyt pariverkot käyttävät tähtitopologiaa,
kun taas koaksiaalikaapeliverkot on rakennettu "väylä"-topologialle. Terminaattorit työhön
Kierretyt parikaapelit on rakennettu jokaiseen laitteeseen, eikä linjassa tarvitse käyttää ylimääräisiä ulkoisia päätteitä.

• 10BASE-T, IEEE 802.3i - Tiedonsiirtoon käytetään 4 johdinta kategorian 3 tai luokan 5 kierrettyä parikaapelia (kaksi kierrettyä paria). Segmentin maksimipituus on 100 metriä.
• FOIRL - (lyhenne sanoista Fiber-optic inter-repeater link). Ethernet-tekniikan perusstandardi, jossa tiedonsiirtoon käytetään optista kaapelia. Suurin tiedonsiirtoetäisyys ilman toistinta on 1 km.
• 10BASE-F, IEEE 802.3j - Päätermi 10 Mbit/s ethernet-standardien perheelle, jossa käytetään optista kaapelia jopa 2 kilometrin etäisyyksillä: 10BASE-FL, 10BASE-FB ja 10BASE-FP. Yllä mainituista vain 10BASE-FL on yleistynyt.
• 10BASE-FL (Fiber Link) - FOIRL-standardin parannettu versio. Parannus koski segmentin pituuden pidentämistä 2 kilometriin.
• 10BASE-FB (Fiber Backbone) - Tällä hetkellä käyttämätön standardi, joka on tarkoitettu toistimien yhdistämiseen rungoksi.
• 10BASE-FP (Fiber Passive) - Passiivinen tähtitopologia, jossa toistimia ei tarvita - ei ole koskaan käytetty.

Fast Ethernet (Fast Ethernet, 100 Mbit/s)

• 100BASE-T on yleinen termi standardeille, jotka käyttävät . Segmentin pituus jopa 100 metriä. Sisältää 100BASE-TX-, 100BASE-T4- ja 100BASE-T2-standardit.
• 100BASE-TX, IEEE 802.3u - 10BASE-T-standardin kehittäminen käytettäväksi tähtitopologiaverkoissa. Mukana kierretty pari Luokka 5, todellisuudessa käytetään vain kahta suojaamatonta johdinparia, duplex-tiedonsiirto on tuettu, etäisyys jopa 100 m.
• 100BASE-T4 on standardi, joka käyttää luokan 3 kierrettyä parikaapelia. Käytetään kaikkia neljää johdinparia, tiedonsiirto tapahtuu half-duplexissa. Käytännössä käyttämätön.
• 100BASE-T2 on standardi, joka käyttää luokan 3 kierrettyjä kaapeleita. Käytetään vain kahta johdinparia. Full duplex on tuettu, ja signaalit kulkevat vastakkaisiin suuntiin kussakin parissa. Siirtonopeus yhteen suuntaan on 50 Mbit/s. Käytännössä käyttämätön.
• 100BASE-SX on monimuotokuitua käyttävä standardi. Segmentin maksimipituus on 400 metriä half-duplex-tilassa (taattua törmäysten havaitsemista varten) tai 2 kilometriä full-duplex-tilassa.
• 100BASE-FX on yksimuotokuitua käyttävä standardi. Maksimipituus on vain rajoitettu
  optisen kaapelin vaimennuksen määrä ja lähettimien teho sen mukaan erilaisia ​​materiaaleja 2x - 10
  kilometriä
• 100BASE-FX WDM on yksimuotokuitua käyttävä standardi. Maksimipituus on vain rajoitettu
  valokuitukaapelin vaimennuksen määrä ja lähettimien teho. Rajapintoja on kaksi
  lajit, eroavat lähettimen aallonpituudeltaan ja on merkitty joko numeroilla (aallonpituus) tai yhdellä latinalaisella
  kirjain A(1310) tai B(1550). Vain pariliitännät voivat toimia pareittain: toisella puolella lähetin
  1310 nm:ssä ja toisaalta 1550 nm:ssä.

Gigabit Ethernet (Gigabit Ethernet, 1 Gbit/s)

• 1000BASE-T, IEEE 802.3ab - standardi, jossa käytetään luokan 5e kierrettyä parikaapelia. 4 paria on mukana tiedonsiirrossa. Tiedonsiirtonopeus - 250 Mbit/s yhden parin yli. Käytössä on PAM5-koodausmenetelmä, perustaajuus on 62,5 MHz. Etäisyys jopa 100 metriä
• 1000BASE-TX on Telecommunications Industry Associationin luoma
  Industry Association (TIA) ja julkaistiin maaliskuussa 2001 nimellä "Physical Layer Specification
  full duplex Ethernet 1000 Mb/s (1000BASE-TX) symmetriset luokan 6 kaapelointijärjestelmät
  (ANSI/TIA/EIA-854-2001) "Full Duplex Ethernet -spesifikaatio 1000 Mbis/s (1000BASE-TX)
  Toiminta yli luokan 6 tasapainotetun kierretyn parikaapelin (ANSI/TIA/EIA-854-2001). Vakio, käyttötarkoitukset
  erillinen vastaanotto ja lähetys (yksi pari kumpaankin suuntaan), mikä yksinkertaistaa huomattavasti suunnittelua
  lähetin-vastaanottimet. Toinen merkittävä ero 1000BASE-TX:n välillä on piirin puuttuminen
  häiriön ja paluukohinan digitaalinen kompensointi, mikä johtaa monimutkaisuuteen ja virrankulutukseen
  ja prosessorien hinta tulee alhaisemmaksi kuin 1000BASE-T-standardiprosessorien. Mutta sen seurauksena, varten
  tämän tekniikan vakaa toiminta vaatii kaapelijärjestelmän Korkealaatuinen, joten 1000BASE-TX
  Voi käyttää vain luokan 6 kaapelia. Tämän standardin perusteella ei ole luotu juuri yhtään tuotetta.
  tuotteita, vaikka 1000BASE-TX käyttää yksinkertaisempaa protokollaa kuin 1000BASE-T-standardi, joten se voi
  käytä yksinkertaisempaa elektroniikkaa.
• 1000BASE-X on yleinen termi standardeille, joissa on liitettävät GBIC- tai SFP-lähetin-vastaanottimet.
• 1000BASE-SX, IEEE 802.3z on monimuotokuitua käyttävä standardi. Matkan etäisyys
  signaali ilman toistinta 550 metriin asti.
• 1000BASE-LX, IEEE 802.3z - yksimuotokuitua käyttävä standardi. Matkan etäisyys
  signaali ilman toistinta 5 kilometriin asti.
• 
  
  käytetty.
• 1000BASE-CX - vakiona lyhyille etäisyyksille (jopa 25 metriä), twinaksiaalikaapelilla
  ominaisimpedanssi 75 ohmia (kumpikin kahdesta aaltoputkesta). Korvattu 1000BASE-T-standardilla, eikä sitä enää ole
  käytetty.
• 1000BASE-LH (Long Haul) on yksimuotokuitua käyttävä standardi. Matkan etäisyys
  signaali ilman toistinta 100 kilometriin asti.

10 Gigabit Ethernet

Uusi standardi 10 Gigabit Ethernet sisältää seitsemän fyysiset mediastandardit LAN-, MAN- ja
WAN. Se kuuluu tällä hetkellä IEEE 802.3ae -muutoksen piiriin, ja se pitäisi sisällyttää seuraavaan versioon
IEEE 802.3 -standardi.

• 10GBASE-CX4 - 10 Gigabit Ethernet-tekniikka lyhyille etäisyyksille (jopa 15 metriin), kupari CX4-kaapelilla ja InfiniBand-liittimillä.
• 10GBASE-SR - 10 Gigabit Ethernet -tekniikka lyhyille etäisyyksille (jopa 26 tai 82 metriä, sisään
  kaapelityypistä riippuen), käytetään monimuotokuitua. Se tukee myös 300 etäisyyksiä
  uutta monimuotokuitua (2000 MHz/km).
• 10GBASE-LX4 - käyttää aallonpituusmultipleksointia 240-300 metrin etäisyyksien tukemiseen monimuotokuidun yli. Tukee myös etäisyyksiä jopa 10 kilometriin käytettäessä yksitilaa
  kuidut.
• 10GBASE-LR ja 10GBASE-ER - nämä standardit tukevat etäisyyksiä jopa 10 ja 40 kilometriin
  vastaavasti.
• 10GBASE-SW, 10GBASE-LW ja 10GBASE-EW - Nämä standardit käyttävät fyysistä liitäntää, joka on yhteensopiva
  nopeus- ja datamuodossa OC-192 / STM-64 SONET/SDH-liitännällä. Ne ovat samanlaisia ​​kuin 10GBASE-SR-standardit,
  10GBASE-LR ja 10GBASE-ER, koska ne käyttävät samoja kaapelityyppejä ja lähetysetäisyyksiä.
• 10GBASE-T, IEEE 802.3an-2006 - hyväksytty kesäkuussa 2006 neljän vuoden kehitystyön jälkeen. Käyttää
  suojattu kierretty pari. Etäisyydet - jopa 100 metriä.

Ethernet-paikallinen verkko.

Ethernet on alun perin törmäystekniikka, joka perustuu yhteiseen väylään, johon tietokoneet kytkeytyvät ja "taistelevat" keskenään oikeudesta lähettää paketti. Pääprotokolla on CSMA/CD (Carrier Sensitivity Multiple Access and Collision Detection). Tosiasia on, että jos kaksi asemaa aloittavat samanaikaisesti lähettämisen, syntyy törmäystilanne ja verkko "odottelee" jonkin aikaa, kunnes ohimenevät prosessit "astuvat" ja "hiljaisuus" tulee jälleen. On olemassa toinen pääsytapa - CSMA/CA (Collision Avoidance) - sama, mutta törmäyksiä lukuun ottamatta. Tätä menetelmää käytetään langattomassa tekniikassa Radio Ethernet tai Apple Local Talk - ennen kuin lähetät mitään pakettia verkossa, ilmoitus lähetetään nyt, eivätkä asemat enää yritä aloittaa sitä.

Ethernet voi olla puoliduplex (Half Duplex) kaikille siirtovälineille; lähde ja vastaanotin "puhuvat vuorotellen" (klassinen törmäystekniikka) ja full duplex (Full Duplex), kun laitteiden kaksi vastaanottimen ja lähettimen paria puhuvat samanaikaisesti. Tämä mekanismi toimii vain kierretyissä kaapeleissa (yksi pari lähetykseen, yksi pari vastaanottoon) ja kuituoptiikoissa (yksi pari lähetykseen, yksi pari vastaanottoon).

Ethernetin nopeudet ja koodaustavat vaihtelevat eri fyysisille tietovälineille sekä pakettityypeissä (Ethernet II, 802.3, RAW, 802.2 (LLC), SNAP).

Ethernetin nopeus vaihtelee: 10 Mbit/s, 100 Mbit/s, 1000 Mbit/s (1 Gbit/s). Koska Gigabit Ethernet -standardi kierretylle parille, kategoria 5e, on ratifioitu pitkään, voidaan sanoa, että mikä tahansa Ethernet-verkko voi käyttää kierrettyä paria, yksimuotoista (SMF) tai monimuotokuitua (MMF). Tästä riippuen on olemassa erilaisia ​​eritelmiä:

· 10 Mbps Ethernet: 10Base-T, 10Base-FL (10Base-2 ja 10Base-5 on olemassa koaksiaalikaapelille, eikä niitä enää käytetä);

· 100 Mbit/s Ethernet: 100Base-TX, 100Base-FX, 100Base-T4, 100Base-T2;

· Gigabit Ethernet: 1000Base-LX, 1000Base-SX (optinen) ja 1000Base-TX (kierretty pari).

Ethernetin toteuttamiseen koaksiaalikaapelissa on kaksi vaihtoehtoa, joita kutsutaan "ohuksi" ja "paksu" Ethernet (Ethernet 0,2" ohuella kaapelilla ja Ethernet 0,4" paksulla kaapelilla).

Ohut Ethernet käyttää RG-58A/V-kaapelia (halkaisija 0,2 tuumaa). Pienessä verkossa käytetään kaapelia, jonka resistanssi on 50 ohmia. Koaksiaalikaapeli vedetään tietokoneesta toiseen. Jokaisessa tietokoneessa on pieni määrä kaapelia siltä varalta, että sitä voidaan siirtää. Segmentin pituus on 185 m, väylään kytkettyjen tietokoneiden määrä on jopa 30.

Kun olet liittänyt kaikki kaapeliosat BNC-liittimillä (Bayonel-Neill-Concelnan) T-liittimiin (nimi johtuu liittimen muodosta, samanlainen kuin kirjain “T”), saat yhden kaapelisegmentin. Päätteet ("tulpat") on asennettu molempiin päihin. Pääte on rakenteellisesti BNC-liitin (se sopii myös T-liittimeen), jossa on juotettu vastus. Tämän vastuksen arvon tulee vastata kaapelin ominaisimpedanssia, ts. Ethernet vaatii 50 ohmin päätteitä.

Paksu Ethernet– verkko paksulla koaksiaalikaapelilla, jonka halkaisija on 0,4 tuumaa ja ominaisimpedanssi 50 ohmia. Kaapelisegmentin enimmäispituus on 500 m.

Itse kaapelin reititys on lähes sama kaikille koaksiaalikaapeleille.

Jos haluat liittää tietokoneen paksuun kaapeliin, lisälaite nimeltään lähetin-vastaanotin. Lähetin-vastaanotin on kytketty suoraan verkkokaapeliin. Siitä tietokoneeseen kulkee erityinen lähetin-vastaanotinkaapeli, jonka enimmäispituus on 50 m Molemmissa päissä on 15-nastaiset DIX-liittimet (Digital, Intel ja Xerox). Toinen liitin kytketään lähetin-vastaanottimeen ja toinen tietokoneen verkkokorttiin.

Lähetin-vastaanottimet poistavat tarpeen vetää kaapeleita jokaiseen tietokoneeseen. Etäisyys tietokoneesta verkkokaapeliin määräytyy lähetin-vastaanottimen kaapelin pituuden mukaan.

Verkon luominen lähetin-vastaanottimen avulla on erittäin kätevää. Se voi kirjaimellisesti "syöttää" kaapelin minne tahansa. Tämä yksinkertainen toimenpide vie vähän aikaa, ja tuloksena oleva yhteys on erittäin luotettava.

Kaapelia ei leikata osiin, se voidaan asentaa huolehtimatta tietokoneiden tarkasta sijainnista, ja sitten lähetin-vastaanottimet voidaan asentaa sisään oikeissa paikoissa. Lähetin-vastaanottimet asennetaan yleensä seinille, mikä on niiden suunnittelussa säädetty.

Jos paikallisverkolla on tarpeen kattaa suurempi alue kuin kyseiset kaapelijärjestelmät sallivat, käytetään lisälaitteita - toistimet(toistimet). Toistin on 2-porttinen, ts. Se voi yhdistää 2 segmenttiä no 185 m Segmentti on kytketty toistimeen T-liittimen kautta. T-liittimen toiseen päähän on kytketty segmentti ja toiseen pääte.

Verkossa voi olla enintään neljä toistinta. Näin voit saada verkon, jonka pituus on enintään 925 m.

Siinä on 4-porttiset toistimet 4 segmentin yhdistämiseen kerralla.

Paksun kaapelin Ethernet-segmentin pituus on 500 m, yhteen segmenttiin voidaan kytkeä jopa 100 asemaa. Jopa 50 metrin pituisilla lähetin-vastaanotinkaapeleilla paksu Ethernet voi kattaa yhdellä segmentillä paljon suuremman alueen kuin ohut Ethernet. Näissä toistimissa on DIX-liittimet ja ne voidaan kytkeä lähetin-vastaanottimilla joko segmentin päähän tai mihin tahansa muuhun paikkaan.

Yhdistetyt toistimet ovat erittäin käteviä, ts. sopii sekä ohuille että paksuille kaapeleille. Jokaisessa portissa on pari liitintä: DIX ja BNC, mutta niitä ei voi käyttää samanaikaisesti. Jos segmenttejä on tarpeen yhdistää eri kaapeleihin, niin ohut segmentti kytketään yhden toistinportin BNC-liittimeen ja paksu segmentti toisen portin DIX-liittimeen.

Toistimet ovat erittäin hyödyllisiä, mutta niitä ei pidä käyttää väärin, koska ne johtavat verkon hidastumiseen.

Ethernet kierretyllä parilla. Kierretty pari on kaksi eristettyä johtoa, jotka on kierretty yhteen. Ethernet käyttää 8-johtimista kaapelia, joka koostuu neljästä kierretystä parista. Suojaamaan ympäristön vaikutuksilta kaapelissa on ulkoinen eristyspinnoite.

Kierretyn parikaapelin pääsolmu on napa (käännöksessä sitä kutsutaan asemaksi, keskittimeksi tai yksinkertaisesti keskittimeksi). Jokainen tietokone on liitettävä siihen omalla kaapelisegmentillä. Kunkin segmentin pituus ei saa ylittää 100 m RJ-45-liittimet asennetaan kaapelisegmenttien päihin. Toinen liitin yhdistää kaapelin keskittimeen, toinen verkkokorttiin. RJ-45-liittimet ovat erittäin kompakteja, niissä on muovikotelo ja kahdeksan miniatyynyä.

Hub - keskuslaite kierretyssä pariverkossa sen suorituskyky riippuu siitä. Se tulee sijoittaa helposti saavutettavaan paikkaan, jotta voit helposti kytkeä kaapelin ja valvoa portin ilmaisua. Keskittimiä on saatavana eri porttimäärillä - 8, 12, 16 tai 24. Vastaavasti siihen voidaan liittää sama määrä tietokoneita.

Nopea tekniikka Ethernet IEEE 802.3U. IEEE 802.3 -komitea on standardoinut Fast Ethernet -tekniikan. Uusi standardi on nimeltään IEEE 802.3U. Tiedonsiirtonopeus on 100 Mbit/s. Fast Ethernet on järjestetty kierretylle parille tai optiselle kuidulle.

SISÄÄN Nopeat verkot Ethernet järjestää useita törmäysalueita, mutta ottaen huomioon toimialueissa käytettävä toistinluokka.

Fast Ethernet (IEEE 802.3U) -toistimet ovat kahta luokkaa ja eroavat toisistaan ​​mikrosekunnin latenssissa. Vastaavasti segmentissä (looginen) voi olla enintään kaksi luokan 2 toistinta ja yksi luokan 1 toistin. Ethernetille (IEEE 802.3) verkko noudattaa sääntöä 5-4-3-2-1.

Sääntö 5-4-3-2-1 todetaan: kahden työaseman välillä ei saa olla enempää kuin 5 fyysistä segmenttiä, 4 toistinta (keskittimiä), 3 "asutettua" fyysistä segmenttiä, 2 "asutettua" toistinten välistä linkkiä (IRL), ja kaiken tämän tulee edustaa yhtä törmäysaluetta ( 25,6 μs). Keskittimestä tulee fyysisesti monia johtoja, mutta loogisesti se on kaikki yksi Ethernet-segmentti ja yksi törmäysalue, jonka yhteydessä yhden aseman vika vaikuttaa muiden toimintaan. Koska kaikki asemat pakotetaan "kuuntelemaan" muiden paketteja, törmäys tapahtuu koko keskittimen sisällä (itse asiassa Jam-signaali lähetetään muihin portteihin, mutta tämä ei muuta asian ydintä). Siksi, vaikka keskitin on halvin laite ja näyttää ratkaisevan kaikki asiakkaan ongelmat, ei ole suositeltavaa käyttää tätä tekniikkaa etenkään verkon resurssien jatkuvasti kasvavissa vaatimuksissa ja siirtyä kytkettyihin verkkoihin. 20 tietokoneen verkko 100 Mbps:n toistimilla voi olla hitaampi kuin 20 tietokoneen verkko 10 Mbps:n kytkimellä. Jos aiemmin pidettiin "normaalina" jopa 30 tietokonetta segmentissä, niin nykyverkoissa jopa kolme työasemaa pystyy lataamaan koko segmentin.

Gigabit Ethernet -tekniikka. Seuraava askel Ethernet-tekniikan kehityksessä on IEEE-802.32-standardin kehittäminen. Tämä standardi tarjoaa 1 Gbit/s tiedonsiirtonopeuden paikallisten verkkoasemien välillä. Gigabit Ethernet -laitteet yhdistävät verkkosegmentit Fast Ethernetillä 100 Mbps:n nopeudella. Käytössä on 1 Gbps verkkokortteja sekä joukko verkkolaitteita, kuten kytkimiä ja reitittimiä. Gigabit Ethernet -verkko käyttää liikenteenhallintaa, ruuhkanhallintaa ja palvelun laatua (QOS). Gigabit Ethernet -standardi on yksi nykyisin kehittyvän ATM-tekniikan vakavimpia kilpailijoita.

ATM-tekniikat.

ATM-verkossa on tähtitopologia. ATM-verkko on rakennettu yhden tai useamman kytkimen pohjalta, jotka ovat olennainen osa tätä viestintärakennetta.

Kuituoptisten järjestelmien suuret siirtonopeudet ja erittäin alhaiset virheprosentit korostavat haastetta luoda ATM-standardeihin perustuvia korkean suorituskyvyn kytkentäjärjestelmiä.

Yksinkertaisin esimerkki tällaisesta verkosta on yksi kytkin, joka tarjoaa paketti- ja datakytkentää sekä useita päätelaitteita.

ATM on menetelmä tiedon siirtämiseksi verkossa olevien laitteiden välillä pieninä kiinteäpituisina paketteina, joita kutsutaan soluiksi. Solujen koon kiinnittämisellä on useita merkittäviä etuja muuttuvapituisiin paketeihin verrattuna:

Ensinnäkin kiinteäpituiset solut vaativat minimaalista käsittelyä kytkimien reititysoperaatioiden aikana. Tämä mahdollistaa kytkinten piirisuunnittelun yksinkertaistamisen mahdollisimman paljon suurilla kytkentänopeuksilla;

Toiseksi kaikki solujen käsittelytyypit verrattuna muuttuvamittaisten pakettien käsittelyyn ovat paljon yksinkertaisempia, koska solun pituutta ei tarvitse laskea;

Kolmanneksi vaihtuvamittaisten pakettien tapauksessa pitkän datapaketin lähetys voisi aiheuttaa viivettä puhe- tai videopakettien toimittamisessa linjalle, mikä johtaisi niiden vääristymiseen. Pankkiautomaattimallissa on nelitasoinen rakenne. Tasoja on useita:

Ø käyttäjä (User Layer) - sisältää tasot alkaen verkosta ja korkeammat (TPX/SPX tai TCP/IP);

Ø sovitus (ATM Adaptation Layer - AAL);

Ø ATM (ATM Layer);

Ø fyysinen (Physical Layer).

Käyttäjäkerros luo viestin, joka on lähetettävä ATM-verkkoon ja muutettava vastaavasti. Adaptation Layer (AAL) tarjoaa käyttäjäsovellusten pääsyn ATM-kytkinlaitteisiin. Tämä taso generoi standardit ATM-solut ja lähettää ne ATM-tasolle jatkokäsittelyä varten.

Fyysinen kerros tarjoaa solujen siirron useiden erilaisten kytkentävälineiden kautta. Tämä taso koostuu kahdesta alatasosta - lähetyksen muunnosalitasosta, joka toteuttaa erilaisia ​​protokollia lähetys fyysisten linjojen kautta ja lähetysvälineeseen mukautumisen alikerros.

ATM-päätepisteet ovat verkkoja, jotka muodostavat yhteyden kytkimiin UNI - Network User Interface -nimisen liitännän kautta. UNI voi olla liitäntä työaseman, PC:n, PBX:n, reitittimen tai minkä tahansa muun "mustan laatikon" ja ATM-kytkimen välillä.

Internet-verkko

World Wide Web ( Maailmanlaajuinen Web - WWW), tietoresurssien tietokoneverkko, jonka kautta käyttäjä voi siirtyä yhteyksien avulla asiakirjasta toiseen. Tietoa World Wide Webistä jaetaan tietokoneille kaikkialla maailmassa. World Wide Webiä kutsutaan usein yksinkertaisesti "Webiksi".

Webistä on tullut erittäin suosittu tietolähde siitä lähtien, kun kuvien ja muiden multimediatuotteiden esittäminen Internetissä tuli ensimmäisen kerran mahdolliseksi. maailmanlaajuinen verkko tietokoneet, vuonna 1993. Web tarjoaa paikan, jossa yritykset, laitokset ja yksityishenkilöt voivat näyttää tietoja tuotteistaan, ohjelmistaan, tutkimuksestaan ​​tai elämästään. Verkostosta on tullut foorumi monille ryhmille ja markkinapaikka monille yrityksille. Museot, kirjastot, valtion virastot ja koulut pitävät verkkoa arvokkaana keksintönä, ja se välittää tietoa monissa eri muodoissa.

Kuten kaikki tietokoneverkot, Web yhdistää kahdentyyppisiä tietokoneita - asiakkaita ja palvelimia - käyttämällä standardi setti säännöt (protokolla) tietokoneiden välistä viestintää varten. Palvelintietokone sisältää tietoresursseja, jotka ovat verkossa, ja verkon käyttäjät käyttävät asiakastietokoneita resurssien käyttöön. Tietokoneverkko voisi olla verkko yleinen käyttö- kuten maailmanlaajuinen Internet - tai yksityinen verkko, kuten yrityksen intranet. Web on osa Internetiä. Internet sisältää myös muita tietokoneiden välisiä viestintätyökaluja, kuten Telnet, File Transfer Protocol ja Gopher, mutta Webistä tuli nopeasti Internetin laajimmin käytetty osa. Se eroaa Internetin muista osista säännöissä, joita tietokoneet käyttävät kommunikoidakseen keskenään, ja muun tiedon kuin tekstin saatavuudessa. On paljon vaikeampaa käsitellä kuvia tai muita multimediatiedostoja muilla menetelmillä kuin Webissä.

Asiakastietokoneen tarjoaminen kyvylle näyttää verkkosivuja kuvilla ja muulla medialla tuli mahdolliseksi sen jälkeen, kun otettiin käyttöön erityinen ohjelmistotuote, jota kutsutaan selaimeksi (englanninkielisestä Selaa -näkymästä). Jokainen Web-asiakirja sisältää koodattua tietoa siitä, mitä sivulla on, kuinka sivua pitäisi tarkastella ja mihin muihin sivustoihin (tietosolmuihin) asiakirja on linkitetty. Käyttäjän tietokoneen katseluohjelma lukee nämä tiedot ja näyttää niiden avulla sivun käyttäjän näytöllä. Melkein jokainen Web-sivu tai Web-asiakirja sisältää linkkejä, joita kutsutaan hyperlinkeiksi, muille sivustoille. Hyperlinkit ovat verkon määrittävä ominaisuus – niiden avulla käyttäjät voivat matkustaa Web-asiakirjojen välillä seuraamatta Erikois tilaus tai hierarkiaa.

Kun käyttäjät haluavat käyttää Internetiä, he käyttävät asiakastietokoneensa Web-selainta muodostaakseen yhteyden Web-palvelintietokoneeseen. Asiakastietokoneet muodostavat yhteyden verkkoon kahdella tavalla. Asiakkaat, joilla on käyttöoikeus, muodostavat yhteyden joko suoraan verkkoon reitittimen kautta (erityinen laitteisto, joka määrittää parhaan tavan yhdistää asiakas ja palvelin) tai suoraan verkkoon yhdistetyn paikallisen verkon kautta. Asiakkaat, joilla on etäyhteys, muodostavat yhteyden verkkoon modeemin kautta, laitteisto, joka muuttaa tietokoneelta tulevan tiedon signaaleiksi, jotka voidaan lähettää puhelinlinjojen kautta. Jotkut modeemit lähettävät signaaleja kaapelitelevisiokanavien tai erityisten suurkapasiteettisten puhelinlinjojen, kuten integroitujen palvelujen digitaalisen verkon (ISDN - Integrated Services Digital Network) tai ASDL:n - Asymmetric Digital Subscriber Loop - kautta.

Web-palvelimet sisältävät Web-asiakirjoja ja niihin liittyviä työkaluja. Ne voivat olla tavallisia henkilökohtaisia ​​​​tietokoneita, tehokkaita yleiskäyttöiset tietokoneet tai jotain siltä väliltä. Asiakas voi olla mikä tahansa tietokone. Web ja kaikki Internet-muodot käyttävät protokollaa nimeltä TCP/IP. Kuitenkin jokainen Internetin osa - Web, Gopher-järjestelmä tai FTP - käyttää hieman erilaisia ​​järjestelmiä tiedostojen siirtämiseen asiakkaiden ja palvelimien välillä.

Web-asiakirjan osoite auttaa käyttäjän tietokonetta löytämään ja muodostamaan yhteyden palvelimeen, joka sisältää halutun sivun. Verkkosivun osoitetta kutsutaan URL-osoitteeksi (Uniform Resource Locator).

URL-osoite on yhdistelmäkoodi, joka kertoo asiakasselaimelle kolme asiaa:

Ø säännöt (protokolla), joita käyttäjän on käytettävä päästäkseen sivustolle;

Ø Internet-osoite, joka yksilöi palvelimen;

Ø sijainti tämän elementin palvelintiedostojärjestelmässä.

Esimerkki URL-osoitteesta on http://encarta.msn.com.

URL-osoitteen ensimmäinen osa, http://, osoittaa, että sivusto on World Wide Webissä. Useimmat selaimet pystyvät myös toistamaan tiedostomuotoja muualta Internetistä, kuten Gopherista ja FTP:stä. Muut Internet-muodot käyttävät eri koodeja URL-osoitteensa ensimmäiselle osalle - esimerkiksi Gopher-järjestelmä käyttää gopher://-etuliitettä ja FTP käyttää ftp://-etuliitettä.

URL-osoitteen seuraava osa, encarta.msn.com, antaa sen palvelimen nimen tai yksilöllisen Internet-osoitteen, jolle sivusto on tallennettu.

Jotkut URL-osoitteet määrittävät tietyt hakemistot tai tiedostot, kuten http://encarta.msn.com/explore/default.asp-explore on sen hakemiston nimi, jossa oletus.asp-tiedosto sijaitsee.

Verkko sisältää tietoa monissa muodoissa, mukaan lukien tekstiä, grafiikkaa ja kaikenlaisia ​​digitaalisia mediatiedostoja, mukaan lukien video- ja äänitiedostot. Jotkut verkkosivujen elementit ovat itse asiassa pieniä ohjelmia, joilla on omat oikeutensa. Nämä objektit, joita kutsutaan sovelmiksi (pienestä sovelluksesta, toinen nimi tietokoneohjelmalle), noudattavat tiettyä komentosarjaa.

Applettien avulla käyttäjät voivat ajaa pelejä verkossa, etsiä tietokannoista, suorittaa virtuaalisia tieteellisiä kokeita ja monia muita toimintoja.

Koodit, jotka kertovat käyttäjän tietokoneen selaimelle, kuinka Web-asiakirja näytetään, noudattavat HyperText Markup Language -nimistä sääntöä.

Jokainen Web-dokumentti on kirjoitettu selkeäksi tekstiksi, ja komennot, jotka kertovat käyttäjän tietokoneelle, kuinka dokumentti esitetään, sisältyvät itse asiakirjaan, ja ne on koodattu käyttämällä erikoismerkkejä, joita kutsutaan HTML-tageiksi. Selain osaa tulkita HTML-tunnisteita niin, että dokumentti näkyy käyttäjän näytöllä juuri sellaisena kuin dokumentin suunnittelija (kutsutaan myös web-suunnittelijaksi) on tarkoittanut.

HTML:n lisäksi tietyntyyppiset Web-objektit käyttävät omaa koodaustaan. Esimerkiksi sovelmat ovat miniohjelmia, jotka on kirjoitettu ohjelmointikielillä, kuten Visual Basic ja Java.

Asiakas-palvelinviestintä, URL-osoitteet ja HTML mahdollistavat tietosolmujen (sivustojen, isäntien) sisällyttämisen hyperlinkkeihin, joita käyttäjät voivat käyttää Webin "läpi" matkustamiseen. Hyperlinkit ovat usein Web-asiakirjan tekstissä olevia lauseita, jotka linkittävät toiseen Web-asiakirjaan ja sen URL-osoitteeseen, kun käyttäjä napsauttaa kyseistä lausetta. Tyypillisesti käyttäjän selain erottaa hyperlinkit pelkästä tekstistä merkitsemällä hyperlinkkejä eri värejä tai alleviivaus. Hyperlinkkien avulla käyttäjät voivat navigoida Webissä hajallaan olevien sivujen välillä ilman erityistä järjestystä. Tätä tiedonsaantimenetelmää kutsutaan assosiatiiviseksi pääsyksi, ja tutkijoiden mukaan se on samanlainen kuin tapa, jolla ihmisen aivot pääsevät käsiksi tallennettuun tietoon. Hyperlinkit tekevät viitetiedot verkossa nopeammin ja helpommin kuin perinteisten tulostettujen asiakirjojen käyttäminen.

Vaikka World Wide Web on vain osa Internetiä, raportit ovat osoittaneet, että yli 75 prosenttia Internetin käytöstä tapahtuu verkossa. Tämä osuus todennäköisesti kasvaa tulevaisuudessa.

Yksi World Wide Webin merkittävimmistä puolista on sen käyttäjät. He ovat poikkileikkaus yhteiskunnasta. Käyttäjiä ovat opiskelijat, joiden on löydettävä materiaalia tietystä aiheesta, lääkärit, jotka tarvitsevat tietoa uusimmasta lääketieteellisestä tutkimuksesta, ja korkeakouluhakijat, jotka tutkivat korkeakoulujen kampuksia tai jopa täyttävät online-tukihakemuksia. Muita käyttäjiä ovat sijoittajat, jotka saattavat olla kiinnostuneita julkisen yhtiön liiketoimintahistoriasta ja arvioivat tietoja erilaisista julkisista ja avoimista rahastoista. Kaikki tämä tieto on helposti saatavilla Internetistä. Käyttäjät voivat usein löytää yrityksen toiminnasta talouskaavioita, jotka näyttävät tietoa useilla eri tavoilla.

Mahdollista matkaa etsivät matkustajat voivat tehdä virtuaalikierroksia, tarkastella lentoyhtiöiden aikatauluja ja hintoja ja jopa varata lennon verkossa. Monilla kohteilla - mukaan lukien puistot, kaupungit ja hotellit - on omat verkkosivustonsa oppaineen ja paikalliset kartat. Suuret yritykset– Tavarantoimittajilla on myös tietopisteet, joista asiakkaat voivat seurata lähetysprosessia, selvittää, missä heidän tavaransa sijaitsevat tai milloin ne toimitetaan.

Valtion virastoilla on tietokeskuksia, joihin ne lähettävät ohjeita, menettelyjä, tietosivuja ja verolomakkeita. Monilla virkamiehillä on omat nettisivut, joilla he ilmaisevat näkemyksensä, listaavat omia saavutuksiaan jne. Verkko sisältää myös postiosoite-, sähköposti- ja puhelinnumeroluettelot.

Internetin käyttäjät voivat vierailla suurten kirjakauppojen, vaatekauppojen ja muiden tavaroiden verkkosivuilla. Monilla keskuslehdillä on sähköisiä erikoisjulkaisuja, jotka ilmestyvät useammin kuin päivittäin. Sähköiset lehdet lähes kaikilla tieteenaloilla ovat nyt verkossa. Useimmat museot tarjoavat käyttäjälle virtuaalikierroksen näyttelyissään ja rakennuksissaan. Nämä organisaatiot ja laitokset käyttävät tyypillisesti verkkosivustoja täydentämään toimintaansa ei-elektronisia osia. Jotkut saavat lisätuloja myymästä tilaa mainosten julkaisemiseen verkkosivuillaan.

World Wide Webin kehitti brittiläinen fyysikko ja tietojenkäsittelytieteilijä Timothy Berners-Lee tutkimusprojektina Euroopan ydinenergiakeskukselle (CERN, nykyinen Euroopan hiukkasfysiikan laboratorio) Genevessä, Sveitsissä. Bernes-Lee oli ensimmäinen, joka työskenteli hypertekstin parissa 1980-luvun alussa. Hänen luomansa verkosto aloitti toimintansa CERNissä vuonna 1989 ja levisi sitten nopeasti yliopistoihin muualla maailmassa ydintutkijoiden avulla. Ryhmät Kansalliskeskuksessa Sovellusohjelmat Illinoisin yliopiston supertietokone tutki ja kehitti myös verkkoteknologiaa. He olivat ensimmäiset, jotka kehittivät Mosaic-selaimen vuonna 1993.

Käyttäjälle Verkko on houkutteleva, koska se on muodostettu GUI käyttöliittymä (GUI – graafinen käyttöliittymä), menetelmä tietojen näyttämiseen ja kuvien hallintaan. Menetelmät tietojen tallentamiseksi Internetiin ovat assosiatiivisia, asiakirjojen palautus hypertekstilinkkien avulla, ja niitä kutsutaan Web-sivustoiksi, joiden URL-osoitteet tarjoavat sujuva siirtyminen muuhun Internetiin. Tämä tarjoaa Vapaa pääsy verkoston eri osien välillä.

Joten 1960-luvun lopulta 1990-luvun alkuun Internet oli viestintä- ja tutkimustyökalu, jota käytettiin lähes yksinomaan akateemisiin ja sotilaallisiin tarkoituksiin. Tämä tilanne muuttui radikaalisti käyttöönoton myötä Maailman laajuinen verkko(tunnetaan myös nimellä WWW tai W3) vuonna 1989

WWW on joukko ohjelmia, standardeja ja protokollia, joilla multimediatiedostoja (asiakirjoja, jotka voivat sisältää tekstiä, valokuvia, grafiikkaa, videota ja ääntä) luodaan ja näytetään Internetissä.

Internet sisältää WWW:n ja myös laitteistot (tietokoneet, supertietokoneet ja tietoliikenne) ja ei-WWW-ohjelmistot ja protokollat, joilla WWW toimii. Internetin ja WWW:n välinen ero on samanlainen kuin tietokoneen ja tietokoneessa toimivan multimediaohjelman välinen ero. Internetin suosion nousu 1990-luvulla johtuu todennäköisesti grafiikan intensiivisestä käytöstä World Wide Webissä.

Käyttääkseen Internetissä olevia tietoja käyttäjän on ensin kirjauduttava sisään verkkoon tai muodostettava yhteys käyttäjän verkossa olevaan isäntätietokoneeseen. Kun yhteys on muodostettu, käyttäjä voi pyytää tietoja etäpalvelimelta. Jos käyttäjän tarvitsemat tiedot sijaitsevat jossakin lähiverkon tietokoneista, nämä tiedot löydetään nopeasti ja lähetetään käyttäjäpäätteelle.

Jos käyttäjän tarvitsemat tiedot sijaitsevat osoitteessa
palvelin, joka ei kuulu lähiverkkoon LAN verkko yhdistää kanssa
muihin verkkoihin, kunnes se muodostaa yhteyden
verkko, joka sisältää tarvittavan palvelimen.

Yhdistettäessä muihin verkkoihin lähiverkon isäntätietokone saattaa joutua ottamaan yhteyttä reitittimeen - laitteeseen, joka määrittää paras tapa yhteyksiä verkkojen välillä ja auttaa verkkoja muodostamaan yhteyksiä.

Kun käyttäjän tietokone muodostaa yhteyden tarvittavat tiedot sisältävään palvelimeen, palvelin lähettää tiedot käyttäjälle tiedoston muodossa. Erityinen tietokoneohjelma kutsuu selainta, jonka avulla käyttäjä voi tarkastella tiedostoa. Esimerkkejä Internet-selaimista ovat Mosaic, Mozilla, Netscape ja Internet Explorer. Suurin osa Internet-tiedostoja- Multimediadokumentit eli teksti, grafiikka, valokuvat, ääni- ja videomateriaalit voidaan yhdistää yhdeksi asiakirjaksi. Muut kuin media-asiakirjat eivät tarvitse selainta. Prosessia, jossa tiedosto etsitään ja siirretään etäpalvelimelta käyttäjäpäätteelle, kutsutaan lataamiseksi.

Yksi syy Internetin voimaan on hypertekstin käyttö. Termiä hyperteksti käytetään kuvaamaan yhdistettyä dokumenttijärjestelmää, jossa käyttäjä voi siirtyä asiakirjasta toiseen epälineaarisella, assosiatiivisella tavalla.

Internetissä olevaa multimediatiedostoa kutsutaan hypermediadokumentiksi.

Pääsy Internetiin voidaan saavuttaa kahdella laajalla ryhmällä: suora (omistettu) pääsy ja etäkäyttö (modeemin kautta). Kun käytössä on erillinen käyttöoikeus, tietokone on suoraan yhteydessä Internetiin reitittimen kautta tai tietokoneella, joka on osa Internetiin yhdistettyä verkkoa. Puhelinverkkoyhteyden avulla tietokone yhdistetään Internetiin väliaikaisella yhteydellä, yleensä puhelinlinjan kautta modeemin avulla. Se on laite, joka muuntaa tietokoneesta tulevat sähköiset signaalit signaaleiksi, jotka voidaan lähettää perinteisiä puhelinlinjoja pitkin.

Kaikki Internetin kautta lähetettävä data on jaettu pieniin tietolohkoihin, joita kutsutaan paketeiksi, joista jokainen on merkitty ainutlaatuinen numero, joka osoittaa sen paikan tietokoneiden välisessä tietovirrassa. Kun datajoukon muodostavat eri paketit saapuvat määränpäähänsä, ne kerätään yhteen yksilöllisten tunnisteiden avulla. Jos verkon osa, jonka kautta paketit lähetetään, ei toimi tai epäonnistuu, Internet-reitityslaitteet reitittävät paketit automaattisesti niin, että ne välitetään verkon toimivan osan kautta. Muut ominaisuudet auttavat varmistamaan, että kaikki datapaketit saapuvat ehjinä vaatimalla automaattisesti vaurioituneiden tai epätäydellisten pakettien lähettämistä uudelleen lähteestä. Tämä pakettikytkentäinen järjestelmä käyttää sarjaa protokollia tai sääntöjä, jotka tunnetaan nimellä TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

Jotta tietokone olisi Internet-asiakas, siinä on oltava ainutlaatuinen Internet-protokolla(IP) verkko-osoite, jotta viestit voidaan reitittää oikein laitteeseen ja laitteesta Internetin kautta. Internet-osoitteita kutsutaan URL-osoitteiksi (Uniform Resource Locator). Jotkut URL-osoitteet ovat numerosarja (esimerkiksi 89.123.121.34), mutta... Tällaisia ​​pitkiä numerosarjoja on hankala muistaa, ja käytetään muita osoituskäytäntöjä. Esimerkki tästä sopimuksesta: http://encarta.msn.com/downloads/pryearbk.asp. Http määrittää protokollan - tässä esimerkissä Hypertext Transfer Protocol -protokollan, jota käytetään yleisesti käytettäessä tiettyä sijaintia Internetissä. Nimi kaksoispisteen ja kaksoisviivan jälkeen (encarta.msn.com) osoittaa isäntänimen, joka on Internetiin liitetyn yksittäisen tietokonejärjestelmän nimi. Loput otsikot (nimet) isäntänimen jälkeen osoittavat tiedostot, joihin tietty URL-osoite osoittaa. Esimerkki-URL-osoitteessa pryearbk-tiedosto sijaitsee lataushakemistossa. Muilla samassa hakemistossa olevilla tiedostoilla on samanlainen URL-osoite, ainoa ero on tiedoston tai tiedostojen nimi osoitteen lopussa. Tietyt palvelinnimet yhdistävät IP-numerot verkkotunnusten nimiin (msn.com yllä olevassa URL-osoitteessa) ja varmistavat sen oikea numero Kaikille paketeille annetaan lähde- ja kohde-IP-osoite.

Internetin yleisimmin käytetty työkalu on sähköposti tai sähköposti. Sähköpostia käytetään kirjallisten viestien lähettämiseen yksilöiden tai henkilöryhmien välillä, usein maantieteellisesti erillään pitkät matkat. Sähköpostiviestejä lähetetään ja vastaanotetaan yleensä sähköpostipalvelimet- sähköpostin käsittelyyn ja lähettämiseen erikoistuneet tietokoneet. Kun palvelin on vastaanottanut viestin, se välittää sen edelleen sille tietokoneelle tämä posti osoitettu.

Ennen World Wide Webin käyttöönottoa tiedonsiirtoon Internetin kautta oli olemassa erilaisia ​​standardeja ja ohjelmistotyyppejä. Monet niistä ovat edelleen käytössä. Suosituimpia ovat Telnet, FTP ja Gopher.

Telnetin avulla Internet-käyttäjä voi muodostaa yhteyden etätietokoneeseen ja käyttää sitä ikään kuin hän työskentelee sen kanssa suoraan (etäpäätetilassa).

FTP (tiedosto Siirtoprotokolla File Transfer Protocol (FTP) on tapa siirtää tiedostoja tietokoneesta toiseen Internetin kautta, vaikka jokaisessa tietokoneessa olisi eri käyttöjärjestelmä tai tallennusmuoto.

Gopher on FTP:n parannus, joka helpottaa luettelon ylläpitoa ja tiedostojen palauttamista etänä.

Vaikka nämä siirtoprotokollat ​​ja ohjelmistot ovat edelleen käytössä, WWW on paljon helpompi käyttää ja sitä käytetään paljon useammin kuin aikaisemmat siirtoprotokollat.

Suuri ongelma Internetin pitkän kasvun aikana on vaikeus tarjota riittävää siirtokaistanleveyttä tukemaan verkon toimintaa. Kun Internet-sovellukset muuttuvat yhä monimutkaisemmiksi ja kun yhä useammat ihmiset ympäri maailmaa käyttävät Internetiä, Internetin kautta siirrettävä tietomäärä vaatii erittäin suuren kaistanleveyden viestintää. Vaikka monet teleyritykset yrittävät kehittää tehokkaampia teknologioita, ei tiedetä, pystyvätkö nämä tekniikat vastaamaan kasvavaan kysyntään.

Kasvavaan käyttäjämäärään mahtuu voittoa tavoittelematon University Corporation for Advanced Internet Development (UCAID) luomaan Internet 2:ta.

Internet 2 lisää kaistanleveyttä tai käytettävissä olevia viestintälinkkejä nykyiseen ultralaajakaistaiseen tietopolkuun, jotta datapaketteja voidaan lähettää enemmän. UCAIDin jäseniin kuuluu edustajia yliopistoista, hallinnosta ja tietokoneteollisuudesta.

Luento nro 6.

Tietotekniikka henkilöstöpolitiikan ja yritysjohtamisen muotoileminen. Henkilökohtaisen kirjanpitotietokannan luominen.

(katso multimedialuennot)

Luento nro 7.

Paloturvallisuuden tietotekniikka

Luento nro 8.

Tietoturvaongelmat.

Työskentely sellaisten henkilöiden kanssa, joilla on luottamuksellisia tietoja.

Pääkysymykset:

1. Tietokonevirukset.

2. Viruksentorjuntaohjelmat.

3. Virustorjunta.

"Virusleesion" vakavien seurausten välttämiseksi sinun on noudatettava useita yksinkertaisia ​​sääntöjä, joiden laiminlyönti voi johtaa erittäin tuhoisiin tuloksiin.

Viruksen "tartunnalta" suojaamisen päätaktiikka on käyttää luotettavista lähteistä peräisin olevia ohjelmistoja (mieluiten vain lisensoituja) ja seurata säännöllisesti useimpien laitteiden tilaa. tärkeää tietoa tietokoneella (jos mahdollista, varmuuskopioiden luominen levykkeille, nauhalle tai verkkoasemaan). Se on myös välttämätöntä pakollinen tarkistus kaikki äskettäin vastaanotetut ohjelmat levyillä tai verkon kautta jollain luotettavalla virustorjuntaohjelmalla tai niiden joukolla. Laadukkaiden virustorjuntaohjelmien valikoima kasvaa jatkuvasti virushyökkäyksen etulinjan laajentuessa.

Suosittu virustorjuntapaketit ovat DialogNauka JSC -sarja, Norton Antivirus ja Antiviral Toolkit Pro. Panda Antivirus Titanium.

DialogNauka JSC:n virustorjuntapaketin vakiotoimitukseen kuuluu neljä ohjelmistotuotetta: viikoittain päivitettävä Aidstest polyphage, ADinf levyauditori, ADinf Cure Module -hoitolohko ja Doctor Web -ohjelma, joka valvoo ja tuhoaa monimutkaisia ​​ja polymorfisia viruksia. Paketin laajennettu versio sisältää Sheriff-laitteistokompleksin, joka taatusti estää virusten tunkeutumisen järjestelmään laitteistotasolla.

Suurin osa suosittuja keinoja Aidstest on, kuten tiedät, viruksia vastaan, mutta sitä käytettäessä tulee aina muistaa, että se suojaa vain jo tutuilta viruksilta. Turvallisuuden lisäämiseksi Aidstestin käyttö on yhdistettävä Adinf-levytarkastajan päivittäiseen käyttöön.

ADinf-tarkastajan avulla voit havaita minkä tahansa viruksen, mukaan lukien Stealth-virukset, mutanttivirukset ja tällä hetkellä tuntemattomat virukset. Kun ADinf Cure Module -ohjelma on asennettu, jopa 97 % niistä voidaan poistaa välittömästi. ADinf hallitsee kaikkia kiintolevyn alueita, joihin virus voi tunkeutua. Tämä tarkistusmenetelmä eliminoi täysin Stealth-virusten naamioinnin ja tarjoaa erittäin nopean levyntarkistusnopeuden. ADinf Auditor Extension - ADinf Cure Module -ohjelma (ADinfExt.exe-tiedosto) ylläpitää lisäksi pientä tietokantaa, joka kuvaa levylle tallennetut tiedostot. Jos virus havaitaan, voit parantaa koneen välittömästi ja luotettavasti.

Doctor Web kamppailee ohjelman tiedossa polymorfiset virukset. Lisäksi Doctor Web voi suorittaa tiedostojen heuristisen analyysin tunnistaakseen tuntemattomat virukset, mukaan lukien monimutkaiset ja polymorfiset virukset. Tällaisen analyysin onnistuminen on keskimäärin 82 %. Ohjelma voi purkaa ja tarkistaa suoritettavat tiedostot, käsitelleet LZEXE-, PKLite- ja Diet-arkistaattorit.

AVP Virustorjuntapaketti, joka on laajennettu versio kuuluisasta virustorjuntasarjasta "Doctor Kaspersky". Kompleksi sisältää faagiohjelman, joka testaa ja palauttaa virusten vahingoittamien levyjen tiedostot ja käynnistyssektorit. Ohjelman toiminnan aikana testataan tuntemattomia viruksia. Sarja sisältää myös pysyvän ohjelman, joka valvoo tietokoneella suoritettuja epäilyttäviä toimia ja mahdollistaa muistikortin katselun. Erityinen apuohjelmasarja auttaa havaitsemaan uusia viruksia ja ymmärtämään niitä.

Norton Antivirus

Virustorjuntapaketti Norton Antivirus on "aseta ja unohda" -tuote. Kaikki vaaditut parametrit kokoonpanot ja ajoitetut toiminnot (levyn tarkistaminen, uusien ja muokattujen ohjelmien tarkistaminen, Windowsin Auto-Protect-apuohjelman käynnistäminen, aseman A: käynnistyssektorin tarkistaminen ennen uudelleenkäynnistystä) on asennettu oletusarvoisesti. Levyn tarkistusohjelma on saatavilla DOS- ja Windows-käyttöjärjestelmille. Norton AntiVirus tunnistaa ja tuhoaa muun muassa polymorfisetkin virukset sekä reagoi menestyksekkäästi viruksen kaltaiseen toimintaan ja taistelee tuntemattomia viruksia vastaan.

Vakioverkoista yleisin on Ethernet-verkko. Se ilmestyi ensimmäisen kerran vuonna 1972 (kehittämä kuuluisa yritys Xerox). Verkko osoittautui varsin onnistuneeksi, ja sen seurauksena vuonna 1980 sitä tukivat sellaiset suuret yritykset kuin DEC ja Intel (näiden yritysten yhdistystä kutsuttiin DIXiksi niiden nimien ensimmäisten kirjainten jälkeen). Heidän ponnistelunsa ansiosta Ethernet-verkosta tuli kansainvälinen standardi vuonna 1985, ja sen hyväksyivät suurimmat kansainväliset standardointijärjestöt: IEEE Committee 802 (Institute of Electrical and Electronic Engineers) ja ECMA (European Computer Manufacturers Association).

Standardin nimi on IEEE 802.3 (luetaan englanniksi nimellä "eight oh two dot three"). Se määrittelee moninkertaisen pääsyn monoväylätyyppiselle kanavalle törmäyksentunnistuksen ja lähetyksen ohjauksen kanssa, eli jo mainitulla CSMA/CD-pääsymenetelmällä. Myös jotkin muut verkot täyttivät tämän standardin, koska niiden yksityiskohtaisuus on alhainen. Tämän seurauksena IEEE 802.3 -verkot olivat usein yhteensopimattomia toistensa kanssa sekä suunnittelultaan että sähköisiltä ominaisuuksiltaan. Viime aikoina IEEE 802.3 -standardia on kuitenkin pidetty Ethernet-verkon standardina.

Alkuperäisen IEEE 802.3 -standardin pääominaisuudet:

topologia – väylä;

siirtoväline – koaksiaalikaapeli;

siirtonopeus – 10 Mbit/s;

verkon enimmäispituus – 5 km;

tilaajien enimmäismäärä – enintään 1024;

verkon segmentin pituus - jopa 500 m;

tilaajien määrä yhdellä segmentillä - jopa 100;

pääsytapa – CSMA/CD;

Kapeakaistainen lähetys, eli ilman modulaatiota (monokanava).

Tarkkaan ottaen IEEE 802.3- ja Ethernet-standardien välillä on pieniä eroja, mutta ne jätetään yleensä huomiotta.

Ethernet-verkko on tällä hetkellä maailman suosituin (yli 90 % markkinoista), ja oletettavasti se pysyy sellaisena myös tulevina vuosina. Tätä helpotti suuresti se, että alusta alkaen verkon ominaisuudet, parametrit ja protokollat ​​olivat avoimia, minkä seurauksena valtava määrä valmistajia ympäri maailmaa alkoi valmistaa Ethernet-laitteita, jotka olivat täysin yhteensopivia keskenään. .

Klassisessa Ethernet-verkossa käytettiin kahden tyyppistä 50 ohmin koaksiaalikaapelia (paksu ja ohut). Kuitenkin viime aikoina (90-luvun alusta lähtien) laajimmin käytetty Ethernet-versio on se, joka käyttää kierrettyjä pareja lähetysvälineenä. Standardi on määritelty käytettäväksi myös valokaapeliverkoissa. Alkuperäiseen IEEE 802.3 -standardiin on tehty lisäyksiä näiden muutosten huomioon ottamiseksi. Vuonna 1995 ilmestyi lisästandardi Ethernetin nopeammalle versiolle, joka toimii 100 Mbit/s nopeudella (ns. Fast Ethernet, IEEE 802.3u -standardi), käyttäen siirtovälineenä kierrettyä paria tai valokuitukaapelia. Vuonna 1997 ilmestyi myös versio, jonka nopeus on 1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet, IEEE 802.3z -standardi).

Vakioväylätopologian lisäksi käytetään yhä enemmän passiivista tähti- ja passiivipuutopologioita. Tämä tarkoittaa toistimien ja toistinkeskittimien käyttöä, jotka yhdistävät verkon eri osia (segmenttejä). Tämän seurauksena erityyppisille segmenteille voidaan muodostaa puumainen rakenne (kuva 7.1).

Riisi. 7.1. Klassinen Ethernet-verkkotopologia

Segmentti (osa verkkoa) voi olla klassinen väylä tai yksi tilaaja. Koaksiaalikaapelia käytetään väyläsegmenteissä ja kierrettyä parikaapelia ja valokuitukaapelia passiivisissa tähtipinnoissa (yksittäisten tietokoneiden liittämiseen keskittimeen). Päävaatimus tuloksena olevalle topologialle on, että se ei saa sisältää suljettuja polkuja (silmukoita). Itse asiassa käy ilmi, että kaikki tilaajat on kytketty fyysiseen väylään, koska signaali jokaisesta heistä etenee kaikkiin suuntiin kerralla eikä palaa takaisin (kuten renkaassa).

Koko verkon kaapelin maksimipituus (maksimi signaalipolku) voi teoriassa olla 6,5 ​​kilometriä, mutta käytännössä se ei ylitä 3,5 kilometriä.

Fast Ethernet -verkossa ei ole fyysistä väylätopologiaa, käytetään vain passiivista tähtiä tai passiivista puuta. Lisäksi Fast Ethernetillä on paljon tiukemmat vaatimukset verkon enimmäispituudelle. Loppujen lopuksi lähetysnopeuden 10-kertaisen kasvun ja pakettimuodon säilyttämisen myötä sen vähimmäispituus tulee kymmenen kertaa lyhyemmäksi. Siten verkon läpi kulkevan kaksoissignaalin lähetysajan sallittu arvo pienenee 10 kertaa (5,12 μs vs. 51,2 μs Ethernetissä).

Normaalia Manchester-koodia käytetään tiedon siirtämiseen Ethernet-verkossa.

Ethernet-verkkoon pääsy tapahtuu satunnaisella CSMA/CD-menetelmällä, mikä varmistaa tilaajien tasa-arvon. Verkko käyttää vaihtelevan pituisia paketteja, joilla on kuvan 1 mukainen rakenne. 7.2. (luvut osoittavat tavujen määrän)

Riisi. 7.2. Ethernet-pakettirakenne

Ethernet-kehyksen (eli paketin ilman johdantoa) pituuden on oltava vähintään 512 bitin välein tai 51,2 μs (tämä on verkon maksimi kaksoissiirtoaika). Yksilö-, ryhmä- ja lähetysosoitus tarjotaan.

Ethernet-paketti sisältää seuraavat kentät:

Johdanto koostuu 8 tavusta, joista ensimmäiset seitsemän ovat koodia 10101010 ja viimeinen tavu on koodi 10101011. IEEE 802.3 -standardissa kahdeksas tavu on nimeltään Start of Frame Delimiter (SFD) ja muodostaa erillisen kentän paketille.

Vastaanottajan (vastaanottimen) ja lähettäjän (lähettimen) osoitteet sisältävät kumpikin 6 tavua ja ne on rakennettu luennon 4 "Pakettiosoite"-osiossa kuvatun standardin mukaisesti. Tilaajalaitteet käsittelevät nämä osoitekentät.

Ohjauskenttä (L/P – pituus/tyyppi) sisältää tietoa tietokentän pituudesta. Se voi myös määrittää käytetyn protokollan tyypin. On yleisesti hyväksyttyä, että jos tämän kentän arvo on enintään 1500, se ilmaisee tietokentän pituuden. Jos sen arvo on suurempi kuin 1500, se määrittää kehystyypin. Ohjauskenttä käsitellään ohjelmistolla.

Tietokentän tulee sisältää 46-1500 tavua tietoa. Jos paketin tulee sisältää alle 46 tavua dataa, tietokenttä täytetään täytetavuilla. IEEE 802.3 -standardin mukaan pakettirakenteessa on varattu erityinen täytekenttä (pad data), jonka pituus voi olla nolla, kun dataa on tarpeeksi (yli 46 tavua).

Frame Check Sequence (FCS) -kenttä sisältää paketin 32-bittisen syklisen tarkistussumman (CRC), ja sitä käytetään varmistamaan, että paketti on lähetetty oikein.

Siten kehyksen vähimmäispituus (paketti ilman alustusta) on 64 tavua (512 bittiä). Tämä arvo määrittää suurimman sallitun kaksoisviiveen signaalin etenemiselle verkossa 512 bitin välein (51,2 μs Ethernetille tai 5,12 μs Fast Ethernetille). Standardi olettaa, että alustusosa saattaa pienentyä paketin kulkiessa eri verkkolaitteiden läpi, joten sitä ei oteta huomioon. Kehyksen enimmäispituus on 1518 tavua (12144 bittiä, eli 1214,4 µs Ethernetissä, 121,44 µs Fast Ethernetissä). Tämä on tärkeää verkkolaitteiden puskurimuistin koon valinnassa ja verkon kokonaiskuormituksen arvioinnissa.

Alkuosan muodon valinta ei ole sattumaa. Tosiasia on, että Manchester-koodin vuorottelevien ykkösten ja nollien (101010...10) sekvenssille on ominaista se, että siinä on siirtymiä vain bittivälien keskellä (katso kohta 2.6.3), eli vain tiedon siirtymät. Tietenkin vastaanottimen on helppo virittää (synkronoitua) tällaiseen sekvenssiin, vaikka se jostain syystä lyhenisi useilla biteillä. Alkuosan (11) kaksi viimeistä yksittäistä bittiä eroavat merkittävästi sekvenssistä 101010...10 (siirtymiä esiintyy myös bittivälien rajalla). Siksi jo viritetty vastaanotin voi helposti valita ne ja havaita siten hyödyllisen tiedon alun (kehyksen alun).

10 Mbit/s nopeudella toimivalle Ethernet-verkolle standardi määrittelee neljä päätyyppiä verkkosegmenttejä, jotka keskittyvät erilaisiin tiedonsiirtovälineisiin:

10BASE5 (paksu koaksiaalikaapeli);

10BASE2 (ohut koaksiaalikaapeli);

10BASE-T (kierretty pari);

10BASE-FL (kuituoptinen kaapeli).

Segmentin nimi sisältää kolme elementtiä: numero "10" tarkoittaa 10 Mbit/s siirtonopeutta, sana BASE tarkoittaa siirtoa perustaajuuskaistalla (eli moduloimatta suurtaajuista signaalia) ja viimeinen elementti on segmentin sallittu pituus: "5" - 500 metriä, "2" - 200 metriä (tarkemmin 185 metriä) tai viestintälinjan tyyppi: "T" - kierretty pari (englannin sanasta "twisted-pair") ), "F" - valokuitukaapeli (englannin sanasta "fiber optic").

Vastaavasti 100 Mbit/s (Fast Ethernet) nopeudella toimivalle Ethernet-verkolle standardi määrittelee kolmen tyyppisiä segmenttejä, jotka eroavat siirtomediatyypeistä:

100BASE-T4 (kierretty nelipari);

100BASE-TX (kierretty kaksoispari);

100BASE-FX (valokuitukaapeli).

Tässä numero "100" tarkoittaa 100 Mbit/s siirtonopeutta, kirjain "T" tarkoittaa kierrettyä paria ja kirjain "F" tarkoittaa valokaapelia. Tyypit 100BASE-TX ja 100BASE-FX yhdistetään joskus nimellä 100BASE-X, ja 100BASE-T4 ja 100BASE-TX kutsutaan nimellä 100BASE-T.

Ethernet-laitteiden ominaisuuksia sekä CSMA/CD-vaihdon ohjausalgoritmia ja syklisen tarkistussumman (CRC) laskentaalgoritmia käsitellään tarkemmin myöhemmin kurssin erikoisosissa. Tässä on vain huomioitava, että Ethernet-verkko ei erotu ennätysominaisuuksista tai optimaalisista algoritmeista, se on useiden parametrien osalta huonompi kuin muut standardiverkot. Mutta vahvan tuen, korkeimman standardointitason ja valtavan teknisen laitteiston ansiosta Ethernet erottuu muista standardiverkoista ja siten kaikista muista verkkotekniikkaa Sitä on tapana verrata Ethernetiin.

Ethernet-tekniikan kehitys etenee yhä kauemmas alkuperäisestä standardista. Uusien siirtovälineiden ja kytkimien käyttö mahdollistaa verkon koon merkittävän kasvattamisen. Manchester-koodin poistaminen (Fast Ethernet- ja Gigabit Ethernet -verkoissa) lisää tiedonsiirtonopeuksia ja vähentää kaapelin tarvetta. CSMA/CD-ohjausmenetelmän kieltäminen (täysduplex-vaihtotilassa) mahdollistaa toiminnan tehokkuuden dramaattisen lisäämisen ja verkon pituuden rajoitusten poistamisen. Kuitenkin kaikkia uusia verkkomuotoja kutsutaan myös Ethernet-verkoiksi.

– paikallisverkkotekniikka, joka vastaa tiedonsiirrosta kaapelin kautta ja joka on tietokoneiden ja teollisuuden verkkolaitteiden käytettävissä. Tämä tekniikka sijaitsee datalinkillä (LLC- ja MAC-alikerrokset) ja OSI-mallin fyysisillä kerroksilla.

Ethernet-luokitus

Tiedonsiirtonopeuden suhteen on olemassa seuraavat tekniikat:

1. Ethernet - 10 Mb/s
2. Fast Ethernet – 100 Mb/s
3. Gigabit Ethernet - 1 Gb/s
4. 10 Gt Ethernet – 10 Gb/s

Nykyaikaisilla laitteilla voit saavuttaa nopeudet 40 Gb/s ja 100 Gb/s: tällaisia ​​teknologioita kutsutaan vastaavasti 40GbE:ksi ja 100GbE:ksi.

Myös klassinen ja kytketty Ethernet kannattaa korostaa. Ensimmäinen käytti alun perin jaettua välinettä koaksiaalikaapelin muodossa, joka myöhemmin korvattiin naveilla. Tärkeimmät haitat ovat alhainen tietoturva ja huono skaalautuvuus (tietojen vioittuminen, kun niitä lähetetään samanaikaisesti kahdessa tai useammassa tietokoneessa, joka tunnetaan myös nimellä "törmäys").

Switched Ethernet on uudempi ja edistyneempi tekniikka, jota käytetään edelleen. Puutteiden poistamiseksi aiempi versio, jaettu tietoväline poistettiin ja käytettiin point-to-point-yhteyttä. Tämä tuli mahdolliseksi uusien kytkimien ansiosta.

Klassinen Ethernet-tekniikka on jo pitkään korvattu menestyksekkäästi uusilla teknologioilla, mutta joitain toiminnan vivahteita on säilytetty. Katsotaanpa klassista versiota.

Fyysinen kerros sisältää 3 vaihtoehtoa Ethernet-toiminnalle, jotka riippuvat tiedonsiirtovälineestä. Tämä:

• koaksiaalikaapeli
• kierretty pari
• optinen kuitu

Kanava sisälsi puolestaan ​​pääsytavat sekä protokollat, jotka eivät eroa eri tiedonsiirtovälineillä. LLC- ja MAC-alikerrokset ovat läsnä yhdessä klassisessa tekniikassa.

MAC-osoitteiden avulla voit tunnistaa Ethernet-verkkoon kytketyt laitteet, eikä niitä saa olla identtisiä, muuten useista laitteista, joilla on samat osoitteet, vain yksi toimii.

Tyypin mukaan MAC-osoitteet jaetaan:

• Yksilöllinen (yksittäisille tietokoneille).
• Ryhmä (useita tietokoneita varten).
• Lähetys (kaikki verkossa olevat tietokoneet).

Osoitteet voi määrittää joko laitteen valmistaja (keskitetty) tai verkonvalvoja (paikallinen).

Ethernet-tekniikka ja kehysmuoto:

Älä myöskään unohda törmäyksiä. Jos vastaanotettu signaali on erilainen kuin lähetetty, se tarkoittaa, että on tapahtunut törmäys.

CSMA/CD-tekniikka on suunniteltu ottamaan huomioon törmäysten esiintyminen ja sisältää niiden hallinnan. CSMA/CD-malli näyttää tältä:

Klassinen Ethernet on huono, koska se ei toimi, kun kuormitus on yli 30%.

Kytketty Ethernet

Nykyään tämä on optimaalinen vaihtoehto, joka eliminoi täysin törmäysten mahdollisuuden ja niihin liittyvät ongelmat.

Kytketyn Ethernetin olemus on, että keskittimen sijasta käytetään kytkintä (kytkintä) - laitetta, joka toimii datalinkkitasolla ja jolla on täysin kytketty topologia, joka varmistaa, että kaikki portit on kytketty suoraan toisiinsa pisteen avulla. to-point-tekniikkaa.

Jokaisessa tällaisessa laitteessa on kytkentätaulukot. Ne kuvaavat, mitkä tietokoneet on kytketty mihinkin kytkinporttiin. Käänteistä oppimisalgoritmia käytetään MAC-osoitteiden oppimiseen ja läpinäkyvää silta-algoritmia käytetään tiedon siirtämiseen.

Yksinkertaisin kommutointitaulukko:

Käänteinen oppimisalgoritmi toimii näin: kytkin vastaanottaa kehyksiä, jäsentää otsikon ja poimii siitä lähdeosoitteen. Siten, jotta tietty portti tietokone, jolla on tietty MAC-osoite, on kytketty.

Läpinäkyvä silta ei vaadi konfigurointia, ja se on nimetty siksi, koska se on näkymätön verkkolaitteille (sillä ei ole omaa MAC-osoitetta). Kytkin vastaanottaa kehyksen, jäsentää otsikon, poimii siitä kohdeosoitteen ja sovittaa sen kytkentätaulukkoon määrittäen portin, johon laite on kytketty. Siten kehys lähetetään tiettyyn vastaanottajaporttiin, ei kaikkiin portteihin, kuten keskittimen tapauksessa. Jos osoitetta ei löydy taulukosta, kytkin toimii samalla tavalla kuin keskitin.

Tulokset

Ethernet-tekniikka on kokenut monia muutoksia perustamisensa jälkeen. Nykyään se pystyy tarjoamaan nopean yhteyden, joka ei sisällä törmäyksiä ja jota ei rajoita alhainen verkon kuormitus, kuten klassisen Ethernetin tapauksessa.

Nykyaikaiset paikallisverkot käyttävät kytkimiä, jotka ovat toiminnaltaan paljon tehokkaampia kuin keskittimet. Enää ei ole olemassa jaettua ympäristöä ja siihen liittyviä törmäyksiä, jotka vaikeuttavat verkon kanssa työskentelyä. Kytkimet analysoivat otsikot ja lähettävät kehyksiä vain lopulliselle vastaanottajalle pisteestä pisteeseen. Kykenee "oppimaan" verkkoa kytkentätaulukon ja back-learning-algoritmin ansiosta.

Kytketyn Ethernetin etuja ovat skaalautuvuus, korkea suorituskyky ja turvallisuus.

Ethernet-tekniikka perustuu yksikanavaiseen. Nuo. Tämä on tietovalintaverkosto. Aluksi koko tekniikka kehitettiin paikallisverkkoihin, jotka yhdistävät tietokoneita 10-100 metrin etäisyydellä. Nyt Ethernet-tekniikka mahdollistaa tietoliikennealiverkkojen rakentamisen, jotka yhdistävät tietokoneita 40 km:n etäisyydellä.

Ethernet ( eetteri- eetteri, netto- netto). Mistä tämä nimi tuli? Ethernet-verkkojen perustana ollut tekniikka kehitettiin alun perin radioverkkoja varten.

Varhaiset verkot käyttivät siirtoon kiinteitä siirtovälineitä - koaksiaalikaapelia, kierrettyä paria.

Kun ihmiset sanovat Ethernet, he tarkoittavat yleensä mitä tahansa tämän tekniikan muunnelmia. Suppeammassa merkityksessä Ethernet on verkkostandardi, joka perustuu kokeellisen Ethernet-verkon teknologioihin, jonka Xerox kehitti ja otti käyttöön vuonna 1975 (jopa ennen henkilökohtainen tietokone). Pääsymenetelmää testattiin jo aikaisemmin: 60-luvun toisella puoliskolla Havaijin yliopiston radioverkko käytti erilaisia ​​vaihtoehtoja satunnaiseen pääsyyn yleiseen radioympäristöön, yhteisnimellä Aloha. Vuonna 1980 DEC, Intel ja Xerox kehittivät ja julkaisivat yhdessä Ethernet Version II -standardin koaksiaalikaapelilla rakennetulle verkolle. Siksi Ethernet-standardia kutsutaan joskus DIX-standardiksi yritysten nimien isojen kirjainten jälkeen.

Ethernet DIX -standardin pohjalta IEEE 802 - Institute of Electrical and Electronics Engineers -komitea loi standardin, joka kuvaa yksikanavaisia ​​verkkoja, jotka toimivat samalla periaatteella kuin Ethernet-verkot.

IEEE 802 -standardin ja alkuperäisen Ethernet-kuvauksen välillä on tiettyjä eroja. Nämä erot liittyvät kehysmuotoon ja joihinkin protokollaominaisuuksiin. Nämä erot johtuivat siitä, että DIX-yhdistys jatkoi alkuperäisen protokollan luomisen jälkeen työtä siirtonopeuksien parantamiseksi ja luotettavuuden lisäämiseksi. Samaan aikaan 802-standardin kehittäjät seurasivat kaupallista kehitystä. Monissa kohdissa Ethernetin ja IEEE 802:n kuvaukset ovat samat. Siksi voimme pienellä tarkistuksella sanoa, että ne ovat yksi ja sama.

Miksi he puhuvat standardeista? 802 Group ei ole työskennellyt ainoastaan ​​yksilinkkiverkkojen, kuten Ethernetin, standardien parissa, vaan myös syklisissä verkoissa, ja nyt se luo ja kehittää standardeja nykyaikaisille verkoille. Erityisesti 802.11 – WI-FI, 802.16 – WI-MAX. Uusia standardeja kehitetään parhaillaan.

802-standardisarja kuvaa 2 tasoa: fyysinen ja kanava. Lisäksi kanava on jaettu 2 tasoon: alempi on taso 2a ja ylempi taso 2b.

Kerros 2a on Media Access Control (MAC) -kerros. Se kuvaa verkkoihin pääsyn ominaisuuksia tietyntyyppisillä jakeluvälineillä ja erilaisia ​​tyyppejä pääsy.

Taso 2b – Loogisen linkin ohjauksen (LLC) taso. Se lokalisoi kaikille verkoille yhteiset toiminnot.

Miten Ethernet-verkot suunnitellaan ja niitä käytetään?

Kuten olemme jo sanoneet, tämä on monokanava, joka voidaan kuitenkin toteuttaa eri tavoin.

On olemassa koko joukko eritelmiä, jotka kuvaavat Ethernet-verkkojen toimintaa eri siirtovälineissä. Aluksi Ethernet-verkot kuvattiin paksuun koaksiaalikaapeliin perustuen. Siihen liitettiin erityinen laite - lähetin-vastaanotin (lähetin + vastaanotin).

Lähetin-vastaanotin on osa verkkosovitinta, joka suorittaa seuraavat toiminnot:

1) tiedon vastaanotto ja siirto kaapelista kaapeliin,

2) kaapelin törmäysten havaitseminen,

3) sähköinen eristys kaapelin ja muun sovittimen välillä,

4) kaapelin suojaaminen sovittimen virheelliseltä käytöltä.

Tämän laitteen kautta yhteys käynnissä tietokoneen verkkosovittimeen. Asemat on kytketty tietyn kiinteän etäisyyden kautta. Koaksiaalikaapelin molemmille puolille on asennettu erikoisliittimet, joita kutsutaan terminaattoreiksi.

Tämä järjestelmä oli ainoa olemassa melko pitkään. Hän piiri on kuvattu spesifikaatiossa 10 Base-5 . Tämä tekniikka oli melko suosittu, mutta myös kallis.

Verkko voisi koostua useista tällaisista segmenteistä - useista monokanavista, jotka on yhdistetty toistimilla (vahvistimilla), jotka vastaanottaessaan kehyksiä yhdestä portista vahvistivat signaaleja ja lähettivät niitä edelleen.

Siten 10Base-5 on koaksiaalikaapeli, jonka halkaisija on 0,5 tuumaa ja jota kutsutaan "paksuksi" koaksiaaliseksi. Sen ominaisimpedanssi on 50 ohmia. Segmentin maksimipituus on 500 metriä (ilman toistimia).

10Base-5-standardin etuja ovat:

1) hyvä kaapelisuojaus ulkoisilta vaikutuksilta,

2) suhteellisen suuri etäisyys solmujen välillä,

3) mahdollisuus siirtää työasemaa helposti AUI-kaapelin pituuden sisällä.

Haittoja ovat mm.

1) kaapelin korkea hinta,

2) sen asettamisen vaikeus sen suuren jäykkyyden vuoksi,

3) saatavuus erikoistyökalu kaapelin päättämiseen,

4) jos kaapeli on vaurioitunut tai yhteys on huono, koko verkko lakkaa toimimasta,

5) kaikkiin mahdollisiin tietokoneiden asennuspaikkoihin on huolehdittava etukäteen kaapeliliitännöistä

Seuraava vaihe on ohueen koaksiaalikaapeliin perustuvien verkkojen luominen. Tässä lähetin-vastaanottimen toiminnot on siirretty verkkosovittimille ja kaapeli liitetään tietokoneeseen yksinkertaisemmalla mallilla.

Vastaavaa spesifikaatiota kutsutaan 10 Base-2 .

10Base-2 on koaksiaalikaapeli, jonka halkaisija on 0,25 tuumaa ja jota kutsutaan "ohutuksi" koaksiaaliksi. Sen ominaisimpedanssi on 50 ohmia. Segmentin maksimipituus on 185 metriä (ilman toistimia).

Siten nimessä oleva 10 tarkoittaa näiden standardien bittinopeutta - 10 Mb / s, ja sana Base - lyhenne sanoista kantataajuus - lähetystapa yhdellä 10 MHz:n perustaajuudella (toisin kuin standardeja, jotka käyttävät useita kantoaaltoja taajuudet, joita kutsutaan laajakaistaksi - laajakaista).

Seuraava kehitysvaihe on suojaamattoman kierretyn parin (UTP) ja keskitettyyn rakenteeseen perustuvan verkon käyttö.

Edellä käsitellyillä järjestelmillä on melko alhainen luotettavuus. Riittää, että katkos tapahtuu ainakin yhdessä paikassa ja koko verkko epäonnistuu.

Hub toimii aivan kuin toistin. Jos asema haluaa lähettää tietoa jollekin keskittimeen liitetyistä asemista, se muodostaa vastaanottajan osoitteen osoittavan kehyksen, joka välitetään parikaapelilla kierretyllä parikaapelilla Hubiin. Jokaisella asemalla on oma erillinen portti. Keskittimessä vastaanotettu kehys välitetään sitten kaikkiin muihin portteihin. Nuo. Toimintalogiikka pysyy samana - yksikanavaisena - verkon tiedon valinnalla.

Tämä ratkaisu on 10Base-T-standardi .

Eräs versio nimessä olevan T-kirjaimen selityksestä viittaa siihen, että kierrettyyn pariin perustuvien verkkojen luomisen alkuvaiheessa eri organisaatioissa ja toimistoissa on käytetty olemassa olevia puhelinlinjoja tietokoneen yhdistämiseen yhteen keskittimeen.

10Base-T-standardin pohjalta rakennetuilla verkoilla on monia etuja koaksiaalisiin Ethernet-vaihtoehtoihin verrattuna. Nämä edut liittyvät yhteisen fyysisen kaapelin jakamiseen erillisiin keskusviestintälaitteeseen yhdistettyihin osiin törmäykset, niiden fyysinen erottaminen antaa sinun hallita niiden tilaa ja sammuttaa sen katkon sattuessa, oikosulku tai verkkosovittimen vika yksilöllisesti. Tämä seikka helpottaa suuresti suurten Ethernet-verkkojen toimintaa, koska keskitin yleensä suorittaa tällaiset toiminnot automaattisesti ilmoittaen ongelmasta verkonvalvojalle.

10Base-F-standardi käyttää optista kuitua tiedonsiirtovälineenä. Toiminnallisesti 10Base-F-verkko koostuu samoista elementeistä kuin 10Base-T-verkko - verkkosovittimista, moniporttisesta toistimesta ja kaapeliosista, jotka yhdistävät sovittimen toistinporttiin. Kuten kierrettyä paria käytettäessä, sovittimen liittämiseen toistimeen käytetään kahta optista kuitua - toinen yhdistää sovittimen Tx-lähdön toistimen Rx-tuloon ja toinen sovittimen Rx-tulon Tx-syötteeseen. toistimen lähtö.

CSMA/CD-menetelmä (IEEE 802.3)

Carrier-Sense-Multiply-Access törmäystunnistuksella

Monipuolinen pääsy kuljettajan haistelemalla ja törmäyksen havaitsemisella

Tämä menetelmä kuvaa monokanavien toimintalogiikkaa valinnan kanssa.

Melko usein tämän menetelmän kuvaus sisältää tämän tyyppisiä vuokaavioita.

Rakennesuunnitelma CSMA/CD-algoritmi (MAC-kerros): kun asema lähettää kehyksen

CSMA/CD-algoritmin (MAC-kerros) lohkokaavio: kun asema vastaanottaa kehyksen

Menetelmän nimi tarkoittaa - Monipuolinen pääsy kuljettajan haistelemalla ja törmäyksen havaitsemisella.

Monikäyttö tarkoittaa, että kaikilla monokanavaan liitetyillä asemilla on samat oikeudet. Miten siirtoa ohjataan? Ei ole keskitettyä ohjausta, ei erityistä pistettä, josta ohjaus suoritetaan. Verkonhallintatoiminto on hajautettu kaikille asemille. Jokainen asema toteuttaa oman osan yleisestä algoritmista.

Oletetaan, että jokin asema haluaa lähettää kehyksen. Se sisältää vastaanottajan ja lähettäjän osoitteet otsikossa, ja paketti on tallennettu tieto-osaan. Paketin tieto-osan sisään on tallennettu viesti, jonka tieto-osaan puolestaan ​​on tallennettu esimerkiksi http-pyyntö.

Voiko siirto alkaa? Puhtaasti teoreettisesti - ehkä. Toisaalta tilanne voi syntyä myös silloin, kun kanava on varattu, ts. jokin muu asema lähettää jo. Siksi asemat, jotka haluavat aloittaa lähetyksen, analysoivat ensin, onko kanava vapaa vai varattu. Nuo. suorittaa toimenpide "operaattorin kuuntelu". Jos kantoaaltotunniste (CS) tunnistetaan, asema viivyttää kehyksensä lähettämistä jonkun toisen lähetyksen loppuun ja yrittää vasta sitten lähettää sen uudelleen.

Jos kanava on vapaa, asema aloittaa lähetyksen. Kaikki muut asemat, jotka voivat myös lähettää, kuuntelevat kanavan tilaa. Ja heti kun he havaitsevat, että lähetys on alkanut, he alkavat vastaanottaa lähetettyä signaalia, josta he keräävät 0 ja 1. 0:sta ja 1:stä he joko keräävät koko kehyksen tai sen otsikon ja analysoivat sen. Jokainen asema määrittää otsikon perusteella, onko kehys sille tarkoitettu. Ja asema, joka tunnistaa oman osoitteensa kehysotsikoissa, kirjoittaa sen sisällön sisäiseen puskuriinsa, käsittelee vastaanotetun datan ja lähettää vastauskehyksen kaapelia pitkin. Lähdeaseman osoite sisältyy myös alkuperäiseen kehykseen, joten kohdeasema tietää kenelle lähettää vastauksen. Jos kehystä ei ole tarkoitettu hänelle, kehys tai sen otsikko (riippuen siitä, mitä on jo vastaanotettu) pyyhitään ja jatkovastaanotto on mahdotonta.

Kehyksen lähettävä asema myös vastaanottaa ja analysoi sen. Jos vastaanotettu signaali on sama kuin lähetetty signaali, tämä osoittaa, että sama signaali, jonka tämä asema lähettää, kulkee kanavan läpi, eikä kukaan muu häiritse tätä prosessia, vääristymiä ei tapahdu. Jos tämä pysyy totta lähetyksen loppuun asti, kehys katsotaan lähetetyksi.

Jotta törmäys voidaan käsitellä oikein, kaikki asemat valvovat samanaikaisesti kaapelissa näkyviä signaaleja. Jos lähetetyt ja havaitut signaalit eroavat toisistaan, törmäyksentunnistus (CD) havaitaan. Kaikkien verkon asemien välittömän törmäyksen havaitsemisen todennäköisyyden lisäämiseksi törmäystilannetta vahvistetaan lähettämällä verkkoon erityinen bittisekvenssi, jota kutsutaan häiriösekvenssiksi, niiden asemien toimesta, jotka ovat alkaneet lähettää kehyksiään.

Useat lähteet vertaavat tätä CSMA/CD-menetelmää useiden ihmisten väliseen keskusteluun pimeässä huoneessa. Valoa ei ole, kukaan ei näe toisiaan. Yksi henkilö alkaa puhua, kaikki muut ovat hiljaa ja kuuntelevat. Tai yhtäkkiä kaksi ihmistä alkaa puhua samaan aikaan. Luonnollisesti he alkavat keskeyttää toisiaan ja vaikenevat.

Kun törmäys havaitaan, lähettävän aseman on lopetettava lähetys ja odotettava lyhyt, satunnainen aikaväli, minkä jälkeen se voi yrittää lähettää kehyksen uudelleen.

Teoriassa voi käydä niin, että he odottavat saman ajan ja aloittavat samanaikaisen lähetyksen uudelleen aiheuttaen törmäyksen. Tapahtumien todennäköisyyden minimoimiseksi vastaavia tilanteita se ehdotettiin toteutettavaksi binääri eksponentiaalinen viive algoritmi .

Törmäyksen jälkeen aika jaetaan erillisiin aikaväleihin - armovälit(slot time) on aika, jonka aikana asema taatusti tietää, ettei verkossa ole törmäystä. Tämä aika liittyy läheisesti toiseen tärkeään verkon ajoitusparametriin – törmäysikkunaan. Törmäysikkuna on yhtä suuri kuin aika, joka kuluu signaalin kulkemiseen kahdesti verkon kaukaisimpien solmujen välillä - pahin viivetapaus, jolloin asema voi silti havaita törmäyksen tapahtuneen. Viiveväli valitaan yhtä suureksi kuin törmäysikkuna plus jokin lisäviivearvo takaamaan:

peruutusväli = törmäysikkuna + lisäviive

Peräytysväli 802.3-standardissa määritellään 512-bittisiksi aikaväleiksi tai 51,2 µs:ksi, ja tämä arvo on laskettu koaksiaalikaapelin maksimipituudelle 2,5 km. Arvo 512 määrittää myös kehyksen vähimmäispituuden 64 tavua, koska lyhyemmillä kehyksillä asema saattaa lähettää kehyksen, eikä sillä ole aikaa havaita törmäyksen tapahtuneen, koska törmäyksen vääristämät signaalit pääsevät asemalle pahimmassa tapauksessa lähetyksen päätyttyä. Tällainen kehys yksinkertaisesti katoaa.

Ensimmäisen törmäyksen jälkeen jokainen asema odottaa joko 0 tai 1 välin ennen kuin yrittää lähettää uudelleen. Jos kaksi asemaa törmäävät ja valitsevat saman pseudosatunnaisluvun, ne törmäävät uudelleen. Toisen törmäyksen jälkeen jokainen asema valitsee satunnaisesti joukosta 0, 1, 2 tai 3 väliä (2 2 intervallia) ja odottaa uudelleen. Kolmannelle törmäykselle (tällaisen tapahtuman todennäköisyys kaksoistörmäyksen jälkeen on 1/4) välit valitaan välillä 0 - 2 3 - 1.

Taukoajan N:nnen törmäyksen jälkeen oletetaan olevan yhtä suuri kuin L viiveväliä, missä L on satunnainen kokonaisluku, joka on jakautunut tasaisesti alueella . Alueen koko kasvaa vain 10. yritykseen asti, ja sitten kantama pysyy samana, eli. 16 peräkkäisen törmäyksen jälkeen ohjain myöntää tappionsa ja palauttaa virheilmoituksen tietokoneelle. Lisäpalautus tapahtuu korkeammilla tasoilla.

vastaanotto

Siirtymätilakaavio – yksi CSMA/CD-menetelmää edustavista lohkokaavioiden muunnelmista.

Kun järjestelmä käynnistyy, se on kuuntelutilassa. Oletetaan, että kehyksen siirtopyyntö on vastaanotettu. Asema siirtyy valmiustilaan. Jos kanava on varattu, tämä odotus voi kestää melko pitkään tai voi tapahtua, että asema siirtyy välittömästi lähetystilaan. Se riippuu siitä, onko ympäristö kiireinen. Jos lähetys onnistuu eikä törmäyksiä tapahdu, asema siirtyy kuuntelutilaan komennolla ”lähetys valmis”. Ja jos törmäys tapahtuu, asema siirtyy lähetystilasta viivetilaan, jossa viive lasketaan. Viiveen lopussa, kun "viiveaika umpeutunut" -tapahtuma tapahtuu, asema palaa valmiustilaan. Vastaanoton lopussa tapahtuu "kehys vastaanotettu" -tapahtuma, joka asettaa aseman kuuntelutilaan. Jos vastaanoton aikana tapahtuu törmäys, asema siirtyy myös kuuntelutilaan.