Fast Ethernet
Fast Ethernet — набор стандартов передачи данных в компьютерных сетях, со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от обычного Ethernet (10 Мбит/с).
В 1992 году ряд производителей сетевого оборудования (такие как 3Com, SynOptics и др.) образовали объединение Fast Ethernet Alliance, предназначенное для создания новой спецификации, которая объединила бы отдельные наработки различных компаний в области кабельной передачи данных.
Вместе с тем в институте IEEE была начата работа по стандартизации новой технологии. Созданная для этого исследовательская группа, с конца 1992 по конец 1993 года изучила множество 100-мегабитных решений, предложенных различными производителями, а также высокоскоростную технологию, предложенную компаниями Hewlett Packard и AT&T.
26 октября26 октября 1995 года1995 года официально был принят стандарт IEEE 802.3u, который явился дополнением к уже существующему IEEE 802.3.
- десятикратное увеличение пропускной способности сегментов сети (до 100 Мбит/с в полудуплексе и до 200 Мбит/с в дуплексе);
- сохранение метода случайного доступа CSMA/CD, принятого в Ethernet;сохранение метода случайного доступа CSMA/CD, принятого в Ethernet;
- сохранение формата кадра, принятого в стандарте IEEE 802.3;сохранение формата кадра, принятого в стандарте IEEE 802.3;
- сохранение звездообразной топологии сетей;сохранение звездообразной топологии сетей;
- поддержка традиционных сред передачи данных — витой пары и волоконно-оптического кабеля.поддержка традиционных сред передачи данных — витой пары и волоконно-оптического кабеля.
- 100BASE-T — любой из 100-мегабитных стандартов FastEthernet для витой пары:100BASE-T — любой из 100-мегабитных стандартов Fast Ethernet для витой пары:
- 100BASE-TX — с использованием двух пар проводников кабеля 5 категории или экранированной витой паре Тип НТП 1;100BASE-TX — с использованием двух пар проводников кабеля 5 категории или экранированной витой паре STP Type 1;
- 100BASE-T4 — по четырёхпарному кабелю Cat3 (и выше) в полудуплексном режиме; более не используется;100BASE-T4 — по четырёхпарному кабелю Cat3 (и выше) в полудуплексном режиме; более не используется;
- 100BASE-T2 — по двум парам кабеля Cat3; более не используется.100BASE-T2 — по двум парам кабеля Cat3; более не используется.
Длина сегмента кабеля 100BASE-T ограничена 100 метрами (328 футов). В типичной конфигурации, 100BASE-TX использует для передачи данных по одной паре скрученных (витых) проводов в каждом направлении, обеспечивая до 100 Мбит/с пропускной способности в каждом направлении (дуплекс).
- 100BASE-FX — вариант FastEthernet с использованием волоконно-оптического кабеля. В данном стандарте используется длинноволновая часть спектра (1300 нм) передаваемая по двум жилам, одна для приёма (RX) и одна для передачи (TX). Длина сегмента сети может достигать 400 метров в полудуплексном режиме (с гарантией обнаружения коллизий) и двух километров в полнодуплексном при использовании многомодового волокна. Работа на больших расстояниях возможна при использовании одномодового волокна. 100BASE-FX не совместим с 10BASE-FL, 10 Мбит/с вариантом по волокну.
- 100BASE-SX — дешёвая альтернатива 100BASE-FX с использованием многомодового волокна, так как использует более дешёвую коротковолновую оптику. 100BASE-SX может работать на расстояниях до 300 метров. 100BASE-SX использует ту же самую длину волны как и 10BASE-FL. В отличие от 100BASE-FX, это позволяет 100BASE-SX быть обратно-совместимым с 10BASE-FL. Благодаря использованию более коротких волн (850 нм) и небольшой дистанции, на которой он может работать, 100BASE-SX использует менее дорогие оптические компоненты (светодиоды вместо лазеров). Все это делает данный стандарт привлекательным для тех, кто модернизирует сеть 10BASE-FL и тех, кому не нужна работа на больших расстояниях.
- 100BASE-BX — вариант FastEthernet по одножильному волокну. Используется одномодовое волокно, наряду со специальным мультиплексором, который разбивает сигнал на передающие и принимающие волны.
- 100BASE-LX — 100 Ethernet Мбит/с с помощью оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по паре одномодовых оптических волокон.100BASE-LX — 100 Мбит/с Ethernet с помощью оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по паре одномодовых оптических волокон.
- 100BASE-LX WDM — 100 Ethernet Мбит/с с помощью волоконно-оптического кабеля. Максимальная длина сегмента 15 километров в полнодуплексном режиме по одному одномодовому оптическому волокну на длине волны 1310 нм и 1550 нм. Интерфейсы бывают двух видов, отличаются длиной волны передатчика и маркируются либо цифрами (длина волны), либо одной латинской буквой (1310) или B (1550). В паре могут работать только парные интерфейсы: с одной стороны передатчик на 1310 нм, а с другой — на 1550 нм.
Fast Ethernet
Скорость передачи данных в сетях, построенных по этому стандарту — 100 Мбит/c.
Логика работы сетей Fast Ethernet и Ethernet совершенно одинаковая. Все отличия лежат на физическом уровне построения сети.
В 10 раз увеличилась скорость передачи сигнала, значит, в 10 раз должен уменьшиться максимальный диаметр одного разделяемого сегмента (чтобы избежать в нём поздних коллизий).
Признаком свободного состояния среды в Fast Ethernet является передача специального символа простоя источника (а не отсутствие сигнала, как в стандарте классической Ethernet).
Коаксиальный кабель исключён из списка разрешённых сред передачи. Стандарт Fast Ethernet установил три спецификации:
– 100Base-TX — неэкранированная или экранированная витая пара (две пары в кабеле).
– 100Base-T4 — неэкранированная витая пара (четыре пары в кабеле).
– 100Base-FX — волоконно-оптический кабель (с двумя волокнами).
Максимальные длины для кабельных сегментов приводятся в таблице:
Таблица 1.6.2 Стандарты Fast Ethernet
Максимальная длина сегмента кабеля
412 м (полудуплекс), 2 км (дуплекс)
Полудуплексный канал работает на передачу и приём по очереди, а дуплексный — одновременно.
Правило 4 хабов для Fast Ethernet превращается в правило одного или двух хабов (в зависимости от класса хаба).
100Base-tx
Среда передачи — 2 витых пары в одной общей оболочке.
100Base-t4
Среда передачи — 4 витых пары в одной общей оболочке.
Три пары используются для параллельной передачи сигнала со скоростью 33,3 Мбит/с (всего получается 100 Мбит/с ), четвёртая пара всегда “слушает” сеть на предмет обнаружения коллизий.
100Base-fx
Среда передачи — оптоволоконный кабель с двумя волокнами.
Gigabit Ethernet
Скорость передачи данных в сетях, построенных по этому стандарту — 1000 Мбит/c.
Поддерживаются кабели, используемые в Fast Ethernet: волоконно-оптический, витая пара.
Для предотвращения поздних коллизий длина сегмента кабеля должна уменьшиться в 10 раз по сравнению со стандартом Fast Ethernet, но это было бы неприемлемо. Вместо этого в технологии Gigabit Ethernet увеличена длина минимального пакета с 64 байтов до 512 байт и, кроме того, разрешено передавать несколько пакетов подряд (общий размер — не более 8192 байт). Конечно, это увеличивает ожидание паузы для начала передачи, но на скорости 1000 Мбит/c эта задержка не слишком существенна.
Для поддержки заявленной скорости передачи, в технологии Gigabit Ethernet применяются и некоторые другие технические решения, но структура сети остаётся прежней:
– для соединения узлов в одном домене коллизий используются хабы;
– коммутаторы и маршрутизаторы соединяют домены коллизий.
Скорость передачи данных в сетях, построенных по этому стандарту — 10 000 Мбит/c.
Технология построения сети 10G Ethernet принципиально отличается от других Ethernet-технологий.
Сети 10G Ethernet — это сети с коммутацией пакетов.
Если в сетях с разделяемыми средами пакет, переданный одной станцией, поступает на все другие станции, то в коммутируемых сетях пакет следует от передающей станции к станции назначения по маршруту, который уточняется по мере продвижения пакета от одного маршрутизатора к другому.
Сеть с разделяемыми средами, построенная только на хабах и коммутаторах, должна иметь строго иерархическую структуру: на схеме соединений не должно быть циклов.
Сеть, приведённая на рисунке 1.6.2, имеет иерархическую структуру. Между любыми двумя узлами существует ровно один путь, например, путь от А к Б пролегает через узлы: А–2–1–3–5–Б:
Рисунок 1.6.2 Сеть с иерархической структурой
На следующем рисунке 1.6.3 показана сеть с циклом. Между узлами А и Б теперь имеются два пути: А–2–1–3–5–Б и А–5–Б:
Рисунок 1.6.3 Сеть с циклом
Сети с коммутацией пакетов могут иметь ячеистую структуру, в которой между двумя станциями может существовать два и более вариантов прохождения пакета.
Ячеистые сети более надежны: если один маршрут перестаёт работать по техническим причинам, для доставки пакета выбирается другой.
Сети с коммутацией пакетов имеют бóльшую пропускную способность по сравнению с сетями на разделяемых средах (пакеты не транслируются во все стороны, а следуют строго к пункту назначения; станции передают, не дожидаясь тишины в сети).
В качестве проводящей среды в сетях 10G Ethernet используют оптоволоконный кабель и кабель с витыми парами.
Длина сегмента оптического кабеля может достигать 40 км, а длина сегмента витой пары — 100 м. Причина ограничения длины кабеля теперь не в поздних коллизиях (при коммутации пакетов коллизий не бывает), а в затухании сигнала при его прохождению по кабелю.
Ethernet vs Fast Ethernet: в чем разница?
«Ну, это витуха, только скорость больше» — скажешь ты и будешь лишь отчасти прав. Что уж говорить о том, что многие вообще не понимают принципиальной разницы между терминами Ethernet и Fast Ethernet. Если ты не тоже не знаешь, то записка от мамы не поможет — сиди и читай.
Ethernet и Fast Ethernet — это не только «витая пара» . Среда передачи может быть любой (коаксиальный кабель и даже оптика). Эзернет — это стандарт передачи данных
Ethernet. Начало
Всё началось в далёком 1983 году, когда вышел первый стандарт Ethernet — IEEE 802.3 (тип 10Base5). Спецификации стандартов носят сокращенное название в виде аббревиатуры IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Максимальная скорость передачи данных ограничивалась 10 мбит/с . И для «обычного» Ethernet — это потолок. Изначально использовался именно коаксиальный кабель. Только спустя время стали использовать знакомую тебе «витуху». Так продолжалось до 1993 года, когда вышел последний — IEEE 802.3j (тип 10Base-F). Дальше уже началась эра FE.
Fast Ethernet — это сиквел
Словосочетание Fast Ethernet означает общее название для набора стандартов передачи данных в компьютерных сетях по технологии Ethernet, начиная с IEEE 802.3u (1995 год), заканчивая IEEE 802.3ah (2004 год). Скорость Fast Ethenet была ровно на порядок выше, чем у Ethernet и составляла — 100 мбит/с . В России распространен тип 100Base-Т , который в качестве кабеля использует витую пару категории UTP-5
Технология Fast Ethernet сохранила в неприкосновенности метод доступа CSMA/CD, оставив в нем тот же алгоритм и те же временные параметры в битовых интервалах (сам битовый интервал уменьшился в 10 раз). Все отличия Fast Ethernet от Ethernet проявляются только на физическом уровне и не затрагивают MAC-уровня, например, у FE несколько слоёв PHY (Physical layer devic — устройство физического уровня) и для него требуется звездообразная конфигурация с центральным концентратором
Итог:
Итак, если уместить разницу в терминах в двух предложениях, то это будет выглядеть так: Ethernet — технология передачи данных. Fast Ethernet — это набор стандартов для передачи данных по сети по технологии Ethernet. Скорость первых версий Ethernet ограничена 10 мбит/с. Скорость Fast Ethernet может достигать 100 мбит/с