3.3 Сетевые протоколы и стандарты
Чтобы упростить проектирование сетей, анализ взаимодействия и реализацию обмена сообщениями между пользователями и сетевыми узлами, применяют формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений на данном уровне эталонной модели ВОС, которые называют протоколами обмена сообщениями. Соответствующим образом иерархически организованную совокупность протоколов называют стеком коммуникационных протоколов. Протоколы соседних уровней модели ВОС на одном узле взаимодействуют друг с другом также в соответствии с четко определенными правилами, определяющими формат сообщений, которые принято называть интерфейсами. Интерфейс определяет набор и формат услуг, которые может предоставлять ниже лежащий уровень вышележащему уровню. В эталонной модели ВOC различают два основных вида протоколов: с установлением соединения и без предварительного установления соединения. Последние протоколы называют также дейтаграммными протоколами. Рассмотрим основные протоколы и стандарты в рамках архитектуры ВОС.
Протоколы физического уровня. Физический уровень в архитектуре открытых систем является нижним и обеспечивает взаимодействие со средой передачи, связывающей системы между собой. В соответствии с архитектурой открытых систем физический уровень должен предоставлять (канальному уровню) следующие услуги;
- реализовывать физическое соединение между двумя или большим числом компонентов канального уровня дня передачи данных;
- передавать по соединению некоторые определенные для физического уровня единицы данных физического уровня, например биты при последовательной передаче или байты при параллельной передаче;
- предоставлять канальному уровню оконечные точки доступа к соединению физического уровня, через которые передаются единицы данных физического уровня;
- идентифицировать цепи (или пути) передачи данных между компонентами физического уровня;
- обеспечивать требуемые параметры качества обслуживания.
- инициализация—обмен между взаимодействующими станциями служебными сообщениями, подтверждающими готовность к передаче данных;
- идентификация—обмен между взаимодействующими станциями служебной информацией, подтверждающей правильность соединения;
- синхронизация — выделение в последовательности передаваемых битов границ знаков;
- сегментация— формирование кадров для их передачи по каналу;
- обеспечение прозрачности — предоставление расположенному выше уровню возможности передачи произвольной последовательности битов или знаков;
- управление потоком— обеспечение согласования скоростей передачи и приема;
- контроль ошибок и управление последовательностью передачи—обнаружение ошибок в передаваемых кадрах и запроса повторной передачи искаженных кадров, обеспечение соответствия последовательности кадров на входе и выходе канала;
- выход из сбойных ситуаций— обнаружение нарушений нормальной передачи кадров и реализация процедур выхода из таких ситуаций;
- управление каналом— обеспечение возможности контроля работы канала, выявление отказов, восстановление, сбор статистики о работе канала;
- завершение работы каналаликвидация логического соединения, образованного при инициализации канала.
Шпаргалка по типам и стандартам Ethernet 802.3
Когда я изучал CCNA больше всего меня напрягали стандарты IEEE из-за своего количества, типов и названий. И приходилось каждый раз искать и смотреть какому стандарту соответствует такой-то тип интерфейса. После многих часов работы я смог слепить до кучи таблицы по каждому типу Ethernet интерфейсов, которая включает год выпуска стандарта, тип интерфейса, скорость передачи данных соответствующего типа интерфейса, максимальную длину сегмента и тип используемого кабеля. Рад поделиться с читателями.
Первые версии Ethernet
| 10 Мбит/с Ethernet (Thick ethernet) | Стандарт | Год выхода стандарта | Тип | Скорость передачи (Мbps) | Максимальная длина сегмента в метрах | Тип кабеля |
| IEEE 802.3 | 1983 | 10Base5 | 10 | 500 м | коаксиальный | |
| IEEE 802.3а | 1985 | 10Base2 | 10 | 185 м | ||
| IEEE 802.3b | 1985 | 10Broad36 | 10 | 3600 м | ||
| IEEE 802.3e | 1987 | 1Base5 | 1 | 250 м | UTP | |
| IEEE 802.3e | 1987 | StarLan 10 | 10 | 250 м | UTP | |
| IEEE 802.3d | 1987 | FOIRL | 10 | 1000 | оптоволоконный | |
| IEEE 802.3i | 1990 | 10Base-Т | 10 | 100 м | UTP cat 3,5 | |
| IEEE 802.3j | 1993 | 10Base-F | 10 | 2км | оптоволоконный |
Fast Ethernet — общее название для набора стандартов передачи данных в компьютерных сетях по технологии Ethernet со скоростью до 100 Мбит/с, в отличие от исходных 10 Мбит/с.
| 100 Мбит/с Ethernet (Fast Ethernet) | Стандарт | Год выхода стандарта | Тип | Скорость передачи (Мbps) | Максимальная длина сегмента в метрах | Тип кабеля |
| IEEE 802.3u | 1995 | 100Base-FX | 100 | Одномод — 2 км Многомод — 400 м | оптоволоконный | |
| 100Base-Т | 100 | 100 м | UTP/STP cat 5 | |||
| 100Base-Т4 | 100 | 100 м | UTP/STP cat >= 3 | |||
| 100Base-ТХ | 100 | 100 м | UTP/STP cat 5 | |||
| IEEE 802.12 | 1995 | 100Base‑VG | 100 | 100 м | UTP cat 3,5 | |
| IEEE 802.3y | 1998 | 100Base-Т2 | 100 | 100 м | UTP cat 3,5 | |
| TIA/EIA-785 | 2001 | 100Base-SX | 100 | 300 м | оптоволоконный | |
| IEEE 802.3ah | 2004 | 100Base-LX10 | 100 | 10 км | ||
| IEEE 802.3ah | 2004 | 100Base-BX10 | 100 | 10 км |
Gigabit Ethernet (GbE) — термин, описывающий набор технологий для передачи пакетов Ethernet со скоростью 1 Гбит / с. Он определен в документе IEEE 802.3-2005.
| 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet) | Стандарт | Год выхода стандарта | Тип | Скорость передачи (Мbps) | Максимальная длина сегмента в метрах | Тип кабеля |
| IEEE 802.3z | 1998 | 1000Base-CX | 1000 | 25 м | UTP/STP cat 5,5e,6 | |
| 1000Base-LX | 1000 | Одномод — 5 км Многомод — 550 м | оптоволоконный | |||
| 1000Base-SX | 1000 | 550 м | ||||
| IEEE 802.3ab | 1999 | 1000Base-T | 1000 | 100 м | UTP/STP cat 5,5е,6,7 | |
| TIA 854 | 2001 | 1000BASE‑TX | 1000 | 100 м | UTP/STP cat 6,7 | |
| IEEE 802.3ah | 2004 | 1000BASE‑LX10 | 1000 | 10 км | оптоволоконный | |
| IEEE 802.3ah | 2004 | 1000BASE‑BX10 | 1000 | 10 км | ||
| IEEE 802.3ap | 2007 | 1000BASE‑KX | 1000 | 1 м | для объединительной платы | |
| non-standard | ? | 1000BASE‑EX | 1000 | 40 км | оптоволоконный | |
| non-standard | ? | 1000BASE‑ZX | 1000 | 70 км |
10 Gigabit Ethernet или 10GbE являлся новейшим (на 2006 год) и самым быстрым из существующих стандартов Ethernet. Он определяет версию Ethernet с номинальной скоростью передачи данных 10 Гбит/с, что в 10 раз быстрее Gigabit Ethernet. Стандарт для оптоволокна специфицирован в IEEE 802.3-2005, а для витой пары в IEEE 802.3an-2006.
| 10 Гбит/с Ethernet (10 GbE) | Стандарт | Год выхода стандарта | Тип | Скорость передачи (Gbps) | Максимальная длина сегмента в метрах | Тип кабеля |
| IEEE 802.3ае | 2003 | 10GBASE-SR | 10 | 26-300 м | оптоволоконный | |
| 2003 | 10GBASE-LX4 | 10 | Одномод — 10 км Многомод — 300 м | |||
| 2003 | 10GBASE-LR | 10 | 10 км | |||
| 2003 | 10GBASE-ER | 10 | 40 км | |||
| 2003 | 10GBASE-SW | 10 | 26 м — 40 км | |||
| 2003 | 10GBASE-LW | 10 | ||||
| 2003 | 10GBASE-EW | 10 | ||||
| IEEE 802.3аk | 2004 | 10GBASE-CX4 | 10 | 15м | медный кабель СХ4 | |
| IEEE 802.3an | 2006 | 10GBASE-T | 10 | 100 м | UTP/STP cat 6,6a,7 | |
| IEEE 802.3aq | 2006 | 10GBASE-LRM | 10 | 220 м | оптоволоконный | |
| IEEE 802.3ap | 2007 | 10GBASE-KX4 | 10 | 1 м | для объединительной платы | |
| IEEE 802.3ap | 2007 | 10GBASE-KR | 10 | 1 м | ||
| IEEE 802.3av | 2009 | 10GBASE-PR | 10 | 20 км | оптоволоконный |
40-гигабитный Ethernet (или 40GbE) и 100-гигабитный Ethernet (или 100GbE) — стандарты Ethernet, разработанные группой IEEE P802.3ba Ethernet Task Force в период с 2007 по 2011 год. Эти стандарты являются следующим этапом развития группы стандартов Ethernet, имевших до 2010 года наибольшую скорость в 10 гигабит/с. В новых стандартах обеспечивается скорость передачи данных в 40 и 100 гигабит в секунду.
| 40 и 100 Гбит/с Ethernet (40GbE или 100GbE) | Стандарт | Год выхода стандарта | Тип | Скорость передачи (Gbps) | Максимальная длина сегмента в метрах | Тип кабеля |
| IEEE 802.3ba | 2010 | 40GBase-KR4 100GBase-KP4 | 40 100 | 1 м | для объединительной платы | |
| 100GBase-KR4 | 100 | 1 м | для улучшенной объединительной платы | |||
| 40GBase-CR4 100GBase-CR10 | 40 100 | 7 м | медный биаксиальный кабель | |||
| 40GBase-T | 40 | 30 м | UTP cat 8 | |||
| 40GBase-SR4 100GBase-SR10 | 40 100 | 100 м 125 м | оптоволоконный | |||
| 40GBase-LR4 100GBase-LR4 | 40 100 | 10 км | ||||
| 100GBase-ER4 | 100 | 40 км | ||||
| IEEE 802.3bg | 2011 | 40GBase-FR | 40 | 2 км |
Кто заметит ошибки — пишите, исправлюсь. Спасибо.