Сумма этих величин дает значение PVV, равное 24,5, что меньше предельного значения в 49 битовых интервала!

В результате приведенная в примере сеть соответствует стандартам Ethernet по всем параметрам, связанным и с длинами сегментов, и с количеством повторителей.

Как вы убедились при наличии справочных данных совсем не трудно рассчитать конфигурацию вашей будущей сети Ethernet просто надо немного себя настроить посидеть и посчитать на калькуляторе все эти скучные рассчеты, зато в итоге гарантирована нормальная работоспособная сеть Ethernet.

Таким образом, мы с вами познакомились с самой "старой" сетевой технологией - Ethernet. Как мы сразу отмечали, во всех остальных сетевых решениях разработчики старались усовершенствовать те или иные особенности, или недостатки Ethernet.

Технология Fast Ethernet (802.3u)

Мы могли бы с вами и дальше рассматривать все подробности достоинств и недостатков 10-битной технологии Ethernet, но время определило самый основной ее недостаток на нынешнее время - низкая пропускная способность. Хотя на то время, когда она разрабатывалась и когда развивалась, об этом даже и не думали, всех пользователей вполне устраивала такая скорость сети. Такая стабильность длилась около 15 лет.

Но, в начале 90-х годов ситуация в корне изменилась. Становился вопрос о том, что пропускной способности сети - 10 Мбит/с уже недостаточно для некоторых потребностей пользователей. Дело в том, что в этот период особенно интенсивными темпами стали развиваться компьютерные технологии в целом. Внимание уделялось повышению быстродействия и простоте использования. Стали широко распространяться новые, более мощные компьютеры с новой, более скоростной шиной передачи данных. Мало того, стало появляться также более мощное и усовершенствованное сетевое оборудование. Так, как раз где-то в середине 90-х появились, и сразу стали массово применятся в локальных сетях, - коммутаторы. Коммутаторы имеют большое количество портов и обеспечивают передачу кадров между портами одновременно, что само собой предусматривает существенное повышение производительности сети. Но об этом мы будем говорить позже.

Итак, теперь с использованием более мощного оборудования, сегменты 10-мегабитого Ethernet становились все более и более перегруженными, реакция серверов в них значительно упала, а частота возникновения коллизий существенно возросла, соответственно полезная пропускная способность сети снижалась.

В это же время уже появились первые экспериментальные сети, в которых использовался протокол Ethernet с более высокой битовой скоростью передачи данных, а именно 100 Мб/с. Надо сказать, что до этого только технология Fiber Distributed Data Interface (FDDI), которая использует оптоволоконную среду передачи данных, обеспечивала такую битовую скорость. О ней мы также поговорим в свое время. Но на данный момент надо отметить, что она была специально разработана для построения магистралей сетей и была слишком дорогой для подключения к сети отдельных рабочих станций или серверов.

Таким образом, назрела необходимость в разработке "нового" Ethernet, то есть технологии, которая была бы такой же простой и эффективной по соотношению цена/качество, но обладала бы производительностью не менее, чем на порядок выше, а именно - 100 Мбит/с. Необходимо было не заменять в корне существующую сетевую технологию, задача стояла просто повысить ее производительность.

Итак, этой задачей серьезно заинтересовались многие ведущие лидеры среди производителей сетевых технологий. В результате поисков и исследований на пути к решению задачи, специалисты разделились на два лагеря, что, в конечном итоге привело к появлению двух новых технологий - Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN.

Эти две технологии отличаются степенью преемственности с классическим Ethernet. Fast Ethernet оставила самую основу работы технологии Ethernet - метод доступа CSMA/CD, а 100VG-AnyLAN отказалась от него. Но, давайте рассмотрим все по порядку.

В 1992 году группа производителей сетевого оборудования, включая таких лидеров технологии Ethernet, как SynOptics, 3Com и ряд других, образовали некоммерческое объединение Fast Ethernet Alliance для разработки стандарта новой технологии, которая должна была в максимально возможной степени сохранить особенности технологии Ethernet.

Второй лагерь возглавили компании Hewlett-Packard и AT&T, которые предложили воспользоваться удобным случаем для устранения некоторых известных недостатков технологии Ethernet. Через некоторое время к этим компаниям присоединилась компания.

В комитете 802 института IEEE в это же время была сформирована отдельная исследовательская группа для изучения потенциала новых высокоскоростных технологий. За период с конца 1992 года и по конец 1993 года группа IEEE провела серьезную работу над изучением всех 100-мегабитных решений, которые были предложены различными производителями. Группа IEEE 802 наряду с предложениями Fast Ethernet Alliance рассмотрела также и высокоскоростную технологию, предложенную компаниями Hewlett-Packard и AT&T.

В центре дискуссий была проблема сохранения случайного метода доступа CSMA/CD в новой технологии.

Напомню, что метод CSMA/CD, определяет способ, каким данные передаются по сети от одного узла к другому через кабельную систему. В модели OSI метод CSMA/CD является частью уровня управления доступом к среде (Media Access Control, MAC). На этом уровне определяется формат, в котором информация передается по сети, и способ, каким сетевое устройство получает доступ к сети (или управление сетью) для передачи данных.

Название CSMA/CD можно разбить на две части: Carrier Sense Multiple Access и Collision Detection.

Из первой части имени можно заключить, каким образом узел с сетевым адаптером определяет момент, когда ему следует послать сообщение. В соответствии с методом CSMA, станция вначале "слушает" сеть, чтобы определить, не передается ли в данный момент какое-либо другое сообщение. Если прослушивается несущий сигнал (carrier tone), значит, в данный момент сеть занята другим сообщением, - станция переходит в режим ожидания и пребывает в нем, пока сеть не освободится. Когда в сети наступает молчание, станция начинает передачу. Фактически данные посылаются всем станциям сети или сегмента, но принимаются только той станцией, которому они адресованы.

Collision Detection - вторая часть имени - служит для разрешения ситуаций, когда две или более станции пытаются передавать сообщения одновременно. Согласно методу CSMA, каждый готовая к передаче станция должна вначале слушать сеть, чтобы определить, свободна ли она. Однако, если две станции "слушают сеть" в одно и тоже время, и в какой-то момент времени обе решат, что сеть свободна, то они начнут передавать свои кадры одновременно. В этой ситуации передаваемые кадры накладываются друг на друга - происходит коллизия, и в итоге ни один кадр не доходит до пункта назначения. Для наджного определения коллизий нужно, чтобы станция "наблюдала сеть" и после передачи кадра. Если обнаруживается коллизия, то станция повторяет передачу после случайной паузы и вновь проверяет, не произошла ли коллизия, и только после 16-й неудачной попытки передачи кадра в сеть он отбрасывается.

Метод CSMA/CD "притягивает" разработчиков своей простотой реализации, но одновременно и предполагает разработку дополнительных средств, которые смогли бы исправить его недостатки, связанные с влиянием задержек распространения сигнала.

Сетевая технология, предложенная Fast Ethernet Alliance, сохранила метод CSMA/CD, и тем самым обеспечила согласованность сетей со скоростями 10 Мбит/с и 100 Мбит/с.

Коалиция HP и AT&T, которая имела поддержку значительно меньшего числа производителей в сетевой индустрии, чем Fast Ethernet Alliance, предложила совершенно новый метод доступа, названный Demand Priority - приоритетный доступ по требованию. Он существенно менял картину поведения узлов в сети, поэтому не смог вписаться в технологию Ethernet и стандарт 802.3, поэтому для его стандартизации был организован новый комитет IEEE 802.12.

Осенью 1995 года обе технологии стали стандартами IEEE. Комитет IEEE 802.3 принял спецификацию Fast Ethernet в качестве стандарта 802.3u, который не является самостоятельным стандартом, а представляет собой дополнение к существующему стандарту 802.3 в виде глав с 21 по 30.

А комитет 802.12 в это же время принял новую технологию 100VG-AnyLAN, которая использует новый метод доступа Demand Priority. О ней мы поговорим несколько позже. А в этом разделе мы займемся изучением того, что же нового принесла технология Fast Ethernet.

Давайте еще раз отметим, что выделило технологию Fast Ethernet среди всех существующих в то время на рынке сетевых решений. Главным коммерческим аргументом в ее пользу стало то, что она базируется на наследуемой технологии:

Так как в Fast Ethernet используется тот же метод передачи сообщений, что и в старых версиях Ethernet, а кабельные системы этих стандартов совместимы, то для перехода к стандарту Fast Ethernet от стандарта Ethernet требуются меньшие капитальные вложения, чем для установки других видов высокоскоростных сетей. Кроме того, поскольку Fast Ethernet представляет собой продолжение старого стандарта Ethernet, все инструментальные средства и процедуры анализа работы сети, а также все программное обеспечение, работающее на старых сетях Ethernet должны в данном стандарте сохранить работоспособность. Следовательно, среда Fast Ethernet будет знакома администраторам сетей, имеющим опыт работы с Ethernet. А значит, обучение персонала займет меньше времени и обойдется существенно дешевле.

Решение оставить метод CSMA/CD без изменения принесло наибольшую практическую пользу новой технологии среды Fast Ethernet.

Итак, новая технология Fast Ethernet сохранила весь MAC уровень классического Ethernet, но пропускная способность была повышена до 100 Мбит/с.

Следовательно, поскольку пропускная способность увеличилась в 10 раз, то битовый интервал уменьшился в 10 раз, и стал теперь равен 0,01 мкс.

Поэтому в технологии Fast Ethernet время передачи кадра минимальной длины в битовых интервалах осталось тем же, но равным 5,75 мкс.

Ограничение на общую длину сети Fast Ethernet уменьшилось до 200 метров.

Дело в том, что мы с вами уже не однократно вспоминали, что для сетей Ethernet главным условием работоспособности является условие надежного распознавания коллизий:

- T_min > PDV

Это касается и сетей Fast Ethernet. Но поскольку в сетях Fast Ethernet увеличилась скорость передачи кадров в 10 раз, то есть время передачи кадров минимальной длины уменьшилось в 10 раз, то, конечно же, пропорционально уменьшилось и расстояние между станциями сети. И для сетей Fast Ethernet оно составило около 200 метров.

Конечно, с одной стороны это похоже на недостаток при проектировании крупных сетей. Тем не менее, это обстоятельство не очень препятствует этому. Дело в том, что как было уже сказано, в это же время очень широко стали распространяться локальные сети на основе коммутаторов, которые передают данные по нескольким портам одновременно и тем самым сокращают общую длину сети.

Как работает коммутатор, мы будем изучать отдельно в последующих уроках. Но на данный момент следует отметить, что их использование сняло ограничения на общую длину сети, остались только ограничения на длину физических сегментов, соединяющих соседние устройства (сетевой адаптер - коммутатор или коммутатор - коммутатор). Поэтому при создании магистралей локальных сетей большой протяженности технология Fast Ethernet также активно, применяется, но только совместно с коммутаторами.

За счет чего же удалось достигнуть увеличения пропускной способности при неизменном методе доступа? За счет усовершенствования средств физического уровня.