Настройка сетей Microsoft дома и в офисе. Учебный курс
Шрифт:
Однако на практике все выглядит несколько иначе. Фактически в сетях Ethernet применяются фреймы четырех различных типов. Отчасти это объясняется тяжелым наследием длительного периода эволюции сетей Ethernet.
Еще в 1980 году консорциум, образованный фирмами Digital, Intel и Xerox (DIX), предложил собственный вариант стандарта Ethernet, в котором был описан новый вариант формата фрейма. В свою очередь, комитет 802.3 принял собственный вариант стандарта, подразумевающий иной формат фрейма. Третий вариант фрейма был разработан фирмой Novell, a четвертый вариант появился в ходе разработки комитетом 802.2
Описанные различия в форматах фреймов могут привести к появлению сбоев в процессе функционирования различных сетевых аппаратных и программных средств, ориентированных на единственный стандартный фрейм Ethernet. Но это было в прошлом. В настоящее время практически все сетевые карты, повторители, коммутаторы и другие сетевые средства могут адекватно реагировать на все форматы фреймов Ethernet, поскольку идентификация фрейма выполняется в автоматическом режиме.
Итак, в настоящее время в сетях Ethernet используются фреймы следующих четырех типов:
– Ethernet 802.2;
– Ethernet 802.3;
– Ethernet II, называемый также Ethernet DIX;
– Ethernet SNAP (версия от фирмы Novell).
Для примера стоит рассмотреть заголовок фрейма 802.3 (рис. 3.11). Фреймы остальных четырех типов имеют схожую структуру.
Рис. 3.11. Структура фрейма 802.3/LLC
– Поле Preamble (преамбула). Включает семь байтов вида 10101010, которые требуются для синхронизации.
– Поле SFD (Start of frame delimiter, начальный ограничитель фрейма). Включает один байт вида 10101011. Эта последовательность битов является указанием на то, что следующий байт будет первым байтом заголовка кадра.
– Поле DA (Destination Address, адрес назначения). Это поле определяет адрес узла в сети, которому передается фрейм. Как правило, размер этого поля составляет 6 байт. Первый бит старшего байта в этом поле определяет тип адреса. Может использоваться как однонаправленный адрес (unicast), так и групповой (multicast). Первый тип адреса определяется нулевым битом, а для второго типа адреса этому биту присваивается единица. Групповой адрес определяет пересылку данных всем узлам сети или же определенным сетевым узлам.
– Поле SA (Source Address, исходный адрес). В этом поле задается адрес сетевого узла, отправляющего фрейм. Для этого типа адреса первый бит всегда имеет нулевое значение.
– Поле Length (длина). В этом двухбайтовом поле определяется длина поля данных для текущего фрейма.
– Поле Data (данные). Размер этого поля может варьироваться от 0 до 1500 байт. В том случае, когда длина этого поля не превышает 46 байт, используется поле заполнения с тем, чтобы длина поля данных соответствовала минимально допустимому значению 46 байт.
– Поле Padding (заполнение). Это поле позволяет дополнить поле данных до значения 46 байт. Выполнение этого условия необходимо в целях корректного функционирования механизма, ответственного за обнаружение конфликтов в сетях Ethernet. Это поле используется в том случае, когда длина поля данных меньше 46 байтов.
– Поле FCS (Frame Check Sequence, контрольная сумма). Это поле включает 4 байта контрольной суммы, вычисляемой в соответствии с алгоритмом CRC-32. Значение контрольной суммы вычисляется повторно
На этом можно завершить краткое введение в теорию сетей Ethernet и перейти к рассмотрению «скоростной» версии этих сетей – 10 Gigabit Ethernet.
Сегодня в моде ускорение – 10 Gigabit Ethernet
Наиболее интересная особенность стандарта IEEE 802.Зае, описывающего сети 10 Gigabit Ethernet, заключается в том, что его изначально предполагалось его использовать не в тесных рамках локальных сетей, а в глобальных сетях. Несмотря на это структура фрейма, циркулирующего в этих сетях, идентична структуре фрейма для обычных сетей Ethernet.
Наиболее революционное изменение, касающееся этих сетей, заключается в полном отказе от использования метода CSMA/CD. Это достигается при помощи полнодуплексного режима, в котором работают сети 10 Gigabit Ethernet. Еще одно радикальное изменение заключается в том, что в этих скоростных сетях применяется только оптоволокно. Различные виды оптоволокна описываются стандартами 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE-SR, 10GBASE-LW и 10GBASE-LX4. Отказ от использования медного кабеля связан с его плохими частотными характеристиками при работе на таких скоростях.
Применяемые в этом случае физические интерфейсы используют два уровня: PCS (Physical Coding Sublayer, подуровень физического шифрования), отвечающий за управление передаваемыми битовыми последовательностями, и PMD (Physical Media Dependent, зависимый от физической среды). Последний уровень выполняет преобразование последовательностей битов в сигналы, передаваемые по оптоволокну. Перечисленные уровни спроектированы таким образом, что не зависят друг от друга.
Как упоминалось ранее, для сетей Ethernet (Fast Ethrernet и Gigabit Ethernet) использовались два типа стандартизованных оптических интерфейсов, подразумевающие применение одномодового или многомодового оптоволокна. В сетях 10 Gigabit Ethernet предусматривается использование трех различных длин световых волн (850, 1310 и 1550 нм), причем каждой волне соответствует свой подуровень PMD. В свою очередь, каждому PMD соответствует два типа физических интерфейсов – для локальных (LAN PHY) и территориально распределенных (WAN PHY) сетей. В то время как другие PMD-интерфейсы преобразуют биты в световые сигналы последовательно, интерфейс 10GBASE-LX4 использует технологию спектрального уплотнения WWDM для передачи битов одновременно на четырех длинах волн. Этот интерфейс является наиболее гибким, поскольку поддерживает как многомодовое оптоволокно с диаметром сердцевины 62,5 мкм для связи на близких (до 300 м) расстояниях, так и одномодовое волокно диаметром 9 мкм в целях осуществления связи на дальних расстояниях (до 10 км).
Изначально стандарт 10 Gigabit Ethernet предназначался для использования в региональных городских сетях (MAN, Metropolitan Area Networks). Об этом свидетельствует первая экспериментальная сеть, развернутая в 2002 году в городе Лас-Вегас (США). Но на самом деле область применения этих сетей намного шире. На их основе можно создавать корпоративные сети, охватывающие огромные территории.
Таблица 3.2. Сравнение сетей Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet