Преглед на технологиите, използвани за изграждане на локални мрежи

Поставяне на кръстосани връзки

Различни реализации - Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet - осигуряват пропускателна способност съответно от 10, 100 и 1000 Mbps.

	ethernet	бърз Ethernet	гигабитов Ethernet
Номинална скорост на предаване на информация, Mbps	10	100	1000
Предавателна среда	Усукана двойка, коаксиален кабел, влакно	Усукана двойка, оптично влакно	Усукана двойка, оптично влакно
Опции за внедряване	10Base2, 10BaseT, 10Base5, 1 Base5, 10 Broad36	100Base-TX, 100Base-FX, 100Base-T4	1000Base-X 1000Base-LX 1000Base-SX 1000Base-CX 1000Base-T
Топология	Гума, звезда	звезда	звезда

Основният недостатък на Ethernet мрежите се дължи на метода на достъп до предавателната среда: ако в мрежата има голям брой едновременно предаващи станции, броят на сблъсъци се увеличава и пропускателната способност на мрежата намалява. В екстремни случаи скоростта на предаване по мрежата може да падне до нула. Но дори и в мрежа, където средното натоварване не надвишава максимално допустимото препоръчително (30-40% от общата честотна лента), скоростта на предаване е 70-80% от номиналната. До известна степен този недостатък може да бъде премахнат чрез използване на комутатори вместо хъбове. В този случай трафикът между портовете, свързани към мрежовите адаптери за предаване и приемане, е изолиран от други портове и адаптери.

Много съществено предимство на различните Ethernet опции е обратната съвместимост, която им позволява да бъдат използванизаедно в една мрежа, в някои случаи дори без да променяте съществуващата кабелна система.

Тази технология е толкова разпространена и разнообразна, че заслужава отделен преглед.

През 1970 г. тази технология е разработена от IBM и след това става основа на стандарта IEEE 802.5. Token Ring е мрежа за предаване на токени. Топология на кабела - звезда или пръстен, но в логически данни винаги се предават последователно от станция на станция по пръстена. С този метод за организиране на преноса на информация по мрежата циркулира малък блок от данни - маркер. Всяка станция приема жетон и може да го задържи за определен период от време. Ако станцията не трябва да предава информация, тя просто предава токена на следващата станция. Ако станцията започне предаване, тя модифицира токена, който се преобразува в последователността „начало на блок данни“, последвана от действителната информация, която трябва да бъде предадена. В мрежата няма токен за времето на преминаване на данните, така че останалите станции нямат възможност да предават и сблъсъците са принципно невъзможни. При преминаване през станцията-получател информацията се приема, но продължава да се предава, докато достигне до станцията-получател, където се изтрива напълно. За справяне с евентуални грешки, в резултат на които токенът може да бъде загубен, в мрежата има станция със специални правомощия, която може да изтрие информация, чийто подател не може да го изтрие сам, както и да възстанови токена. Тъй като за Token Ring винаги е възможно да се изчисли предварително максималното забавяне на достъпа до медиите за предаване на информация, той може да се използва в различни автоматизирани системи за управление, които обработват информация и контролират процесите в реално време. Да запазяпроизводителност на мрежата в случай на неизправност, предвидени са специални алгоритми, които в някои случаи позволяват изолиране на дефектни секции чрез автоматично преконфигуриране. Скоростта на предаване, описана в IEEE 802.5, е 4 Mbps, но има и реализация от 16 Mbps, разработена в резултат на развитието на технологията Token Ring.

Attached Resource Computing Network (ARCnet) е мрежова архитектура, разработена от Datapoint в средата на 70-те години (вероятно е време за изясняване - XX век :-).

Той не е приет като IEEE ARCnet стандарт, но частично отговаря на IEEE 802.4. Мрежа с преминаване на токени. Топология - звезда или шина. ARCnet може да използва коаксиален кабел, кабел с усукана двойка и оптичен кабел като среда за предаване. На местна почва, разбира се, опциите за коаксиален кабел и усукана двойка бяха популярни. Този евтин стандарт беше възпрепятстван да осигури позицията си поради ниската скорост - само 2,5 Mbps. В началото на 90-те Datapoint разработи ARCNETPLUS със скорост на трансфер до 20 Mbps, обратно съвместим с ARCnet. Но времето беше загубено - твърде бавният ARCnet по това време оцеля на няколко места, а Fast Ethernet вече дишаше в гърба на новия ARCNETPLUS. Но има място за използване на ARCnet в съвременната мрежа. Допустимата дължина на коаксиален кабел с топология звезда е 610 м. Защо не и опция за свързване на локални мрежи в две съседни сгради? Дето се вика - "по-евтино не става". Има два проблема - да намерите стари мрежови адаптери и да "закачите" стари драйвери към модерна операционна система :-).

Високата надеждност, пропускателна способност и допустимите разстояния, от една страна, и високата цена на оборудването, от друга страна, ограничават обхвата на FDDI до свързване на фрагменти от локални мрежи,изградени по по-евтини технологии.

Технология, базирана на принципите на FDDI, но използваща медна усукана двойка като среда за предаване, се нарича CDDI. Въпреки че разходите за изграждане на CDDI мрежа са по-ниски от FDDI, се губи едно много съществено предимство - големите допустими разстояния.

Технологията ATM използва малки пакети с фиксирана дължина, наречени клетки. Размерът на клетката е 53 байта (5 байта заглавие + 48 байта данни).

Превключвателите се използват за осигуряване на комуникация между устройства в ATM. Когато се установи връзка, номерът на порта и идентификаторът на връзката, който присъства в заглавката на всяка клетка, се въвеждат в таблицата за превключване. Впоследствие превключвателят обработва входящите клетки въз основа на идентификаторите на връзката в техните заглавки.

ATM технологията е много мащабируема. Като част от използването на ATM в локални мрежи, интерес представляват опции със скорост на предаване от 25 (усукана двойка клас 3 и по-висока) и 155 Mbps (усукана двойка клас 5, оптично влакно), 622 Mbps (оптично влакно). Съществуващите ATM стандарти предвиждат скорости на предаване до 2,4 Gbit/s.

Използването на ATM на практика, на първо място, е привлекателно с възможността да се използва една мрежа за всички необходими видове трафик, а ATM технологията не се ограничава до нивото на локалните мрежи - същите принципи на работа за WAN сегментите на ATM мрежите. Като недостатък можете да посочите цената на оборудването, която е значително по-висока от тази на Fast Ethernet например. Освен това организацията на ATM мрежите е малко по-сложна и в някои случаи изисква значителна реорганизация на съществуващата мрежа.

Apple Talk, Local Talk

Apple Talk е стек от протоколи, предложен от Apple в началото на 80-те години.Първоначално протоколите Apple Talk се използват за работа с мрежово оборудване, обединено под името Local Talk, което включва адаптери Local Talk (вградени в компютри Apple), кабели, съединителни модули, кабелни удължители. Сегмент за локален разговор може да има до 32 възела. Топология на мрежата - обща шина или дърво, максимална дължина - 300 m, скорост на предаване - 230,4 Kbps, среда на предаване - екранирана усукана двойка. Ниската честотна лента на Local Talk наложи разработването на адаптери за мрежови среди с по-висока честотна лента - Ether Talk, Token Talk и FDDI Talk съответно за Ethernet, Token Ring и FDDI мрежи. На теория Apple Talk може да работи с всякакъв вид реализация на слой връзка. Понастоящем се използва разширен стек от протоколи, известен като Apple Talk Phase II, който има повече възможности за маршрутизиране от оригиналната реализация. Подобно на повечето други продукти на Apple, той живее в света на "ябълките" и практически не се пресича със света на компютъра.

Мисля, че малцина ще имат възможността да се запознаят с тази технология "на живо". Използва се за работа с изчислителни системи от клас суперкомпютри и "големи" машини. UltraNet е хардуерен и софтуерен комплекс, способен да осигурява скорост на обмен на информация между свързани към него устройства до 1 Gbps. Тази технология използва звездна топология с хъб в централната точка на мрежата. UltraNet се отличава с доста сложна физическа реализация и напълно нескромни цени на оборудването - за да съответства на цените на суперкомпютрите. Дори компютри от клас Intel 386 се използват за инициализиране и управление на мрежата UltraNet и свързване към хъб. другиЕлементите на мрежата UltraNet са мрежови процесори и канални адаптери. Също така мрежата може да включва мостове и рутери за свързване с мрежи, изградени с помощта на други технологии (Ethernet, Token Ring). Коаксиален кабел и оптично влакно могат да се използват като среда за предаване. Хостовете, свързани към UltraNet, могат да бъдат на разстояние до 30 км един от друг. Връзки на дълги разстояния също са възможни чрез свързване чрез високоскоростни WAN връзки.

Тази технология е разработена от Banyan Virtual Network System (VINES). Може да използва добре познати методи за достъп до средата - Ethernet, Token Ring (и други, които вече се използват в WAN). На по-високо ниво Banyan VINES използва модифицирани XNS протоколи, разработени от Xerox Corporation в края на 70-те и началото на 80-те години. Между другото, XNS послужи като основа за много повече реализации на протоколи, които станаха много по-разпространени от самия XNS. Протоколите от високо ниво Banyan VINES са доста подобни на TCP/IP, но в допълнение към традиционните характеристики на TCP/IP, те имат редица допълнения, предназначени да подобрят, разширят и направят по-удобно всичко, което може да се направи като такова :-). В допълнение, името "Banyan VINES" е мрежа OC. Трудно е да се каже защо тази много интересна технология не е широко разпространена, поне на местно ниво - вероятно просто не е на правилното място в точното време.