Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Мережа типу Ethernet

Скачати 125.58 Kb.

Мережа типу Ethernet




Скачати 125.58 Kb.
Дата конвертації31.05.2017
Розмір125.58 Kb.

Тема: Мережа типу Ethernet.

Мета: познайомити учнів із поняттям та характеристиками мережі типу Ethernet.

Тип уроку: комбінований.

Матеріальне забезпечення: роздатковий матеріал.

Структура уроку:

І. Організаційний момент.

1. Перевірка присутності учнів на уроці.

2. Повідомлення теми і мети уроку.

  ІІ. Актуалізація розумової діяльності учнів.

Розум (лат. ratio; грец. νους) - сукупність пізнавальних та аналітичних здібностей людини, завдяки яким формується інтелект особистості. Не існує загальноприйнятого визначення, що саме є розумом, тому що у релігійних, філософських і наукових текстах це поняття сприймається по різному, і у кожній з цих галузей існує довга традиція того чи іншого використання.



  1. Яке призначення стеку протоколів TCP/IP?

  2. У чому полягає перевага стеку протоколів?

  3. Назвіть переваги TCP/IP.

  4. Які функції по передачі даних виконує протокол IP?
    Передача даних (обмін даними, цифрова передача, цифровий зв'язок) - фізичне перенесення даних цифрового (бітового) потоку у вигляді сигналів від точки до точки або від точки до множини точок засобами електрозв'язку каналом зв'язку; як правило, для подальшої обробки засобами обчислювальної техніки.


  5. З яких частин складається дейтаграма? Опишіть їх.

  6. Що таке фрагментація?

  7. Які функції по передачі даних виконує протокол TCP?

  8. Опишіть процес відкриття-закриття з’єднання.

  9. Що таке квитування?

ІІІ. Викладення нового матеріалу.
План:

  1. Поняття та характеристики Ethernet.

  2. Специфікації Ethernet.

  3. Типи кадрів Ethernet.

  4. Подальший розвиток технології Ethernet.




  1. Поняття та характеристики Ethernet.

На ринку існують стандартні мережі всіх можливих топологій. Стандартні мережі забезпечують великий діапазон допустимих розмірів мережі, допустимої кількості абонентів мережі і великий діапазон цін на апаратуру. Але проблема вибору тієї чи іншої мережі все ж таки існує. На відміну від програмних засобів, замінити яких зовсім не складно, обрана апаратура звичайно служить довгі роки, так як її заміна веде не тільки до великих втрат, а й до необхідності перепрокладки кабелю і навіть до перегляду всієї системи комп’ютерних засобів фірми.
Програ́мне забезпе́чення (програ́мні за́соби) (ПЗ; англ. software) - сукупність програм системи обробки інформації і програмних документів, необхідних для експлуатації цих програм.

Мережа Ethernet зараз найбільш популярна в світі (загальна кількість мереж, яка працює під протоколом Ethernet, оцінюється в 5 мільйонів, а кількість абонентів 50-70 мільйонів). Цьому в певній мірі сприяло те, що спочатку всі характеристики, параметри, протоколи мережі були відкриті для всіх, в результаті чого велика кількість виробників в усьому світі почали випускати апаратуру Ethernet, що повністю сумісна між собою.

Коли кажуть Ethernet, то під цим розуміють будь-який з варіантів цієї технології. В більш вузькому розумінні Ethernet – це мережевий стандарт, який оснований на експериментальній мережі Ethernet Network, яку фірма Xerox розробила та реалізувала в 1975. В 1980 році фірми DEC, Intel та Xerox сумісно розробили та опублікували стандарт Ethernet версії ІІ для мережі, яка побудована на коаксіальному кабелі, який став останньою версією фірмового стандарту Ethernet. Тому фірмову версію стандарту називають стандартом Ethernet DIX або Ethernet ІІ. Завдяки старанням цих фірм в 1985 році мережа стала міжнародним стандартом, її прийняли крупні міжнародні організації по стандартам: комітет 802 IEEE та ECMA (European Computer Manufacturers Association).

Міжнародні міжурядові організації (англ. International Intergovernmental Organization (IIGO's)), найчастіше асоціюються із терміном Міжнародні організації - об'єднання трьох або більше незалежних держав, їхніх урядів, інших міжурядових організацій, спрямоване на вирішення певних спільних питань чи організації проектів.

Стандарт отримав назву IEEE 802.3. Він визначає множинний доступ до моноканалу типу “шина” з виявленням конфліктів та контролем передачі.
Специфікації мережі Ethernet передбачають фізичний канал у вигляді коаксіального кабелю зі швидкістю передачі 10 Мбіт/с і 100 Мбіт/с.

Коаксіа́льний ка́бель (від лат. со - «сумісно» та axis - «вісь») - електричний кабель із співвісними провідниками.

При такій швидкості (10 Мбіт/с) загальна довжина коаксіального кабелю між двома будь-якими прийомопередавачами (ПП) не перевищує l1500м. Швидкість поширення сигналу в кабелі 4,33 км/мкс. При цій швидкості час поширення сигналу мкс.
Крім того, для забезпечення належного часу відновлення керуючих пристроїв і фізичного каналу приймається мінімальний міжкадровий час рівний 9,6 мкс. За цієї умови станція, що бажає передати повідомлення, повинна затримати передачу принаймні на 9,6 мкс після виявлення кінця кадру в каналі, що знижує ймовірність зіткнень.
2. Специфікації Ethernet.

  1. 10Base5. Ця специфікація в якості середовища передачі передбачає товстий коаксіальний кабель на 50 Ом із двома оболонками. Тому її називають “товстий” Ethernet. Кожен коаксіальний кабель утворює окремий сегмент. Довжина сегмента м, кількість вузлів . Відрізок кабелю між сусідніми вузлами повинен бути не менше 2,5 м. Це дозволяє зменшити імовірність відбиття та появи стоячих хвиль. Мережний адаптер підключається до кабелю за допомогою трансиверного кабелю та трансивера. Довжина трансиверного кабелю не повинна перевищувати 50 м.

Назва 10BASE-5 походить від деяких фізичних властивостей середовища передачi.
Стоя́ча (стійна, нерухома) хви́ля ( рос. волна стоячая ; англ. coincident wave, conjunctional wave, standing wave, stationary wave ) - така хвиля, в якій будь-якій фазі коливань не поширюється в просторі.
Фіз́ичні власт́ивості - властивості будь якої речовини, які вона проявляє поза хімічною взаємодією: температура плавлення, температура кипіння, в'язкість, густина, розчинність, діелектрична проникність, теплоємність, теплопровідність, електропровідність, абсорбція, колір, концентрація, емісія, текучість, індуктивність, радіоактивність, гідрофільність і гідрофобність, теплота змочування та ін.
Число 10 означає максимальну швидкість передачі даних в 10 Мбіт/с. Слово BASE є скороченням від англ. «Baseband», що означає передачу сигналів без модуляції, а п'ятірка є першою цифрою числа 500 – максимальної довжини сегмента мережі.

10BASE-5 розрахований так, що можна робити додаткові підключення без відключення решти мережі і розриву кабелю. Це досягається використанням т.н. «Тризубів» або «вампірчіков» (англ. en: vampire tap) – пристрою, який з досить великим зусиллям «прокушує» кабель, при цьому центральний шип контактує із центральною жилою коаксіального кабелю, а два бічних шипа входять в контакт з екраном основного кабелю. Як правило «тризуб» поєднувався в одному пристрої з приймачем-передатчиком.

До переваг стандарту 10Base-5 відносяться:

• гарна захищеність кабелю від зовнішніх впливів;

• порівняно велика відстань між вузлами;

• можливість простого переміщення робочої станції в межах довжини кабелю AUI.

Робоча станція (англ. workstation) - комплекс апаратних і програмних засобів, призначених для вирішення певного кола завдань.



Недоліками 10Base-5 є:

• висока вартість кабелю;

• складність його прокладки – через велику твердість;

• потребу в спеціальному інструменті для прокладення кабелю;

• зупинка роботи всієї мережі при ушкодженні кабелю чи поганому з'єднанні;

• необхідність заздалегідь передбачити підводку кабелю до всіх можливих місць установки комп'ютерів.



  1. 10Base2 (“Тонкий” Ethernet). Ця специфікація передбачає використання тонкого коаксіального кабелю, а також з’єднувачів типу BNC-T, які безпосередньо зв’язують мережний адаптер і кабель Е. Така схема виключає необхідність застосування дорогих трансиверів і трансиверних кабелів. Крім того, значно спрощується виконання самої операції підключення мережного адаптера до кабелю. Довжина сегмента м, кількість вузлів – 30.

При монтажі мережі 10BASE2 необхідно приділити особливу увагу міцності з'єднання кабелів з Т-конекторами, і правильній установці потрібних термінаторів. Неякісні контакти і короткі замикання складно діагностуються, навіть за допомогою дорогих спеціальних пристроїв. Неполадки в будь-якому сегменті призводять до повної нефункціональності мережі цілком. З цієї причини мережі типу 10BASE2 було складно підтримувати і найчастіше вони замінялися мережами типу 10BASE-T, які також представляли відмінні можливості для апгрейда до типу 100Base-TX.

При цьому у мережі типу 10BASE2 безліч переваг над 10BASE-T. Зокрема, для неї не потрібен комутатор, тому вартість обладнання буде набагато нижче, а для підключення нового пристрою до мережі достатньо підключитися до кабелю найближчого комп'ютера. Ці характеристики роблять мережу на основі 10BASE2 ідеальною для маленької мережі з двох-трьох комп'ютерів, наприклад будинку, але не для мережі великого підприємства, де цей стандарт буде дуже неефективний. Зараз можливість створення мережі 10BASE2 сильно утруднена внаслідок того, що мережеві карти з підтримкою цього інтерфейсу практично не випускаються, тим більше його немає на інтегрованих в материнську плату мережевих картах.
Мережева плата, також відома як мережева карта, мережевий адаптер, Ethernet-адаптер, NIC (англ. network interface card) - периферійний пристрій, що дозволяє комп'ютеру взаємодіяти з іншими пристроями мережі.
Матери́нська пла́та, систе́мна пла́та, ба́зова пла́та (англ. motherboard), відома також як головна плата (mainboard) - плата, на якій містяться основні компоненти комп'ютера, що забезпечують логіку. Плата є основою не лише персонального комп'ютера, а також смартфонів, гральних консолей.


Назва 10BASE2 походить від деяких фізичних властивостей середовища передачi. Число 10 означає максимальну швидкість передачі даних в 10 Мбіт/с. Слово БАЗА є скороченням від смуги (принцип передачі даних без модуляції), а двійка є першою цифрою числа 200 - округленої максимальної довжини сегмента мережі (точне значення – 185 метрів).

  1. 10BaseT – цей різновид дістав найбільше поширення. Літера Т у назві означає, що середовищем передачі є вита пара (UTP – Unshielded Twisted Pair). Специфікація передбачає використання концентратора для підключення користувачів за топологією “зірка”. Застосування дешевих кабелів UTP є однією з переваг 10BaseT у порівнянні з 10Base5 та 10Base2. Підключення вузлів до мережі здійснюється за допомогою телефонних гнізд RJ-45 та RJ-11 та чотирьохпарного ТФ-кабелю UTP. Вилка RJ-45 вставляється безпосередньо у мережну плату. Довжина відрізка кабелю від концентратора до станції не повинна перевищувати 100 м (у випадку UTP категорії 3) і 150 м (UTP категорії 5).

  2. 10 BaseF. Ця специфікація використовує в якості середовища передачі ОВК. Для створення більш довгої мережі з декількох кабелів з’єднання здійснюється за допомогою повторювачів. Повторювач (R) представляє собою пристрій фізичного рівня. Він приймає сигнал, підсилює й передає далі. Для зниження вхідного навантаження мережі, її розбивають на окремі сегменти за допомогою мостів, комутаторів або маршрутизаторів. Це дозволяє передавати між сегментами лише необхідний трафік. Дані, що передаються між двома станціями в одному сегменті, не будуть передаватися в інший через комутатор і не призведуть до підвищення в ньому навантаження.


3. Типи кадрів Ethernet.
Ти́пи ка́дрів відеопотоку - способи кодування і зберігання інформації про черговий кадр, які відрізняються один від одного наявністю або відсутністю залежностей цього кадру від попередніх і наступних.

Для того, щоб PC могли взаємодіяти з сервером у 1-му сегменті мережі, вони повинні підтримувати єдиний формат кадру. Існує 4 різновиди кадрів Е:



  1. Ethernet Туре2;

  2. Ethernet 802.3;

  3. Ethernet 802.2;

  4. Ethernet SNAP (Subnetwork Access Protocol).

Тип кадру Ethernet вказується в полі “Довжина/тип” (2 октети). У таблиці 1 наведені протоколи, які можуть бути використані з різними кадрами Е.

Таблиця 1.



Тип кадру Ethernet

Протоколи

Ethernet2

IPX, IP, Apple Talk Phase2

Ethernet802.3

IPX

Ethernet802.2

IPX, FTAM

Ethernet SNAP

IPX, IP, Apple Talk Phase2


4. Подальший розвиток технології Ethernet

На сьогодні найбільш розповсюдженою мережною технологією є Ethernet. За даними АСМ у 1997 р. більше 80% всіх мереж були побудовані на базі Ethernet. Всі популярні ОС і стеки протоколів (TCP/IP, IPX та інш.) підтримують Ethernet. Основною причиною поширення Ethernet є висока надійність, можливість масштабуванняі, гнучкість, низька вартість і легкість впровадження. Технологія Ethernet бурхливо еволюціонувала з моменту своєї появи. В таблиці 2 показана шкала еволюційного розвитку Ethernet у форматі nBase-x (n – номінальна швидкість передачі у Мбіт/с;

Еволю́ція - природне явище зміни популяцій, видів, вищих таксонів, біоценозів, флор і фаун, генів і ознак у часі в ході історії Землі.
х – середовище передачі).

Таблиця 2


Тип Е

Швидкість передачі

Максимальна довжина кабелю

10Base-5

10 Мбіт/с, товст. коаксіал

500 м

10Base-2

10 Мбіт/с, тонкий коаксіал

185 м

10Base-T

10 Мбіт/с, неекранов. вита пара

100 м

10Base-FL

10 Мбіт/с, ОВК

2000 м

100Base-TX

100 Мбіт/с, неекранов. вита пара

100 м

100Base-T4

100 Мбіт/с, неекранов. вита пара

100 м

100Base-FX

100 Мбіт/с, ОВК

412 м / 2000 м

1000Base-SX

1000 Мбіт/с, багатомодовий (62,5/125мкм)

260 м

1000Base-SX

1000 Мбіт/с, багатомодовий (62,5/125мкм)

500 м

1000Base-LX

1000 Мбіт/с, багатомодовий (62,5/125мкм)

400 м

1000Base-LX

1000 Мбіт/с, багатомодовій (62,5/125мкм)

550 м

1000Base-LX

1000 Мбіт/с, одномодовий (62,5/126мкм)

5000 м

1000Base-CX

1000 Мбіт/с, екранований мідний кабель

25 м

Спочатку середовище Ethernet було обмежене тим, що багато користувачів конкурували за одну смугу пропускної спроможності в 10 Мбіт/с. Однак з часом були знайдені цікаві рішення, що частково знімають цю проблему. В їх основі лежить використання комутаторів (або Hub’ів), які на відміну від мостів мають велику кількість портів і забезпечують передачу кадрів між декількома портами одночасно. Використовуючи технологію комутованого Ethernet, кожен пристрій одержує виділений канал між собою та портом комутатора. Технологія комутації прижилася в ЛОМ дуже швидко, забезпечуючи передачу даних зі швидкістю каналу зв’язку різним сегментам ЛОМ. Таким чином, комутація дозволила створювати великі мережі з ефективною системою керування.

Система керування, також Система управління (англ. control system) - систематизований набір засобів впливу на підконтрольний об'єкт для досягнення цим об'єктом певної мети. Об'єктом системи керування можуть бути як технічні об'єкти так і люди.



Однак необхідність організації швидкісної магістралі мережі, до якої підключаються окремі комутатори, не відпала. Якщо множина сегментів мережі працюють на швидкості 10 Мбіт/с, то магістраль повинна мати швидкість значно вищу. На початку 90-х років почала відчуватися недостатність ПС Ethernet. Багато сегментів Е на швидкості 10 Мбіт/с стали перевантаженими, час реакції серверів і частота виникаючих колізій зросли, ще більше знижуючи реальну ПС. У відповідь на ці вимоги було розроблено технологію Fast Ethernet зі швидкістю передачі 100 Мбіт/с.
Fast Ethernet (Швидкий Ethernet) - термін, що описує набір стандартів Ethernet для пакетної передачі даних з номінальною швидкістю 100 Мбіт/с, що в 10 разів швидше за початкову для Ethernet швидкість у 10 Мбіт/с.
Спочатку було запропоновано просте рішення задачі побудови магістралі – декілька комутаторів Ethernet зв’язувалися через виту пару або ОВК – так звана колапсована” магістраль. Але виникла проблема, коли треба було зв’язати комутатори на великих відстанях. Її було розв’язано з появою організації виділеного, вільного від колізій ОВК зв’язку. В цьому випадку комутатори могли зв’язуватися на відстані до 2 км.
IV. Закріплення матеріалу:

  1. Чому важливо правильно обирати архітектуру мережі?

  2. Як виникла мережа Ethernet?

  3. Яку назву отримав стандарт Ethernet?

  4. Яке призначення та характеристики специфікації 10Base5?

  5. Яке призначення та характеристики специфікації 10Base2?

  6. Яке призначення та характеристики специфікації 10BaseТ?

  7. Яке призначення та характеристики специфікації 10BaseF?

  8. Які ви знаєте типи кадрів Ethernet?

  9. Назвіть переваги та недоліки стандартів типу Ethernet.


V. Домашнє завдання. Опрацювати конспект.


Скачати 125.58 Kb.

  • Матеріальне забезпечення
  • ІІ. Актуалізація розумової діяльності
  • ІІІ. Викладення нового матеріалу. План
  • Поняття та характеристики Ethernet.
  • 2. Специфікації Ethernet. 10Base5
  • До переваг стандарту 10Base-5 відносяться
  • Тип кадру Ethernet Протоколи
  • 4. Подальший розвиток технології Ethernet