Ethernet i Fast Ethernet adapteri
Karakteristike adaptera
Mrežni adapteri (NIC, kartica sa mrežnim interfejsom) Ethernet i Fast Ethernet mogu se povezati s računarom putem jednog od standardnih sučelja:
- ISA sabirnica (industrijska standardna arhitektura);
- PCI sabirnica (međusobno povezivanje perifernih komponenti);
- Sabirnica za PC karticu (zvana PCMCIA);
Adapteri dizajnirani za sistemsku sabirnicu ISA (okosnicu) nisu tako davno bili glavna vrsta adaptera. Broj kompanija koje proizvode takve adaptere bio je velik, zbog čega su uređaji ove vrste bili najjeftiniji. ISA adapteri su dostupni u 8- i 16-bitnim verzijama. 8-bitni adapteri su jeftiniji, dok su 16-bitni adapteri brži. Istina, razmjena informacija putem ISA sabirnice ne može biti prebrza (u granici - 16 MB / s, u stvarnosti - ne više od 8 MB / s, a za 8 -bitne adaptere - do 2 MB / s). Stoga su za to potrebni brzi Ethernet adapteri, koji zahtijevaju velike brzine prijenosa za učinkovit rad sistemska sabirnica praktično se ne proizvodi. ISA autobus je stvar prošlosti.
PCI sabirnica je sada praktično zamijenila ISA sabirnicu i postaje glavna sabirnica za proširenje računara. Omogućuje 32- i 64-bitnu razmjenu podataka i ima visoku propusnost (teoretski do 264 MB / s), što u potpunosti zadovoljava zahtjeve ne samo Fast Etherneta, već i bržeg Gigabit Etherneta. Takođe je važno da se PCI magistrala koristi ne samo na IBM računarima, već i na PowerMac računarima. Osim toga, podržava Plug-and-Play automatsku konfiguraciju hardvera. Očigledno, u bliskoj budućnosti većina mrežni adapteri ... Nedostatak PCI -a u usporedbi s ISA sabirnicom je to što je broj njegovih utora za proširenje u računaru, po pravilu, mali (obično 3 utora). Ali je tačno mrežni adapteri prvo se povežite na PCI.
Sabirnica PC kartice (stari naziv PCMCIA) do sada se koristi samo u prijenosnim računarima klase prijenosnih računara. Na ovim računarima interna PCI magistrala obično nije usmerena. Interfejs PC kartice omogućava jednostavno povezivanje sa računarom minijaturnih kartica za proširenje, a kurs sa ovim karticama je prilično visok. Međutim, sve više i više laptop računari opremljen sa ugrađenim mrežni adapteri jer mogućnost pristupa mreži postaje sastavni dio standardnog skupa funkcija. Ovi ugrađeni adapteri su ponovo povezani na unutrašnju PCI magistralu računara.
Prilikom odabira mrežni adapter orijentirani na određenu sabirnicu, potrebno je prije svega osigurati da u računaru spojenom na mrežu postoje slobodni utori za proširenje ove sabirnice. Također je potrebno procijeniti mukotrpnost ugradnje kupljenog adaptera i izglede za izdavanje ploča ove vrste. Ovo posljednje može biti potrebno u slučaju kvara adaptera.
Konačno, ima ih još mrežni adapteri povezivanje sa računarom preko paralelnog (štampača) LPT porta. Glavna prednost ovog pristupa je to što ne morate otvarati kućište računara za povezivanje adaptera. Osim toga, u ovaj slučaj adapteri ne zauzimaju resurse računarskog sistema, kao što su prekidni i DMA kanali, kao ni memoriju i adrese uređaja za unos / izlaz. Međutim, brzina razmjene informacija između njih i računala u ovom je slučaju znatno manja nego pri korištenju sistemske sabirnice. Osim toga, potrebno im je više procesorskog vremena za komunikaciju s mrežom, usporavajući tako računar.
U posljednje vrijeme sve se više računara nalazi u kojima mrežni adapteri ugrađen u matičnu ploču. Prednosti ovog pristupa su očite: korisnik ne mora kupiti mrežni adapter i instalirati ga na računalo. Sve što trebate učiniti je spojiti mrežni kabel na vanjski konektor na računaru. Međutim, nedostatak je što korisnik ne može odabrati adapter s najboljim performansama.
Na druge važne karakteristike mrežni adapteri se može pripisati:
- način konfiguriranja adaptera;
- veličina ploče bafer memorija i načine razmjene s njom;
- mogućnost instaliranja stalnog memorijskog čipa na ploču za daljinsko pokretanje (BootROM).
- mogućnost povezivanja adaptera na različite vrste prijenosnih medija (upleteni par, tanki i debeli koaksijalni kabel, optički kabel);
- koristi brzina prijenosa adaptera preko mreže i prisutnost funkcije njegovog prebacivanja;
- mogućnost korištenja adaptera za full-duplex način razmjene;
- kompatibilnost adaptera (tačnije, upravljačkog programa adaptera) sa korišćenim mrežnim softverom.
Korisnička konfiguracija adaptera uglavnom se koristila za adaptere dizajnirane za ISA sabirnicu. Konfiguracija podrazumijeva prilagođavanje upotrebi resursa računarskog sistema (I / O adrese, kanali prekida i direktan pristup memoriji, bafer memorija i udaljena memorija za pokretanje). Konfiguracija se može izvršiti postavljanjem prekidača (kratkospojnika) u željeni položaj ili korištenjem DOS konfiguracijskog programa isporučenog s adapterom (Jumperless, konfiguracija softvera). Prilikom pokretanja takvog programa, od korisnika se traži da postavi konfiguraciju hardvera pomoću jednostavnog izbornika: odaberite parametre adaptera. Isti program vam omogućava da napravite samotestiranje adapter. Odabrani parametri se spremaju u trajnu memoriju adaptera. U svakom slučaju, pri odabiru parametara morate izbjegavati sukobe s sistemske uređaje računara i sa drugim karticama za proširenje.
Adapter se također može automatski konfigurirati u Plug-and-Play načinu rada pri uključivanju računala. Moderni adapteri obično podržavaju ovaj način rada, pa ih korisnik može lako instalirati.
U najjednostavnijim adapterima, razmjena s internom memorijskom memorijom adaptera (Adapter RAM) vrši se kroz adresni prostor I / O uređaja. U tom slučaju nije potrebna dodatna konfiguracija memorijskih adresa. Osnovna adresa međuspremnika dijeljene memorije mora biti navedena. Dodeljuje se području gornje memorije računara (
Ethernet uprkos
uprkos svom uspjehu, nikada nije bio elegantan.
Mrežne kartice imaju samo rudimentarne vrijednosti
koncept inteligencije. Oni zaista
prvo pošaljite paket, pa tek onda
provjerite je li još netko prenio podatke
istovremeno sa njima. Neko je uporedio Ethernet sa
društvo u kojem ljudi mogu komunicirati
jedni s drugima samo kad svi vrište
istovremeno.
Kao on
prethodnik, Fast Ethernet koristi metodu
CSMACD (Carrier Sense Multiple Access with
Detekcija sudara - okruženja sa više pristupa sa
otkrivanje nosača i detekcija sudara).
Iza ove duge i nerazumljive kratice
skrivajući vrlo jednostavnu tehnologiju. Kada
tada bi Ethernet ploča trebala poslati poruku
prvo čeka tišinu, zatim
šalje paket i sluša u isto vrijeme, ne
da li je neko poslao poruku
istovremeno sa njim. Ako se to tada dogodilo
oba paketa ne stižu do primaoca. Ako
nije došlo do sudara, ali tablu treba nastaviti
prenose podatke i dalje čekaju
opet nekoliko mikrosekundi
pokušat će poslati novu grupu. to
napravljeno kako bi se osiguralo da i druge ploče
mogao raditi, a niko nije uspio uhvatiti
kanal ima monopol. U slučaju sudara, oboje
uređaji za malo utihnu
generiran vremenski raspon
nasumično, a zatim uzmite
novi pokušaj prijenosa podataka.
Zbog sudara, ni jedno ni drugo
Ethernet niti Fast Ethernet nikada neće moći postići
njegove maksimalne performanse 10
ili 100 Mbps. Čim počne
povećanje mrežnog prometa, privremeno
kašnjenja između slanja pojedinačnih paketa
su smanjeni, a broj sudara
povećava. Real
Ethernet performanse ne mogu premašiti
70% njegove potencijalne propusnosti
sposobnosti, a možda čak i niže ako je linija
ozbiljno preopterećen.
Ethernet koristi
veličina paketa je 1516 bajtova, što je u redu
odgovara kada je prvi put kreiran.
Danas se to smatra nedostatkom kada
Ethernet se koristi za komunikaciju
serveri kao serveri i komunikacione linije
imaju tendenciju velike razmjene
broj malih paketa koji
preopterećuje mrežu. Osim toga, Fast Ethernet
nameće ograničenje udaljenosti između
povezani uređaji - ne više od 100
metara i prisiljava da se pokaže
dodatni oprez kada
projektovanje takvih mreža.
Ethernet je bio prvi
dizajnirano na osnovu topologije sabirnica,
kada su svi uređaji bili povezani na zajednički
kabel, tanak ili debeo. Aplikacija
upleteni par je samo djelomično promijenio protokol.
Kada koristite koaksijalni kabel
sudar su svi odmah utvrdili
stanice. U slučaju upredenog para
upotrijebite signal "jam" čim prije
stanica detektuje sudar, a zatim ga
šalje signal čvorištu, koje je unutra
zauzvrat šalje "džem" svima
uređaji povezani na njega.
To
smanjenje zagušenja, Ethernet mreže
podijeliti na segmente koji
ujediniti s mostovima i
ruteri. To vam omogućava prijenos
samo neophodan promet između segmenata.
Poruka je prošla između dva
stanice u jednom segmentu neće
prebačen na drugu osobu i neće moći da je pozove
preopterećenje.
Danas u
izgradnja centralnog autoputa,
objedinjavanje servera
komutirani Ethernet. Ethernet prekidači mogu
smatra se velikom brzinom
multiport mostovi koji su u mogućnosti
samostalno odrediti koji od njegovih
portove kojima se paket adresira. Switch
gleda zaglavlja paketa i tako dalje
sastavlja tablicu koja definira
gdje je ovaj ili onaj pretplatnik sa takvim
fizička adresa. Ovo dozvoljava
ograničiti opseg paketa
i smanjiti vjerovatnoću prelijevanja,
slanje samo na odgovarajući port. Samo
emitovani paketi se šalju putem
sve portove.
100BaseT
- veliki brat 10BaseT
Tehnološka ideja
Fast Ethernet je rođen 1992. U avgustu
sljedeće godine grupa proizvođača
spojen u Fast Ethernet Alliance (FEA).
Cilj FEA -e je bio dobiti
Formalno odobrenje za brzi Ethernet od strane odbora
802.3 Institut inženjera elektrotehnike i
radio elektronika (Institut za elektriku i elektroniku
Inženjeri, IEEE), od ovog odbora
bavi se standardima za Ethernet. Sreća
praćen novom tehnologijom i
za podršku savezu: u junu 1995
sve formalne procedure su završene, i
Fast Ethernet tehnologija je dobila ime
802.3u.
WITH lagana ruka IEEE
Brzi Ethernet se naziva 100BaseT. To je objašnjeno
jednostavno: 100BaseT je proširenje
10BaseT standard sa propusnošću od
10M bps do 100 Mbps. Standard 100BaseT uključuje
u protokol za obradu višestrukih
pristup u smislu prijevoznika i
CSMA / CD detekcija sudara (Carrier Sense Multiple
Pristup s otkrivanjem sudara), koji se također koristi u
10BaseT. Osim toga, Fast Ethernet može raditi
nekoliko vrsta kabela, uključujući
upleteni par. Obje ove nekretnine su nove
standardi su veoma važni za potencijal
kupcima, i zahvaljujući njima 100BaseT
ispostavlja se kao dobar način za migraciju mreža
zasnovano na 10BaseT.
Glavni
prodajno mjesto za 100BaseT
je da je Fast Ethernet zasnovan na
nasleđena tehnologija. Od Fast Ethernet -a
koristi se isti protokol prijenosa
poruke kao u starijim verzijama Etherneta i
kablovski sistemi ovih standarda
kompatibilno, za prelazak na 100BaseT sa 10BaseT
potrebno
manji
kapitalna ulaganja nego za instalaciju
druge vrste mreža velike brzine. osim
Osim toga, budući da je 100BaseT
nastavak starog Ethernet standarda, sve
alate i procedure
analizu mreže, kao i sve
softvera radi na
starije Ethernet mreže moraju biti
zadržati radnu sposobnost.
Stoga će okruženje 100BaseT biti poznato
mrežni administratori sa iskustvom
sa Ethernetom. To znači da će trajati obuka osoblja
manje vremena i koštat će značajno
jeftinije.
OČUVANJE
PROTOKOLA
Možda,
najveća praktična upotreba novog
tehnologija donijela odluku o odlasku
protokol prijenosa poruka nepromijenjen.
Protokol prijenosa poruka, u našem slučaju
CSMA / CD, definira način na koji se podaci unose
prenosi se preko mreže s jednog čvora na drugi
preko kablovskog sistema. U ISO / OSI modelu
CSMA / CD protokol je dio sloja
kontrola pristupa medijima (MAC).
Na ovoj razini format je definiran u
gdje se informacije prenose putem mreže, i
način na koji mrežni uređaj dobija
pristup mreži (ili upravljanje mrežom) za
prenos podataka.
Naziv CSMA / CD -a
mogu se podijeliti na dva dijela: Carrier Sense Multiple Access
i Detekcija sudara. Od prvog dijela imena možete
zaključiti kako čvor s mrežom
adapter određuje trenutak kada to čini
treba poslati poruku. U skladu sa
CSMA protokol, mrežni čvor prvi "sluša"
mreže kako bi se utvrdilo prenosi li se poruka
ovaj trenutak bilo koju drugu poruku.
Ako čujete zvuk mobilnog operatera,
to znači da je mreža trenutno zauzeta drugom mrežom
poruka - mrežni čvor prelazi u način rada
čeka i prebiva u njoj do mreže
će biti pušten. Kad dođe mreža
tišine, čvor počinje emitirati.
U stvari, podaci se šalju na sve čvorove
mreže ili segmenta, ali ih prihvaća samo
čvor na koji su upućeni.
Detekcija sudara -
drugi dio imena koristi se za rješavanje
situacije u kojima dva ili više čvorova pokušavaju
slanje poruka istovremeno.
Prema CSMA protokolu, svi su spremni za to
prijenos, čvor prvo mora slušati mrežu,
da utvrdi da li je slobodna. Ali,
ako dva čvora slušaju istovremeno,
obojica odlučuju da je mreža besplatna i kreću
prenositi svoje pakete u isto vrijeme. U ovom
situacije prenose podatke
preklapaju se (mreža
inženjeri to nazivaju sukobom), a ne jedan jedini
iz poruka ne stiže do tačke
odredište. Za otkrivanje sudara potreban je čvor
slušao mrežu i nakon prijenosa
paket. Ako se pronađe sukob, onda
čvor ponavlja prijenos putem nasumičnog odabira
odabrani vremenski period i
ponovo provjerava da li je došlo do sukoba.
TRI VRSTA BRZOG ETERNETA
Kao i
očuvanje CSMA / CD protokola, drugo važno
rješenje je bilo dizajnirati 100BaseT ovako
na takav način da se može primijeniti
kablovi različite vrste- poput onih koji
se koriste u starijim verzijama Etherneta i
noviji modeli. Standard definiše tri
modifikacije za rad
različite vrste kablova za brzi Ethernet: 100BaseTX, 100BaseT4
i 100BaseFX. Izračunavaju se izmjene 100BaseTX i 100BaseT4
upleteni par, a 100BaseFX je dizajniran za
optički kabel.
100BaseTX standard
potrebna su dva para UTP ili STP. Jedan
par se koristi za prijenos, a drugi za
recepcija. Ove uslove ispunjavaju dva
glavni kabelski standard: EIA / TIA-568 UTP
Kategorija 5 i STP tip 1 od IBM -a. U 100BaseTX
atraktivna odredba
puni dupleksni način rada sa
mrežni serveri, kao i upotreba
samo dva od četiri para osam jezgara
kabel - preostala su dva para
besplatno i može se koristiti u
dodatno osnažiti
mreže.
Međutim, ako vi
radit ću sa 100BaseTX -om, koristeći for
ovog ožičenja kategorije 5, onda biste trebali
znati o njegovim nedostacima. Ovaj kabel
skuplji od ostalih osmožilnih kabela (na primjer
Kategorija 3). Takođe, raditi s tim
potrebna je upotreba punchdown blokova (punchdown
blokovi), konektore i patch panele,
ispunjavaju zahtjeve kategorije 5.
Treba dodati da za podršku
full duplex mode bi trebao
instalirajte dupleks prekidače.
100BaseT4 standard
razlikuje se u mekšim zahtjevima za
kabel koji koristite. Razlog za to je
činjenica da 100BaseT4 koristi
sva četiri para osmožilnog kabla: jedan
za prijenos, drugi za prijem i
preostale dvije rade kao prijenos,
i na recepciji. Dakle, u 100BaseT4 i prijemu,
a prijenos podataka može se izvršiti putem
tri para. Razlaganjem 100 Mbps u tri para,
100BaseT4 smanjuje frekvenciju signala, pa
za njegovo prenošenje dovoljno je i manje
visokokvalitetni kabel. Za implementaciju
Za 100BaseT4 mreže, UTP kategorija 3 i
5, kao i UTP kategorija 5 i STP tip 1.
Prednost
100BaseT4 je manje krut
zahtjevi za ožičenje. Kategorija 3 i
4 su češće, a osim toga i one
znatno jeftinije od kablova
Stvari iz kategorije 5 koje morate imati na umu prije
početak instalacijskih radova. Nedostaci su
su da 100BaseT4 zahtijeva sva četiri
parova i to je puni dupleks
nije podržano protokolom.
Fast Ethernet uključuje
takođe standard za rad sa multimodom
optičko vlakno sa jezgrom od 62,5 mikrona i 125 mikrona
ljuska. 100BaseFX standard je fokusiran na
uglavnom na prtljažniku - za povezivanje
Brzi Ethernet repetitori unutar jednog
zgrada. Tradicionalne prednosti
optički kabel je sastavni dio standarda
100BaseFX: imunitet na elektromagnete
buka, poboljšana zaštita podataka i velika
udaljenost između mrežnih uređaja.
RUNNER
KRATKE UDALJENOSTI
Iako Fast Ethernet i
nastavak je Ethernet standarda,
nema migracije sa 10BaseT na 100BaseT
smatrati mehaničkom zamjenom
opremu - za to mogu
potrebne su promjene u topologiji mreže.
Teoretski
granica prečnika segmenta Brze mreže Ethernet
je 250 metara; tek je 10
posto teoretske granice veličine
Ethernet mreža (2500 metara). Ovo ograničenje
proizilazi iz prirode CSMA / CD protokola i
brzina prijenosa 100Mbit / s.
Šta već
zabilježeno ranije prenošenje podataka
radna stanica mora slušati mrežu na
prođe vreme da se uverite
da su podaci stigli na odredišnu stanicu.
Na Ethernet mreži sa propusnošću od 10
Vremenski interval Mbps (na primjer 10Base5),
potrebna radna stanica za
osluškivanje mreže radi sukoba,
određena udaljenošću koja je 512-bitna
okvir (veličina okvira navedena je u Ethernet standardu)
će proći tokom obrade ovog okvira do
radna stanica. Za Ethernet sa propusnošću
sa kapacitetom od 10 Mbit / s, ovo rastojanje je
2500 metara.
Na drugoj strani,
isti 512-bitni okvir (standard 802.3u
tada određuje okvir iste veličine kao 802.3
je u 512 bita), prenosi radni
stanica u Fast Ethernet mreži, proći će samo 250 m,
pre nego što je radna stanica završi
obrada. Da je prijemna stanica
uklonjen sa odašiljačke stanice od strane
udaljenost preko 250 m, tada bi okvir mogao
doći u sukob sa drugim okvirom
linije negdje dalje i odašiljanje
stanica, nakon što je završila prijenos, više nije
bi prihvatili ovaj sukob. Zbog toga
najveći promjer 100BaseT mreže je
250 metara.
To
koristite dozvoljenu udaljenost,
za povezivanje su vam potrebna dva repetitora
svi čvorovi. Prema standardu,
maksimalna udaljenost između čvora i
repetitor je 100 metara; u Fast Ethernet -u,
kao u 10BaseT -u, udaljenost između
čvorište i radna stanica nisu
mora prelaziti 100 metara. Ukoliko
spojni uređaji (repetitori)
uvesti dodatna kašnjenja, stvarno
radna udaljenost između čvorova može
biti još manji. Zbog toga
čini se razumnim uzeti sve
udaljenosti s određenom marginom.
Za rad na
morat će se kupiti velike udaljenosti
optički kabel. Na primjer, oprema
100BaseFX u poludupleksnom režimu dozvoljava
spojite prekidač na drugi prekidač
ili terminalna stanica koja se nalazi na
udaljenosti do 450 metara jedan od drugog.
Sa instaliranim punim dupleksom 100BaseFX, možete
uključite dva mrežna uređaja
udaljenost do dva kilometra.
KAKO
INSTALIRAJTE 100BASET
Pored kablova,
o čemu smo već govorili za instaliranje Fast -a
Ethernet mrežni adapteri su potrebni za
radne stanice i serveri, čvorišta
100BaseT i možda neki
100BaseT prekidači.
Adapteri,
potrebno za organizaciju 100BaseT mreže,
nazivaju se 10/100 Mbps Ethernet adapteri.
Ovi adapteri su sposobni (ovaj zahtjev
standard 100BaseT) nezavisno razlikuju 10
Mbps od 100 Mbps. Da služi grupi
servere i radne stanice prebačene na
100BaseT, 100BaseT čvorište je takođe potrebno.
Kada je uključeno
server ili PC sa
adapter 10/100, ovaj daje signal,
najavljujući šta može pružiti
propusni opseg 100Mbps. Ako
prijemna stanica (najvjerovatnije ovo
bit će i čvorište) također je dizajniran za
raditi sa 100BaseT -om, dat će signal kao odgovor,
na koje i čvorište i računar ili server
automatski prelazi u način rada 100BaseT. Ako
čvorište radi samo s 10BaseT -om, ali ne
vraća signal i PC ili server
automatski će se prebaciti u način rada 10BaseT.
Kada
male konfiguracije 100BaseT mogu biti
upotrijebite most 10/100 ili ga prebacite
omogućit će komunikaciju dijela mreže s kojim radi
100BaseT, sa već postojećom mrežom
10BaseT.
Varanje
BRZINA
Sumirajući sve
gore navedeno, primjećujemo da, kako nam se čini,
Brzi Ethernet je najbolji za rješavanje problema
velika vršna opterećenja. Na primjer, ako
neki korisnici rade sa CAD -om ili
programe za obradu slika i
potrebno povećanje protoka
mogućnost, tada Fast Ethernet može biti
dobar izlaz. Međutim, ako
problemi uzrokovani viškom
korisnika na mreži, tada se pokreće 100BaseT
usporiti razmjenu informacija na oko 50%
opterećenje mreže - drugim riječima, isto
nivo kao 10BaseT. Ali na kraju jeste
na kraju krajeva, ništa više od proširenja.
Testna laboratorija ComputerPress testirala je 10/100 Mbit / s mrežne kartice za PCI sabirnicu, dizajnirane za upotrebu na radnim stanicama 10/100 Mbit / s. Odabrane su najčešće korištene kartice s protokom od 10/100 Mbit / s, jer se, prvo, mogu koristiti u Ethernet, Fast Ethernet i mješovitim mrežama, a kao drugo, obećavajućoj Gigabit Ethernet tehnologiji (propusnost do 1000 Mbit / s) se i dalje najčešće koristi za povezivanje moćnih servera s mrežnom opremom jezgre mreže. Izuzetno je važno koja se kvalitetna pasivna mrežna oprema (kablovi, utičnice itd.) Koristi na mreži. Dobro je poznato da iako je kabel upletene parice 3 kategorije dovoljan za Ethernet mreže, kategorija 5 je potrebna za brzi Ethernet. Rasipanje signala, loša otpornost na šum mogu značajno smanjiti propusnost mreže.
Svrha testiranja je bila utvrditi, prije svega, indeks efektivnih performansi (Performance / Efficiency Index Ratio - omjer P / E -indeksa), pa tek onda - apsolutnu vrijednost propusnosti. P / E indeks izračunava se kao omjer propusnosti mrežne kartice u Mbps prema postotku iskorištenosti CPU -a. Ovaj indeks je industrijski standard za određivanje performansi mrežnih adaptera. Uveden je kako bi se uzelo u obzir korištenje mrežnih kartica resursa CPU -a. To je zato što neki proizvođači mrežnih adaptera pokušavaju maksimizirati performanse koristeći više ciklusa procesora na računaru za obavljanje mrežnih operacija. Niska upotreba procesora i relativno velika propusnost bitni su za pokretanje kritičnih poslovnih i multimedijskih aplikacija, kao i za zadatke u stvarnom vremenu.
Testirali smo kartice koje se trenutno najčešće koriste za radne stanice u korporativnim i lokalnim mrežama:
- D-Link DFE-538TX
- SMC EtherPower II 10/100 9432TX / MP
- 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM
- Compex RL 100ATX
- Intel EtherExpress PRO / 100 + upravljanje
- CNet PRO-120
- NetGear FA 310TX
- Allied Telesyn AT 2500TX
- Surecom EP-320X-R
Glavne karakteristike testiranih mrežnih adaptera date su u tablici. 1. Objasnimo neke pojmove korištene u tabeli. Automatsko otkrivanje brzine veze znači da adapter sam određuje najveću moguću brzinu rada. Osim toga, ako je podržano automatsko prepoznavanje, dodatna konfiguracija nije potrebna pri prelasku s Etherneta na Brzi Ethernet i obrnuto. To je od sistemski administrator nema potrebe za ponovnim konfiguriranjem adaptera i ponovnim učitavanjem upravljačkih programa.
Bus Master podrška omogućava prijenos podataka direktno između mrežne kartice i memorije računara. Time se centralni procesor oslobađa za druge operacije. Ova nekretnina je postala de facto standard. Nije ni čudo što sve poznate mrežne kartice podržavaju način rada Bus Master.
Daljinsko buđenje (Wake on LAN) omogućava vam uključivanje računara preko mreže. Odnosno, postaje moguće servisirati računar van radnog vremena. U tu svrhu koriste se tro-pinski konektori na matičnoj ploči i mrežni adapter koji su spojeni posebnim kabelom (uključeni su u komplet za isporuku). Osim toga, potreban je poseban softver za kontrolu. Wake on LAN tehnologiju je razvila alijansa Intel-IBM.
Način potpunog dupleksa omogućuje istovremeni prijenos podataka u oba smjera, poludupleks - samo u jednom smjeru. Dakle, maksimalni mogući protok u punom dupleksnom načinu je 200 Mbps.
DMI (Desktop Management Interface) pruža mogućnost dobijanja informacija o konfiguraciji i resursima računara pomoću softvera za upravljanje mrežom.
Podrška za specifikaciju WfM (Wired for Management) omogućava mrežnom adapteru interakciju sa softverom za upravljanje mrežom i administraciju.
Za daljinsko pokretanje računarskog OS -a putem mreže, mrežni adapteri se isporučuju sa posebnom BootROM memorijom. Ovo omogućava efikasno korištenje bežičnih radnih stanica na mreži. Većina testiranih kartica imale su samo BootROM slot; sam BootROM je obično zasebno naručena opcija.
Podrška za ACPI (Interface Power Interface za naprednu konfiguraciju) pomaže u smanjenju potrošnje energije. ACPI je nova tehnologija za upravljanje napajanjem. Zasniva se na upotrebi hardvera i softvera. U osnovi, Wake on LAN je sastavni dio ACPI -ja.
Vlasnička sredstva za povećanje produktivnosti mogu povećati efikasnost mrežne kartice. Najpoznatiji od njih su 3Com Parallel Tasking II i Adaptive. Tehnološka kompanija Intel. Ta sredstva su obično patentirana.
Podršku za glavne operativne sisteme pružaju gotovo svi adapteri. Glavni operativni sistemi uključuju: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager i druge.
Nivo servisne podrške procjenjuje se prema dostupnosti dokumentacije, disketi s upravljačkim programima i mogućnosti preuzimanja najnovijih upravljačkih programa s web stranice kompanije. Pakovanje takođe igra važnu ulogu. S ovog gledišta, po našem mišljenju, najbolje su mreže D-Link adapteri, Allied Telesyn i Surecom. Ali općenito, nivo podrške bio je zadovoljavajući za sve kartice.
Obično jamstvo pokriva cijeli vijek trajanja adaptera za napajanje (doživotna garancija). Ponekad je to ograničeno na 1-3 godine.
Metodologija ispitivanja
Svi testovi su koristili najnovije upravljačke programe za mrežne kartice preuzete sa odgovarajućih Internet servera odgovarajućih dobavljača. U slučaju kada je upravljački program mrežne kartice dopustio bilo kakva prilagođavanja i optimizacije, korištene su zadane postavke (osim za Intel mrežni adapter). Imajte na umu da su najbogatiji dodatne funkcije a funkcije pružaju kartice i odgovarajući upravljački programi iz 3Com -a i Intela.
Performanse su mjerene pomoću Novell -ovog uslužnog programa Perform3. Princip rada pomoćnog programa je da se mala datoteka kopira s radne stanice na zajednički mrežni pogon na poslužitelju, nakon čega ostaje u predmemoriji datoteka poslužitelja i odatle se čita mnogo puta u određenom vremenskom periodu. Ovo vam omogućava da ostvarite interakciju memorija-memorija-memorija i eliminirate utjecaj kašnjenja diska. Parametri pomoćnog programa uključuju početnu veličinu datoteke, konačnu veličinu datoteke, korak promjene veličine i vrijeme testiranja. Pomoćni program Novell Perform3 prikazuje vrijednosti performansi s različitim veličinama datoteka, prosječnim i maksimalne performanse(u KB / s). Za konfiguriranje pomoćnog programa korišteni su sljedeći parametri:
- Početna veličina datoteke - 4095 bajtova
- Konačna veličina datoteke - 65,535 bajtova
- Povećanje datoteke - 8192 bajta
Vrijeme ispitivanja za svaku datoteku bilo je postavljeno na dvadeset sekundi.
Svaki eksperiment koristio je par identičnih mrežnih kartica, jedna na serveru, a druga na radnoj stanici. Čini se da to nije u skladu s uobičajenom praksom, jer poslužitelji obično koriste specijalizirane mrežne adaptere s nizom dodatnih funkcija. Ali upravo na ovaj način - iste mrežne kartice instalirane su i na serveru i na radnim stanicama - testiranje provode sve poznate svjetske laboratorije za testiranje (KeyLabs, Tolly Group itd.). Rezultati su nešto niži, ali eksperiment se pokazao čistim, jer samo analizirane mrežne kartice rade na svim računarima.
Konfiguracija klijenta Compaq DeskPro EN:
- Pentium II 450 MHz procesor
- keš memorija 512 KB
- RAM 128 MB
- tvrdi disk 10 GB
- operativni sistem Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
- TCP / IP protokol.
Konfiguracija Compaq DeskPro EP servera:
- Celeron 400 MHz procesor
- RAM 64 MB
- tvrdi disk 4,3 GB
- operativni sistem Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
- TCP / IP protokol.
Testiranje je provedeno na računarima spojenim direktno UTP crossover kablom kategorije 5. Tokom ovih testova kartice su radile u 100Base-TX Full Duplex modu. U ovom načinu rada propusnost je nešto veća zbog činjenice da se dio servisnih informacija (na primjer, potvrda o prijemu) prenosi istovremeno s korisne informaciječija se zapremina procjenjuje. U tim uslovima bilo je moguće zabilježiti prilično visoke vrijednosti propusnosti; na primjer, 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM adapter ima prosjek 79,23 Mbps.
Opterećenje procesora je mjereno na serveru pomoću Windows uslužni programi NT Performance Monitor; podaci su zapisani u datoteku dnevnika. Pomoćni program Perform3 pokrenut je na klijentu kako ne bi utjecao na opterećenje procesora poslužitelja. Kao procesor serverskog računara korišćen je Intel Celeron čije su performanse znatno niže od performansi procesora Pentium II i III. Intel Celeron korišten je namjerno: činjenica je da se, budući da se opterećenje procesora određuje s dovoljno velikom apsolutnom greškom, u slučaju velikih apsolutnih vrijednosti, relativna greška pokazuje manjom.
Nakon svakog testa, uslužni program Perform3 rezultate svog rada smješta u tekstualnu datoteku kao skup podataka sljedećeg oblika:
65535 bajtova. 10491,49 KBps. 10491,49 Zbirni KBps. 57343 bajtova. 10844,03 KBps. 10844,03 Zbirni KBps. 49151 bajtova. 10737,95 KBps. 10737,95 Zbirni KBps. 40959 bajtova. 10603.04 KBps. 10603.04 Zbirni KBps. 32767 bajtova. 10497,73 KBps. 10497,73 Zbirni KBps. 24575 bajtova. 10220,29 KBps. 10220,29 Zbirni KBps. 16383 bajtova. 9573.00 KBps. 9573,00 Zbirni KBps. 8191 bajta. 8195.50 KBps. 8195,50 Zbirni KBps. 10844,03 Maximum KBps. 10145,38 Prosječna KBp.
Prikazuje se veličina datoteke, odgovarajući protok za odabranog klijenta i za sve klijente (u ovom slučaju postoji samo jedan klijent), kao i maksimalna i prosječna propusnost tokom testa. Dobivene prosječne vrijednosti za svaki test pretvorene su iz KB / s u Mbit / s koristeći formulu:
(KB x 8) / 1024,
a vrijednost P / E indeksa izračunata je kao omjer protoka i opterećenja procesora u postocima. Nakon toga je prosječna vrijednost P / E indeksa izračunata na osnovu rezultata tri mjerenja.
Korištenjem uslužnog programa Perform3 na radnoj stanici Windows NT pojavio se sljedeći problem: osim što je pisala na mrežni pogon, datoteka je zapisana i u lokalnu predmemoriju datoteka, iz koje se kasnije vrlo brzo čitala. Rezultati su bili impresivni, ali nerealni, jer nije bilo prijenosa podataka per se preko mreže. Da bi aplikacije tretirale dijeljene mrežne pogone kao obične lokalne pogone, operativni sistem koristi posebnu mrežnu komponentu - preusmjerivač koji preusmjerava I / O zahtjeve preko mreže. U normalnim radnim uslovima, prilikom izvršavanja procedure za pisanje datoteke na deljeni mrežni disk, preusmeravač koristi algoritam keširanja Windows NT. Zato, prilikom pisanja na server, piše i u lokalnu predmemoriju datoteka klijentske mašine. A za testiranje je potrebno da se keširanje vrši samo na poslužitelju. Da bi se spriječilo keširanje na klijentskom računaru, promijenjene su vrijednosti parametara u Windows NT registru, što je omogućilo onemogućavanje predmemoriranja koje je izvršio redirektor. Evo kako je to učinjeno:
- Putanja registra:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ Rdr \ Parameters
Naziv parametra:
UseWriteBehind omogućuje optimizaciju zapisivanja datoteka koje se pišu
Upišite: REG_DWORD
Vrijednost: 0 (zadano: 1)
- Putanja registra:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ Lanmanworkstation \ Parametri
Naziv parametra:
UtilizeNTCaching određuje hoće li redirektor koristiti upravitelj predmemorije Windows NT za keširanje sadržaja datoteke.
Vrsta: REG_DWORD Vrijednost: 0 (zadano: 1)
Intel EtherExpress PRO / 100 + mrežni adapter za upravljanje
Propusnost kartice i upotreba procesora su skoro isti kao kod 3Com -a. Prozori za postavljanje parametara ove karte prikazani su ispod.
Novi Intel 82559 kontroler na ovoj kartici pruža vrlo visoke performanse, posebno u Fast Ethernet mrežama.
Tehnologija koju Intel koristi u svojoj Intel EtherExpress PRO / 100 + kartici naziva se prilagodljiva tehnologija. Suština metode je automatska promjena vremenskih intervala između Ethernet paketa, ovisno o opterećenju mreže. Kako se zagušenje mreže povećava, udaljenost između pojedinih Ethernet paketa se dinamički povećava, što smanjuje kolizije i povećava propusnost. S malim opterećenjem mreže, kada je vjerojatnost sudara mala, vremenski intervali između paketa se smanjuju, što također dovodi do povećanja performansi. Prednosti ove metode trebale bi biti najveće u velikim kolizijskim Ethernet segmentima, odnosno u slučajevima gdje čvorišta, a ne svičevi, dominiraju topologijom mreže.
Intelova nova tehnologija, nazvana Priority Packet, omogućava podešavanje prometa putem mrežne kartice prema prioritetima pojedinačnih paketa. Ovo pruža mogućnost povećanja brzine prijenosa podataka za kritične aplikacije.
Pruža se podrška za VLAN (IEEE 802.1Q standard).
Na ploči postoje samo dva indikatora - rad / veza, brzina 100.
www.intel.com
SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX / MP mrežni adapter
Arhitektura ove kartice koristi dvije obećavajuće tehnologije SMC SimulTasking i Programmable InterPacket Gap. Prva tehnologija je slična tehnologiji 3Com Parallel Tasking. Upoređujući rezultate ispitivanja kartica ova dva proizvođača, možemo zaključiti o stepenu efikasnosti implementacije ovih tehnologija. Imajte na umu i da je ova mrežna kartica pokazala treći rezultat po performansama i P / E indeksu, nadmašujući sve kartice osim 3Com i Intel.
Na kartici postoje četiri LED indikatora: brzina 100, prijenos, veza, dupleks.
Glavna web stranica kompanije je www.smc.com
Fast Ethernet
Fast Ethernet - IEEE 802.3 u specifikacija koja je službeno usvojena 26. oktobra 1995. definira protokolarni standard sloj veze za mreže koje rade i bakrenim i optičkim kablovima brzinom od 100 Mb / s. Nova specifikacija je nasljednik IEEE 802.3 Ethernet standarda, koristeći isti format okvira, mehanizam pristupa medijima CSMA / CD i topologiju zvijezda. Nekoliko konfiguracijskih elemenata fizičkog sloja razvilo se kako bi se povećala propusnost, uključujući vrste kabela, dužine segmenata i broj čvorišta.
Brza Ethernet struktura
Da biste bolje razumjeli rad i razumjeli interakciju Fast Ethernet elemenata, pogledajte sliku 1.
Slika 1. Fast Ethernet sistem
Podsloj Logic Link Control (LLC)
U specifikaciji IEEE 802.3 u, funkcije sloja veze podijeljene su u dva podsloja: kontrola logičke veze (LLC) i sloj srednjeg pristupa (MAC), o čemu će biti riječi u nastavku. LLC, čije su funkcije definirane standardom IEEE 802.2, zapravo pruža međusobno povezivanje s protokolima višeg nivoa (na primjer, IP ili IPX), pružajući različite komunikacijske usluge:
- Usluga bez uspostavljanja veze i potvrda o prijemu. Jednostavna usluga koja ne pruža kontrolu protoka ili kontrolu grešaka i ne jamči ispravnu isporuku podataka.
- Usluga orijentirana na povezivanje. Apsolutno pouzdana usluga koja jamči ispravnu isporuku podataka uspostavljanjem veze sa prijemnim sistemom prije početka prijenosa podataka i korištenjem mehanizama za kontrolu grešaka i protoka podataka.
- Usluga bez povezivanja sa potvrdama. Umjereno složena usluga koja koristi potvrdne poruke kako bi osigurala isporuku, ali ne uspostavlja veze dok se ne pošalju podaci.
Na prenosnom sistemu, nizvodne podatke iz protokola mrežnog sloja prvo inkapsulira LLC podsloj. Standard ih naziva protokolarna jedinica podataka (PDU). Kada se PDU preda MAC podsloju, gdje se ponovo uokviri zaglavljem i objavi informacijom, u ovom se trenutku tehnički može nazvati okvirom. Za Ethernet paket to znači da okvir 802.3 sadrži i trobajtno LLC zaglavlje pored podataka o mrežnom sloju. Tako se maksimalno dozvoljena dužina podataka u svakom paketu smanjuje sa 1500 na 1497 bajtova.
Zaglavlje LLC preduzeća sastoji se od tri polja:
U nekim slučajevima LLC okviri igraju manju ulogu u procesu mrežne komunikacije. Na primjer, na mreži koja koristi TCP / IP zajedno s drugim protokolima, jedina funkcija LLC -a mogla bi biti dopustiti 802,3 okvira da sadrže SNAP zaglavlje, poput Ethertype -a, što ukazuje na protokol mrežnog sloja na koji okvir treba biti poslan. U ovom slučaju, svi PDU -ovi LLC preduzeća koriste format informacija bez numeracije. Međutim, drugi protokoli višeg nivoa zahtijevaju napredniju uslugu od LLC-a. Na primjer, NetBIOS sesije i nekoliko NetWare protokola šire koriste usluge LLC-a vezane za povezivanje.
SNAP zaglavlje
Sistem za prijem treba da odredi koji od protokola mrežnog sloja treba da primi dolazne podatke. 802.3 paketi unutar LLC PDU -a koriste drugi protokol koji se naziva Pod -MrežaPristupProtokol (SNAP, Protokol za pristup podmreži).
SNAP zaglavlje ima 5 bajtova i nalazi se odmah iza zaglavlja LLC u polju podataka okvira 802.3, kao što je prikazano na slici. Zaglavlje sadrži dva polja.
Kôd organizacije. ID organizacije ili dobavljača je trobajtno polje koje ima istu vrijednost kao prva 3 bajta pošiljateljeve MAC adrese u zaglavlju 802.3.
Lokalni kod. Lokalni kod je dvobajtno polje koje je funkcionalno ekvivalentno polju Ethertype u zaglavlju Ethernet II.
Odgovarajući podnivo
Kao što je ranije rečeno, Fast Ethernet je evolucijski standard. MAC dizajniran za AUI sučelje mora biti mapiran za MII sučelje koje se koristi u Fast Ethernetu, čemu služi ovaj podsloj.
Kontrola pristupa medijima (MAC)
Svaki čvor u Fast Ethernet mreži ima kontroler pristupa mediju (MedijiPristupKontroler- MAC). MAC je ključan za Fast Ethernet i ima tri svrhe:
Najvažniji od tri dodijeljena MAC -a je prvi. Za bilo koje mrežna tehnologija koja koristi zajednički medij, njegova glavna karakteristika su pravila pristupa mediju koja određuju kada čvor može prenositi. Nekoliko odbora IEEE -a uključeno je u razvoj pravila za pristup okolišu. Odbor 802.3, koji se često naziva i Ethernet odbor, definira LAN standarde koji koriste pravila koja se nazivaju CSMA /CD(Višestruki pristup Carrier Sense -a s otkrivanjem sudara).
CSMS / CD su pravila pristupa medijima i za Ethernet i za Fast Ethernet. Upravo se u tom području dvije tehnologije potpuno podudaraju.
Budući da svi čvorovi u Fast Ethernetu dijele isti medij, mogu slati samo kada je njihov red. Ovaj red je definiran CSMA / CD pravilima.
CSMA / CD
MAC Fast Ethernet kontroler sluša na nosaču prije slanja. Nosilac postoji samo kada drugi čvor emitira. PHY sloj detektuje prisustvo nosača i generiše poruku za MAC. Prisustvo nosioca ukazuje na to da je okruženje zauzeto i da čvor za osluškivanje (ili čvorovi) mora popustiti za odašiljač.
MAC koji ima okvir za prijenos mora čekati minimalno vrijeme nakon završetka prethodnog okvira prije nego što ga pošalje. Ovo vrijeme se zove međupaketni jaz(IPG, međupaketni jaz) i traje 0,96 mikrosekundi, odnosno jednu desetinu vremena prijenosa normalnog Ethernet paketa pri 10 Mbps (IPG je jedini vremenski interval, uvijek naveden u mikrosekundama, a ne u bitnom vremenu) Slika 2.
Slika 2. Razmak među paketima
Nakon završetka paketa 1, svi LAN čvorovi moraju čekati vrijeme IPG -a prije nego što mogu poslati. Vremenski interval između paketa 1 i 2, 2 i 3 na Sl. 2 je vrijeme IPG -a. Nakon što je prijenos paketa 3 završen, nijedan čvor nije imao materijala za obradu, pa je vremenski interval između paketa 3 i 4 duži od IPG -a.
Svi čvorovi na mreži moraju biti u skladu s ovim pravilima. Čak i ako čvor ima mnogo okvira za prijenos i ovaj čvor je jedini koji prenosi, tada nakon slanja svakog paketa mora pričekati najmanje IPG vrijeme.
Ovo je dio CSMA pravila za brzi Ethernet pristup medijima. Ukratko, mnogi čvorovi imaju pristup mediju i koriste nosač da prate je li zauzet.
Rane eksperimentalne mreže primjenjivale su upravo ova pravila i takve su mreže radile vrlo dobro. Međutim, samo korištenje CSMA -e dovelo je do problema. Često bi dva čvora, koja imaju paket za prijenos i čekaju vrijeme IPG -a, počela prenositi istovremeno, što bi dovelo do oštećenja podataka na obje strane. Ova situacija se naziva sudar(sudar) ili sukob.
Da bi se prevladala ova prepreka, rani protokoli koristili su prilično jednostavan mehanizam. Paketi su podijeljeni u dvije kategorije: naredbe i reakcije. Svaka naredba koju je čvor poslao zahtijevala je odgovor. Ako nakon slanja naredbe neko vrijeme nije primljen nikakav odgovor (naziva se period čekanja), originalna naredba se ponovo izdaje. To se može dogoditi nekoliko puta ( limit limit timeouts) prije nego je čvor koji šalje zabilježio grešku.
Ova bi shema mogla dobro funkcionirati, ali samo do određene točke. Pojava sukoba dovela je do naglog smanjenja performansi (obično se mjeri u bajtovima u sekundi), jer su čvorovi često stajali u stanju mirovanja čekajući odgovore na naredbe koje nikada nisu stigle na odredište. Zagušenje mreže, povećanje broja čvorova izravno je povezano s povećanjem broja sukoba i, posljedično, sa smanjenjem performansi mreže.
Rani dizajneri mreža brzo su pronašli rješenje za ovaj problem: svaki čvor mora otkriti gubitak prenesenog paketa otkrivanjem sukoba (i ne čekati reakciju koja nikada neće uslijediti). To znači da se paketi izgubljeni zbog sukoba moraju ponovno poslati neposredno prije isteka vremenskog ograničenja. Ako je host prenio posljednji bit paketa bez sukoba, tada je paket uspješno poslan.
Osećaj nosača može se dobro kombinovati sa detekcijom sudara. Do sudara i dalje dolazi, ali to ne utječe na performanse mreže, jer ih se čvorovi brzo riješe. DIX grupa, nakon što je razvila pravila za pristup CSMA / CD okruženju za Ethernet, formalizirala ih je u obliku jednostavnog algoritma - slika 3.
Slika 3. Algoritam rada CSMA / CD -a
Uređaj fizičkog sloja (PHY)
Budući da Fast Ethernet može koristiti različite vrste kabela, svaki medij zahtijeva jedinstvenu pretkonverziju signala. Konverzija je također potrebna za efikasan prijenos podataka: kako bi preneseni kod bio otporan na smetnje, mogući gubitak ili izobličenje njegovih pojedinačnih elemenata (baud), kako bi se osigurala efikasna sinhronizacija satova na strani odašiljača ili primaoca.
Podsloj kodiranja (PCS)
Kodira / dekodira podatke koji dolaze sa / na MAC sloj pomoću algoritama ili.
Podslojevi fizičkog međusobnog povezivanja i ovisnosti o fizičkim medijima (PMA i PMD)
Podslojevi PMA i PMD komuniciraju između PSC podsloja i MDI sučelja, osiguravajući formiranje u skladu s fizičkim načinom kodiranja: ili.
Podrazina automatskog pregovaranja (AUTONEG)
Podsloj za automatsko pregovaranje omogućava dva komunikacijska porta za automatski odabir najefikasnijeg načina rada: full-duplex ili half-duplex 10 ili 100 Mb / s. Fizički sloj
Standard Fast Ethernet definira tri vrste Ethernet signalnih medija od 100 Mbps.
- 100Base -TX - dva upletena para žica. Prijenos se vrši u skladu sa standardom za prijenos podataka u uvijenom fizičkom mediju koji je razvio ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Namotani podatkovni kabel može biti oklopljen ili neoklopljen. Koristi 4B / 5B algoritam za kodiranje podataka i MLT-3 fizičku metodu kodiranja.
- 100Base-FX je dvožilni optički kabel. Prijenos se također vrši u skladu sa ANSI standardom za prijenos podataka u optičkim medijima. Koristi 4B / 5B algoritam za kodiranje podataka i NRZI metodu fizičkog kodiranja.
100Base-TX i 100Base-FX specifikacije su poznate i kao 100Base-X
- 100Base-T4 je posebna specifikacija koju je razvio IEEE 802.3u odbor. Prema ovoj specifikaciji, prijenos podataka se vrši preko četiri upleteni par telefonski kabel, koji se naziva UTP kabel kategorije 3. Koristi 8B / 6T algoritam za kodiranje podataka i NRZI metod fizičkog kodiranja.
Osim toga, Fast Ethernet standard uključuje smjernice za kabl sa oklopljenom upredenim paricama kategorije 1, koji je standardni kabel koji se tradicionalno koristi u Token Ring mrežama. Organizacija podrške i smjernice za upotrebu STP kabela na Fast Ethernet -u omogućuju brzu migraciju Ethernet -a za korisnike sa STP kablovima.
Specifikacija Fast Ethernet takođe uključuje mehanizam za automatsko pregovaranje koji omogućava portu domaćina da se automatski prilagodi brzini prijenosa podataka od 10 Mbps ili 100 Mbps. Ovaj mehanizam se zasniva na razmjeni određenog broja paketa sa portom čvorišta ili prekidačem.
100Base-TX okruženje
Dva upletena para koriste se kao prijenosni medij za 100Base-TX, pri čemu se jedan par koristi za prijenos podataka, a drugi za primanje. Budući da ANSI TP-PMD specifikacija sadrži opise oklopljenih i neoklopljenih upletenih parova, specifikacija 100Base-TX uključuje podršku za neoklopljene i oklopljene upredene parove tipa 1 i 7.
MDI (Medium Dependent Interface) konektor
Sučelje veze 100Base-TX koje ovisi o medijima može biti jedan od dva tipa. Za neoklopljeni kabel sa upletenim parom, kao MDI konektor koristite 8-pinski konektor RJ 45 kategorije 5. Isti konektor se koristi na 10Base-T mreži kako bi se osigurala kompatibilnost sa postojećim kablovima kategorije 5. Koristite IBM STP tip 1 konektor, koji je zaštićeni DB9 konektor. Ovaj konektor se obično koristi u Token Ring mrežama.
Kategorija 5 (e) UTP kabel
UTP 100Base-TX medijsko sučelje koristi dva para žica. Kako bi se smanjilo preslušavanje i moguće izobličenje signala, preostale četiri žice ne bi se trebale koristiti za prijenos nikakvih signala. Signali za odašiljanje i primanje za svaki par su polarizirani, pri čemu jedna žica nosi pozitivan (+) signal, a druga negativan (-) signal. Kodiranje boja žica kabela i brojevi pinova konektora za 100Base-TX mrežu prikazani su u tablici. 1. Iako je 100Base-TX PHY sloj razvijen nakon usvajanja ANSI TP-PMD standarda, brojevi pinova konektora RJ 45 su promijenjeni kako bi se uskladili sa već korištenim 10Base-T pinout-ovima. ANSI TP-PMD standard koristi pinove 7 i 9 za prijem podataka, dok standardi 100Base-TX i 10Base-T za to koriste pinove 3 i 6. Ovo ožičenje vam omogućuje da koristite 100Base-TX adaptere umjesto 10 osnovnih adaptera-T i spojite ih na iste kabele kategorije 5 bez promjene ožičenja. U konektoru RJ 45 upotrijebljeni parovi žica spojeni su na pinove 1, 2 i 3, 6. Za ispravno spajanje žica, slijedite njihovo označavanje u boji.
Tablica 1. Svrha kontakata konektoraMDIkabelUTP100Base-TX
Čvorovi međusobno komuniciraju razmjenom okvira (okvira). U Fast Ethernetu okvir je osnovna jedinica razmjene putem mreže - sve informacije koje se prenose između čvorova smještaju se u polje podataka jednog ili više okvira. Prosljeđivanje okvira s jednog čvora na drugi moguće je samo ako postoji način da se nedvosmisleno identificiraju svi mrežni čvorovi. Stoga svaki čvor na LAN -u ima adresu koja se naziva MAC adresa. Ova adresa je jedinstvena: dva LAN čvora ne mogu imati istu MAC adresu. Štaviše, ni u jednoj LAN tehnologiji (sa izuzetkom ARCNet -a) niti dva čvora na svijetu ne mogu imati istu MAC adresu. Svaki okvir sadrži najmanje tri glavne informacije: adresu primatelja, adresu pošiljatelja i podatke. Neki okviri imaju druga polja, ali su potrebna samo tri navedena polja. Slika 4 prikazuje strukturu okvira Fast Ethernet.
Slika 4. Struktura okviraBrzoEthernet
- adresu primaoca- naznačena je adresa čvora koji prima podatke;
- adresa pošiljaoca- naznačena je adresa čvora koji je poslao podatke;
- dužina / vrsta(L / T - Dužina / Vrsta) - sadrži informacije o vrsti prenesenih podataka;
- kontrolni zbir okvira(PCS - Frame Check Sequence) - dizajniran za provjeru ispravnosti okvira koji je primio čvor koji prima.
Minimalna veličina okvira je 64 okteta ili 512 bita (izrazi) oktet i bajt - sinonimi). Maksimalna veličina okvira je 1518 okteta ili 12144 bita.
Adresiranje okvira
Svaki čvor na Fast Ethernet mreži ima jedinstveni broj koji se naziva MAC adresa ili adresa čvora. Ovaj broj se sastoji od 48 bitova (6 bajtova), dodijeljenih mrežnom sučelju tokom proizvodnje uređaja i programiranih tokom inicijalizacije. Stoga mrežna sučelja svih LAN-ova, s izuzetkom ARCNeta, koji koristi 8-bitne adrese koje je dodijelio administrator mreže, imaju ugrađenu jedinstvenu MAC adresu koja se razlikuje od svih ostalih MAC adresa na Zemlji i dodjeljuje ih proizvođač u dogovoru sa IEEE -om.
Kako bi se olakšalo upravljanje mrežnim sučeljima, IEEE je predložio podjelu 48-bitnog adresnog polja na četiri dijela, kao što je prikazano na slici 5. Prva dva bita adrese (bitovi 0 i 1) su oznake tipa adrese. Značenje zastavica određuje način na koji se dio adrese tumači (bitovi 2 - 47).
Slika 5. Format MAC adrese
I / G bit se zove zastavica adrese pojedinca / grupe i pokazuje koja je (pojedinačna ili grupna) adresa. Pojedinačna adresa dodjeljuje se samo jednom sučelju (ili čvoru) na mreži. Adrese sa I / G bitom postavljenim na 0 su MAC adrese ili adrese čvorova. Ako je U / I bit postavljen na 1, tada adresa pripada grupi i obično se poziva adresa sa više tačaka(multicast adresa) ili funkcionalna adresa(funkcionalna adresa). Adresa za više adresa može se dodijeliti jednom ili više LAN mrežnih sučelja. Okviri poslani na adresu sa više adresa primaju ili kopiraju sva LAN mrežna sučelja koja ga imaju. Adrese za više adresa omogućuju slanje okvira na podskup hostova na lokalnoj mreži. Ako je I / O bit postavljen na 1, tada se bitovi od 46 do 0 tretiraju kao adresa za višesmjerno slanje, a ne kao polja U / L, OUI i OUA normalne adrese. U / L bit se poziva univerzalna / lokalna kontrolna zastava i određuje kako je adresa dodijeljena mrežnom sučelju. Ako su oba bita, I / O i U / L, postavljeni na 0, tada je adresa jedinstveni 48-bitni identifikator opisan ranije.
OUI (organizacijski jedinstveni identifikator - organizacijski jedinstveni identifikator). IEEE dodjeljuje jedan ili više OUI -a svakom proizvođaču mrežnih adaptera i sučelja. Svaki proizvođač odgovoran je za ispravnu dodjelu OUA -e (organizacijski jedinstvena adresa - organizaciono jedinstvena adresa), koji bi trebao imati bilo koji uređaj koji kreira.
Kada je U / L bit postavljen, adresa se lokalno upravlja. To znači da proizvođač mrežnog sučelja nije naveden. Svaka organizacija može stvoriti vlastitu MAC adresu za mrežno sučelje postavljanjem U / L bita na 1, a bitova 2 do 47 na neku odabranu vrijednost. Mrežno sučelje, primivši okvir, prije svega dekodira odredišnu adresu. Kada je I / O bit postavljen u adresi, MAC sloj će primiti ovaj okvir samo ako je odredišna adresa na listi koja je pohranjena na čvoru. Ova tehnika omogućava jednom čvoru da pošalje okvir mnogim čvorovima.
Postoji posebna adresa sa više tačaka koja se zove adresa emitovanja. U 48-bitnoj IEEE adresi za emitiranje svi su bitovi postavljeni na 1. Ako se okvir prenosi s odredišnom emitiranom adresom, tada će ga svi čvorovi na mreži primiti i obraditi.
Dužina / Tip polja
Polje L / T (Dužina / Vrsta) služi za dvije različite svrhe:
- za određivanje duljine polja podataka okvira, isključujući svako zaostajanje s razmacima;
- za označavanje tipa podataka u polju podataka.
Vrijednost L / T polja između 0 i 1500 je dužina polja podataka okvira; veća vrijednost označava vrstu protokola.
Općenito, polje L / T je povijesni ostatak standardizacije Etherneta u IEEE -u, što je dovelo do brojnih problema kompatibilnosti opreme objavljene prije 1983. godine. Sada Ethernet i Fast Ethernet nikada ne koriste L / T polja. Navedeno polje služi samo za koordinaciju sa softverom koji obrađuje okvire (odnosno s protokolima). Ali jedina istinski standardna svrha L / T polja je da se koristi kao polje dužine - specifikacija 802.3 ne spominje čak ni njegovu moguću upotrebu kao polje tipa podataka. Standard kaže: "Okviri sa vrijednošću polja veće od one navedene u tački 4.4.2 mogu se zanemariti, odbaciti ili koristiti u privatne svrhe. Upotreba ovih okvira je izvan opsega ovog standarda."
Rezimirajući rečeno, napominjemo da je L / T polje primarni mehanizam pomoću kojeg tip okvira. Brzi Ethernet i Ethernet okviri u kojima je postavljena dužina L / T polja (vrijednost L / T 802.3, okviri u kojima je tip podataka postavljen vrijednošću istog polja (L / T vrijednost> 1500) se pozivaju okviri Ethernet- II ili DIX.
Polje podataka
U polju podataka sadrži informacije koje jedan čvor šalje drugom. Za razliku od drugih polja koja pohranjuju vrlo specifične podatke, polje podataka može sadržavati gotovo sve podatke, sve dok je njegova veličina najmanje 46 i ne više od 1500 bajtova. Kako se sadržaj polja podataka formatira i tumači, određuju protokoli.
Ako trebate poslati podatke manje od 46 bajtova, LLC sloj dodaje bajtove s nepoznatom vrijednošću do kraja, tzv. beznačajni podaci(podaci padova). Kao rezultat toga, dužina polja postaje 46 bajtova.
Ako je okvir tipa 802.3, polje L / T označava količinu valjanih podataka. Na primjer, ako se šalje 12-bajtna poruka, tada polje L / T sadrži vrijednost 12, a polje podataka sadrži 34 dodatna beznačajna bajta. Dodavanjem beznačajnih bajtova pokreće se sloj Fast Ethernet LLC, i obično se implementira u hardver.
Objekat sloja MAC ne navodi sadržaj polja L / T - softver to radi. Postavljanje vrijednosti ovog polja gotovo uvijek vrši upravljački program mrežnog sučelja.
Kontrolni zbir okvira
Sekvenca provjere okvira (PCS) osigurava da primljeni okviri nisu oštećeni. Prilikom formiranja prenesenog okvira na MAC nivou koristi se posebna matematička formula CRC(Provjera ciklične redundancije), dizajnirana za izračunavanje 32-bitne vrijednosti. Dobivena vrijednost se postavlja u FCS polje okvira. Vrijednosti svih bajtova okvira isporučuju se na ulaz elementa sloja MAC koji izračunava CRC. FCS polje je primarni i najvažniji mehanizam za otkrivanje i ispravljanje grešaka u Fast Ethernet -u. Počevši od prvog bajta odredišne adrese i završavajući zadnjim bajtom polja s podacima.
Vrijednosti polja DSAP i SSAP
DSAP / SSAP vrijednosti | Opis |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indiv LLC Podsloj Mgt |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Group LLC Podsloj Mgt |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SNA kontrola putanje |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rezervisano (DOD IP) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISO CLNS IS 8473 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Algoritam kodiranja 8B6T pretvara osmobitni oktet podataka (8B) u šestobitni trostruki simbol (6T). Kodne grupe 6T dizajnirane su za paralelni prijenos putem tri upletena kabela, pa je efektivna brzina prijenosa podataka za svaki upleteni par jedna trećina od 100 Mbit / s, odnosno 33,33 Mbit / s. Trostruka simbolna brzina za svaki upleteni par je 6/8 od 33,3 Mbps, što odgovara taktu od 25 MHz. S tom frekvencijom radi tajmer MP sučelja. Za razliku od binarnih signala, koji imaju dva nivoa, trostruki signali koji se prenose na svaki par mogu imati tri nivoa.
Tablica kodiranja znakova
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Danas je gotovo nemoguće pronaći laptop ili matična ploča bez integrirane mrežne kartice, ili čak dvije. Svi oni imaju jedan konektor - RJ45 (točnije, 8P8C), ali brzina regulatora može se razlikovati za red veličine. U jeftinim modelima iznosi 100 megabita u sekundi (Fast Ethernet), u skupljim modelima 1000 (Gigabit Ethernet).
Ako vaš računar nema ugrađen LAN kontroler, onda je to najverovatnije već "starac" zasnovan na procesoru Intel Pentium 4 ili AMD Athlon XP, kao i njihovi "preci". Takvi "dinosaurusi" mogu se "sprijateljiti" sa žičanom mrežom samo ugradnjom diskretne mrežne kartice sa PCI utorom, budući da su sabirnice PCI Express u vrijeme njihovog rođenja još nisu postojali. Ali čak i za PCI sabirnicu (33 MHz) proizvode se mrežne kartice koje podržavaju najnovije Gigabit Ethernet standarde, iako njen propusni opseg možda neće biti dovoljan za potpuno oslobađanje potencijala velike brzine gigabitnog kontrolera.
Ali čak i u slučaju integrirane mrežne kartice od 100 megabita, oni koji će se "nadograditi" na 1000 megabita bit će potrebni diskretni adapter. Najbolja opcija bila bi kupovina PCI Express kontrolera koji će osigurati najveću brzinu mreže ako je, naravno, u računaru prisutan odgovarajući konektor. Istina, mnogi će dati prednost PCI kartici, jer su mnogo jeftiniji (cijena počinje doslovno od 200 rubalja).
Koje su praktične prednosti prelaska sa Fast Ethernet na Gigabit Ethernet? Koliko se stvarna brzina prijenosa podataka razlikuje od PCI verzija mrežnih kartica i PCI Express -a? Hoće li uobičajena brzina biti dovoljna tvrdi disk za potpuno preuzimanje gigabitnog kanala? Odgovore na ova pitanja pronaći ćete u ovom materijalu.
Učesnici testa
Tri najjeftinije diskretne mrežne kartice (PCI - Fast Ethernet, PCI - Gigabit Ethernet, PCI Express - Gigabit Ethernet) odabrane su za testiranje, budući da su za njima najveća potražnja.
PCI mrežnu karticu od 100 Mbps predstavlja model Acorp L-100S (cijena počinje od 110 rubalja), koji koristi čipset Realtek RTL8139D, najpopularniji za jeftine kartice.
PCI mrežna kartica od 1000 Mbps predstavljena je modelom Acorp L-1000S (cijena počinje od 210 rubalja), koja se temelji na čipu Realtek RTL8169SC. Ovo je jedina kartica sa hladnjakom na čipsetu - za ostale učesnike testa dodatno hlađenje nije potrebno.
Predstavljena PCI Express mrežna kartica od 1000 Mbps model TP-LINK TG-3468 (cijena počinje od 340 rubalja). I to nije iznimka - bazira se na čipsetu RTL8168B koji također proizvodi Realtek.
Izgled mrežne kartice
Skup čipova iz ovih porodica (RTL8139, RTL816X) može se vidjeti ne samo na diskretnim mrežnim karticama, već i integriran na mnoge matične ploče.
Karakteristike sva tri kontrolera prikazane su u sljedećoj tabeli:
Show table
Propusni opseg PCI sabirnice (1066 Mbit / s) teoretski bi trebao biti dovoljan za "okretanje" gigabitnih mrežnih kartica do pune brzine, ali u praksi to još uvijek možda neće biti dovoljno. Stvar je u tome da ovaj "kanal" dijele svi PCI uređaji; osim toga, prenosi servisne informacije o održavanju samog autobusa. Pogledajmo je li ova pretpostavka potvrđena stvarnim mjerenjima brzine.
Još jedna nijansa: velika većina modernih tvrdih diskova ima prosječnu brzinu čitanja ne veću od 100 megabajta u sekundi, a često čak i manju. U skladu s tim, neće moći osigurati puno opterećenje gigabitnog kanala mrežne kartice čija je brzina 125 megabajta u sekundi (1000: 8 = 125). Postoje dva načina da se zaobiđe ovo ograničenje. Prvi je kombinirati par takvih tvrdih diskova u RAID niz (RAID 0, striping), dok se brzina može gotovo udvostručiti. Drugi je korištenje SSD pogona čiji su parametri brzine primjetno veći od onih tvrdih diskova.
Testiranje
Računar sa sledećom konfiguracijom korišćen je kao server:
- procesor: AMD Phenom II X4 955 3200 MHz (četverojezgarni);
- matična ploča: ASRock A770DE AM2 + (čipset AMD 770 + AMD SB700);
- RAM: Hynix DDR2 4 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (u dvokanalnom načinu rada);
- video kartica: AMD Radeon HD 4890 1024 MB DDR5 PCI Express 2.0;
- mrežna kartica: Realtek RTL8111DL 1000 Mbps (integrirano na matičnoj ploči);
- operativni sistem: Microsoft Windows 7 Home Premium SP1 (64-bitna verzija).
Računalo sa sljedećom konfiguracijom korišteno je kao klijent u koji su instalirane testirane mrežne kartice:
- procesor: AMD Athlon 7850 2800 MHz (dual core);
- matična ploča: MSI K9A2GM V2 (MS-7302, AMD RS780 + čipset AMD SB700);
- RAM: Hynix DDR2 2 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (u dvokanalnom načinu rada);
- video kartica: AMD Radeon HD 3100 256 MB (integrirano u čipset);
- HDD: Seagate 7200.10 160GB SATA2;
- operativni sistem: Microsoft Windows XP Home SP3 (32-bitna verzija).
Testiranja su provedena u dva načina: čitanje i pisanje putem mrežne veze s tvrdih diskova (to bi trebalo pokazati da mogu biti usko grlo), kao i s RAM diskova u RAM-u računara koji oponašaju brze SSD-pogone. Mrežne kartice su spojene direktno pomoću trometarskog patch kabla (osmožilni upleteni par, kategorija 5e).
Brzina prijenosa podataka (tvrdi disk - tvrdi disk, Mbps)
Stvarna brzina prijenosa podataka preko 100-megabitne Acorp L-100S mrežne kartice nije sasvim dosegla teoretski maksimum. Iako su obje gigabitne kartice nadmašile prvu oko šest puta, nisu pokazale najveću moguću brzinu. Jasno se vidi da je brzina "počivala" na performansama tvrdih diskova Seagate 7200.10, koji pri direktnom testiranju na računaru u prosjeku iznose 79 megabajta u sekundi (632 Mbps).
U ovom slučaju nema bitne razlike u brzini između mrežnih kartica za PCI sabirnicu (Acorp L-1000S) i PCI Express (TP-LINK), beznačajna prednost potonje može se objasniti greškom mjerenja. Oba kontrolera radila su na oko šezdeset posto svojih kapaciteta.
Brzina prijenosa podataka (RAM disk - RAM disk, Mbps)
Očekivano je isto pokazao i Acorp L-100S mala brzina i pri kopiranju podataka sa RAM diskova velike brzine. Razumljivo je - Fast Ethernet standard već duže vrijeme ne odgovara modernim stvarnostima. U usporedbi s testnim načinom rada "tvrdi disk - tvrdi disk", Acorp L -1000S Gigabitna PCI kartica značajno je poboljšala performanse - prednost je bila oko 36 posto. Još impresivniju prednost pokazala je mrežna kartica TP-LINK TG-3468-povećanje od oko 55 posto.
Tu se pokazala veća propusnost sabirnice PCI Express - nadmašila je Acorp L -1000S za 14 posto, što se više ne može pripisati grešci. Pobjednik je malo pao od teoretskog maksimuma, ali brzina od 916 megabita u sekundi (114,5 Mb / s) i dalje izgleda impresivno - to znači da ćete morati čekati da kopiranje završi gotovo za red veličine (u usporedbi sa Fast Ethernet). Na primjer, vrijeme za kopiranje datoteke od 25 GB (tipično HD kopiranje sa dobra kvaliteta) od računara do računara trajat će manje od četiri minute, a s adapterom prethodne generacije - više od pola sata.
Testiranje je pokazalo da Gigabit Ethernet mrežne kartice imaju ogromnu prednost (do deset puta) u odnosu na Fast Ethernet kontrolere. Ako vaši računari imaju samo čvrste diskove koji nisu kombinirani u prugasti niz (RAID 0), tada neće biti fundamentalne razlike u brzini između PCI i PCI Express kartica. Inače, kao i pri korištenju SSD pogona visokih performansi, prednost treba dati karticama sa PCI Express sučeljem, koje će omogućiti najveću moguću brzinu prijenosa podataka.
Naravno, treba imati na umu da drugi uređaji na mrežnoj "putanji" (prekidač, usmjerivač ...) moraju podržavati Gigabitni Ethernet standard, a kategorija upletenog para (patch kabel) mora biti najmanje 5e. U suprotnom će stvarna brzina ostati na razini od 100 megabita u sekundi. Inače, unatrag je kompatibilna sa standardom Fast Ethernet i dalje: na primjer, prijenosno računalo sa mrežnom karticom od 100 megabita može se spojiti na gigabitnu mrežu; to neće utjecati na brzinu ostalih računara u mreži.
