Adaptéry Ethernet a Fast Ethernet
Vlastnosti adaptéru
Síťové adaptéry (NIC, karta síťového rozhraní) Ethernet a Fast Ethernet mohou komunikovat s počítačem prostřednictvím jednoho ze standardních rozhraní:
- Sběrnice ISA (Industry Standard Architecture);
- Sběrnice PCI (propojení periferních komponent);
- Sběrnice PC Card (aka PCMCIA);
Adaptéry určené pro systémovou sběrnici ISA (páteřní) nebyly tak dávno hlavním typem adaptérů. Počet společností vyrábějících takové adaptéry byl velký, a proto byla zařízení tohoto typu nejlevnější. Adaptéry ISA jsou k dispozici v 8 a 16 bitech. 8bitové adaptéry jsou levnější, zatímco 16bitové adaptéry jsou rychlejší. Je pravda, že výměna informací prostřednictvím sběrnice ISA nemůže být příliš rychlá (v limitu - 16 MB / s, ve skutečnosti - ne více než 8 MB / s, a pro 8bitové adaptéry - až 2 MB / s). Proto k tomu slouží adaptéry Fast Ethernet, které pro efektivní provoz vyžadují vysoké přenosové rychlosti systémová sběrnice prakticky nevyrábí. Autobus ISA je minulostí.
Sběrnice PCI nyní prakticky nahradila sběrnici ISA a stává se hlavní rozšiřující sběrnicí pro počítače. Poskytuje 32- a 64bitovou výměnu dat a má vysokou propustnost (teoreticky až 264 MB / s), která plně splňuje požadavky nejen na Fast Ethernet, ale také na rychlejší Gigabit Ethernet. Je také důležité, aby sběrnice PCI byla použita nejen v počítačích IBM, ale také v počítačích PowerMac. Kromě toho podporuje automatickou konfiguraci hardwaru Plug-and-Play. Zdá se, že v blízké budoucnosti většina síťové adaptéry ... Nevýhodou PCI ve srovnání se sběrnicí ISA je, že počet jejích rozšiřujících slotů v počítači je zpravidla malý (obvykle 3 sloty). Ale je to přesně síťové adaptéry nejprve připojte k PCI.
Sběrnice PC Card (starý název PCMCIA) se zatím používá pouze v přenosných počítačích třídy Notebook. V těchto počítačích není interní sběrnice PCI obvykle směrována. Rozhraní karty PC Card poskytuje jednoduché připojení k počítači miniaturních rozšiřujících karet a směnný kurz s těmito kartami je poměrně vysoký. Nicméně stále více přenosné počítače vybaven vestavěným síťové adaptéry, protože možnost přístupu k síti se stává nedílnou součástí standardní sady funkcí. Tyto integrované adaptéry jsou opět připojeny k interní sběrnici PCI počítače.
Při výběru síťový adaptér orientovaný na konkrétní sběrnici, je nutné se v první řadě ujistit, že v počítači připojeném k síti jsou pro tuto sběrnici volné rozšiřující sloty. Je také nutné vyhodnotit pracnost instalace zakoupeného adaptéru a vyhlídky na vydání desek tohoto typu. Ten druhý může být potřeba v případě selhání adaptéru.
Nakonec jich je víc síťové adaptéry připojení k počítači přes paralelní (tiskový) port LPT. Hlavní výhodou tohoto přístupu je, že pro připojení adaptérů není nutné otevírat počítačovou skříň. Kromě toho v tento případ adaptéry nezabírají prostředky počítačového systému, jako jsou kanály přerušení a DMA, ani adresy paměti a vstupních / výstupních zařízení. Rychlost výměny informací mezi nimi a počítačem je však v tomto případě mnohem nižší než při použití systémové sběrnice. Kromě toho vyžadují ke komunikaci se sítí více času procesoru, a tím zpomalují počítač.
V poslední době se stále více počítačů nachází ve kterých síťové adaptéry vestavěný v základní desce. Výhody tohoto přístupu jsou zřejmé: uživatel nemusí kupovat síťový adaptér a instalovat jej do počítače. Vše, co musíte udělat, je připojit síťový kabel k externímu konektoru v počítači. Nevýhodou však je, že uživatel si nemůže vybrat adaptér s nejlepším výkonem.
K dalším důležitým charakteristikám síťové adaptéry lze připsat:
- způsob konfigurace adaptéru;
- velikost desky vyrovnávací paměť a způsoby směny s ním;
- možnost instalovat na desku čip s trvalou pamětí pro vzdálené zavádění (BootROM).
- možnost připojení adaptéru k různým typům přenosových médií (kroucený pár, tenký a silný koaxiální kabel, optický kabel);
- používá rychlost přenosu adaptéru po síti a přítomnost funkce jeho přepínání;
- možnost použití adaptéru režimu plně duplexní výměny;
- kompatibilita adaptéru (přesněji ovladač adaptéru) s použitým síťovým softwarem.
Uživatelská konfigurace adaptéru byla použita hlavně pro adaptéry určené pro sběrnici ISA. Konfigurace znamená vyladění na využití prostředků počítačového systému (I / O adresy, kanály přerušení a přímý přístup k paměti, vyrovnávací paměť a vzdálená zaváděcí paměť). Konfiguraci lze provést nastavením přepínačů (propojek) do požadované polohy nebo pomocí konfiguračního programu DOS dodávaného s adaptérem (Jumperless, Softwarová konfigurace). Při spuštění takového programu je uživatel vyzván k nastavení hardwarové konfigurace pomocí jednoduché nabídky: vyberte parametry adaptéru. Stejný program vám umožňuje provádět autotest adaptér. Vybrané parametry jsou uloženy v energeticky nezávislé paměti adaptéru. V každém případě se při výběru parametrů musíte vyhnout konfliktům s systémová zařízení počítač a další rozšiřující karty.
Adaptér lze také automaticky konfigurovat v režimu Plug-and-Play, když je počítač zapnutý. Moderní adaptéry obvykle podporují tento režim, takže je uživatel může snadno nainstalovat.
U nejjednodušších adaptérů se výměna s interní vyrovnávací pamětí adaptéru (Adapter RAM) provádí prostřednictvím adresního prostoru I / O zařízení. V tomto případě není nutná žádná další konfigurace adres paměti. Je nutné zadat základní adresu vyrovnávací paměti sdílené paměti. Je přiřazen k oblasti horní paměti počítače (
Navzdory ethernetu
navzdory svému úspěchu nikdy nebyl elegantní.
NIC mají pouze základní
koncept inteligence. Opravdu
nejprve odešlete paket a teprve potom
podívejte se, jestli někdo jiný přenesl data
současně s nimi. Někdo porovnával ethernet s
společnost, ve které mohou lidé komunikovat
mezi sebou jen tehdy, když všichni křičí
zároveň.
Jako on
předchůdce, Fast Ethernet používá tuto metodu
CSMACD (Carrier Sense Multiple Access with
Detekce kolizí - Vícenásobný přístup do prostředí s
detekce srážek a detekce kolizí).
Za touto dlouhou a nesrozumitelnou zkratkou
skrývá velmi jednoduchou technologii. Když
ethernetová deska by pak měla odeslat zprávu
nejprve čeká na ticho, pak
posílá paket a poslouchá současně, ne
poslal někdo zprávu?
současně s ním. Pokud se to tehdy stalo
oba balíky se nedostanou k adresátovi. Li
nedošlo ke kolizi, ale deska by měla pokračovat
přenášet data, stále čeká
před několika mikrosekundami
se pokusí odeslat novou dávku. to
vyrobeno tak, aby zajistilo, že i ostatní desky
mohl fungovat a nikdo nebyl schopen zajmout
kanál je monopolní. V případě kolize oba
zařízení na malý okamžik ztichnou
generované časové rozpětí
náhodně a pak vzít
nový pokus o přenos dat.
Kvůli kolizím ani ne
Ethernet, ani Fast Ethernet nikdy nebudou schopni dosáhnout
jeho maximální výkon 10
nebo 100 Mbps. Jakmile to začne
dočasně zvýšit provoz v síti
zpoždění mezi odesíláním jednotlivých paketů
jsou sníženy a počet kolizí
zvyšuje. Nemovitý
Výkon ethernetu nesmí překročit
70% své potenciální šířky pásma
schopnost, a možná ještě nižší, pokud linka
vážně zdrcen.
Používá ethernet
velikost paketu je 1516 bajtů, což je v pořádku
hodí, když byl poprvé vytvořen.
Dnes je to považováno za nevýhodu, když
Ke komunikaci se používá ethernet
servery jako servery a komunikační linky
mají tendenci vyměňovat velké
počet malých balíčků, které
přetěžuje síť. Navíc Fast Ethernet
ukládá omezení vzdálenosti mezi nimi
připojená zařízení - ne více než 100
metrů a nutí ukázat
mimořádná opatrnost, když
navrhování takových sítí.
Ethernet byl první
navrženo na základě topologie sběrnice,
když byla všechna zařízení připojena ke společnému
tenký nebo tlustý kabel. aplikace
kroucená dvojlinka změnila protokol jen částečně.
Při použití koaxiálního kabelu
kolizi určili všichni najednou
stanic. V případě krouceného páru
použijte signál „jam“, jakmile
stanice detekuje kolizi, pak ona
vyšle signál do rozbočovače, který v
zase posílá „jam“ všem
připojená zařízení.
Na
snížit přetížení, ethernetové sítě
rozdělit na segmenty, které
spojte se s mosty a
routery. To vám umožní přenos
pouze nezbytný provoz mezi segmenty.
Mezi dvěma prošla zpráva
stanice v jednom segmentu nebudou
přenesen na jiného a nebude jej moci volat
přetížení.
Dnes v
vybudování centrální dálnice,
sjednocující použití serverů
přepínaný ethernet. Ethernetové přepínače mohou
považována za vysokorychlostní
multiportové mosty, které jsou schopné
nezávisle určit, který z nich
porty, na které je paket adresován. Přepínač
dívá se na záhlaví paketů a podobně
sestavuje definující tabulku
kde je ten či onen předplatitel s takovým
fyzická adresa. To dovoluje
omezit rozsah balíčku
a snížit pravděpodobnost přetečení,
odeslání pouze na správný port. Pouze
vysílací pakety odesílá
všechny porty.
100BaseT
- velký bratr 10BaseT
Technologický nápad
Fast Ethernet se narodil v roce 1992. V srpnu
příští rok skupina producentů
sloučeny do Fast Ethernet Alliance (FEA).
Cílem FEA bylo získat
Rychlý ethernetový formální souhlas komise
802.3 Ústav elektrotechniků a
radioelektronika (Ústav elektrotechniky a elektroniky
Inženýři, IEEE), od tohoto výboru
se zabývá standardy pro ethernet. štěstí
doprovázené novou technologií a
podpůrná aliance: v červnu 1995
byly dokončeny všechny formální postupy a
Byla pojmenována technologie Fast Ethernet
802.3u.
S lehká ruka IEEE
Fast Ethernet je označován jako 100BaseT. To je vysvětleno
jednoduché: 100BaseT je rozšíření
Standard 10BaseT s šířkou pásma od
10 Mb / s až 100 Mbps. Standard 100BaseT obsahuje
do protokolu pro zpracování více
přístup smyslem operátora a
Detekce kolize CSMA / CD (Carrier Sense Multiple
Access with Collision Detection), který se také používá v
10BaseT. Kromě toho může Fast Ethernet fungovat
kabely několika typů, včetně
kroucená dvojice. Obě tyto vlastnosti jsou nové
normy jsou pro potenciál velmi důležité
kupujícím, a díky nim 100BaseT
se ukazuje jako dobrý způsob migrace sítí
založené na 10BaseT.
Hlavní
prodejní místo pro 100BaseT
je, že Fast Ethernet je založen na
zděděná technologie. Od rychlého ethernetu
používá se stejný přenosový protokol
zprávy jako ve starších verzích ethernetu, a
kabelové systémy těchto standardů
kompatibilní, přejít na 100BaseT z 10BaseT
Požadované
menší
kapitálové investice než na instalaci
jiné typy vysokorychlostních sítí. až na
navíc, protože 100BaseT je
pokračování starého ethernetového standardu, vše
nástroje a postupy
síťová analýza, stejně jako všechny
software pracuje na
starší ethernetové sítě musí být
pokračuj v práci.
Proto bude prostředí 100BaseT známé
správci sítě se zkušenostmi
s ethernetem. To znamená, že školení zaměstnanců zabere
méně času a bude výrazně stát
levnější.
ZACHOVÁNÍ
PROTOKOLU
Možná,
největší praktické využití nového
technologie přinesla rozhodnutí odejít
protokol pro přenos zpráv beze změny.
Protokol pro přenos zpráv, v našem případě
CSMA / CD, definuje způsob, jakým data
přenášeno po síti z jednoho uzlu do druhého
prostřednictvím kabelového systému. V modelu ISO / OSI
Protokol CSMA / CD je součástí vrstvy
řízení přístupu k médiím (MAC).
Na této úrovni je definován formát v
kde jsou informace přenášeny po síti, a
způsob, jakým se síťové zařízení dostane
přístup k síti (nebo správa sítě) pro
přenos dat.
Název CSMA / CD
lze rozdělit na dvě části: Carrier Sense Multiple Access
a detekce kolizí. Od první části jména můžete
uzavřít, jak uzel se sítí
adaptér určuje okamžik, kdy to
měla by být odeslána zpráva. V souladu s
Protokol CSMA, síťový uzel nejprve „poslouchá“
sítě, aby se určilo, zda se přenáší do
tento moment jakoukoli jinou zprávu.
Uslyšíte -li nosný tón,
to znamená, že síť je aktuálně zaneprázdněna jiným
zpráva - síťový uzel přejde do režimu
čeká a přebývá v něm, dokud síť
bude vydán. Když přijde síť
ticho, uzel začne vysílat.
Ve skutečnosti jsou data odesílána do všech uzlů
sítě nebo segmentu, ale jsou přijímány pouze
uzel, kterému jsou adresovány.
Detekce kolize -
druhá část názvu slouží k vyřešení
situace, kdy se pokouší dva nebo více uzlů
odesílat zprávy současně.
Podle protokolu CSMA jsou všichni připraveni
přenos, uzel musí nejprve poslouchat síť,
zjistit, zda je volná. Ale,
pokud dva uzly poslouchají současně,
oba se rozhodnou, že síť je bezplatná, a začnou
odesílejte své balíčky současně. V tomhle
situací přenášených dat
navzájem se překrývají (síť
inženýři tomu říkají konflikt) a ani jeden
ze zpráv nedosahuje bodu
destinace. Detekce kolizí vyžaduje, aby uzel
poslouchal síť také po přenosu
balík. Pokud je nalezen konflikt, pak
uzel opakuje přenos náhodně
zvolené časové období a
znovu zkontroluje, zda nedošlo ke konfliktu.
TŘI DRUHY RYCHLÉ ETHERNETU
Stejně jako
zachování protokolu CSMA / CD, další důležité
řešením bylo navrhnout 100BaseT takto
takovým způsobem, aby jej bylo možné aplikovat
kabely odlišné typy- jako ty
se používají ve starších verzích ethernetu a
novější modely. Standard definuje tři
úpravy pro práci
různé typy Fast Ethernet kabelů: 100BaseTX, 100BaseT4
a 100BaseFX. Vypočítají se úpravy 100BaseTX a 100BaseT4
kroucený pár a 100BaseFX byl navržen pro
optický kabel.
Standard 100BaseTX
vyžaduje dva páry UTP nebo STP. Jeden
jeden pár slouží k přenosu, druhý pro
recepce. Tyto požadavky splňují dva
hlavní kabelový standard: EIA / TIA-568 UTP
Kategorie 5 a STP typ 1 od IBM. Ve 100BaseTX
atraktivní ustanovení
plně duplexní režim při práci s
síťových serverů, jakož i používání
pouze dva ze čtyř párů osmijádra
kabel - zbylé dva páry zůstávají
zdarma a lze použít v
dále zmocnit
sítí.
Pokud ovšem
bude fungovat s 100BaseTX, pomocí pro
tohoto zapojení kategorie 5, pak byste měli
vědět o jeho nedostatcích. Tento kabel
dražší než jiné osmižilové kabely (např
Kategorie 3). Také s tím pracovat
je vyžadováno použití bloků punchdown (punchdown
bloky), konektory a propojovací panely,
splňující požadavky kategorie 5.
Je třeba dodat, že pro podporu
plně duplexní režim by měl
nainstalujte plně duplexní přepínače.
Standard 100BaseT4
se liší v měkčích požadavcích na
kabel, který používáte. Důvodem je
skutečnost, že 100BaseT4 používá
všechny čtyři páry osmižilového kabelu: jeden
pro přenos, další pro příjem a
zbývající dva pracují jako převodovka,
a na recepci. Takže v 100BaseT4 a příjmu,
a přenos dat může provádět
tři páry. Rozložením 100 Mb / s na tři páry
100BaseT4 snižuje frekvenci signálu, takže
dost a méně
vysoce kvalitní kabel. K implementaci
U sítí 100BaseT4 kategorie UTP 3 a
5, stejně jako UTP kategorie 5 a STP typu 1.
Výhoda
100BaseT4 je méně tuhý
požadavky na zapojení. Kabely kategorie 3 a
4 jsou běžnější a navíc oni
výrazně levnější než kabely
Věci kategorie 5, na které je třeba pamatovat
zahájení instalačních prací. Nevýhody jsou
jsou, že 100BaseT4 vyžaduje všechny čtyři
páry a že plný duplex je toto
protokol nepodporuje.
Fast Ethernet zahrnuje
také standard pro práci s multimódem
optické vlákno s jádrem 62,5 mikronů a 125 mikrony
skořápka. Standard 100BaseFX je zaměřen na
hlavně na kufru - pro připojení
Rychlé ethernetové opakovače v rámci jednoho
budova. Tradiční výhody
optický kabel je součástí standardu
100BaseFX: odolnost vůči elektromagnetickému záření
hluk, vylepšená ochrana dat a velké
vzdálenost mezi síťovými zařízeními.
BĚŽEC
KRÁTKÉ VZDÁLENOSTI
Ačkoli Fast Ethernet a
je pokračováním standardu Ethernet,
žádná migrace z 10BaseT na 100BaseT
považována za mechanickou náhražku
vybavení - za to mohou
jsou vyžadovány změny v topologii sítě.
Teoretický
limit průměru segmentu Rychlé sítě Ethernet
je 250 metrů; je jen 10
procentní teoretický limit velikosti
Ethernetová síť (2500 metrů). Toto omezení
vyplývá z povahy protokolu CSMA / CD a
přenosová rychlost 100 Mbit / s.
Co už
zaznamenal dřívější přenos dat
pracovní stanice musí poslouchat síť v
plynutí času pro jistotu
že data dosáhla cílové stanice.
Na ethernetové síti s šířkou pásma 10
Mbps (například 10Base5) časový interval,
požadovaná pracovní stanice pro
naslouchání konfliktu v síti,
určeno vzdáleností, která je 512bitová
rámeček (velikost rámce je uvedena ve standardu Ethernet)
projde během zpracování tohoto rámce
pracovní stanice. Pro ethernet s šířkou pásma
s kapacitou 10 Mbit / s je tato vzdálenost
2500 metrů.
Na druhé straně,
stejný 512bitový rámec (standard 802.3u
pak určuje rámec stejné velikosti jako 802.3
je v 512 bitech), přenášené pracovním
stanice v síti Fast Ethernet, projde pouze 250 m,
než to pracovní stanice dokončí
zpracovává se. Pokud by přijímací stanice byla
odstraněn z vysílací stanice
vzdálenost přes 250 m, pak by rám mohl
dostat se do konfliktu s jiným rámcem na
linky někam dále, a vysílací
stanice po dokončení přenosu již není
by tento konflikt přijal. Proto
maximální průměr sítě 100BaseT je
250 metrů.
Na
použijte povolenou vzdálenost,
k připojení potřebujete dva opakovače
všechny uzly. Podle standardu,
maximální vzdálenost mezi uzlem a
opakovač je 100 metrů; v rychlém ethernetu,
jako v 10BaseT, vzdálenost mezi
rozbočovač a pracovní stanice nejsou
musí přesáhnout 100 metrů. Pokud
připojovací zařízení (opakovače)
zavést další zpoždění, skutečné
pracovní vzdálenost mezi uzly může
být ještě menší. Proto
zdá se rozumné vzít všechno
vzdálenosti s určitou rezervou.
Pracovat na
budou muset být zakoupeny dlouhé vzdálenosti
optický kabel. Například vybavení
100BaseFX v poloduplexním režimu umožňuje
připojte přepínač k jinému přepínači
nebo koncová stanice umístěná na
vzdálenost od sebe až 450 metrů.
S nainstalovaným plně duplexním systémem 100BaseFX můžete
připojte dvě síťová zařízení
vzdálenost až dva kilometry.
JAK
Nainstalujte 100BASET
Kromě kabelů,
které jsme již diskutovali pro instalaci Fast
K tomu jsou nutné ethernetové síťové adaptéry
pracovní stanice a servery, rozbočovače
100BaseT a případně některé
Přepínače 100BaseT.
Adaptéry,
nezbytné pro organizaci sítě 100BaseT,
se nazývají ethernetové adaptéry 10/100 Mbps.
Tyto adaptéry jsou schopné (tento požadavek
standard 100BaseT) nezávisle rozlišovat 10
Mbps od 100 Mbps. Sloužit skupině
servery a pracovní stanice přeneseny na
Je vyžadován také 100BaseT, 100BaseT hub.
Po zapnutí
server nebo osobní počítač s
adaptér 10/100, druhý vydává signál,
oznámil, co může poskytnout
šířka pásma 100 Mbps. Li
přijímací stanice (s největší pravděpodobností toto
bude rozbočovač) je také určen pro
pracovat s 100BaseT, bude dávat signál v reakci,
ke kterému jak hub, tak PC nebo server
automaticky přepnout do režimu 100BaseT. Li
rozbočovač funguje pouze s 10BaseT, ne
vrátí signál a počítač nebo server
se automaticky přepne do režimu 10BaseT.
Když
mohou být malé konfigurace 100BaseT
použijte most 10/100 nebo jej přepněte
zajistí komunikaci části sítě, s níž pracuje
100BaseT, s již existující sítí
10BaseT.
Klamat
RYCHLOST
Shrnutí všeho
výše uvedené, poznamenáváme, že, jak se nám zdá,
Rychlý ethernet je pro řešení problémů nejlepší
vysoké špičkové zatížení. Například pokud
někteří uživatelé pracují s CAD nebo
programy pro zpracování obrazu a
potřebuje zvýšení propustnosti
pak může být Fast Ethernet
dobrá cesta ven. Nicméně pokud
problémy způsobené nadbytkem
uživatelé v síti, poté se spustí 100BaseT
zpomalte výměnu informací na přibližně 50%
zatížení sítě - jinými slovy, na stejném
úroveň jako 10BaseT. Ale nakonec je
koneckonců nic víc než rozšíření.
Zkušební laboratoř ComputerPress testovala síťové karty Fast Ethernet pro sběrnici PCI určené pro použití na pracovních stanicích 10/100 Mbit / s. Byly vybrány nejběžnější aktuálně používané karty s propustností 10/100 Mbit / s, protože za prvé je lze použít v sítích Ethernet, Fast Ethernet a smíšené sítě a za druhé slibná technologie Gigabit Ethernet (propustnost až 1000 Mbit / s) se stále nejčastěji používá k připojení výkonných serverů k síťovému vybavení jádra sítě. Je nesmírně důležité, jaké kvalitní pasivní síťové zařízení (kabely, zásuvky atd.) Se v síti používá. Je dobře známo, že zatímco pro ethernetové sítě stačí kroucený pár kategorie 3, pro rychlý ethernet je vyžadována kategorie 5. Rozptyl signálu, špatná odolnost proti šumu může výrazně snížit šířku pásma sítě.
Účelem testování bylo nejprve určit index efektivního výkonu (Performance / Efficiency Index Ratio - dále P / E -index), a teprve poté - absolutní hodnotu propustnosti. Index P / E se vypočítá jako poměr šířky pásma síťové karty v Mbps k procentu využití CPU. Tento index je průmyslovým standardem pro určování výkonu síťových adaptérů. Byl zaveden za účelem zohlednění využití síťových karet zdrojů CPU. Jde o to, že někteří výrobci síťových adaptérů se snaží dosáhnout co nejlepšího výkonu pomocí více cyklů počítačového procesoru k provádění síťových operací. Nízké využití procesoru a relativně velká šířka pásma jsou zásadní pro běh důležitých obchodních a multimediálních aplikací i úkolů v reálném čase.
Otestovali jsme karty, které se v současnosti nejčastěji používají pro pracovní stanice v podnikových a místních sítích:
- D-Link DFE-538TX
- SMC EtherPower II 10/100 9432TX / MP
- 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM
- Compex RL 100ATX
- Správa Intel EtherExpress PRO / 100 +
- CNet PRO-120
- NetGear FA 310TX
- Allied Telesyn AT 2500TX
- Surecom EP-320X-R
Hlavní charakteristiky testovaných síťových adaptérů jsou uvedeny v tabulce. 1. Vysvětlíme některé pojmy použité v tabulce. Automatická detekce rychlosti připojení znamená, že adaptér sám určuje maximální možnou rychlost provozu. Pokud je navíc podporováno automatické snímání, není při přechodu z Ethernetu na Fast Ethernet a naopak nutná žádná další konfigurace. To je od správce systému není třeba překonfigurovat adaptér a znovu načíst ovladače.
Podpora režimu Bus Master umožňuje přenos dat přímo mezi síťovou kartu a paměť počítače. Tím se uvolní centrální procesor pro provádění dalších operací. Tato vlastnost se stala de facto standardem. Není divu, že všechny známé síťové karty podporují režim Bus Master.
Vzdálené probuzení (Wake on LAN) vám umožňuje zapnout počítač přes síť. To znamená, že je možné provádět servis počítače mimo pracovní dobu. K tomu slouží třípólové konektory na základní desce a síťovém adaptéru, které jsou propojeny speciálním kabelem (součástí dodávky). Kromě toho je vyžadován speciální řídicí software. Technologii Wake on LAN vyvíjí aliance Intel-IBM.
Plně duplexní režim umožňuje přenos dat současně v obou směrech, poloviční duplex - pouze v jednom směru. Maximální možná propustnost v plně duplexním režimu je tedy 200 Mb / s.
DMI (Desktop Management Interface) poskytuje možnost získat informace o konfiguraci a zdrojích počítače pomocí softwaru pro správu sítě.
Podpora specifikace WfM (Wired for Management) umožňuje síťovému adaptéru komunikovat se softwarem pro správu a správu sítě.
Pro vzdálené spuštění operačního systému počítače přes síť jsou síťové adaptéry dodávány se speciální pamětí BootROM. To umožňuje efektivní využití bezdiskových pracovních stanic v síti. Většina testovaných karet měla pouze slot BootROM; samotný BootROM je obvykle samostatně objednaná volba.
Podpora ACPI (Advanced Configuration Power Interface) pomáhá snížit spotřebu energie. ACPI je nová technologie pro správu napájení. Je založen na použití hardwaru i softwaru. Wake on LAN je v zásadě nedílnou součástí ACPI.
Vlastní prostředky ke zvýšení produktivity mohou zvýšit účinnost síťové karty. Nejslavnější z nich jsou Parallel Tasking II od 3Com a Adaptive. Technologická společnost Intel. Tyto prostředky jsou obvykle patentovány.
Podporu hlavních operačních systémů zajišťují téměř všechny adaptéry. Mezi hlavní operační systémy patří: Windows, Windows NT, NetWare, Linux, SCO UNIX, LAN Manager a další.
Úroveň podpory služeb se posuzuje podle dostupnosti dokumentace, diskety s ovladači a možností stáhnout si nejnovější ovladače z webových stránek společnosti. Důležitou roli hraje také balení. Z tohoto pohledu jsou podle nás nejlepší síťové Adaptéry D-Link, Allied Telesyn a Surecom. Obecně ale byla úroveň podpory pro všechny karty uspokojivá.
Záruka se obvykle vztahuje na celou životnost napájecího adaptéru (doživotní záruka). Někdy je omezen na 1-3 roky.
Metodika testování
Všechny testy používaly nejnovější ovladače NIC stažené z internetových serverů příslušných prodejců. V případě, že ovladač síťové karty umožňoval jakékoli úpravy a optimalizace, bylo použito výchozí nastavení (kromě síťového adaptéru Intel). Všimněte si, že nejbohatší další funkce a funkce zajišťují karty a odpovídající ovladače od 3Com a Intel.
Výkon byl měřen pomocí nástroje Novell Perform3. Princip fungování obslužného programu spočívá v tom, že se z pracovní stanice zkopíruje malý soubor na sdílenou síťovou jednotku na serveru, načež zůstane v mezipaměti souborů serveru a je odtud mnohokrát přečten během zadaného časového období. To umožňuje interakci z paměti do paměti a eliminuje vliv latence disku. Parametry nástroje zahrnují počáteční velikost souboru, konečnou velikost souboru, krok změny velikosti a čas testu. Nástroj Novell Perform3 zobrazuje hodnoty výkonu s různými velikostmi souborů, průměrem a maximální výkon(v KB / s). Ke konfiguraci obslužného programu byly použity následující parametry:
- Počáteční velikost souboru - 4095 bajtů
- Konečná velikost souboru - 65 535 bytů
- Přírůstek souboru - 8192 bytů
Doba testu u každého souboru byla nastavena na dvacet sekund.
Každý experiment používal dvojici identických síťových karet, jedna běží na serveru a druhá běží na pracovní stanici. Zdá se, že to není v souladu s běžnou praxí, protože servery obvykle používají specializované síťové adaptéry s řadou dalších funkcí. Ale je to přesně tak - stejné síťové karty jsou nainstalovány na server a na pracovní stanice - testování provádějí všechny známé testovací laboratoře na světě (KeyLabs, Tolly Group atd.). Výsledky jsou o něco nižší, ale experiment se ukázal být čistý, protože na všech počítačích fungují pouze analyzované síťové karty.
Konfigurace klienta Compaq DeskPro EN:
- Procesor Pentium II 450 MHz
- mezipaměť 512 kB
- RAM 128 MB
- pevný disk 10 GB
- operační systém Microsoft Windows NT Server 4.0 c 6 a SP
- Protokol TCP / IP.
Konfigurace serveru Compaq DeskPro EP:
- Procesor Celeron 400 MHz
- RAM 64 MB
- pevný disk 4,3 GB
- operační systém Microsoft Windows NT Workstation 4.0 c c 6 a SP
- Protokol TCP / IP.
Testování bylo provedeno na počítačích připojených přímo kříženým kabelem UTP kategorie 5. Během těchto testů karty pracovaly v plně duplexním režimu 100Base-TX. V tomto režimu je propustnost o něco vyšší, protože část informací o službě (například potvrzení o přijetí) se přenáší současně s užitečné informace, jehož objem je odhadován. Za těchto podmínek bylo možné opravit poměrně vysoké hodnoty propustnosti; například adaptér 3Com Fast EtherLink XL 3C905B-TX-NM dosahuje v průměru 79,23 Mb / s.
Zatížení procesoru bylo na serveru měřeno pomocí Nástroje Windows Monitor výkonu NT; data byla zapsána do souboru protokolu. Na klientovi byl spuštěn nástroj Perform3, aby neovlivnil zatížení procesoru serveru. Jako procesor serverového počítače byl použit Intel Celeron, jehož výkon je výrazně nižší než výkon procesorů Pentium II a III. Intel Celeron bylo použito záměrně: faktem je, že protože zatížení procesoru je určeno s dostatečně velkou absolutní chybou, v případě velkých absolutních hodnot se relativní chyba ukáže být menší.
Po každém testu nástroj Perform3 umístí výsledky své práce do textového souboru jako datovou sadu následující formy:
65535 bajtů. 10491,49 KBps. 10491,49 agregátu KBps. 57343 bajtů. 10844,03 KBps. 10844,03 Agregát KBps. 49151 bajtů. 10737,95 KBps. 10737,95 Agregát KBps. 40959 bytů. 10603,04 kB / s. 10603.04 Agregát KBps. 32767 bytů. 10497,73 KBps. 10497,73 agregátu KBps. 24575 bajtů. 10220,29 kB / s. 10220,29 Agregát KBps. 16383 bajtů. 9573,00 KBps. 9573.00 Agregát KBps. 8191 bajtů. 8195,50 kB / s. 8195,50 Agregát KBps. 10844,03 Maximum KBps. 10145,38 Průměrná KBp.
Zobrazí se velikost souboru, odpovídající propustnost pro vybraného klienta a pro všechny klienty (v tomto případě je pouze jeden klient), stejně jako maximální a průměrná propustnost v průběhu testu. Výsledné průměrné hodnoty pro každý test byly převedeny z KB / s na Mbit / s pomocí vzorce:
(KB x 8) / 1024,
a hodnota indexu P / E byla vypočtena jako poměr propustnosti k zatížení procesoru v procentech. Následně byla na základě výsledků tří měření vypočítána průměrná hodnota indexu P / E.
Pomocí nástroje Perform3 na pracovní stanici Windows NT nastal následující problém: kromě zápisu na síťový disk byl soubor zapsán také do místní mezipaměti souborů, ze které byl následně velmi rychle načten. Výsledky byly působivé, ale nerealistické, protože v síti nedocházelo k přenosu dat jako takových. Aby aplikace mohly považovat sdílené síťové disky za běžné místní disky, používá operační systém speciální síťovou komponentu - přesměrovač, který přesměrovává požadavky I / O přes síť. Za normálních provozních podmínek při provádění postupu pro zápis souboru na sdílenou síťovou jednotku přesměrovač používá algoritmus ukládání do mezipaměti systému Windows NT. Proto při zápisu na server zapisuje také do místní mezipaměti souborů klientského počítače. A pro testování je nutné, aby ukládání do mezipaměti probíhalo pouze na serveru. Aby se zabránilo ukládání do mezipaměti v klientském počítači, byly změněny hodnoty parametrů v registru systému Windows NT, což umožnilo zakázat ukládání do mezipaměti prováděné přesměrovačem. Postupovalo se takto:
- Cesta registru:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ Rdr \ Parameters
Název parametru:
UseWriteBehind umožňuje optimalizaci zápisu pro zapisované soubory
Zadejte: REG_DWORD
Hodnota: 0 (výchozí: 1)
- Cesta registru:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ Lanmanworkstation \ parametry
Název parametru:
UtivateNTCaching určuje, zda přesměrovač použije správce mezipaměti systému Windows NT k ukládání obsahu mezipaměti.
Typ: REG_DWORD Hodnota: 0 (výchozí: 1)
Síťový adaptér pro správu Intel EtherExpress PRO / 100 +
Propustnost karty a využití procesoru jsou téměř stejné jako u 3Com. Okna pro nastavení parametrů této mapy jsou uvedena níže.
Nový řadič Intel 82559 v této kartě poskytuje velmi vysoký výkon, zejména v sítích Fast Ethernet.
Technologie, kterou Intel používá ve své kartě Intel EtherExpress PRO / 100 +, se nazývá Adaptive Technology. Podstatou metody je automatická změna časových intervalů mezi ethernetovými pakety v závislosti na zatížení sítě. Jak se zvyšuje přetížení sítě, vzdálenost mezi jednotlivými ethernetovými pakety se dynamicky zvyšuje, což snižuje kolize a zvyšuje propustnost. Při nízké zátěži sítě, kdy je pravděpodobnost kolizí nízká, se časové intervaly mezi pakety snižují, což také vede ke zvýšení výkonu. Výhody této metody by měly být největší u velkých kolizních segmentů ethernetu, to znamená v případech, kdy v topologii sítě dominují rozbočovače, nikoli přepínače.
Nová technologie společnosti Intel s názvem Priority Packet umožňuje ladit provoz prostřednictvím NIC podle priorit jednotlivých paketů. To poskytuje možnost zvýšit rychlost přenosu dat pro kritické aplikace.
K dispozici je podpora VLAN (standard IEEE 802.1Q).
Na desce jsou pouze dva indikátory - práce / připojení, rychlost 100.
www.intel.com
Síťový adaptér SMC EtherPower II 10/100 SMC9432TX / MP
Architektura této karty využívá dvě slibné technologie SMC SimulTasking a Programmable InterPacket Gap. První technologie je podobná technologii 3Com Parallel Tasking. Porovnáním výsledků testů pro karty těchto dvou výrobců můžeme učinit závěr o míře účinnosti implementace těchto technologií. Všimněte si také, že tato síťová karta vykázala třetí výsledek z hlediska výkonu a indexu P / E, který překonal všechny karty kromě 3Com a Intel.
Na kartě jsou čtyři LED indikátory: rychlost 100, přenos, připojení, duplex.
Hlavní web společnosti je www.smc.com
Rychlý ethernet
Fast Ethernet - specifikace protokolu IEEE 802.3 u oficiálně přijatá 26. října 1995 definuje protokol odkazová vrstva pro sítě pracující pomocí měděných i optických kabelů rychlostí 100 Mb / s. Nová specifikace je nástupcem standardu IEEE 802.3 Ethernet se stejným formátem rámců, mechanismem přístupu k médiím CSMA / CD a hvězdicovou topologií. Pro zvýšení propustnosti se vyvinulo několik prvků konfigurace fyzické vrstvy, včetně typů kabelů, délek segmentů a počtu rozbočovačů.
Rychlá struktura ethernetu
Chcete -li lépe porozumět provozu a porozumět interakci prvků Fast Ethernet, podívejte se na obrázek 1.
Obrázek 1. Systém Fast Ethernet
Podvrstva Logic Link Control (LLC)
Specifikace IEEE 802.3 u rozděluje funkce linkové vrstvy na dvě podvrstvy: logické linkové řízení (LLC) a střední přístupovou vrstvu (MAC), o nichž bude pojednáno níže. LLC, jejíž funkce jsou definovány standardem IEEE 802.2, ve skutečnosti poskytuje propojení s protokoly vyšší úrovně (například IP nebo IPX) a poskytuje různé komunikační služby:
- Služba bez navázání spojení a potvrzení přijetí. Jednoduchá služba, která neposkytuje řízení toku ani řízení chyb a nezaručuje správné doručení dat.
- Služba orientovaná na připojení. Absolutně spolehlivá služba, která zaručuje správné doručení dat vytvořením připojení k přijímacímu systému před zahájením přenosu dat a pomocí mechanismů řízení chyb a řízení toku dat.
- Služba bez připojení s potvrzením. Středně složitá služba, která používá potvrzovací zprávy k zajištění doručení, ale nenavazuje připojení, dokud nejsou odeslána data.
Na přenosovém systému jsou následná data z protokolu Network Layer nejprve zapouzdřena podvrstvou LLC. Standard jim říká Protocol Data Unit (PDU). Když je PDU předán podvrstvě MAC, kde je opět orámován záhlavím a informacemi o příspěvku, lze jej v tomto bodě technicky nazvat rámcem. U ethernetového paketu to znamená, že rámec 802.3 obsahuje kromě dat síťové vrstvy také tříbajtovou hlavičku LLC. Maximální povolená délka dat v každém paketu se tedy sníží z 1500 na 1497 bytů.
Hlavička LLC se skládá ze tří polí:
V některých případech rámce LLC hrají v procesu síťové komunikace menší roli. Například v síti využívající TCP / IP spolu s dalšími protokoly může být jedinou funkcí LLC povolit, aby rámce 802.3 obsahovaly záhlaví SNAP, jako je Ethertype, označující protokol Network Layer, do kterého by měl být rámec odeslán. V tomto případě všechny PDU LLC používají nečíslovaný informační formát. Jiné protokoly vyšší úrovně však vyžadují pokročilejší službu od LLC. Například relace NetBIOS a několik protokolů NetWare používají služby orientované na připojení LLC v širším měřítku.
SNAP hlavička
Přijímající systém musí určit, který z protokolů síťové vrstvy by měl přijímat příchozí data. Pakety 802.3 v rámci LLC PDU používají jiný protokol s názvem Sub -SíťPřístupProtokol (SNAP, Subnetting Access Protocol).
Záhlaví SNAP je dlouhé 5 bajtů a je umístěno bezprostředně za záhlavím LLC v datovém poli rámce 802.3, jak je znázorněno na obrázku. Záhlaví obsahuje dvě pole.
Organizační kód. ID organizace nebo dodavatele je tříbajtové pole, které má stejnou hodnotu jako první 3 bajty adresy MAC odesílatele v záhlaví 802.3.
Místní kód. Místní kód je dvoubajtové pole, které je funkčně ekvivalentní poli Ethertype v záhlaví Ethernet II.
Odpovídající podúrovni
Jak již bylo řečeno, Fast Ethernet je vyvinutým standardem. MAC navržený pro rozhraní AUI je třeba namapovat na rozhraní MII používané ve Fast Ethernetu, k čemuž je tato podvrstva.
Řízení přístupu k médiím (MAC)
Každý uzel v síti Fast Ethernet má řadič přístupu k médiím (MédiaPřístupOvladač- MAC). MAC je klíčem k Fast Ethernet a má tři účely:
Nejdůležitější ze tří přiřazení MAC je první. Pro jakékoli síťové technologie který používá společné médium, jeho hlavní charakteristikou jsou pravidla přístupu k médiu, která určují, kdy může uzel vysílat. Na vývoji pravidel pro přístup k životnímu prostředí se podílí několik výborů IEEE. Výbor 802.3, často označovaný jako ethernetový výbor, definuje standardy LAN, které používají pravidla zvaná CSMA /CD(Multiple Access Carrier Sense with Detection Collision).
CSMS / CD jsou pravidla pro přístup k médiím pro ethernet i pro rychlý ethernet. Právě v této oblasti se obě technologie zcela shodují.
Protože všechny uzly v Fast Ethernetu sdílejí stejné médium, mohou vysílat pouze tehdy, když jsou na řadě. Tato fronta je definována pravidly CSMA / CD.
CSMA / CD
Řadič MAC Fast Ethernet poslouchá před přenosem na nosiči. Nosič existuje pouze tehdy, když vysílá jiný uzel. Vrstva PHY detekuje přítomnost nosiče a generuje zprávu pro MAC. Přítomnost nosiče naznačuje, že prostředí je zaneprázdněno a naslouchající uzel (nebo uzly) musí ustoupit vysílacímu.
MAC, který má rámec k přenosu, musí před vysláním předchozího rámce počkat minimální dobu. Tento čas se nazývá mezipaketová mezera(IPG, mezipaketová mezera) a trvá 0,96 mikrosekundy, to znamená desetinu přenosového času běžného ethernetového paketu rychlostí 10 Mb / s (IPG je jediný časový interval, vždy specifikovaný v mikrosekundách, nikoli v bitovém čase) Obrázek 2.
Obrázek 2. Mezera mezi pakety
Po skončení paketu 1 musí všechny LAN uzly čekat na IPG, než budou moci vysílat. Časový interval mezi pakety 1 a 2, 2 a 3 na obr. 2 je čas IPG. Po dokončení přenosu paketu 3 neměl žádný uzel materiál ke zpracování, takže časový interval mezi pakety 3 a 4 je delší než IPG.
Všechny uzly v síti musí splňovat tato pravidla. I když má uzel mnoho rámců k přenosu a tento uzel je jediným vysílacím, pak po odeslání každého paketu musí počkat alespoň IPG.
Toto je součástí pravidel přístupu k médiím CSMA Fast Ethernet Media. Stručně řečeno, mnoho uzlů má přístup k médiu a pomocí dopravce sleduje, zda je zaneprázdněn.
Počáteční experimentální sítě používaly přesně tato pravidla a takové sítě fungovaly velmi dobře. Problém však způsobilo pouze použití CSMA. Často dva uzly, které mají paket k přenosu a čekají na čas IPG, začnou vysílat současně, což má za následek poškození dat na obou stranách. Tato situace se nazývá kolize(kolize) nebo konflikt.
K překonání této překážky používaly rané protokoly poměrně jednoduchý mechanismus. Balíčky byly rozděleny do dvou kategorií: příkazy a reakce. Každý příkaz odeslaný uzlem vyžadoval odpověď. Pokud po odeslání příkazu nebyla po určitou dobu (nazývaná doba časového limitu) přijata žádná odpověď, byl původní příkaz znovu vydán. To se může stát několikrát ( limitní částka timeouts), než odesílající uzel zaznamenal chybu.
Toto schéma by mohlo fungovat dobře, ale pouze do určitého bodu. Výskyt konfliktů vedl k prudkému snížení výkonu (obvykle se měří v bajtech za sekundu), protože uzly často nečinně čekaly na odpovědi na příkazy, které nikdy nedorazily do cíle. Přetížení sítě, zvýšení počtu uzlů přímo souvisí s nárůstem počtu konfliktů a v důsledku toho se snížením výkonu sítě.
Počáteční návrháři sítí rychle našli řešení tohoto problému: každý uzel musí detekovat ztrátu přeneseného paketu detekcí konfliktu (a ne čekat na reakci, která nikdy nebude následovat). To znamená, že pakety ztracené v důsledku konfliktu musí být znovu odeslány bezprostředně před vypršením časového limitu. Pokud hostitel přenesl poslední bit paketu bez konfliktu, paket byl úspěšně přenesen.
Carrier sense lze dobře kombinovat s detekcí kolizí. Ke kolizím stále dochází, ale to nemá vliv na výkon sítě, protože uzly se jich rychle zbaví. Skupina DIX, která vyvinula pravidla pro přístup k prostředí CSMA / CD pro ethernet, je formalizovala ve formě jednoduchého algoritmu - obrázek 3.
Obrázek 3. Algoritmus provozu CSMA / CD
Zařízení fyzické vrstvy (PHY)
Protože Fast Ethernet může používat jiný typ kabelu, každé médium vyžaduje jedinečnou konverzi signálu. Konverze je také nutná pro efektivní přenos dat: aby byl přenášený kód odolný proti rušení, možné ztrátě nebo zkreslení jeho jednotlivých prvků (baud), aby byla zajištěna účinná synchronizace hodin na vysílací nebo přijímací straně.
Kódovací dílčí vrstva (PCS)
Kóduje / dekóduje data přicházející z / do vrstvy MAC pomocí algoritmů nebo.
Podvrstvy fyzického propojení a závislosti na fyzických médiích (PMA a PMD)
Podvrstvy PMA a PMD komunikují mezi podvrstvou PSC a rozhraním MDI a poskytují formaci podle metody fyzického kódování: nebo.
Úroveň automatického vyjednávání (AUTONEG)
Podvrstva automatického vyjednávání umožňuje dvěma komunikačním portům automaticky vybrat nejefektivnější režim provozu: plně duplexní nebo poloduplexní 10 nebo 100 Mb / s. Fyzická vrstva
Standard Fast Ethernet definuje tři typy ethernetových signalizačních médií 100 Mb / s.
- 100Base -TX - dva kroucené páry vodičů. Přenos se provádí v souladu s normou pro přenos dat na krouceném fyzickém médiu vyvinutou ANSI (American National Standards Institute - American National Standards Institute). Stočený datový kabel může být stíněný nebo nestíněný. Používá algoritmus kódování dat 4B / 5B a metodu fyzického kódování MLT-3.
- 100Base-FX je dvoužilový kabel s optickými vlákny. Přenos se také provádí v souladu s normou ANSI pro přenos dat v médiích z optických vláken. Používá algoritmus kódování dat 4B / 5B a metodu fyzického kódování NRZI.
Specifikace 100Base-TX a 100Base-FX jsou také známé jako 100Base-X
- 100Base-T4 je speciální specifikace vyvinutá výborem IEEE 802.3u. Podle této specifikace se přenos dat provádí přes čtyři kroucená dvojice telefonní kabel, který se nazývá kabel UTP kategorie 3. Používá algoritmus kódování dat 8B / 6T a metodu fyzického kódování NRZI.
Standard Fast Ethernet navíc obsahuje pokyny pro stíněný kroucený párový kabel kategorie 1, což je standardní kabel tradičně používaný v sítích Token Ring. Organizace podpory a pokyny pro používání kabelu STP na Fast Ethernet poskytují zákazníkům s kabeláží STP rychlou migrační cestu.
Specifikace Fast Ethernet také obsahuje mechanismus automatického vyjednávání, který umožňuje hostitelskému portu automatické přizpůsobení rychlosti přenosu dat 10 Mbps nebo 100 Mbps. Tento mechanismus je založen na výměně několika paketů s portem rozbočovače nebo přepínače.
Prostředí 100Base-TX
Jako přenosové médium pro 100Base-TX se používají dva kroucené páry, přičemž jeden pár se používá k přenosu dat a druhý k jejich příjmu. Protože specifikace ANSI TP-PMD obsahuje popis stíněných i nestíněných kroucených párů, specifikace 100Base-TX zahrnuje podporu nestíněných i stíněných kroucených dvojic typu 1 a 7.
Konektor MDI (Medium Dependent Interface)
Rozhraní propojení 100Base-TX závislé na médiích může být jedním ze dvou typů. U nestíněného krouceného páru použijte jako konektor MDI 8pinový konektor RJ 45 kategorie 5. Stejný konektor se používá v síti 10Base-T k zajištění zpětné kompatibility se stávající kabeláží kategorie 5. použijte konektor IBM STP typu 1, což je stíněný konektor DB9. Tento konektor se běžně používá v sítích Token Ring.
UTP kabel kategorie 5 (e)
Mediální rozhraní UTP 100Base-TX používá dva páry vodičů. Aby se minimalizoval přeslech a možné zkreslení signálu, zbývající čtyři vodiče by neměly být používány k přenosu signálů. Vysílací a přijímací signály pro každý pár jsou polarizovány, přičemž jeden vodič nese kladný (+) signál a druhý negativní (-) signál. Barevné kódování kabelů a čísla pinů konektoru pro síť 100Base-TX jsou uvedeny v tabulce. 1. Přestože vrstva 100Base-TX PHY byla vyvinuta po přijetí standardu ANSI TP-PMD, čísla pinů konektoru RJ 45 byla změněna tak, aby odpovídala již použitým vývodům 10Base-T. Standard ANSI TP-PMD používá k příjmu dat piny 7 a 9, zatímco standardy 100Base-TX a 10Base-T k tomu používají piny 3 a 6. Toto zapojení vám umožňuje použít adaptéry 100Base-TX namísto 10 adaptérů Base-T a připojte je ke stejným kabelům kategorie 5, aniž byste měnili kabeláž. V konektoru RJ 45 jsou použité dvojice vodičů připojeny na piny 1, 2 a 3, 6. Pro správné připojení vodičů se řiďte jejich barevným kódováním.
Tabulka 1. Účel kontaktů konektoruMDIkabelUTP100Base-TX
Uzly vzájemně komunikují výměnou rámců (rámců). V Fast Ethernetu je rámec základní jednotkou pro výměnu v síti - jakékoli informace přenášené mezi uzly jsou umístěny v datovém poli jednoho nebo více rámců. Předávání rámců z jednoho uzlu do druhého je možné pouze tehdy, pokud existuje způsob, jak jednoznačně identifikovat všechny síťové uzly. Každý uzel v síti LAN má proto adresu nazývanou jeho adresa MAC. Tato adresa je jedinečná: žádné dva uzly LAN nemohou mít stejnou adresu MAC. Navíc v žádné technologii LAN (s výjimkou ARCNet) nemohou mít dva uzly na světě stejnou MAC adresu. Jakýkoli rámec obsahuje alespoň tři hlavní informace: adresu příjemce, adresu odesílatele a data. Některé snímky mají další pole, ale jsou vyžadována pouze tři uvedená. Obrázek 4 ukazuje strukturu rámců Fast Ethernet.
Obrázek 4. Struktura rámuRychleEthernet
- adresa příjemce- je uvedena adresa uzlu přijímajícího data;
- adresa odesílatele- je uvedena adresa uzlu, který odeslal data;
- délka / typ(L / T - Length / Type) - obsahuje informace o typu přenášených dat;
- kontrolní součet rámu(PCS - Frame Check Sequence) - určen ke kontrole správnosti rámce přijatého přijímajícím uzlem.
Minimální velikost rámce je 64 oktetů nebo 512 bitů (podmínky oktet a byte - synonyma). Maximální velikost rámce je 1518 oktetů nebo 12144 bitů.
Adresování rámců
Každý uzel v síti Fast Ethernet má jedinečné číslo, kterému se říká adresa MAC nebo adresa uzlu. Toto číslo se skládá ze 48 bitů (6 bajtů), přiřazených síťovému rozhraní během výroby zařízení a naprogramovaných během inicializace. Síťová rozhraní všech LAN, s výjimkou ARCNet, která používá 8bitové adresy přidělené správcem sítě, mají tedy vestavěnou jedinečnou MAC adresu, která se liší od všech ostatních MAC adres na Zemi a je přiřazena výrobcem po dohodě s IEEE.
Aby se usnadnila správa síťových rozhraní, IEEE navrhlo rozdělit pole 48bitové adresy na čtyři části, jak ukazuje obrázek 5. První dva bity adresy (bity 0 a 1) jsou příznaky typu adresy. Význam příznaků určuje, jak bude interpretována adresová část (bity 2 - 47).
Obrázek 5. Formát MAC adresy
Volá se bit I / G příznak individuální / skupinové adresy a ukazuje, jaká je (jednotlivá nebo skupinová) adresa. Individuální adresa je přiřazena pouze k jednomu rozhraní (nebo uzlu) v síti. Adresy s bitem I / G nastaveným na 0 jsou MAC adresy nebo adresy uzlů. Pokud je I / O bit nastaven na 1, pak adresa patří do skupiny a obvykle se volá vícebodová adresa(adresa vícesměrového vysílání) nebo funkční adresa(funkční adresa). Adresu vícesměrového vysílání lze přiřadit jednomu nebo více síťovým rozhraním LAN. Rámce odeslané na vícesměrovou adresu přijímají nebo kopírují všechna síťová rozhraní LAN, která ji mají. Adresy vícesměrového vysílání umožňují odeslání rámce do podmnožiny hostitelů v místní síti. Pokud je I / O bit nastaven na 1, pak jsou bity 46 až 0 považovány za adresu vícesměrového vysílání a nikoli za pole U / L, OUI a OUA normální adresy. Volá se bit U / L univerzální / místní kontrolní příznak a určuje, jak byla adresa přiřazena síťovému rozhraní. Pokud jsou oba bity, I / O a U / L, nastaveny na 0, pak je adresa jedinečným 48bitovým identifikátorem popsaným dříve.
OUI (organizačně jedinečný identifikátor - organizačně jedinečný identifikátor). IEEE přiřazuje každému výrobci síťových adaptérů a rozhraní jednu nebo více OUI. Každý výrobce odpovídá za správné přiřazení OUA (organizačně jedinečná adresa - organizačně jedinečná adresa), které by mělo mít jakékoli zařízení, které vytvoří.
Když je nastaven bit U / L, adresa je spravována lokálně. To znamená, že není specifikován výrobcem síťového rozhraní. Každá organizace si může vytvořit vlastní MAC adresu pro síťové rozhraní nastavením U / L bitu na 1 a bitů 2 až 47 na nějakou zvolenou hodnotu. Síťové rozhraní po přijetí rámce nejprve dekóduje cílovou adresu. Když je v adrese nastaven bit I / O, vrstva MAC obdrží tento rámec, pouze pokud je cílová adresa v seznamu, který je uložen v uzlu. Tato technika umožňuje jednomu uzlu odeslat rámec mnoha uzlům.
Existuje speciální vícebodová adresa vysílací adresa. Ve 48bitové adrese všesměrového vysílání IEEE jsou všechny bity nastaveny na 1. Pokud je rámec přenášen s cílovou adresou všesměrového vysílání, všechny uzly v síti jej přijmou a zpracují.
Délka / typ pole
Pole L / T (Délka / Typ) slouží dvěma různým účelům:
- určit délku datového pole rámce, s vyloučením jakéhokoli odsazení mezerami;
- k označení datového typu v datovém poli.
Hodnota pole L / T mezi 0 a 1500 je délka datového pole rámce; vyšší hodnota označuje typ protokolu.
Obecně je pole L / T historickým pozůstatkem standardizace ethernetu v IEEE, což vedlo k řadě problémů s kompatibilitou zařízení vydaných před rokem 1983. Nyní ethernet a rychlý ethernet nikdy nepoužívají pole L / T. Zadané pole slouží pouze ke koordinaci se softwarem, který zpracovává rámce (tj. S protokoly). Jediným skutečně standardním účelem pole L / T je použít jej jako pole délky - specifikace 802.3 ani nezmiňuje jeho možné použití jako pole datového typu. Standard uvádí: "Rámce s hodnotou pole délky větší, než je uvedeno v bodě 4.4.2, mohou být ignorovány, vyřazeny nebo použity soukromě. Použití těchto rámců je mimo rozsah této normy."
Shrneme -li, co bylo řečeno, poznamenáváme, že pole L / T je primární mechanismus, kterým typ rámu. Rychlé ethernetové a ethernetové rámce, ve kterých hodnota pole L / T udává délku (hodnota L / T 802.3, rámce, ve kterých je datový typ nastaven hodnotou stejného pole (hodnota L / T> 1500), se nazývají rámce Ethernet- II nebo DIX.
Datové pole
V datovém poli obsahuje informace, které jeden uzel odesílá druhému. Na rozdíl od jiných polí, která ukládají velmi specifické informace, může datové pole obsahovat téměř jakékoli informace, pokud je jeho velikost alespoň 46 a ne více než 1 500 bajtů. Jak je formátován a interpretován obsah datového pole, je určeno protokoly.
Pokud je nutné odeslat data kratší než 46 bytů, vrstva LLC přidá na konec dat bajty s neznámou hodnotou, tzv. nepodstatné údaje(data padů). V důsledku toho se délka pole změní na 46 bajtů.
Pokud je rámec typu 802.3, pole L / T udává množství platných dat. Pokud je například odesílána 12bajtová zpráva, pak pole L / T obsahuje hodnotu 12 a datové pole obsahuje dalších 34 nevýznamných bajtů. Přidání nevýznamných bajtů spustí vrstvu Fast Ethernet LLC a je obvykle implementováno v hardwaru.
Zařízení vrstvy MAC neurčuje obsah pole L / T - software ano. Nastavení hodnoty tohoto pole provádí téměř vždy ovladač síťového rozhraní.
Kontrolní součet rámu
Sekvence kontroly rámců (PCS) zajišťuje, že přijaté snímky nejsou poškozeny. Při vytváření přenášeného rámce na úrovni MAC se používá speciální matematický vzorec CRC(Cyclic Redundancy Check), navržený pro výpočet 32bitové hodnoty. Výsledná hodnota je umístěna do pole FCS rámce. Hodnoty všech bajtů rámce jsou dodávány na vstup prvku vrstvy MAC, který vypočítává CRC. Pole FCS je primární a nejdůležitější mechanismus detekce a opravy chyb Fast Ethernet. Počínaje od prvního bajtu cílové adresy a konče posledním bajtem datového pole.
Hodnoty polí DSAP a SSAP
Hodnoty DSAP / SSAP | Popis |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indiv LLC Podvrstva Mgt |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Skupina LLC Podvrstva Mgt |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kontrola dráhy SNA |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rezervováno (IP DOD) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISO CLNS IS 8473 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Algoritmus kódování 8B6T převádí osmibitový datový oktet (8B) na šestibitový ternární symbol (6T). Skupiny kódů 6T jsou navrženy tak, aby byly přenášeny paralelně přes tři kroucené páry kabelů, takže efektivní rychlost přenosu dat pro každý kroucený pár je jedna třetina 100 Mbit / s, to znamená 33,33 Mbit / s. Ternární symbolová rychlost pro každý kroucený pár je 6/8 s rychlostí 33,3 Mb/s, což odpovídá hodinové frekvenci 25 MHz. Právě s touto frekvencí funguje časovač rozhraní MP. Na rozdíl od binárních signálů, které mají dvě úrovně, mohou ternární signály vysílané na každém páru mít tři úrovně.
Tabulka kódování znaků
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dnes je téměř nemožné najít notebook resp základní deska bez integrované síťové karty, nebo dokonce dvou. Všechny mají jeden konektor - RJ45 (přesněji 8P8C), ale rychlost ovladače se může lišit o řád. V levných modelech je to 100 megabitů za sekundu (Fast Ethernet), v dražších modelech - 1000 (Gigabit Ethernet).
Pokud váš počítač nemá vestavěný řadič LAN, pak je to s největší pravděpodobností již „starý muž“ založený na procesoru Intel Pentium 4 nebo AMD Athlon XP, stejně jako jejich „předkové“. Takové „dinosaury“ lze „spřátelit“ s kabelovou sítí pouze instalací diskrétní síťové karty se slotem PCI, protože sběrnice PCI Express v době jejich narození ještě neexistovaly. Ale i pro sběrnici PCI (33 MHz) se vyrábějí síťové karty, které podporují nejaktuálnější standard gigabitového ethernetu, i když jeho šířka pásma nemusí stačit na úplné uvolnění vysokorychlostního potenciálu gigabitového řadiče.
Ale i v případě 100megabitové integrované síťové karty si diskrétní adaptér budou muset pořídit ti, kteří se chystají „upgradovat“ na 1000 megabitů. Nejlepší možností by bylo koupit řadič PCI Express, který bude poskytovat maximální rychlost sítě, pokud je v počítači samozřejmě příslušný konektor. Je pravda, že mnozí dávají přednost kartě PCI, protože jsou mnohem levnější (náklady začínají doslova od 200 rublů).
Jaké jsou praktické výhody přechodu z Fast Ethernet na Gigabit Ethernet? Jak se liší skutečná rychlost přenosu dat u verzí PCI síťových karet a PCI Express? Bude stačit obvyklá rychlost? pevný disk pro úplné stažení gigabitového kanálu? Odpovědi na tyto otázky najdete v tomto materiálu.
Účastníci testu
K testování byly vybrány tři nejlevnější diskrétní síťové karty (PCI - Fast Ethernet, PCI - Gigabit Ethernet, PCI Express - Gigabit Ethernet), protože jsou po nich největší poptávka.
Síťovou kartu PCI s rychlostí 100 Mb / s představuje model Acorp L-100S (cena začíná na 110 rublů), který využívá čipovou sadu Realtek RTL8139D, nejoblíbenější pro levné karty.
Síťová karta PCI 1 000 Mb / s je reprezentována modelem Acorp L-1000S (cena začíná od 210 rublů), který je založen na čipu Realtek RTL8169SC. Toto je jediná karta s chladičem na čipové sadě - pro ostatní účastníky testu přídavné chlazení není požadováno.
Představena síťová karta PCI Express 1000 Mb / s model TP-LINK TG-3468 (cena začíná na 340 rublů). A není výjimkou - vychází z čipové sady RTL8168B, kterou vyrábí také Realtek.
Vzhled síťové karty
Čipové sady z těchto rodin (RTL8139, RTL816X) lze vidět nejen na diskrétních síťových kartách, ale jsou integrovány také na mnoha základních deskách.
Charakteristiky všech tří ovladačů jsou uvedeny v následující tabulce:
Zobrazit tabulku
Šířka pásma sběrnice PCI (1066 Mbit / s) by teoreticky měla stačit na „rozhoupání“ gigabitových síťových karet na plnou rychlost, v praxi to ale stále nemusí stačit. Jde o to, že tento „kanál“ sdílejí všechna zařízení PCI; kromě toho přenáší servisní informace o údržbě samotné sběrnice. Podívejme se, zda je tento předpoklad potvrzen měřením skutečné rychlosti.
Ještě jedna nuance: drtivá většina moderních pevných disků má průměrnou rychlost čtení nejvýše 100 megabajtů za sekundu a často ještě méně. V souladu s tím nebudou schopni zajistit plné zatížení gigabitového kanálu síťové karty, jehož rychlost je 125 megabajtů za sekundu (1 000: 8 = 125). Toto omezení lze obejít dvěma způsoby. První je zkombinovat dvojici takových pevných disků do pole RAID (RAID 0, striping), přičemž rychlost se může téměř zdvojnásobit. Druhým je použití jednotek SSD, jejichž rychlostní parametry jsou znatelně vyšší než u pevných disků.
Testování
Jako server byl použit počítač s následující konfigurací:
- procesor: AMD Phenom II X4 955 3200 MHz (čtyřjádrový);
- základní deska: ASRock A770DE AM2 + (čipová sada AMD 770 + AMD SB700);
- RAM: Hynix DDR2 4 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (v dvoukanálovém režimu);
- grafická karta: AMD Radeon HD 4890 1024 MB DDR5 PCI Express 2.0;
- síťová karta: Realtek RTL8111DL 1000 Mbps (integrováno na základní desce);
- operační systém: Microsoft Windows 7 Home Premium SP1 (64bitová verze).
Jako klient, do kterého byly nainstalovány testované síťové karty, byl použit počítač s následující konfigurací:
- procesor: AMD Athlon 7850 2800 MHz (dvoujádrový);
- základní deska: MSI K9A2GM V2 (MS-7302, čipová sada AMD RS780 + AMD SB700);
- RAM: Hynix DDR2 2 x 2048 GB PC2 8500 1066 MHz (v dvoukanálovém režimu);
- grafická karta: AMD Radeon HD 3100 256 MB (integrovaná do čipové sady);
- HDD: Seagate 7200.10 160 GB SATA2;
- operační systém: Microsoft Windows XP Home SP3 (32bitová verze).
Testy byly provedeny ve dvou režimech: čtení a zápis přes síťové připojení z pevných disků (to by mělo ukázat, že mohou být překážkou), stejně jako z RAM disků v RAM počítačů napodobujících rychlé SSD disky. Síťové karty byly připojeny přímo pomocí třímetrového propojovacího kabelu (osmižilový kroucený pár, kategorie 5e).
Rychlost přenosu dat (pevný disk - pevný disk, Mb / s)
Skutečná rychlost přenosu dat přes 100megabitovou síťovou kartu Acorp L-100S nedosáhla zcela teoretického maxima. Přestože obě gigabitové karty překonaly první zhruba šestkrát, nedokázaly ukázat maximální možnou rychlost. Je jasně vidět, že rychlost „spočívala“ na výkonu pevných disků Seagate 7200.10, které při přímém testování na počítači dosahují průměrných 79 megabajtů za sekundu (632 Mb / s).
V tomto případě není žádný zásadní rozdíl v rychlosti mezi síťovými kartami pro sběrnici PCI (Acorp L-1000S) a PCI Express (TP-LINK), nevýznamnou výhodu druhé lze vysvětlit chybou měření. Oba ovladače pracovaly na zhruba šedesáti procentech své kapacity.
Rychlost přenosu dat (RAM disk - RAM disk, Mbps)
Acorp L-100S očekával totéž nízká rychlost a při kopírování dat z vysokorychlostních disků RAM. Je to pochopitelné - standard Fast Ethernet dlouhodobě neodpovídá moderní realitě. Ve srovnání s testovacím režimem „pevný disk - pevný disk“ Gigabit PCI karta Acorp L -1000S znatelně zlepšila výkon - výhoda byla zhruba 36 procent. Ještě působivější náskok předvedla síťová karta TP-LINK TG-3468-nárůst o zhruba 55 procent.
Zde se projevila vyšší propustnost sběrnice PCI Express - překonala Acorp L -1000S o 14 procent, což už nelze přičíst chybě. Vítěz mírně zaostal za teoretickým maximem, ale rychlost 916 megabitů za sekundu (114,5 Mb / s) stále vypadá působivě - to znamená, že budete muset počkat, až kopírování skončí téměř o řád méně (ve srovnání s Rychlý ethernet). Například čas na zkopírování souboru o velikosti 25 GB (typický HD rip s dobrá kvalita) z počítače do počítače zabere méně než čtyři minuty a s adaptérem předchozí generace - více než půl hodiny.
Testování ukázalo, že síťové karty Gigabit Ethernet mají obrovskou výhodu (až desetinásobnou) oproti řadičům Fast Ethernet. Pokud mají vaše počítače pouze pevné disky, které nejsou kombinovány do prokládaného pole (RAID 0), pak mezi kartami PCI a PCI Express nebude zásadní rozdíl v rychlosti. Jinak, stejně jako při používání vysoce výkonných jednotek SSD, by měly být upřednostněny karty s rozhraním PCI Express, které zajistí nejvyšší možnou rychlost přenosu dat.
Přirozeně je třeba mít na paměti, že ostatní zařízení v síťové „cestě“ (přepínač, router ...) musí podporovat standard Gigabit Ethernet a kategorie kroucená dvojlinka (propojovací kabel) musí mít alespoň 5e. Jinak skutečná rychlost zůstane na úrovni 100 megabitů za sekundu. Mimochodem, zpětná kompatibilita se standardem Fast Ethernet zůstává: například notebook se 100 megabitovou síťovou kartou lze připojit k gigabitové síti; to neovlivní rychlost ostatních počítačů v síti.
