Это мой первый блог :)
Home
 

Ethernet 10Base5 (Thicknet)

Ethernet начал развиваться во второй половине 80-ых, когда было время room-компьютеров с  довольно скромной производительностью.
Необходимо было создать сеть удобную для администрирования для небольшого числа компьютеров, которые не часто обмениваются небольшим количеством информации.
Компания Xerox (в то время эта компания была большой) начала разрабатывать протокол примерно 2-ого уровня модели OSI. Необходимо было объединить несколько компьютеров достаточно хорошим кабелем с низким уровнем ошибок и с достаточно высокой пропускной способностью.
Примерно в таком контексте и возник Ethernet.
Начальная скорость была равна 1 Мб/с, позже выросла до 10 Мб/с. Этого вполне хватало для задач файлового сервера и для более медленных задач.
Ethernet является примером отличного решения грамотно поставленной задачи. Но тот, кто это разрабатывал не думал о дальнейшем развитии.
Идея: все станции сидят на 1 кабеле. Начали использовать толстый желтый маркированный коаксиальный кабель (дорогущий). Включать в него компьютер можно было только в специальных местах.
Сеть базировалась на случайном доступе, так как нельзя было запланировать время передачи.
Условие: станция должна прослушивать сеть перед тем, как начать передачу и начать передачу, если сеть на некоторое время затихла.
Коллизия — это когда 2 станции начали передачу одновременно.
Кабель полностью замкнут, никакие помехи из него не выходя, это значит, что среда не шумная. В итоге — большие битовые скорости и безобразное кодирование Манчестера (спектральные усы), зато экономия на устройствах физического уровня.
Структура кадра на 2 уровне (MAC — media access controller — устройство управлением доступа в среде) осталось неизменной абсолютно для всех, начиная с 10 Мб/с и заканчивая 10Гб/с.
Это принципиальная структура MAC.
Структура кадра
Структура кадра.
Кадр начинается с длинной Preamble (7 октетов) — это просто длинный звонок, который на 10 Мб/с шел Манчестером. Preamble кодируется такой последовательностью, которая дает рабочие фронты. Preamble нужна для того, чтобы рабочие устройства смогли засинхронизироваться (кодированная последовательность 0101…). В линии присутствуют только рабочие фронты.
Дальше идет фактически кусок преамбулы, но это на самом деле Start Frame Delimiter — разделитель начала кадра, которые заканчивается одним кривым манчестерским символом, т.е. периодом клока, где отсутствует рабочий фронт. Этот испорченный бит нужен для того, чтобы приемное устройство дернулось, но не сбилось. Это сигнал того, что пора принимать кадр.
Destination and Source Address, по 6 октетов каждое поле. Используются 6-октетные длинные адреса (они обычно впаяны в карточку, которые изначально были как серийные номера), это сделано для того, что у каждой машины он был уникальным не только в рамках сети, но и глобально. Но на случай, если вдруг произошла накладка и у вас в сети присутствуют 2 одинаковых адреса, в карточке имелся 1 или 2 переключателя, обычно был все таки один, который позволял изменить 1 бит, что давало возможность уйти от адресной коллизии. Считалось, что больше одного бита изменять не придется. Нововведения с программируемым MAC-адресом были приняты позже.
Дальше идет поле Length/Type (2 октета), которое в зависимости от Frame указывало либо на длину, либо на тип. Длина кадра ограничивалась, если в этом поле значение больше, чем ограничение длины, то это поле воспринималось как тип. В стандарте Ethernet длина кадра (максимальное значение длины) — это 1518 октетов. Обычно в качестве типа используется тип кадра протокола 3 уровня, который находится в поле данных. Если не удается опознать тип, то пакет необходимо сбросить. Ethernet также вынужден ограничивать минимальную длину кадра (64 октета) для обеспечения работы коллизионного механизма.
Кадр заканчивается тишиной. Между кадрами «дырка» — 96 бита тишины.
Структура МАС-адреса.

Структура МАС-адреса.

MAC-адреса — это не сплошная каша бит, воспринимаемая как единое целое. MAC-адреса имеют некую структуру, которая здесь показана. Поскольку Ethernet — бродкастная сеть, т.е. все слышат всех, вне зависимости адресуется это вам или нет. Оборудование обязано опознавать MAC-адрес в поле Destination Address и выдавать наружу только те кадры, которые имеют MAC-адрес совпадающий с самим устройством. Поэтому очень привлекательно использовать эту широковещательную способность для того, чтобы вводить групповое вещание или вещательные посылки. Кадры из единиц в поле Destination Address являются широковещательными (Broadcast). Такие кадры обязаны принимать и обрабатывать все станции. Используются также индивидуальные или групповые (начинаются с «1») адреса. Это значит, что ваша станция может, но не обязана принимать.
Задачи репитера (хаб или повторитель): эффективное пролонгирование длины кабеля, имитация каким-либо образом коллизий внутри.
Немного о классификации названия технологий на примере 10Base5 LAN:
10 — битовая скорость в Мб/с,
Base — технология, не использующая уплотнение каналов (например, частотных),
5 — максимальная длина сегмента для кабеля в сотнях метров (без репитеров).
Основные характеристики 10Base5 LAN:
Максимальная длина сегмента кабеля — 500 метров.
Максимальное количество MAU (набалдашник на проводе, к которому подключались компьютеры при помощи тонкого провода AUI) на сегмент — 100.
Полное сопротивление сегмента 5 Ω.
Читать далее о Ethernet 10Base2 (Thinnet)
—————————————————————
Статья основа на лекциях Беляева Платона Евгеньевича по предмету «Компьютерные сети» на кафедре АФТИ ФФ НГУ.

06.05.2012 This post was written by Categories: Компьютерные сети 4 комментария

4 комментария to “Ethernet 10Base5 (Thicknet)”


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Top