Introduction to Ethernet, Fast Ethernet and Gigabit Ethernet
It is nearly impossible to discuss networking without the mention of Ethernet, Fast Ethernet and Gigabit Ethernet. But, in order to determine which form is needed for your application, it’s important to first understand what each provides and how they work together.
A good starting point is to explain what Ethernet is. Simply, Ethernet is a very common method of networking computers in a LAN using copper cabling. Capable of providing fast and constant connections, Ethernet can handle about 10,000,000 bits per second and can be used with almost any kind of computer.
While that may sound fast to those less familiar with networking, there is a very strong demand for even higher transmission speeds, which has been realized by the Fast Ethernet and Gigabit Ethernet specifications (IEEE 802.3u and IEEE 802.3z respectively). These LAN (local area network) standards have raised the Ethernet speed limit from 10 megabits per second (Mbps) to 100Mbps for Fast Ethernet and 1000Mbps for Gigabit Ethernet with only minimal changes made to the existing cable structure.
The building blocks of today’s networks call out for a mixture of legacy 10BASE-T Ethernet networks and the new protocols. Typically, 10Mbps networks utilize Ethernet switches to improve the overall efficiency of the Ethernet network. Between Ethernet switches, Fast Ethernet repeaters are used to connect a group of switches together at the higher 100 Mbps rate.
However, with an increasing number of users running 100Mbps at the desktop, servers and aggregation points such as switch stacks may require even greater bandwidth. In this case, a Fast Ethernet backbone switch can be upgraded to a Gigabit Ethernet switch which supports multiple 100/1000 Mbps switches. High performance servers can be connected directly to the backbone once it has been upgraded.
Fast Ethernet Migration
Most network managers have already migrated from 10BASE-T or other Ethernet 10Mbps variations to higher bandwidth networks. Fast Ethernet ports on Ethernet switches are used to provide even greater bandwidth between the workgroups at 100Mbps speeds. New backbone switches have been created to offer support for 1000Mbps Gigabit Ethernet uplinks to handle network traffic. Equipment like Fast Ethernet repeaters will be used in common areas to group Ethernet switches together with server farms into large 100Mbps pipes. This is currently the most cost effective method of growing networks within the average enterprise.
Fast Ethernet vs Gigabit Ethernet: How They Differ From Each Other?
Both Fast Ethernet and Gigabit Ethernet are used for network connection. They can work with fiber switch, fiber optic cable, Ethernet cable and some similar devices. However, how they differ from each other? The following are some key differences between Fast Ethernet and Gigabit Ethernet.
- The simplest difference between Fast Ethernet vs Gigabit Ethernet is their speed. Fast Ethernet runs at the maximum speed of 100 Mbps and Gigabit Ethernet offers up to 1 Gbps speed which is 10 times faster than Fast Ethernet.
- Round-trip delay of Fast Ethernet is 100-500 bit times. As against, Gigabit Ethernet has the delay of 4000-bit times.
- Configuration problems in Gigabit Ethernet are more complicated than Fast Ethernet. Sometimes Gigabit Ethernet needs high-compatibility fiber switch to work with, for instance, 10gbe switch.
- The distance covered by Fast Ethernet is at most 10 km. However, the Gigabit Ethernet has the limit of 70 km.
- Gigabit Ethernet is more expensive than Fast Ethernet. Upgrading of Fast Ethernet from Standard Ethernet is easy and cost-effective while upgrading of Gigabit Ethernet from Fast Ethernet is complex and expensive.
- Gigabit Ethernet requires specifically designed network devices that can support the standard 1000Mbps data rate like Gigabit Ethernet switch. Fast Ethernet requires no specific network devices.
Basis For Comparison | Fast Ethernet | Gigabit Ethernet |
Basic | Offers 100 Mbps speed. | Provide 1 Gbps speed. |
Delay | Generate more delay. | Less comparatively. |
Configuration | Simple | Complicated and create more errors. |
Coverage | Can cover distance up to 10 km. | Has the limit of 70 km. |
Relation | Successor of 10-Base-T Ethernet. | A successor of fast Ethernet. |
Round trip delay | 100-500 bit times | 4000 bit times |
Общий дизайн
Fast Ethernet — это расширение 10-мегабитной Ethernet стандарт. Он работает на витая пара или оптоволоконный кабель в топология проводной шины звездой, аналогично стандарту IEEE 802.3i, называемому 10BASE-T, сама является развитием 10BASE5 (802.3) и 10BASE2 (802.3a). Устройства Fast Ethernet, как правило, обратно совместимы с существующими системами 10BASE-T, что позволяет производить обновление по принципу plug-and-play с 10BASE-T. Большинство коммутаторов и других сетевых устройств с портами, поддерживающими Fast Ethernet, могут работать автосогласование, обнаружение части оборудования 10BASE-T и установка для порта полудуплексного режима 10BASE-T, если оборудование 10BASE-T не может выполнить автоматическое согласование самостоятельно. Стандарт определяет использование CSMA / CD для контроля доступа к медиа. А полнодуплексный также указан режим, и на практике все современные сети используют Коммутаторы Ethernet и работают в полнодуплексном режиме, даже если старые устройства, использующие полудуплекс, все еще существуют.
Адаптер Fast Ethernet можно логически разделить на контроллер доступа к среде (MAC), который имеет дело с проблемами более высокого уровня доступности среды, и интерфейса физического уровня (PHY ). MAC обычно связан с PHY четырехбитным синхронным параллельным интерфейсом 25 МГц, известным как медиа-независимый интерфейс (MII) или двухбитным вариантом 50 МГц, называемым уменьшенный медиа-независимый интерфейс (RMII). В редких случаях MII может быть внешним соединением, но обычно это соединение между ИС в сетевом адаптере или даже двумя секциями в одной ИС. Спецификации написаны на основе предположения, что интерфейс между MAC и PHY будет MII, но они этого не требуют. Fast Ethernet или Концентраторы Ethernet могут использовать MII для подключения к нескольким PHY для своих различных интерфейсов.
MII фиксирует теоретическую максимальную скорость передачи данных для всех версий Fast Ethernet на уровне 100 Мбит / с. В скорость передачи информации фактически наблюдаемое в реальных сетях меньше теоретического максимума из-за необходимого заголовка и трейлера (биты адресации и обнаружения ошибок) на каждом Кадр Ethernet, а необходимые межпакетный зазор между передачами.
Ключевые отличия
- Gigabit Ethernet — это более продвинутая технология, чем Fast Ethernet, со скоростью 1000 Мбит / с, что в 10 раз больше скорости Fast Ethernet, которая составляет 100 Мбит / с.
- Благодаря большей скорости передачи битов и более высокой пропускной способности, Gigabit Ethernet обеспечивает лучшую производительность, чем Fast Ethernet.
- Гигабитный Ethernet дороже, чем Fast Ethernet. Обновление Fast Ethernet со стандартного Ethernet является простым и экономически эффективным, в то время как обновление Gigabit Ethernet из Fast Ethernet является сложным и дорогостоящим.
- Проблемы с конфигурацией в Gigabit Ethernet являются более сложными, чем Fast Ethernet. Устройства, используемые в Gigabit Ethernet, должны иметь одинаковую конфигурацию для полноценного функционирования. В режиме Fast Ethernet подключенные устройства автоматически конфигурируются с помощью системы.
- Каждая сеть может поддерживать 100 Мбит / с, но не может поддерживать 1000 Мбит / с. Таким образом, требуется определенная сеть, которая может поддерживать Gigabit Ethernet.
- Максимальная длина сети 10 км может быть достигнута в Fast Ethernet, если используется версия 100BASE-LX10.Хотя в Gigabit Ethernet можно достичь длины сети 70 км, если в качестве среды используется одномодовое волокно (длина волны 1310 нм).
- Более быстрый Ethernet работает как по оптоволоконному кабелю, так и по неэкранированной витой паре. Gigabit Ethernet работает на витой паре 1000BASE-T, оптоволокне 1000BASE-X или экранированном сбалансированном медном кабеле 1000BASE-CX.
- Fast Ethernet экономичен, но обеспечивает более низкую скорость передачи по сравнению с Gigabit Ethernet, который обеспечивает более высокую скорость передачи, но очень дорогой. Порты Gigabit Ethernet стоят в четыре раза дороже, чем порт Fast Ethernet.
- Стандартом IEEE для Gigabit Ethernet является IEEE 802.3-2008, а стандартами IEEE для Fast Ethernet являются 802.3u-1995, 802.3u-1995 и 802.3u-1995.
- Обновление с простого Ethernet до Fast Ethernet является относительно простым и экономичным по сравнению с переходом с Fast Ethernet на Gigabit Ethernet.
- Для Gigabit Ethernet требуются специально разработанные сетевые устройства, которые могут поддерживать стандартную скорость передачи данных 1000 Мбит / с. Fast Ethernet не требует специальных сетевых устройств.
- Ручная настройка является обязательным элементом в настройке Gigabit Ethernet, где большинство устройств требует предварительной настройки для совместимости с Gigabit Ethernet. В то время как в Fast Ethernet сцена конфигурации отсутствует, подключенные устройства автоматически настраиваются в соответствии с требованиями Fast Ethernet.
- Если вам нужна большая полоса пропускания, то Gigabit Ethernet предоставит вам большую полосу пропускания на наилучшей возможной частоте по сравнению с Fast Ethernet.
- Fast Ethernet был представлен в 1995 году, а Gigabit Ethernet был представлен в 1999 году.
Общая конструкция
Fast Ethernet является расширением стандарта 10 мегабит Ethernet. Он работает на витой паре или оптоволоконном кабеле в топологии проводной шины, аналогичной стандарту IEEE 802.3i под названием 10BASE-T , это эволюция 10BASE5 (802.3) и 10BASE2 (802.3a). Устройства Fast Ethernet, как правило, обратно совместимы с существующими системами 10BASE-T, что позволяет производить обновление по принципу plug-and-play с 10BASE-T. Большинство коммутаторов и других сетевых устройств с портами, поддерживающими Fast Ethernet, могут выполнять автосогласование, обнаруживая часть оборудования 10BASE-T и устанавливая для порта полудуплексный режим 10BASE-T, если оборудование 10BASE-T не может выполнять автосогласование. сам. Стандарт определяет использование CSMA / CD для управления доступом к среде. Также указан режим полнодуплексного, и на практике все современные сети используют коммутаторы Ethernet и работают в полнодуплексном режиме, даже несмотря на то, что устаревшие устройства, использующие полудуплекс, все еще существуют.
Адаптер Fast Ethernet можно логически разделить на контроллер доступа к среде (MAC), который занимается проблемами доступности среды более высокого уровня, и интерфейс физического уровня (PHY ). MAC обычно связан с PHY четырехбитным синхронным параллельным интерфейсом 25 МГц, известным как медиа-независимый интерфейс (MII), или двухбитным вариантом 50 МГц, называемым сокращенным медиа. независимый интерфейс (RMII). В редких случаях MII может быть внешним соединением, но обычно это соединение между IC в сетевом адаптере или даже между двумя секциями в одной IC. Спецификации написаны на основе предположения, что интерфейс между MAC и PHY будет MII, но они не требуют этого. Концентраторы Fast Ethernet или Ethernet могут использовать MII для подключения к нескольким PHY для своих различных интерфейсов.
MII фиксирует теоретическую максимальную скорость передачи данных для всех версий Fast Ethernet на уровне 100 Мбит / с. Скорость передачи информации , фактически наблюдаемая в реальных сетях, меньше теоретического максимума из-за необходимого заголовка и завершающей части (биты адресации и обнаружения ошибок) в каждом кадре Ethernet, а также необходимого межпакетный промежуток между передачами.
Сетевая модель OSI.
На этапе зарождения компьютеров, у сетей не было единых стандартов. Каждый производитель использовал свои проприетарные решения, которые не работали с технологиями других. Конечно, оставлять так было нельзя и нужно было придумывать общее решение. Эту задачу взвалила на себя международная организация по стандартизации (ISO — International Organization for Standardization). Они изучали многие, применяемые на то время, модели и в результате придумали модель OSI, релиз которой состоялся в 1984 году. Некий свод правил как устроено сетевое общение компьютеров. А протоколы это язык на котором компьютеры общаются между собой. Сейчас конечно эта модель не совсем точна но она дает представление как работают любые сети.
Уровень | Протокол | |
Прикладной | ПО которое общаться по сети (например браузер) | HTTP |
Транспортный | ОС, Сокет | TCP \ UDP |
Сетевой | IP | |
Канальный | Сетевая карта которая принимает и обрабатывает электрические сигналы. | PPP, MAC, Ethernet |
Физический | Провода, в нашем случае UTP кабель | RJ-45 |
Физический уровень.
Самый низкий уровень в нашей модели это — физический. Тут все просто и понятно, это среда через которую передается информация. Например радио волны , провода, свет. В сетях Ethernet используется кабель UTP или FTP. Обжимается специальным коннектором и соединяет два устройства между собой. Например компьютер и ротер. Думаю вы все это приблизительно представляете:
Данные передаются с помощью электричества, но в целом нам это вообще не важно( как ). Главное что эти данные в цифровом виде, то есть последовательность из и 1 (011000111101010101), один такой нолик или единица называется бит
Восемь бит — один байт, 1024 байта — 1 килобайт и т.д. То есть на Физическом уровне данные передаються в битах.
К стати сети стандарта Ethernet могут использовать и радио каналы и оптоволоконный кабель в котором проходит свет. Это всего лишь стандарт передачи данных а не физическая среда.
Канальный уровень.
Дальше у нас есть какое-то сетевой устройство которое соединено физически с другим сетевым устройство (сетевая карточка) и у них должны быть какие то правила как они общаются между собой. Мы же не общаемся по буквам. Мы говорим слова , складываем их в предложения. То есть сетевые устройства передаем какую то последовательность битов которая называется — кадр(Frame) друг другу.
Ват так вот выглядит кадр стандарта Ethernet:
Он может иметь длину от 64 байт до 1518 байт. И состоит из :
- MAC адрес назначения.
- MAC адрес источника.
- EtherType используется для указания того, какой протокол в полезную нагрузку кадра(тип данных).
- Данные.
- Контрольная сумма для подтверждения правильного приема данных.
Давайте представим что три компьютера A, B, C соединены одним проводом (шиной) между собой. И компьютер A хочет отравить данные компьютеру C, но эти же данные(кадр) получит и компьютер B. Что бы компьютеры понимали что это кадр предназначен для него используется уникальный MAC адрес, который производитель присваивает сетевому устройству еще в процессе производства.
Сейчас используется немного другой формат кадра Ethernet_802.3/802.2 (802.3 with LLC header) . Как понятно добавилось поля заголовка LLC. Logical Link Control — отвечает за согласование максимального размера кадра , скорости передач данных и т.д.
Если кому то требуется отправить сообщение сразу всем (broadcasting) то используется специальный адрес назначения FF-FF-FF-FF-FF-FF .
Rules of the Road
The basic building block for the Fast Ethernet LAN is the Fast Ethernet repeater. The two types of Fast Ethernet repeaters offered on the market today are:
Class I Repeater — The Class 1 repeater operates by translating line signals on the incoming port to a digital signal. This allows the translation between different types of Fast Ethernet such as 100BASE-TX and 100BASE-FX. A Class I repeater introduces delays when performing this conversion such that only one repeater can be put in a single Fast Ethernet LAN segment.
Class II Repeater — The Class II repeater immediately repeats the signal on an incoming port to all the ports on the repeater. Very little delay is introduced by this quick movement of data across the repeater; thus two Class II repeaters are allowed per Fast Ethernet segment.
Network managers understand the 100 meter distance limitation of 10BASE-T and 100BASE-T Ethernet and make allowances for working within these limitations. At the higher operating speeds, Fast Ethernet and 1000BASE-T are limited to 100 meters over CAT5-rated cable. The EIA/TIA cabling standard recommends using no more than 90 meters between the equipment in the wiring closet and the wall connector. This allows another 10 meters for patch cables between the wall and the desktop computer.
In contrast, a Fast Ethernet network using the 100BASE-FX standard is designed to allow LAN segments up to 412 meters in length. Even though fiber-optic cable can actually transmit data greater distances (i.e. 2 Kilometers in FDDI), the 412 meter limit for Fast Ethernet was created to allow for the round trip times of packet transmission. Typical 100BASE-FX cable specifications call for multimode fiber-optic cable with a 62.5 micron fiber-optic core and a 125 micron cladding around the outside. This is the most popular fiber optic cable type used by many of the LAN standards today. Connectors for 100BASE-FX Fast Ethernet are typically ST connectors (which look like Ethernet BNC connectors).
Many Fast Ethernet vendors are migrating to the newer SC connectors used for ATM over fiber. A rough implementation guideline to use when determining the maximum distances in a Fast Ethernet network is the equation: 400 – (r x 95) where r is the number of repeaters. Network managers need to take into account the distance between the repeaters and the distance between each node from the repeater. For example, in Figure 1 two repeaters are connected to two Fast Ethernet switches and a few servers.
Figure 1: Fast Ethernet Distance Calculations with Two Repeaters
Maximum Distance Between End nodes:
400-(rx95) where r = 2 (for 2 repeaters)
400-(2×95) = 400-190 = 210 feet, thus
A + B + C = 210 Feet
There is yet another variation of Ethernet called full-duplex Ethernet. Full-duplex Ethernet enables the connection speed to be doubled by simply adding another pair of wires and removing collision detection; the Fast Ethernet standard allowed full-duplex Ethernet. Until then all Ethernet worked in half-duplex mode which meant if there were only two stations on a segment, both could not transmit simultaneously. With full-duplex operation, this was now possible. In the terms of Fast Ethernet, essentially 200Mbps of throughput is the theoretical maximum per full-duplex Fast Ethernet connection. This type of connection is limited to a node-to-node connection and is typically used to link two Ethernet switches together.
A Gigabit Ethernet network using the 1000BASE-LX long wavelength option supports duplex links of up to 550 meters of 62.5 millimeters or 50 millimeters multimode fiber. 1000BASE-LX can also support up to 5 Kilometers of 10 millimeter single-mode fiber. Its wavelengths range from 1270 millimeters to 1355 millimeters. The 1000BASE-SX is a short wavelength option that supports duplex links of up to 275 meters using 62.5 millimeters at multimode or up to 550 meters using 55 millimeters of multimode fiber. Typical wavelengths for this option are in the range of 770 to 860 nanometers.
What Is Fast Ethernet?
Fast Ethernet (FE) is a term of Ethernet in computing networking, which stands for carrying on the traffic at the speed of 100 Mbps. It came into the market in 1995 with the IEEE 802.3u standard and the original version was at the rate of 10 Mbps. Fast Ethernet makes use of 100BASE-T, 10BASE-T, 100BASE-TX and so on. 100BASE-T is the most common Fast Ethernet, whose cable’s segment length is limited to 100m. 100BASE-TX is the predominant form of Fast Ethernet, and each network segment can have a maximum cabling distance of 100m. Besides, Fast Ethernet has different features such as several PHY layers, and both full duplex and half duplex modes are supported by it.
Fast Ethernet? Больше похоже на «быстрый» Ethernet
Большинство модемов и маршрутизаторов в наши дни поставляются с интерфейсами Gigabit Ethernet. Итак, сразу же ваша домашняя сеть уже оснащена новейшими и лучшими сетевыми скоростями. В тот момент, когда вы добавляете устройство Fast Ethernet, максимальная скорость вашей сети мгновенно падает на 90%. Предыдущая наша статья
подводит итог
:
СВЯЗАННЫЕ С:
Общие сведения о маршрутизаторах, коммутаторах и сетевом оборудовании
Я попал в такую ситуацию, когда покупал коммутаторы Ethernet. Я зашел на Amazon, поискал «коммутатор Ethernet» и выбрал один из первых, который имел хорошие отзывы и был довольно дешевым. Просто предположив, что это было то, что я хотел, я нажал кнопку покупки. Но на самом деле я купил более медленный коммутатор Fast Ethernet вместо коммутатора Gigabit Ethernet, который мне действительно был нужен.
СВЯЗАННЫЕ С:
Будет ли использование сетевого коммутатора замедлять работу моего Интернета?
Кадр Ethernet.
Вся передаваемая информация поделена на пакеты/кадры, имеющие следующий формат:
Рассмотрим блоки подробнее:
- MAC-адрес устройства, которому предназначен данный кадр.
- MAC-адрес отправителя.
- EtherType — двухбайтное поле, которое служит для указания типа протокола для данных, передаваемых в этом кадре. Для наглядности, некоторые возможные значения:
- 0x0800 — IPv4
- 0x86DD — IPv6
- 0x0842 — Wake-on-LAN
- 0x809B — AppleTalk
- Далее следуют непосредственно передаваемые данные.
- И завершает все это поле контрольной суммы CRC, для контроля целостности и отсутствия ошибок в кадре.
Все поля, кроме поля данных, являются служебными.
Методика анализа контрольной суммы абсолютно стандартна: отправитель рассчитывает контрольную сумму на основе остальных данных кадра и добавляет рассчитанное значение к этому же отправляемому кадру. Получатель также рассчитывает контрольную сумму на основе принятых данных и сравнивает ее с принятой (которую рассчитывал отправитель). Несовпадение рассчитанного и принятого значений CRC — явный сигнал к тому, что данные повреждены и некорректны.
При этом контрольная сумма в данном случае никоим образом не может помочь в устранении ошибки, она только сигнализирует о ее наличии. В результате принятый кадр целиком считается некорректным. Это, в свою очередь, приводит к необходимости передать ошибочный кадр еще раз.
Кроме этого, возможна еще одна неприятная ситуация, так называемая коллизия — когда несколько узлов начинают передавать данные одновременно. Для предотвращения этого в Ethernet используется технология CSMA/CD — Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий. Эта тема тоже довольно-таки интересная, в связи с чем, принято волевое решение посвятить ей отдельную статью ) Поэтому здесь и сейчас на этом не останавливаемся.
В первых по очередности двух полях кадра Ethernet содержатся MAC-адреса узлов сети — передатчика и приемника. Изначально при разработке первых версий технологии было предусмотрено, что любая сетевая карта должна иметь свой уникальный идентификатор. Роль этого идентификатора и играет MAC-адрес, состоящий из 6 байт.
При работе он позволяет идентифицировать все устройства в сети и определить, какому именно из них предназначен тот или иной кадр данных. Распределением MAC-адресов занимается регулирующий комитет IEEE Registration Authority, именно сюда производитель сетевого устройства должен обращаться для выделения ему некоего диапазона адресов, которые он сможет использовать для своей продукции.
И на этой ноте заканчиваем вводную теоретическую часть по Ethernet, в дальнейшем приступим к практическому использованию в своих устройствах. До скорого
Configuring Ethernet and Fast Ethernet Switching
This chapter describes how to configure Ethernet and Fast Ethernet switching on the Catalyst enterprise LAN switches. The configuration procedures in this chapter apply to Ethernet and Fast Ethernet switch ports on switching modules and fixed-configuration switches, as well as to supervisor engine Fast Ethernet uplink ports.
Note For complete information on installing Catalyst 4000 family Fast Ethernet modules, refer to the Catalyst 4000 Family Installation Guide.
Note For complete syntax and usage information for the commands used in this chapter, refer to the Command Reference—Catalyst 4000 Family, Catalyst 2948G, and Catalyst 2980G Switches.
This chapter consists of these major sections:
•
•
•
Общий дизайн
Fast Ethernet — это расширение 10-мегабитной Ethernet стандарт. Он работает на витая пара или оптоволоконный кабель в топология проводной шины звездой, аналогично стандарту IEEE 802.3i, называемому 10BASE-T, сама является развитием 10BASE5 (802.3) и 10BASE2 (802.3a). Устройства Fast Ethernet, как правило, обратно совместимы с существующими системами 10BASE-T, что позволяет производить обновление по принципу plug-and-play с 10BASE-T. Большинство коммутаторов и других сетевых устройств с портами, поддерживающими Fast Ethernet, могут работать автосогласование, обнаружение части оборудования 10BASE-T и установка для порта полудуплексного режима 10BASE-T, если оборудование 10BASE-T не может выполнить автоматическое согласование самостоятельно. Стандарт определяет использование CSMA / CD для контроля доступа к медиа. А полнодуплексный также указан режим, и на практике все современные сети используют Коммутаторы Ethernet и работают в полнодуплексном режиме, даже если старые устройства, использующие полудуплекс, все еще существуют.
Адаптер Fast Ethernet можно логически разделить на контроллер доступа к среде (MAC), который имеет дело с проблемами более высокого уровня доступности среды, и интерфейса физического уровня (PHY ). MAC обычно связан с PHY четырехбитным синхронным параллельным интерфейсом 25 МГц, известным как медиа-независимый интерфейс (MII) или двухбитным вариантом 50 МГц, называемым уменьшенный медиа-независимый интерфейс (RMII). В редких случаях MII может быть внешним соединением, но обычно это соединение между ИС в сетевом адаптере или даже двумя секциями в одной ИС. Спецификации написаны на основе предположения, что интерфейс между MAC и PHY будет MII, но они этого не требуют. Fast Ethernet или Концентраторы Ethernet могут использовать MII для подключения к нескольким PHY для своих различных интерфейсов.
MII фиксирует теоретическую максимальную скорость передачи данных для всех версий Fast Ethernet на уровне 100 Мбит / с. В скорость передачи информации фактически наблюдаемое в реальных сетях меньше теоретического максимума из-за необходимого заголовка и трейлера (биты адресации и обнаружения ошибок) на каждом Кадр Ethernet, а необходимые межпакетный зазор между передачами.
Формат кадра технологии EtherNet
В сетях Ethernet существует 4 типа фреймов (кадров):
- кадр 802.3/LLC (или кадр Novell802.2),
- кадр Raw 802.3 (или кадр Novell 802.3),
- кадр Ethernet DIX (или кадр Ethernet II),
- кадр Ethernet SNAP.
На практике в оборудовании EtherNet используется только один формат кадра, а именно кадр EtherNet DIX, который иногда называют кадром EtherNet II по номеру последнего стандарта DIX.
- Первые два поля заголовка отведены под адреса:
DA (Destination Address) – MAC-адрес узла назначения;
SA (Source Address) – MAC-адрес узла отправителя. Для доставки кадра достаточно одного адреса – адреса назначения, адрес источника помещается в кадр для того, чтобы узел, получивший кадр, знал, от кого пришел кадр и кому нужно на него ответить. - Поле T (Type) содержит условный код протокола верхнего уровня, данные которого находятся в поле данных кадра, например шестнадцатеричное значение 08-00 соответствует проколу IP. Это поле требуется для поддержки интерфейсных функций мультиплексирования и демультиплексирования кадров при взаимодействии с протоколами верхних уровней.
- Поле данных. Если длина пользовательских данных меньше 46 байт, то это поле дополняется до минимального размера байтами заполнения.
- Поле контрольной последовательности кадра (Frame Check Sequence, FCS) состоит из 4 байт контрольной суммы. Это значение вычисляется по алгоритму CRC-32.
Кадр EtherNet DIX (II) не отражает разделения канального уровня EtherNet на уровень MAC и уровень LLC: его поля поддерживают функции обоих уровней, например интерфейсные функции поля T относятся у функциям уровня LLC, в то время как все остальные поля поддерживают функции уровня MAC.
Рассмотрим формат кадра EtherNet II на примере перехваченного пакета с помощью сетевого анализатора Wireshark
Обратите внимание, что так как MAC адрес состоит из кода производителя и номера интерфейса, то сетевой анализатор сразу преобразует код производителя в название фирмы-изготовителя. Таким образом в технологии EtherNet в качестве адреса назначения и адреса получателя выступают MAC адреса
Таким образом в технологии EtherNet в качестве адреса назначения и адреса получателя выступают MAC адреса.
Maintaining a Quality Network
The CAT5 cable specification is rated up to 100 megahertz (MHz) and meets the requirement for high speed LAN technologies like Fast Ethernet and Gigabit Ethernet. The EIA/TIA (Electronics industry Association/Telecommunications Industry Association) formed this cable standard which describes performance the LAN manager can expect from a strand of twisted pair copper cable. Along with this specification, the committee formed the EIA/TIA-568 standard named the “Commercial Building Telecommunications Cabling Standard” to help network managers install a cabling system that would operate using common LAN types (like Fast Ethernet). The specification defines Near End Crosstalk (NEXT) and attenuation limits between connectors in a wall plate to the equipment in the closet. Cable analyzers can be used to ensure accordance with this specification and thus guarantee a functional Fast Ethernet or Gigabit Ethernet network.
The basic strategy of cabling Fast Ethernet systems is to minimize the re-transmission of packets caused by high bit-error rates. This ratio is calculated using NEXT, ambient noise and attenuation of the cable.
Integrating Fast Ethernet and Gigabit Ethernet
Many client/server networks suffer from too many clients trying to access the same server, which creates a bottleneck where the server attaches to the LAN. Fast Ethernet, in combination with switched Ethernet, can create an optimal cost-effective solution for avoiding slow networks since most 10/100Mbps components cost about the same as 10Mbps-only devices.
When integrating 100BASE-T into a 10BASE-T network, the only change required from a wiring standpoint is that the corporate premise distributed wiring system must now include Category 5 (CAT5) rated twisted pair cable in the areas running 100BASE-T. Once rewiring is completed, gigabit speeds can also be deployed even more widely throughout the network using standard CAT5 cabling.
The Fast Ethernet specification calls for two types of transmission schemes over various wire media. The first is 100BASE-TX, which, from a cabling perspective, is very similar to 10BASE-T. It uses CAT5-rated twisted pair copper cable to connect various hubs, switches and end-nodes. It also uses an RJ45 jack just like 10BASE-T and the wiring at the connector is identical. These similarities make 100BASE-TX easier to install and therefore the most popular form of the Fast Ethernet specification.
The second variation is 100Base-FX which is used primarily to connect hubs and switches together either between wiring closets or between buildings. 100BASE-FX uses multimode fiber-optic cable to transport Fast Ethernet traffic.
Gigabit Ethernet specification calls for three types of transmission schemes over various wire media. Gigabit Ethernet was originally designed as a switched technology and used fiber for uplinks and connections between buildings. Because of this, in June 1998 the IEEE approved the Gigabit Ethernet standard over fiber: 1000BASE-LX and 1000BASE-SX.
The next Gigabit Ethernet standardization to come was 1000BASE-T, which is Gigabit Ethernet over copper. This standard allows one gigabit per second (Gbps) speeds to be transmitted over CAT5 cable and has made Gigabit Ethernet migration easier and more cost-effective than ever before.