Àðõèòåêòóðà Ethernet ôàêòè÷åñêè îáúåäèíÿåò öå-ëûé íàáîð ñòàíäàðòîâ, èìåþùèõ êàê îáùèå ÷åðòû, òàê è îòëè÷èÿ. Ïåðâîíà÷àëüíî îíà áûëà ñîçäàíà ôèð-ìîé Xerox â ñåðåäèíå 70-õ ãã. è òîãäà ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé ñèñòåìó ïåðåäà÷è ñî ñêîðîñòüþ 2,93 Ìáèò/ñ.
Ïîñëå äîðàáîòêè ñ ó÷àñòèåì êîìïàíèé Intel è DEC àðõèòåêòóðà Ethernet ïîñëóæèëà îñíîâîé ïðèíÿòîãî â 1985 ã. ñòàíäàðòà IEEE 802.3, îïðåäåëèâøåãî äëÿ íåå ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû:
q òîïîëîãèÿ «øèíà»;
q ìåòîä äîñòóïà CSMA/CD;
q ñêîðîñòü ïåðåäà÷è 10 Ìáèò/ñ;
q ñðåäà ïåðåäà÷è êîàêñèàëüíûé êàáåëü;
q ïðèìåíåíèå òåðìèíàòîðîâ îáÿçàòåëüíî;
q ìàêñèìàëüíàÿ äëèíà ñåãìåíòà ñåòè äî 500 ì;
q ìàêñèìàëüíàÿ äëèíà ñåòè äî 2,5 êì;
q ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî êîìïüþòåðîâ â ñåã-ìåíòå 100;
q ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî êîìïüþòåðîâ â ñåòè 1024.
 èñõîäíîé âåðñèè Ethernet ïðåäóñìàòðèâàëîñü ïðèìåíåíèå êîàêñèàëüíîãî êàáåëÿ äâóõ âèäîâ
«òîëñòîãî» è «òîíêîãî» (ñòàíäàðòû 10Base-5 è 10Ba-se-2, ñîîòâåòñòâåííî). Îäíàêî â íà÷àëå 90-õ ãã. òàê-æå ïîÿâèëèñü ñïåöèôèêàöèè äëÿ ïîñòðîåíèÿ ñåòåé Ethernet ñ èñïîëüçîâàíèåì âèòîé ïàðû (10Base-T) è îïòîâîëîêíà (10Base-FL). Ïîçæå, â 1995 ã., áûë îïóá-ëèêîâàí ñòàíäàðò àðõèòåêòóðû Fast Ethernet (IEEE 802.3u), îáåñïå÷èâàþùåé ïåðåäà÷ó íà ñêîðîñòÿõ äî
100 Ìáèò/ñ, â 1998 ã. ñòàíäàðò Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z è 802.3ab), à â 2002 ã. ñòàíäàðò 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae).
Ñðàâíåíèå ðàçëè÷íûõ ñòàíäàðòîâ Ethernet ïðè-âåäåíî â òàáë. 5.2.
Çàìåòèì, ÷òî â ñîâðåìåííûõ âåðñèÿõ Ethernet èñ-ïîëüçîâàíèå ôèçè÷åñêîé òîïîëîãèè «øèíà» óæå íå ïðåäóñìîòðåíî, äà è íàéòè ñåé÷àñ ñåòè, ïîñòðîåííûå íà êîàêñèàëüíîì êàáåëå, âåñüìà çàòðóäíèòåëüíî.
Ðåàëèçàöèÿ Ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ,
Ìáèò/ñ
Òîïîëîãèÿ Ñðåäà ïåðåäà÷è Ìàêñèìàëüíàÿ äëèíà êàáåëÿ, ì
Ethernet 10Base-5 10 «øèíà» òîëñòûé
êîàêñèàëüíûé êàáåëü
500
10Base-2 10 «øèíà» òîíêèé
êîàêñèàëüíûé êàáåëü
185;ðåàëüíî äî 300
10Base-T 10 «çâåçäà» âèòàÿ ïàðà 100
10Base-FL 10 «çâåçäà» îïòîâîëîêíî 500
(ñòàíöèÿ-êîíöåíòðàòîð);
2000(ìåæäó êîíöåíòðàòîðàìè) Fast Ethernet
100Base-TX 100 «çâåçäà» âèòàÿ ïàðà êàòåãîðèè 5 (èñïîëüçóåòñÿ äâå ïàðû)
100
100Base-T4 100 «çâåçäà» âèòàÿ ïàðà êàòåãî-ðèè 3, 4 èëè 5 (èñïîëüçóåòñÿ
÷åòûðå ïàðû)
100
100Base-FX 100 «çâåçäà» ìíîãîìîäîâîå èëè îäíîìîäîâîå îïòîâîëîêíî
2000 (ìíîãîìîäîâûé);
15000 (îäíîìîäîâûé);
ðåàëüíî äî 40 êì Òàáëèöà 5.2
Õàðàêòåðèñòèêè ðàçëè÷íûõ ñòàíäàðòîâ Ethernet
Îñíîâíîé íåäîñòàòîê ñåòåé Ethernet ñâÿçàí ñ èñ-ïîëüçîâàíèåì â íèõ ìåòîäà äîñòóïà ê ñðåäå CSMA/CD (íàïîìíèì: ýòî ñîêðàùåíèå ðàñøèôðîâû-âàåòñÿ êàê «ìíîæåñòâåííûé äîñòóï ñ êîíòðîëåì íå-ñóùåé è îáíàðóæåíèåì ñòîëêíîâåíèé»). Ïðè
óâåëè-÷åíèè êîëè÷åñòâà êîìïüþòåðîâ ðàñòåò ÷èñëî ñòîëêíîâåíèé, ÷òî ñíèæàåò ïðîïóñêíóþ ñïîñîáíîñòü ñåòè è óâåëè÷èâàåò âðåìÿ äîñòàâêè êàäðîâ. Ïîýòîìó ðåêîìåíäóåìîé íàãðóçêîé äëÿ ñåòåé Ethernet ñ÷èòà-åòñÿ óðîâåíü â 3040 % îò îáùåé ïîëîñû ïðîïóñêà-íèÿ. Ñðàçó çàìåòèì, ÷òî â ñîâðåìåííûõ ñåòÿõ ýòîò Ðåàëèçàöèÿ Ñêîðîñòü
ïåðåäà÷è äàííûõ,
Ìáèò/ñ
Òîïîëîãèÿ Ñðåäà ïåðåäà÷è Ìàêñèìàëüíàÿ äëèíà êàáåëÿ, ì
Gigabit Ethernet 1000Base-T 1000 «çâåçäà» âèòàÿ ïàðà
êàòåãîðèè 5 èëè âûøå
100
1000Base-CX 1000 «çâåçäà» ñïåöèàëüíûé
êàáåëü òèïà STP 25
1000Base-SX 1000 «çâåçäà» îïòîâîëîêíî 220550 (ìíîãîìîäîâûé), â çàâèñèìîñòè îò òèïà 1000Base-LX 1000 «çâåçäà» îïòîâîëîêíî 550 (ìíîãîìîäîâûé);
5000 (îäíîìîäîâûé);
ðåàëüíî äî 80 êì 10 Gigabit Ethernet
10GBase-x (x íàáîð ñòàíäàðòîâ)
10000 «çâåçäà» îïòîâîëîêíî 30040000
(â çàâèñèìîñòè îò òèïà êàáåëÿ è äëèíû âîëíû ëàçåðà)
íåäîñòàòîê äîâîëüíî ëåãêî óñòðàíÿåòñÿ ïóòåì çàìå-íû êîíöåíòðàòîðîâ ìîñòàìè è êîììóòàòîðàìè, óìåþùèìè «èçîëèðîâàòü» ïåðåäà÷ó äàííûõ ìåæäó äâóìÿ êîìïüþòåðàìè â ñåòè îò äðóãèõ (îá ýòèõ óñòðîéñòâàõ áóäåò ðàññêàç â ñëåäóþùåé ãëàâå).
À âîò ïðåèìóùåñòâ ó àðõèòåêòóðû Ethernet äî-âîëüíî ìíîãî. Ïðåæäå âñåãî, ñàìà ýòà òåõíîëîãèÿ äîâîëüíî ïðîñòà â ðåàëèçàöèè. Ñîîòâåòñòâåííî, Ethernet-óñòðîéñòâà (ñåòåâûå àäàïòåðû, êîíöåíòðà-òîðû, êîììóòàòîðû è ò. ä.) îêàçûâàþòñÿ çíà÷èòåëü-íî äåøåâëå àíàëîãè÷íûõ óñòðîéñòâ äðóãèõ ñåòåâûõ àðõèòåêòóð.  Ethernet ìîæíî èñïîëüçîâàòü ïðàê-òè÷åñêèå ëþáûå âèäû êàáåëÿ, à ïðèìåíåíèå îïòî-âîëîêíà ïîçâîëÿåò îáúåäèíÿòü ó÷àñòêè ñåòåé, ðàñ-ïîëîæåííûå äàëåêî äðóã îò äðóãà. Íàêîíåö, ñîâìåñòèìîñòü ðàçëè÷íûõ âàðèàíòîâ Ethernet î÷åíü âûñîêà, ÷òî ïîçâîëÿåò íå òîëüêî íàðàùèâàòü ìîùíîñòè ñåòè ñ èñïîëüçîâàíèåì ñóùåñòâóþùåé êàáåëüíîé èíôðàñòðóêòóðû, íî è ëåãêî ðàñøèðÿòü ñåòü, ïîäêëþ÷àÿ ê íåé íîâûå, áîëåå ñêîðîñòíûå ñåã-ìåíòû. Ïîýòîìó ñåãîäíÿ àðõèòåêòóðà Ethernet íå òîëüêî ñòàëà ãîñïîäñòâóþùåé â ëîêàëüíûõ ñåòÿõ, íî è âûòåñíÿåò äðóãèå òåõíîëîãèè â ðåãèîíàëüíûõ è ãëîáàëüíûõ ñåòÿõ.
Áåñïðîâîäíûå ñåòè
Ïåðåéäåì òåïåðü ê áåñïðîâîäíûì ñåòåâûì ðåøåíè-ÿì, èç êîòîðûõ â ëîêàëüíûõ ñåòÿõ ñåé÷àñ íàèáîëåå
÷àñòî ïðèìåíÿþòñÿ òåõíîëîãèè Wi-Fi è Bluetooth.
Wi-Fi (ñîêðàùåíèå îò «Wireless Fidelity», «áåñ-ïðîâîäíàÿ òî÷íîñòü») ïîïóëÿðíàÿ â ìèðå è áûñò-ðî ðàçâèâàþùàÿñÿ â Ðîññèè òåõíîëîãèÿ, îáåñïå÷èâà-þùàÿ áåñïðîâîäíîå ïîäêëþ÷åíèå ìîáèëüíûõ ïîëüçîâàòåëåé ê ëîêàëüíîé ñåòè è Èíòåðíåòó (ðèñ. 5.2).
Ïîä èìåíåì «Wi-Fi» íà ñàìîì äåëå ñêðûâàåòñÿ íåñêîëüêî ñòàíäàðòîâ, ðàçðàáîòàííûõ äëÿ
áåñïðî-âîäíûõ ñåòåé íà îñíîâå âûïóùåííîé åùå â 1997 ã.
ñïåöèôèêàöèè IEEE 802.11 (òàáë. 5.3).
Âàæíî îòìåòèòü, ÷òî â ñòàíäàðòå 802.11 ïðåäó-ñìàòðèâàåòñÿ èñïîëüçîâàíèå òîëüêî ïîëóäóïëåêñ-íûõ ïðèåìîïåðåäàò÷èêîâ, êîòîðûå íå ìîãóò îäíî-âðåìåííî ïåðåäàâàòü è ïðèíèìàòü èíôîðìàöèþ.
Èç-çà ýòîãî â áåñïðîâîäíûõ ñåòÿõ 802.11 ñòàíöèÿ â ïðèíöèïå íå ìîæåò îáíàðóæèòü ñòîëêíîâåíèå âî âðåìÿ ïåðåäà÷è (ïîñêîëüêó â ýòî âðåìÿ íå èìååò âîç-ìîæíîñòè ïðèíèìàòü äàííûå). Ïîýòîìó â êà÷åñòâå ìåòîäà äîñòóïà ê ñðåäå âî âñåõ ñòàíäàðòàõ èñïîëüçó-åòñÿ ìåòîä CSMA/CA (ñ ïðåäîòâðàùåíèåì êîëëè-çèé), ïîçâîëÿþùèé èçáåãàòü ñòîëêíîâåíèé. Ýòî ïðèâîäèò ê äîïîëíèòåëüíûì ñëîæíîñòÿì ïðè âçàè-ìîäåéñòâèè è, êàê ñëåäñòâèå, ê ñóùåñòâåííî ìåíü-øèì ñêîðîñòÿì ïåðåäà÷è äàííûõ, ÷åì, íàïðèìåð, â òåõíîëîãèè Ethernet.
Îñíîâíûì æå íåäîñòàòêîì ñåòåé Wi-Fi íà ñåãîäíÿ ÿâëÿåòñÿ äîâîëüíî ìàëàÿ äàëüíîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ,
Ðèñ. 5.2
íå ïðåâûøàþùàÿ äëÿ áîëüøèíñòâà óñòðîéñòâ 150 ì (ìàêñèìóì 300 ì) íà îòêðûòîì ïðîñòðàíñòâå èëè âñå-ãî íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ ìåòðîâ â ïîìåùåíèè.
Ðåøåíèåì óêàçàííîé ïðîáëåìû ìîæåò ñòàòü àð-õèòåêòóðà WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), ðàçðàáàòûâàåìàÿ â ðàìêàõ
ðàáî-÷åé ãðóïïû IEEE 802.16. Ðåàëèçàöèÿ ýòîé òåõíîëî-ãèè, òàêæå èñïîëüçóþùåé ðàäèîñèãíàëû â êà÷åñòâå ñðåäû ïåðåäà÷è, ïîçâîëèò ïðåäîñòàâèòü ïîëüçîâàòå-ëÿì ñêîðîñòíîé áåñïðîâîäíîé äîñòóï íà ðàññòîÿíè-ÿõ äî íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ êèëîìåòðîâ (ðèñ. 5.3).
Ñòàíäàðò Ñðåäà ïåðåäà÷è Ñêîðîñòè ïåðåäà÷è, Ìáèò/ñ
Ïðèìå÷àíèå 802.11 ðàäèîñèãíàë
ñ ÷àñòîòîé îêîëî 2,4 ÃÃö èëè ÈÊ-ñèãíàë
1 èëè 2 Áàçîâûé ñòàíäàðò, îïðåäåëÿþùèé âçàèìîäåéñòâèå íà ôèçè÷åñêîì è êàíàëüíîì óðîâíÿõ ìîäåëè OSI 802.11a ðàäèîñèãíàë
ñ ÷àñòîòîé îêîëî 5 ÃÃö
äî 54 Íåñîâìåñòèì íà ôèçè÷åñêîì óðîâíå ñî ñòàíäàðòàìè 802.11b è g;
â Ðîññèè íå èñïîëüçóåòñÿ 802.11b ðàäèîñèãíàë
ñ ÷àñòîòîé 2,42,483 ÃÃö
äî 11 Èìååò îòíîñèòåëüíî íèçêóþ ñêîðîñòü è çàùèùåííîñòü (çàùèòà øèôðîâàíèåì ïî òåõíîëîãèè WEP Wireless
Equivalent Privacy). Îáåñïå÷èâàåò íåñêîëüêî áîëüøóþ, ïî ñðàâíåíèþ ñ äðóãèìè ñòàíäàðòàìè, äàëüíîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ
802.11g ðàäèîñèãíàë ñ ÷àñòîòîé 2,42,483 ÃÃö
äî 54 Îáåñïå÷èâàåò îáðàòíóþ ñîâìåñòèìîñòü ñî ñòàíäàðòîì 802.11b, íî
õàðàêòåðèçóåòñÿ áîëüøåé ñêîðîñòüþ è çàùèùåííîñòüþ (êðîìå WEP, ïîääåðæèâàåòñÿ ñòàíäàðò çàùèòû WPA Wi-Fi Protected Access)
Òàáëèöà 5.3
Íàèáîëåå âàæíûå ñòàíäàðòû IEEE 802.11x
Íàêîíåö, ñòîèò óïîìÿíóòü åùå îá îäíîé èç ïîïó-ëÿðíûõ ñåãîäíÿ áåñïðîâîäíûõ àðõèòåêòóð î òåõ-íîëîãèè Bluetooth(ñòàíäàðò IEEE 802.15.1), à òàê-æå î ñîâñåì íîâîéòåõíîëîãèè ZigBee.
Êàê è â Wi-Fi, â Bluetooth èñïîëüçóåòñÿ ðàäèî-ñèãíàë ñ ÷àñòîòîé 2,4 ÃÃö, îäíàêî ýòè ñòàíäàðòû ìåæäó ñîáîé íåñîâìåñòèìû. Bluetooth õàðàêòåðèçó-åòñÿ äîâîëüíî íèçêèì ýíåðãîïîòðåáëåíèåì, ÷òî ïî-çâîëÿåò ñ óñïåõîì ïðèìåíÿòü ýòó òåõíîëîãèþ â ïåðå-íîñíûõ óñòðîéñòâàõ íîóòáóêàõ, ÊÏÊ è ìîáèëüíûõ òåëåôîíàõ (ðèñ. 5.4). Ê òîìó æå Bluetooth ïðàêòè÷å-ñêè íå òðåáóåò íàñòðîéêè ýòîò ñòàíäàðò ïîçâîëÿåò óñòðîéñòâàì óñòàíàâëèâàòü âçàèìîäåéñòâèå ïðè ìè-íèìàëüíîì ó÷àñòèè ïîëüçîâàòåëÿ. Ñ äðóãîé ñòîðî-íû, ó Bluetooth âåñüìà íèçêèå ïîêàçàòåëè ïî äàëü-íîñòè ïåðåäà÷è è ïðîïóñêíîé ñïîñîáäàëü-íîñòè íå áîëåå 10 ìåòðîâ è 400700 Êáèò/ñ, ÷òî ðåçêî îãðàíè÷èâàåò âîçìîæíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ýòîé òåõ-íîëîãèè â ëîêàëüíûõ ñåòÿõ.
Ðèñ. 5.3
Wireless USB — àëüòåðíàòèâà Bluetooth Òåõíîëîãèÿ Wireless USB îñíî-âàíà íà èñïîëüçîâàíèè íîâîãî ñòàíäàðòà óëüòðàøèðîêîïî-ëîñíîé áåñïðîâîäíîé ñâÿçè — UWB è îáåñïå÷èâàåò ñâåðõâû-ñîêîñêîðîñòíóþ (äî 480 Ìáèò/ñ, à â ïåðñïåêòèâå — è äî 1 Ãáèò/ñ) ïåðåäà÷ó äàííûõ íà êîðîòêèå ðàññòîÿíèÿ (äî 10 ì). Îíà ïî-çâîëÿåò ðåàëèçîâàòü áåñïðî-âîäíîå ïîäêëþ÷åíèå ïåðèôå-ðèéíûõ óñòðîéñòâ, àíàëîãè÷-íîå USB 2.0.
Ïåðâûé ñåðèéíûé îáðàçåö àäàïòåðà Wireless USB áûë ïðåäñòàâëåí íà Ôîðóìå Intel äëÿ ðàçðàáîò÷èêîâ (IDF-2005).
 ïðîäàæå òàêèå àäàïòåðû, äîëæíû ïîÿâèòüñÿ â íà÷àëå 2006 ã.
Ó òåõíîëîãèè ZigBee, ïîÿâèâøåéñÿ íåäàâíî áëà-ãîäàðÿ óñèëèÿì íåñêîëüêèõ êðóïíûõ êîììóíèêà-öèîííûõ êîìïàíèé (ñòàíäàðò 802.15.4), ïîêàçàòåëè åùå «ñêðîìíåå» åå ñïåöèôèêàöèÿ ïðåäóñìàòðèâà-åò çàùèùåííóþ ïåðåäà÷ó äàííûõ â ðàäèóñå 1075 ìåòðîâ è ñ ìàêñèìàëüíîé ñêîðîñòüþ äî 250 Êáèò/ñ.
Êàçàëîñü áû, çà÷åì îíà íóæíà, åñëè ñêîðîñòè ïåðå-äà÷è â íåé åùå íèæå, ÷åì äëÿ Bluetooth. Îäíàêî
«èçþìèíêîé» óñòðîéñòâ ZigBee ÿâëÿåòñÿ èõ ñâåðõ-íèçêîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå è ñïîñîáíîñòü ïåðåõîäèòü â «ñïÿùèé ðåæèì», êîãäà ïåðåäà÷à äàííûõ íå òðå-áóåòñÿ. Ïîýòîìó îñíîâíîé ñôåðîé èñïîëüçîâàíèÿ ZigBee-óñòðîéñòâ ñòàíóò íå ëîêàëüíûå ñåòè, à ñèñòå-ìû ìîíèòîðèíãà è êîíòðîëÿ àïïàðàòóðû, â òîì ÷èñëå ñåòåâîãî îáîðóäîâàíèÿ.
Ðèñ. 5.4
Îñíîâíîé òåõíîëîãèåé, èñïîëüçóåìîé ñåãîäíÿ â ïðî-âîäíûõ ñåòÿõ, ÿâëÿåòñÿ Ethernet. Âàæíî ëèøü îïðå-äåëèòü êîíêðåòíûé ñòàíäàðò èëè íàáîð ñòàíäàðòîâ, êîòîðûå èñïîëüçóþòñÿ â ñåòè, è çàêóïèòü íóæíîå îáîðóäîâàíèå. Ïðè ýòîì ðåêîìåíäàöèè äîñòàòî÷íî ïðîñòû: ñòàðàéòåñü âûáðàòü íàèáîëåå ñêîðîñòíîå è íàäåæíîå îáîðóäîâàíèå, óäîâëåòâîðÿþùåå âàñ ïî öåíå. Æåëàòåëüíî, ÷òîáû ýòî îáîðóäîâàíèå áûëî ìàêñèìàëüíî ôóíêöèîíàëüíûì è óïðàâëÿåìûì, îä-íàêî ýòè êðèòåðèè áîëåå çíà÷èìû äëÿ ñåòåâûõ àäìè-íèñòðàòîðîâ êðóïíûõ êîðïîðàòèâíûõ ñåòåé.
Äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ áåñïðîâîäíûõ êëèåíòîâ ñëåäó-åò îñòàíîâèòüñÿ íà òåõíîëîãèè Wi-Fi, ïðè÷åì âûáè-ðàòü íóæíî óñòðîéñòâà, ïîääåðæèâàþùèå ïîñëåäíèé ñòàíäàðò 802.11g, òîëüêî â íåì îáåñïå÷èâàåòñÿ äî-ñòàòî÷íàÿ ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ è, ñàìîå ãëàâ-íîå, èõ íàäåæíàÿ çàùèòà.