У реалізації Ethernetна кручений парі застосовується зіркоподібна фізична топологія, в центрі якої розташовується пристрій Hub. При використанні найпростіших хабів-повторювачів логічно все вузли виявляються об'єднаними в шину і ситуація з колізіями виглядає так само, як і на коаксіалі. Розвитком технології Ethernet стало застосування комутації пакетів (Switched Ethernet), що реалізовується при зіркоподібною фізичної топології. Тут управління доступом до середовища практично переноситься з вузлів в центральне комутуючі пристрій - Switched Hub, що забезпечує встановлення тимчасових (на час передачі одного пакета) віртуальних виділених каналів між парами портів - джерелами і одержувачами пакетів. Від вузлів-передавачів коммутирующий хаб майже завжди готовий прийняти пакет або в свій буфер, або практично без затримки передати його в порт призначення (комутація «на льоту» - On-the-fly Switching). Комутуючі хаби істотно дорожче, але можливо поєднання звичайних хабів-повторювачів з коммутирующими, що дозволяє пов'язати вимоги продуктивності з ціною в кожному конкретному випадку побудови мережі.
Як середовище передачі в Ethernet можливо і застосування оптоволокна, що реалізує двухточечное з'єднання.
Технологія Ethernet дозволяє використовувати швидкості передачі даних 10 і 100 Мбіт / с, висока швидкість доступна тільки для кручений пари і оптоволокна. З'явилася версія і зі швидкістю 1 Гбіт / с (Gigabit Ethernet), але поки що широкого поширення не отримала через технічні складнощі реалізації кабельної системи і відсутності жорсткого стандарту. Популярні різновиди Ethernet позначаються як 10Base2, 10BaseT і ін. Тут перший елемент позначає швидкість, Мбіт / с. Другий елемент: Base - пряма (немодульованою) передача, Broad - використання широкосмугового кабелю з частотним ущільненням каналів. Третій елемент: довжина кабелю в сотнях метрів (хоча в 10Base2 довжина до 250 м) або середовище передачі (F - оптоволокно, Т - 2 кручені пари, Т4 - 4 кручені пари). Ці різновиди будуть розглянуті нижче, за винятком «стародавнього» варіанту lBase5 і 10Broad36 на 75-омном коаксіалі, зустріч з якими малоймовірна. Зорієнтуватися і вибрати відповідну реалізацію Ethernet допоможе табл. 10.2.
Таблиця 10.2. Топологічні характеристики популярних різновидів Ethernet
Максимальна довжина сегмента, м
1000 (можливо і більше)
Відстань між вузлами, м
Максимальна кількість вузлів в кабельному сегменті
Напруга ізоляції між вузлами
Мережеві адаптери (Network Interface Card, NIC) для PC випускаються для шин ISA, EISA, MCA, PCI, PC Card, VLB. Існують адаптери, що підключаються до стандартного LPT-порту PC, перевага - відсутність потреб в системних ресурсах (порти, переривання і т. П.) І легкість підключення (без розтину комп'ютерів), недолік - при обміні вони значно завантажують процесор.
Основні властивості адаптерів:
Роз'єми підключення до середовища передачі: один роз'єм - BNC або RJ-45 (UTP або STP) або їх комбінація. Найбільш універсальні «Combo» - мають повний 10-мегабітньгй набір BNC / AUI / RJ 45. Роз'єми RJ-45 для STP мають блискучий металевий кожух-екран, що дозволяє їх легко відрізняти від чорних пластмасових розеток для UTP.
Швидкість передачі - 10 або 100 Мбіт / с, багато 100-мегабітні адаптери мають режим і 10 Мбіт / с.
Системна шина і спосіб обміну даними. Для багатозадачних застосувань бажано використання Bus-Master, що розвантажує процесор. Адаптери Bus-Master повинні мати 32-розрядну шину (EISA, MCA, PCI), в іншому випадку будуть проблеми з використанням ОЗУ понад 16 Мбайт.
Можливість повного дуплексу для середовищ з роздільними лініями приймача і передавача (кручена пара або оптоволокно) - в багатозадачних системах дозволяє теоретично подвоїти пропускну здатність (за підтримки цього режиму на іншій стороні).
Розмір встановленої буферної пам'яті - чим більше, тим краще. Мінімальний обсяг повинен дозволяти зберігати, принаймні, пару пакетів (максимальна довжина пакету 1514 байт). Зараз є плати і з об'ємом буферної пам'яті, яку можна обчислити мегабайтами.
Наявність гнізда для мікросхеми BootROM, що забезпечує можливість віддаленого завантаження операційної системи (Remote Boot або Remote Reset) по мережі з файл-сервера.
При придбанні адаптера варто звернути увагу і на деякі «дрібниці», такі як:
Наявність драйвера для використовуваної ОС в комплекті поставки адаптера або драйвера адаптера в складі використовуваної ОС.
Наявність утиліти конфігурації (для програмно-конфігуруються адаптерів).
Доступність мікросхеми з відповідною програмою завантаження, якщо передбачається використання віддаленого завантаження.
Конфігурація адаптера на увазі настроювання на використання системних ресурсів PC і вибір середовища передачі. Конфігурація здійснюється за допомогою установки перемикачів (джамперів) або програмно (Jumper-less, Software configuration), зі збереженням параметрів в енергонезалежній пам'яті адаптера. Програмне конфігурування виконується за допомогою спеціальної зазвичай DOS-утиліти, що поставляється для конкретної моделі або сімейства адаптерів, або конфігурується системою Plug and Play.
Колективна пам'ять (Adapter RAM) адаптера - буфер для надісланих та отриманих пакетів - зазвичай приписується до області верхньої пам'яті (UMA), що лежить в діапазоні A0000h-FFFFFh. Додаткові модулі ROM BIOS адаптера зазвичай встановлюються тільки для віддаленого завантаження (Boot ROM) і також приписуються до UMA. Тіньову пам'ять (Shadow RAM) і кешування на область Adapter RAM задавати не можна, на область Boot ROM - безглуздо.
Повторювачі і хабиEthernet
Класичний шинний варіант Ethernet на коаксіалі при невеликому числі станцій, територіально вписуються в допустиму довжину сегмента, не потребує будь-якого активного обладнання, крім самих адаптерів вузлів. Однак коли мережа складається з декількох сегментів, а також у всіх випадках застосування зіркоподібній фізичної топології, виникає необхідність застосування повторювачів і хабів.
Repeater (повторювач) в мережах Ethernet на коаксіалі використовується як засіб подолання обмежень довжини кабелю і кількості підключених вузлів (по електричним характеристикам). Класичний повторювач з внутрішніми терминаторами включається між кінцями сусідніх сегментів. Повторювач із зовнішніми терминаторами може підключатися до Т-коннекторам (або трансівера) в довільних місцях сегментів.
Hub (хаб) є обов'язковим (крім двухточечной мережі) з'єднувальним елементом мережі на кручений парі і засобом розширення топологічних, функціональних і швидкісних можливостей для будь-яких середовищ передачі. Найпростіші хаби є багатопортовими повторителями. Деякі порти хабів можуть мати набір роз'ємів BNC, RJ-45, AUI, забезпечуючи вибір середовища передачі. До порту хаба можна підключати як окремий вузол, так і інший хаб або сегмент коаксиала. Хаби з набором різнотипних портів дозволяють об'єднувати сегменти мереж з різними кабельними системами.
IntelligentHub (інтелектуальний хаб) має більш складну архітектуру з вбудованим мікро контролером, що дозволяє управляти мережею (зазвичай на основі засобів SNMP). У хабі знаходиться апаратно-програмний SNMP-агент, провідний базу даних про стан керованих ресурсів. Менеджер, керівник хабом, взаємодіє з агентами по мережі. Керованість хаба забезпечує можливість централізованого управління і діагностики стану вузлів мережі, захист від несанкціонованого доступу, сегментування мережі для поділу графіка.
StackableHub (нарощуваний хаб) має спеціальні засоби з'єднання декількох хабів в стек, який виступає в ролі єдиного цілого. При цьому зазвичай інтелектуальність одного хаба робить інтелектуальним весь стек. Відстань між хабами в стеці може бути коротким (локальний стек) і довгим, до сотень метрів (розподілений стек, більш гнучкий елемент для оптимізації кабельної системи).
SwitchedHub (коммутирующий хаб) - розвиток технології Ethernet, спрямоване на підвищення продуктивності мережі.
Full-DuplexHub (повнодуплексний хаб) - варіант коммутирующего, у якого порт може одночасно передавати і приймати пакети.