Vlan bazat pe porturi. Distanța maximă*, m

Calculatorul, atunci când trimite trafic în rețea, nici măcar nu ghicește în ce VLAN "e se află. Comutatorul se gândește la asta. Comutatorul știe că computerul care este conectat la un anumit port se află în VLAN-ul corespunzător" e. Traficul care ajunge în portul unui anumit VLAN nu este diferit de traficul altui VLAN. Cu alte cuvinte, nu are nicio informație despre faptul dacă traficul aparține unui anumit VLAN.

Cu toate acestea, dacă traficul de la diferite VLAN-uri poate trece prin port, comutatorul trebuie să-l distingă cumva. Pentru a face acest lucru, fiecare cadru (cadru) de trafic trebuie să fie marcat într-un mod special. Marcajul ar trebui să indice căreia VLAN îi aparține traficul. .

Cel mai comun mod de a pune o astfel de marcă este acum descris în standardul deschis. IEEE 802.1Q.

IEEE 802.1Q- un standard deschis care descrie procedura de etichetare a traficului pentru a transmite informații despre apartenență VLAN.

Deoarece 802.1Q nu modifică anteturile cadrelor, dispozitive de rețea, care nu acceptă acest standard, pot transmite trafic fără a ține cont de apartenența acestuia la un VLAN.

802.1Q plasează în interiorul unui cadru etichetă, care transmite informații despre traficul aparținând VLAN-ului „y.

Dimensiunea etichetei este de 4 octeți. Este format din următoarele câmpuri:

Identificator de protocol de etichetă (TPID)- Identificatorul protocolului de etichetare. Dimensiunea câmpului este de 16 biți. Specifică ce protocol este utilizat pentru etichetare. Pentru 802.1q, valoarea este 0x8100.

Informații de control al etichetei (TCI)- un câmp care încapsulează câmpurile de prioritate, format canonic și identificatorul VLAN:

• prioritate- o prioritate. Dimensiunea câmpului este de 3 biți. Folosit de standardul IEEE 802.1p pentru a prioritiza traficul transmis.

  Indicator de format canonic (CFI)- Indicator de format canonic. Dimensiunea câmpului este de 1 bit. Indică formatul adresei MAC. 0 - canonic (cadru Ethernet), 1 - non-canonic (cadru Token Ring, FDDI).

  ID VLAN (VID ) - Identificator VLAN "a. Dimensiunea câmpului este de 12 biți. Indică cărui VLAN" îi aparține cadrul. Intervalul valorilor posibile VID este de la 0 la 4094.

Când se utilizează standardul Ethernet II, 802.1Q inserează o etichetă înaintea câmpului Protocol Type. Deoarece cadrul s-a schimbat, suma de control este recalculată.

În standardul 802.1Q, există un concept VLAN nativ. Valoarea implicită este VLAN 1. Traficul pe acest VLAN nu este etichetat.

Există un protocol proprietar similar 802.1Q dezvoltat de Cisco Systems - ISL.

Articolul discută posibilitățile Ethernet în raport cu utilizarea în industrie; materialul prezinta si protocoale speciale de aplicare bazate pe Ethernet.

OOO "AKOM", Chelyabinsk

După ce au cucerit cu succes lumea automatizării de birou, Ethernet și TCP/IP au lansat un atac asupra sistemelor distribuite de control al producției. Ca principală „armă”, aceasta folosește ideea tentantă a unei conexiuni „fără sudură” a tuturor nivelurilor piramidei clasice de automatizare: de la nivelul de automatizare a proceselor tehnologice până la nivelul managementului întreprinderii. Implementarea acestei idei a necesitat o adaptare majoră a Ethernet-ului, mai ales în ceea ce privește suportul în timp real. Protocoalele de comunicare nedeterministe precum HTTP și FTP oferă cu siguranță versatilitate și ușurință în utilizare, dar pentru uz industrial, protocoalele speciale de aplicații au fost încă dezvoltate pe baza Ethernet.

OSI - Model de interconectare a sistemelor deschise

Modelul OSI (Open System Interconnection) descrie schematic și standardizează legăturile dintre acestea diverse dispozitiveîn arhitectura de rețea. Modelul OSI definește șapte niveluri de rețea de sistem, le dă nume standard și specifică ce funcții ar trebui să îndeplinească fiecare nivel și cum va fi asigurată interacțiunea cu un nivel superior.

Orez. 1. Model OSI (Open System Interconnection)

Înainte ca datele utilizatorului din Anexa 1 (fig. 1.) să poată fi trimise prin Ethernet, aceste date trec secvenţial prin întreaga stivă de comunicaţii de la nivelul de sus până la cel mai de jos. În acest caz, pachetul final este format pentru transmisie (încapsulare) - atunci când un cadru (pachet) este format în conformitate cu cerințele nivelului curent, un cadru din mai multe nivel inalt. Astfel, datele care au atins cel mai jos nivel (mediul fizic de transmisie) sunt transmise către cel de-al doilea sistem, unde are loc procesul invers de transmitere în serie a datelor primite către nivelurile superioare până la destinație - Anexa 2.

Un astfel de proces este ca o conductă bine unsă și necesită o descriere clară a interacțiunii logice dintre niveluri.

tabelul 1

În Ethernet, conform standardului IEEE 802.1-3, sunt implementate straturile 1 și 2 ale modelului OSI. Suportul pentru al treilea, stratul de rețea, este asigurat de protocolul IP (Internet Protocol) suprapus pe Ethernet, iar protocoalele de transport TCP și UDP corespund stratului 4. Straturile 5-7 sunt implementate în aplicația FTP, Telnet, SMTP, SNMP. protocoale şi în protocoalele industriale specifice considerate mai jos.automatizare (Industrial Ethernet). Trebuie remarcat faptul că protocoalele Industrial Ethernet pot înlocui sau completa Straturile 3 și 4 (IP și TCP/UDP) în unele aplicații.

Nivelul 1 (fizic) descrie o metodă de transmitere în serie bit cu bit a datelor pe un mediu fizic. După cum se aplică standardului IEEE 802.3, un cadru Ethernet standard ar trebui să arate astfel:

Preambul - preambul, folosit pentru sincronizarea dispozitivului receptor și indică începutul cadrului Ethernet;

Destinație - adresa destinatarului;

Sursa - adresa expeditorului;

Câmp de tip - tip de protocol de nivel înalt (de exemplu, TCP/IP);

Câmp de date - date transmise;

Verificare - suma de control (CRC).

Stratul 2 (Link) îmbunătățește fiabilitatea transmiterii datelor prin stratul fizic prin împachetarea datelor în cadre standard cu adăugarea de informații despre adresă și o sumă de control (detecția erorilor). Accesul la mediul fizic de transmisie, conform IEEE 802.3, se realizează prin mecanismul CSMA/CD, ceea ce duce la inevitabile coliziuni atunci când mai multe dispozitive încep transmisia în același timp. Stratul de legătură permite rezolvarea acestei probleme prin furnizarea de distribuire a drepturilor de acces pentru dispozitivele care formează rețea. Acest lucru este implementat în comutatoarele Ethernet (tehnologia Switched Ethernet), în care, pe baza datelor din stratul de legătură, toate datele primite sunt verificate automat pentru integritate și conformitatea sumei de control (CRC) și, dacă rezultatul este pozitiv, sunt redirecționate numai către portul la care este conectat receptorul de date.

Nivelul 3 (Rețea) oferă mesaje între diferite rețele folosind protocolul IP (așa cum este aplicat la Ethernet) ca instrument. Datele primite de la stratul de transport sunt încapsulate într-un cadru de strat de rețea cu anteturi IP și transmise stratului de legătură de date pentru segmentare și transmitere ulterioară. Actuala versiune IP 4 (IPv4) folosește un interval de adrese de până la 32 de biți, în timp ce IPv6 extinde spațiul de adrese la 128 de biți.

Stratul 4 (Transport) asigură transmisia de date cu un anumit nivel de fiabilitate. Suportul pentru acest nivel este implementat în protocoalele TCP și UDP. TCP (Transmission Control Protocol - protocol de control al transmisiei) este un protocol avansat cu mijloace de stabilire, confirmare și terminare a unei conexiuni, cu mijloace de detectare și corectare a erorilor. Fiabilitatea ridicată a transmisiei datelor este obținută cu costul unor întârzieri suplimentare și al creșterii cantității de informații transmise. UDP (User Datagram Protocol - user datagram protocol) a fost creat ca o contrapondere pentru TCP și este utilizat în cazurile în care viteza, mai degrabă decât fiabilitatea transferului de date, devine factorul principal.

Straturile 5 - 7 sunt responsabile pentru interpretarea finală a datelor transmise de utilizator. Exemple din lumea automatizării de birou sunt protocoalele FTP și HTTP. Protocoalele Ethernet industrial folosesc și ele aceste straturi, dar căi diferite ceea ce le face incompatibile. Deci, protocoalele Modbus / TCP, EtherNet / IP, CIPsync, JetSync sunt situate strict deasupra stratului 4 al modelului OSI, iar protocoalele ETHERNET Powerlink, PROFInet, SERCOS se extind și înlocuiesc parțial straturile 3 și 4.

Ethernet/IP

EtherNet/IP se bazează pe protocoalele Ethernet TCP și UDP IP și extinde stiva de comunicații pentru utilizarea în automatizarea industrială (Fig. 2.). A doua parte a numelui „IP” înseamnă „Protocol industrial”. Industrial Ethernet Protocol (Ethernet/IP) a fost dezvoltat de grupul ODVA cu participarea activă a Rockwell Automation la sfârșitul anului 2000, pe baza protocolului de comunicare CIP (Common Interface Protocol), care este utilizat și în rețelele ControlNet și DeviceNet. Specificația EtherNet/IP este publică și gratuită. Pe lângă funcțiile tipice ale protocoalelor HTTP, FTP, SMTP și SNMP, EtherNet/IP oferă transferul de date critice în timp între gazdă și dispozitivele I/O. Fiabilitatea transmiterii datelor necritice în timp (configurare, descărcare/descărcare de programe) este asigurată de stiva TCP, iar livrarea datelor de control ciclic critică în timp va fi efectuată prin stiva UDP. Pentru a simplifica configurarea unei rețele EtherNet/IP, majoritatea dispozitivelor de automatizare standard vin cu predefinite fișierele de configurare(EDS).

CIPsync este o extensie a protocolului de comunicație CIP și implementează mecanisme de sincronizare a timpului în sistemele distribuite bazate pe standardul IEEE 1588.

PROFINET

Prima versiune de PROFINET a folosit Ethernet pentru comunicarea fără probleme de timp între dispozitive nivel superiorși dispozitive de câmp Profibus-DP. Interacțiunea cu Profibus-DP a fost realizată destul de simplu utilizând PROXY încorporat în stivă.

A doua versiune a PROFINET oferă două mecanisme de comunicare prin Ethernet: TCP/IP este utilizat pentru a transfera date care nu sunt critice în timp și în timp real furnizate pe al doilea canal printr-un protocol special. Acest protocol în timp real „sare” peste Straturile 3 și 4, transformând lungimea datelor transmise pentru a obține determinism. În plus, pentru a optimiza comunicarea, toate transmisiile de date în PROFINET sunt prioritizate conform IEEE 802.1p. Pentru comunicarea în timp real, datele trebuie să aibă cea mai mare (a șaptea) prioritate.

PROFINET V3 (IRT) folosește hardware pentru a crea o legătură rapidă cu performanțe și mai bune. Respectă cerințele IRT (Isochronous Real-Time) ale standardului IEEE-1588. PROFINET V3 este utilizat în principal în sistemele de control al mișcării folosind comutatoare Ethernet/PROFINET V3 dedicate.

Orez. 2. Structura Ethernet/IP în straturile modelului OSI

Orez. 3. Structura PROFINET în straturile modelului OSI

Orez. 4. Structura Ethernet PowerLink în straturi de model OSI

Legătură de alimentare ETHERNET

În ETHERNET Powerlink, stivele TCP/IP și UDP/IP (straturile 3 și 4) sunt extinse de stiva Powerlink. Pe baza stivelor TCP, UDP și Powerlink, se efectuează atât transferul asincron al datelor necritice în timp, cât și transferul rapid izocron al datelor ciclice.

Stiva Powerlink gestionează pe deplin traficul de date în rețea pentru funcționare în timp real. Pentru aceasta se folosește tehnologia SCNM (Slot Communication Network Management), care determină intervalul de timp și drepturile stricte de transmitere a datelor pentru fiecare stație din rețea. În fiecare astfel de interval de timp, o singură stație are acces complet la rețea, care vă permite să scăpați de coliziuni și să asigurați determinismul în muncă. În plus față de aceste intervale de timp individuale pentru transferul de date izocron, SCNM oferă intervale de timp comune pentru transferul de date asincron.

În cooperare cu grupul CiA (CAN in Automation), a fost dezvoltată o extensie Powerlink v.2 utilizând profilurile de dispozitiv CANopen.

Powerlink v.3 include mecanisme de sincronizare a timpului bazate pe standardul IEEE 1588.

Modbus/TCP-IDA

Grupul Modbus-IDA nou format propune o arhitectură IDA pentru sistemele de control distribuit folosind Modbus ca structură de mesaje. Modbus-TCP este o simbioză a protocolului Modbus standard și a protocolului Ethernet-TCP/IP ca mediu de comunicare. Rezultatul este un protocol de transmisie simplu, structurat și deschis pentru rețelele Master-Slave. Toate cele trei protocoale din familia Modbus (Modbus RTU, Modbus Plus și Modbus-TCP) folosesc același protocol de aplicație, ceea ce le permite să fie compatibile la nivelul prelucrării datelor utilizatorului.

IDA nu este doar protocoale bazate pe Modbus, este o întreagă arhitectură care combină metode de construire diverse sisteme automatizare cu inteligență distribuită și descriind atât structura sistemului de control în ansamblu, cât și interfețele dispozitivelor și softwareîn special. Acest lucru asigură integrarea verticală și orizontală a tuturor nivelurilor de automatizare cu utilizarea extensivă a tehnologiilor web.

Transmiterea datelor în timp real este asigurată folosind stiva IDA, care este un add-on peste TCP/UDP și se bazează pe protocolul Modbus. Transmiterea datelor necritice în timp și suportul pentru tehnologiile web au loc prin stiva TCP/IP. Posibilitate asigurata telecomandă dispozitive și sisteme (diagnosticare, parametrizare, descărcare program etc.) folosind protocoale standard HTTP, FTP și SNMP.

EtherCAT

EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) este un concept de automatizare bazat pe Ethernet dezvoltat de compania germană Beckhoff. Principala diferență a acestei tehnologii este procesarea cadrelor Ethernet „din zbor”: fiecare modul din rețea, concomitent cu primirea datelor care îi sunt adresate, transmite cadrul către modulul următor. La transmitere, datele de ieșire sunt introduse în mod similar în cadrul retransmis. Astfel, fiecare modul din rețea oferă o întârziere de doar câteva nanosecunde, oferind sistemului în ansamblu suport în timp real. Datele care nu sunt critice în timp sunt transmise în intervalele de timp dintre transmisiile de date în timp real.

EtherCAT implementează mecanisme de sincronizare bazate pe standardul IEEE 1588. Latența scăzută a transmisiei datelor face posibilă utilizarea EtherCAT în sistemele de control al mișcării.

SERCOS III

SERCOS (Serial Real-Time Communication System) este o interfață digitală optimizată pentru comunicarea între controler și VFD (convertoare de frecvență) folosind un inel de fibră optică. Dezvoltat în forma sa originală de un grup de companii la sfârșitul anilor 80 ai secolului trecut. Operarea în timp real este realizată folosind mecanismul TDMA (Time Division Multiplex Access) - Time Division Multiplex Access. SERCOS-III este ultima versiune această interfață și se bazează pe Ethernet.

Foundation Fieldbus HSE

La dezvoltarea standardului Foundation Fieldbus, au încercat să se bazeze în întregime pe modelul OSI, dar, în cele din urmă, din motive de performanță, modelul a fost schimbat: Stratul 2 a fost înlocuit cu un strat proprietar de negociere a datelor, Straturile 3-6 au fost eliminate. și un al optulea strat numit User . Nivelul utilizatorului include blocuri funcționale, care sunt pachete standardizate de funcții de control (de exemplu, analog semnal de intrare, control PID etc.). Aceste blocuri funcționale trebuie să îndeplinească cerințele unei game largi de echipamente diferite de la diferiți producători, și nu unui anumit tip de dispozitiv. Dispozitivele conectate folosesc un software „Descrierea dispozitivului” (DD) pentru a comunica proprietățile și datele lor unice către sistem. Acest lucru facilitează adăugarea de noi dispozitive la sistem pe bază de plug-and-play.

Al doilea semn distinctiv al tehnologiei Foundation Fieldbus este comunicațiile peer-to-peer între dispozitivele de teren. Cu comunicarea peer-to-peer, fiecare dispozitiv conectat la magistrală poate comunica cu alte dispozitive de pe magistrală direct (adică fără a fi nevoie să semnalizeze prin sistemul de control).

Foundation Fieldbus HSE ((High-Speed ​​​​Ethernet) a fost dezvoltat în 2000. Caracteristici principale: bazat pe Ethernet, viteză de date de 100 Mbaud, suport în timp real, compatibil cu toate echipamentele Ethernet comerciale, utilizare protocoale de internet(FTP, HTTP, SMPT, SNMP și UDP), capacitatea de a comunica cu rețeaua FF H1 fără a contacta sistemul gazdă.

SafeEthernet

Dezvoltat de compania germană HIMA pe bază de Ethernet cu suport pentru protocoale Internet. În conformitate cu profilul companiei și după cum sugerează și numele, acest protocol optimizat pentru utilizare în sisteme de securitate.

IEEE 802.1Q- un standard deschis care descrie procedura de etichetare a traficului pentru transmiterea de informații despre apartenența la un VLAN.

Deoarece 802.1Q nu modifică anteturile de cadre, dispozitivele de rețea care nu acceptă acest standard pot transmite trafic fără a ține cont de apartenența sa la VLAN.

802.1Q plasează în interiorul unui cadru etichetă, care transmite informații despre traficul aparținând VLAN-ului „y.

Dimensiunea etichetei este de 4 octeți. Este format din următoarele câmpuri:

• Identificator de protocol de etichetă (TPID)- Identificatorul protocolului de etichetare. Dimensiunea câmpului este de 16 biți. Specifică ce protocol este utilizat pentru etichetare. Pentru 802.1q, valoarea este 0x8100.
• Informații de control al etichetei (TCI)- un câmp care încapsulează câmpurile de prioritate, format canonic și identificatorul VLAN:
  • prioritate- o prioritate. Dimensiunea câmpului este de 3 biți. Folosit de standardul IEEE 802.1p pentru a prioritiza traficul transmis.
  • Indicator de format canonic (CFI)- Indicator de format canonic. Dimensiunea câmpului este de 1 bit. Indică formatul adresei MAC. 0 - canonic (cadru Ethernet), 1 - non-canonic (cadru Token Ring, FDDI).
  • Identificator VLAN (VID)- Identificator VLAN "a. Dimensiunea câmpului este de 12 biți. Indică cărui VLAN" îi aparține cadrul. Intervalul valorilor posibile VID este de la 0 la 4094.

Când se utilizează standardul Ethernet II, 802.1Q inserează o etichetă înaintea câmpului Protocol Type. Deoarece cadrul s-a schimbat, suma de control este recalculată.

În standardul 802.1Q, există conceptul de VLAN nativ. Valoarea implicită este VLAN 1. Traficul pe acest VLAN nu este etichetat.

Există un protocol proprietar similar 802.1Q dezvoltat de Cisco Systems - ISL.

Când utilizați VLAN-uri bazate pe porturi, fiecare port este alocat unui anumit VLAN, indiferent de utilizator sau computer conectat la acel port. Aceasta înseamnă că toți utilizatorii conectați la acest port vor fi membri ai aceluiași VLAN.

Configurația portului este statică și poate fi modificată numai manual.

VLAN-uri bazate pe porturi.

Vlan bazat pe adrese Mac.

Următoarea metodă pentru formarea rețelelor virtuale folosește gruparea adreselor MAC. Când există un număr mare de noduri în rețea, această metodă necesită un număr mare de operații manuale de la administrator.

VLAN bazat pe adrese MAC.

Vlan bazat pe etichete - standard 802.1q.

Primele două abordări se bazează doar pe adăugarea de informații suplimentare la tabelele de adrese ale podului și nu folosesc posibilitatea de a încorpora informații despre cadrul aparținând rețea virtualăîn cadrul transmis. Metodă de organizare VLAN bazată pe etichetă − Etichete, foloseste câmpuri suplimentare cadru pentru stocarea informațiilor despre proprietatea cadrului atunci când se deplasează între comutatoarele de rețea. O etichetă de 4 octeți este adăugată cadrului Ethernet:

Eticheta de cadru adăugată include un câmp TPID (Tag Protocol Identifier) ​​de doi octeți și un câmp TCI (Tag Control Information) de doi octeți. Primii 2 octeți, fixați la 0x8100, determină că cadrul conține o etichetă de protocol 802.1q/802.1p. Câmpul TCI este format din câmpurile Prioritate, CFI și VID. Câmpul Priority are 3 biți și specifică opt niveluri posibile de prioritate a cadrelor. Câmpul VID (ID VLAN), lung de 12 biți, este identificatorul rețelei virtuale. Acești 12 biți permit definirea a 4096 de rețele virtuale diferite, cu toate acestea ID-urile 0 și 4095 sunt rezervate pentru utilizare specială, astfel încât un total de 4094 de rețele virtuale pot fi definite în standardul 802.1Q. Câmpul CFI (Canonical Format Indicator) de 1 bit este rezervat pentru desemnarea cadrelor altor tipuri de rețele (Token Ring, FDDI), în timp ce pentru cadrele Ethernet este 0.

După ce cadrul este recepționat de portul de intrare al comutatorului, decizia privind procesarea lui ulterioară se ia pe baza regulilor portului de intrare (reguli de intrare). Sunt posibile următoarele opțiuni:

primirea numai a cadrelor etichetate;

primirea numai a cadrelor neetichetate;

În mod implicit, toate comutatoarele acceptă cadre de ambele tipuri.

După procesarea cadrului, se ia decizia de a-l redirecționa către portul de ieșire pe baza regulilor de redirecționare a cadrelor predefinite. Regula pentru redirecționarea cadrelor într-un comutator este că cadrele pot fi redirecționate numai între porturile asociate aceleiași rețele virtuale.

Ethernet 1000 de bază

1000Base Ethernet sau Gigabit Ethernet, precum Fast Ethernet, utilizează același format de cadru, metodă de acces CSMA/CD, topologie în stea și control al legăturii (LLC) ca și IEEE 802.3 și 10Base-T Ethernet. Diferența fundamentală dintre tehnologii constă din nou în implementarea stratului fizic al EMBOS - implementarea dispozitivelor PHY. Pentru implementarea transceiverelor PHY conectate la fibră s-au folosit dezvoltările IEEE 802.3 și ANSI X3T11 Fibre Channel. În 1998, au fost publicate 802.3z pentru fibră și 802.3ab pentru pereche răsucită.

Dacă diferențele dintre Ethernet și Fast Ethernet sunt minime și nu afectează nivelul MAC, atunci când au dezvoltat standardul Gigabit Ethernet 1000Base-T, dezvoltatorii au trebuit nu numai să facă modificări la nivelul fizic, ci și să afecteze substratul MAC.

Stratul fizic Gigabit Ethernet folosește mai multe interfețe, inclusiv cea tradițională pereche răsucită Categoria 5, precum și fibră multi-mod și single-mode. În total, sunt definite 4 tipuri diferite de interfețe media fizice, care sunt reflectate în specificațiile standardelor 802.3z (1000Base-X) și 802.3ab (1000Base-T).

Distanțele acceptate pentru standardele 1000Base-X sunt prezentate în tabelul de mai jos.

Caracteristicile transceiver-urilor optice pot fi semnificativ mai mari decât cele indicate în tabel. De exemplu, NBase produce switch-uri cu porturi Gigabit Ethernet care asigură transmisie pe distanțe de până la 40 km prin fibră monomodală fără retransmisii (se folosesc lasere DFB cu spectru îngust care funcționează la o lungime de undă de 1550 nm).

Interfață 1000Base-T

1000Base-T este o interfață standard Gigabit Ethernet pentru transmisie prin UTP categoria 5e și mai sus pe distanțe de până la 100 de metri. Pentru transmisie, sunt utilizate toate cele patru perechi de cablu de cupru, rata de transmisie pentru o pereche este de 250 Mbps.

Substratul MAC

Substratul MAC Gigabit Ethernet utilizează aceeași metodă de acces media CSMA/CD ca și predecesorii săi Ethernet și Fast Ethernet. Principalele restricții privind lungimea maximă a unui segment (sau domeniul de coliziune) sunt determinate de acest protocol.

Una dintre problemele implementării vitezei de 1 Gbit/s a fost asigurarea unui diametru de rețea acceptabil atunci când lucrați în semi-duplex mod de operare. După cum știți, dimensiunea minimă a cadrului în rețelele Ethernet și Fast Ethernet este de 64 de octeți. Cu o rată de transmisie de 1 Gbps și o dimensiune a cadrului de 64 de octeți, detectarea fiabilă a coliziunilor necesită ca distanța dintre cele mai îndepărtate două computere să nu depășească 25 de metri. Amintiți-vă că detectarea cu succes a coliziunilor este posibilă dacă timpul de transmisie a cadrului de lungime minimă este mai mare de două ori timpul de propagare a semnalului între cele două noduri cele mai îndepărtate din rețea. Prin urmare, pentru a oferi un diametru maxim al rețelei de 200 m (două cabluri de 100 m și un comutator), lungimea minimă a cadrului în standardul Gigabit Ethernet a fost mărită la 512 octeți. Pentru a mări lungimea cadrului la valoarea necesară, adaptorul de rețea completează câmpul de date la o lungime de 448 de octeți cu așa-numita extensie (extensie purtătoare). Câmpul de extensie este un câmp plin cu caractere ilegale care nu pot fi confundate cu coduri de date. În acest caz, câmpul sumă de control este calculat numai pentru cadrul original și nu se aplică câmpului de extensie. Când se primește un cadru, câmpul de extensie este eliminat. Prin urmare, stratul LLC nici măcar nu știe despre prezența câmpului de extensie. Dacă dimensiunea cadrului este egală sau mai mare de 512 octeți, atunci nu există un câmp de extensie media.

Cadru Gigabit Ethernet cu câmp de extensie media

Scopul principal al tehnologiei Wifi(Wireless Fidelity - „precizie fără fir”) - extensie wireless Rețele Ethernet. De asemenea, este utilizat acolo unde este nedorit sau imposibil să utilizați rețele cu fir, consultați începutul secțiunii „LAN fără fir” . De exemplu, pentru a transfera informații din părțile mobile ale mecanismelor; dacă este imposibil să forați pereții; într-un depozit mare în care computerul trebuie transportat.

WiFi conceput consorţiu Wi-Fi se bazează pe seria de standarde IEEE 802.11 (1997) [ANSI] și oferă rate de transfer de la 1...2 la 54 Mbps. Consorțiul Wi-Fi dezvoltă specificații pentru aplicații pentru a aduce standardul Wi-Fi la viață, efectuează testarea și certificarea produselor terțe pentru conformitate cu standardul, organizează expoziții și furnizează informațiile necesare dezvoltatorilor de echipamente Wi-Fi.

În ciuda faptului că standardul IEEE 802.11 a fost ratificat în 1997, rețelele Wi-Fi s-au răspândit doar în anul trecut, când prețurile pentru echipamentele de rețea serială au scăzut semnificativ. În automatizarea industrială, dintre numeroasele standarde ale seriei 802.11 sunt folosite doar două: 802.11b cu o rată de transmisie de până la 11 Mbps și 802.11g (până la 54 Mbps).