Gigabit Ethernet and Fast Ethernet

[CENTER][SIZE=4][FONT=arial]in the name of god
[/FONT][/SIZE][/CENTER]
[SIZE=4][FONT=arial]
[B]Gigabit Ethernet and Fast Ethernet[/B]


[LIST][*]Gigabit and Fast Ethernet به ترتیب انواع 100 و 1000 مگابیت بر ثانیه هستند. که برای پیکر بندی و نصب چنین شبکه هایی باید به برخی مسائل پیکربندی برای طراحی آگاه بود.[*]مشخصه IEEE 802.3u که در سال 1995 تصویب شد آنچه را که به Fast Ethernet یا 100Base-T معروف است تعریف می کند: یک پروتکل لایه پیوند داده استاندارد برای ساختارهای LAN جدید است. Fast Ethernet دو مورد از سه عنصر برجسته یک شبکه اترنت دست نخورده باقی می مانند:[/LIST]

[LIST=1][*]همان فریم IEEE 802.3[*]مکانیزم CSMA/CD[/LIST]

[LIST][*]تعقیراتی که افزایش سرعت را ممکن می سازد در پیکربندی لایه فیزیکی نهفته اند.[*]کابلهایی که در Fast Ethernet پشتیبانی می شوند:[/LIST]

[LIST=1][*]UTP[*]STP[*]Fiber Optic[/LIST]

[LIST][*]مشخصات کابلهای مورد استفاده را در جدول زیر ببینید:[/LIST]
[TABLE="align: right"]
[TR]
[TD][/TD]
[TD]100Base-TX
[/TD]
[TD]100Base-T4
[/TD]
[TD]100Base-FX
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD] حداکثر طول Node
[/TD]
[TD]100 متر
[/TD]
[TD]100 متر
[/TD]
[TD]412 متر
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]نوع کابل
[/TD]
[TD]Type 1 STP or Category 5 UTP
دو جفت سیم
[/TD]
[TD]Category 3 UTP
چهار جفت سیم
[/TD]
[TD]62/5/125 Fiber Optic Multi Mode
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]نوع اتصال دهند
[/TD]
[TD]RJ-45
[/TD]
[TD]RJ-45
[/TD]
[TD]ST or MIC or SC
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


[LIST][*]Fast Ethernet از کابل کواکس پشتیبانی نمی کند.[*]100Base-TX کلا به فناوری Fast Ethernet مربوط به کابل مسی و 100Base-FX مربوط به کابل فیبر نوری است. که به100Base-X معروفند.[*]هنگام طراحی شبکه Fast Ethernet باید توجه کرد که حداکثر طول قطعه کابل 100 متر عنوان شده است, شامل کل طول کابلی که کامپیوتر را به هاب یا سوئیچ وصل می کند می باشد.[*]تقریبا تمام آداپتورهای Fast Ethernet که در حال حاضر در بازار می باشند دو سرعت 10Mbps and 100Mbps می باشند.این امر فرایند ارتقای شبکه های 10Base-T به Fast Ethernet را تسهیل می کند استاندارد Fast Ethernet یک سیستم خودکار را تعریف می کند که ادوات دو سرعته را قادر می سازد تا قابلیتهای شبکه ای را که به آن وصل هستند شناسایی کنند و سرعت خود را بر اساس آن تنظیم نمایند. مذاکره خودکار Fast Ethernet توسط سیگنالهای پالس پیوند سریع FLP به انجام می رسد که آنها نیز نوعی از سیگنالهای پالس پیوند معمولی NLP که در شبکه های 10Base-T and 10Base-FL به کار می روند می باشند.[*]شبکه های اترنت استاندارد با استفاده از سیگنالهای NLP یکپارچگی پیوند بین دو وسیله را برسی می کنند. بیشتر هابها و آدپتورها شبکه اترنت یک LED پالس پیوند دارند که وقتی وسیله به وسیله فعال دیگری وصل شود روشن می شود. مثلا هر گاه سر یک کابل UTP را که به هابی وصل است در NIC یک کامپیوتر وارد کرده و کامپیوتر را روشن کنید. LED های NIC و درگاه هابی که NIC به آن وصل است باید روشن شوند. این در نتیجه آن است که دو وسیله سیگنال NLP برای یکدیگر ارسال می کنند. وقتی وسیله ای سیگنال های NLP را از دیگری دریافت می نماید LED پالس پیوند را روشن می کند. اگر سیم کشی شبکه به دلیل یک خرابی کابل یا استفاده نامناسب از یک کابل تقاطع یا درگاه آپ لینک هاب اشتباه شده باشد. LEDها روشن نخواهند شد. این سیگنال ها با ارتباطات داده تداخلی ندارند زیرا ادوات تنها وقتی که شبکه بی کار است به ارسال آنها می پردازند.[*]LED پالس پیوند فقط نشان می دهد که سیم کشی شبکه صحیح است, نه اینکه قادر به انتقال داده باشد. اگر کابلی را که مناسب پروتکل نیست به کار بگیرید با مشکلات ارتباطی شبکه مواجه خواهید شد هر چند ادوات تست یکپارچگی پیوند را با موفقیت گذارنده باشند.[*]وقتی دو وسیله Fast Ethernet که قادر به کار با سرعتهای مختلف هستند مذاکره خودکار می کنند. بهترین سطح کارایی مشترک خود را تعیین کرده و خود را بر اساس آن پیکربندی می نمایند. سیستم هنگام مقایسه قابلیتهای خود از فهرست اولویتهای زیر استفاده می کنند. که مطابق آن 1000Base-T دوجهته کامل بهترین و 10Base-T دو جهته ناقص بدترین کارایی را دارد:[/LIST]

[LIST=1][*]1000Base-T (دو جهته کامل)[*]1000Base-T[*]100Base-T (دو جهته کامل)[*]100Base-T4[*]100Base-TX[*]10Base-T (دو جهته کامل)[*]10Base-T[/LIST]

[LIST][*]مزیت مذاکره خودکار آن است که مدیران را قادر می سازد شبکه را به تدریج و با حداقل پیکربندی مجدد به Fast Ethernet ارتقا دهند مثلا اگر در تمام ایستگاهای کاری خود NIC های دو سرعته 10/100 دارید می توانید شبکه را با استفاده از هابهای 10Base-T با سرعت 10Mbps به کار اندازید. آنگاه می توانید بعدها هاب ها را با مدل هایی که Fast Ethernet را پشتیبانی می کنند جایگزین نمایید و NIC ها در مدت راه اندازی مجدد بعدی سیستم به صورت خودکار خود را برای کار در سرعت بالاتری پیکربندی مجدد خواهند کرد در Client ها لازم نیست هیچ گونه پیکر بندی دستی انجام شود.[*][COLOR=#a52a2a]Gigabit Ethernet:[/COLOR][*]Gigabit Ethernet اولین بار در متمم 802.3z استاندارد 802.3 تعریف و در ژوئن 1998 منتشر شد 802.3z شبکه ای با سرعت 1000Mbps و با مد دو جهته ناقص و دو جهته کامل را تعریف می کند که می تواند روی انواع مختلفی از رسانه شبکه به اجرا درآید.[*]هر چند Gigabit Ethernet یک فناوری نسبتا جوان است اما جایگاه آن در بازار تقریبا تضمین شده می باشد زیرا مثل سلف خود Fast Ethernet از همان فرمت فریم, اندازه فریم و روش کنترول دستیابی به رسانه اترنت CSMA/CD استفاده می کند. Fast Ethernet جای FDDI را به عنوان انتخاب 100Mbps غالب گرفت زیرا مدیران شبکه را به کارگیری یک پروتکل متفاوت روی زیر ساخت معاف می کرد. به همین ترتیب Gigabit Ethernet نیز مدیران را از به کار گیری یک پروتکل متفاوت مثل ATM در زیر ساخت باز می دارد.[*]با افزایش سرعت ارسال داده توسط سیستم ها مدت زمان تاخیر گردش دوری سیگنال که در آن برخورد می تواند تشخیص داده شود کاهش می یابد. وقتی Fast Ethernet سرعت شبکه اترنت را به ده برابر افزایش داد برای جبران آن حداکثر قطر شبکه در استاندارد کاهش داده شد به این ترتیب بود که این پروتکل توانست با وجود حفظ همان حداقل اندازه بسته استاندارد اترنت اصلی یعنی 64 بایت همچنان قادر به تشخیص موثر برخوردها باشد. Gigabit Ethernet بار دیگر سرعت شبکه اترنت را به ده برابر افزایش داد. اما کاهش مجدد حداکثر قطر شبکه غیر عملی بود زیرا منجر به شبکه هایی با طول کمتر از حدود 20 متر می شد به همین دلیل متمم 802.3z اندازه سیگنال حامل CSMA/CD را از 64 بایت به 512 بایت افزایش داد. این بدان معنی است که هر چند حداقل اندازه 64 بایت برای بسته حفظ شده است اما زیر لایه MACی یک سیستم Gigabit Ethernet یک سیگنال بسط دهنده حامل را به بسته های کوچک الحاق می کند تا آنها را پر کند و به اندازه 512 بایت برساند.[*]اما این پر کردن بسته های کوچک می تواند به کاهش شدید کارایی شبکه بینجامد یک بسته کوچک ممکن است تا 448 بایت اضافی پر شود (64 منهای 512) که این امر به بازدهی ای که اندکی از Fast Ethernet بیشتر است منجر می شود. برای حل این مشکل 802.3z همراه با بسط حامل یک قابلیت فوران بسته به این ترتیب کار می کند که چندین بسته پشت سر هم ارسال می شوند تا اینکه زمان نگهدار فوران بایت را بشمرد در نتیجه بازده ناشی از اضافه شدن بیتها ی بسط دهنده حامل جبران می شود و شبکه سرعت خود را باز می یابد.[*]وقتی Gigabit Ethernet برای شبکه های زیر ساخت استفاده می شود اتصلات دو جهته کامل بین سوئیچ ها و سرویس دهنده ها انتخابهای بهتری هستند و به علاوه بر برطرف شدن این مشکل تشخیص برخورد بازده شبکه از نظر تئوری به 2Gbps افزایش می یابد.[*]لایه فیزیکی Gigabit Ethernet:[*]سه انتخاب لایه فیزیکی که مجموعا 1000Base-X خوانده می شود در 802.3z برای Gigabit Ethernet تعریف شده اند دو تا فیبر نوری و یکی برای کابل مسی:[/LIST]

[LIST=1][*]1000Base-LX[*]1000Base-SX[*]1000Base-CX[/LIST]

[LIST][*]1000Base-LX:برای استفاده در زیر ساختهای که در فواصل نسبتا طولانی گسترده می شود طراحی شده است و از ارسالات لیزر طول موج بلند در محدوده 1270 تا 1355 نانومتر و کابل فیبر چند حالته در داخل ساختمان یا فیبر تک حالته برای پیوندهای طولانی تر مثلا بین ساختمان های یک محوطه استفاده می کند. کابل فیبر چند حالته با قطر هسته 50 یا 62/5 میکرون پیوندهای تا 550 متر و فیبر تک حالته 9 میکرونی پیوندهای تا 5000 (5کیلومتر) را پشتیبانی می کند هر دو نوع فیبر از اتصال دهنده های SC استاندارد استفاده می کنند انواع کابلی که 1000Base-LX پشتیبانی می کند در جدول زیر نشان داده شده است:[/LIST]
[TABLE="align: right"]
[TR]
[TD]نوع کابل
[/TD]
[TD]قطر هسته
[/TD]
[TD]پهنای باند
[/TD]
[TD]حداکثر طول پیوند
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]تکه حالته single mode
[/TD]
[TD]9 میکرون
[/TD]
[TD]-
[/TD]
[TD]5000 متر
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]چند حالته Multi mode
[/TD]
[TD]50 میکرون
[/TD]
[TD]400MHz/km
[/TD]
[TD]550 متر
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]چند حالته
[/TD]
[TD]50 میکرون
[/TD]
[TD]500MHz/km
[/TD]
[TD]550 متر
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]چند حالته
[/TD]
[TD]62/5 میکرون
[/TD]
[TD]500MHz/km
[/TD]
[TD]550 متر
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


[LIST][*]1000Base-SX: از ارسالات لیزر طول موج کوتاه در محدوده 770 تا 860 نانومتر استفاده می کند و برای استفاده در زیر ساختهای کوتاهتر و سیم کشی افقی طراحی شده است. این انتخاب از 1000Base-LX مقرون به صرفه تر است زیرا فقط از انواع کابل فیبر چند حالته که نسبتا ارزان است استفاده می کند. انواع کابل که در 1000Base-SX پشتیبانی می کند در جدول زیر:[/LIST]
[TABLE="align: right"]
[TR]
[TD]نوع کابل
[/TD]
[TD]قطر هسته
[/TD]
[TD]پهنای باند
[/TD]
[TD]حداکثر طول پیوند
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]چند حالته
[/TD]
[TD]50 میکرون
[/TD]
[TD]400MHz/km
[/TD]
[TD]500 متر
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]چند حالته
[/TD]
[TD]50 میکرون
[/TD]
[TD]500 MHz/km
[/TD]
[TD]550 متر
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]چند حالته
[/TD]
[TD]62/5 میکرون
[/TD]
[TD]160 MHz/km
[/TD]
[TD]220 متر
[/TD]
[/TR]
[TR]
[TD]چند حالته
[/TD]
[TD]62/5 میکرون
[/TD]
[TD]200 MHz/km
[/TD]
[TD]275 متر
[/TD]
[/TR]
[/TABLE]


[LIST][*]1000Base-CX: در 802.3z اصلی فقط یک استاندارد مسی وجود دارد 1000Base-CX برای پیوندهایی طراحی شده است که فقط در فواصل کوتاه (زیر 25 متر) کشیده می شود. مثل اتصالات داخل یک اتاق ارتباط راه دور یا مرکز داده برای اتصالات لازم است یک کابل زوج به هم تابیده حفاظ دار (STP) 150 اهمی خاص استفاده می شود. استفاده از UTP or IBM Type 1 STP توصیه نمی شود. 1000Base-CX برای اتصالات تجهیزاتی همچون خوشه های سرویس دهنده و پیوندهای بین سوئیچ مناسب است.[/LIST]

[LIST][*] 1000Base-Tهر چند در استاندارد 802.3z نیامده است اما یکی از اهداف اصلی تیم Gigabit Ethernet این بوده است که روی کابل Category 5 UTP اجرا شود و اتصالات تا 100 متر را پشتیبانی نماید. در این صورت شبکه های Fast Ethernet موجود را می توان بدون کابل کشی جدید یا تعقیر توپلوژی شبکه به Gigabit Ethernet ارتقا داد. برای رسیدن به این سرعت در کابل Category 5 UTP باید از چهار جفت سیم داخل کابل استفاده کرد. اما استاندارد توصیه می کند که ازCategory 5e UTP استفاده کرد.[*] مذاکره در Fast Ethernet اختیاری است ولی در Gigabit Ethernet اجباری است.[*]خطاهای اترنت:[*]برخی از خطاهایی که می توانند در یک شبکه اترنت رخ دهد را در ادامه می آوریم. بعضی از این خطاها نسبتا رایجند و برخی دیگر به ندرت رخ می دهند. برای تشخیص این خطاها می توانید از یک Analyze Protocol مثل wireshark or Ethereal استفاده کنید.[*]برخورد زود: به بیان دقیق اینها خطا نیستند زیرا در یک شبکه اترنت معمولا برخورد رخ می هد اما برخوردهای خیلی زیاد (بیش از 5 درصد بسته ها) نشانه آن است که بار شبکه در حد بحرانی نزدیک شده است. اگر ملاحضه کردید که تعدادبرخوردها مرتبا در حال افزایش است می توانید شبکه خود را به دو دامنه برخورد تقسیم کنید یا بعضی از Client ها را به شبکه های دیگر جابجا کنید.[*]برخورد دیرLate collisions : این بسته ها معمولا نشان می دهند که پیمایش شبکه توسط داده خیلی طول می کشد, یا به دلیل اینکه قطعه کابلها خیلی طولانی هستند و یا به خاطر اینکه تعداد تکرارکننده ها زیاد است, همچنین ممکن است مشکل ناشی از NIC ی باشد که مکانیزم گوش دادن به حامل آن بد کار کند. محصولات شبکه ای که بتوانند برخوردهای دیر را دنبال میکنند گرانند ولی این سرمایه گذاری برای شبکه های بزرگ ارزشمند است. از آنجا که برخوردهای دیر لایه های بالاتر را وادار می کند تا بسته ی مفقود را دوباره ارسال کنند گاهی می توان با استفاده از یک تحلیل گر پروتکل گرایش به سوی ارسالات مجدد در لایه شبکه (مثلا پروتکل IP ) را تشخیص داد. که باعث آن برخوردهای دیر هستند.[*]کوتوله Runt: بسته ای است با طول کمتر از 64 بایت که در نتیجه NIC یا درگاه هابی که بدکار می کند ارسال می شود. اگر تعداد این بسته ها در شبکه زیاد شود پیامد یک وسیله سخت افزاری خراب است.[*]غول پیکر Giant: بسته ای که حداکثر اترنت یعنی 1518 بایت بزرگتر است. این مشکل معمولا توسط NICای ایجاد می شود که شتابان گو Jabbering است یا به ارسال نامناسب یا مداوم می پردازد. این نشان دهنده خراب بودن کابل یا یک وسیله سخت افزاری است.[*]خطای ترازبندی: بسته ای که حاوی یک بایت ناقص است.(یعنی بسته ای که اندازه آن به بیت مضربی از 8 نیست) را Misaligned (تراز نشده) می خوانند. این حالت می تواند در نتیجه خطایی در هنگام شکل گیری بسته در NIC مبدا و یا به دلیل خراب شدن بسته در هنگام ارسال رخ دهد . بیشتر بسته های تراز نشده خطای CRC دارند.[*]خطای CRC: بسته ای که دنباله برسی فریم آن که در Node ارسال کننده تولید شده است با مقداری که در مقصد محاسبه می شود مساوی نیست را می گویند خطای CRC دارند. این مشکل می تواند در نتیجه خراب شدن داده در حین ارسال (به دلیل یک کابل یا یک وسیله خراب) و یا به دلیل عملکرد اشتباه مکانیزم محاسبه FCS در گره فرستنده یا گیرنده رخ دهد.[*]طوفان ارسال همگانی: وقتی یک ارسال همگانی بدشکل گرفته باعث می شود که سایر گره های شبکه به ارسال همگانی بپردازند به طوری که نرخ بار کل به 126 بسته در ثانیه یا بیشتر برسد. اوضاع تقویت کننده ای پیش می آید که طوفان ارسال همگانی نام دارد از آنجا که ارسالهای همگانی قبل از سایر فریمها پردازش می شوند. طوفان سایر داده ها را از ارسال موفقیت آمیز باز می دارد.[*]100VG-AnyLAN:[*]یک پروتکل رو میزی 100Mbps است که معمولا با Fast Ethernet در یک گروه قرار می گیرد. زیرا این دو همزمان تولید شده و برای فتح بازار رقیب یکدیگر بوده اند. اما این پروتکل را نمی توان نوعی اترنت دانست زیر از مکانیزم CSMA/CD استفاده نمیکند. 100VG-AnyLAN در مشخصه IEEE 802.12 تعریف شده است. این پروتکل در ابتدا به عنوان یک انتخاب شبکه 100Mbps UTP شناخته شد. اولین انتخاب کابل کشی 100VG هر چهار جفت سیم داخل یک کابل Category 3 UTP می باشد که حداکثر طول قطعه کابل 100 متر می باشد.[*]برای اطلاعات بیشتر درباره 100VG-AnyLAN می توانید به کتاب Network+ یا Google مراجعه کنید.[/LIST]

با تشکر احمد جهلولی[/FONT][/SIZE]