VyÜlo v t²denφku: Computer Echo
╚φslo:3/94
Datum:Φerven 1994
Strßnka:15-22
Rubrika/kategorie: P°ehledovΘ Φlßnky

zp∞t do archivu Φlßnk∙ | rejst°φk

Ji°φ Peterka:

Quo vadis, Ethernet?

Nejpou₧φvan∞jÜφ p°enosovou technologiφ lokßlnφch sφtφ je dnes bezesporu Ethernet. Jeho koncepce vÜak pochßzφ z doby, kdy mo₧nosti v²robnφch technologiφ i po₧adavky u₧ivatel∙ byly dosti odliÜnΘ od t∞ch dneÜnφch. Ethernet sice jistou dobu odolßval zm∞nßm ve svΘm okolφ, ale pak se i on musel p°izp∙sobit. K jak²m zm∞nßm tedy v Ethernetu doÜlo, a kam v∙bec jeho v²voj sm∞°uje?

PoΦßtky Ethernetu se datujφ do roku 1973, kdy ve v²zkumnΘm st°edisku PARC (Palo Alto Research Center) firmy Xerox skupina odbornφk∙ kolem Roberta Metcalfa pracovala na v²voji p°enosovΘ technologie, vhodnΘ pro pot°eby lokßlnφch poΦφtaΦov²ch sφtφ (viz tΘ₧ [1]). Jejich nßvrh p°itom vychßzel z pot°eb vzßjemnΘho propojovßnφ poΦφtaΦ∙ Alto (p°edch∙dc∙ dneÜnφch v²konn²ch pracovnφch stanic), kterΘ se v tΘ dob∞ ve st°edisku PARC vyvφjely.

SamotnΘ poΦφtaΦe Alto vÜak p°φliÜ velkou dφru do sv∞ta neud∞laly. Pro n∞ vyvφjen² Ethernet se ovÜem ukßzal mnohem ₧ivotaschopn∞jÜφ - natolik, jeho prvotnφ verze p°ilßkala pozornost dalÜφch dvou firem (DEC a Intel), a ty pak spolu s firmou Xerox pokraΦovaly v jeho dalÜφm v²voji v rßmci spoleΦnΘho projektu (zahßjenΘho v roce 1979). V roce 1980 byla koncepce Ethernetu p°edlo₧ena spoleΦnosti IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) a jejφ pracovnφ skupin∞ 802.3. Ta ji s drobn²mi ·pravami p°evzala, a poslΘze vydala jako sv∙j standard. Soub∞₧n∞ s p°ijφmßnφm tohoto standardu v rßmci IEEE vÜak pokraΦovaly dalÜφ v²vojovΘ prßce na Ethernetu ve st°edisku PARC, a v roce 1982 vy·stily v novou verzi Ethernetu (oznaΦovanou jako Ethernet II Φi DIX Ethernet) - ne zcela shodnou s verzφ IEEE 802.3 (viz tΘ₧ [1]).

Jak² byl p∙vodnφ Ethernet?

Podoba Ethernetu, vzniklß na p°elomu sedmdesßt²ch a osmdesßt²ch let ve st°edisku PARC, vychßzela na jednΘ stran∞ z urΦit²ch pot°eb, a na druhΘ stran∞ z mo₧nostφ, dan²ch tehdejÜφ technologickou zßkladnou. V²sledkem pak nutn∞ musel b²t urΦit² kompromis. V Φem ale spoΦφval, a jak se projevil na relevantnφch vlastnostech Ethernetu?

Odpov∞∩ m∙₧eme hledat v n∞kolika relativn∞ samostatn²ch oblastech:

Je 10 Mbps dost, nebo mßlo?

V dob∞, kdy podoba Ethernetu vznikala, nejspφÜe nikoho nenapadlo, ₧e by 10 Mbit∙ za sekundu mohlo b²t mßlo. Bylo to v dob∞, kdy vlßdu ve sv²ch rukou pevn∞ t°φmala p°φkazovß °ßdka a s nφ textov∞ orientovanΘ aplikace, zatφmco nßroΦn²ch grafick²ch aplikacφ bylo poskrovnu, a o graficky orientovan²ch rozhranφch se u₧ivatel∙m mohlo jen zdßt. JeÜt∞ podstatn∞jÜφ vÜak z°ejm∞ byla jinß skuteΦnost: toti₧ ₧e drtivß v∞tÜina tehdejÜφch aplikacφ s existencφ lokßlnφ sφt∞ v∙bec nepoΦφtala, a tudφ₧ ji ani v²znamn∞ji nezat∞₧ovala. VÜak takΘ hlavnφm d∙vodem pro budovßnφ lokßlnφch poΦφtaΦov²ch sφtφ byla pot°eba transparentnφho sdφlenφ soubor∙ a dalÜφch systΘmov²ch zdroj∙ (tiskßren apod.). No a k t∞mto ·Φel∙m bylo 10 Mbps pln∞ postaΦujφcφch - alespo≥ na stran∞ uzl∙, vystupujφcφch v roli pracovnφch stanic.

Deset megabit∙ za sekundu m∙₧e pln∞ postaΦovat i v dneÜnφ dob∞ - nap°φklad ji₧ jen proto, ₧e b∞₧n² poΦφtaΦ PC se standardnφ sb∞rnicφ ISA po sφti ani rychleji komunikovat nedokß₧e (to zvlßdajφ a₧ poΦφtaΦe se sb∞rnicemi MCA, EISA Φi s lokßlnφmi sb∞rnicemi). VyÜÜφ p°enosovΘ rychlosti tedy majφ smysl jen pro takovΘ poΦφtaΦe, kterΘ k tomu majφ vhodnΘ technickΘ p°edpoklady.

I pro v²konnΘ poΦφtaΦe vÜak m∙₧e b²t deset megabit∙ pln∞ postaΦujφcφch. Zßle₧φ toti₧ na tom, v jakΘ roli vystupujφ v rßmci lokßlnφ sφt∞, a jakΘ aplikace jsou na nich provozovßny. Nap°φklad kdy₧ dostateΦn∞ v²konn² poΦφtaΦ vystupuje v∙Φi v∞tÜφmu poΦtu pracovnφch stanic v roli jejich file serveru, m∙₧e pro n∞j b²t on∞ch deset megabit∙ skuteΦn∞ mßlo. Ale pokud obsluhuje jen n∞kolik mßlo sv²ch klient∙, m∙₧e s 10 Mbps vcelku dob°e vystaΦit. Stejn∞ tak s nimi mohou vystaΦit i n∞kterΘ dalÜφ druhy server∙, jako nap°φklad print servery Φi r∙znΘ komunikaΦnφ servery. V p°φpad∞ poΦφtaΦ∙, na kter²ch jsou provozovßny serverovΘ Φßsti aplikacφ typu klient/server, pak zßle₧φ na zp∙sobu vzßjemnΘ komunikace serverov²ch a klientsk²ch slo₧ek. TakΘ pro b∞₧nΘ pracovnφ stanice m∙₧e b²t zmφn∞n²ch deset megabit∙ pln∞ postaΦujφcφch, jsou-li na t∞chto stanicφch provozovßny aplikace typu ekonomick²ch agend, editor∙ apod. StaΦit nemusφ a₧ v p°φpad∞ provozovßnφ nßroΦn∞jÜφch aplikacφ, nap°φklad multimedißlnφch, kterΘ po₧adujφ rychl² p°φsun velk²ch objem∙ dat.

Ani v dneÜnφ dob∞ tedy nelze jednoznaΦn∞ °φci, zda deset megabit∙ za sekundu je dost, nebo mßlo. Zßle₧φ na tom, k Φemu je vyu₧φvßme.

Nenφ 10 megabit∙ jako 10 megabit∙!

V naÜich ·vahßch o tom, zda deset megabit∙ za sekundu je dost nebo mßlo, je velmi d∙le₧itΘ si uv∞domit, co p°esn∞ znamenß on∞ch magick²ch deset megabit∙ za sekundu. Jde o tzv. p°enosovou rychlost, kterou je t°eba chßpat jako veliΦinu, urΦujφcφ jak dlouho trvß p°enos jednoho bitu: p°i 10 Mbps trvß p°enos jednoho bitu jednu desetimili≤ntinu sekundy.

Znamenß to pak, ₧e za jednu sekundu p°eneseme deset milion∙ bit∙? Nikoli, proto₧e zde existuje nenulovß re₧ie, p°ipadajφcφ mj. na povinnΘ odstupy mezi jednotliv²mi p°enßÜen²mi rßmci a na dalÜφ postupy, kterΘ souvisφ s implementacφ p°φstupovΘ metody Ethernetu.

Krom∞ toho je t°eba mφt na pam∞ti, ₧e zdaleka ne vÜechny bity, kterΘ se nßm poda°φ p°enΘst rychlostφ 10 Mbps, p°edstavujφ u₧iteΦnß data. V jednotliv²ch datov²ch rßmcφch, kterΘ se po EthernetovskΘ sφti p°enßÜejφ, musφ nutn∞ b²t obsa₧eny i urΦitΘ re₧ijnφ polo₧ky - nap°φklad adresa p°φjemce a odesilatele, kontrolnφ souΦet apod. Bity, kterΘ tyto polo₧ky tvo°φ, pak samoz°ejm∞ jdou na ·kor u₧iteΦn²ch dat.

Samotnou p°enosovou rychlost tedy nem∙₧eme pova₧ovat za sm∞rodatnΘ vyjßd°enφ schopnosti p°enßÜet u₧iteΦnß data. Takovouto veliΦinou je a₧ tzv. p°enosov² v²kon (m∞°en² taktΘ₧ v bitech za sekundu). Jeho stanovenφ je ovÜem zßvislΘ na mnoha faktorech, z nich₧ n∞kterΘ nejsou deterministickΘ - jako nap°φklad v²skyt poruch, chovßnφ aplikacφ na jednotliv²ch uzlech sφt∞ a jejich Φasov² soub∞h apod. P°enosov² v²kon se tedy musφ stanovovovat empiricky, jako statistickß veliΦina. Pro EthernetovskΘ sφt∞ vÜak b²vß rozptyl zφskan²ch v²sledk∙ tak velk², ₧e se v odbornΘ literatu°e publikujφ jen vyjφmeΦn∞. Jeden zajφmav² v²sledek (a podle nßzoru autora tohoto Φlßnku spφÜe pesimistick²) byl publikovßn ve [2]: podle n∞j dokß₧e typick² sφ¥ov² ISA adaptΘr pro desetimegabitov² Ethernet dosßhnout p°enosovΘho v²konu jen asi 1 a₧ 3 megabity za sekundu.

10 megabit∙ pro ka₧dΘho, nebo pro vÜechny spoleΦn∞?

Pro hodnocenφ schopnosti Ethernetovsk²ch sφtφ je velmi podstatnΘ uv∞domit si takΘ to, ₧e tyto sφt∞ pracujφ na principu sdφlenφ jednoho spoleΦnΘho p°enosovΘho mΘdia vÜemi komunikujφcφmi uzly. Co to v praxi znamenß?

Zp∙sob vzßjemnΘho propojenφ jednotliv²ch uzl∙ v Ethernetovsk²ch sφtφ p°edpoklßdß, ₧e kdy₧ jeden uzel n∞jakß data vysφlß, pak jeho vysφlßnφ "slyÜφ" vÜechny ostatnφ uzly. To mß jednu obrovskou v²hodu, spoΦφvajφcφ v mo₧nosti p°enosu z jednoho zdroje k vφce p°φjemc∙m, a dokonce i v mo₧nosti doruΦit jedna a tatß₧ data souΦasn∞ vÜem uzl∙m (Φeho₧ se s ·sp∞chem vyu₧φvß ke vznßÜenφ nejr∙zn∞jÜφch globßlnφch dotaz∙, nap°φklad typu: "kdo mß sφ¥ovou adresu X.Y"?).

SouΦasn∞ s tφm ale EthernetovskΘ sφt∞ za uvedenou mo₧nost platφ i dosti vysokou cenu: tu, ₧e vÜechny p°ipojenΘ uzly se musφ d∞lit o veÜkerou dostupnou kapacitu. Jestli₧e spolu nap°φklad komunikujφ dva uzly, pak tato jejich komunikace "pln∞ obsazuje" sdφlenΘ p°enosovΘ mΘdium, a znemo₧≥uje souΦasnou komunikaci jin²ch uzl∙ mezi sebou. V dob∞, kdy probφhß n∞jak² p°enos, musφ p°φpadnφ dalÜφ zßjemci Φekat, ne₧ se jedinΘ spoleΦnΘ mΘdium se svou p°enosovou kapacitou uvolnφ.

Ve svΘm d∙sledku tato strategie znamenß, ₧e jednotlivΘ uzly sice mohou vzßjemn∞ komunikovat rychlostφ 10 megabit∙ za sekundu, ale celkov² p°enosov² v²kon , kter² z tΘto p°enosovΘ rychlosti vychßzφ (a vyjad°uje schopnost p°enΘst urΦit² objem u₧iteΦn²ch dat za jednotku Φasu), je pro vÜechny spoleΦn²!

Na celou v∞c bychom se mohli dφvat takΘ tak, jako kdyby ka₧d² uzel m∞l k dispozici a v²hradn∞ pro sebe n-tou Φßst p°enosovΘ rychlosti 10 Mbps. Tato p°edstava by dob°e odpovφdala skuteΦnosti v p°φpad∞, ₧e by jednotlivΘ uzly zat∞₧ovaly sφ¥ rovnom∞rn∞ a souvisle. Ve skuteΦnosti je tomu ale spφÜe naopak, proto₧e datovΘ p°enosy majφ Φast∞ji p°φle₧itostn² a nßrazov² charakter - na rozdφl od hlasov²ch a obrazov²ch p°enos∙ v telekomunikacφch.

I dφky tΘto skuteΦnosti dokß₧e 10 megabitov² Ethernet vyhov∞t p°enosov²m nßrok∙m vφce uzlov²ch poΦφtaΦ∙ (pracovnφch stanic) souΦasn∞ - alespo≥ dokud tyto pou₧φvajφ b∞₧nΘ aplikace, kterΘ nemajφ p°φliÜ vysokΘ nßroky na pravideln² p°φsun dat (p°φpadn∞ i v reßlnΘm Φase).

P°enosovß metoda CSMA/CD - p°ednost, nebo brzda?

SkuteΦnost, ₧e vÜechny p°ipojenΘ uzly se musφ pod∞lit o jedinΘ spoleΦnΘ p°enosovΘ mΘdium, vy₧aduje existenci p°esn²ch pravidel hry, podle kter²ch sdφlenφ tohoto mΘdia probφhß.

Termφn "pravidla hry" zde p°itom nenφ p°φliÜ velkou nadsßzkou, proto₧e prßv∞ v p°φpad∞ Ethernetu jde skuteΦn∞ o sout∞₧, ve kterΘ je hlavnφ v²hrou prßvo zaΦφt vysφlat po p°enosovΘm mΘdiu. V terminologii lokßlnφch sφtφ se ovÜem nehovo°φ o pravidlech hry, ale o tzv. p°φstupovΘ metod∞. V konkrΘtnφm p°φpad∞ Ethernetu nese tato metoda oznaΦenφ CSMA/CD (od: Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect).

P°φstupovß metoda CSMA/CD, kterou Ethernet dostal do vφnku ji₧ p°i svΘm zrodu ve st°edisku PARC, p°itom vychßzφ ze snahy o maximßlnφ jednoduchost a efektivnost p°i malΘm zatφ₧enφ sφt∞. P°edpoklßdß, ₧e ka₧d² zßjemce o prßvo vysφlat bude nejprve chvφli poslouchat, zda prßv∞ nevysφlß n∞kdo jin² (odsud prvnφ dv∞ pφsmenka, Carrier Sense, v nßzvu metody). Pokud zjistφ, ₧e tomu tak nenφ, mß prßvo zaΦφt vysφlat sßm, zatφmco v opaΦnΘm p°φpad∞ musφ Φekat na konec prßv∞ probφhajφcφho vysφlßnφ.

P°itom se ovÜem m∙₧e snadno stßt, ₧e vysφlat se zachce dv∞ma Φi vφce uzl∙m ve stejnou dobu, naΦe₧ vÜichni z nich zjistφ, ₧e nikdo prßv∞ nevysφlß, a tak zaΦnou vysφlat sami - vÜichni souΦasn∞. To je sice technicky mo₧nΘ (dφky mo₧nosti vφcenßsobnΘho p°φstupu, neboli Multiple Access, viz druhß dv∞ pφsmenka v nßzvu metody), ale nikoli ₧ßdoucφ: souΦasnΘ vysφlßnφ vφce uzl∙ p°edstavuje tzv. kolizi, kterß musφ b²t vÜemi uzly detekovatelnß (odsud: Collision Detect v nßzvu metody). Jakmile n∞jak² vysφlajφcφ uzel zjistφ, ₧e p°i jeho vysφlßnφ doÜlo ke kolizi, odmlΦφ se na dobu, kterou si sßm nßhodn∞ zvolφ z urΦitΘho intervalu. Teprve po uplynutφ tΘto doby se pak znovu uchßzφ o prßvo vysφlat, tj. nejprve poslouchß, zda nevysφlß n∞kdo jin² atd.

Pravidla p°φstupovΘ metody CSMA/CD p°itom nevyluΦujφ mo₧nost nßsledn²ch kolizφ, neboli situacφ, kdy jeden a tent²₧ uzel se po ·Φasti v jednΘ kolizi dostßvß znovu do dalÜφch kolizφ. Pamatujφ vÜak na tuto mo₧nost tφm, ₧e p°i ka₧dΘ nßslednΘ kolizi si z·Φastn∞n² uzel zv∞tÜφ (p°esn∞ji: zdvojnßsobφ) interval, ze kterΘho si sßm a nßhodn∞ volφ dobu, po kterou se odmlΦφ. Tφm se p°φstupovß metoda sna₧φ minimalizovat poΦet vÜech nßsledn²ch kolizφ. Nedokß₧e je ovÜem zcela vylouΦit - v principu tedy m∙₧e dojφt i k takovΘ situaci, kdy se urΦit² uzel bude neustßle dostßvat do nov²ch a nov²ch kolizφ, ani₧ by se mu poda°ilo se alespo≥ jednou "dostat ke slovu". Pravidla p°φstupovΘ metody pak °φkajφ, ₧e po deseti ne·sp∞Ün²ch pokusech (resp. potΘ, co se desetkrßt po sob∞ dostal do nßslednΘ kolize) se uzel mß vzdßt dalÜφch pokus∙, a sv∙j ne·sp∞ch oznßmit vyÜÜφm vrstvßm sφ¥ovΘho programovΘho vybavenφ.

Nedeterminismus Ethernetu a jeho d∙sledky

CelkovΘ vlastnosti Ethernetu i jeho chovßnφ v reßlnΘm provozu je z nejv∞tÜφ Φßsti urΦeno prßv∞ jeho p°φstupovou metodou CSMA/CD. Na nφ pak mß nejv∞tÜφ vliv nßhodn² faktor, kter² se uplatnφ v okam₧iku, kdy n∞kter² uzel zjistφ, ₧e se dostal do kolize, a sßm si nßhodn∞ volφ dobu, na kterou se odmlΦφ.

Tento nßhodn² faktor mß za ·kol minimalizovat pravd∞podobnost nßsledn²ch kolizφ: jednotlivΘ uzly, z·Φastn∞nΘ v kolizi, toti₧ nemajφ ₧ßdnou mo₧nost se vzßjemn∞ domluvit (a vybrat ze svΘho st°edu jednoho, kter² by mohl zaΦφt vysφlat), a tak je jedinou mo₧nostφ ponechat vÜe na nßhod∞. Jejφ v²sledek ovÜem nenφ predikovateln², a tak vlastn∞ celß p°φstupovß metoda CSMA/CD nenφ deterministickß!

Jejφ nedeterminismus pak mß n∞kterΘ velmi zßva₧nΘ d∙sledky: zejmΘna ten, ₧e Ethernet jako takov² nem∙₧e ₧ßdnΘmu z p°ipojen²ch uzl∙ zaruΦit, ₧e se v∙bec dostane dostane "ke slovu" (nato₧ pak zaruΦit, ₧e se tak stane nejpozd∞ji za p°edem stanovenou dobu). Pravd∞podobnost toho, ₧e se n∞jak² zßjemce o vysφlßnφ ke slovu v∙bec nedostane, je sice opravdu hodn∞ malß, ale nenφ nulovß.

Z tohoto d∙vodu pak Ethernet nenφ pou₧iteln² v prost°edφ, kde je po₧adovßna odezva v reßlnΘm Φase - nap°φklad pro nejr∙zn∞jÜφ druhy °φzenφ apod. Dßle nenφ vhodn² ani pro takovΘ aplikace, kterΘ vy₧adujφ trval² (a rovnom∞rn²) p°φsun dat - nap°φklad pro p°enos digitalizovanΘho hlasu, zvuku Φi ₧ivΘho obrazu. Pokud bychom nap°φklad cht∞li p°enßÜet po Ethernetu ₧iv² obraz (video), pak by vlivem jeho nedeterminismu jednotlivΘ snφmky nep°ichßzely rovnom∞rn∞ v Φase, a v²sledn² efekt by bylo mo₧nΘ p°irovnat k promφtacφmu p°φstroji, kterΘmu neustßle kolφsß rychlost posunu filmovΘho pßsu.

Zp∙sob propojenφ - do sb∞rnice

Obrßzek 1.
Obr. 1: P°edstava sb∞rnicovΘ topologie
Fungovßnφ p°φstupovΘ metody CSMA/CD je celΘ zalo₧eno na p°edpokladu, ₧e kdy₧ kter²koli uzel vysφlß, jeho vysφlßnφ "slyÜφ" vÜechny ostatnφ uzly souΦasn∞. Tomuto p°edpokladu pak vychßzφ vst°φc i konkrΘtnφ zp∙sob vzßjemnΘho propojovßnφ jednotliv²ch uzl∙ - tzv. do sb∞rnice (viz obrßzek 1), neboli p°φm²m napojenφm na spoleΦnΘ p°enosovΘ mΘdium, vytvß°ejφcφ vφcebodov² spoj.

Obrßzek 2.
Obr. 2: P°ipojovßnφ uzlov²ch poΦφtaΦ∙ na tzv. tlust² koaxißlnφ kabel
Tφmto p°enosov²m mΘdiem byl zpoΦßtku pouze tzv. tlust² koaxißlnφ kabel (o pr∙m∞ru cca 1 cm), na kterΘm bylo t°eba vytvß°et odboΦky pro jednotlivΘ uzly pomocφ specißlnφch "krabiΦek", tzv. transceiver∙ (obsahujφcφch mj. obvody pro vysφlßnφ a p°φjem). Tyto transceivery pak byly propojovßny se sφ¥ov²mi kartami uzlov²ch poΦφtaΦ∙ pomocφ specißlnφch kabel∙, oznaΦovan²ch jako drop-kabely (viz obrßzek 2).

Obrßzek 3.
Obr. 3: P°ipojovßnφ uzlov²ch poΦφtaΦ∙ na tzv. tenk² koaxißlnφ kabel
Tlust² koaxißlnφ kabel m∞l ovÜem ΦetnΘ nev²hody: p°edevÜφm byl drah² a t∞₧ko ohebn², tak₧e se i obtφ₧n∞ instaloval. Proto se brzy prosadilo i pou₧φvßnφ tzv. tenkΘho koaxißlnφho kabelu (zhruba poloviΦnφho pr∙m∞ru, v²razn∞ ni₧Üφ ceny a mnohem vyÜÜφ ohebnostφ). TakΘ transceivery, obsahujφcφ pot°ebnΘ vysφlacφ a p°ijφmacφ obvody, se mezitφm p°est∞hovaly p°φmo do sφ¥ov²ch karet p°ipojovan²ch poΦφtaΦ∙, tak₧e na jednΘ stran∞ odpadlo pou₧φvßnφ tzv. drop kabel∙, ale na druhΘ stran∞ zase bylo t°eba p°ivΘst samotn² tenk² koaxißlnφ kabel a₧ p°φmo ke ka₧dΘmu jednotlivΘmu uzlovΘmu poΦφtaΦi (viz obrßzek 3).

Na mo₧nost pou₧itφ r∙zn²ch druh∙ kabelß₧e p°itom pamatovala i pracovnφ skupina 802 organizace IEEE, kterß se mezitφm stala "sprßvcem" Ethernetovsk²ch standard∙. Pro jednotlivΘ druhy kabelß₧e zaΦala vydßvat samostatnΘ dφlΦφ standardy: ten, kter² definuje pou₧itφ p∙vodnφho tlustΘho koaxißlnφho kabelu, je oznaΦovßn jako 10Base5, zatφmco jeho alternativa pro tenk² koaxißlnφ kabel nese oznaΦenφ 10Base2.

Kroucenß dvoulinka - propojenφ do stromu

Snaha p°ipustit v Ethernetovsk²ch sφtφch i jinΘ druhy kabelß₧e, ne₧ jen p∙vodnφ tlust² koaxißlnφ kabel, vÜak zdaleka neskonΦila jen u tenkΘho koaxißlnφho kabelu.

S dalÜφ zajφmavou alternativou se p°ihlßsila firma AT&T: jejφ sφ¥ StarLAN pou₧φvala mφsto koaxißlnφho kabelu tzv. kroucenou dvoulinku, neboli pßry rovnom∞rn∞ zkroucen²ch vodiΦ∙ - takov²ch, kterΘ se v USA pou₧φvaly i pro telefonnφ rozvody uvnit° jednotliv²ch budov. Sφ¥ StarLAN se prosadila jako samostatn² Ethernetovsk² standard (1Base5, s p°enosovou rychlostφ 1 Mbps), ale v∞tÜφho praktickΘho rozÜφ°enφ se nedoΦkala.

OvÜem myÜlenka pou₧φt pro poΦφtaΦovou sφ¥ telefonnφ rozvody, kterΘ byly ve v∞tÜin∞ budov v USA znaΦn∞ p°edimenzovanΘ a tudφ₧ okam₧it∞ k dispozici, se ukßzala jako velmi lßkavß. Samotnß sφ¥ StarLAN se pak stala zßkladem novΘho standardu (10Base-T), kter² takΘ pou₧φval jako p°enosovΘ mΘdiu kroucenou dvoulinku, ale zv²Üil pou₧φvanou p°enosovou rychlost a₧ na standardnφ 10 Mbps.

Obrßzek 4.
Obr. 4: P°edstava stromovitΘ topologie
Kroucenß dvoulinka, neboli dvojice podΘln∞ zkroucen²ch vodiΦ∙, vÜak mß n∞kterΘ principißlnφ odliÜnosti od koaxißlnφho kabelu. Tou nejv∞tÜφ je skuteΦnost, ₧e ji lze vyu₧φt jen pro dvoubodovΘ spoje, neboli pouze pro p°φmΘ spojenφ dvou uzl∙ - nedovoluje toti₧ vytvß°et ₧ßdnΘ odboΦky. Vzhledem k tomu pak bylo nutnΘ zm∞nit fyzickou topologii sφt∞ - dosavadnφ sb∞rnicovß topologie, vyu₧φvajφcφ mo₧nosti odboΦek, musela b²t nahrazena stromovitou topologiφ, ve kterΘ pot°ebnΘ rozboΦenφ zajiÜ¥ujφ specißlnφ "krabiΦky" (tzv. rozboΦovaΦe, anglicky: hubs) - viz obrßzek 4.

Aby vÜak bylo mo₧nΘ pou₧φt i p°i takovΘto topologii p°φstupovou metodu CSMA/CD, bylo nutnΘ zachovat zßkladnφ p°edpoklad, na kterΘm je tato metoda zalo₧ena: takov² zp∙sob vysφlßnφ, p°i kterΘm "vÜichni slyÜφ vÜechno". Z tohoto d∙vodu pak vÜechny rozboΦovacφ prvky (rozboΦovaΦe) musφ fungovat jako tzv. opakovaΦe (repeaters), a vÜechno, co "zaslechnou" z kterΘhokoli svΘho vstupu, musφ p°edat do vÜech sv²ch ostatnφch v²stup∙.

Stromovitß topologie tak po logickΘ strßnce z∙stala nadßle sb∞rnicovou.

Jeden vÜem ostatnφm, nebo ka₧d² jen sßm sob∞?

SkuteΦnost, ₧e nov² standard 10BaseT dokßzal vystaΦit s kabelß₧φ, kterß na mnoha mφstech ji₧ byla k dispozici (alespo≥ v USA), by z°ejm∞ sama o sob∞ staΦila k jeho ·sp∞ÜnΘmu prosazenφ do ₧ivota. Zßhy se ale ukßzalo, ₧e tento standard mß jeÜt∞ jednu obrovskou p°ednost, dφky kterΘ v souΦasnΘ dob∞ z°eteln∞ vφt∞zφ nad dosavadnφmi standardy, zalo₧en²mi na pou₧itφ koaxißlnφch kabel∙.

Abychom tuto p°ednost dokßzali nßle₧it∞ ocenit, je dobrΘ si uv∞domit, co se stane p°i jakΘkoli zßvad∞ na kabelß₧i EthernetovskΘ sφt∞ - nap°φklad p°i p°eruÜenφ Φi zkratovßnφ kabelu apod. Jde-li o sφ¥, vybudovanou s vyu₧itφm koaxißlnφho kabelu, pak jakßkoli jeho zßvada vy°azuje z Φinnosti cel² kabelov² segment, neboli znemo₧≥uje prßci vÜem uzlov²m poΦφtaΦ∙m, kterΘ jsou na p°φsluÜn² (souvisl²) kabelov² segment p°ipojeny. P°itom prßv∞ u koaxißlnφch kabel∙ staΦφ k nep°φjemnostem opravdu mßlo - nap°φklad jen Üpatn∞ dotßhnout konektor, kter²m je ke konci kabelu p°ipojen povinn² zakonΦovacφ Φlen. Obecn∞ tedy platφ, ₧e kdy₧ n∞kdo (Φi n∞co) zp∙sobφ n∞jakou zßvadu, znemo₧nφ tφm prßci nejen sob∞, ale i vÜem ostatnφm, kte°φ s nφm sdφlφ tent²₧ kabelov² segment.

V p°φpad∞ pou₧itφ kroucenΘ dvoulinky a z nφ vypl²vajφcφ stromovitΘ topologie je ovÜem situace diametrßln∞ odliÜnß. Dojde-li k zßvad∞ na kterΘmkoli spoji v rßmci tΘto stromovitΘ struktury, m∙₧e rozboΦovaΦ p°φsluÜnou v∞tev logicky odpojit, a p°itom zachovat plnou funkΦnost vÜech ostatnφch v∞tvφ. V obecnΘm p°φpad∞ pak ten, kdo zp∙sobφ n∞jakou zßvadu, znemo₧nφ prßci sßm sob∞, ale ostatnφm nikoli.

Celß v∞c mß ovÜem jeÜt∞ jeden dalÜφ, velmi v²znamn² aspekt. Lokalizovat zßvadu v koaxißlnφm kabelovΘm segmentu je velmi obtφ₧nΘ, a Φasto vy₧aduje fyzickou prohlφdku celΘ dΘlky kabelu a nasazenφ specißlnφch m∞°φcφch p°φstroj∙. Naproti tomu p°i pou₧itφ kroucenΘ dvoulinky je nalezenφ zßvady velmi snadnΘ, a m∙₧e b²t dokonce sv∞°eno pom∞rn∞ jednoduch²m obvod∙m, zabudovan²m v rozboΦovaΦφch. Ty pak dokß₧φ nejen zßvadu odhalit a vadn² spoj logicky odpojit, ale mohou takΘ nap°φklad samy podat zprßvu o zßvad∞ a jejφ p°esnΘ lokalizaci sprßvci sφt∞.

U rozsßhl²ch kabelß₧nφch systΘm∙ je tato vlastnost doslova k nezaplacenφ, a je z°ejm∞ tφm hlavnφm d∙vodem, kter² stojφ v pozadφ celosv∞tovΘho trendu k budovßnφ strukturovan²ch kabelß₧nφch systΘm∙ - budovan²ch prßv∞ na dvoubodov²ch spojφch na bßzi kroucenΘ dvoulinky, a s vyu₧itφm rozboΦovaΦ∙.

Ethernet se zbavuje d∞dictvφ sb∞rnice

Nßstup kroucenΘ dvoulinky a kabelß₧nφch systΘm∙ se stromovitou topologiφ, budovan²ch s vyu₧itφm rozboΦovaΦ∙, otev°el dve°e zajφmav²m mo₧nostem inovacφ Ethernetu. Co se ale vlastn∞ zm∞nilo, a jakΘ mo₧nosti to otev°elo?

K t∞mto principißlnφm zm∞nßm se pak p°idaly jeÜt∞ dalÜφ zm∞ny, tentokrßte ji₧ spφÜe kvantitativnφho charakteru. Nap°φklad pokroky v technologiφch se nezastavily u mo₧nosti p°enßÜet po kroucenΘ dvoulince data rychlostφ 10 Mbps. V laboratornφch podmφnkßch se dnes dosahujφ p°enosovΘ rychlosti a₧ kolem 300 Mbps, p°iΦem₧ p°enosovΘ rychlosti 100 Mbps se ji₧ dostaly do stßdia b∞₧nΘho komerΦnφho nasazenφ. To umo₧nilo zaΦφt uva₧ovat i o mo₧nosti zv²Üit p°enosovou rychlost Ethernetu 10x, na 100 Mbps.

Krom∞ toho se objevily i n∞kterΘ dalÜφ zajφmavΘ myÜlenky: proΦ nap°φklad majφ mφt p°enosy v Ethernetovsk²ch sφtφch asynchronnφ charakter? Neboli: proΦ musφ b²t mezi p°enßÜen²mi datov²mi rßmci p°enosovΘ mΘdium v klidu, Φφm₧ dochßzφ ke ztrßt∞ synchronizace mezi p°φjemcem a odesilatele, a v d∙sledku toho pak musφ b²t ka₧d² nov² rßmec uvozen vhodnou preambulφ, na kterΘ se ztracenß synchronizace zase m∙₧e obnovit? ProΦ rad∞ji nevysφlat po°ßd, nap°φklad jen synchronizaΦnφ signßly, aby se vzßjemnß synchronizace komunikujφcφch ·Φastnφk∙ udr₧ovala trvale? Pak by takΘ bylo mo₧nΘ zcela eliminovat p°edepsanΘ mezery mezi jednotliv²mi rßmci, kterΘ jsou u klasickΘho asynchronnφho Ethernetu povinnΘ!

P°epojovan² Ethernet

Jednou z novodob²ch variant klasickΘho Ethernetu je tzv. p°epojovan² Ethernet (Switched Ethernet). Vychßzφ z mo₧nostφ, kterΘ sk²tß stromovitß topologie sφ¥ov²ch rozvod∙, a je zalo₧en na negaci dosavadnφ koncepce jedinΘho sdφlenΘho mΘdia.

Obrßzek 5.
Obr. 5: P°edstava p°epojovanΘho Ethernetu
Jakmile toti₧ nenφ pot°eba zachovßvat p∙vodnφ zßsadu, ₧e "vÜichni slyÜφ vÜechno", vypl²vajφcφ z koncepce jedinΘho sdφlenΘho p°enosovΘho mΘdia, je mo₧nΘ zaΦφt libovoln∞ rozd∞lovat jednotlivΘ Φßsti sφ¥ov²ch rozvod∙ takov²m zp∙sobem, aby p°enos dat v jednΘ Φßsti nebrßnil souΦasnΘmu p°enosu dat v jinΘ Φßsti. Situaci ilustruje obrßzek 5: komunikujφ-li spolu nap°φklad poΦφtaΦe A a B, pak jejich komunikace nemusφ b²t p°enßÜena souΦasn∞ i k uzl∙m C a D. Naopak, tyto uzly takΘ mohou mezi sebou komunikovat, a tato jejich komunikace nemusφ nijak ovliv≥ovat komunikaci mezi uzly A a B. Nutnou podmφnkou k takovΘmuto °eÜenφ je ale to, aby rozboΦovaΦe ji₧ nefungovaly jako opakovaΦe (repeaters), kterΘ mechanicky Üφ°φ vÜe do vÜech stran souΦasn∞. Vy₧aduje to naopak, aby tyto rozboΦovaΦe fungovaly jako tzv. mosty (bridges), a samy dokßzaly rozpoznat, kter²m sm∞rem majφ co poslat, a kter²m naopak nikoli. P°φsluÜnΘ rozboΦovaΦe se pak ale ji₧ oznaΦujφ jako tzv. EthernetovΘ ·st°edny (Ethernet switches).

MyÜlenka tzv. p°epojovanΘho Ethernetu, kterou jsme si prßv∞ naznaΦili, rozhodn∞ nenφ novß. PoprvΘ ji vÜak prosadila do ₧ivota americkß firma Kalpana, Inc., kdy₧ v b°eznu roku 1990 uvedla na trhu svou prvnφ Ethernetovou ·st°ednu s nßzvem EtherSwitch.

Tato ·st°edna p°itom pracovala zp∙sobem, kter² lze p°irovnat k technice p°epojovßnφ okruh∙: jakmile toti₧ p°ijala tak velkou Φßst urΦitΘho p°enosovΘho rßmce, aby z nφ poznala komu je urΦen a kter²m sm∞rem jej mß p°edat dßl, zaΦala p°ijφman² rßmec okam₧it∞ a pr∙b∞₧n∞ p°edßvat p°φsluÜn²m sm∞rem (ani₧ by nap°φklad Φekala na jeho konec). Tφm vlastn∞ z°φdila doΦasn² okruh, po kterΘm je datov² rßmec s velmi mal²m zpo₧d∞nφm p°enßÜen - proto p°irovnßnφ k technice p°epojovßnφ okruh∙.

Firmu Kalpana zßhy nßsledovaly dalÜφ firmy, kterΘ p°iÜly i se zajφmavou modifikacφ mechanismu p°epojovßnφ: datov² rßmec nejprve naΦtou cel², a teprve pak jej p°edajφ p°φsluÜn²m sm∞rem. Pracujφ tedy na principu "store and forward", resp. zp∙sobem, kter² na rozdφl od p°edchozφ varianty odpovφdß spφÜe technice p°epojovßnφ paket∙. Nev²hodou oproti p°edchozφmu °eÜenφ je v∞tÜφ zpo₧d∞nφ na p°enos jednotliv²ch rßmc∙, v²hodou pak zase mo₧nost rozpoznat vadnΘ rßmce (podle kontrolnφho souΦtu, obsa₧enΘho na konci datovΘho rßmce) a nep°enßÜet je dßle (zatφmco p°edchozφ varianta musela p°edßvat dßl i poÜkozenΘ rßmce).

V²hodou p°epojovanΘho Ethernetu (Switched Ethernet) je p°edevÜφm skuteΦnost, ₧e nenutφ vÜechny komunikujφcφ uzly sdφlet jedin²ch spoleΦn²ch 10 Mbps, ale naopak se je sna₧φ p°id∞lit ka₧dΘ komunikujφcφ dvojici zvlßÜ¥. Da°it se to ovÜem m∙₧e jen v n∞kter²ch situacφch - zejmΘna tam, kde komunikujφcφ dvojice budou vzßjemn∞ disjunktnφ. Jindy zase m∙₧e naopak p°inΘst dokonce i zhorÜenφ - jako nap°φklad v sφti s jedin²m serverm, na kter² se obracφ vÜichni jeho klienti. Pak toti₧ veÜkerß data sm∞°ujφ bu∩ do jednoho sm∞ru (k serveru), nebo naopak z jednoho sm∞ru (od serveru), a mechanismus p°epojovßnφ zde v∙bec nem∙₧e uplatnit svΘ v²hody.

DalÜφ v²znamnou v²hodou p°epojovanΘho Ethernetu je i skuteΦnost, ₧e nevy₧aduje ₧ßdnou zm∞nu kabelß₧e, a dokonce ani ₧ßdnou zm∞nu sφ¥ov²ch karet, kter²mi jsou vybavovßny jednotlivΘ uzlovΘ poΦφtaΦe. VeÜkerΘ zm∞ny se toti₧ t²kajφ fungovßnφ rozboΦovaΦ∙, kterΘ se doposud chovaly jako opakovaΦe (repeaters), ale nynφ se chovajφ jako mosty (bridges). P°epojovan² Ethernet tedy dokß₧e existovat vedle stßvajφcφch standard∙ Ethernetu, a nevy₧aduje jejich zm∞nu.

Technologie p°epojovanΘho Ethernetu je v souΦasnΘ dob∞ ji₧ ve stßdiu b∞₧nΘho komerΦnφho vyu₧itφ. Prakticky vÜechny v²znamnΘ firmy, vyrßb∞jφcφ aktivnφ sφ¥ovΘ, majφ EthernetovΘ ·st°edny ve svΘ nabφdce.

Pln∞ duplexnφ Ethernet

Jakmile se p°i budovßnφ kabelov²ch rozvod∙ p°ejde na d∙slednΘ pou₧φvßnφ kroucenΘ dvoulinky, mß smysl zaΦφt uva₧ovat i o pln∞ duplexnφm provozu v Ethernetovsk²ch sφtφch. Stßvajφcφ standardy Ethernetu na tuto mo₧nost nepamatujφ, proto₧e p°i pou₧itφ koaxißlnφch kabel∙ nebyla z principu mo₧nß.

Dva pßry kroucen²ch vodiΦ∙ ka₧dΘ jednotlivΘ p°φpojky se podle stßvajφcφho standardu 10BaseT pou₧φvajφ takov²m zp∙sobem, ₧e jeden pßr slou₧φ pro p°φjem, a druh² pro vysφlßnφ. K souΦasnΘmu provozu na obou pßrech (tj. k souΦasnΘmu p°φjmu i vysφlßnφ) by p°itom sprßvn∞ nem∞lo dochßzet - pokud ano, signalizuje tento soub∞h kolizi (zatφmco u koaxißlnφch kabel∙ kolizi signalizovalo p°ekroΦenφ jistΘ referenΦnφ hodnoty nap∞tφ na kabelu).

Jakmile se ale rozboΦovaΦe p°estanou chovat jako opakovaΦe (a zaΦnou se chovat jako mosty, resp. jako EthernetovΘ ·st°edny), p°φpadnΘ kolize se p°es n∞ ji₧ nebudou Üφ°it. Na ka₧dΘm dvoubodovΘm spoji pak sice jeÜt∞ m∙₧e dojφt k tomu, ₧e oba koncovΘ uzly zaΦnou vysφlat souΦasn∞ a proti sob∞, ale tato situace nynφ ji₧ nemß d∙vod b²t ne₧ßdoucφ - ka₧d² toti₧ mß pro svΘ vysφlßnφ k dispozici samostatn² pßr zkroucen²ch vodiΦ∙.

No a prßv∞ na tΘto myÜlence je zalo₧ena koncepce tzv. pln∞ duplexnφho p°epojovanΘho Ethernetu (FDSE, Full Duplex Switched Ethernet). Velmi jednoduch²m trikem, umo₧n∞nφm souΦasnΘho p°φjmu i vysφlßnφ standardnφ rychlostφ 10 Mbps, dosahuje pln∞ duplexnφ Ethernet celkovΘ p°enosovΘ rychlosti 20 Mbps.

Hlavnφ v²hodou pln∞ duplexnφho Ethernetu je prßv∞ toto zdvojnßsobenφ p°enosovΘ rychlosti. DalÜφ v²hodou je pak i to, ₧e nevy₧aduje ₧ßdnou zm∞nu kabelß₧e - vystaΦφ s dnes b∞₧n∞ pou₧φvan²mi rozvody kroucenou dvoulinkou. Krom∞ specißlnφch rozboΦovaΦ∙ (uzp∙soben²ch pln∞ duplexnφmu Ethernetu) vÜak vy₧aduje i zvlßÜtnφ sφ¥ovΘ karty v uzlov²ch poΦφtaΦφch, nebo¥ ty stßvajφcφ s mo₧nostφ pln∞ duplexnφho p°enosu nepoΦφtajφ.

Technologie pln∞ duplexnφho p°peojovanΘho Ethernetu (FDSE) jeÜt∞ zdaleka nenφ ve stßdiu b∞₧nΘho komerΦnφho nasazenφ. To bude jist∞ velmi zßviset i na ·sp∞chu spoleΦenstvφ Full Duplex Ethernet Consorcium, kterΘ sdru₧uje zainteresovanΘ firmy a usiluje o prosazenφ tΘto novΘ technologie. Prvnφ pln∞ duplexnφ sφ¥ovΘ adaptΘry uvedla na trh v zß°φ roku 1993 op∞t firma Kalpana.

100-megabitov² Ethernet ve verzi Fast Ethernet

Zdvojnßsobenφ v²slednΘ p°enosovΘ rychlosti, kterΘ nabφzφ pln∞ duplexnφ Ethernet, je sice p°φnosem, ale nikoli v²razn∞jÜφm krokem vp°ed. Tφm mß Üanci b²t a₧ zdesetinßsobenφ p°enosovΘ rychlosti klasickΘho Ethernetu z 10 na 100 Mbps, kterΘ teprve slibuje vyjφt vst°φc nßroΦn²m sφ¥ov²m aplikacφm, a souΦasn∞ s tφm ·sp∞Ün∞ konkurovat ji₧ zaveden²m technologiφm, kterΘ 100 megabitovΘ hranice ji₧ takΘ dosßhly - zejmΘna pak technologii FDDI.

Snahy o desetinßsobnΘ zrychlenφ Ethernetu se ovÜem ubφrajφ dv∞ma r∙zn²mi cestami: ta prvnφ je charakteristickß snahou v maximßlnφ mo₧nΘ mφ°e zachovat vÜechny stßvajφcφ vlastnosti Ethernetu, a jen vÜechno desetinßsobn∞ zrychlit. Druhß cesta (kterou se zab²vß nßsledujφcφ odstavec) se pak sna₧φ p°evzφt jen to, co se skuteΦn∞ osv∞dΦilo (a n∞kterΘ stßvajφcφ vlastnosti Ethernetu naopak m∞nφ).

S myÜlenkou desetinßsobn∞ zrychlit stßvajφcφ desetimegabitov² Ethernet cestou prostΘho zv²Üenφ p°enosovΘ rychlosti z°ejm∞ jako prvnφ firma Grand Junction Networks, Inc. z USA. K nφ se zßhy p°idaly dalÜφ firmy, kterΘ pak koncem minulΘho roku zalo₧ily sdru₧enφ Fast Ethernet Alliance z USA (jsou to nap°φklad firmy 3Com, Intel, Synoptics a dalÜφ).

Tzv. rychl² Ethernet (Fast Ethernet) pln∞ zachovßvß p°φstupovou metodu CSMA/CD desetimegabitovΘho Ethernetu, vΦetn∞ jejφho nedeterminismu, kolizφ atd. V²hodou tohoto p°φstupu je mo₧nost vyu₧φvat s nov²m Ethernetem vÜechny programovΘ prost°edky, "ÜitΘ na mφru" p∙vodnφmu Ethernetu, vΦetn∞ prost°edk∙ pro sprßvu sφt∞.

Pokud jde o sφ¥ov² hardware, zde ji₧ je situace pon∞kud mΘn∞ p°φzniv∞jÜφ: sφ¥ovΘ adaptΘry v poΦφtaΦφch budou muset b²t nahrazeny nov²mi (kterΘ ale nejspφÜe budou pou₧itelnΘ jak pro nov² stomegabitov² Ethernet, tak i pro p∙vodnφ desetimegabitov²). Dßle bude samoz°ejm∞ nutnΘ vym∞nit i rozboΦovaΦe, mosty a sm∞rovaΦe. ZajφmavΘ je to s kabelß₧φ: Fast Ethernet poΦφtß s tφm, ₧e bude moci b²t provozovßn alternativn∞ jak po nestφn∞nΘ kroucenΘ dvoulince, tak i po dvoulince stφn∞nΘ a po optick²ch kabelech. V p°φpad∞ nestφn∞nΘ kroucenΘ dvoulinky sice nadßle p°edpoklßdß, ₧e p∙jde jen o dva pßry zkroucen²ch vodiΦ∙ (tedy stejn∞ jako u desetimegabitovΘho Ethernetu), ale vy₧aduje, aby tyto pßry byly dostateΦn∞ kvalitnφ pro p°enosy rychlostφ 100 Mbps. V praxi to znamenß, ₧e bude vy₧adovat kroucenou dvoulinku t°φdy 5 (level 5), zatφmco desetimegabitov² Ethernet vystaΦφ jen s kroucenou dvoulinkou t°φdy 3. Ji₧ existujφcφ rozvody, vybudovanΘ pomocφ kroucenΘ dvoulinky t°φdy 3, tedy bude nutnΘ p°ed∞lat. Cenov² rozdφl mezi dvoulinkou t°φdy 3 a 5 je vÜak dnes ji₧ pom∞rn∞ mal², a tak se drtivß v∞tÜina nov∞ instalovan²ch rozvod∙ buduje ji₧ pomocφ kroucenΘ dvoulinky t°φdy 5. Takovouto kabelß₧ pak bude mo₧nΘ vyu₧φt i pro rychl² Ethernet.

100-megabitov² Ethernet ve verzi 100-VG

Druhß varianta stomegabitovΘho Ethernetu, za kterou stojφ p°edevÜφm firma Hewlett-Packard, vychßzφ z pon∞kud jin²ch zßsad ne₧ tzv. rychl² Ethernet, prosazovan² sdru₧enφm Fast Ethernet Alliance. Mφsto snahy o p°evzetφ osv∞dΦenΘ technologie i se vÜemi jejφmi nedostatky a slab²mi mφsty se u tΘto varianty prosadila tendence nedr₧et se za ka₧dou cenu p∙vodnφho vzoru, ale p°evzφt z n∞j jen to, co je v²hodnΘ, a naopak nep°evzφt a nahradit n∞Φφm jin²m to, co se jako p°φliÜ optimßlnφ neukßzalo.

Novß stomegabitovß varianta Ethernetu, kterou vypracovala firma Hewlett-Packard ve spoluprßci s firmou AT&T, byla p∙vodn∞ oznaΦovßna jako 100Base-VG.

Za slabΘ mφsto stßvajφcφho Ethernetu tv∙rci novΘ stomegabitovΘ verze 100 Base-VG nevßhali oznaΦit i samotnou p°φstupovou metodu CSMA/CD, koncipovanou s ohledem na vlastnosti koaxißlnφch kabel∙, a jejφ nedeterminismus. Navrhli proto novou p°φstupovou metodu, kterß je ji₧ pln∞ deterministickß, a dokß₧e ka₧dΘmu uzlu zaruΦit prßvo k vysφlßnφ v koneΦnΘm Φase - co₧ je n∞co, co stßvajφcφ desetimegabitov² Ethernet p°i nejlepÜφ v∙li nedokß₧e. Dφky tomu, a na rozdφl od konkurenΦnφho rychlΘho Ethernetu (Fast Ethernet) je 100Base-VG vhodn² nap°φklad i pro multimedißlnφ aplikace, kterΘ vy₧adujφ trval² p°φsun dat v reßlnΘm Φase.

Novß p°φstupovß metoda, oznaΦovanß jako Demand Priority, p°edpoklßdß stromovitou topologii sφ¥ov²ch rozvod∙ a vyu₧φvß skuteΦnosti, ₧e ka₧d² potencißlnφ ₧adatel o vysφlßnφ (koncov² uzel) mß k dispozici a v²hradn∞ pro sebe samostatnou p°φpojku k nejbli₧Üφmu rozboΦovaΦi. Nic mu tedy nebrßnφ, aby mohl tento rozboΦovaΦ kdykoli po₧ßdat o prßvo vysφlat i k jin²m uzl∙m. Je pak na tomto rozboΦovaΦi, kter² mß sßm (resp. ve spoluprßci s ostatnφmi rozboΦovaΦi) p°ehled o vÜech takov²chto ₧ßdostech, aby o nich korektnφm a deterministick²m zp∙sobem rozhodoval.

K po₧adavk∙m na kabelß₧ p°istupuje verze 100Base-VG pon∞kud odliÜn∞, ne₧ Fast Ethernet: sna₧φ se vystaΦit i se stßvajφcφmi rozvody mΘn∞ kvalitnφ kroucenou dvoulinkou t°φdy 3. Ta je ovÜem dimenzovßna jen pro p°enosovΘ rychlosti v °ßdu 10 Mbps, a nikoli pro 100 Mbps. Nßvrh 100Base-VG se s tφmto omezenφm vyrovnßvß tak, ₧e mφsto obvykl²ch dvou pßr∙ kroucenΘ dvoulinky vy₧aduje pou₧itφ Φty° pßr∙!

Znamenß po₧adavek na Φty°i pßry kroucenΘ dvoulinky to, ₧e stßvajφcφ rozvody kroucenou dvoulinkou budou muset b²t p°ed∞lßvßny? Odpov∞∩ zßvisφ na konkrΘtnφ situaci - pro desetimegabitov² Ethernet sice byly zapot°ebφ v₧dy jen dva pßry, ale v∞tÜina instalacφ je realizovßna redundantn∞, a Φasto tedy mß pot°ebn² poΦet pßr∙ v rezerv∞.

Snahy o standardizaci - ze 100Base-VG je 100-VG AnyLAN

P°edpokladem ·sp∞chu kterΘkoli novΘ technologie je v dneÜnφ dob∞ i jejφ standardizace, neboli p°evedenφ do formy dostateΦn∞ propracovanΘho, vÜeobecn∞ uznßvanΘho a takΘ dodr₧ovanΘho standardu.

Nejinak je tomu i v p°φpad∞ obou stomegabitov²ch variant Ethernetu - p°φsluÜnΘ nßvrhy standard∙ p°edlo₧ili jejich auto°i koncem roku 1992 sdru₧enφ IEEE, a sice jejφ pracovnφ skupin∞ 802.3, kterß se zab²vß problematikou Ethernetov²ch sφtφ a kterß je k p°φsluÜnß k jejich schvßlenφ. Zhruba v polovin∞ roku 1993 vÜak byly oba nßvrhy pracovnφ skupin∞ 802.3 odebrßny, a sv∞°eny nov∞ vytvo°enΘ pracovnφ skupin∞ 802.12 - s od∙vodn∞nφm, ₧e ji₧ nejde o EthernetovskΘ sφt∞. V nedßvnΘ dob∞ ale byl nßvrh standardu Fast Ethernetu vrßcen zp∞t pracovnφ skupin∞ 802.3, kam nejspφÜe skuteΦn∞ pat°φ (na rozdφl od nßvrhu 100Base-VG).

Mezitφm vÜak firma HP naÜla novΘho spojence, firmu IBM, a spoleΦn∞ s nφ sv∙j nßvrh standardu 100Base-VG pon∞kud p°epracovala - tak, aby novß p°enosovß technologie podporovala jak nßvaznost na stßvajφcφ sφt∞ Ethernet, tak i na sφt∞ Token Ring (p°esn∞ji: aby mohla pou₧φvat linkovΘ rßmce obou t∞chto souΦasn²ch technologiφ, a p°edstavovala p°irozenou v²vojovou alternativu pro ob∞ tyto sφt∞). Nov² nßvrh, p°edlo₧en² skupin∞ 802.12 firmami HP a IBM, pak ji₧ nesl pozm∞n∞nΘ oznaΦenφ 100VG-AnyLAN.

Jakou Üanci mß stomegabitov² Ethernet?

P°epojovan² Ethernet je do znaΦnΘ mφry jen kvantitativnφm vylepÜenφm stßvajφcφho Ethernetu, jeho vstup do ₧ivota byl pom∞rn∞ hladk² a nenarazil na vß₧n∞jÜφ problΘmy. Podobn∞ tomu nejspφÜe bude i s pln∞ duplexnφm Ethernetem, kter² si svou cestu k zßkaznφk∙m teprve razφ.

Pon∞kud jinß situace ale z°ejm∞ nastane u obou vzßjemn∞ si konkurujφcφch nßvrh∙ stomegabitovΘho Ethernetu. Bude jist∞ zajφmavΘ sledovat, jak si tyto novΘ p°enosovΘ technologie povedou proti dob°e zavedenΘmu standardu FDDI, Φi perspektivnφmu ATM. Trumfem, se kter²m m∙₧e stomegabitov² Ethernet hrßt hodn∞ vysoko, by mohla b²t jeho cena - vÜe toti₧ nasv∞dΦuje tomu, ₧e se skuteΦn∞ vyplnφ sliby zastßnc∙ rychlΘho Ethernetu, kte°φ vyhlaÜujφ ₧e nebude v²razn∞ dra₧Üφ ne₧ stßvajφcφ desetimegabitov² Ethernet.

Na nedßvnΘm druhΘm roΦnφku v²stavy ComNet byly i v Praze p°edstaveny prvnφ konkrΘtnφ produkty pro rychl² Ethernet: Ethernetovß ·st°edna FastSwitch 10/100 firmy Grand Junction Networks se 24 porty pro desetimegabitov², a dv∞ma porty pro stomegabitov² Ethernet, a dßle sφ¥ovß karta FastNIC 100 EISA tΘ₧e firmy pro poΦφtaΦe PC. Tato karta p°itom byla k mßnφ za cenu cca 16 tisφc korun, co₧ je zhruba dvojnßsobek srovnatelnΘ znaΦkovΘ karty pro desetimegabitov² Ethernet (pro poΦφtaΦe se sb∞rnicφ EISA), a necelß t°etina nejlacin∞jÜφ FDDI karty.


zp∞t do archivu Φlßnk∙ | rejst°φk
Tento Φlßnek m∙₧e b²t voln∞ Üφ°en, pokud se tak d∞je pro studijnφ ·Φely, na nev²d∞leΦnΘm zßklad∞ a se zachovßnφm tohoto dov∞tku. Podrobnosti hledejte zde, resp. na adrese http://archiv.czech.net/copyleft.htm