Учебно-методическое пособие Тамбов (стр. 2 из 8)
Вот в основном и все про работу Ethernet, остался лишь маленький, но интересный нюанс: а как, собственно говоря, машина узнает мак-адрес соседних машин?
Конечно, можно при настройке машины задать список всех мак-адресов сети. Казалось бы, при первичной настройке проделали это, и почиваем на лаврах. Ан нет. Вдруг на соседней машине карта сломалась, и ее заменили на другую? Номера-то уникальные, и надо менять списки на всех машинах сети. Или еще хуже: в двух машинах произвели взаимообмен карт, и, думая, что работает с одной, мы работаем совсем с другой. Так что список - не панацея.
Конечно, разработчики Ethernet ситуацию предусмотрели. Любая машина в любой момент может послать пакет, в котором адрес получателя выглядит как ff-ff-ff-ff-ff-ff-ff. Этот номер (а карты с таким номером не существует) означает, что пакет адресован всем картам в сети. Приняв пакет, компьютер имеет возможность ответить - ведь адрес отправителя он знает из самого принятого пакета. Смысл ответа должен быть примерно таким: "Здесь есть компьютер с мак-адресом таким-то". Если так ответит каждый, то пославший запрос может заполнить свою таблицу мак-адресов реальными данными.
Кстати, пакет, адресованный всем, называется "циркулярным", или "broadcast".
Как часто нужно посылать циркулярные пакеты? Единственного ответа нет, и используются разные подходы - от однократной посылки после включения до периодического опроса всей сети, в поисках вновь появившихся машин. Если опрос делать редко, вновь появившиеся машины долго не будут видны, если слишком часто - сеть будет сильно загружена вспомогательными процессами. (Автору известны случаи, когда 1 компьютер с неверными настройками таким способом сделал невозможной работу довольно большой сети...)
1.2.Варианты реализации Ethernet
1.2.1.Немного о проводах
Казалось бы, что можно о проводах сказать? Провод - он и в Африке провод. Ясно, что при передаче данных мощности небольшие, поэтому толстый провод не нужен. И напряжение небольшое, значит, не нужна толстая изоляция.
Все? Как бы не так. Оказывается, передать данные с большой скоростью на сколь-нибудь значительные расстояния по проводу вообще невозможно.
Предположим, что Вы не физик и электроникой тоже не занимались. Но уж радиоприемник диапазона УКВ наверняка видели. Помните, какой длины там антенна? Единицы-десятки сантиметров. И этого достаточно, чтобы принять радиоволны. А если к такой антенне подвести электрический сигнал той же частоты, он излучится в виде радиоволн. При длине провода в пару метров, подводя сигнал к одному концу, на другом конце мы его можем и не обнаружить - вся энергия сигнала просто излучится.
Частота сигнала, используемого в Ethernet, примерно соответствует диапазону УКВ. И передавать сигнал приходится не на сантиметры, а на десятки метров. Как же это делают? Электрический сигнал превращают в электромагнитную волну (радиоволну, если Вам так проще говорить), но волне не дают излучится, а направляют прямо к получателю информации.
Устройство для такой направленной передачи называется линией связи. Конструктивно оно очень похоже на... обычные провода.
Применяются две конструкции: коаксиальная и полосковая линия.
Коаксиал состоит из центрального провода и металлической трубки, электромагнитная волна распространяется внутри трубки. Пространство между трубкой и проводом заполнено изоляционным материалом (он тоже выглядит как трубка, но пластиковая). Проводящая трубка обычно сплетена из тонкой медной проволоки, реже бывает свернута и из фольги. Снаружи для защиты от механических повреждений и окисления имеется еще одна пластиковая трубка. От обычного экранированного провода коаксиальный кабель отличается тем, что вдоль всей его длины выдержано постоянство геометрических и электрических параметров. Ведь при наличии неоднородностей волна будет поглощаться и отражаться.Полосковая линия - это просто два провода, расположенных на строго определенном расстоянии друг от друга. Волна распространяется в промежутке между проводами, который для удобства заполнен изоляционным материалом, помогающим выдерживать расстояние. Конечно, открытая с боков конструкция не позволяет удержать всю энергию волны - часть рассеивается в пространство. Но часть эта не так уж и велика, а конструкция весьма проста и технологична, поэтому полосковые линии находят все большее и большее распространение.
Хороший пример полосковой линии - 80-жильный кабель для подключения жесткого диска. Здесь 40 полосковых линий соединены вместе, причем половина проводов используется сразу для двух линий. 
Чаще всего в последние годы полосковые линии изготавливают, механически объединяя два провода в изоляции, причем изоляция как раз и обеспечивает одинаковое расстояние межде проводами по всей длине кабеля. Весьма удобным в технологическом отношении способом объединения проводов является их перевивание, причем за счет него достигается еще и защита от магнитных помех. Такую линию называют витой парой.Несколько витых пар могут быть помещены в общую оболочку, в том числе экранирующую, т.е. металлическую.
1.2.2.Ethernet на коаксиале
Данный вариант Ethernet, вообще-то говоря, устарел. Низкая надежность сети, малая скорость передачи данных, плохая технологичность - да, это так. Но...Рассмотрим задачу: в школе есть пяток машин, нет никакого сетевого оборудования, с деньгами плохо, а сеть сделать хочется. Так вот коаксиал - очень неплохой способ сделать работоспособную сеть минимальной стоимости.
Отличительный признак карты для коаксиального Ethernet - наличие на ней соответствующего разъема. Называется такой разъем BNC.
Кабель для сети состоит из отдельных кусков, длина которых соответствует расстоянию между компьютерами, и, конечно же, может быть разной. Длину всегда рекомендуется брать с некоторым запасом. На обоих концах куска монтируются BNC-разъемы, которые в принципе могут быть вставлены в разъемы карт.
Вот только напрямую в карты кабель не включают. В карту вставляется Т-коннектор (он на картинке рядом с картой), а уже в коннектор включаются два кабеля, ведущие к двум соседним машинам.
Даже в крайние машины сети должны быть вставлены Т-коннекторы. Незадействованные концы этих коннекторов не должны остаться пустыми - в них обязательно вставляются заглушки, называемые также терминаторами. Визуально терминатор отличается от обычного разъема тем, что отверстие для кабеля в нем отсутствует. Часто терминатор имеет проводок-цепочку для подключения заземления. (Внимание! Заземлять можно только один терминатор из двух!)
 |  |  |
| BNC-разъем | Т-коннектор | Терминатор |
Итак, в данной конструкции Ethernet шина имеет вид:
терминатор - Т-коннектор - кусок кабеля ...... Т-коннектор -терминатор
И эту шину мы делаем сами.
Суммарная длина всех кусков кабеля не должна превышать 180 метров. Иногда попадаются карты с переключателем 180-300. Последнее число означает, что кабель можно сделать длиннее. Но тогда все карты без исключения должны быть
такими.
К любому Т-коннектору шины можно подключить компьютер.
Можно, впрочем, и не подключать. Скажем, нужно отремонтировать компьтер. Тогда Т-коннектор остается на кабеле, а компьютер убирается. Ни в коем случае нельзя отключать разъемы кабеля от Т-коннектора - перестанет работать вся сеть.
Скорость передачи данных в такой сети - 10 мегабит в секунду. Это означает, что теоретически можно перекачивать информацию с машины на машину со скоростью до 1 мегабайта в секунду. На практике мегабайт не достигается, удается получить 500 килобайт в секунду, иногда чуть больше.
Много это или мало? Если Вы хотите переслать с машины на машину фильм в формате DivX, занимающий 700 мегабайт, Вам потребуется 1400 секунд, т.е. 23 минуты. Долго, конечно, но так ли уж часто по школьной сети передаются целые фильмы? Фильм можно просто смотреть с машины, где он лежит, и тут скорости сети хватит на несколько одновременных независимых просмотров. Скорее всего, смотреть фильмы в школе, да еще таким способом, никто не будет. Передача же обычных файлов, например, вордовского файла в 1 мегабайт, т.е. довольно большого, займет всего пару секунд. Так что жить можно.
Вопрос надежности тоже серьезен. Обрыв шины в любой точке приводит к полной остановке сети. Не следует надеяться, что куски с двух сторон от точки разрыва будут работать. И тут ничего сделать нельзя.
Сколько же стоит сеть на коаксиале?