Prace nad technologiami lokalnych sieci komputerowych rozpoczęto w latach siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Od momentu uruchomienia pierwszych sieci komputerowych zmieniło się wiele, jeśli chodzi o mechanizmy ich działania oraz stosowane urządzenia. Przede wszystkim wzrosła szybkość transmisji danych.

W lokalnych sieciach komputerowych możemy zetknąć się m.in. z technologiami :

• Token Ring – głównie w sieciach o fizycznej topologii pierścienia;

• Ethernet – w sieciach o fizycznej topologii gwiazdy.

Token Ring

Technologia Token Ring (opisana w postaci standardu IEEE 802.5) została opracowana przez firmę IBM już w latach siedemdziesiątych XX wieku. Jest to jedna z pierwszych technologii lokalnych sieci komputerowych i przez wiele lat była bardzo popularna. Obecnie wypierają ją inne technologie, m.in. Ethernet.

Komputery w sieci Token Ring podłączone były do urządzenia zwanego MUAMUAMUA (ang. Multistation Access Unit), które stanowiło punkt dostępu do sieci. Urządzenia MUA z kolei połączone były ze sobą w tak zwany pierścień (ang. ring). Przykładową sieć zbudowaną na bazie technologii Token Ring prezentuje grafika:

RoC69ySlHFoTF

Ilustracja przedstawiająca połączenia w technologii Token Ring. Do trzech urządzeń MUA przyłączono po trzy komputery. Urządzenia MUA połączono tak, że linie połączeń tworzą zamknięty pierścień.

Początkowo sieci zgodne ze standardem IEEE 802.5 charakteryzowały się niską (według obecnych oczekiwań) szybkością transmisji danych. Wynosiła ona 4 Mb/s lub 16 Mb/s, zależnie od wersji i zastosowanego medium transmisyjnego. W latach 90. ubiegłego wieku technologia Token Ring rozwijała się bardzo szybko, czego najważniejszym efektem było zwiększenie przepustowość sieci: u schyłku lat 90. osiągnięto prędkości transmisji dochodzące do 100 Mb/s. Niewątpliwą zaletą technologii firmy IBM była możliwość zastosowania zarówno miedzianych przewodów sieciowych (dwużyłowej skrętki UTP i STP), jak i światłowodów.

W sieciach Token Ring stosowana była (omówiona we wcześniejszych e—materiałach) logiczna topologia przekazywania żetonu jako metoda sterowania dostępem do nośnika (medium transmisyjnego). Przypomnijmy, że polega ona na przesyłaniu od urządzenia do urządzenia specjalnego pakietu danych, zwanego żetonem lub tokenem. Urządzenie, do którego trafia taki pakiet, jest jedynym mogącym transmitować dane do innych stacji.

Technologia Token Ring nie sprostała jednak rosnącym wymaganiom użytkowników. Od lat 90. wypierana była przez technologie nowocześniejsze (przede wszystkim zapewniające większe prędkości transmisji). Obecnie porzucono ją zupełnie, a każda budowana lub modernizowana sieć komputerowa pracuje na bazie innych technologii.

Ethernet

Jedną z technologii wykorzystywanych wciąż w lokalnych sieciach komputerowych jest Ethernet. Standard ten również powstał w latach 70. i jest stale rozwijany. Obecnie sieci LAN bazujące na technologii Ethernet są najbardziej rozpowszechnione.

Prace nad tym standardem zainicjowała firma Xerox. Ethernet to cały zbiór rozwiązań sieciowych, które są implementowane zarówno w warstwie sprzętowej (urządzeniach sieciowych, kartach sieciowych komputerów), jak i warstwie oprogramowania. Obecnie pieczę nad rozwojem technologii Ethernet sprawuje organizacja IEEEIEEEIEEE (ang. Institute of Electrical and Electronics Engineers), która w 1985 roku opublikowała specyfikację standardu w postaci dokumentów IEEE 802.2 oraz IEEE 802.3.

Pierwsze wersje Ethernetu nie wymagały użycia urządzeń sieciowych, wystarczył przewód koncentryczny, który łączył urządzenia w topologii magistrali. Na dalszych etapach rozwoju tej technologii wprowadzono wiele udoskonaleń, w tym wykorzystano urządzenie sieciowe zwane koncentratorem (ang. Hub).

Na sukces sieci bazujących na standardzie Ethernet składa się wiele czynników. Do najbardziej istotnych wśród nich należą:

• łatwość w implementacji i utrzymaniu;

• niezawodność;

• zdolność do adaptowania nowych technologii.

Wybrane wersje standardu Ethernet:

Ramka Ethernet

Każdy standard lokalnych sieci komputerowych opisuje własny wzorzec ramki danychramkaramki danych. Ramka jest paczką z danymi, przesyłaną od nadawcy do odbiorcy w sieci komputerowej. W sieciach zgodnych z technologią Ethernet w skład ramki wchodzą:

• preambuła oraz znacznik początku ramki – pola te służą do poinformowania urządzenia docelowego, aby przygotował się na odbiór ramki;

• docelowy adres MACadres MACadres MAC – adres fizyczny karty sieciowej odbiorcy danych;

• źródłowy adres MAC – adres fizyczny karty sieciowej nadawcy danych;

• długość/typ – zazwyczaj określa jaka jest wielkość ramki;

• dane – zawartość paczki danych (minimalny rozmiar tego pola to 46 bajtów, a maksymalny wynosi 1500 bajtów);

• kod kontrolny ramki – służy do wykrywania ewentualnych błędów ramki.

Ramka przesyłana w sieci Ethernet:

Grafika prezentuje typową ramkę przesyłaną w sieci Ethernet. Jej całkowity rozmiar może wynieść maksymalnie 1518 bajtów (gdyż nie wlicza się do niego preambuły). Istnieje także inny rodzaj ramek, których maksymalna wielkość może wynosić 1522 bajtów. Takie ramki stosuje się w wirtualnych sieciach LAN (tzw. VLAN‑ach), które omówimy w kolejnych e‑materiałach.

Słownik