Различия между полудуплексным и полнодуплексным Ethernet
Обновлено: 04.07.2024
В течение многих лет курсы сетевого администрирования использовали рации и телефоны в качестве ярких примеров, чтобы объяснить разницу между полудуплексным и полнодуплексным режимами передачи данных.
Это момент, когда миллениал поднимает руку и спрашивает: "Что такое рация?"
Однако, если вы достаточно взрослый, чтобы понять "снова и снова", то аналогия с рацией и телефоном имеет смысл.
Полудуплексное соединение позволяет передавать информацию одновременно только в одном направлении. Как и рация, вы можете отправлять или получать сообщения, но не то и другое одновременно.
При полнодуплексном соединении информация передается в обоих направлениях одновременно, как при телефонном разговоре.
Существует третий режим, симплексный, при котором данные передаются только в одном направлении.
Симплекс: улица с односторонним движением
Традиционные режимы телевизионной и радиопередачи представляют собой симплексные примеры, когда сигнал распространяется только в одном направлении.
Симплексные оптоволоконные кабели имеют только одно волокно, на одном конце которого находится передатчик, а на другом – приемник.
Современные примеры симплексных режимов передачи включают устройства открывания гаражных ворот, радионяни и громкоговорители.
Simplex использует полную пропускную способность каналов связи при передаче и не имеет проблем с трафиком данных, поскольку информация передается только в одном направлении.
Недостатком является отсутствие обратной связи между устройствами.
Полудуплекс: двустороннее движение на улице с односторонним движением
При полудуплексной передаче информация теперь может передаваться в обоих направлениях, но только в одном направлении за раз.
Если бы сеть была полудуплексной, она могла бы только отправлять или получать данные, оставляя одну сторону ждать открытия для передачи, пока принимается существующий поток данных.
Вы могли передавать видеофайл через полудуплексное соединение, но не могли разговаривать по телефону или в режиме реального времени.
Преимущество полудуплекса в том, что он двунаправленный, но двусторонняя связь не может быть установлена одновременно. Задержки в передаче могут возникать, так как связь может идти только в одном направлении за раз.
Полный дуплекс: постоянный двусторонний трафик
Полный дуплекс — это двунаправленный режим передачи данных, в котором данные могут передаваться в обоих направлениях одновременно.
Этот двусторонний обмен данными является одновременным и самым быстрым режимом отправки данных между устройствами, поскольку он устраняет коллизии и накладные расходы, связанные с обратным полудуплексным подключением.
Еще одно преимущество полного дуплекса заключается в том, что пропускная способность теоретически удваивается, поскольку данные в обоих направлениях могут использовать преимущества соединения.
Например, при пропускной способности 10 Мбит/с в полнодуплексном режиме скорость в каждом направлении может достигать 10 Мбит/с одновременно, что в сумме составляет 20 Мбит/с.
Подлинное удвоение достигается редко, но пропускная способность всегда выше в полнодуплексном режиме, чем в полудуплексном.
Еще одним преимуществом полнодуплексного режима является постоянная скорость загрузки и скачивания, что оптимально для удаленных офисов или совместной работы между офисами.
Полный дуплекс также устраняет практически все конфликты данных в правильно настроенной сети и приводит к меньшему количеству узких мест в сети.
Чтобы сеть работала с оптимальной скоростью, все устройства должны быть связаны в одном режиме. Несогласованный дуплекс между коммутатором и маршрутизатором или брандмауэром может привести к потере пакетов в вашей сети.
В эпоху собраний Zoom и удаленной работы несоответствие дуплекса может привести к падению трафика и ухудшению качества передачи голоса.
Появление полного дуплекса
Полный дуплекс существует с первых телефонов 19 века, а 100 лет спустя в патенте на первый беспроводной телефон это устройство было названо "аппаратом полнодуплексной связи".
В ранние дни Интернета дуплексные оптоволоконные кабели создавались путем соединения двух волокон вместе, при этом одна жила передавалась в каждом направлении для двунаправленного движения. Позже появилось одножильное дуплексное волокно, по которому можно передавать данные в обоих направлениях, что способствовало росту полнодуплексных сетей.
Еще в 1998 году журнал Cabling Installation and Maintenance заявил: «Независимо от сетевой игры, полнодуплексная передача будет победителем. Менеджеры [IS], желающие освоить технологии двадцать первого века, должны уделить особое внимание полнодуплексным сетям».
Сегодня все службы PS LIGHTWAVE работают исключительно в полнодуплексном режиме. Наша обширная оптоволоконная сеть в Большом Хьюстоне позволит в полной мере использовать преимущества ваших технологий 21 века.
Свяжитесь с PS LIGHTWAVE сегодня, чтобы узнать, как полнодуплексная сеть может помочь развитию вашего бизнеса.
PS LIGHTWAVE предоставляет высокоскоростной оптоволоконный доступ в Интернет для государственных и частных коммерческих организаций в Большом Хьюстоне и прилегающих районах.
Благодаря нашей высококачественной инфраструктуре, инновационным технологиям и экспертной поддержке на местах мы обеспечиваем не только лучшие возможности подключения и надежности, но и масштабируемость и резервирование. Мы приглашаем вас узнать больше о наших услугах, нашей истории и нашей преданной команде.
В телекоммуникациях дуплексная система связи — это двухточечная система, состоящая из двух устройств, которые могут обмениваться данными друг с другом в обоих направлениях. Эти два типа дуплексных систем связи существуют в средах Ethernet:
- полудуплексный — порт может отправлять данные только тогда, когда он не принимает данные. Другими словами, он не может отправлять и получать данные одновременно. Сетевые концентраторы работают в полудуплексном режиме, чтобы предотвратить коллизии. Поскольку концентраторы в современных локальных сетях встречаются редко, полудуплексная система больше не используется широко в сетях Ethernet.
- полный дуплекс — все узлы могут одновременно отправлять и получать данные через свой порт. В полнодуплексном режиме коллизий нет, но сетевая карта хоста и порт коммутатора должны поддерживать полнодуплексный режим. Полнодуплексный Ethernet использует две пары проводов одновременно вместо одной пары проводов, как в полудуплексе.
Следующее изображение иллюстрирует эту концепцию:
Поскольку концентраторы могут работать только в полудуплексном режиме, коммутатор и концентратор согласуют использование полудуплекса, что означает, что только одно устройство может отправлять данные в данный момент времени. Рабочая станция справа поддерживает полнодуплексный режим, поэтому соединение между коммутатором и рабочей станцией будет использовать полнодуплексный режим, при котором оба устройства отправляют данные одновременно.
Каждый сетевой адаптер и порт коммутатора имеют настройку дуплекса. Для всех соединений между хостами и коммутаторами или между коммутаторами следует использовать полнодуплексный режим. Однако для всех каналов, подключенных к концентратору локальной сети, следует использовать полудуплексный режим, чтобы предотвратить несоответствие дуплексного режима, которое может снизить производительность сети.
В Windows вы можете настроить параметры двусторонней печати в окне свойств сетевого адаптера:
Загрузите наше бесплатное учебное пособие CCNA в формате PDF, чтобы получить полные заметки по всем темам экзамена CCNA 200–301 в одной книге.
Мы рекомендуем Cisco CCNA Gold Bootcamp в качестве основного учебного курса CCNA. Это онлайн-курс Cisco с самым высоким рейтингом со средней оценкой 4,8 из более чем 30 000 общедоступных обзоров и золотой стандарт в обучении CCNA:
В чем разница между полудуплексным и полным дуплексом в режиме передачи?
Вы пробовали исследовать это самостоятельно? На различных веб-сайтах доступно множество объяснений.
3 ответа 3
Полудуплексный режим не может отправлять и получать одновременно. Он также имеет алгоритмы для обнаружения и обработки коллизий (CSMA-CD). Думайте об этом как о рации или CB-радио, только в сети.
Полный дуплекс позволяет отправлять и получать одновременно. Думайте об этом как о телефоне.
Одна из проблем, которая может возникнуть, заключается в том, что иногда вы видите полудуплексное соединение со скоростью 100 Мбит/с, чего почти никогда не должно быть. Так как соединение со скоростью 100 Мбит/с, скорее всего, не будет обнаруживать коллизии (ожидается, что оно будет полнодуплексным), оно может быть очень медленным.
Обычно это происходит, когда для одной стороны жестко задано значение 100 / полный, а для другой – автосогласование. Сторона, для которой установлено значение auto, не сможет определить, что такое дуплекс (поскольку другая сторона настроена жестко) и использовать полудуплекс.
Итак, несмотря на то, что на старом оборудовании вы довольно часто будете видеть 10/половина, будьте очень подозрительны, если увидите 100/половину, потому что вы, вероятно, смотрите на несоответствие дуплексного режима.
Полудуплекс используется для описания связи только там. одна сторона может говорить одновременно. Как только одна сторона закончит передачу своих данных, другая сторона может ответить. Одновременно может говорить только один узел. Если оба пытаются говорить одновременно, в сети произойдет коллизия. Как вы понимаете, этот способ связи не очень эффективен и требует больше времени для отправки/получения больших объемов данных. Раньше сети работали в полудуплексном режиме из-за ограничений сетевой среды (коаксиальный кабель) и аппаратного оборудования (концентраторов).
Полный дуплекс используется для описания связи, при которой обе стороны могут отправлять и получать данные одновременно. В этих случаях нет опасности столкновения и, следовательно, передача данных выполняется намного быстрее.
Полудуплекс означает, что передача возможна в обоих направлениях, но только одно из устройств может успешно передавать одновременно.
Полный дуплекс означает, что передача возможна в обоих направлениях одновременно.
Но если вы спрашиваете на сетевом сайте о полном дуплексе и полудуплексе, вы, вероятно, спрашиваете об этих терминах в контексте Ethernet. То, как эти термины относятся к Ethernet, немного сложнее.
Изначально Ethernet использовал общий коаксиальный кабель. Это был полудуплекс по своей природе.Два устройства, передающие одновременно, приведут к неразборчивому мусору. Это было известно как коллизия, и Ethernet имел механизмы для обработки таких коллизий, как путем проверки того, свободен ли носитель перед передачей, так и путем отступления и повторной попытки после случайной задержки, когда коллизии действительно происходили.
Ранние сети Ethernet с витой парой были операционно похожи. Среда с витой парой могла поддерживать полнодуплексную работу, но концентраторы с тупыми повторителями не могли. Таким образом, по умолчанию 10BASE-T работал в режиме, в котором одновременная передача и прием рассматривались как коллизия.
Позже повсеместно стали использовать коммутаторы (технически быстрые многопортовые мосты). В отличие от концентраторов-репитеров, эти коммутаторы могут поддерживать полнодуплексную работу. Так был введен полнодуплексный режим. В этом режиме механизмы предотвращения и обнаружения коллизий отключены, и обе стороны просто передают данные в любое время.
К сожалению, то, как в Ethernet реализованы полнодуплексный и полудуплексный режимы, делает несоответствие дуплексных режимов особенно неприятным. Передачи со стороны полного дуплекса на сторону полудуплекса часто происходили одновременно с передачей со стороны полудуплекса, что приводило к обнаружению коллизии, и часто не просто обычной коллизии, а «поздней коллизии». Ссылка будет работать нормально для теста с помощью команды ping, но как только начнут передаваться значительные объемы данных, ссылка начнет сбрасывать пакеты как сумасшедшие.
Сегодня нам не о чем особо беспокоиться. Автосогласование работает правильно, если оно включено везде, но если для одного конца канала установлено автоматическое согласование, а для другого - полный дуплекс без автоматического согласования, возникает несоответствие дуплексного режима.
Стандарт Ethernet IEEE 802.3 определяет полудуплекс как цифровой сигнал по паре проводов, проходящий по обеим дорожкам провода. Полудуплексная сеть использует один и тот же провод или соединение для отправки данных в обоих направлениях. Это похоже на улицу с односторонним движением, на которой вы отправляете данные от узла-передатчика к узлу-получателю, а затем ждете ответа. Хотя это происходит за миллисекунды, в сетевом соединении есть задержка. Для полудуплексных беспроводных сетей точка-точка эта задержка усугубляется радиопомехами, отражением, потерей сигнала, помехами в каналах и размером передаваемых пакетов данных. Базовые комплекты беспроводного моста 802.11N и даже более новые пакеты двухточечного беспроводного моста 802.11AC являются полудуплексными. Хотя большую часть времени и для большинства приложений вы не заметите задержку соединения, в некоторых случаях вам потребуется наименьшее количество потерянных пакетов. При использовании VoIP, отправке больших файлов, воспроизведении xbox или передаче видеофайлов по каналу рекомендуется использовать полнодуплексный режим.
Полнодуплексный Ethernet-мост
С другой стороны, полнодуплексный Ethernet использует две пары проводов. Полный дуплекс всегда обеспечивает более быстрое сетевое соединение, как и при прямом соединении между передатчиком узла-источника и приемником узла-получателя. Если мы сравним полный дуплекс и полудуплекс, полный дуплекс точка-точка намного быстрее и обеспечит более высокую пропускную способность для передачи голоса, данных и видео. Коллизии не происходят в полнодуплексном режиме Ethernet, потому что антенна-источник отправляет данные на одной частоте, а принимает данные на другой частоте или канале. Полнодуплексный режим Ethernet на 100% эффективен для обоих каналов (приемники и передатчики). Полный дуплекс предлагает скорость соединения от 10 до 1000 Мбит/с, а новые беспроводные мосты точка-точка могут передавать до 6 Гбит/с! Полнодуплексные мостовые соединения Ethernet аналогичны двум наземным магистралям, по которым трафик может отправляться и приниматься одновременно, без каких-либо коллизий или замедления трафика. Когда полнодуплексный порт Ethernet включен, он подключается к удаленному узлу, а затем подключается к другим узлам канала Ethernet. Механизм автоматического определения определяет скорость передачи данных, т. е. может работать со скоростью 10 Мбит/с, 100 Мбит/с или 1000 Мбит/с.
Комплекты полнодуплексного моста Ethernet рекомендуются для следующих условий:
- Большие объемы VoIP между двумя местоположениями
- Точка-точка беспроводной связи на расстоянии более 3 км
- Перенос сетевых IP-камер или удаленный мониторинг
- Доступны более высокие параметры безопасности
- Более высокие требования к пропускной способности: до 6 Гбит/с.
- Улучшенная способность преодолевать препятствия для беспроводных сетей дальнего действия.
GNS Wireless предлагает следующие высокоскоростные полнодуплексные каналы связи "точка-точка":
Читайте также: