Краткие теоретические сведения. Ethernet – это самый распространенный сегодня стандарт локальных сетей

Ethernet – это самый распространенный сегодня стандарт локальных сетей. Сеть Ethernet, построенная на повторителях, всегда образует один домен коллизий. Мосты, коммутаторы и маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий. Домен коллизий – это часть сети Ethernet, все узлы которой конкурируют за общую разделяемую среду передачи и, следовательно, каждый узел которой может создать коллизию с любым другим узлом этой части сети.

В таблице 3 сведены основные ограничения для всех стандартов Ethernet.

Таблица 3

Характеристика	Значение
Номинальная пропускная способность	10 Мбит/с
Максимальное число станций в сети
Максимальное расстояние между узлами в сети	2500 м (в 10 Base-FB 2750 м)
Максимальное число коаксиальных сегментов в сети

В таблице 4 сведены параметры спецификаций физического уровня для стандарта Ethernet.

Таблица 4

Параметр	10 Base - 5	10 Base - 2	10 Base - T	10 Base - F
Кабель	Толстый коаксиальный кабель RG-8 и RG-11	Тонкий коаксиальный кабель RG-58	Неэкранированная витая пара категории 3, 4, 5	Многомодовый волоконно-оптический кабель
Максимальная длина сегмента, м
Максимальное расстояние между узлами сети (при использовании повторителей), м				2500 (2740 для 10 Base – FВ)
Максимальное число станций в сегменте
Максимальное число повторителей между любыми станциями сети				4 (5 для 10 Base – FВ)

Стандарт 802.3 раздел 13:

- время оборота (PDV) сигнала между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не превышает 575 битовых интервала. Повторители и длина сегментов вносят задержки в распространение сигнала, данные о предельных уровнях этих задержек приведены в таблицах стандарта;

- сокращение межпакетного интервала IPG при прохождении последовательности кадров через все повторители будет не больше, чем 49 битовых интервала. Каждый повторитель сокращает значение IPG на определенную величину, которая также приводится в стандарте.

В стандарте 802.3 приводятся минимальные и максимальные значения возможных задержек распространения сигналов и сокращений IPG, их более определенные значения зависят от производителя повторителей (таблица 5).

Таблица 5

Данные для расчета значения PDV

Тип сегмента	База левого сегмента, битовых интервалов	База промежуточного сегмента, битовых интервалов	База правого сегмента, битовых интервалов	Задержка среды на 1 м, битовых интервалов	Максимальная длина сегмента, м
10 Base - 5	11,8	46,5	169,5	0,0866
10 Base - 2	11,8	46,5	169,5	0,1026
10 Base - Т	15,3	42,0	165,0	0,113
10 Base - FB	-	24,0	-	0,1
10 Base - FL	12,3	33,5	156,5	0,1
FOIRL	7,8	29,0	152,0	0,1
AUI (> 2 м)				0,1026	2+48

Разработчики стандарты 802.3 старались максимально упростить выполнение расчетов, поэтому приведенные данные включают сразу несколько этапов прохождения сигнала. Например, задержки, вносимые повторителем, состоят из задержки входного трансивера, задержки блока повторения и задержки выходного трансивера. В таблице все эти задержки представлены одной величиной, названной базой сегмента.

Чтобы не нужно было два раза складывать задержки, вносимые кабелем, в таблице даются удвоенные величины задержек для каждого типа кабеля.

В таблице используются такие понятия, как левый сегмент, правый сегмент и промежуточный сегмент. Левым сегментом в терминологии 802.3 называется сегмент, в котором начинается путь сигнала от выхода передатчика конечного узла. Термин «левый» не имеет отношения к расположению сегментов в пространстве. Это просто условное название сегмента, с которого начинается расчет.

Затем сигнал проходит через промежуточные сегменты и доходит до приемника. Именно здесь в худшем случае происходит столкновение кадров и возникает коллизия, что и подразумевается в таблице. Конечный сегмент, в котором может возникнуть коллизия, называется правым сегментом.

С каждым сегментом связана постоянная задержка, названная базой, которая зависит только от типа сегмента и от положения сегмента на пути сигнала (левый, промежуточный или правый). База правого сегмента намного превышает базу левого и промежуточных сегментов.

С каждым сегментом связана задержка распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, которая зависит от длины сегмента и вычисляется путем умножения времени распространения сигнала по одному метру кабеля (в битовых интервалах) на длину кабеля в метрах.

Расчет заключается в вычислении задержек, вносимых каждым отрезком кабеля (приведенная в таблице задержка сигнала на 1 м кабеля умножается на длину сегмента), а затем суммировании этих задержек с базами левого, промежуточных и правого сегментов.

Так как левый и правый сегменты имеют разные величины базовой задержки, то в случае различных типов сегментов на удаленных краях сети необходимо выполнить расчеты дважды: один раз принять в качестве левого сегмента сегмент одного типа, а во второй – сегмент другого типа. Результатом можно считать максимальное из полученных значений PDV. Если крайние сегменты принадлежат одному типу, то двойной расчет не требуется.

Проверки PDV не достаточно для общего положительного заключения. Нужно также оценить значение уменьшения межкадрового интервала. Исходные данные для этого расчета приведены в таблице 6.

Таблица 6

Уменьшение межкадрового интервала повторителями

Тип сегмента	Передающий сегмент, битовых интервалов	Промежуточный сегмент, битовых интервалов
10 Base – 5 или 10 Base - 2
10 Base - Т	10,5
10 Base - FB	-
10 Base - FL	10,5

Задания к работе

1. Рассчитайте по приведенной методике время оборота в сети 10 Base-5, состоящей из 4-х повторителей 10 Base-5 и 5-ти сегментов максимальной длины 500 м.

2. Рассчитайте по приведенной методике время оборота в сети, изображенной на рисунке 1.

3. Рассчитайте по приведенной методике время оборота в сети, изображенной на рисунке 2.

S2, 600м 10 Base-FB

Здание 4