Выбор конфигурации Ethernet

Соблюдение многочисленных ограничений, установленных для различных стандартов физического уровня сетей Ethernet, гарантирует корректную работу сети.

Правила “5-4-3” для коаксиальных сетей и “4-х хабов” для сетей на основе витой пары и оптоволокна не только дают гарантии работоспособности сети, но и оставляют большой “запас прочности” сети.

Для сетей, состоящих из смешанных кабельных систем, на которые правила о количестве повторителей не рассчитаны, необходимо проводить дополнительные расчеты.

Чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо выполнение четырех основных условий:

- количество компьютеров в сети не более 1024;

- максимальная длина каждого физического сегмента не более величины, определенной в соответствующем стандарте физического уровня;

- время двойного оборота сигнала между двумя самыми удаленными друг от друга компьютерами сети не более 575 битовых интервала;

- сокращение межкадрового интервала при прохождении последовательности кадров через все повторители должно быть не больше, чем 49 битовых интервала.

Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и общую длину сети в 2500 м.

2.6.1. Расчет времени двойного оборота сигнала (PDV- Path Delay Value or RDT – Round Trip Delay)

Модель, применяемая для оценки конфигурации Ethernet, основана на подсчете временных характеристик данной конфигурации. В ней применяется две системы расчетов: одна предполагает вычисление двойного (кругового) времени прохождения сигнала по сети, а другая – проверку допустимости получаемого (межкадрового) временного интервала. При этом расчеты в обеих системах расчетов ведутся для наихудшего случая.

При первой системе расчетов используются такие понятия, как “начальный сегмент”, “промежуточный сегмент” и “конечный сегмент”. Отметим, что промежуточных сегментов может быть несколько, а начальный и конечный сегменты при разных расчетах могут меняться местами. Для расчетов используются величины задержек, представленные в Таблице 1.

Таблица 1

Тип сегмента Ethernet	Макс. длина, м	Начальный сегмент	Промежуточный сегмент	Конечный сегмент	Задержка на метр длины
t0	tm	t0	tm	t0	tm	t1
10BASE5		11,8	55,0	46,5	89,8	169,5	212,8	0,0866
10BASE2		11,8	30,8	46,5	65,5	169,5	188,5	0,1026
10BASE-T		15,3	26,6	42,0	53,3	165,0	176,3	0,1130
10BASE-FL		12,3	212,3	33,5	233,5	156,5	356,5	0,1000
FOIRL		7,8	107,8	29,0	129,0	152,0	252,0	0,1000
AUI (> 2 м)	2+48=50		5,1		5,1		5,1	0,1026

Примечание. Задержки даны в битовых интервалах.

Расчет сводится к следующему:

1. В сети выделяется путь наибольшей длины;

2. Если длина сегмента не максимальна, то рассчитывается двойное (круговое) время прохождения в каждом сегменте выделенного пути по формуле: ts=L·t1+t0, где L – длина сегмента в метрах (при этом надо учитывать тип сегмента: начальный, промежуточный или конечный);

3. Если длина сегмента максимальна, то из таблицы для него берется величина задержки tm;

4. Суммарная величина задержек всех сегментов выделенного пути не должна превышать 575 битовых интервалов;

5. Затем необходимо проделать те же действия для обратного направления выбранного пути (то есть, считая конечный сегмент начальным, и наоборот);

6. Если задержки в обоих случаях не превышают 575 битовых интервалов, то сеть работоспособна.

Если в выбранной вами конфигурации сети путь наибольшей длины не столь очевиден, то подобные расчеты необходимо произвести для всех путей, претендующих на наибольшую задержку сигнала. В любом случае двойное время прохождения в соответствии со стандартом недостаточно, чтобы сделать окончательный вывод о работоспособности сети.

2.6.2. Расчет сокращения межкадрового интервала (PVV – path variability value)

Чтобы признать конфигурацию сети корректной, нужно рассчитать также уменьшение межкадрового интервала репитерами (репитерными концентраторами).

Эта величина не должна быть меньше, чем 49 битовых интервалов. Для вычислений здесь также используются понятия начального сегмента и промежуточного сегмента (конечный сегмент не вносит вклада в сокращение межкадрового интервала, так как пакет доходит по нему до принимающего компьютера без прохождения репитеров и репитерных концентраторов).

Для расчета сокращения межкадрового интервала можно воспользоваться значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении репитеров (репитерных концентраторов) различных физических сред приведенными в Таблице 2.

Таблица 2

Тип сегмента	Начальный сегмент	Промежуточный сегмент
10BASE5
10BASE2
10BASE-T	10,5
10BASE-FL	10,5

Вычисления здесь очень простые. Суммируя величины сокращений межкадрового интервала для наибольшего пути в выбранной конфигурации и сравнивая сумму с предельной величиной в 49 битовых интервалов, мы можем сделать вывод о работоспособности сети.

Такие же вычисления проводятся и для обратного направления по этому же пути.

3 Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с теоретической частью к лабораторной работе.

2. В соответствии с заданным вариантом спроектируйте локальную вычислительную сеть организации (ПРИЛОЖЕНИЕ А).

3. Подготовьте спецификацию на оборудование и материалы спроектированной локальной вычислительной сети организации (ПРИЛОЖЕНИЕ Б).

Пример выполнения работы приведен в ПРИЛОЖЕНИИ В.

4 Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

а) титульный лист;

б) задание;

в) конфигурацию спроектированной сети;

г) расчеты, подтверждающих работоспособность сети;

д) спецификацию на оборудование и материалы.

Контрольные вопросы

1. Среды передачи для сети Ethernet.

2. Аппаратура 10BASE5.

3. Аппаратура 10BASE2.

4. Аппаратура 10BASE-T.

5. Аппаратура 10BASE-FL.

6. Порядок выбора конфигурации Ethernet?

7. Что означает число 575, как оно формируется?

Список литературы

1. Новиков Ю.В., Карпенко Д.Г. Аппаратура локальных сетей: функции, выбор, разработка/ Под общей редакцией Ю.В. Новикова. – М., Издательство ЭКОМ, 1998. – 288с.: ил.

2. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы/ В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – СПб: Издательство “Питер”, 2000. – 672 с.: ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Вариант	L1, м	H1, м	D1, м	L11, м	L12, м	H2, м	D2, м	L21, м	L22, м	Этажность здания 1	Этажность здания 2
1.	max
2.	max
3.	max
4.	max

Вариант	Здание	Этаж	Количество компьютеров
к.1	к.2	к.3	к.4	к.5	к.6
1.



						-
2.

							-
						-
						-
3.


							-

4.

							-
						-
						-

Вариант	Здание	Этаж	Тип среды передачи	Тип среды передачи между зданиями
1.			10BASE5	10BASE5
	10BASE2
	10BASE-T
		10BASE-FL
	10BASE5
2.			10BASE2	10BASE2
	10BASE-T
		10BASE-FL
	10BASE5
	10BASE2
3.			10BASE-T	10BASE-T
	10BASE-FL
	10BASE5
		10BASE2
	10BASE-T
4.			10BASE-FL	10BASE-FL
	10BASE5
		10BASE2
	10BASE-T
	10BASE-FL

Примечание. Можно применять репитеры и репитерные концентраторы на 4, 8, 12 портов.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

№№	Наименование	Единица измерения	Количество
Оборудование
1.	Репитер	шт.
2.	Репитерный концентратор на 4 порта	шт.
3.	Репитерный концентратор на 8 портов	шт.
4.	Репитерный концентратор на 12 портов
5.
6.
7.
Материалы
1.	“Толстый” коаксиальный кабель	м
2.	“Тонкий” коаксиальный кабель	м
3.	UTP-кабель категории 3	м
4.	Оптический кабель	м
5.

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Пример выполнения варианта № 3