Методика расчета конфигурации сети Ethernet

Для того чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо, чтобы выполнялись три основных условия:

- количество станций в сети не превышает 1024 (с учетом ограничений для коаксиальных сегментов);

- удвоенная задержка распространения сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети 10-мегабитного Ethernet не превышает 575 битовых интервалов;

- сокращение межкадрового расстояния (Interpacket Gap Shrinkage) при прохождении последовательности кадров через все повторители не более чем на 49 битовых интервалов (при отправке кадров станция обеспечивает начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервалов).

Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и максимальную длину сегментов каждого типа.

В технологии Ethernet принято все интервалы измерять в битовых интервалах.

Битовый интервал обозначается как bt и соответствует времени между появлением двух последовательных бит данных на кабеле. Для скорости 10 Мбит/с величина битового интервала равна 0,1 мкс или 100 нс. Соблюдение второго требования обеспечивает своевременное обнаружение коллизий.

Требование на минимальное межкадровое расстояние связано с тем, что при прохождении кадра через повторитель это расстояние уменьшается. Каждый пакет, принимаемый повторителем, ресинхронизируется для исключения дрожания сигналов, накопленного при прохождении последовательности импульсов по кабелю и через интерфейсные схемы. Процесс ресинхронизации обычно увеличивает длину преамбулы, что уменьшает межкадровый интервал. При прохождении кадров через несколько повторителей межкадровый интервал может уменьшиться настолько, что сетевым адаптерам в последнем сегменте не хватит времени на обработку предыдущего кадра, в результате чего кадр будет просто потерян. Поэтому не допускается суммарное уменьшение межкадрового интервала более чем на 49 битовых интервалов. Величину уменьшения межкадрового расстояния при переходе между соседними сегментами обычно называют в англоязычной литературе Segment Variability Value, SVV, а суммарную величину уменьшения межкадрового интервала при прохождении всех повторителей - Path Variability Value, PVV. Очевидно, что величина PVV равна сумме SVV всех сегментов, кроме последнего.

Расчет PDV

Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные, содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и в различных физических средах. В таблице 6.1 приведены данные, необходимые для расчета значения PDV для всех физических стандартов сетей Ethernet (рис.11), взятые из справочника Technical Reference Pocket Guide (Volume 4, Number 4) компании Bay Networks.

Таблица 6.1 - Смежная таблица стандартов

Левым сегментом называется сегмент, в котором начинается путь сигнала от выхода передатчика (выход Tx) конечного узла. Затем сигнал проходит через промежуточные сегменты и доходит до приемника (вход Rx) наиболее удаленного узла наиболее удаленного сегмента, который называется правым. 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). Кроме этого, 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.

Общее значение PDV равно сумме базовых и переменных задержек всех сегментов сети. Значения констант в таблице даны с учетом удвоения величины задержки при круговом обходе сети сигналом, поэтому удваивать полученную сумму не нужно.

Так как левый и правый сегмент имеют различные 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 раз - сегмент другого типа, а результатом считать максимальное значение PDV. В нашем примере крайние сегменты сети принадлежат к одному типу - стандарту 10Base-T, поэтому двойной расчет не требуется, но если бы они были сегментами разного типа, то в первом случае нужно было бы принять в качестве левого сегмент между станцией и концентратором 1, а во втором - считать левым сегмент между станцией и концентратором 5.

Рассчитаем значение PDV для нашего примера.

Левый сегмент 1: 15.3 (база) + 100 м * 0.113 /м = 26.6

Промежуточный сегмент 2: 33.5 + 1000 * 0.1 = 133.5

Промежуточный сегмент 3: 24 + 500 * 0.1 = 74.0

Промежуточный сегмент 4: 24 + 500 * 0.1 = 74.0

Промежуточный сегмент 5: 24 + 600 * 0.1 = 84.0

Правый сегмент 6: 165 + 100 * 0.113 = 176.3

Сумма всех составляющих дает значение PDV, равное 568.4.

Так как значение PDV меньше максимально допустимой величины 575, то эта сеть проходит по величине максимально возможной задержки оборота сигнала. Несмотря на то, что ее общая длина больше 2500 метров.

Расчет PVV

Для расчета PVV также можно воспользоваться табличными значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред (таблица 6.2 взята из того же справочника, что и предыдущая).

Таблица 6.2 - Смежное представление PVV

В соответствии с этими данными рассчитаем значение PVV для нашего примера.

Левый сегмент 1 10Base-T: дает сокращение в 10.5 битовых интервалов:

Промежуточный сегмент 2 10Base-FL: 8.

Промежуточный сегмент 3 10Base-FB: 2.

Промежуточный сегмент 4 10Base-FB: 2.

Промежуточный сегмент 5 10Base-FB: 2.

Сумма этих величин дает значение PVV, равное 24.5, что меньше предельного значения в 49 битовых интервалов.

В результате, приведенная в примере сеть по всем параметрам соответствует стандартам Ethernet.

Задание

1. Изучить применяемы в локальных сетях виды кабеля, разъемы, коннекторы и инструмент, применяемый при монтаже.

2. Выполнить монтаж коннекторов на кабель.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие спецификации Ethernet со скоростью передачи 10 Мб/с?

2. Какие спецификации Ethernet со скоростью передачи 100 Мб/с?

3. Каков максимальный диаметр сети 10Base2, 10Base5?

4. Каков максимальный диаметр сети 100BaseT, 100BaseFX?

5. Каково максимальное количество рабочих станций в сегменте 10Base2?

6. Каково максимальное количество рабочих станций в сегменте 10BaseT?

7. Какова структура кабеля RG-58?

8. Что такое Т-коннектор и его предназначение?

9. Типы разъемов BNC?

10. Как осуществляется монтаж BNC-коннектора на кабель?

11. Что такое RJ-45 и для чего используется?

12. Что такое стандарт T568A, T568B?

13. Сколько пар UTP используется в 10BaseT?

14. Сколько пар UTP используется в 100BaseTX?

15. Сколько пар UTP используется в 1000BaseT?

16. Как осуществляется монтаж вилки RJ-45 на кабель?

17. Что такое PDV?

18. Что такое Interpacket Gap Shrinkage?

19. Что такое SVV и PVV?

Рекомендуемая литература: [1], [3], [7], [9].

Практическое занятие № 7

Тема: Сетевой монитор

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: