Пример расчета параметров сети Ethernet

Необходимо рассчитать параметры сети, представленной на рисунке и сделать вывод о ее работоспособности и корректности.

Расчет PDV.

1) левый сегмент – L1: 11,8 + 200*0,0866 = 29,12

2) промежуточный сегмент – L2: 42 + 15*0,113 = 43,695

3) промежуточный сегмент – L3: 42 + 10*0,113 = 43,13

4) промежуточный сегмент – L4: 33,5 + 20*0,1 = 35,5

5) промежуточный сегмент – L5: 42 + 15*0,113 = 43,695

6) правый сегмент – L6: 169,5 + 200*0,0866 = 186,82

PDV = 29,12+43,695+43,13+35,5+43,695+186,82 = 381,96

Так как значение PDV = 381,96<512, то относительно этого параметра сеть работоспособна.

Тип левого и правого сегмента в данной сети совпадают и имеют одинаковую длину, поэтому рассчитывать значение PDV в обратном направлении нет необходимости.

Расчет PVV.

PVV = 16+8+8+8+8+8 = 48

PVV = 48<49

Так как значение PVV = 48<49, то относительно этого параметра сеть работоспособна.

На основе рассчитанных значений PDV и PVV можно сделать вывод, что данная сеть работоспособна.

Выбор конфигурации Fast Ethernet

Для определения работоспособности сети Fast Ethernet стандарт IEEE 802.3 предлагает две модели, называемые Transmission System Model 1 и Transmission System Model 2. Первая модель основана на нескольких несложных правилах. Она исходит из того, что все компоненты сети (в частности, кабели) имеют наихудшие из возможных временные характеристики, поэтому всегда дает результат со значительным запасом. Вторая модель использует систему точных расчетов с реальными временными характеристиками кабелей. В связи с этим ее применение позволяет иногда преодолеть жесткие ограничения модели 1.

Правила модели 1

В соответствии с первой моделью, при выборе конфигурации надо руководствоваться следующими принципами:

• Сегменты, выполненные на электрических кабелях (витых парах) не должны быть длиннее 100 метров. Это относится к кабелям всех категорий – 3, 4 и 5, к сегментам 100BASE-T4 и 100BASE-TX.
• Сегменты, выполненные на оптоволоконных кабелях, не должны быть длиннее 412 метров.
• Если используются адаптеры с внешними (выносными) трансиверами, то трансиверные кабели не должны быть длиннее 50 сантиметров.

Модель 1 выделяет три возможные конфигурации сети Fast Ethernet:

• Соединение двух абонентов (узлов) сети напрямую, без репитера или концентратора. Абонентами при этом могут выступать не только компьютеры, но и сетевой принтер, порт коммутатора, моста или маршрутизатора. Такое сопряжение называется соединением DTE-DTE или двухточечным.

Рис. Двухточечное соединение компьютеров без концентратора.

• Соединение двух абонентов сети с помощью одного концентратора класса I или класса II.

Рис. Соединение с одним концентратором.

• Соединение двух абонентов сети с помощью двух концентраторов класса II. При этом предполагается, что для связи концентраторов всегда используется электрический кабель длиной не более 5 метров. Концентраторы класса II имеют меньшую задержку, поэтому их может быть два. Использование трех концентраторов в соответствии с моделью 1 не допускается.

Рис. 14.6. Соединение с двумя концентраторами

В случае выбора первой конфигурации (двухточечной) правила модели 1 предельно просты: электрический кабель не должен быть длиннее 100 метров, полудуплексный оптоволоконный – более 412 метров, полнодуплексный оптоволоконный – 2000 метров (при этом задержка сигнала в кабеле не имеет значения, так как метод CSMA/CD не работает).

В случае применения второй конфигурации (с одним концентратором) надо ограничивать длину кабелей A и B сети в соответствии с таблицей 14.3.

В случае выбора третьей конфигурации сети (с двумя концентраторами) надо ограничивать длину кабелей A и B в соответствии с таблицей 14.4. При этом по умолчанию предполагается, что кабель С имеет длину 5 метров.

В обеих конфигурациях с концентраторами при использовании одновременно электрического и оптоволоконного кабелей можно за счет уменьшения длины электрического кабеля увеличить длину оптоволоконного. Причем уменьшению длины электрического кабеля на 1 метр соответствует увеличение длины оптоволоконного кабеля на 1,19 метра.

Таблица 14.3. Максимальная длина кабелей в конфигурации
с одним концентратором

Таблица 14.4. Максимальная длина кабелей в конфигурации
с двумя концентраторами

В случае использования двух оптоволоконных кабелей можно уменьшать один из кабелей за счет увеличения другого. При уменьшении одного кабеля на 10 метров можно увеличить другой тоже на 10 метров. Если же используется два электрических кабеля, то увеличивать один из них за счет уменьшения другого нельзя, так как их длина в принципе не может превышать 100 метров из-за затухания сигнала в кабеле.

Концентратор класса II в принципе не может одновременно поддерживать сегменты с разными методами кодирования TX/FX и T4. Поэтому варианты, соответствующие вторым снизу строкам обеих таблиц 14.3 и 14.4 никогда не реализуются на практике, но стандарт все же дает цифры и для них.

Во всех перечисленных случаях под размером сети понимается размер зоны конфликта (области коллизии, collision domain). При этом надо учитывать, что включение в сеть одного коммутатора позволяет увеличить полный размер сети вдвое.

Расчет по модели 2

Вторая модель для сети Fast Ethernet, как и в случае Ethernet, основана на вычислении суммарного двойного времени прохождения сигнала (PDV)по сети. В отличие от второй модели, используемой для оценки конфигурации Ethernet, здесь не проводится расчетов величины сокращения межкадрового интервала (PVV). Это связано с тем, что даже максимальное количество репитеров и концентраторов, допустимых в Fast Ethernet, в принципе не может вызвать недопустимого сокращения межкадрового интервала.

Для расчетов в соответствии со второй моделью сначала надо выделить в сети путь с максимальным двойным временем прохождения и максимальным числом репитеров (концентраторов) между компьютерами, то есть путь максимальной длины. Если таких путей несколько, то расчет должен производиться для каждого из них.

Расчет в данном случае ведется на основании таблицы 14.5.

Таблица 14.5. Двойные задержки компонентов сети Fast Ethernet (величины задержек даны в битовых интервалах)

Для вычисления полного PDV для сегмента сети необходимо умножить длину сегмента на величину задержки на метр, взятую из второго столбца таблицы. Если сегмент имеет максимальную длину, то можно сразу взять величину максимальной задержки для данного сегмента из третьего столбца таблицы.

Затем задержки сегментов, входящих в путь максимальной длины, надо просуммировать и прибавить к этой сумме величину задержки для приемопередающих узлов двух абонентов (это три верхние строчки таблицы) и величины задержек для всех репитеров (концентраторов), входящих в данный путь (это три нижние строки таблицы).

Суммарная задержка должна быть меньше, чем 512 битовых интервалов. При этом надо помнить, что стандарт IEEE 802.3u рекомендует оставлять запас в пределах 1–4 битовых интервалов для учета кабелей внутри соединительных шкафов и погрешностей измерения. Лучше сравнивать суммарную задержку с величиной 508 битовых интервалов, а не 512 битовых интервалов.

Формулы для расчета значения PDV:

n – количество сегментов в максимальном пути сети;

T_mi.– задержка среды (кабеля) на 1 метр i-го сегмента сети;

L_i.– длина i-го сегмента сети;

T_a – суммарная задержка адаптеров приемника и передатчика;

T_hj.– задержка j-го повторителя.

В заключение следует отметить, что модель 2 целесообразно применять в основном при наличии в сети оптоволоконных сегментов. На электрическом кабеле даже при большом желании довольно трудно создать сеть значительного размера.

Методы преодоления ограничений на размер сети в случае Fast Ethernet те же самые, что и в случае Ethernet: сокращение длины кабелей, уменьшение количества концентраторов, выбор марки кабеля с меньшей задержкой, использование коммутаторов, переход на полнодуплексный режим обмена, а также переход на другую сеть (например, FDDI).

Поиск по сайту: