Комп’ютерні мережі

 

Правила побудови сегментів Fast Ethernet при використанні  повторювачів класу I і класу II

 

Технологія Fast Ethernet, як і всі некоаксіальні варіанти Ethernet, розрахована на підключення кінцевих вузлів - комп'ютерів із відповідними мережними адаптерами - до багатопортового  повторювача  ( концентратора) або комутатора. 

Правила коректної побудови сегментів мереж Fast Ethernet включають: 

• обмеження на максимальні довжини сегментів, що з'єднують DTE c DTE;
• обмеження на максимальні довжини сегментів, що з'єднують DTE із портом повторювача;
• обмеження на максимальний діаметр мережі;
• обмеження на максимальне число повторювачів і максимальну довжину сегмента, що з'єднує повторювачі.

Розглянемо спочатку вплив обмежень довжин сегментів DTE-DTE. 

У якості DTE (Data Terminal Equipment) може виступати будь-яке джерело кадрів даних для мережі: мережний адаптер, порт моста, порт маршрутизатора, модуль керування мережею та інші подібні пристрої. Порт повторювача не є DTE. У типовій конфігурації мережі Fast Ethernet декілька DTE підключаються до портів повторювача, утворюючи мережу зіркоподібної топології. 

Специфікація IEEE 802.3u визначає такі максимальні значення сегментів DTE-DTE:

 

Таблиця 2.1 Максимальні довжини сегментів DTE-DTE.

 

 

Зупинимося докладніше на обмеженнях, зв'язаних із з'єднаннями з повторювачами. 

Повторювачі Fast Ethernet поділяються на два класи. 

• Повторювачі класу I підтримують усі типи систем кодування фізичного рівня: 100Base-TX/FX і 100Base-T4.
• Повторювачі класу II підтримують тільки один тип системи кодування фізичного рівня - 100Base-TX/FX чи 100Base-T4.

Введемо  поняття бітового інтервалу. Бітовий інтервал ( bt ) – це час між появою двох послідовних бітів даних на кабелі [1].

  Для 10 мегабітного Ethernet  мкс. 

  Для 100 мегабітного Ethernet  мкс. 

  Для 1000 мегабітного Ethernet  мкс.

 

В одному домені колізій допускається наявність тільки одного повторювача класу I. Це зв'язано з тим, що такий повторювач вносить велику затримку при поширенні сигналів через необхідність трансляції різних систем сигналізації ( 70 bt) .

Повторювачі класа ІІ вносять меньшу затримку при передачі сигналів:  46bt для портів TX/FX та 33,5bt для портів Т4. Тому максимальне число повторювачів класу II у домені колізій - 2, причому вони повинні бути з'єднані між собою кабелем не довшим  5 метрів. 

Невелика кількість повторювачів Fast Ethernet не є серйозною перешкодою при побудові мереж. По-перше, наявність стекових повторювачів знімає проблеми обмеженого числа портів - усі каскадовані повторювачі являють собою один повторювач із достатнім числом портів - до декількох сотень. По-друге, застосування комутаторів і маршрутизаторів поділяє мережу на кілька доменів колізій, у кожному з яких , звичайно, є не надто велика кількість станцій. Загальна довжина мережі не буде мати в цьому випадку обмежень. 

У наступній таблиці ( Таблиця 2) зведені правила побудови мережі на основі повторювачів класу I. 

Таблиця 2.2 Параметри мереж на основі повторювачів класу 1.

 

 

3.1Обрахунок  мережі Ethernet

 

Отже, розглянемо 4 основні умови при яких мережа Ethernet , що складається з сегментів різних фізичних середовищ, має  працювати коректно:

1. Кількість станцій в мережі не більше 1024;
2. Максимальна довжина кожного фізичного сегмента не більша величини дозволеної стандартом;
3. Час подвійного обертання сигналу (Path Delay Value, PDV) між двома найвіддаленішими одна від одної станціями в мережі не повинен перевищувати 575 бітових інтервалів;
4. Скорочення міжкадрового інтервалу IPG (Path Variability Value, PVV) при проходженні кадрів через всі повторювачі не повинно бути більшим ніж 49 бітових інтервалів. Оскільки при відправленні кадрів кінцеві вузли забезпечують початкову міжкадрову відстань в 96 бітових інтервалів, то після проходження повторювача вона повинна бути не менша ніж 96 – 49 = 47 бітових інтервалів.

Дотримання цих правил забезпечує коректність роботи мережі навіть в тих випадках , коли порушуються найпростіші правила конфігурування , які визначають максимальну кількість повторювачів та загальну довжину мережі  в 2500 м.

На Рис.3.1 наведено приклад схеми локальної мережі Ethernet , для якої зробимо оцінку працездатності.

 

Обрахунок PDV.  Для спрощення розрахунків звичайно використовують довідникові дані ІЕЕЕ, що містять значення затримок поширення сигналів в повторювачах, прийомопередавачах ( транссіверах ) і різних фізичних середовищах ( таблиця 3.1 ).

 

Рис.3.1 Схема локальної мережі Ethernet із сегментами різних фізичних середовищ .

 

Таблиця 3.1. Дані для обрахунку значення PDV

 

Лівий сегмент – це такий , з якого починається шлях сигналу з виходу передавача кінцевого вузла . Правий сегмент – вміщує приймач найбільш віддаленого вузла. Всі інші сегменти – проміжні. Затримки , які вносяться повторювачем , складаються із затримки вхідного транссівера , затримки блоку повторення і затримки вихідного транссівера . В таблиці всі ці затримки представлені одною величиною – базою сегмента. В таблиці також наведено подвійні величини затримок для кожного типу передаючого середовища . З кожним сегментом мережі пов’язана постійна затримка ( база ) , яка залежить тільки від типу сегменту та від положення сегмента на шляху сигналу . База правого сегмента , в якому саме і виникає колізія , є найбільшою. Окрім того , з кожним сегментом пов’язана затримка поширення сигналу по передаючому середовищу сегмента , яка залежить від довжини сегмента . Обрахунок полягає в обчисленні затримок ,  які вносяться кожним відрізком кабеля( затримка сигналу на 1 м  кабелю множиться на довжину сегмента ) , та їх сумуванні із значеннями відповідних баз. Загальне значення PDV