f -- максимально возможная пропускная способность сегмента, равная, как было указано выше 14880 кадр/с.

Имитационное моделирование сети Ethernet и исследование её работы с помощью анализаторов протоколов показали, что при коэффициенте загрузки S>0,5 начинается быстрый рост числа коллизий и, соответственно, увеличивается время ожидания доступа к сети.

Рекомендуемая величина коэффициента загрузки S для сети, использующих стандарт Ethernet, должна быть:

S0,3 (6)

Экспериментальные данные показали, что каждый из компьютеров передаёт в сеть в среднем от 500 до 1000 кадров в секунду. Таким образом, коэффициент загрузки сегмента равен:

(7)

После расчета коэффициент загрузки сети Ethernet рассчитываются значения PDV, удовлетворяющего условию:

PDV 575 (8)

а также сокращения межкадрового интервала PVV (Path Variability Value):

PVV 49 (9)

Указанные значения являются экспериментальными и получены для различных физических сред стандарта Ethernet.

Общее значение PDV равно сумме всех значений PDVi на каждом участке, а значение PDVi равно сумме задержек, вносимой i- базой сегмента и задержкой, вносимой кабелем:

Аналогичным образом сокращение межкадрового интервала равно:

PVV = PVVi (12)

причем в расчет не включается правый сегмент. В таблице 2 приведены значения затуханий, для расчета PDV вносимые элементами сети в битовых интервалах bt. Интервалы bt приведены в таблице уже умноженные на 2, т.к. высчитывается двойное время оборота сигнала (по определению PDV)

Таблица 2

В таблице 3 приведены значения затуханий, для расчета PDV

Таблица 3

В таблицах используются понятия левый сегмент, правый сегмент и промежуточный сегмент. Кроме затуханий, вносимых физическими линиями связи, подключенные к концентраторам , сегменты вносят собственные задержки, называемые базами.

Пример:

Рассчитаем сеть, представленную на рис. 3. Передающий компьютер находится в левом сегменте. Сигнал проходит через промежуточные сегменты и доходит до принимающего компьютера, который находится в правом сегменте. Количество компьютеров в каждом сегменте обеспечивает коэффициент загрузки S< 0,3.

Пусть физические среды и расстояние между концентраторами следующие

Решение

1) Проверка выполнения «правила 4-5 -3»

Сеть содержит 4 концентратора, 5 отрезков кабелей и 3 нагруженных сегмента (концентраторы 1,2,4). «Правило 4-5-3» выполняется

a) Расчет PDV

- левый сегмент PDV1 = 15,3 + 90 х 0,113 = 25,47

- промежуточный сегмент 1-2 PDV2 = 46,5 + 130 х 0,1026 = 59,84

- промежуточный сегмент 2-3 PDV3 = 33,5 + 1000 х 0,1= 133,50

- промежуточный сегмент 3-4 PDV4 = 46,5 + 200 х 0,0866 = 63,82

- правый сегмент PDV5 = 165 + 100 х 0,113 = 176,30

Таким образом, PDV сети равно:

Значение рассчитанного PDV меньше допустимой величины. Это значит, что сеть является работоспособной по критерию времени двойного оборота сигнала.

б) расчет PVV

- левый сегмент PVV1 = 10,5

- промежуточный сегмент 1-2 PVV2 = 11

- промежуточный сегмент 2-3 PVV3 = 8

- промежуточный сегмент 3-4 PVV4 = 11

PVV = 10,5 + 11 + 8 + 11 = 40,5 < 49

Значение рассчитанного PVV меньше допустимой величины. Это значит, что сеть является работоспособной также и по критерию сокращение межкадрового интервала.

Отметим, что в случае не выполнения условий (8) , (9) необходимо менять конфигурацию сети или уменьшать длины соединительных кабелей и их типы.

При использовании в сети вместо концентраторов специальных устройств коммутаторов общие PDV и PVV сети не суммируется по всем участкам (из- за того, что коммутаторы физически разделяют сеть), а условия (8), (9) проверяется по каждому участку.

Лекция 4. Базовые технологии канального уровня (ч. 2)

1. Технология Fast Ethernet

Классический, т.е. 10 - мегабитный Ethernet в начале 90 -х годов перестал удовлетворять пользователей по своей пропускной способности. Особенно остро эта проблема встала перед сетевым сообществом, когда клиентские приложения стали требовать скоростей недоступных для сетевых адаптеров базовой технологии Ethernet.

Пользователи с большим энтузиазмом восприняли сообщения, появившиеся в 1992 году о начале работ по разработке высокоскоростного Ethernet'а, обещавшие им продление жизни привычной и недорогой технологии. Однако вскоре сетевой мир разделился на два соперничающих лагеря, что и привело в конце концов к появлению двух различных технологий - Fas tEthernet и100G-AnyLAN. Сторонники первого подхода считали, что новая технология должна в максимальной степени быть похожа во всем на Ethernet - за исключением только битовой скорости передачи данных.

Сторонники второго подхода призывали воспользоваться удобным случаем для устранения недостатков, связанных со слишком "случайным" механизмом предоставления доступа к разделяемой среде CSMA/CD, используемым в Ethernet

В 1995 году комитет IEEE принял спецификацию Fast Ethernet в качестве нового стандарта. Сетевой мир получил технологию, с одной стороны решающую самую болезненную проблему - нехватку пропускной способности на канальном уровне сети, а с другой стороны очень легко внедряющуюся в существующие сети Ethernet, которые и сегодня дают миру около 80% всех сетевых соединений.

У технологии Fast Ethernet формат кадра остался прежним при этом, однако, длина битового интервала уменьшилась в десять раз и стала равной bt= 0,01 мкс. В результате все временные параметры, определенные для технологии Ethernet, уменьшились в десять раз, а пропускная способность соответственно увеличилась также в десять раз и стала равной 100 Мбит/ с. Учитывая, что на пропускную способность сети влияют длины физических линий связи, то отличия FastEthernet от Ethernet сосредоточены в основном на физическом уровне. Для обеспечения требуемой пропускной способности рекомендуется в основном использовать неэкранированную витую пару и волоконно- оптический кабель.

При создании сегментов FastEthernet максимальный диаметр сети колеблется от 136 до 205 метров, а количество концентраторов в сегменте ограничено одним или двумя, в зависимости от типа концентратора. При использовании двух концентраторов расстояние между ними не может превышать 5 - 10 метров.

Наличие многих общих черт у технологий Fast Ethernet и Ethernet дает простую общую рекомендацию использования новой технологии: Fast Ethernet следует применять в тех организациях и в тех частях сетей, где до этого широко применялся 10 Мегабитный Ethernet, но сегодняшние условия или же ближайшие перспективы требуют в этих частях сетей более высокой пропускной способности. При этом сохраняется весь опыт обслуживающего персонала, привыкшего к особенностям и типичным неисправностям сетей Ethernet.

Основная область использования Fast Ethernet - это настольные компьютеры, сети рабочих групп и отделов, где компьютерам требуется пропускная способность выше 10 Мбит/c. Такими компьютерами чаще всего являются файловые серверы, но и современные клиентские компьютеры требуют такую же скорость.

2. Высокоскоростная технология Gigabit Ethernet

Основная идея разработчиков стандарта GigabitEthernet состоит в максимальном сохранении идей классической технологии Ethernet при достижении битовой скорости в 1000 Мб/с. В 1999 году спецификация Gigabit Ethernet была принята комитетом IEEE.

В связи с ограничениями, накладываемыми методом CSMA/CD на длину кабеля, версия Gigabit Ethernet для разделяемой среды допускала бы длину сегмента всего в 25 метров. Так как существует большое количество применений, когда нужно повысить диаметр сегмента хотя бы до 100 метров, то сейчас разработчиками предпринимаются усилия по увеличению длины сегмента с одновременным сохранением высокой скорости передачи. Все усилия в основном сосредоточены на разработке высококачественных линий связи.

В общем случае рассмотренные выше технологии Ethernet позволяют организовать сеть с иерархией скоростей: персональные компьютеры подключаются к коммутаторам сегментов со скоростью 10 Мбит/с, эти коммутаторы связываются с центральными коммутаторами по технологии Fast Ethernet, а те в свою очередь связываются между собой по Gigabit Ethernet.

3. Технология 100VG-AnyLAN

В качестве альтернативы технологии Fast Ethernet фирмы AT&T и HP выдвинули проект новой недорогой технологии со скоростью передачи данных 100 Мб/с - 100Base-VG (VoiceGrade - технология, способная работать на кабеле, предназначенном первоначально для передачи голоса).

В 1995 года технология 100VG-AnyLAN получила статус стандарта IEEE. В технологии 100VG-AnyLAN определен новый метод доступа Demand Priority с двумя уровнями приоритетов - для обычных приложений и для мультимедийных

Метод доступа Demand Priority основан на передаче концентратору функций арбитра, решающего проблему доступа к разделяемой среде. Концентратор отличается от обычных повторителей за счет того, что он опрашивает адреса присоединенных к нему узлов и поэтому не передает принятый от узла кадр на все порты, а только на тот, на который нужно (Рис. 1). Концентратор узнает порт станции назначения с помощью специальной таблице адресов, которая создается во время подключения концентратора. Среда по-прежнему разделяемая, так как концентратор за один цикл опроса портов принимает в свой буфер только один кадр, не запоминая все предыдущие. Некоторые этапы работы с приема и передачи кадров совмещаются во времени, и за счет этого ускоряется передача кадров. Метод Demand Priority повышает коэффициент использования пропускной способности сети - до 95% по утверждению компании Hewlett-Packard.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17