Методика расчета времени двойного оборота и уменьшения межкадрового интервала

Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные IEEE, содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и различных физических средах (таблица 1.3). Битовый интервал обозначен как bt.

Комитет 802.3 старался максимально упростить выполнение расчетов, поэтому данные, приведенные в таблице, включают сразу несколько этапов прохождения сигнала. Например, задержки, вносимые повторителем, состоят из задержки входного трансивера, задержки блока повторения и задержки выходного трансивера. Тем не менее в таблице все эти задержки представлены одной величиной, названной базой сегмента. Чтобы не нужно было два раза складывать задержки, вносимые кабелем, в таблице даются удвоенные величины задержек для каждого типа кабеля.

В таблице используются также такие понятия, как левый сегмент, правый сегмент и промежуточный сегмент. Поясним эти термины на примере сети, приведенной на рисунке 1.1. Левым сегментом называется сегмент, в котором начинается путь сигнала от выхода передатчика конечного узла. На рисунке 1.1 это сегмент 1. Затем сигнал проходит через промежуточные сегменты 2-5 и доходит до приемника наиболее удаленного узла наиболее удаленного сегмента 6, который называется правым. Именно здесь в худшем случае происходит столкновение кадров и возникает коллизия.

 

Рисунок 1.1 – Пример сети Ethernet, состоящей из сегментов различных физических стандартов

 

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). База правого сегмента, в котором возникает коллизия, намного превышает базу левого и промежуточных сегментов.

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.

Расчет PDV заключается в вычислении задержек, вносимых каждым отрезком кабеля (приведенная в таблице задержка сигнала на 1 м кабеля умножается на длину сегмента), а затем суммировании этих задержек с базами левого, промежуточных и правого сегментов. Общее значение PDV не должно превышать 575.

Так как левый и правый сегменты имеют разные 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 – сегмент другого типа. Результатом можно считать максимальное значение PDV.

Чтобы признать конфигурацию сети корректной, нужно рассчитать также уменьшение межкадрового интервала повторителями, то есть величину PVV.

Для расчета PVV также можно воспользоваться значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред, рекомендованными IEEE и приведенными в таблице 1.4.

Пример расчета конфигурации сети

В примере крайние сегменты сети принадлежат к одному типу – стандарту 10Base-T, поэтому двойной расчет не требуется.

Приведенная на рисунке 1.1 сеть в соответствии с правилом «4 хабов» не является корректной – в сети между узлами сегментов 1 и 6 имеются 5 хабов, хотя не все сегменты являются сегментами 10Base-FB. Кроме того, общая дли-

на сети равна 2800 м, что нарушает правило 2500 м. Рассчитаем значение PDV.

Левый сегмент 1:

15,3 (база) + 100∙0,113 = 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 критерию времени двойного оборота сигнала несмотря на то, что ее общая длина превышает 2500 м, а количество повторителей больше 4.

Рассчитаем значение PVV.

Левый сегмент 1 10Base-T: сокращение в 10,5 bt.

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 интервала.

В результате сеть соответствует стандартам Ethernet по всем параметрам.

Справочные данные IEEE

Таблица 1.1 – Общие ограничения для всех стандартов Ethernet

Характеристика	Значение
Номинальная пропускная способность	10 Мбит/с
Максимальное число станций в сети
Максимальное расстояние между узлами в сети	2500 м (в 10Base-FB –2750 м)
Максимальное число коаксиальных сегментов в сети

 

Таблица 1.2 – Параметры спецификаций физического уровня для стандарта Ethernet

Параметр	10Base-5	10Base-2	10Вазе-Т	10Base- F
Кабель	Толстый коаксиальный кабель RG-8 или RG-11	Тонкий коаксиальный кабель RG-58	Неэкранированная витая пара категорий 3,4,5	Многомодовый волоконно-оптический кабель
Максимальная длина сегмента, м
Максимальное расстояние между узлами сети (при использовании повторителей), м				2500 (2740 для 10Base-FB)
Максимальное число станций в сегменте
Максимальное число повтори- телей между любыми станция- ми сети				4 (5 для 10Base-FB)

 

Таблица 1.3 – Данные для расчета значения PDV

Тип сегмента	База левого сегмента, bt	База промежуточного сегмента, bt	База правого сегмента, bt	Задержка среды на 1 м, bt	Максимальная длина сегмента, м
10Base-5	11,8	46,5	169,5	0,0866
10Base-2	11,8	46,5	169,5	0,1026
10Base-T	15,3	42,0	165,0	0,113
10Base-FB	-	24,0	-	0,1
10Base-FL	12,3	33,5	156,5	0,1
FOIRL	7,8	29,0	152,0	0,1
AUI (>2 м)				0,1026	2+48

 

Таблица 1.4 – Уменьшение межкадрового интервала повторителями

Тип сегмента	Передающий сегмент, bt	Промежуточный сегмент, bt
10Base-5 или 10Base-2
10Base-FB	–
10Base-FL	10,5
10Base-T	10,5

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Поясните механизм доступа к разделяемой среде в технологии Ethernet.

2. В каких случаях возможна оценка корректности конфигурации по физи-

ческим ограничениям?

3. Сформулируйте условие надежного распознавания коллизий.

4. С какой целью вводится ограничение на уменьшение межкадрового ин-

тервала?

5. В каком случае и почему для самого длинного пути проводятся два рас-

чета?

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Вариант 1.

Вариант 2.

Вариант 3.

Вариант 4.

Вариант 5.

Вариант 6.

Вариант 7.

Вариант 8.

Вариант 9.

Вариант 10.

Вариант 11.

Вариант 12.