Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «сетевые технологии» для студентов специальности 050102 (стр. 3 из 5)

Табл. 2. Величины сокращения межкадрового интервала (IPG) для разных сегментов Ethernet

Сегмент	Начальный	Промежуточный
10BASE2	16	11
10BASE5	16	11
10BASE-T	16	11
10BASE-FL	11	8

Для получения полной величины сокращения IPG надо просуммировать

величины из таблицы для сегментов, входящих в путь максимальной длины, и сравнить сумму с предельной величиной 49 битовых интервалов. Если сумма меньше 49, мы можем сделать вывод о работоспособности сети;

Для гарантии расчет производится в обоих направлениях выбранного пути.

Берем в качестве начального сегмента 10BASE2. Для него сокращение межкадрового интервала равно 16. Далее следуют промежуточные сегменты: 10BASE5 (величина сокращения составит 11) и два сегмента 10BASE-FL ( с величиной сокращения 8). В результате суммарное сокращение межкадрового интервала составит: 16+11+8*2=43, что меньше предельной величины 49. Следовательно, данная конфигурация сети и по этому показателю будет работоспособна.

Вычисления для обратного направления по этому же пути дадут в данном случае тот же результат, так как начальный сегмент 10BASE-T даст ту же величину, что и начальный сегмент 10BASE2 (16 битовых интервалов), а все промежуточные сегменты опять же останутся промежуточными.

2.2. Выбор конфигурации Fast Ethernet

Для определения работоспособности сети Fast Ethernet стандарт IEEE 802.3 также предлагает две модели.

2.2.1. Правила модели 1

В соответствии с первой моделью, при выборе конфигурации в любом случае надо руководствоваться следующими правилами:

- Сегменты, выполненные на электрических кабелях (витых парах) не должны быть длиннее 100 м. Это относится к кабелям всех возможных категорий - 3, 4 и 5, к сегментам 100BASE-T4 и 100BASE-TX.

- Сегменты, выполненные на оптоволоконных кабелях, не должны быть длиннее 412 м.

- Если используются адаптеры с внешними (выносными) трансиверами, то трансиверные кабели (МII) не должны быть длиннее 50 см.

Модель 1 выделяет три возможных конфигурации сети Fast Ethernet;

1. Соединение двух абонентов (узлов) сети напрямую, без репитера иди концентратора (рис 2). Абонентами при этом могут выступать не только компьютеры, но и сетевой принтер, порт коммутатора, моста или маршрутизатора. Это соединение называется соединением DTE-DTE или двухточечным.

2. Соединение двух абонентов сети с помощью одного репитерного концентратора класса I или класса П (рис. 3)

3. Соединение двух абонентов сети с помощью двух репитерных концентраторов класса II (рис. 4). При этом предполагается, что для связи концентраторов всегда используется электрический кабель длиной не более 5 м. Концентраторов класса II может быть не больше двух.

Рис. 2. Двухточечное соединение без концентратора

Рис 3 Соединение с одним концентратором

Рис. 4. Соединение с двумя концентраторами

Концентратор класса II – классический концентратор, который непосредственно повторяет приходящие на них из сегмента сигналы и передает их в другие сегменты без какого либо преобразования. Поэтому к ним можно подключать только сегменты использующие одну систему сигналов (например, только одинаковые сегменты 10BASE-T или только одинаковые сегменты 100BASE-TX или разные сегменты, но использующие один код передачи 10BASE-T и 10BASE-FL или 100BASE-TX и 100BASE-FX). Концентратор класса II имеют по стандарту задержку от 46 битовых интервалов (для 100BASE-TX/FX) до 67 битовых интервалов (для 100BASE-T4).

Концентратор класса I – концентратор, который преобразует сигналы приходящие от различных сегментов в цифровую форму, прежде чем передавать их во все другие сегменты, поэтому к ним можно одновременно подсоединять сегменты разных типов (например, 100BASE-T4, 100BASE-TX и 100BASE-FX). Процесс преобразования требует времени поэтому данные концентраторы медленнее (по стандарту, их задержка составляет более 140 битовых интервалов).

В случае первой конфигурации правила модели 1 предельно простые:

- электрический кабель не должен быть длиннее 100 м,

- полудуплексный оптоволоконный не должен быть длиннее 412м, полнодуплексный оптоволоконный - 2000 м (при этом задержка сигнала в кабеле уже не имеет значения, так как метод CSMA/CD не работает).

В случае применения второй конфигурации надо ограничивать длину кабелей сети в соответствии с таблицей 3.

В случае выбора третьей конфигурации надо ограничивать длину кабелей А и В в соответствии с таблицей 4 (по умолчанию предполагается, что кабель С имеет длину 5 м).

Табл. 3. Максимальная длина кабелей в конфигурации с одним концентратором

Вид кабеля А	Вид кабеля В	Класс концентратора	Макс. длина кабеля А	Макс. длина кабеля В	Макс. размер сети, м
ТХ, Т4	ТХ, Т4	I или II	100	100	200
ТХ	FX	I	100	160,8	260,8
Т4	FX	I	100	131	231
FX	FX	I	136	136	272
ТХ	FX	II	100	208,8	308,8
Т4	FX	II	100	204	304
FX	FX	II	100	160	320

Табл. 4. Максимальная длина кабелей в конфигурации с двумя концентраторами

Вид кабеля А	Вид кабеля В	Макс. длина кабеля А	Макс. длина кабеля В	Макс. размер сети, м
ТХ, Т4	ТХ, Т4	100	100	205
ТХ	FX	100	116,2	221,2
Т4	FX	100	136,3	241,3
FX	FX	114	114	233

В обеих конфигурациях с концентраторами при использовании одновременно электрического и оптоволоконного кабелей можно за счет уменьшения длины электрического кабеля увеличить длину оптоволоконного кабеля. Причем уменьшению длины электрического кабеля на 1 м соответствует увеличение длины оптоволоконного кабеля на 1,19 м. Например, уменьшив кабель ТХ на 10 м, можно увеличить кабель FX на 11,9 м, и его предельная длина составит при двух концентраторах 128,1 м.

В случае использования двух оптоволоконных кабелей можно уменьшать один из кабелей за счет увеличения другого. При уменьшении одного кабеля на 10 м можно увеличить другой тоже на 10 м. 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 м из-за затухания сигнала в кабеле.

Концентратор класса II в принципе не может одновременно поддерживать сегменты с разными методами кодирования TX/FX и Т4. Поэтому варианты, соответствующие вторым снизу строкам обеих таблиц 3 и 4 никогда не реализуются на практике, но стандарт почему-то 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.

Пример сети максимальной конфигурации в соответствии с первой моделью для витой пары показан на рис. 5.

Рис. 5. Пример максимальной конфигурации сети Fast Ethernet

Здесь максимальный размер зоны конфликта складывается из сегментов А, В и С, то есть составляет:

100 + 5 + 100 =205 метров,

что удовлетворяет условию работоспособности сети (табл. 4, верхняя строчка). Отметим, что сегмент D также входит в зону конфликта, так как коммутатор тоже является полноправным передатчиком пакетов сети. Поэтому длина сегмента D также не может превышать в нашем случае 100 м, чтобы суммарная длина сегментов А, В и D не превысила все тех же 205 м. Сегменты, отделенные от рассматриваемой зоны конфликта коммутатором, никак не влияют на ее работоспособность.

2.2.2 Расчет по модели 2

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

Табл. 5. Двойные задержки (в битовых интервалах) компонентов сети Fast Ethernet

Тип сегмента	Задержка на метр	Макс. задержка
Два абонента TX/FX	-	100
Два абонента Т4	-	138
Один абонент Т4 и один TX/FX	-	127
Сегмент на кабеле категории 3	1,14	114(100)
Сегмент на кабеле категории 4	1,14	114(100)
Сегмент на кабеле категории 5	1,112	111,2(100)
Экранированная витая пара	1,112	111,2(100)
Оптоволоконный кабель	1,0	412
Репитер (концентратор) класса I	1	140
Репитер (концентратор) класса II с портами TX/FX	-	92
Репитер(концентратор) класса II с портами Т4	1	67

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.