Ethernet — это семейство технологий пакетной передачи данных между устройствами для компьютерных и промышленных сетей.
Общие сведения о сети Ethernet
Для обеспечения корректной работы сети Ethernet, которая состоит из сегментов разной физической природы, следует обеспечить выполнение следующих основных условий:
- Число станций в сети не должно превышать 1024 (при учете ограничений для коаксиальных сегментов).
- Удвоенная задержка трансляции сигнала, то есть, Path Delay Value (PDV), между двумя наиболее удаленными друг от друга станциями сети не должна превышать 575 битовых интервалов.
- Уменьшение междукадрового расстояния (Interpacket Gap Shrίnkage) при прохождении очередности кадров через все повторители не должно превышать 49 битовых интервалов. При этом, при отправке кадров станция должна обеспечивать начальное междукадровое расстояние в 96 битовых интервалов.
Выполнение данных требований может обеспечить корректность работы сети даже в случае, когда нарушены очевидные правила конфигурирования, которые определяют самое большое число повторителей и самую большую длину сегментов каждого типа.
Физическим смыслом ограничения задержки распространения сигнала по сети является тот факт, что соблюдение данного требования способно обеспечить своевременное обнаружение коллизий.
Требование соблюдения минимального междукадрового расстояния сопряжено с тем фактом, что при трансляции кадра через повторитель это расстояние может уменьшиться. Все пакеты, принимаемые повторителем, должны ресинхронизироваться, для того чтобы исключить дрожание сигналов, накопленное при трансляции очередности импульсов по кабелю, а также через интерфейсные схемы.
Процесс ресинхронизации, как правило, способен увеличить длину преамбулы, что может уменьшить междукадровый интервал. При прохождении кадров через ряд повторителей междукадровый интервал способен уменьшаться настолько, что сетевым адаптерам в последнем сегменте может не хватить времени на то, чтобы обработать предыдущий кадр, в результате чего кадр может быть просто утерян. По этой причине нельзя допускать суммарное сокращение междукадрового интервала больше, чем на 49 битовых интервалов. Величину сокращения междукадровой дистанции при реализации перехода между соседними сегментами обычно именуют в англоязычных источниках Segment Varίability Value (SVV), а суммарное значение сокращения междукадрового интервала при прохождении всех повторителей называется Path Varίability Value (PVV). Следует подчеркнуть очевидный факт, что величина PVV равняется суммарному значению SVV всех сегментов, исключая последний.
Расчет конфигурации сети Ethernet
Для того чтобы упростить расчеты, как правило, следует использовать справочные данные, которые содержат величины задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и в разных физических средах. В таблице ниже приведена информация, которая необходима, для того чтобы рассчитать значения PDV для всех физических стандартов сетей Ethernet. Они опубликованы в справочнике Technίcal Reference Pocket Guide компании Bay Networks.
Рисунок 1. Таблица. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Следует пояснить термины, которые использованы в данной таблице, на примере сети, показанной на рисунке ниже:
Рисунок 2. Сеть. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Левым сегментом именуется сегмент, в котором берет начало путь сигнала от выхода передатчика (выход Tx) конечного узла. Далее сигнал должен пройти через промежуточную совокупность сегментов и дойти до приемника (вход Rx) самого удаленного узла самого удаленного сегмента, именуемого правым сегментом. Со всеми сегментами сопряжена постоянная задержка, именуемая базой, которая имеет зависимость лишь от вида сегмента и от расположения сегмента на пути сигнала, то есть, левый, промежуточный или правый.
Помимо этого, со всеми сегментами сопряжена задержка распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, зависящая от длины сегмента, которая может вычисляться умножением времени распространения сигнала по одному метру кабеля (в битовых интервалах) на общую длину кабеля в метрах. Общая величина PDV равняется суммарному значению основных (базовых) и переменных задержек всех сегментов сети. Величины констант в таблице приведены с учетом умножения на два величины задержки при круговом обходе сети сигналом. По этой причине умножать на два итоговую сумму уже не следует.
Поскольку левый и правый сегменты обладают разными величинами базовой задержки, то при разных типах сегментов на удаленных краях сети следует два раза исполнить расчеты:
- Первый раз следует взять в качестве левого сегмента сегмент одного типа.
- Во второй раз следует взять сегмент другого типа.
- В качестве итогового результата нужно взять наибольшее значение PDV.
В рассматриваемом примере крайние сегменты сети являются сегментами одного типа, а именно, они оба принадлежат стандарту 10Base-T. По этой причине выполнение двойного расчета не потребуется, но если бы они являлись сегментами разных типов, то в первом случае следовало бы взять в качестве левого сегмент между станцией и концентратором один, а во втором случае принять за левый сегмент между станцией и концентратором пять.
Выполним расчет величины PDV для примера, приведенного выше:
- Для левого сегмента один, 15.2 (база) + 100 м ґ 0.112 /м = 26.5.
- Для промежуточного сегмента два, 33.4 + 1000 ґ 0.12 = 133.6.
- Для промежуточного сегмента три, 24.1 + 500 ґ 0.12 = 74.1.
- Для промежуточного сегмента четыре, 24.1 + 500 ґ 0.1 = 74.01.
- Для промежуточного сегмента пять, 24.1 + 600 ґ 0.1 = 84.1.
- Для правого сегмента шесть, 165 + 100 ґ 0.112 = 176.2.
- Суммарное значение всех составляющих выдает значение PDV, которое равняется 568.3.
