БИЛИМ:
Спецификации сред передачи Ethernet ≈ Fast Ethernet


Расчет времени задержки детектирования коллизий (PDV)

Задержка детектирования коллизий определяется продолжительностью передачи пакета по самому длинному пути. Если пакет передается через сеть слишком долго, станция может полностью завершить передачу своего пакета, не заметив того, что среда уже используется для передачи другой станцией (конфликт). Такие ситуации запрещены протоколом CSMA/CD. Поскольку длина минимального пакета может составлять (с учетом преамбулы) 576 битов, время транспортировки пакета по самому длинному пути (PDV) не должно превышать продолжительности передачи 575 битов для того, чтобы можно было надежно детектировать коллизии. При расчете этого времени нужно принимать во внимание время распространения сигналов по кабелю и задержку, вносимую повторителями.

Значения задержек, вносимых элементами сети и используемых для расчета PDV, оговорены в стандарте IEEE 802.3 (табл. 2).

Тип сегмента Левый край Центр Правый край Задержка распростране-
ния на 1 м
Макс.длина сегмента Максимальная задержка в сегменте
левом правом среднем
10Base-5 11.8 46.5 169.5 0.0866 500 м 55.1 89.8 212.8
10Base-2 11.8 46.5 169.5 0.1026 185 м 30.7 65.5 188.5
10Base-T 15.3 42.0 165.0 0.113 100 м 26.6 53.3 176.3
10Base-FB не опреде-
лена
24.0 не опреде-
лена
0.1000 2000 м не опреде-
лена
224.0 не опреде-
лена
10Base-FL 12.3 33.5 156.5 0.1000 2000 м 212.3 233.5 356.5
FOIRL 7.8 29.0 152.0 0.1000 1000 м 107.8 129.0 252.0
AUI 0 (> 2 м) 0 (> 2 м) 0 (> 2 м) 0.1026 2 - 48 метров 4.9 4.9 4.9

*) Левым считается передающий конец сегмента, правым ≈ приемный

 

Для расчета полной задержки следует сложить соответствующие значения:
(Левый край + задержка распространения * длина) + (центр + задержка распространения * длина) + ...(центр + задержка распространения * длина) + (правый край + задержка распространения * длина) = PDV

Задержка распространения зависит от типа и длины кабеля, возрастая пропорционально последней.
Три правых колонки таблицы (максимальная задержка) содержат значения PDV, рассчитанные для сегментов максимальной длины с учетом базовой задержки (левые колонки).

Максимальное допустимое значение PDV составляет 575 битов. Если крайние сегменты самого длинного пути различаются, нужно рассчитать PDV для обоих направлений и выбрать большее значение.

Расчет сокращения межпакетного интервала (PVV)

Этот расчет показывает, насколько сократится интервал между 2 последовательными пакетами, переданными по самому длинному пути. Сокращение интервала определяется изменением длины пакета в левом и средних сегментах (в правом, приемном, межпакетный интервал уже не меняется).
Для путей с различными сегментами справа и слева нужно считать PVV для обоих направлений и выбирать большее значение. Максимальное значение PVV составляет 49 битов.

Сокращение межпакетного интервала

Тип сегмента Передающий конец Промежуточный сегмент
Коаксиальный повторитель
(10Base-5, 10Base-2)
16 11
10Base-FB не определено 2
10Base-FL 10,5 8
Повторитель 10Base-T 10,5 8

Полное сокращение межпакетного интервала равно сумме сокращений на отдельных сегментах пути:
Левый сегмент + промежуточный сегмент + ... + промежуточный сегмент = PVV

Fast Ethernet 100 Мб/с

Технология 100Base-T описана в стандарте IEEE 802.3u. ╚Яблоко от яблони недалеко падает╩ ≈ функции и архитектура 100Base-T практически совпадают с параметрами прародителя ≈ технологии 10Base-T. Такое близкое соответствие существенно облегчает переход от традиционных сетей со скоростью 10 Мб/с к скоростным системам Fast Ethernet. В 100Base-T используется тот же метод CSMA/CD MAC, что и в сетях Ethernet. Формат и размер пакетов 100Base-T, обработка ошибок, управляющая информация совпадают с соответствующими параметрами 10Base-T. Высокий уровень интероперабельности двух технологий Ethernet основан на ряде общих характеристик:

Имея сеть 10Base-T, вы в большинстве случаев можете перейти на скорость 100 Мб/с, не меняя кабельной системы. Пользователи и администраторы сетей 100Base-T могут полностью применять знания и опыт, накопленные при работе с Ethernet. Таким образом, можно добиться 10-кратного повышения скорости без значительных издержек на реорганизацию существующей сетевой инфраструктуры и обучение персонала.

Физические среды сетей 100Base-T

Стандарт 100Base-T позволяет использовать для передачи данных со скоростью 100 Мб/с медные кабели из скрученных пар категории 3, 4 или 5 UTP, STP или оптические кабели. Широкий выбор сред передачи обеспечивает высокую гибкость и позволяет переводить сеть на новые технологии постепенно. Почти во всех существующих сетях на базе медных кабелей можно перейти на 100Base-T, практически не внося изменений в кабельную систему.

Существуют три спецификации физических сред передачи, связанных с технологией 100Base-T:

Типы кабелей и разъемов для всех 3 вариантов приведены в табл. 3.

Тип Кабель Разъемы
100Base-TX UTP категории 5, 2 пары; STP 100 Oм или Тип 1 RJ-45, категории 5;  DB-9
100Base-T4 UTP категории 3 - 5, 4 пары RJ-45
100Base-FX сдвоенный многомодовый кабель 62.5/125 мкм SC, ST, MIC

100Base-TX и 100Base-T4 используют различные варианты разводки проводников в разъемах, показанные в табл. 4.

100Base-TX 100Base-T4
Контакт MDI-X MDI MDI-X MDI
1 RD+ TD+ RD_D2+ TD_D1+
2 RD- TD- RD_D2- TD_D1-
3 TD+ RD+ TD_D1+ RD_D2+
4 BI_D4+ BI_D3+
5 BI_D4- BI_D3-
6 TD- RD- TD_D1+ RD_D2-
7 BI_D3+ BI_D4+
8 BI_D3- BI_D4-

Повторители Fast Ethernet

Классификация повторителей

Стандарт IEEE 802.3u определяет два типа повторителей 100 Мб/с ≈ класс1 и класс 2. Различие обусловлено сигнальными системами 100Base-TX, 100Base-FX и 100Base-T4. Сигналы, используемые в 100Base-TX и 100Base-FX, однотипны, но отличаются от сигналов 100Base-T4. Повторители, поддерживающие оба типа сигналов, вынуждены преобразовывать полученные сигналы для приведения их в соответствие с сигнализацией, используемой портом получателя. Необходимость преобразования вносит дополнительные задержки в распространение сигналов через повторитель. Отметим, что все концентраторы (хабы) относятся к числу повторителей.

Повторители класса 1

Повторители класса 1, иногда называемые трансляционными повторителями (translation repeater), обычно поддерживают оба типа сигналов ≈ 100Base-TX/FX и 100Base-T4. Трансляционные повторители вносят задержку в распространение сигналов из-за необходимости преобразования сигналов из одного типа в другой. Задержка сигналов не позволяет использовать в физическом домене более одного повторителя класса 1.

Поскольку в одном сегменте не допускается использовать более одного повторителя класса 1, такие повторители нельзя каскадировать. Для увеличения плотности портов следует использовать стековые устройства, которые позволяют объединить несколько физических устройств с помощью специальной шины в один логический повторитель. С точки зрения управления сетью и вносимых задержек стек повторителей эквивалентен одному повторителю.

Повторители класса 2

Повторители класса 2 (прозрачные ≈ transparent repeater) поддерживают только один тип сигналов (100Base-TX/FX или 100Base-T4) и позволяют устанавливать в одном коллизионном домене 2 устройства такого типа. Возможность использования двух повторителей класса 2 в одном домене обусловлена меньшими задержками, которые они вносят по сравнению с повторителями класса 1.

Ограничение на число повторителей в домене не влияет на число портов. Использование стековых повторителей, когда несколько физических устройств специальными средствами объединяются в один логический повторитель, позволяет увеличивать плотность портов в домене.

Следует отметить, что трансляция 100Base-TX/FX ≈ 100Base-T4 является достаточным, но отнюдь не обязательным критерием принадлежности к классу 1 ≈ множество концентраторов, поддерживающих только одну из технологий, тем не менее, не позволяет каскадировать концентраторы. Отметим также, что достаточно часто встречаются концентраторы, занимающие промежуточное положение между классом 1 и классом 2. Такие концентраторы (производства 3Com, Compex и др.) поддерживают каскадирование, но накладывают дополнительные ограничения на длину кабеля, соединяющего концентраторы. Поэтому при выборе концентраторов следует обращать внимание на параметры порта каскадирования (uplink). В концентраторах класса 2 длина кабеля каскадирования может достигать 100 метров (как и всех прочих кабелей 100Base-TX).


КОМПЬЮТЕР-ИНФОРМ ╧ 20