Расчет конфигурации и производительности сети Ethernet
Определение максимальной длины сегментов и количества повторителей по технологии Ethernet. Расчёт количества обрабатываемых кадров в секунду и пропускной способности локальных сетей. Выбор коммуникационного оборудования. Устранение коллизий и задержек.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 14.10.2014 |
Размер файла | 220,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Российский Государственный Университет Туризма и Сервиса
Реферат
По дисциплине:
Технические и аппаратные средства вычислительных сетей
Тема:
Расчет конфигурации и производительности сети Ethernet
Выполнил:Студент 4-го курса
группы ИСЗбс 11-1 Надеждин П.С.
Принял преподаватель: Борисов Р.С.
Подольск
2014 г.
1. Методика расчета конфигурации сети Ethernet
Для того, чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо, чтобы выполнялись три основных условия:
· Количество станций в сети не превышает 1024 (с учетом ограничений для коаксиальных сегментов).
· Удвоенная задержка распространения сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не превышает 575 битовых интервалов.
· Сокращение межкадрового расстояния (Interpacket Gap Shrinkage) при прохождении последовательности кадров через все повторители не более, чем на 49 битовых интервалов (напомним, что при отправке кадров станция обеспечивает начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервалов).
Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и максимальную длину сегментов каждого типа.
Физический смысл ограничения задержки распространения сигнала по сети уже пояснялся - соблюдение этого требования обеспечивает своевременное обнаружение коллизий.
Требование на минимальное межкадровое расстояние связано с тем, что при прохождении кадра через повторитель это расстояние уменьшается. Каждый пакет, принимаемый повторителем, ресинхронизируется для исключения дрожания сигналов, накопленного при прохождении последовательности импульсов по кабелю и через интерфейсные схемы.
Процесс ресинхронизации обычно увеличивает длину преамбулы, что уменьшает межкадровый интервал.
При прохождении кадров через несколько повторителей межкадровый интервал может уменьшиться настолько, что сетевым адаптерам в последнем сегменте не хватит времени на обработку предыдущего кадра, в результате чего кадр будет просто потерян.
Поэтому не допускается суммарное уменьшение межкадрового интервала более чем на 49 битовых интервалов.
Величину уменьшения межкадрового расстояния при переходе между соседними сегментами обычно называют в англоязычной литературе Segment Variability Value, SVV, а суммарную величину уменьшения межкадрового интервала при прохождении всех повторителей - Path Variability Value, PVV. Очевидно, что величина PVV равна сумме SVV всех сегментов, кроме последнего.
Расчет PDV: Для упрощения расчетов обычно используются справочные данные, содержащие значения задержек распространения сигналов в повторителях, приемопередатчиках и в различных физических средах.
Таблица 1.
Тип сегмента |
База левого сегмента |
База промежуточного сегмента |
База правого сегмента |
Задержка среды на 1 м |
Максимальная длина сегмента |
|
10Base-5 |
11.8 |
46.5 |
169.5 |
0.0866 |
500 |
|
10Base-2 |
11.8 |
46.5 |
169.5 |
0.1026 |
185 |
|
10Base-T |
15.3 |
42.0 |
165.0 |
0.113 |
100 |
|
10Base-FB |
- |
24.0 |
- |
0.1 |
2000 |
|
10Base-FL |
12.3 |
33.5 |
156.5 |
0.1 |
2000 |
|
FOIRL |
7.8 |
29.0 |
152.0 |
0.1 |
1000 |
|
AUI (> 2 м) |
0 |
0 |
0 |
0.1026 |
2+48 |
В таблице 3 приведены данные, необходимые для расчета значения PDV для всех физических стандартов сетей Ethernet, взятые из справочника Technical Reference Pocket Guide (Volume 4, Number 4) компании Bay Networks.
Поясним терминологию, использованную в этой таблице, на примере сети, изображенной на рисунке 1.
Рис. 1. Пример сети Ethernet, состоящей из сегментов различных физических стандартов
сегмент ethernet коммуникационный сеть
Левым сегментом называется сегмент, в котором начинается путь сигнала от выхода передатчика (выход Tx) конечного узла. Затем сигнал проходит через промежуточные сегменты и доходит до приемника (вход Rx) наиболее удаленного узла наиболее удаленного сегмента, который называется правым. 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).
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.
Общее значение PDV равно сумме базовых и переменных задержек всех сегментов сети. Значения констант в таблице даны с учетом удвоения величины задержки при круговом обходе сети сигналом, поэтому удваивать полученную сумму не нужно.
Так как левый и правый сегмент имеют различные 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 раз - сегмент другого типа, а результатом считать максимальное значение PDV. В нашем примере крайние сегменты сети принадлежат к одному типу - стандарту 10Base-T, поэтому двойной расчет не требуется, но если бы они были сегментами разного типа, то в первом случае нужно было бы принять в качестве левого сегмент между станцией и концентратором 1, а во втором считать левым сегмент между станцией и концентратором 5.
Рассчитаем значение PDV для нашего примера.
Левый сегмент 1: 15.3 (база) + 100 м ґ 0.113 /м = 26.6
Промежуточный сегмент 2: 33.5 + 1000 ґ 0.1 = 133.5
Промежуточный сегмент 3: 24 + 500 ґ 0.1 = 74.0
Промежуточный сегмент 4: 24 + 500 ґ 0.1 = 74.0
Промежуточный сегмент 5: 24 + 600 ґ 0.1 = 84.0
Правый сегмент 6: 165 + 100 ґ 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 величине максимально возможной задержки оборота сигнала. Несмотря на то, что ее общая длина больше 2500 метров.
Расчет PVV: Для расчета PVV также можно воспользоваться табличными значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред (таблица 2 взята из того же справочника, что и предыдущая).
Таблица 2.
Тип сегмента |
Передающий сегмент |
Промежуточный сегмент |
|
10Base-5 или 10Base-2 |
16 |
11 |
|
10Base-FB |
- |
2 |
|
10Base-FL |
10.5 |
8 |
|
10Base-T |
10.5 |
8 |
В соответствии с этими данными рассчитаем значение PVV для нашего примера.
Левый сегмент 1 10Base-T: дает сокращение в 10.5 битовых интервалов
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 интервалов.
В результате, приведенная в примере сеть по всем параметрам соответствует стандартам Ethernet.
2. Производительность сети Ethernet
Количество обрабатываемых кадров Ethernet в секунду часто указывается производителями мостов/коммутаторов и маршрутизаторов как основная характеристика производительности этих устройств. В свою очередь, интересно знать чистую максимальную пропускную способность сегмента Ethernet в кадрах в секунду в идеальном случае, когда в сети нет коллизий и нет дополнительных задержек, вносимых мостами и маршрутизаторами.
Для коммуникационного оборудования наиболее тяжелым режимом является обработка кадров минимальной длины. Это объясняется тем, что на обработку каждого кадра мост, коммутатор или маршрутизатор тратит примерно одно и то же время, связанное с просмотром таблицы продвижения пакета, формированием нового кадра (для маршрутизатора) и т. п. А количество кадров минимальной длины, поступающих на устройство в единицу времени, естественно больше, чем кадров любой другой длины. Другая характеристика производительности коммуникационного оборудования - бит в секунду - используется реже, так как она не говорит о том, какого размера кадры при этом обрабатывало устройство, а на кадрах максимального размера достичь высокой производительности, измеряемой в битах в секунду гораздо легче.
Используя параметры, приведенные в табл. 3, рассчитаем максимальную производительность сегмента Ethernet в таких единицах, как число переданных кадров (пакетов) минимальной длины в секунду.
Таблица 3.
Для расчета максимального количества кадров минимальной длины, проходящих по сегменту Ethernet, заметим, что размер кадра минимальной длины вместе с преамбулой составляет 72 байт или 576 бит (рис. 3.5.), поэтому на его передачу затрачивается 57,5 мкс. Прибавив межкадровый интервал в 9,6 мкс, получаем, что период следования кадров минимальной длины составляет 67,1 мкс. Отсюда максимально возможная пропускная способность сегмента Ethernet составляет 14 880 кадр/с. (14903)
Рис. 2. К расчету пропускной способности протокола Ethernet
Кадры максимальной длины технологии Ethernet имеют поле длины 1500 байт, что вместе со служебной информацией дает 1518 байт, а с преамбулой составляет 1526 байт или 12 208 бит. Максимально возможная пропускная способность сегмента Ethernet для кадров максимальной длины составляет 813 кадр/с (818).
Теперь рассчитаем, какой максимальной полезной пропускной способностью в бит в секунду обладают сегменты Ethernet при использовании кадров разного размера.
Под полезной пропускной способностью протокола понимается скорость передачи пользовательских данных, которые переносятся полем данных кадра. Эта пропускная способность всегда меньше номинальной битовой скорости протокола Ethernet за счет нескольких факторов:
· служебной информации кадра;
· межкадровых интервалов (IPG);
· ожидания доступа к среде.
Для кадров минимальной длины полезная пропускная способность равна:
СП =14880 * 46 *8 = 5,48 Мбит/с.
Это намного меньше 10 Мбит/с, но следует учесть, что кадры минимальной длины используются в основном для передачи квитанций, так что к передаче собственно данных файлов эта скорость отношения не имеет.
Для кадров максимальной длины полезная пропускная способность равна:
СП = 813 *1500 * 8 =9,76 Мбит/с,
что весьма близко к номинальной скорости протокола.
При использовании кадров среднего размера с полем данных в 512 байт пропускная способность сети составит 9,29 Мбит/с, что тоже достаточно близко к предельной пропускной способности в 10 Мбит/с.
Отношение текущей пропускной способности сети к ее максимальной пропускной способности называется коэффициентом использования сети (network utilization). При этом при определении текущей пропускной способности принимается во внимание передача по сети любой информации, как пользовательской, так и служебной.
При отсутствии коллизий и ожидания доступа коэффициент использования сети зависит от размера поля данных кадра и имеет максимальное значение 0,976 при передаче кадров максимальной длины.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Четкое распознавание коллизий всеми станциями сети как необходимое условие корректной работы сети Ethernet. Программы, имитирующие работу станции в компьютерной сети стандарта Ethernet и Token Ring. Имитация работы сетей, из пропускной способности.
курсовая работа [36,6 K], добавлен 24.06.2013Обзор и анализ возможных технологий построения сети: Ethernet, Token Ring, FDDI, Fast Ethernet. Основные виды кабелей и разъемов. Выбор архитектуры, топологии ЛВС; среды передачи данных; сетевого оборудования. Расчет пропускной способности локальной сети.
дипломная работа [476,4 K], добавлен 15.06.2015Два типа локальных сетей: одноранговые и сети с выделенным сервером, их преимущества и недостатки. Выбор топологии сети. Спецификация физической среды ETHERNET. Расчет корректности сети - величин PDV и PVV и оценка их с предельно допустимыми в Ethernet.
курсовая работа [569,2 K], добавлен 01.09.2014Современные технологии локальных сетей. Методы доступа в локальную вычислительную сеть (ЛВС). Особенности эталонной модели ЛВС. Расчет сети доступа на базе Fast Ethernet. Расчет максимального времени задержки сигналов в каждой компьютерной группе.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.03.2012Логическая структуризация и проектирование сети. Основные недостатки сети, построенной на одной разделяемой среде. Преодоление ограничений из-за использования общей разделяемой среды. Структуризация с помощью повторителей и мостов. Размер сети Ethernet.
реферат [24,0 K], добавлен 28.11.2010Преимущества и недостатки сетевого соединения компьютеров. Компоненты компьютерной сети. Оборудование Ethernet, характеристика классов коммутаторов Ethernet, кабельных систем. Монтаж и настройка сети, решение проблем, связанных с сетевым оборудованием.
курсовая работа [482,5 K], добавлен 29.06.2010Описание стандарта 10-Gigabit Ethernet, принципы его организации и структура, типы спецификации. Отличительные особенности и характеристики от динамики глобальных и локальных сетей. Тенденции и перспективы развития технологии 10-Gigabit Ethernet.
реферат [27,2 K], добавлен 11.05.2015Расчет площадей помещений и количества компьютеров. Выбор и обоснование топологии сети. Обоснование среды передачи. Расчет необходимого количества оборудования, кабеля и корректности сети. Выбор операционной системы и протоколов.
курсовая работа [41,4 K], добавлен 06.04.2012Концепция построения, назначение и типы компьютерных сетей. Архитектура локальной сети Ethernet. Обзор и анализ сетевого оборудования и операционных систем. Обоснование выбора аппаратно-программной платформы. Принципы и методы проектирования ЛВС Ethernet.
дипломная работа [162,5 K], добавлен 24.06.2010Выбор и обоснование технологии построения ЛВС. Анализ среды передачи данных. Выбор и обоснование аппаратного обеспечения сети, коммуникационные устройства. Расчет пропускной способности сети Fast Ethernet. Программное обеспечение управления сетью.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.03.2014Сравнительный анализ различных топологий сетей. Исследование элементов структурированной кабельной системы. Методы доступа и форматы кадров технологии Ethernet. Локальные сети на основе разделяемой среды: технология TokenRing, FDDI, Fast Ethernet.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.12.2014Проектирование компьютерной локальной сети по технологии Ethernet 10Base-T, 1000Base-LX , выбор топологии и необходимого аппаратное и программное обеспечение. Расчет затрат на сетевое оборудование, проектирование и монтаж локальной сети организации.
курсовая работа [73,5 K], добавлен 09.07.2014Типовые топологии информационных сетей, методы доступа. Выбор аппаратных средств информационной сети. Правила построения сегментов Fast Ethernet и определение структуры сети, оценка конфигурации. Разработка базы данных, выбор программного обеспечения.
дипломная работа [279,8 K], добавлен 06.01.2012Описание структурированной кабельной системы, сетевого оборудования и среды передачи данных. Особенности технологии Ethernet. Выбор топологии сети и способа управления ею. Проектирование проводной и беспроводной локальных сетей. Конфигурирование сервера.
аттестационная работа [2,1 M], добавлен 25.12.2012Понятие и особенности технологии Ethernet, алгоритм работы сети. Построение схемы сети Ethernet по принципу топологии шины. Аналитическое и имитационное моделирование базовой 10-мегабитной сети Ethernet с помощью специализированной системы GPSS Worl.
курсовая работа [268,1 K], добавлен 16.05.2013Понятие и функциональные особенности Ethernet как пакетной технологии передачи данных преимущественно локальных компьютерных систем. Стандарты данной системы и основные требования, предъявляемые к ней. Структура и взаимосвязь элементов, принцип работы.
лекция [166,9 K], добавлен 15.04.2014Выбор и обоснование технического обеспечения для разрабатываемой локальной сети в школе с использованием технологии Ethernet и топологией "звезда". Перечень активного и пассивного технического оборудования, необходимого для локальной вычислительной сети.
курсовая работа [190,4 K], добавлен 15.11.2012Разработка высокоскоростной корпоративной информационной сети на основе линий Ethernet c сегментом мобильной торговли для предприятия ООО "Монарх". Мероприятия по монтажу и эксплуатации оборудования. Расчет технико-экономических показателей проекта.
курсовая работа [417,5 K], добавлен 11.10.2011Разработка Ethernet как пакетной технологии передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей. Особенности операционной системы как части системного программного обеспечения. Применение в глобальных технологиях Asynchronous Transfer Mode.
курсовая работа [453,7 K], добавлен 01.02.2015Особенности разработки ЛВС стандарта Fast Ethernet 100 Мбит/с иерархического типа, состоящей из 14 рабочих станций и одного сервера. Подбор оборудования, обзор топологий и стандартов на ЛВС. Расчет пропускной способности сети, примерная смета расходов.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 17.03.2011