Принципы расчета конфигурации сети
Соблюдение многочисленных ограничений, установленных для различных стандартов физического уровня сетей Ethernet, гарантирует корректную работу сети (естественно, при исправном состоянии всех элементов физического уровня). Основные характеристики и ограничения технологии Ethernet приведены в таблицах 3.1 и 3.2.
Таблица 3.1 - 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 3.2 - 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 | Неэкраниро-ванная витая пара категорий 3,4,5 | Многомодо-вый воло- конно-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 повторителей между любыми станциями сети | 4 (5 для 10Base-FB) |
Наиболее часто приходится проверять ограничения, связанные с длиной отдельного сегмента кабеля, а также количеством повторителей и общей длиной сети.
Правила «5-4-3» (допускается соединение в линию до 5 сегментов не более чем через 4 повторителя, из этих сегментов только 3 могут использоваться для подключения узлов (Trunk segments), остальные (Link segments) используются как удлинители) для коаксиальных сетей и «4 хабов» (число повторителей (концентраторов) между любыми двумя компьютерами в сети Ethernet не может быть больше четырех) для сетей на основе витой пары и оптоволокна не только дают гарантии работоспособности сети, но и оставляют большой «запас прочности» сети. Например, если посчитать время двойного оборота в сети, состоящей из 4 повторителей 10Base-5 и 5 сегментов максимальный длины 500 м, то окажется, что оно составляет 537 битовых интервала. А так как время передачи кадра минимальной длины (вместе с преамбулой), составляющей 72 байт, равно 575 битовым интервалам, то видно, что разработчики стандарта Ethernet оставили 38 битовых интервала в качестве запаса для обеспечения надежности. Тем не менее в документах комитета IEEE 802.3 утверждается, что и 4 дополнительных битовых интервала создают достаточный запас надежности.
Комитет IEEE 802.3 приводит исходные данные о задержках (таблицы 3.3 и 3.4), вносимых повторителями и различными средами передачи данных, для тех специалистов, которые хотят самостоятельно рассчитывать максимальное количество повторителей и максимальную общую длину сети, не довольствуясь теми значениями, которые приведены в правилах «5-4-3» и «4 хабов».
Таблица 3.3 - Данные для расчета значения PDV(Path Delay Value - время двойного оборота)
| 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 3.4 - Уменьшение межкадрового интервала повторителями
| Передающий сегмент, bt | Промежуточный сегмент, bt | |
| 10Base-5 или 10Base-2 | ||
| 10Base-FB | - | |
| 10Base-FL | 10,5 | |
| 10Base-T | 10,5 |
Особенно такие расчеты полезны для сетей, состоящих из смешанных кабельных систем, например, коаксиала и оптоволокна, на которые правила о количестве повторителей не рассчитаны. При этом максимальная длина каждого отдельного физического сегмента должна строго соответствовать стандарту, то есть 500 м для «толстого» коаксиала, 100 м для витой пары и т. д.
Чтобы сеть Ethernet, состоящая из сегментов различной физической природы, работала корректно, необходимо выполнение четырех основных условий:
- количество станций в сети - не более 1024;
- максимальная длина каждого физического сегмента - не более величины, определенной в соответствующем стандарте физического уровня;
- время двойного оборота сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети - не более 575 битовых интервала;
- сокращение межкадрового интервала (Path Variability Value, PVV) при прохождении последовательности кадров через все повторители - не больше, чем 49 битовых интервала (так как при отправке кадров конечные узлы обеспечивают начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервала, то после прохождения повторителя оно должно быть не меньше, чем= 47 битовых интервала).
Соблюдение этих требований обеспечивает корректность работы сети даже в случаях, когда нарушаются простые правила конфигурирования, определяющие максимальное количество повторителей и общую длину сети в 2500 м.