Правила проектирования сетей стандарта 10Base-T
Технология 10Base-T была стандартизована только в 1990 году (стандарт IEEE 802.3). 10Base-T предусматривает построение ЛВС путем использования кабельных сегментов для создания точечных каналов связи (point-to-point links). Тем самым основной топологией становится уже не “шина”, как в 10Base-5 и 10Base-2, а “звезда”. Геометрические размеры сетей, построенных по варианту 10Base-T также зависят от затухания сигнала в передающей среде и от времени распространения сигнала. Определив другой тип кабеля, соединители и другую топологию сети, 10Base-T остается тем же самым Ethernet-ом (в логическом смысле), что и 10Base-5. В логическом смысле, концентратор - Hub это просто сегмент коаксиального кабеля из технологии 10Base-5 или 10Base-2.
Правила применения технологии 10Base-T:
1. сеть стандарта 10Base-Т может содержать максимум четыре концентратора (правило 4-х хабов);
2. компьютеры подключаются к концентраторам с помощью UTP (STP) кабеля категории 3, 4 или 5;
- подключение компьютеров к концентраторам осуществляется с помощью коннекторов RJ-45 и кабелей “прямого соединения”;
- соединение концентраторов между собой осуществляется с помощью кабелей “перекрестного соединения” или, при использовании Up-Link-портов, - с помощью кабелей прямого соединения;
- максимальная длина UTP сегмента - 100 м;
- максимальное количество компьютеров, подключенных ко всем концентраторам ЛВС, - 1024;
- минимальная длина кабельного сегмента - 2.5 м;
- максимальная общая длина сети - 500 м.
Примеры применения технологии 10Base-T
Простейший вариант применения технологии 10Base-Т
Рисунок 5
Рисунок 6- Простейший пример применения технологии 10Base-T
Простейший вариант сети, построенной по технологии 10Base-T - сеть с одним концентратором (см. рис. 6). Самые распространенные маломощные концентраторы имеют 8 портов. С их помощью можно организовать сеть малого офиса, которая не будет сильно расти и не нуждается в сетевом администрировании. Такое решение приемлемо для территориально сосредоточенных сетей (в пределах нескольких смежных помещений). Нужно иметь в виду, что цена “за порт” у многопортовых концентраторов ниже. Поэтому, если планируется объединить в сеть около 20-ти компьютеров, целесообразнее приобрести один 24-х портовый концентратор, чем три 8-ми портовых.
Возможности технологии 10Base-Т
Один из вариантов геометрически предельных топологических схем ЛВС с применением технологии 10Base-T изображен на рисунке 7 Он не содержит ни одной пары узлов, между которыми было бы более 4-х концентраторов.
Рисунок 7- Вариант предельной топологии с применением технологии 10Base-T
Резюме правил и рекомендаций стандарта IEEE 802.3 (Ethernet)
- Максимальное число подключений на сегменте кабеля:
| по стандарту 10Base-T (кабель с витыми парами) | ||
| по стандарту 10Base-FL (оптический кабель) |
- Максимальная длина кабеля в метрах:
| по стандарту 10Base-T (кабель с витыми парами) | ||
| по стандарту 10Base-FL (оптический кабель) | до 2000 м (mm) до 4000...20000 м (sm) |
- Максимальное количество компьютеров в сети без применения специальных средств - 1024.
- Максимальное количество концентраторов или повторителей в любом сочетании между самыми дальними узлами сети - 4 (если среди них есть хотя бы один Fiber-Optic Hub, то 5).
- Максимальное количество мостов, коммутаторов или маршрутизаторов с функциями мостов между любыми двумя узлами сети - 7. Это рекомендация протокола связного дерева (Spanning Tree) по стандарту IEEE 802.1. При этом, когда путь данных проходит через мост (коммутатор), отсчет концентраторов и кабельных сегментов начинается сначала. Мост (коммутатор) изолирует трафик локальной сети.
- При проектировании сетей стандартов 10Base-T необходимо придерживаться требований, предъявляемых стандартом IEEE 802.3. С другой стороны, выполняя конкретные проекты, часто не удается обойтись этими правилами и приходится заниматься непосредственными поверочными расчетами задержек распространения сигналов. Однако, если при разработке сети удалось соблюсти все перечисленные выше требования, сеть будет успешно функционировать и Заказчик не выскажет Вам никаких претензий.
· Четкое распознавание коллизий – необходимое условие корректной работы сети Ethernet. Если станция не распознает коллизию до окончания передачи кадра, она решит, что кадр передан верно, и приготовится передавать следующий кадр. Таким образом, произойдет потеря кадра. Говоря точнее, искаженная информация будет повторно передана каким – либо протоколом верхнего уровня, например, транспортным или прикладным, но повтор будет через большой интервал времени по сравнению с микросекундными интервалами протокола Ethernet, что привет к снижению полезной пропускной способности.
Для подключения к сети удаленных групп могут быть использованы концентраторы с дополнительным волоконно-оптическим портом. Существуют три разновидности реализации такого порта:
· вставляемый в гнездо расширения slide-in-микротрансивер,
· вставляемый в гнездо разъема AUI навесной микротрансивер,
· постоянный оптический порт.
Оптические концентраторы применяются в качестве центрального устройства распределенной сети с большим количеством отдельных удаленных рабочих станций и небольших рабочих групп. Порты такого концентратора выполняют функции усилителей и осуществляют полную регенерацию пакетов. Существуют концентраторы с фиксированным количеством подключаемых сегментов, но некоторые типы концентраторов имеют модульную конструкцию, что позволяет гибко подстраиваться к существующим условиям. Чаще всего концентраторы и репитеры представляют собой автономные блоки с отдельным питанием.
Для надежного распознавания коллизий необходимо, чтобы Tmin>=PDV,где Tmin –время передачи кадра минимальной длины (576 битовых интервалов). PDV (Path Delay Value)– время, за которое сигнал дважды распространится до самого дальнего узла сети (в прямом направлении – неискаженный сигнал; в обратном – сигнал с коллизией, возникшей на подходе к дальнему узлу, что соответствует худшему случаю – максимальному времени обнаружения коллизии источником). При этом условии протокол Ethernet источника обнаружит коллизию еще до того, как закончит передачу кадра, и , соответственно, примет решение о его повторной передаче. Требования, предъявляемые стандартом IEEE 802.3, подобраны таким образом, что условие Tmin>=PDVгарантированно выполняется и коллизия всегда распознается.
Стандартом Ethernet IEEE 802.3 (Ethernet) предусматривается соблюдение еще одного требования при передаче кадров в сети. Сокращение межкадрового интервала PVV (Path Veriability Value)при прохождении кадров через все повторители не должно превышать 49 битовых интервалов. При отправке кадра узлы обеспечивают межкадровое расстояние 96 битовых интервалов. Тогда после прохождения повторителей оно должно быть не менее 96-49=47 битовых интервалов.
Соблюдение этих двух требований обеспечит работу сети даже при нарушении простых правил (правила 4-х хабов; правила 5-4-3 и др). Комитет 802.3 приводит исходные данные о задержках, вносимых элементами сети для расчета корректности сети в таких случаях. Эти расчеты особенно нужны для сетей из смешанных кабельных систем, на которые простые правила не рассчитаны. При этом максимальная длина сегмента должна строго соответствовать соответствующей технологии.
6.2.4.2 Непосредственный проверочный расчет корректности ЛВС
Расчетный метод оценки конфигурации сети основан на известной методике [4] и включает в себя два раздела:
· расчет ЛВС на PDV;
· расчет ЛВС на PVV.
Для обеспечения соответствия требованиям IEEE 802.3 в сети должны одновременновыполняться 2 указанных ниже условия:
задержка детектирования коллизий -
продолжительность двойного пути («туда и обратно») между любыми двумя точками (PDV) не должна превышать 575 bt
межпакетный интервал -
cокращение межкадрового интервала PVVне должно превышать 49 bt