Расчет параметров сети: PDV

Цель работы: научиться производить расчет PDV в локальной сети.

Теоретические сведения:

Для того, чтобы сеть Ethernet могла функционировать корректно, ее конфигурация должна удовлетворять определенным требованиям, которые включают в себя:

1) Ограничение на максимальную/минимальную длину кабеля

2) Ограничение на количество компьютеров в одном сегменте сети

3) Ограничение на число повторителей между любыми двумя компьютерами в сети

Таблица 1 - Ограничения на конфигурацию сети Ethernet

4) Ограничение на время двойного оборота сигнала

Правило «четырех хабов» является достаточно простым, однако гарантирует корректность конфигурации сети с излишним «запасом». В некоторых случаях можно построить сеть и с большим числом повторителей между любыми двумя компьютерами в сети. Кроме того, правило четырех хабов не рассчитано на смешанные сети (коаксиал + витая пара + оптоволокно). Для более точной проверки используется расчет времени двойного оборота сигнала (PDV).

Четкое распознавание коллизий (столкновений) всеми компьютерами сети является необходимым условием корректной работы сети Ethernet. Если какой-либо передающий компьютер не распознает коллизию и решит, что кадр данных передан верно, то этот кадр данных будет утерян. Скорее всего, утерянный кадр будет передан повторно каким-либо протоколом верхнего уровня (транспортным или прикладным), но произойдет это через значительно более длительный интервал времени (иногда даже через несколько секунд), по сравнению с микросекундными интервалами, которыми оперирует протокол Ethernet. Поэтому если коллизии не будут надежно распознаваться узлами сети Ethernet, то это приведет к заметному снижению полезной пропускной сопсобности сети.

Для надежного распознавания коллизий необходимо, чтобы передающий компьютер успевал обнаружить коллизию еще до того, как он закончит передачу этого кадра. Для этого время передачи кадра минимальной длины должно быть больше или равно времени, за которое сигнал коллизии успевает распространиться до самого дальнего компьютера в сети. Так как в худшем случае сигнал должен пройти дважды между наиболее удаленными друг от друга компьютерами в сети (в одну сторону проходит неискжунный сигнал, а на обратном пути распространятеся уже искаженный коллизией сигнал), то это время называется временем двойного оборота (Path Delay Value, PDV).

Так как скорость распространения электрического сигнала конечна, то каждый метр кабеля вносит задержку в распространение сигнала. Существенную задержку также вносят повторители, вынужденные побитно принимать и усиливать сигнал. Для упрощения расчетов существует специальная таблица, содержащая величины задержек, указанных в битовых интервалах (см. таблицу 2). Суммарная величина PDV, рассчитанная по таблице, не должна превышать 575 битовых интервалов. Для увеличения надежности сети, на случай отклонения параметров кабеля и повторителей, лучше оставлять «про запас» четыре битовых интервала, то есть PDV не должно превышать 571 битовый интервал.

Таблица 2 – Данные для расчета значения PDV

* 10Base-FB, 10Base-FL, FOIRL – представляют собой различные варианты стандарта 10Base-F;

** В стандарте используются более точные термины: база левого, промежуточного и правого сегментов;

*** Для того, чтобы не нужно было два раза складывать здержки, вносимые кабелем, в таблице даются удвоенные величины задержек для каждого типа кабеля.

В таблице используются также такие понятия, как левый сегмент, правый сегмент и промежуточный сегмент. Левым сегментом считается сгмент компьютера-отправителя, а правым сегментом – сегмент компьютера-получатеся (см. рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема локальной сети Ethernet

Так как левый и правый сегменты имеют различные величины задержки повторителей, то в случае различных типов (коаксиал, витая пара, оптоволокно) сегментов на удаленных краях сети, необходимо выполнить расчеты дважды: один раз принять в качестве левого сегмента сегмент одного типа, в во второй – сегмент другого типа. Результатом считается максимальное значение PDV. В сети, изображенной на рисунке 1, оба крайних сегмента принадлежат к одному типу (10Base-T, витая пара), поэтому двойной расчет не требуется.

Расчет PDV для этой сети приведен ниже:

Левый сегмент 1: 15,3 (повторитель)+100х0,113 (кабель) = 26,6

Промежуточный сегмент 2: 33,5 (повторитель)+1000х0,1 (кабель) = 133,5

Промежуточный сегмент 3: 24 (повторитель)+500х0,1 (кабель) = 74,0

Промежуточный сегмент 4: 24 (повторитель)+500х0,1 (кабель) = 74,0

Промежуточный сегмент 5: 24 (повторитель)+500х0,1 (кабель) = 84,0

Правый сегмент 6: 165 (повторитель)+100х0,113 (кабель) = 176,3

Итого PDV: 568,4 битовых интервала

Так как расчетное значение PDV меньше максимально допустимой величины 575, то эта сеть проходит по критерию времени двойного оборота сигнала не смотря на то, что количество повторителей – больше четырех.