Особенности использования оборудования 100Base-T в сетях Fast Ethernet

Технология Fast Ethernet, как и все некоаксиальные варианты Ethernet'а рассчитана на подключение конечных узлов - компьютеров с соответствующими сетевыми адаптерами - к многопортовым концентраторам-повторителям или коммутаторам.

Правила корректного построения сегментов сетей Fast Ethernet включают:

 ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих DTE c DTE;

 ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих DTE с портом повторителя;

 ограничения на максимальный диаметр сети;

 ограничения на максимальное число повторителей и максимальную длину сегмента, соединяющего повторители.

Остановимся подробнее на ограничениях, связанных с соединениями с повторителями.

В сетях 100-мегагерцного Еthernet используются повторители двух классов (I и II). Задержки сигналов в повторителях класса I больше (~140нс), зато они преобразуют входные сигналы в соответствии с регламентациями применяемыми при работе с цифровыми кодами. Такие повторители могут соединять каналы, отвечающие разным требованиям, например, 100base-TX и 100base-T4 или 100base-FX. Преобразование сигнала может занимать время, соответствующее передаче нескольких бит, поэтому в пределах одного логического сегмента может быть применен только один повторитель класса I, если кабельные сегменты имеют предельную длину. Повторители часто имеют встроенные возможности управления с использованием протокола SNMP.

Повторители класса II имеют небольшие задержки (~90нс или даже меньше), но никакого преобразования сигналов здесь не производится, и по этой причине они могут объединять только однотипные сегменты. Логический сегмент может содержать не более двух повторителя класса II, если кабели имеют предельную длину, они должны быть соединены между собой кабелем не длиннее 5 метров. Повторители класса II не могут объединять сегменты разных типов, например, 100base-TX и 100base-T4. Согласно требованиям комитета IEEE время задержки сигнала jam в повторителе Fast Ethernet (TX и FX) не должно превышать 460 нсек, а для 100base-T4 0 нсек. Для повторителей класса I эта задержка не должна быть больше 1400 нсек.

Значения предельных длин сегментов для различных конфигураций сети приведены в таблице 1.

Таблица 1. Максимальные размеры логического кабельного сегмента

Таблица 2. Типовые задержки для различных устройств Fast Ethernet

Рис. 4. Возможная схема 100-мегагерцной сети Еthernet.

Из рисунка видно, что максимальная длина логического сегмента не может превышать А+Б+В = 205 метров. Предельно допустимые длины кабелей А и В приведены в таблице 3.

Таблица 3. Максимально допустимые длины кабелей для сети, показанной на рис. 4. (Таблица взята из книги Лаема Куина и Ричарда Рассела Fast Ethernet).

локальный сеть сегмент повторитель

В сетях Fast Ethernet максимальное значение окна коллизий равно 5,12 мксек и называется временем канала (slot time). Это время в точности соответствует минимальной длине пакета в 64 байта. Для более короткого пакета коллизия может быть не зафиксирована. Окно коллизий представляет собой время от начала передачи первого бита кадра до потери возможности регистрации коллизии с любым узлом сегмента, это время равно удвоенной задержке распространения сигнала между узлами (RTT). Конфигурация сети Fast Ethernet, для которой значение окна коллизий превышает время канала, не верна. Время канала задает величину минимального размера кадра и максимальный диаметр сети. Для пояснения этих взаимозависимостей рассмотрим сеть, показанную на рис. 5.

Рис. 5.

Задержка повторителя складывается из задержек физического уровня обоих портов и собственно задержки повторителя. Задержка на физическом уровне сетевого интерфейса считается равной 250 нсек. Рассмотрим задержки сигнала для всех пар узлов (a, b и c) изображенной на рисунке сети:

Заключение

Всякая, даже гигантская сеть была когда-то маленькой. Обычно сеть начинается с одного сегмента, когда ресурсы одного сегмента исчерпаны, добавляется повторитель. Так продолжается до тех пор, пока ресурсы удлинения сегментов и каналы концентраторов закончатся и будет достигнуто предельное число повторителей в сети. Если при построении сети длина кабельных сегментов и их качество не контролировалось, возможен и худший сценарий - резкое увеличение числа столкновений или вообще самопроизвольное отключение от сети некоторых ЭВМ. Когда это произошло, администратор сети должен понять, что время дешевого развития сети закончилось - надо думать о приобретении мостов, сетевых переключателей, маршрутизаторов, а возможно и диагностического оборудования. Применение этих устройств может решить и проблему загрузки некоторых сегментов, ведь в пределах одного логического сегмента потоки, создаваемые каждым сервером или обычной ЭВМ, суммируются. Не исключено, что именно в этот момент сетевой администратор заметит, что топология сети неудачна и ее нужно изменить. Чтобы этого не произошло, рекомендуется с самого начала тщательно документировать все элементы (кабельные сегменты, интерфейсы, повторители и пр.).

Список литературы

1. Актерский Ю.Е. Сети ЭВМ и телекоммуникации: Учебное пособие. - СПб.: ПВИРЭ КВ, 2005. - 223 с.

. Семёнов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ), book.itep.ru

3. Интернет