95
В общем случае стандарт 10Base-5 допускает использование
до 4-х повторителей, соединяющих в этом случае 5 сегментов
длиной до 500 м каждый, если используемые повторители удовлетворяют ограничениям на допустимые величины задержек сигналов. При этом общая длина сети будет составлять 2500 м, и такая конфигурация гарантирует правильное обнаружение коллизии крайними станциями сети. Только 3 сегмента из 5 могут быть нагруженными, то есть сегментами с подключенными к ним трансиверами конечных станций.
Правила 4-х повторителей и максимальной длины каждого из сегментов легко использовать на практике для определения корректности конфигурации сети. Однако эти правила применимы только тогда, когда все соединяемые сегменты представляют собой одну физическую среду, то есть в нашем случае толстый коаксиальный кабель, а все повторители также удовлетворяют требованиям физического стандарта 10Base-5. Аналогичные простые правила существуют и для сетей, все сегменты которых удовлетворяют требованиям другого физического стандарта, например, 10Base-T или 10Base-F. Однако для смешанных случаев, когда в одной сети Ethernet присутствуют сегменты различных физических стандартов, правила, основанные только на количестве повторителей и максимальных длинных сегментов становятся более запутанными.
Поэтому более надежно рассчитывать время полного оборота сигнала (PDV) по смешанной сети с учетом задержек в каждом типе сегментов и в каждом типе повторителей.
Расчет PDV и PVV. 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).
Максимальная длина каждого физического сегмента не более величины, определенной в соответствующем стандарте физического уровня;
Удвоенная задержка распространения сигнала (Path Delay Value, PDV) между двумя самыми удаленными друг от друга станциями сети не превышает 575 bt (количество битовых интервалов в пакете минимальной длины с учетом преамбулы).
96
Сокращение межкадрового расстояния (Path Variability Value, PVV) при прохождении последовательности кадров через все повторители не более чем на 49 bt (напомним, что при отправке кадров станция обеспечивает начальное межкадровое расстояние в 96 битовых интервалов, значит после прохождения сегмента оно должно быть не меньше, чем 96 – 49 = 47 bt).
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 (PDV) 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.
97
Таблица 2
|
|
|
|
База ле- |
|
|
База про- |
|
|
База пра- |
|
|
Задержка |
|
|
Max дли- |
|
|
Тип сег- |
|
|
|
|
межу- |
|||||||||||
|
|
|
вого сег- |
|
|
|
|
вого сег- |
|
|
среды на |
|
|
на сег- |
|
||
|
мента |
|
|
|
|
точного |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
мента |
|
|
|
|
мента |
|
|
1 м |
|
|
мента |
|
||
|
|
|
|
|
|
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 |
|
||||||
Поясним терминологию, использованную в этой таблице, на примере сети, изображенной на рис. 27.
|
|
|
|
600 м |
|
|
hub 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
500 м |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
10Base-FB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10Base-FB |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
hub 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hub 4 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
850 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
600 м |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
10Base-FL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10Base-FB |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
hub 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hub 5 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 м |
250 м |
|
|
A |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
10Base-T |
10Base-FL |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
Рис. 27 — Пример сети Ethernet
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 PDViБАЗА, названная базой, которая зависит только от типа сегмента и от положения сегмента на пути сигнала (левый, промежуточный или правый).
98
Кроме этого, с каждым сегментом связана задержка распространения сигнала вдоль кабеля сегмента, которая зависит от длины сегмента Li и вычисляется путем умножения времени рас-
пространения сигнала по одному метру кабеля ti1м (в битовых интервалах) на длину кабеля в метрах:
PDVi PDViБАЗА Li ti1м.
Общее значение PDV равно сумме базовых и переменных задержек всех сегментов сети:
PDV PDVi.
i
Значения констант в табл. 2 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 (A–B), а во второй раз — сегмент другого типа (B–A), а результатом считать максимальное значение PDV.
Таблица 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A–B |
Ethernet |
Длина, м |
|
Расчет |
PDV |
A–1 (левый) |
10Base-T |
100 |
15.3 |
+ 100 × 0.113 |
26.6 |
1–2 |
10Base-FL |
850 |
33.5 |
+ 850 × 0.1 |
118.5 |
2–3 |
10Base-FB |
600 |
24 + 600 × 0.1 |
84 |
|
3–4 |
10Base-FB |
500 |
24 + 500 × 0.1 |
74 |
|
4–5 |
10Base-FB |
600 |
24 + 600 × 0.1 |
84 |
|
5–B (правый) |
10Base-FL |
250 |
156 + 250 × 0.1 |
181 |
|
|
|
2900 |
|
|
568.1 |
B–A |
Ethernet |
Длина, м |
|
Расчет |
PDV |
B–5 (левый) |
10Base-FL |
250 |
12.3 |
+ 250 × 0.1 |
37.3 |
5–4 |
10Base-FB |
600 |
24 + 600 × 0.1 |
84 |
|
4–3 |
10Base-FB |
500 |
24 + 500 × 0.1 |
74 |
|
3–2 |
10Base-FB |
600 |
24 + 600 × 0.1 |
84 |
|
2–1 |
10Base-FL |
850 |
33.5 |
+ 850 × 0.1 |
118.5 |
1–A (правый) |
10Base-T |
100 |
165 + 100 × 0.113 |
176.3 |
|
|
|
2900 |
|
|
574.1 |
99
В табл. 3 приведены расчеты PDV для каждого сегмента (рис. 27) в обоих направлениях, в результате задержка распространения сигнала получилась равной 574.1 bt. 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 существенно больше 2 500 м и используется целых 5 повторителей.
Расчет PVV. Для расчета PVV также можно воспользоваться табличными значениями максимальных величин уменьшения межкадрового интервала при прохождении повторителей различных физических сред (табл. 4).
Таблица 4
|
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.
Таблица 5
A–B |
Ethernet |
PVV |
A–1 (левый) |
10Base-T |
10.5 |
1–2 |
10Base-FL |
8 |
2–3 |
10Base-FB |
2 |
3–4 |
10Base-FB |
2 |
4–5 |
10Base-FB |
2 |
5–B (правый) |
10Base-FL |
8 |
|
|
32.5 |
B–A |
Ethernet |
PVV |
B–5 (левый) |
10Base-FL |
10.5 |
5–4 |
10Base-FB |
2 |
4–3 |
10Base-FB |
2 |
3–2 |
10Base-FB |
2 |
2–1 |
10Base-FL |
8 |
1–A (правый) |
10Base-T |
8 |
|
|
32.5 |
Сумма этих величин дает значение PVV, равное 32.5 bt, что меньше предельного значения в 49 битовых интервалов.
В результате, приведенная в примере сеть по всем параметрам соответствует стандартам Ethernet.