Экспоненциальный алгоритм вычисления задержки

• Выбирается либо 0, либо 1 (Если выпадет 0 - то рабочая станция будет сразу повторно передавать информацию, т.е. задержка будет нулевой, если 1 - выжидает 51,2[мкс]). Ясно, что в этом случае вероятность возникновения повторной коллизии 50%.

• Если повторная коллизия возникла, то случайным образом выбирается либо 0, либо 1, либо 2.

• Соответственно каждый следующий раз случайный выбор ведется из все большего количества чисел. Каждое следующее число высчитывается по формуле: 2^k-1, где k - количество подряд идущих коллизий и k^max=10. t_{задержки} = 51,2[мкс] * RAND(0,2^min(k,10)). Получается, что числа, из которых ведется отбор находятся в интервале (0..1023), после k=10 интервал не увеличивается. После 16 подряд идущих коллизий передача прекращается и на верхний (сетевой) сообщение об ошибке передачи.

Полезная пропускная способность - пропускная способность при передаче пользовательской информации, поступающей с 3-го уровня. Полная пропускная способность - то же самое + служебная информация 2-го уровня. Пример: Рассчитаем сколько кадров можно передать за 1 секунду: min) Длина минимального кадра = 64 + 8 = 72 байта = 576 бит. Тогда количество кадров будет равным 576 * 0,1[мкс] + 9,6[мкс] = 67,2[мкс] ~ 14880[кадров/с]. max) Если посчитать, то будет 813[кадров/с]. Обычно на основе рассчитанного максимального количества кадров минимальной длины выдвинаются требования к оборудованию. Т.е. сетевое оборудование должно успевать обрабатывать 14880 кадров в секунду. Со временем стали возникать ситуации, когда в моноканале со случайным доступом одна группа рабочих станций в основном обращалась к серверу1(в принципе такая же рабочая станция), а другая группа к серверу2. Однако среда передачи оставалась одна на всех, с общими коллизиями. Тогда было принято решение разделить всю сеть на 2 сегмента - 2 домена коллизий, которые связываются с помощью специального устройства - моста(bridge), который фильтрует MAC-адреса и если MAC адрес получателя из той же половины, где находится отправитель, то кадр не передается в другой сегмент. Мост (двухпортовый) устроен следующим образом:

• Один порт отвечает за первую половину, другой за вторую.

• В нем имеется таблица MAC-адресов, сассоциированных с одним из его портов.

• Это устройство 2-го уровня OSI.

• Для того, чтобы узнать с каким портом ассоциировать MAC-адрес рабочей станции, мост смотрит на адрес отправителя и записывает его вместе с номером порта, на который пришел кадр в свою внутреннюю таблицу. Таким образом по мере работы таблица заполняется.

Многопортовые мосты называются коммутаторами (switch).

Виртуальные Локальные Сети vlan

VLAN - Virtual Local Area Network. Так может выглядеть устройство сети, с участием свича:

Тенологии передачи

1. Cut-Throught / On-the-fly. Кадры или их фрагменты принимаются и тут же отсылаются дальше.

2. Технология буферизации Store-And-Forward. Кадр принимается целиком, накапливаются в буфере в случае правильности передачи, если передача произведена с ошибкой, то кадр выкидывается. Т.е. происходит фильтрация ошибочных кадров. Однако за счет этого задержки будут больше. Плюсом этой технологии является то, что к портам свича могут подключаться сегменты сети с разной проиводительностью (10Мбит, 100Мбит), т.е. позволительно согласовывать получателей и отправителей с разными скоростями передачи. Коммутаторы, в отличие от хабов, не передают JAM последовательности.

Характеристики коммутаторов:

1. Способ коммутации (технология передачи).

2. Допустимый размер внутренней адресной таблицы.

3. Скорость фильтрации (относится к каждому отдельному порту) - максимальное количество кадров, которое порт может обработать за 1 секунду.

4. Агрегированная пропускная способность - определяет какое максимальное количество кадров может обработать коммутатор (в целом) за 1 секунду.

Технология коммутации была разработана, как способ увеличения производительности 10 Мбит Ethernet сетей, однако параллельно развивалась технология FastEthernet. В институте IEEE была сформирована исследовательская группа по стандартизации новой технологии. Были сохранены:

• CSMA/CD

• формат кадров

• обеспечение полной совместимости физических уровней (сохранились топологии сетей и поддержка традиционного оборудования).

Был принят стандарт 802.3u - дополнение к стандарту 802.3 Поддерживается витая пара с ограничениями и оптоволокно (ВОК). Ограничения витой пары: UTP Cat3 4 пары UTP Cat5 2 пары Таким образом, новая технология поддерживала 100BaseTX, 100BaseT4, 100BaseFX. Кадр при этом передается в 10 раз быстрее, а IFG (междукадровая пауза) в 10 раз меньше. Особенностью FastEthernet является наличие функции автосогласования (Auto-Negotiation) порта. Допустим, к коммутатору подсоединены 2 рабочие станции, при этом первая способна вести передачу со скоростью 100Мбит/c, а вторая только 10Мбит/c. В этом случае, пользуясь функцией автосогласования эти два устройства могут выбрать оптимаьный режим работы. Коммутатор сам автоматически настроится на нужную скорость. Режимы работы порта:

• 10BaseT - 2 пары Cat3 (полудуплексный режим)

• 10BaseT fullduplex - 2 пары Cat3

• 100BaseTX - 2 пары Cat5 (полудуплексный режим)

• 100BaseTX fullduplex - 2 пары Cat5

• 100BaseT4 - 4 пары Cat3

При подключении сетевого адаптера к коммутатору он высылает специальный тестовый импульс (Link Test Pulse), с помощью которого коммутатор определяет его.