Национальный исследовательский ядерный университет
«МИФИ»
_____________________________________________________________________
Факультет: Автоматики и электроники
Кафедра: Микро- и наноэлектроники
Отчет по домашнему заданию №3 вариант №5:
«Расчет корректности построения сегментов классических сетей Ethernet/Fast»
Выполнил:
студент группы А9-09 Блинов П.И.
Преподаватель:
доцент, к. т. н. Лапшинский В.А.
Москва 2010 Содержание:
Постановка задачи …………………………………………………………….... 3
Краткое описание проекта для варианта ДЗ ……………………………….. 3
Выбор стандарта Ethernet ……………………………………………………... 4
Расчет сети Ethernet (10mbit) ……………………………………………….… 6
Расчет PDV …………………………………………………………………….… 7
Расчет PVV …………………………………………………………………….… 7
Защита сети ……………………………………………………………………… 7
Расчет сети с помощью сетевого калькулятора …………………………… 8
Расчет сети Fast Ethernet ……………………………………………………… 8
Расчет сети Gigabit Ethernet …………………………………………………... 9
Заключение ……………………………………………………………………… 10
Список литературы ……………………………………………………………. 11
Постановка задачи
провести расчет корректности сегментов сети Ethernet путем оценки двойного времени оборота в сети (PDV) и сокращения межкадрового расстояния (PVV).
Краткое описании проекта для варианта дз
В одном из мегаполисов разместилась сеть магазинов компании ОАО «Ленточно-Проволочные МегаМикроИзделия». Реализацией чего они занимаются собственно история умалчивает ибо не суть. В городе помимо 7 магазинов, где идет продажа невыясненного товара, располагается головной офис и все 8 зданий соединены между собой витой парой UTP 5Е. Все здания содержат в себе от 1 до 5 этажей. Компьютерная сеть сети Ethernet с пропускной способностью 100 Мбит/с основана на технологии общая шина. Расстояние между всеми концентраторами не очень велико и составляет примерно от 30 до 90 метров. В магазинах находяться 3 компьютера, в головном офисе положим 6.
Рис. 1 Схема прокладки витой пары UTP 5Е, расстояния между.
Рис. 2 План-схема головного офиса и магазинов.
Выбор стандарта Ethernet.
Рассмотрим сеть стандарта 10Base-T. Стандарт принят в 1991 году как дополнение к существующему набору стандартов Ethernet и имеет обозначение 802.3i.
Использует в качестве среды неэкранированную витую пару (Unshielded Twisted Pair, UTP). Соединения станций осуществляются специальным устройством - многопортовым повторителем с помощью витых пар. Одна витая пара используется для передачи данных от станции к повторителю (выход Tx сетевого адаптера), а другая - для передачи данных от повторителя станции (вход Rx сетевого адаптера). На рисунке 3 показан пример трехпортового повторителя. Многопортовые повторители в данном случае обычно называются концентраторами (англоязычные термины - hub или concentrator). Концентратор осуществляет функции повторителя сигналов на всех отрезках витых пар, подключенных к его портам, так что образуется единая среда передачи данных - моноканал (шина). Повторитель обнаруживает коллизию в сегменте в случае одновременной передачи сигналов по нескольким своим Rx входам и посылает jam-последовательность на все свои Tx выходы. Стандарт определяет битовую скорость передачи данных 10 Мб/с и максимальное расстояние отрезка витой пары между двумя непосредственно связанными узлами (станциями и концентраторами) не более 100 м при использовании витой пары качества не ниже категории 3.
_
Рис. 3 Сеть 10Base-T - один домен коллизий Tx - передатчик, Rx – приемник
Возможно иерархическое соединение концентраторов в дерево (рис. 10). Для обеспечения синхронизации станций при реализации процедур доступа CSMA/CD и надежного распознавания станциями коллизий в стандарте определено максимально число концентраторов между любыми двумя станциями сети - правило 4-х коммутаторов.
Рис. 4 Повторители (концентраторы)
Общее количество станций в сети 10Base-T не должно превышать 1024.
Сети, построенные на основе стандарта 10Base-T, обладают по сравнению с коаксиальными вариантами Ethernet'а многими преимуществами. Эти преимущества связаны с разделением общего физического кабеля на отдельные кабельные отрезки, подключенные к центральному коммуникационному устройству. И хотя логически эти отрезки попрежнему образуют общий домен коллизий, их физическое разделение позволяет контролировать их состояние и отключать в случае обрыва, короткого замыкания или неисправности сетевого адаптера на индивидуальной основе. Это обстоятельство существенно облегчает эксплуатацию больших сетей Ethernet, так как концентратор обычно автоматически выполняет такие функции, уведомляя при этом администратора сети о возникшей проблеме.При создании ЛВС Ethernet по стандарту 10Base-T правило «5-4-3» заменяется другими ограничениями, которые носят название «правила четырех хабов». Для обеспечения синхронизации станций при реализации процедур доступа CSMA/CD и надежного распознавания станциями коллизий в стандарте в стандарте 10Base-T определено максимально число концентраторов между любыми двумя станциями сети, которое не должно превышать четырех. Правила «5-4-3» для коаксиальных сетей и « 4 - х хабов» для ЛВС на основе витой пары и оптоволокна не только дают гарантии работоспособности сети, но и оставляют большой «запас прочности» сети. Например, если посчитать время двойного оборота в ЛВС, состоящей из 4-х повторителей 10Base-5 и 5-ти сегментов максимальный длины 500 м, то окажется, что оно составляет 537 битовых интервала. А так как время передачи кадра минимальной длины, состоящего вместе с преамбулой 72 байт, равно 575 битовым интервалам, то видно, что разработчики стандарта Ethernet оставили 38 битовых интервалов в качестве запаса для надежности. Тем не менее, комитет 802.3 говорит, что и четыре дополнительные битовые интервала создают достаточный запас надежности.