1.4. Особенности построения компьютерных сетей на базе архитектуры Ethernet.

Главным вопросом при построении сети Ethernet является корректное построение физического соединения узлов сети и количество используемых сетевых устройств.

Допустимые размеры сети Ethernet определяются рядом факторов:

• ограничения на длину кабельного сегмента, связанные с затуханием и искажением формы сигнала: 10Base5 – 300м, 10Base2 – 185м и правило “5-4-3”, 10BaseТ/100BaseTX/100BaseT4 – 100м;

• ограничение на количество узлов в домене коллизий – не более 1024;

• ограничение на количество повторителей между любой парой узлов: Ethernet - 4, Fast Ethernet – 2, Gigabit Ethernet – 1;

• ограничения на размер домена коллизий, связанные со временем распространения сигнала между конечными узлами сети: время двойного оборота для Ethernet и Fast Ethernet не должно превышать 512bt, для Gigabit Ethernet – 2048bt.

При необходимости увеличения размера сети кабельные сегменты могут соединяться между собой активными устройствами – повторителями. Места подключения повторителей – любые разрешенные точки подключения (не обязательно концы сегментов). Максимальное количество кабельных сегментов, соединенных в цепочку с помощью повторителей – 5. Применение многопортовых повторителей позволяет соединять «звездой» или «деревом» и большее число кабельных сегментов, но на любом пути в этой структуре должно быть не более пяти сегментов, из них для подключения узлов может использоваться не более трех. Остальные сегменты могут иметь только две точки подключения – для повторителей. Количество повторителей между любой парой узлов – не более четырех. Эти ограничения называются правилом «5 – 4 – 3». Это правило распространяется на спецификации 10Base2, 10Base5 и спецификацию 10BaseТ в том смысле, что на пути соединения не должно встречаться более четырех концентраторов.

Для проверки на допустимость размера домена коллизий составляют топологический план сети, на котором отмечают типы активного оборудования, тип и длину кабельных сегментов. Далее определяют время двойного оборота для пары узлов, максимально удаленных друг от друга по времени прохождения сигнала, включая сетевые карты, соединительные кабели и активное сетевое оборудование. Если рассчитанное время меньше предельно допустимого времени для заданной разновидности архитектуры Ethernet, сеть будет работоспособной.

Если время двойного оборота окажется больше допустимого, необходимо изменить топологию (если это возможно ) или разбить сеть на логические сегменты ( домены коллизий) меньшего размера и связать эти сегменты между собой мостами, коммутаторами или маршрутизаторами.

В таблице 1.2 приведены значения двойных задержек распространения сигналов оборудованием и средой передачи для сетей Ethernet и Fast Ethernet.

Значения двойных задержек распространения сигналов оборудованием и средой передачи для сетей Ethernet и Fast Ethernet.

Таблица 1.2 .

Компоненты сети	Двойная задержка (в битовых интервалах)
	Погонная, bt/м	Максимальная, bt
Оборудование и среда передачи Ethernet 10Мбит/с
Повторитель (двухпортовый)	-	13
Оптоволоконный повторитель	-	31
Многопортовый повторитель	-	31
Концентратор ( Hub)	-	38
Трансивер медных кабелей	-	17,2
Оптический трансивер	-	4
Трансивер для витой пары	-	5,4
Коаксиал 10Base5	0,0866	43,3 (500м)
Коаксиал 10Base2	0,1028	190 (185м)
Витая пара кат.3	0,114	11,4 (100м)
Витая пара кат.5	0,1112	11,12(100м)
Оптоволокно	0,1	100 (1 км )
Оборудование и среда передачи Fast Ethernet 100Мбит/с
Пара сетевых карт ТХ/FX	-	100
Пара сетевых карт Т4	-	138
Концентратор ( Hub)	-	85
Стек концентраторов	-	112
Повторитель класса I	-	140
Повторитель класса II TX/FX	-	92
Повторитель класса II T4	-	67
Повторитель оптоволоконный	-	130
Витая пара кат.3	1,14	114 (100м)
Витая пара кат.5	1,112	111,2(100м)
Оптоволоконный кабель	1,0	412 (412м)

При выполнении расчетов задержки в сетях Fast Ethernet необходимо учитывать влияние задержек вносимых сетевыми картами. Одним из элементов сетей Fast Ethernet являются повторители, которые делятся на классы:

Повторитель класса I является транслирующим, он поддерживает разные схемы кодирования, принятые в технологиях 100BaseТХ/FX и 100BaseТ4.

Повторитель класса II является прозрачным, он поддерживает только одну из схем кодирования.

Еще одной особенностью построения сетей Ethernet является ограничение на минимальную длину кабеля связи повторителей или концентраторов составляющая для каждого типа устройства свое значение. В расчете эта длина должна быть принятой не менее пяти метров.

Для сетей построенных с применением мостов и коммутаторов, ограничения на размер определяются иначе. Здесь порт моста (коммутатора), которым домен коллизий соединяется с остальной частью сети, в топологическом расчете можно рассматривать как конечный узел. Задержка, вносимая соединительным кабелем мостов (коммутаторов) должна учитываться в общей задержке топологии внешних соединений.