Расчет конфигурации сетей Ethernet и Fastethernet: Методические указания к лабораторной работе по курсу "Вычислительные машины, системы и сети"

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

"Кузбасский государственный технический университет"

Кафедра информационных и автоматизированных производственных систем

РАСЧЕТ КОНФИГУРАЦИИ СЕТЕЙ ETHERNET И FASTETHERNET

Методические указания к лабораторной работе по курсу

"Вычислительные машины, системы и сети" для студентов

специальностей 210200 "Автоматизация технологических процессов и производств (в машиностроении)", 071900 "Информационные системы и технологии"

Утверждены на заседании кафедры

Протокол №

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией по специальности 210200

протокол №

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса

ГУ КузГТУ

Кемерово 2004

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является ознакомление студентов с расчетом максимальной задержки распространения сигнала и величины сокращения межкадрового интервала (IPG) при выборе конфигурации сетей Ethernet и Fast Ethernet.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Сеть Ethernet является одной из самых популярных в мире. Впервые она появилась в 1972 году (разработчиком выступила известная фирма Xerox). Сеть оказалась довольно удачной, и вследствие этого ее в 1980 году поддержали такие крупнейшие фирмы, как DEC и Intel. В 1985 году Ethernet стала международным стандартом, который получил название IEEE 802.3. Основные характеристики стандарта следующие:

·  топология – шина;

·  среда передачи – коаксиальный кабель и витая пара;

·  скорость передачи – 10Мбит/с;

·  максимальная длина – 5 км;

·  максимальное количество абонентов – 1024;

·  длина сегмента сети – до 500м;

·  количество абонентов на одном сегменте – до 100;

·  метод доступа – CSMA/CD.

Для передачи информации в сети Ethernet применяется стандартный код Манчестер-II. При этом один уровень сигнала нулевой, а другой – отрицательный, то есть постоянная составляющая не равна нулю. При отсутствии передачи потенциал в сети нулевой.

Доступ к сети Ethernet осуществляется по случайному методу CSMA/ CD (Carrier – Sense Multiple Access with Collision Detection – множественный доступ с контролем несущей частоты и обнаружением коллизий). Длина кадра Ethernet должна быть не менее 512 битовых интервалов, или 51,2 мкс. Предусмотрена индивидуальная, групповая и широковещательная адресация.

В 1995 году появился стандарт на более быструю версию Ethernet, работающую на скорости 100 Мбит/с (Fast Ethernet) стандарт IEEE 802.3u, использующую в качестве среды передачи витую пару или оптоволоконный кабель. Появилась и скоростная версия на скорость 1000 Мбит/с (Gigabit Ethernet).

В сети Fast Ethernet используются топологии "пассивное дерево" и "пассивная звезда". Так как при увеличении в 10 раз скорости передачи и сохранении формы пакета его минимальная длина становится в десять раз короче (5,12 мкс против 51,2 мкс в Ethernet), то в сети Fast Ethernet предъявляются более жесткие требования к предельной длине сети. Допустимая величина двойного времени прохождения сигнала по сети уменьшается в 10 раз.

Максимальная длина кадра равна 1518 байтам (12144 бита, то есть 1214,4 мкс для Ethernet и 121,44 мкс для Fast Ethernet). Это важно для выбора размера буферной памяти сетевого оборудования и для оценки общей загруженности сети.

3. РАСЧЕТ КОРРЕКТНОСТИ КОНФИГУРАЦИИ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ

3.1. Расчет корректности конфигурации сети Ethernet.

Для того, чтобы сеть Ethernet могла функционировать корректно,  необходимо чтобы выполнялись следующие требования.

Во первых сигнал должен достичь конечной станции с допустимыми потерями, то есть его уровень  не должен быть ниже предельного

Во вторых, в сетях Ethernet используется случайный метод доступа, и для корректной работы рабочая станция должна успеть распознать коллизию, прежде чем передача сигнала будет завершена. То есть время передачи сигнала в сеть должно быть больше времени распространения сигнала до крайней станции и возврата отраженного сигнала назад до передающей станции.

Исходя из этих требований, определены следующие ограничения.

1.  Ограничение на максимальную/минимальную длину кабеля.

Основным недостатком любого типа кабеля является затухание сигнала в кабеле. Если не использовать повторители (концентраторы), ретранслирующие и усиливающие сигнал, то расстояние между любыми двумя компьютерами в сети с топологией "общая шина" не может превышать некоторого предельного значения (см. табл. 3.1 ). При топологии "звезда" или "кольцо" это же ограничение накладывается