Аппаратное и программное обеспечение ЭВМ и сетей

• ограничения на максимальные длины сегментов, которые соединяют устройства-источники кадров (соединение DTE- DTE);
• ограничения на максимальные длины сегментов, соединяющих устройства-источники кадров (DTE) с портом повторителя;
• ограничения на общий максимальный диаметр сети;
• ограничения на максимальное число повторителей и максимальную длину сегмента, соединяющего повторители.

В типичной конфигурации сети Fast Ethernet несколько устройств-источников кадров (DTE) подключается к портам повторителя, образуя сеть топологии звезда.

Соединения DTE-DTE в разделяемых сегментах не встречаются (петлевидные соединения повторителей не допустимы), а вот для мостов/коммутаторов и маршрутизаторов такие соединения являются нормой - когда сетевой адаптер прямо соединен с портом одного из этих устройств, либо эти устройства соединяются друг с другом. Спецификация IEEE 802.3u определяет следующие максимальные значения сегментов (таблица 4.1), которые соединяют устройства-источники кадров (DTE-DTE)

 

Таблица 4.1 – Максимальные длины сегментов DTE-DTE 

 

Стандарт	Тип кабеля	Максимальная длина сегмента
100Base-TX	Category 5 UTP	100 метров
100Base-FX	многомодовое оптоволокно  62.5/125 мкм	412 метров (полудуплекс)  2 км (полный дуплекс)
100Base-T4	Category 3,4 или 5 UTP	100 метров

 

Повторители Fast Ethernet делятся на два класса. Повторители класса I поддерживают все типы логического кодирования данных: как 4В/5В, так и 8В/6Т. Повторители класса II поддерживают только какой-либо один тип логического кодирования - либо 4В/5В, либо 8В/6Т. Повторители класса I могут иметь порты всех трех типов физического уровня Fast Ethernet: 100Base-TX, 100Base-FX и 100Base-T4. Повторители класса II имеют либо все порты 100Base-T4, либо порты 100Base-TX и 100Base-FX, так как последние оба используют один и тот же логический код 4В/5В.

В одном домене коллизий допускается наличие только одного повторителя класса I. Это связано с тем, что такой повторитель вносит большую задержку при распространении сигналов из-за необходимости передачи различных систем сигнализации. Величина этой задержки распространения для одного повторителя класса I равна - 70 bt.

Повторители класса II вносят меньшую задержку при передаче сигналов: 46 bt для портов TX/FX и 33,5 bt для портов Т4. Поэтому максимальное число повторителей класса II в одном домене коллизий определили - 2. Причем допустимое расстояние между этими двумя повторителями, по соответствию выполнения условия допустимого PDV, можно выбирать не длиннее 5 метров.

Максимальное число повторителей класса II в домене коллизий - 2, причем они соединяются между собой кабелем не длиннее 5 метров. Условие не длиннее 5-ти метров на самом деле универсальное, справедливое для всех типов конфигураций, но если произвести необходимые расчеты, то можно показать, что для некоторых конфигураций это расстояние может быть и больше. С другой стороны, если просто пользоваться именно этим ограничением, то вы никогда не ошибетесь. Для того, чтобы проводить какие либо расчеты нам нужны некоторые справочные данные для стандарта Fast Ethernet.

То, что в сети Fast Ethernet можно использовать небольшое количество повторителей не является серьезным препятствием при построении больших сетей, так как применение коммутаторов и маршрутизаторов делит сеть на несколько доменов коллизий, каждый из которых будет строиться на одном или двух повторителях. Общая длина сети не будет иметь в этом случае ограничений.

 

Таблица 4.2 – Максимальные длины сегментов DTE-DTE

 

Тип кабелей	Максимальный диаметр сети	Максимальная длина сегмента
Только витая пара (TX)	200 м	100 м
Только оптоволокно (FX)	272 м	136 м
Несколько сегментов на витой паре и один на оптоволокне	260 м	100 м (TX)    160 м (FX
Несколько сегментов на витой паре и несколько сегментов на оптоволокне	272 м	100 м (TX)    136 м (FX)

 

 

Таким образом, правило 4-х хабов превратилось для технологии Fast Ethernet в правило одного или двух хабов, в зависимости от класса хаба.

Но для определения корректной конфигурации сети можно не руководствоваться правилами одного или двух хабов, а нужно рассчитывать время двойного оборота сети, PDV, как это было показано выше для сети Ethernet 10 Мбит/с.

Как и для технологии Ethernet 10 Мбит/с, комитет 802.3 дает исходные данные для расчета времени двойного оборота сигнала. Однако при этом сама форма представления этих данных и методика расчета несколько изменились. Комитет предоставляет данные об удвоенных задержках, вносимых каждым элементом сети, не разделяя сегменты сети на левый, правый и промежуточный. Кроме того, задержки, вносимые сетевыми адаптерами, учитывают преамбулы кадров, поэтому время двойного оборота при расчете конфигурации Fast Ethernet нужно сравнивать с величиной 512 битовых интервала (bt) , то есть со временем передачи кадра минимальной длины без преамбулы.

Для повторителей класса I PDV можно рассчитать следующим образом.

Задержки, вносимые прохождением сигналов по кабелю, рассчитываются на основании данных таблицы 3, в которой учитывается удвоенное прохождение сигнала по кабелю.

Задержки, которые вносят два взаимодействующих через повторитель сетевых адаптера (или порта коммутатора), берутся из таблицы 4.

Учитывая, что удвоенная задержка, вносимая повторителем класса I, равна 140 bt, можно рассчитать время двойного оборота для произвольной конфигурации сети, естественно, учитывая максимально возможные длины непрерывных сегментов кабелей, приведенные в таблице.

И если получившееся значение меньше 512, значит, по критерию распознавания коллизий сеть является корректной.

Комитет 802.3 рекомендует оставлять еще запас в 4 bt для устойчиво работающей сети, но разрешает выбирать эту величину из диапазона от 0 до 5 bt.

          4.1 Расчет сети

 

Сеть состоит из одного повторителя первого класса и двух оптоволоконных сегментов  длиной 518 и  112 метров. Задержки сегментов: 630bt. Задержка пары сетевых адаптеров 100Base-FX: 100bt. Удвоенная задержка повторителя первого класса: 140bt. Итого суммарная задержка в домене коллизий: 630+100+140=870bt, что превышает допустимого значения в 512 битовых интервалов.

Для того чтобы сеть стала работоспособной, нужно уменьшить длину некоторых её сегментов.

Примем длину сегмента 4 равную 112 метрам. Задержки сегментов: 224bt. Задержка пары сетевых адаптеров 100Base-FX: 100bt. Удвоенная задержка повторителя первого класса: 140bt. Итого суммарная задержка в домене коллизий: 224+100+140=464bt, что не превышает допустимого значения в 512 битовых интервалов.

 

 

 

5 РАСЧЕТ ПОДСЕТЕЙ

 

На первом этапе определим количество бит в узловой части маски подсети. Так как максимальное количество узлов в подсети определено равным 40, то количество бит должно быть не менее 6 (это позволит адресовать до 62 хостов в каждой подсети).

На втором этапе определим количество бит в той части сетевого адреса, которая предназначена для нумерации подсетей. Для 11-ти подсетей эта часть адреса должна содержать не менее 4 бит.

На третьем этапе определяем маску сети и маску подсети. Маска сети содержит в узловой части нули, количество которых равно сумме разрядов, необходимых для нумерации всех подсетей и всех хостов в каждой подсети (здесь 4+6=10). Таким образом, маска подсети в двоичном представлении равна 11111111 11111111 11111100 00000000, а в десятичном, соответственно, 255.255.252.0. Маска подсети содержит 6 нулей в узловой части: 255.255.255.192.

Четвертый этап – определение адреса сети и адресов подсетей. Адрес сети выбираем из диапазона частных подсетей. Адреса из диапазона 172.16.0.0 – 172.31.255.255 рекомендованы для сетей с количеством узлов, большим, чем 254. Возьмем адрес сети равный 172.20.0.0. В двоичном представлении это 10101100 00010100 00000000 00000000 (выделена сетевая часть адреса). Тогда адреса подсетей будут равны:

- подсеть № 0  – 172.20.0.0 (двоичное 10101100 000101000 00000000 00000000)

- подсеть № 1  – 172.20.0.64 (двоичное 10101100 000101000 00000000 01000000)

- подсеть № 2  – 172.20.0.128 (двоичное 10101100 000101000 00000000 10000000)

- подсеть № 3  – 172.20.0.192 (двоичное 10101100 000101000 00000000 11000000)

- подсеть № 4  – 172.20.1.0 (двоичное 10101100 000101000 00000001 00000000)

- подсеть № 5  – 172.20.1.64 (двоичное 10101100 000101000 00000001 01000000)

- подсеть № 6  – 172.20.1.128 (двоичное 10101100 000101000 00000001 10000000)

- подсеть № 7  – 172.20.1.192 (двоичное 10101100 000101000 00000001 11000000)

- подсеть № 8  – 172.20.2.0 (двоичное 10101100 000101000 00000010 00000000)

- подсеть № 9  – 172.20.2.64 (двоичное 10101100 000101000 00000010 01000000)

- подсеть № 10  – 172.20.2.128 (двоичное 10101100 000101000 00000010 10000000)

- подсеть № 11  – 172.20.2.192 (двоичное 10101100 000101000 00000010 11000000)

В двоичном представлении выделены биты, определяющие номер подсети.

Пятый этап – определение адресов узлов в каждой полсети. Определим адреса узлов для подсети №4,5:

Таблица 5.1 – Адреса узлов

 

№ подсети	№ узла	IP-адреса IP-адреса
4	20	172.20.1.20
	21	172.20.1.21
	30	172.20.1.30
	31	172.20.1.31
	40	172.20.1.40
5	1	172.20.1.65
	11	172.20.1.75
	21	172.20.1.85
	31	172.20.1.95
	41	172.20.1.105

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Сегодня можно с уверенностью сказать, что компьютерные сети стали неотъемлемой частью нашей жизни, а область их применения охватывает буквально все сферы человеческой деятельности.

В результате проведенной работы были выполнены расчеты самых распространенных стандартов локальных сетей –– ETHERNET и FAST ETHERNET, смоделирована сеть класса В, состоящая из 11 подсетей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА  

 

1. Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4-е изд.-СПб.: Питер, 2003.-      992с.:ил.
2. Дубинин. С. В. Конспект лекций по курсу «Компьютерные сети»
3. www.dlink.ru –– электронный ресурс

4. www.all-ht.ru –– электронный ресурс