Проектирование локальной сети

(с учётом ширины охвата и не только)

Характеристики локальной сети:

1. Пропускная способность – количество рабочих станций, которые могут одновременно обмениваться информацией.

2. Максимальная задержка – время, необходимое рабочей станции для доступа к разделяемой среде передачи данных.

3. Ширина охвата – максимальное расстояние между двумя рабочими станциями, находящимися на периферии сети.

В локальных сетях используется разделяемая передающая среда (для простоты построения локальной сети).

Разделяемая передающая среда (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно, радиоканал).

Необходимо обеспечить равноправный доступ, то есть задержки в доступе к среде не должны становиться слишком большими. По среде передаётся электрический сигнал, который затухает. Поэтому регламентируется максимальная длина кабеля.

Проектируя локальную сеть, специалисты выбирают оптимальное сочетание таких характеристик, как: пропускная способность, максимальная задержка и ширина охвата, которые могут быть достигнуты за счёт определённых затрат.

В целях экономии для локальных сетей обычно используется разделяемая передающая среда, например, общая шина или кольца. При этом проект локальной сети должен включать механизм, который гарантирует равномерный доступ каждой станции к разделяемой передающей среде.

Например, в некоторых технологиях (Ethernet) на основе шинной топологии используется метод CSMA/CD, то есть множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (коллизий). Основная цель этого метода – обеспечение равноправного доступа.

В технологиях на основе кольцевой топологии равноправный доступ базируется на основе передачи маркёра.

Необходимость обеспечения равноправного доступа является одной из причин ограничения размеров локальной сети. Каждый из двух наиболее широко применяемых механизмов доступа (CSMA/CD и передача маркёра) требует затрат времени, пропорциональных размерам сети. Для того, чтобы связанные с этим задержки не становились слишком большими, используется технология, предназначенная для сети, имеющей определённую максимальную длину кабеля.

Ещё одно ограничение связано с тем, что электрический сигнал, вырабатываемый аппаратным обеспечением, должен иметь определённую постоянную мощность. Электрический сигнал при прохождении по передающей среде постепенно ослабевает и не может распространяться на произвольные расстояния. Для того, чтобы все станции, подключенные к локальной сети, получили достаточно мощный сигнал, проектировщики рассчитали максимально допустимую длину кабеля.

Напомним структуру фрейма для технологии Ethernet:

Преамбула	Адрес получателя	Адрес источника	Тип фрейма	Данные фрейма	CRC
8 байт	6 байт	6 байт	2 байта	46 ¸ 1500 байт	4 байта
	Заголовок	Тело фрейма

Почему ограничена минимальная длина поля данных во фрейме (46)? Дело в том, что при меньшей длине поля данных и достаточно большом расстоянии между компьютерами могут возникнуть коллизии, которые нельзя будет разрешить. Самая «плохая» ситуация определения коллизии, когда одна станция закончила отправлять, а другая (принимающая) станция ещё не начала принимать (сигнал в пути).

Общая минимальная длина фрейма (со служебными полями) составляет 72 байта (8 + 6 + 6 + 2 + 46 + 4).

72 байта = 576 бит. Передаём, пусть, со скоростью 10 Мбит/сек.

Время прохода фрейма t = 0,0000576 сек (71% ¸ 77% от скорости света).

Тогда максимальная протяжённость линии L = C × 0,77 × t» 13280 метров.

Поскольку передача осуществляется в обе стороны, то 6640 метров.

Однако для «толстого» Ethernet’а – 500 м (из соображений ширины охвата и расширения сети).

Дата добавления: 2014-01-06