2.1.2. Коммутируемая сеть 10base – т.

В коммутируемой сети 10BASE – Т концентратор заменен коммутатором. Когда коммутатор получает пакет Ethernet, он считывает адрес получателя и определяет исходящий канал пакета. Если этот канал свободен, то коммутатор сохраняет пакет в буфере до освобождения канала.

Сетевой интерфейс компьютера одинаков у разделяемой и коммутируемой сети 10BASE–Т. Следовательно, администратор может преобразовать разделяемую сеть Ethernet в коммутируемую сеть так, что пользователи компьютеров даже не заметят изменений, кроме повышения пропускной способности становятся возможным благодаря одновременной передаче через коммутатор нескольких сообщений. На рисунке 2 показана упрощенная схема коммутатора Ethernet.

Рис. 2. Упрощенная схема коммутатора Ethernet.

1 – прибытие пакета.

2 – интерфейс направляет МАС – адрес получателя процессору.

3 – процессор сообщает исходящий канал пакета.

4 – интерфейс передает пакет интерфейсу исходящего канала.

Этот коммутатор содержит интерфейс для каждого входящего канала. Каждый интерфейс имеет небольшой буфер для временного хранения входящих пакетов и подключен к общей шине . Когда прибывает пакет, интерфейс канала получает от процессора номер исходящего канала и переправляет по шине соответствующему интерфейсу исходящего канала. Интерфейс исходящего канала сохраняет пакет в буфере до того момента, когда он сможет его передать. В некоторых коммутаторах, называемых коммутатором с промежуточным накоплением, входящий интерфейс не перенаправляет пакет до момента его полного приема и проверки CRC.В других реализациях, называемых быстрыми коммутаторами, входящий интерфейс начинает пересылку, как только прибывает адрес получателя.

Некоторые коммутаторы 10BASE-Т имеют порты со скоростью обмена 100Мбит/с для соединения с сервером или опорной сетью. Некоторые коммутаторы 10BASE-Т преобразуют пакеты в ячейке АТМ перед тем, как передать их дальше. Некоторые из этих коммутаторов могут быть соединены с опорной сетью АТМ.

2.2 Анализ протокола множественного метода доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов

2.2.1 Протокол мдкн/ок в рассматриваемом нами протоколе мдкн/ок узел, желающий передать пакет должен действовать следующим образом:

1) ожидать освобождение ответа канала;

2) после освобождение канала передавать сообщение и контролировать состояние канала;

3) в случае конфликта остановить передачу пакета, ожидать некоторое случайное время и перейти к шагу 1.

Случайная задержка - это некоторое случайное целое число, умноженное на удвоенное максимальное время распространения сигнала  по разделяемой среде передачи. Например, если максимальное расстояние между двумя узлами составляет L метров, то  = L/, где  - скорость распространения сигнала в среде. Обычно  составляет около 60 % скорости света в вакууме с = 310⁸ м/с. В качестве примера возьмем L = 1000 м, а   5 мкс. Случайное время ожидания после конфликта выбрано именно таким, чтобы в результате выбора двумя узлами А и В различных множителей узел с меньшим множителем имел возможность передать свой пакет без конфликта с другим. Таким образом, мы утверждаем, что когда узел с большим множителем после некоторого времени ожидания перейдет к шагу 1, он обнаружит сигнал от другого узла и должен будет ожидать окончания этой передачи прежде чем начать свою. Чтобы проверить это утверждение положим, что А и В начинают передачу пакетов в момент времени Т_А и Т_В  Т_А соответственно и что пакеты конфликтуют. Заметьте, что Т_В -Т_А  , в противном случае В обнаружил бы передачу А. до момента Т_В и не начал бы передачу прежде, чем А завершил бы свою. Пусть А обнаруживает конфликт в момент времени S_А , а В – в момент времени S _В. Тогда S _В = Т_А + , а S_А = Т_В + , где  - время распространения сигнала между А и В ( плюс короткое время на распознавание сигнала схемой интерфейса). Следовательно, S _В - S_А  . Предположим теперь, что А выберет некоторое случайное время m, а В n = 2  с m n  0, 1, 2…. Отметим, что если 0  m  n, то (S _В + 2n) – (S_А + 2m)  2(n – m) . Таким образом А закончит передачу прежде, чем начнет свою. Подобным образом, если n  m, то (S_А + 2m)  (S _В + 2n)  2(m – n) -   ; следовательно В завершит передачу прежде, чем А начнет свою.

2.2.2 Расчет эффективности протокола МДКН\ОК

По определению эффективность - это относительная доля времени, в течение которого узлы, используя данный протокол могут передавать новые пакеты при высокой загрузке сети, обусловленной работой всех узлов. Мы пока жем, что

_{МДКН/ОК} = ,

где  = /r. Здесь r обозначает время подачи пакета.

Если в сети активен только один узел, то этот узел передает сообщение без конфликтов с другими узлами. В этом случае доля времени, в течение которого узел передает новые пакеты может быть близка к 100%. Оценка эффективности предназначена для нагруженной сети, где много узлов конкурируют за право передачи сообщений по общему каналу. Нам надо проверить насколько успешно будет работать протокол в таких тяжелых условиях.

Задача 1.

Определить эффективность протокола МДНК/ОК, если кабель коаксиальный и его протяженность составляет 2,5 кмN,где N- номер по журналу. Скорость распространения сигнала равна 2,210 м/с. Скорость передачи сигнала равна 10 Мбит/с. Размер пакета 640F бит, где F-количество букв в фамилии. Рассчитать время передачи пакета, максимальное время передачи сигнала в одну сторону от одного конца кабеля до другого конца кабеля и вероятность того, что в течение этого времени не возникнет конфликт. По результатам двух задач сделать выводы, где наиболее эффективно используется данный протокол.

Задача 2.

Определить эффективность протокола МДНК/ОК, если протяженность витой пары составляет 250Nм, где N- номер по журналу. Скорость передачи сигнала равна1Гбит/с. Средняя длина пакета 650Fбит, где F-количество букв в фамилии. Скорость распространения по витой паре составляет 3,3 мкс/км. Рассчитать время передачи пакета вероятность того, что в течение этого времени не возникнет конфликт, коэффициент эффективности.

Вывод. Эффективная скорость передачи десяти мегабитной сети составляет 32,3% для коаксиального кабеля и 41% для витой пары. Эффективная скорость передачи весьма чувствительна к длине пакета. Протокол МДКН/ОК работает эффективнее при передачи сигнала по витой паре, что определяется эффективностью по вероятности возникновения конфликта (чем меньше эта вероятность, тем эффективнее протокол МДКН/ОК).