Спецификации физической среды. Производительность сети

Формат кадров

Производительность сети

Максимальная пропускная способность сети Ethernet 10 Мбит/с при передаче кадров минимальной длины будет составлять 14880 кадров в секунду, а при передаче кадров максимальной длины – 813 кадров в секунду.

Полезная пропускная способность (скорость передачи собственно пользовательских данных, без служебной информации, межкадровых интервалов и ожидания доступа к среде) для кадров минимальной длины составляет 5.48 Мбит/с, для кадров максимальной длины – 9.76 Мбит/с.

Эти данные справедливы, если двум узлам в сети не мешают другие, то есть, нет ожидания доступа, «коллизий», повторной передачи данных.

В кадрах минимальной длины передаются запросы, квитанции, к пользовательской информации они отношения не имеют.

Коэффициент использования сети = текущая пропускная способность/максимальная пропускная способность.

В отсутствии коллизий и ожидания доступа этот коэффициент доходит до 0.976 (для кадров максимальной длины).

Коэффициент использования сети отображает ее загруженность, при значении которой >50 % полезная пропускная способность сети резко падает из-за увеличения времени ожидания передачи, «коллизий», времени на повторные передачи данных. Граничное значение равно 30 %.

Существует несколько стандартов кадра Ethernet. На практике, все оборудование Ethernet использует один формат кадр Ethernet DIX (иногда называемый Ethernet II). В поле данных кадра вкладывается пакет LLC-уровня, который в свою очередь содержат в своем поле данных пакет выше лежащего протокола (чаще всего, сетевого).

Структура кадра следующая:

Преамбула и открывающий флаг	Адрес получателя	Адрес отправителя	Длина поля данных	Данные LLC	Контрольная сумма
8 байтов (7 байтов 10101010 и 1 байт 10101011)	6 байтов	6 байтов	2 байта	46-1500 байта	4 байта

• Преамбула используется для синхронизации приемника с передатчиком, а открывающийся флаг (10101011) для распознавания начала кадра.
• Адрес: 1-й бит старшего байта равен 0, если адрес индивидуальный (у отправителя этот байт всегда равен 0), или 1, если адрес групповой (кадр предназначен для приема несколькими узлами). Если адрес состоит из сплошных единичных битов, то пакет широковещательный (предназначен для приема всеми станциями сети).
• Данные: если поле данных имеет длину меньше 46 байт, оно дополняется байтами заполнения. Короче 46 байт поле данных быть не может, так как будет утеряна возможность распознавания «коллизий».

В стандарте Ethernet определены 4 протокола физического уровня для нескольких сред передачи данных:

· 10 Base 5 – толстый коаксиальный кабель диаметром 0.5 дюйма

· 10 Base 2 – тонкий коаксиальный кабель диаметром 0.25 дюйма.

· 10 Base T – неэкранированная витая пара и концентраторы

· 10 Base F – оптоволоконные кабели и концентраторы

10 обозначает скорость в Мбит/с. Base – означает сеть с немодулированной передачей, т.е. сигналы передаются в цифровой форме на одной несущей частоте 10 МГц, в отличие от, так называемого, Broadband (широкополосного) канала с частотным разделением и несколькими несущими частотами.

Все спецификации используют для физического кодирования Манчестерский код. Спецификации различаются топологией, максимальным количеством компьютеров и длиной сегментов сети, что обусловлено различием в характеристиках используемых ими кабелей.