Параметри рівня МАС Ethernet

Параметри Значення
Бітова швидкість Інтервал відтермінування Міжкадровий інтервал (IPG) Максимальне число спроб передачі Мінімальне число зростання діапазону паузи Довжина jam-послідовності Максимальна довжина кадру (без преамбули) Мінімальна довжина кадру (без преамбули) Довжина преамбули Мінімальна довжина випадкової паузи після колізії Максимальна довжина випадкової паузи після колізії Максимальна віддаль між станціями мережі Максимальне число станцій у мережі 10 Мбіт/сек 512 бітових інтервалів 9,6 мкс 32 біти 1518 байт 64 байти (512 біт) 64 біти 0 бітових інтервалів 524 000 бітових інтервалів 2500 м

 

Важливо відзначити, що кожен варіант фізичного середовища технології Ethernet додає до цих обмежень свої, часто більш строгі обмеження, що також повинні виконуватися і які будуть розглянуті нижче.

Максимальна продуктивність мережі Ethernet. Кількість кадрів Ethernet, які обробляються за секунду, часто зазначається виробниками мостів/комутаторів і маршрутизаторів як основна характеристика продуктивності цих пристроїв. У свою чергу, важливо знати чисту максимальну пропускну здатність сегмента Ethernet у кадрах за секунду в ідеальному випадку, коли в мережі немає колізій і немає додаткових затримок, які вносяться мостами і маршрутизаторами. Такий показник допомагає оцінити вимоги до продуктивності комунікаційних пристроїв, тому що в кожен порт пристрою не може надходити більше кадрів за одиницю часу, ніж дозволяє це зробити відповідний протокол.

Для комунікаційного устаткування найважчим режимом є обробка кадрів мінімальної довжини. Це пояснюється тим, що на обробку кожного кадру міст, комутатор, чи маршрутизатор витрачають приблизно один і той же час, пов'язаний з переглядом таблиці просування пакету, формуванням нового кадру (для маршрутизатора) і т.п. А число кадрів мінімальної довжини, що надходять на пристрій за одиницю часу, більше ніж кадрів будь-якої іншої довжини. Інша характеристика продуктивності комунікаційного устаткування - біт за секунду - використовується рідше, тому що вона не говорить про те, якого розміру кадри при цьому обробляє пристрій, а на кадрах максимального розміру досягти високої продуктивності, вимірюваної у бітах за секунду, набагато легше.

Використовуючи параметри, наведені в табл. 6.4.1, розрахуємо максимальну продуктивність сегмента Ethernet у таких одиницях, як число переданих кадрів (пакетів) мінімальної довжини за секунду. При цьому терміни кадр і пакет використовуються як синоніми. Відповідно, аналогічними є й одиниці виміру продуктивності.

Розмір кадру мінімальної довжини разом з преамбулою складає 72 байти чи
576 біт, тому на його передачу затрачається 57,5 мкс. Додавши міжкадровий інтервал
9,6 мкс, одержуємо, що період проходження кадрів мінімальної довжини складає 67,1 мкс. Звідси максимально можлива пропускна здатність сегмента Ethernet складає 14880 кадр/с.

Природно, що наявність у сегменті декількох вузлів знижує цю величину за рахунок чекання доступу до середовища. Це стосується і колізій, які приводять до необхідності повторної передачі кадрів.

Кадри максимальної довжини технології Ethernet мають поле довжиною 1500 байт, що разом зі службовою інформацією дає 1518 байт, а з преамбулою складає - 1526 байт чи 12208 біт. Максимально можлива пропускна здатність сегмента Ethernet для кадрів максимальної довжини складає 813 кадр/с.

Очевидно, що при роботі з великими кадрами навантаження на мости, комутатори і маршрутизатори досить відчутно знижується.

Тепер розрахуємо, якою максимальною корисною пропускною здатністю в бітах за секунду володіють сегменти Ethernet при використанні кадрів різного розміру.

Під корисною пропускною здатністю протоколу розуміють швидкість передачі даних, що переносяться полем даних кадру. Ця пропускна здатність завжди менша номінальної бітової швидкості протоколу Ethernet за рахунок декількох факторів: службової інформації кадру; міжкадрових інтервалів і чекання доступу до середовища.

Для кадрів мінімальної довжини корисна пропускна здатність дорівнює:

Сп = 14880 х 46 х 8 = 5,48 Мбіт/с.

Це набагато менше 10 Мбіт/с, але варто врахувати, що кадри мінімальної довжини використовуються в основному для передачі квитанцій, так що до передачі власне даних файлів ця швидкість відношення не має.

Для кадрів максимальної довжини корисна пропускна здатність дорівнює:

Сп = 813 х 1500 х 8 = 9,76 Мбіт/с,

що дуже близько до номінальної швидкості протоколу.

Ще раз підкреслимо, що такої швидкості можна досягти тільки тоді, коли двом взаємодіючим вузлам у мережі Ethernet інші вузли не заважають, про буває вкрай рідко.

При використанні кадрів середнього розміру з полем даних довжиною 512 байт пропускна здатність мережі складає 9,29 Мбіт/с, що теж досить близько до граничної пропускної здатності в 10 Мбіт/с.

При відсутності колізій і чекання доступу коефіцієнт використання залежить від розміру поля даних кадру і має максимальне значення 0,976 при передачі кадрів максимальної довжини. Очевидно, що в реальній мережі Ethernet середнє значення коефіцієнта використання мережі може значно відрізнятися від цієї величини.