Логическая структуризация сети с помощью мостов и коммутаторов, Причины логической структуризации локальных сетей - Проект сети трех жилых домов
Под логической структуризацией сети понимается разбиение общей разделяемой среды на логические сегменты, которые представляют самостоятельные разделяемые среды с меньшим количеством узлов. Сеть, разделенная на логические сегменты, обладает более высокой производительностью и надежностью. Взаимодействие между логическими сегментами организуется с помощью мостов и коммутаторов.
Причины логической структуризации локальных сетей
При построении небольших сетей, состоящих из 10-30 узлов, использование стандартных технологий на разделяемых средах передачи данных приводит к экономичным и эффективным решениям. Во всяком случае, это утверждение справедливо для очень большого числа сегодняшних сетей, даже тех, в которых передаются большие объемы мультимедийной информации, - появление высокоскоростных технологий со скоростями обмена 100 и 1000 Мбит/с решает проблему качества транспортного обслуживания таких сетей.
Эффективность разделяемой среды для небольшой сети проявляется в первую очередь в следующих свойствах:
Простой топологии сети, допускающей легкое наращивание числа узлов (в небольших пределах);
Отсутствии потерь кадров из-за переполнения буферов коммуникационных устройств, так как новый кадр не передается в сеть, пока не принят предыдущий - сама логика разделения среды регулирует поток кадров и приостанавливает станции, слишком часто генерирующие кадры, заставляя и;
Простоте протоколов, обеспечившей низкую стоимость сетевых адаптеров, повторителей и концентраторов.
Однако справедливым является и другое утверждение - крупные сети, насчитывающие сотни и тысячи узлов, не могут быть построены на основе одной разделяемой среды даже такой скоростной технологии, как Gigabit Ethernet. И не только потому, что практически все технологии ограничивают количество узлов в разделяемой среде: все виды семейства Ethernet - 1024 узлами, Token Ring - 260 узлами, a FDDI - 500 узлами. Даже сеть средних размеров, состоящая из 50-100 компьютеров и укладывающаяся в разрешенный максимум количества узлов, чаще всего будет плохо работать на одной разделяемой среде.
Основные недостатки сети на одной разделяемой среде начинают проявляться при превышении некоторого порога количества узлов, подключенных к разделяемой среде, и состоят в следующем. Даже та доля пропускной способности разделяемого сегмента, которая должна в среднем доставаться одному узлу (то есть, например, 10/N Мбит/с для сегмента Ethernet с N компьютерами), очень часто узлу не достается. Причина заключается в случайном характере метода доступа к среде, используемом во всех технологиях локальных сетей. Наиболее тяжелые условия для узлов сети создает метод доступа CSMA/CD технологии Ethernet, но и в других технологиях, таких как Token Ring или FDDI, где метод доступа носит менее случайный характер и даже часто называется детерминированным, случайный фактор доступа к среде все равно присутствует и оказывает свое негативное влияние на пропускную способность, достающуюся отдельному узлу.
На рисунке 2 показана зависимость задержек доступа к среде передачи данных в сетях Ethernet, Token Ring и FDDI от коэффициента использования сети р, который также часто называют коэффициентом нагрузки сети. Напомним, что коэффициент использования сети равен отношению трафика, который должна передать сеть, к ее максимальной пропускной способности.
Для сети Ethernet максимальная пропускная способность равна 10 Мбит/с, а трафик, который она должна передать, равен сумме интенсивностей трафика, генерируемого каждым узлом сети. Коэффициент использования обычно измеряют в относительных единицах или процентах.
Рисунок 2 - Задержки доступа к среде передачи данных для технологий Ethernet, Token Ring и FDDI
Как видно из рисунка, всем технологиям присущ экспоненциальный рост величины задержек доступа при увеличении коэффициента использования сети, отличается только порог, при котором наступает резкий перелом в поведении сети, когда почти прямолинейная зависимость переходит в крутую экспоненту. Для всего семейства технологий Ethernet это 40-50%, для технологии Token Ring - 60%, а технологии FDDI - 70%.
Количество узлов, при которых коэффициент использования сети начинает приближаться к опасной границе, зависит от типа функционирующих в узлах приложений. Если раньше для сетей Ethernet считалось, что 30 узлов - это вполне приемлемое число для одного разделяемого сегмента, то сегодня для мультимедийных приложений, перекачивающих большие файлы данных, эту цифру нужно уточнять с помощью натурных или имитационных экспериментов.
Влияние задержек и коллизий на полезную пропускную способность сети Ethernet хорошо отражает график, представленный на рисунке 3.
При загрузке сети до 50% технология Ethernet на разделяемом сегменте хорошо справляется с передачей трафика, генерируемого конечными узлами.
Рисунок 3 - Зависимость полезной пропускной способности сети Ethernet от коэффициента использования
Однако при повышении интенсивности генерируемого узлами трафика сеть все больше времени начинает проводить неэффективно, повторно передавая кадры, которые вызвали коллизию. При возрастании интенсивности генерируемого трафика до такой величины, когда коэффициент использования сети приближается к 1, вероятность столкновения кадров настолько увеличивается, что практически любой кадр, который какая-либо станция пытается передать, сталкивается с другими кадрами, вызывая коллизию. Сеть перестает передавать полезную пользовательскую информацию и работает "на себя", обрабатывая коллизии.
Этот эффект хорошо известен на практике и исследован путем имитационного моделирования, поэтому сегменты Ethernet не рекомендуется загружать так, чтобы среднее значение коэффициента использования превзошло. Этот эффект хорошо известен на практике и исследован путем имитационного моделирования, поэтому сегменты Ethernet не рекомендуется загружать так, чтобы среднее значение коэффициента использования превосходило 30%. Именно поэтому во многих системах управления сетями пороговая граница для индикатора коэффициента загрузки сети Ethernet по умолчанию устанавливается на величину 30%.
Технология Ethernet наиболее чувствительна к перегрузкам разделяемого сегмента, но и другие технологии также весьма страдают от этого эффекта, поэтому ограничения, связанные с возникающими коллизиями и большим временем ожидания доступа при значительной загрузке разделяемого сегмента, чаще всего оказываются более серьезными, чем ограничение на максимальное количество узлов, определенное в стандарте из соображений устойчивой передачи электрических сигналов в кабелях. В результате даже сеть средних размеров трудно построить на одном разделяемом сегменте так, чтобы она работала эффективно при изменении интенсивности генерируемого станциями трафика. Кроме того, при использовании разделяемой среды проектировщик сети сталкивается с жесткими ограничениями максимальной длины сети, которые для всех технологий лежат в пределах нескольких километров, и только технология FDDI позволяет строить локальные сети, длина которых измеряется десятками километров.
Похожие статьи
-
Преимущества логической структуризации сети - Проект сети трех жилых домов
Ограничения, возникающие из-за использования общей разделяемой среды, можно преодолеть, разделив сеть на несколько разделяемых сред и соединив отдельные...
-
Логическая структуризация сети - Основные проблемы построения сетей
Физическая структуризация сети полезна во многих отношениях, однако в ряде случаев, обычно относящихся к сетям большого и среднего размера, невозможно...
-
Ограничения топологии сети, построенной на мостах - Проект сети трех жилых домов
Слабая защита от широковещательного шторма - одно из главных ограничений моста, но не единственное. Другим серьезным ограничением их функциональных...
-
Пример стандартного решения сетевых проблем - Основные проблемы построения сетей
Рассмотрим, каким образом описанные выше общие подходы к решению наиболее важных проблем построения сетей воплощены в наиболее популярной сетевой...
-
Методы построения FTTХ, FTTB - Проект сети широкополостного доступа по технологии FTTB
Технология FTTx (англ. Fiber to the x - оптическое волокно до точки X), название которой происходит от заглавных букв английского выражения...
-
Принимающей системе необходимо определить, какой из протоколов Сетевого уровня должен получить входящие данные. В пакетах 802.3 в рамках PDU LLC...
-
Локальные сети (LAN), Технологии, применяемые в локальных сетях (LAN) - IP-телефония
Системная интеграция В современных условиях развития бизнеса для любого предприятия или организации, которые успешно работают на рынке или находятся в...
-
1.2 Стандарты протокола 802.11 - Локально-вычислительная сеть малого офиса
802.11a. Данная версия является как бы "боковой ветвью" основного стандарта 802.11. Для увеличения пропускной способности канала здесь используется...
-
Сеть Ethernet - Расчет локальных вычислительных сетей
Ethernet -- это сетевой стандарт, основанный на экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала и реализовала в 1975 году. Метод...
-
Выбор с учетом стоимости - Локально-вычислительная сеть малого офиса
Выше при формулировании критериев выбора сетевых аппаратных и программных средств в качестве одного из главных критериев называлась их стоимость....
-
Телекоммуникационная фаза проектирования - Локально-вычислительная сеть малого офиса
На момент проведения проектных работ основным стандартом построения ЛВС является Fast Ethernet. Использование для реализации горизонтальной подсистемы...
-
Системная интеграция В современных условиях развития бизнеса для любого предприятия или организации, которые успешно работают на рынке или находятся в...
-
Заключение - Проект сети широкополостного доступа по технологии FTTB
С активным развитием мультисервисных сетей становится важным вопрос об их квалифицированной разработке и соответствующей защите. Ведь от грамотного...
-
От ISDN к ADSL, От HDSL к ADSL - Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа
В 90-е годы в качестве способа более быстрого доступа к Интернет там, где это было возможно, стали широко использоваться линии ISDN. Со временем, когда...
-
Требования к полосе пропускания - IP-телефония и традиционные телефонные сети
Требования к полосе пропускания определяются гарантиями качества обслуживания, предоставляемыми оператором пользователю. Параметры QoS описаны в...
-
Одной из важнейших проблем телекоммуникационных сетей продолжает оставаться проблема абонентского доступа к сетевым услугам. Актуальность этой проблемы...
-
Ограничения длины кабеля - Локально-вычислительная сеть малого офиса
В сетях 100Base-TX уровень сигнала не так важен по сравнению со временем распространения сигналов. Механизм CSMA/CD в сети Fast Ethernet работает так же,...
-
CSMA/ CD - Локально-вычислительная сеть малого офиса
Контроллер MAC Fast Ethernet, прежде чем приступить к передаче, прослушивает несущую. Несущая существует лишь тогда, когда другой узел ведет передачу....
-
Уровень доступа состоит из коммутаторов доступа (домовых коммутаторов), которые представляют собой управляемое устройство без функции маршрутизации (L2)....
-
В протоколе 802.11g предусмотрена передача на скоростях 1, 2, 5,5, 6, 9, 11, 12, 18, 22, 24, 33, 36, 48 и 54 Мбит/с. Некоторые из данных скоростей...
-
Выбор оборудования - Локально-вычислительная сеть малого офиса
При выборе сетевого оборудования надо учитывать множество факторов, в частности: - уровень стандартизации оборудования и его совместимость с наиболее...
-
Введение - Проект сети трех жилых домов
INTERNET - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня INTERNET имеет около 15 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира....
-
Краткий анализ технологий - CMTS (Cable Modem Termination System)
Традиционная телефонная сеть общего пользования (ТФОП) позволяет передавать голос в и данные в пределах узкой полосы частот (300 -3400) Гц. Быстрый рост...
-
Формат ячейки АТМ - Глобальные сети АТМ
Биты 8 7 6 5 4 3 2 1 Управление потоком (GFC) Идентификатор виртуального пути(VPI) Идентификатор виртуального пути (продолжение) Идентификатор...
-
В настоящее время для организации цифрового доступа на абонентском участке чаще всего используются медные телефонные линии. Именно поэтому на первый план...
-
Система RLL - Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа
Использование радио в качестве альтернативы медному кабелю для доступа к сети обретает все большую популярность. Первые системы, основанные на сотовой...
-
В данном курсовом проекте необходимо рассмотреть вопросы планирования и взаимодействия сетей сотовой связи. Это будет проиллюстрировано на примерах:...
-
Рассчет пропускной способности глобальной сети - IP-телефония
Гилберт Хелд Гилберт Хелд - лектор и автор книг по информационным системам. Среди его последних работ - "Ethernet Networks: Design, Implementation,...
-
Все рассуждения, проведенные относительно первых двух групп, остаются в силе и для третьей группы, применительно к сервисам передачи голоса, а именно:...
-
Показатели качества IP-телефонии - IP-телефония и традиционные телефонные сети
Традиционные телефонные сети коммутируют электрические сигналы с гарантированной полосой пропускания, достаточной для передачи сигналов голосового...
-
Беспроводные сети - Корпоративная система связи с использованием сетевой телефонии
Технология передачи информации между абонентами, находящимися друг от друга на значительных расстояниях, постепенно, но уверенно, переходит с рельс...
-
Адресация компьютеров - Основные проблемы построения сетей
Еще одной новой проблемой, которую нужно учитывать при объединении трех и более компьютеров, является проблема их адресации. К адресу узла сети и схеме...
-
До сих пор мы рассматривали вырожденную сеть, состоящую всего из двух машин. При объединении в сеть большего числа компьютеров возникает целый комплекс...
-
Для проведения измерений при разных значениях числа потоков были произведены эксперименты на 10-ти вариантах сетевой топологии, содержащих от 2 до 20...
-
Виртуальные закрытые сети обеспечивают безопасное соединение между различными локальными сетями через Internet при значительно более низких затратах по...
-
Беспроводные сети - IP-телефония
Технология передачи информации между абонентами, находящимися друг от друга на значительных расстояниях, постепенно, но уверенно, переходит с рельс...
-
Алгоритм STP требует, чтобы каждому коммутатору был присвоен идентификатор. Идентификатор коммутатора - 8-байтное поле, которое состоит из 2-х частей:...
-
При выборе сетевой магистрали, необходимо принимать во внимание следующие моменты: 1) соответствие стандартам -- совместная работу и взаимозаменяемость...
-
Привести структуру аналоговой телефонной сети в двух зонах семизначной нумерации, в каждой из которых располагается по две местных сети. Цифровизировать...
-
Обоснование выбора технологии FTTB. - Проект сети широкополостного доступа по технологии FTTB
- Повышенная надежность. Как известно из практики, наибольшее число отказов приходится именно не на ВОЛС, а на коаксиальные сети. Ввиду наличия каскадно...
Логическая структуризация сети с помощью мостов и коммутаторов, Причины логической структуризации локальных сетей - Проект сети трех жилых домов