ськом значенні е періоду змагання за канал, рівному 64-байтовому інтервалу

тобто 174 байтам, ефективність каналу складе 85 %.

Мал. 4.18. Ефективність мереж стандарту 802.3 на швидкості 10 Мбіт/с

з 512-бітовими інтервалами часу

Щоб визначити середню кількість станцій, готових до передачі в услові¬

ях сильного завантаження, можна скористатися наступною грубою моделлю. Каж¬

дий передаваний кадр займає канал на період змагання і на якийсь час переда¬

чи кадру, що складає в сумі Р + w секунд. Таким чином, за секунду по

каналу передається 1/(Р + w) кадрів. Якщо кожна станція формує кадрів з

середньою швидкістю X кадрів в секунду, то при знаходженні системи в змозі

до сумарна вхідна швидкість до незаблокованих станцій складе kx кадрів

у секунду. Оскільки в стані рівноваги вхідна швидкість повинна бути

рівна вихідною, ми можемо прирівняти ці дві швидкості і вирішити рівняння от¬

носительно до. (Звернете увагу: w є функцією від до.) Більш подроб¬

ний аналіз див. в (Bertsekas and Gallager, 1992).

Слід зазначити, що теоретичному аналізу продуктивності мереж

Ethernet (і інших мереж) було присвячене багато робіт. Практично у всіх цих

дослідженнях передбачається, що трафік підкоряється пуассоновському распре¬

діленню. Коли ж дослідники розглянули реальні потоки даних, то об¬

наружілось, що мережевий трафік рідко розподілений по Пуассону, а частіше буває

автомодельним (Paxson and Floyd, 1994; Willinger і ін., 1995). Це означає, що

при збільшенні періоду усереднювання трафік не згладжується. Дисперсія сред¬

його кількості пакетів в кожну хвилину години не менше дисперсії середнього

кількості пакетів в кожну секунду хвилини. Наслідком цього відкриття яв¬

ляєтся те, що більшість моделей мережевого трафіку не відповідають реаль¬

ний роботі мереж і тому повинні сприйматися вельми критично.

Комутовані мережі Ethernet

При додаванні станцій до Ethernet трафік спочатку буде рости. Нарешті, ло¬

кальная мережа насититься. Одним з рішень в даному випадку є увеліче¬

ніє швидкості передачі даних - наприклад, перехід з 10 Мбіт/с на 100 Мбіт/с.

Проте частка мультимедійних даних в загальному потоці стає все помітнішою, і

навіть 100-мегабітниє і гигабітниє версії Ethernet можуть перестати справлятися

зі своїм завданням.

На щастя, можливе не таке радикальне рішення, а саме, коммутіро¬

ванна локальна мережа Ethernet, показана на мал. 4.19. Серцем системи явля¬

ется комутатор, що містить високошвидкісну плату, в слоти якої обич¬

але вставляються від 4 до 32 контроллерів ліній, в кожному з яких від одного

до восьми роз'ємів. Найчастіше до роз'єму підключається витаючи пара 10base-t

що сполучає комутатор з єдиним хостом.

Мал. 4.19. Простій приклад комутованої мережі Ethernet

Коли станція хоче передати кадр Ethernet, вона посилає стандартний кадр

у комутатор. Плата в комутаторі, отримавши кадр, перевіряє, чи не адресований

цей кадр станції, приєднаної до тієї ж плати. Якщо так, то кадр пересилаєт¬

ця їй. Інакше кадр пересилається по об'єднувальній платі карті, до

якою підключена станція-одержувач. Об'єднувальна плата зазвичай рабо¬

тане на швидкості в декілька гигабіт в секунду з використанням власного

протоколу.

Що відбудеться, якщо дві машини, приєднані до однієї і тієї ж карти

комутатора, одночасно почнуть передавати кадрів? Результат залежить від кон¬

струкциі карти. Одним з варіантів може бути об'єднання всіх портів кар¬

ти разом з освітою на карті невеликої локальної мережі. Зіткнення в

такій мережі виявляються і обробляються так само, як і в будь-якій іншій мережі

Csma/cd - за допомогою повторних передач кадрів з використанням алгоріт¬

ма двійкового експоненціального відкоту. При використанні такого типу карт в

кожен момент часу можлива передача тільки одній станції з подклю¬

ченних до карти, але всі карти можуть передавати або приймати дані парал¬

лельно. При такій схемі комутатора кожна карта утворює свій простір

зіткнень, незалежне від інших. Наявність тільки одній станції в про¬

странстве зіткнень виключає власне зіткнення і підвищує проїз¬

водітельность.

Можлива також і інший різновид карт - з буферизацією даних

що приходять на кожен вхід, в оперативній пам'яті карти. При цьому все вход¬

ниє порти можуть передавати і приймати кадрів одночасно в дуплексному ре¬

жимі, що далеко не завжди вдається реалізувати в моноканалі із застосуванням

Csma/cd. Після прийому кадру карта може перевірити, кому він предназначаєт¬

ця. Якщо адресатом є якийсь з портів поточної карти, то кадр відразу ж

туди і прямує. Якщо ж потрібно передати дані на порт іншої карти, то

це робиться за допомогою об'єднувальної плати. При цьому кожен порт облада¬

ет окремим простором колізій, тому зіткнення не виникають.

Загальна продуктивність системи може бути підвищена на порядок по срав¬

ненію з 10Base5, оскільки в останній використовується єдиний простір

зіткнень.

Оскільки комутатор чекає на кожному вхідному порту кадрів Ethernet, мож¬

але використовувати деякі з цих портів як концентратори. На

мал. 4.19 порт в правому верхньому кутку сполучений не з однією станцією, а з 12-порто-

вим концентратором. Прибуваючи в концентратор, кадри змагаються самим

звичайним способом, включаючи зіткнення і двійковий відкіт. Удачливі кадри

потрапляють в комутатор і піддаються там тій же процедурі, що і всі останні

кадри, тобто перенаправляються на потрібні вихідні лінії через високосько¬

ростную об'єднуючу плату. Концентратори дешевші за комутатори, проте

їх швидке здешевлення означає тенденцію, що лише намічається, до устарева¬

нію. Проте, все ще існують концентратори, що діють.

Швидкий Ethernet

Колись здавалося, що 10 Мбіт/с - це просто фантастично висока швидкість.

Приблизно так само сприймали користувачі акустичних модемів на 300 біт/с

поява модемів із швидкістю 1200 біт/с. Проте мир міняється дуже швидко.

Як одне із следствій закону Паркінсона («Робота займає все отве¬

денноє на неї час») можна привести наступне правило: «Дані займають

всю надану пропускну спроможність каналу». Жарти жартами, але по¬

стоянно відчувалася і продовжує відчуватися брак швидкості і ширини кана¬

ла. Для вирішення цих проблем різними компаніями було розроблено мно¬

жество оптоволоконних кільцях ЛВС. Одна з таких систем називається

FDDI (Fiber Distributed