Естественно, подключение к сегменту нескольких рабочих станций приводит к уменьшению этого показателя из-за того, что станции ожидают доступа к общей сетевой среде, а также по причине возникающих конфликтов, инициирующих повторную передачу фреймов.

Теперь подсчитаем максимальную скорость передачи данных в случае использования фреймов максимальной длины. Известно, что длина подобных фреймов составляет 1526 байт (включая преамбулу), что составляет 12208 бит. Время, затрачиваемое на передачу такого фрейма (вместе с промежутком между фреймами), составляет 1221,9 мкс, а пропускная способность сети составляет 818 фреймов/с. Как видите, при обработке фреймов максимальной длины потенциальные возможности сети в значительной степени не используются.

На практике также применяется показатель, называемый полезной скоростью передачи данных в сети. При его расчете используют сведения о длине раздела данных фрейма, а также показатель максимальной скорости передачи данных в сети.

Для начала рассчитаем полезную скорость передачи данных в случае фреймов минимальной длины. В этом случае длина раздела данных составляет 46 байт, а показатель максимальной скорости передачи данных – 14 880 бит/с. Следовательно, величина полезной скорости передачи данных рассчитывается следующим образом: 14 880 -46-8, что составляет 5,476 Мбит/с.

Полезная скорость передачи данных в случае фреймов максимальной длины рассчитывается по формуле 818 x 1500 x 8 = 9,816 Мбит/с.

В первом случае наблюдается явная «недогрузка» локальной сети, а во втором случае полезная скорость передачи данных практически равна максимальной скорости передачи данных.

Существует еще один важный показатель, характеризующий локальную сеть, – коэффициент утилизации сети. Он рассчитывается как отношение текущей скорости передачи данных к максимально возможной скорости передачи данных в этой сети. Чем больше значение этого показателя, тем меньше «запас прочности» сети, т. е. устойчивость к конфликтам.

Структура фреймов Ethernet

Необходимо подробнее рассмотреть структуру единиц информации, переносимой сетями Ethernet, а именно, фреймов Ethernet.

В документе IEEE 802.3, описывающем стандарт Ethernet, приводится структура единственного формата фрейма, относящегося к МАС-уровню. Поскольку фрейм этого уровня включает в себя фреймы, имеющие отношение к уровню LLC (описывается в стандарте IEEE 802.2), то, в соответствии со стандартами IEEE, в сетях Ethernet допускается применение фрейма канального уровня единственного типа. Причем его заголовок представляет собой своего рода симбиоз между заголовками, имеющими отношение к заголовкам на подуровнях MAC и LLC.

Однако на практике все выглядит несколько иначе. Фактически в сетях Ethernet применяются фреймы четырех различных типов. Отчасти это объясняется тяжелым наследием длительного периода эволюции сетей Ethernet.

Еще в 1980 году консорциум, образованный фирмами Digital, Intel и Xerox (DIX), предложил собственный вариант стандарта Ethernet, в котором был описан новый вариант формата фрейма. В свою очередь, комитет 802.3 принял собственный вариант стандарта, подразумевающий иной формат фрейма. Третий вариант фрейма был разработан фирмой Novell, a четвертый вариант появился в ходе разработки комитетом 802.2 некоего «общего знаменателя», обобщающего выполненные ранее разработки.

Описанные различия в форматах фреймов могут привести к появлению сбоев в процессе функционирования различных сетевых аппаратных и программных средств, ориентированных на единственный стандартный фрейм Ethernet. Но это было в прошлом. В настоящее время практически все сетевые карты, повторители, коммутаторы и другие сетевые средства могут адекватно реагировать на все форматы фреймов Ethernet, поскольку идентификация фрейма выполняется в автоматическом режиме.

Итак, в настоящее время в сетях Ethernet используются фреймы следующих четырех типов:

– Ethernet 802.2;

– Ethernet 802.3;

– Ethernet II, называемый также Ethernet DIX;

– Ethernet SNAP (версия от фирмы Novell).

Для примера стоит рассмотреть заголовок фрейма 802.3 (рис. 3.11). Фреймы остальных четырех типов имеют схожую структуру.

Рис. 3.11. Структура фрейма 802.3/LLC

– Поле Preamble (преамбула). Включает семь байтов вида 10101010, которые требуются для синхронизации.

– Поле SFD (Start of frame delimiter, начальный ограничитель фрейма). Включает один байт вида 10101011. Эта последовательность битов является указанием на то, что следующий байт будет первым байтом заголовка кадра.

– Поле DA (Destination Address, адрес назначения). Это поле определяет адрес узла в сети, которому передается фрейм. Как правило, размер этого поля составляет 6 байт. Первый бит старшего байта в этом поле определяет тип адреса. Может использоваться как однонаправленный адрес (unicast), так и групповой (multicast). Первый тип адреса определяется нулевым битом, а для второго типа адреса этому биту присваивается единица. Групповой адрес определяет пересылку данных всем узлам сети или же определенным сетевым узлам.