Вплив на продуктивність мережі типу комунікаційного протоколу і його параметрів
Завдання вибору комунікаційних протоколів може вирішуватися відносно незалежно для канального рівня із одного боку (Ethernet, TokenRing, FDDI, FastEthernet, ATM) і пари "мережевий - транспортний протокол" з іншого боку(IPX/SPX, TCP/IP, NetBIOS).
Кожен протокол має свої особливості, кращі області застосування і настроювані параметри, що й дає можливість за рахунок вибору і настроювання протоколу впливати на продуктивність і надійність мережі. Настройка протоколу може включати в себе зміну таких параметрів як:
- максимально припустимий розмір кадру,
- величини тайм-аутів (у тому числі час життя пакета),
- для протоколів, із встановленням сполук - розмір вікна непідтверджених пакетів, а також деяких інших.
Номінальна та ефективна пропускна здатність протоколу
При настройкі мережі необхідно розрізняти номінальну і ефективну пропускну здатість протоколу. Під номінальною пропускною здатністю зазвичай розуміється бітова швидкість передачі даних, підтримувана на інтервалі передачі одного пакета. Ефективна пропускна здатність протоколу - це середня швидкість передачі користувацьких даних, тобто даних, в полі даних кожного пакета. Загалом ефективна пропускна здатність протоколу буде нижчою за номінальну через існування в пакеті службової інформації, а також через паузу між передачею окремих пакетів.
Розглянемо докладніше різницю між номінальною та ефективною пропускною здатністю на прикладі протоколу Ethernet.
На малюнку 2.1 наведена тимчасова діаграма передачі кадрів Ethernet мінімальної довжини. Номінальна пропускна здатність протоколу Ethernet становить 10 Мб/с, що означає, що біти всередині кадру передаються з інтервалом в 0.1 мкс. Кадр з 8 байт преамбули, 14 байт службової інформації - заголовка, 46 байт користувацьких даних і 4 байт контрольної суми, всього - 72 байта чи 576 біт. При номінальній пропускній здатності 10 Мб/c час передачі одного кадру мінімальної довжини становить 57.6 мкс.
Мал. 2.1. Часова діаграма передачі кадрів Ethernet
За стандартом між кадрами повинна витримуватися технологічна пауза в 9.6 мкс. Тому період повторення кадрів складає 57.6 + 9.6 = 67.2 мкс. Звідси ефективна пропускна спроможність протоколу Ethernet при використовуванні кадрів мінімальної довжини складає 46 х 8/67.2 = 5.48 Мб/с.
Реальна пропускна спроможність за призначеними для користувача даними в мережі може бути тільки менше приведеного вище значення 5.48 Мб/с (для кадрів даного розміру). Відношення реальної пропускної спроможності сегменту, каналу або пристрою до його ефективної пропускної спроможності називається коефіцієнтом використання (utilization) сегменту, каналу або пристрою відповідно.
Ефективна пропускна спроможність істотно відрізняється від номінальної пропускної спроможності протоколу, що говорить про необхідність орієнтації саме на ефективну пропускну спроможність при виборі типу протоколу для того або іншого сегменту мережі. Наприклад, для протоколу Ethernet ефективна пропускна спроможність складає приблизно 70% від номінальної, а для протоколу FDDI - близько 90%.
Пропускна спроможність протоколу часто вимірюється і в кількості кадрів, переданих в секунду. неважко підрахувати, що для протоколу Ethernet ця характеристика для кадрів мінімальної довжини складає 14880 К/с. Зрозуміло, що при вимірюванні пропускної спроможності в кадрах в секунду, немає змісту розмежовувати номінальну і ефективну пропускну спроможність.
Майже всі протоколи канального рівня локальних мереж підтримують одну фіксовану номінальну пропускну спроможність: Ethernet - 10 Мб/с, TokenRing - 16 Мб/с (4 Мб/с може підтримуватися для сумісності із старим устаткуванням), FDDI, FastEthernet і 100VG-AnyLAN - 100 Мб/с. Тільки протокол АТМ може працювати з різними номінальними бітовими швидкостями - 25, 155 і 622 Мб/с, хоча перехід від однієї швидкості до іншої вимагає заміни мережних адаптерів або інтерфейсів комутаторів або маршрутизаторів.
Тому, якщо для поліпшення роботи мережі ми хочемо варіювати номінальною пропускною спроможністю протоколу, то для цього нам буде потрібно замінювати один протокол на іншій - міра можлива, але вимагає значних матеріальних і фізичних витрат.
