2.1.2. Влияние на производительность алгоритма доступа к разделяемой среде и коэффициента использования

Время доступа к среде определяется как логикой самого протокола, так и степенью загруженности сети. В локальных сетях пока доминируют разделяемые среды передачи данных, требующие выполнения определенной процедуры для получения права передачи кадра. В протоколах Ethernet и FastEthernet используется алгоритм случайного доступа с обнаружением коллизий CSMA/CD, а в протоколах TokenRing и FDDI - алгоритм, основанный на детерминированной передаче токена доступа. Новый стандарт 100VG-AnyLAN использует алгоритм доступа DemandPriority, при котором решение о предоставлении доступа принимается центральным элементом - концентратором.

Время доступа к среде складывается из номинального времени доступа ивремени ожидания доступа. Номинальное время доступа определяется как время доступа к незагруженной среде, когда узел не конкурирует с другими узлами. Номинальное время доступа к незанятой среде протоколов TokenRing и FDDI в 5 - 10 раз превышает соответствующее время протокола Ethernet, так как в незанятой сети Ethernet станция практически мгновенно получает доступ, а в сети TokenRing она должна дождаться прихода маркера доступа.

Другая составляющая времени доступа к среде - время ожидания - зависит от задержек, возникающих из-за разделения передающей среды между несколькими одновременно работающими станциями. Время ожидания зависит как от алгоритма доступа, так и от степени загруженности среды, причем зависимость времени ожидания от степени загрузки (коэффициента использования) сети для большинства протоколов носит экспоненциальный характер.

Наиболее чувствителен к загруженности среды метод доступа протокола Ethernet, для которого резкий рост времени ожидания начинается уже при величинах коэффициента использования в 30% - 50%. Поэтому для нормальной работы сети сегменты Ethernet не рекомендуется нагружать свыше 30% (рис. 2.2). Даже если среднее значение коэффициента использования находится в норме, но имеются пиковые значения, превышающие 60%, то это является свидетельством того, что сеть работает ненормально и требует проведения дополнительных исследований.

Рис. 2.2. Характеристики пропускной способности сети Ethernet

Сети TokenRing и FDDI можно эксплуатировать и при больших значениях коэффициента использования - до 60%, а иногда и до 80%. Компания Hewlett-Packard, продвигающая на рынок технологию 100VG-AnyLAN, считает, что эти сети могут нормально работать и при загрузке в 95%.

На рисунке 2.3 помещены графики зависимости среднего времени ожидания доступа к среде для протоколов Ethernet и TokenRing от коэффициента использования сети. Графики показывают, что при близком общем характере зависимости резкое возрастание времени ожидания наступает в сетях Ethernet гораздо раньше, чем в сетях TokenRing.

Рис. 2.3. Сравнение задержек доступа к среде в сетях Ethernet и TokenRing