Конспект лекций по теме 2.1
| Сайт: | Образовательный портал НГУЭУ |
| Курс: | Инфокоммуникационные системы и сети (ИКСС) |
| Книга: | Конспект лекций по теме 2.1 |
| Напечатано:: | Гость |
| Дата: | пятница, 20 сентября 2024, 11:25 |
Описание
Аппаратура локальных сетей
Аппаратура локальных сетей
Аппаратура[1] локальных сетей обеспечивает взаимодействие сетевых абонентов. Выбор аппаратных средств имеет важнейшее значение на этапе проектирования сети, так как стоимость оборудования составляет существенную часть от стоимости сети в целом, а замена аппаратуры связана не только с дополнительными расходами, но и с трудоемкими работами. К аппаратуре локальных вычислительных сетей относятся:
- кабели для передачи информации;
- разъемы для присоединения кабелей;
- согласующие терминаторы;
- сетевые адаптеры;
- репитеры;
- трансиверы;
- концентраторы;
- мосты;
- маршрутизаторы;
- шлюзы.
Сетевые адаптеры (контроллеры, карты, платы, интерфейсы, NIC – Network Interface Card) – это основная часть аппаратуры локальной сети. Назначение сетевого адаптера – сопряжение (соединение) компьютера (или другого абонента) с сетью, то есть обеспечение обмена данными между абонентом и каналом связи в соответствии с принятыми протоколами обмена. Они реализуют функции двух нижних уровней модели OSI. Как правило, сетевые адаптеры выполняются в виде платы, вставляемой в слоты расширения системной магистрали (шины) компьютера (чаще всего PCI, ISA или PC-Card). Плата сетевого адаптера имеет один или несколько внешних разъемов для подключения к ней сетевого кабеля.
Сетевые адаптеры Ethernet могут выпускаться со следующими наборами разъемов:
- TPO – разъем RJ-45 (для кабеля на витых парах по стандарту 10BASE-T);
- TPC – разъемы RJ-45 (для кабеля на витых парах 10BASE-T) и BNC (для коаксиального кабеля 10BASE2);
- Combo – разъемы RJ-45 (10BASE-T), BNC (10BASE2), AUI;
- Coax – разъемы BNC, AUI;
- FL – разъем ST (для волоконно-оптического кабеля 10BASE-FL).
К основным функциям сетевых адаптеров относятся:
- гальваническая развязка компьютера и информационной среды локальной сети (используется передача данных через импульсные трансформаторы);
- преобразование логических сигналов в сетевые (световые или электрические) и обратно;
- кодирование и декодирование сетевых сигналов (прямое и обратное преобразование сетевых кодов передачи информации;
- селекция принимаемых сетевых пакетов (выбор из приходящих пакетов адресованных данному абоненту);
- преобразование параллельного кода в последовательный при передаче данных и обратное преобразование при приеме;
- накопление (буферизация) передаваемых и принимаемых данных в памяти сетевого адаптера;
- организация доступа к сети в соответствии с принятым методом управления обменом;
- вычисление контрольной суммы пакетов при передаче и приеме.
Стандартный алгоритм взаимодействия компьютера с сетевым адаптером происходит следующим образом. Если компьютеру необходимо передать пакет, то он сначала формирует этот пакет в своей оперативной памяти, затем пересылает его в буферную память сетевого адаптера и дает ему команду на передачу. Адаптер анализирует текущее состояние сети и при первой возможности передает пакет в сеть (выполняет управление доступом к среде передачи данных). При этом он производит преобразование информации из буферной памяти в последовательный вид для побитной передачи по сети, вычисляет контрольную сумму, кодирует биты пакета в сетевой код и через узел гальванической развязки выдает пакет в кабель сети.
Если по сети приходит пакет, то сетевой адаптер через узел гальванической развязки принимает биты этого пакета, производит их декодирование из сетевого кода и сравнивает сетевой адрес приемника из пакета со своим собственным адресом (адрес сетевого адаптера устанавливается его производителем). При совпадении адреса сетевой адаптер записывает пришедший пакет в свою буферную память и сообщает компьютеру (сигналом аппаратного прерывания) о том, что получен пакет и его обработать. Одновременно с записью пакета производится вычисление контрольной суммы, что позволяет к завершению процесса приема сделать вывод о наличии в нем ошибок. Буферная память позволяет освободить компьютер от непрерывного контроля сети и обеспечивает высокую степень готовности сетевого адаптера к приему информации. Сетевой адаптер выполняет функции двух нижних уровней модели OSI.
Все остальное аппаратное обеспечение локальных сетей (кроме адаптеров) имеет вспомогательный, дополнительный характер - это промежуточные сетевые устройства.
Приемопередатчики или трансиверы (TRANsmitter + reCEIVER) используют для передачи информации между адаптером и кабелем сети или между двумя сегментами (частями) сети. Трансиверы усиливают сигналы, преобразуют их уровни или преобразуют сигналы в другую форму (например, из электрической в световую и обратно). Трансиверами, кроме того называют встроенные в адаптер приемопередатчики.
Репитеры (repeater) или повторители в отличие от трансиверов выполняют более простую функцию. Они не преобразуют ни уровни сигналов, ни их физическую природу, а только восстанавливают слабые сигналы (их амплитуду и форму), приводя их к первоначальному виду. Цель такой ретрансляции сигналов состоит в увеличении протяженности сети.
Концентраторы (хабы, hub) используют для объединения в сеть нескольких сегментов. Концентраторы (или репитерные концентраторы) представляют собой несколько репитеров, они выполняют те же функции, что и повторители. Концентраторы иногда вмешиваются в обмен для устранения некоторых явных ошибок. Они работают на первом уровне модели OSI, так как имеют дело только с физическими сигналами, с битами пакета и не анализируют его содержимое, рассматривая пакет как единое целое. На этом же уровне работают трансиверы и репитеры.
Коммутаторы (свичи, switch, коммутирующие концентраторы), как и концентраторы, служат для объединения сегментов сети. Они выполняют более сложные функции, производя сортировку поступающих пакетов с данными. Коммутаторы передают из одного сегмента сети в другой не все поступающие на них пакеты, а те, которые адресованы компьютерам того сегмента. Пакеты, передаваемые между абонентами одного сегмента, через коммутатор в другой сегмент не попадают. При этом сам пакет коммутатором не принимается, а только пересылается. Интенсивность обмена в сети уменьшается из-за разделения нагрузки, поскольку каждый сегмент работает не только со своими пакетами, но и с пакетами, пришедшими из других сегментов, а коммутатор не пропускает лишних. Коммутатор работает на втором уровне модели OSI (подуровень MAC), так как анализирует МАС-адреса внутри пакета. Кроме того, он выполняет и функции первого уровня.
Мосты (bridge), маршрутизаторы (router) и шлюзы (gateway) служат для объединения в одну сеть нескольких разнородных сетей с разными протоколами обмена нижнего уровня: с разными форматами пакетов, методами кодирования, скоростью передачи и др. В результате их использования сложная и неоднородная сеть, содержащая в себе различные сегменты, с точки зрения пользователя выглядит обычной сетью. Все эти устройства гораздо дороже, чем концентраторы, так как они выполняют довольно сложную обработку информации. Реализуются они обычно на базе компьютеров, подключенных к сети с помощью сетевых адаптеров - они представляют собой специализированные абоненты (узлы) сети.
Мосты - наиболее простые устройства из трех перечисленных выше, служащие для объединения сетей с разными стандартами обмена, например, Ethernet и Arcnet, или нескольких частей (сегментов) одной и той же сети, например, Ethernet. В последнем случае мост, как и коммутатор, только разделяет нагрузку сегментов, повышая тем самым производительность сети в целом. В отличие от коммутаторов мосты принимают поступающие пакеты данных целиком и в случае необходимости производят их несложную обработку. Мосты, как и коммутаторы, работают на втором уровне модели OSI. В последнее время они вытесняются коммутаторами, которые становятся все более функциональными.
Маршрутизаторы осуществляют выбор оптимального маршрута для каждого пакета с целью избежание чрезмерной нагрузки отдельных участков сети и обхода ее поврежденных участков. Они применяются в сложных разветвленных сетях, имеющих несколько альтернативных маршрутов между отдельными абонентами. Маршрутизаторы не преобразуют протоколы нижних уровней, поэтому они могут соединять только сегменты одноименных сетей. Маршрутизаторы работают на третьем уровне модели OSI, так как они глубоко проникают в инкапсулированный пакет и анализируют не только физический адрес пакета, но и сетевой.
Шлюзы – это устройства для соединения сетей с различными протоколами, например, для соединения локальных сетей с глобальными сетями. Это сложное, дорогое и редко применяемое сетевое оборудование. Шлюзы реализуют связь между абонентами с четвертого по седьмой уровень модели OSI. Соответственно, они выполняют и все функции нижестоящих уровней.
Оборудование Ethernet и Fast Ethernet
На сегодняшний день сеть Ethernet/Fast Ethernet является самой перспективной, она распространена наиболее широко, и аппаратура для неё выпускается наибольшим числом производителей.
Адаптеры Ethernet и Fast Ethernet
Сетевые адаптеры (NIC, Network Interface Card) Ethernet и Fast Ethernet могут соединятся с абонентом (компьютером) через один из стандартных интерфейсов:
-шина PCI (Peripheral Component Interconnect);
-шина ISA (Industry Standard Architecture);
-шина PC Card (PCMCIA).
Адаптеры, рассчитанные на системную шину ISA считаются устаревшими. Они выпускались 8- и 16-разрядными (8-разрядные адаптеры дешевле, 16-разрядные – быстрее).
Сейчас шина PCI практически вытеснила шину ISA, она стала основной шиной расширения для персональных компьютеров. Она обеспечивает обмен 32- и 64-разрядными данными и обладает высокой пропускной способностью (до 264 Мбайт/с), что вполне достаточно не только Fast Ethernet, но и более быстрой Gigabit Ethernet. Для обеспечения совместимости важно еще и то, что шина PCI используется не только в компьютерах IBM PC, но и в компьютерах фирмы Apple. Кроме того, эта шина поддерживает режим автоматического конфигурирования оборудования (Plug-and-Play).
Шина PC Card (ранее использовавшиеся название PCMCIA) применяется в компьютерах Notebook. В этих компьютерах шина PCI обычно не имеет внешних подключений. Интерфейс PC Card предусматривает простое присоединение к компьютеру миниатюрных плат расширения, при этом скорость обмена данными с этими платами достаточно высока. Однако сейчас все больше портативных компьютеров (как и ПК) оснащается встроенными сетевыми адаптерами, так как возможность доступа к сети становится стандартом «де-факто». Важнейшими характеристикам сетевых адаптеров являются:
- способ конфигурирования адаптера;
- объем буферной памяти и режимы обмена с ней;
- возможность установки ПЗУ для удаленной загрузки (BootROM);
- возможность подключения адаптера к разным типам среды передачи;
- возможность применения адаптером полнодуплексного режима обмена;
- совместимость адаптера (драйвера) с используемыми сетевыми программными средствами.
Первоначальная настройка адаптера выполняется и автоматически в режиме Plug-and-Play при включении персонального компьютера. От размера буферной памяти сетевого адаптера зависит скорость работы адаптера и его способность поддержать большие объемы передаваемых данных. Размер памяти обычно составляет несколько десятков мегабайт. Чем больше память, тем больше передаваемых и принимаемых пакетов может в ней храниться.
Некоторые адаптеры поддерживают функцию удаленной загрузки по сети. Для этого на плате сетевого адаптера устанавливается микросхема постоянной памяти (Boot ROM), в которой записана программа начальной загрузки персонального компьютера. Такой подход позволяет использовать компьютеры без жестких дисков.
Адаптер может быть рассчитан только на один тип кабеля, но может поддерживать возможность подключения нескольких разных сред передачи данных (витую пару, тонкий и толстый коаксиальные кабели). Для этого на плате устанавливаются соответствующие разъемы.
Наибольшую свободу подключения обеспечивают универсальные, так называемые адаптеры «Combo», на которых установлен полный набор разъемов (BNC, RJ-45 и AUI для Ethernet).
Все сетевые адаптеры подлежат сертификации. Сертификат FCC А-класса позволяет использовать адаптер в бизнесе, сертификат FCC В-класса – дома. Стандарт регламентирует безопасные уровни электромагнитного излучения сетевых адаптеров.
Совместимость драйвера адаптера с сетевым программным обеспечением является важной характеристикой, на которую необходимо обращать внимание при его выборе. Все поставщики сетевого программного обеспечения (Novell, Microsoft и др.) сертифицируют свои драйверы. Если такой сертификат имеется, то можно быть уверенным, что проблем по совместимости с сетевым аппаратным обеспечением не будет. Производители сетевых адаптеров регулярно распространяют улучшенные, более быстрые и универсальные версии драйверов для своих плат.
Репитеры и концентраторы Ethernet и Fast Ethernet
Использование репитеров и концентраторов (хабов) в сети Ethernet является не обязательным. Небольшие сети на основе сегментов10BASE2 или 10BASE5 могут функционировать без них. Для сетей из нескольких сегментов необходимо применение простейших репитеров. При выборе в качестве среды передачи данных витой пары (10BASE-T) или волоконно-оптического кабеля (10BASE-FL) уже необходимы концентраторы (если в сеть объединяются более двух компьютеров). В сети Fast Ethernet наличие концентраторов является обязательным.
Функции репитеров и концентраторов
Репитеры (повторители) ретранслируют приходящие на них (на их порты) сигналы, восстанавливают их амплитуду и форму, что позволяет увеличивать протяженность сети. Эту функцию реализуют и репитерные концентраторы. Помимо этой основной функции концентраторы Ethernet и Fast Ethernet могут выполнять еще ряд функций по обнаружению и исправлению некоторых простейших сетевых ошибок.
Самый простой концентратор представляет собой довольно сложное устройство, автоматически устраняющее некоторые неисправности и временные сбои. Концентратор не только объединяет точки включения кабелей абонентов, но и улучшает условия обмена сети, повышает ее производительность, отключая неисправные или некорректно работающие сегменты. Основная характеристика концентратора - он не производит никакой обработки информации, воспринимая пакеты как единое целое, не анализируя их внутреннего содержимого.
Коммутаторы Ethernet и Fast Ethernet
Коммутирующие концентраторы (Switched Hubs) или, как их еще называют, коммутаторы (Switches), переключатели и свичи позволяют разделить единую сеть на несколько сегментов для увеличения допустимого размера сети или с целью снижения информационной нагрузки (трафика) в отдельных ее частях. Коммутирующие концентраторы переправляют из одной части сети в другую те пакеты, которые в этом нуждаются. Они в реальном времени определяют адрес приемника пакета и принимают решение о том, необходимо ли этот пакет переправлять, и кому. Коммутаторы не производят никакой обработки пакетов, а только контролируют их заголовок, они практически не замедляют сетевого обмена. Поскольку коммутаторы работают с информацией, находящейся внутри кадра, считается, что они ретранслируют кадры, а не пакеты, как репитерные концентраторы.
Коммутаторы не ретранслируют коллизии, что выгодно отличает их от более простых репитерных концентраторов. Коммутаторы производят более глубокое разделение сети, чем концентраторы. Они разделяют на сегменты зоны коллизий (Collision Domain) сети - области сети, на которые распространяются коллизии. В пришедшем пакете коммутатор читает физические адреса отправителя и получателя и передает его в тот сегмент, в который он адресован. Если пакет адресован абоненту из того же сегмента, к которому принадлежит отправитель, то он не ретранслируется. Коммутаторы выпускаются с 8, 12, 16 и 24 портами. Они характеризуются двумя показателями производительности:
- совокупная скорость ретрансляции пакетов, которая измеряется при активной работе всех имеющихся портов;
- максимальная скорость ретрансляции пакетов, которая измеряется при передаче пакетов из одного порта в другой, когда все остальные порты данного коммутатора отключены.
Основное правило, которого придерживаются при разбиении сети на части (сегменты) с помощью коммутатора, называется «правило 80/20». В соответствии с ним, необходимо, чтобы более 80 процентов всех передач происходило в пределах одной части (одного сегмента) сети. И только 20 процентов всех передач должно происходить между разными частями (сегментами) сети, т.е. проходить через коммутатор. Только при выполнении этого правила коммутатор, и сеть работают эффективно. На практике необходимо стремиться к тому, чтобы сервер и активно работающие с ним абоненты (компьютеры) располагались в одном сегменте.
Мосты и маршрутизаторы Ethernet и Fast Ethernet
Мосты и маршрутизаторы изначально представляли собой универсальные компьютеры, работающие в сети и выполняющие специфическую функцию соединения двух или более ее частей.
До недавнего времени мосты были основными устройствами, применявшимися для разделения сети на части (сегментирования). Их стоимость меньше, чем маршрутизаторов, а быстродействие выше, к тому же они, как и коммутаторы, прозрачны для протоколов второго уровня модели OSI - абоненты сети могут не знать о наличии в сети мостов, а все их пакеты доходят до нужного адресата.
По своим функциональным возможностям мост очень близок к коммутатору, но медленнее последнего. Он обычно имеет от двух до четырех портов, каждый из которых соединен с одним из сетевых сегментов. В случае, когда мост выполняется на базе универсального компьютера, в него устанавливается нужное число сетевых адаптеров, к каждому из которых подключается свой сетевой сегмент.
Традиционно различают внутренние и внешние мосты. Первые выполняются на основе компьютера-сервера, в который устанавливают несколько сетевых адаптеров (до четырех), подключенные к разным сетевым сегментам - именно эти сетевые адаптеры и соответствующие программные средства и называются внутренним мостом.
Внешний мост - это компьютер, в который установлены два сетевых адаптера. В отличие от внутреннего моста, в этом случае сегменты сети могут быть только однотипными (например, Ethernet-Ethernet).
Мосты, как и коммутаторы, разделяют зону конфликта (область коллизии, Collision Domain). В результате разделения зоны конфликта нагрузка на каждый сегмент уменьшается и преодолевается ограничения на размер сети. В отличие от коммутатора мост может обрабатывать (ретранслировать) только один пакет. Это связано с тем, что все функции моста выполняются последовательно одним центральным процессором компьютера, поэтому мост работает значительно медленнее, чем коммутатор. Мосты и коммутаторы очень близки по своим характеристикам. Однако мосты имеют большое преимущество, они могут соединять не только одноименные сегменты, но также сопрягать сети Ethernet и Fast Ethernet с сетями любых других типов, такими как, FDDI или Token-Ring.
Функции маршрутизаторов
Маршрутизаторы работают на более высоком, третьем уровне модели OSI (коммутаторы и мосты - на втором), они взаимодействуют с протоколами более высоких уровней. Маршрутизаторы, как коммутаторы или мосты передают пакеты из одной части сети в другую (между сегментами). Но между маршрутизаторами и мостами существуют принципиальные отличия:
- маршрутизаторы работают не с физическими адресами пакетов (MAC-адресами), а с логическими сетевыми адресами (IP-адресами или IPX-адресами);
- маршрутизаторы ретранслируют не все приходящие данные, а только те, которые адресованы им, разделяя тем самым широковещательную область сети (Broadcast Domain);
- все абоненты обязательно должны знать о присутствии в сети маршрутизатора, они не прозрачны для абонентов в отличие от мостов и коммутаторов;
- маршрутизаторы поддерживают сети с множеством возможных маршрутов, путей передачи данных - ячеистые сети (meshed networks).
Маршрутизаторы сложнее и дороже мостов и коммутаторов (стоимость маршрутизации в Ethernet примерно в 10 раз выше стоимости коммутации). Они сложнее в управлении и значительно медленнее коммутаторов, однако маршрутизаторы обеспечивают самое глубокое разделение сети на части. Если репитерные концентраторы повторяют все поступившие на них пакеты (1-й уровень модели OSI), а мосты и коммутаторы ретранслируют только межсегментные пакеты (2-й уровень модели OSI), то маршрутизаторы объединяют независимые, практически не влияющие друг на друга сети, сохраняя при этом возможность передачи информации между ними (3-й уровень модели OSI). Для выбора маршрута каждый маршрутизатор формирует в своей памяти специальные таблицы данных, которые содержат:
- номера сетей, подключенных к данному маршрутизатору;
- список всех соседних маршрутизаторов;
- список MAC-адресов и IP (IPX)-адресов всех абонентов сетей, подключенных к маршрутизатору, который автоматически обновляется.
Список всех доступных маршрутизаторов должен быть и у каждого сетевого абонента. Именно маршрутизаторы используются для связи локальных сетей с глобальными, которая рассматривается как полностью маршрутизируемая сеть.
Маршрутизаторы часто применяются для объединения опорной (стержневой) сети типа FDDI и множества локальных сетей или для связи локальных сетей разных типов, они осуществляют преобразование формата пакетов, требуемое в данной ситуации. Маршрутизаторы также легко преобразуют скорости передачи, связывая, например, между собой сети Ethernet, Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. Маршрутизаторы можно соединять между собой, множество сопряженных друг с другом маршрутизаторов образуют так называемое облако (Cloud), представляющее собой один большой маршрутизатор. Такое соединение обеспечивает очень надежную и гибкую связь между всеми подключенными к нему локальными сетями.
Маршрутизаторы дороги и сложны в настройке и эксплуатации. Поэтому их используют только в тех случаях, когда это действительно необходимо, если применение коммутаторов и мостов не позволяет преодолеть перегрузку сети.
Программные алгоритмы сети
Метод управления обменом CSMA/CD
Метод управления обменом CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection – множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) относится к децентрализованным случайным методам[1]. Он используется как в сетях типа Ethernet, так и в высокоскоростных сетях (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). При описании временных диаграмм сетей типа Ethernet и Fast Ethernet, а также предельных размеров пакетов (кадров) используются следующие определения:
-IPG (interpacket gap, межпакетная щель, межкадровый интервал) – минимальный промежуток времени между передаваемыми пакетами (9,6 мкс для Ethernet / 0,96 мкс для Fast Ethernet).
-Collision domain (область коллизий, зона конфликта) – часть сети, на которую распространяется конфликт (коллизия).
-ВТ (Bit Time, время бита) – интервал времени для передачи одного бита (100 нс для Ethernet / 10 нс для Fast Ethernet).
Алгоритм доступа к сети
В начале из кадра, предназначенного для передачи в сеть, абонент формирует пакет. Если после подготовки пакета сеть свободна, то абонент имеет право начать передачу. Сначала он должен проверить, прошло ли минимально допустимое время IPG после предыдущей передачи (блок 1 на рисунке). Только по окончании этого времени абонент может начать передачу битов своего пакета.
После передачи каждого бита абонент проверяет наличие конфликта (коллизии) в сети. Если коллизии отсутствуют, передача битов продолжается до окончания пакета. В этом случае считается, что передача данных прошла успешно.
Если после передачи любого бита обнаружена коллизия, то передача пакета прекращается. Абонент (узел) усиливает коллизию, передавая 32-битовый сигнал ПРОБКА (JAM) и начинает готовиться к следующей попытке передать свои данные. Сигнал ПРОБКА гарантирует, что факт наличия коллизии обнаружат все абоненты сети.
После передачи сигнала ПРОБКА абонент, обнаруживший коллизию, увеличивает значение счетчика количества попыток (перед началом передачи значение этого счетчика равно нулю). Максимальное число попыток передачи не может быть более 16, поэтому если счетчик переполнился, то попытки передать пакет прекращаются. В этом случае считается, что сеть сильно перегружена - в ней слишком много коллизий. Такая ситуация является аварийной, она обрабатывается на более высоких уровнях протоколов обмена.
Если количество попыток не превысило предельного значения, то производится вычисление величины, а затем и выдержка вычисленного временного интервала. Случайный характер величины этой задержки с высокой степенью вероятности гарантирует, что все абоненты, участвующие в конфликте имеют разное ее значение. Затем попытка передать пакет снова повторяется. Абонент, у которого вычисленная задержка будет меньше, начнет свою передачу первым и заблокирует все остальные передачи.
Если в момент возникновения заявки на передачу данных (по завершению подготовки пакета) сеть занята другим абонентом, ведущим передачу, то данный абонент ждет ее освобождения. После освобождения сети он должен выждать время IPG после окончания предыдущей передачи по сети до начала собственной.
Таким образом, особенностью метода CSMA/CD является то, что он не только не предотвращает коллизии, а наоборот, предполагает их и даже провоцирует, а затем разрешает.
Оценка производительности сети
Вопрос об оценке производительности сетей, использующих случайный метод доступа CSMA/CD, достаточно сложен из-за того, что существуют несколько различных критериев[2]. Важным является критерий характеризующий производительность сети в идеальном случае – при отсутствии коллизий и при передаче непрерывного потока пакетов, которые разделены только межпакетным интервалом IPG. Такой режим реализуется, если один из абонентов активен и передает свои пакеты по сети с максимально возможной скоростью. Неполное использование пропускной способности при такой передаче связано с наличием служебных полей в пакете Ethernet.
Для существующих сетей более информативен показатель использования сети (network utilization), который представляет собой долю в процентах от суммарной пропускной способности, он учитывает коллизии и другие факторы. Ни рабочие станции, ни сервер, не имеют средств для определения показателя использования сети. Для этой цели используют специальные, достаточно сложные и дорогостоящие аппаратно-программные комплексы, такие как анализаторы протоколов.
Считается, что для загруженных систем семейства Ethernet хорошим показателем использования сети является значение более 30%. Оно соответствует отсутствию длительных простоев в работе сети и обеспечивает достаточный запас в случае резкого увеличения нагрузки. Однако если показатель использования сети длительный период времени составляет 80...90%, то это свидетельствует о полностью используемых ресурсах, что не оставляет резерва на масштабирование сети.
Некоторые авторы используют для широко распространенного термина «перегрузка» (overload) сетей на основе метода доступа CSMA/CD следующую трактовку: сеть перегружена, если она не может работать при полной нагрузке в течение 80% времени (при этом 20% времени показатель использования сети считается низким из-за наличия ошибок). На практике маловероятно, чтобы нагрузка на сеть непрерывно возрастала и надолго превышала пропускную способность Fast Ethernet.