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Horst Kunhardt, FH-Deggendorf Kommunikationstechnik 4.2.5.2. Effizienzbetrachtungen zu Ethernet So elegant der CSMA/CD-Mechanismus auch erscheint und in der Praxis seine Leistungsfähigkeit vielfach unter Beweis stellt, so liegt die Hauptbeschränkung der CSMA/CD- Methode in seiner Abhängigkeit von der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale über die Netzwerkverkabelung. Während der Zeit, in der das erste Bit des vom Sender verschickten Datenpakets sich noch über das Medium hinweg zu allen anderen Stationen ausbreitet und die letzte Station noch nicht erreicht hat, kann es passieren, dass eine Station, für die das Medium noch frei zu sein scheint, ebenfalls zu senden beginnt. Daraus resultiert, wie im vorherigen Kapitel beschrieben, eine Kollision. D.h. je später eine Kollision eintritt – und das ist je länger das Kabel ist desto später möglich – desto geringer ist die Effizienz des CSMA/CD- Algorithmus. Diese konzeptuelle Eigenschaft von CSMA/CD ist der Grund für die Längenbeschränkung einer Collision Domain in 10BaseT-Netzwerken auf 2500 Meter (max. Distanz zwischen zwei Netzknoten) und bei Fast Ethernet auf 205 Meter, wie in der folgenden Abbildung am Beispiel Fast Ethernet dargestellt: Fast Ethernet Hubs arbeiten vom Prinzip genau wie 802.3-Ethernet-Hubs nur mit dem Unterschied, dass bei Fast Ethernet die Übertragungsgeschwindigkeit höher ist. Der 802.3- Ethernet-Standard definiert den sog. maximalen Round Trip Delay in einer einzelnen Collision Domain mit 576 Bitperioden, das sind bei 10 MBit/s 57,6 Microsekunden und bei 100 MBit/s 5,76 Microsekunden. Aufgrund dieser Werte ist die maximale geographische Ausdehnung eines Netzwerks innerhalb einer Collision Domain festgelegt. Überschreitet die Signallaufzeit (Laufzeit des Signals in der Kabeln + Verzögerungszeiten in Hubs 7 , Repeatern und Netzwerkkarten) diesen Wert, versagt die Erkennung von Kollisionen. Dies ist der Grund warum bei Fast Ethernet der max. geographische Durchmesser einer Collision Domain 205 m und bei Ethernet 2500 m ist. Zusätzlich zum Laufzeitproblem der Signale kommt, dass der CSMA/CD-Algorithmus mit ca. 50 Stationen innerhalb eines Segments bei durchschnittlichem Lastprofil im Netzwerk nur einen maximalen Durchsatz von 30 – 40 % der gesamten verfügbaren Bandbreite leisten kann. Für Anwendungen, die eine zugesicherte Bandbreite benötigen, wie z.B. Multimediaanwendungen (Videoübertragung, Sprachübertragung, Bilddatenübertragung) ist also Ethernet oder Fast Ethernet weniger geeignet. Gigabit Ethernet benutzt ebenfalls das CSMA/CD-Verfahren, aufgrund von Protokollerweiterungen, die Eigenschaften von ATM 7 sog. Class-II-Repeater haben eine Verzögerungszeit von 0,46 Microsekunden Seite 58
Horst Kunhardt, FH-Deggendorf Kommunikationstechnik (siehe Kapitel 4.2.8), wie z.B. die Eigenschaft des Quality of Service, nachbilden, können auch zeitkritische Übertragungen durchgeführt werden. Die folgende Tabelle zeigt einen Überblick über die Ethernet-Netzwerkfamilie: Seite 59
Seite 1 und 2: )DFKKRFKVFKXOH 'HJJHQGRUI Skript zu
Seite 3 und 4: Horst Kunhardt, FH-Deggendorf Kommu
Seite 19: Horst Kunhardt, FH-Deggendorf Kommu

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