CHƯƠNG III: ETHERNET
3.7 HIỆU SUẤT ĐƯỜNG TRUYỀN VÀ TÍNH NĂNG THỜI GIAN THỰC:
Với giả thiết tải tương đối lớn và không thay đổi, hiệu suất đường truyền tối ưu trong mạng Ethernet được xác định theo công thức:
Hiệu suất tối ưu = 1+2evl1 /cn
Với: e : giá trị tối ưu cho khe thời gian tranh chấp trên một khung.
v : tốc độ đường truyền.
l : chiều dài dây dẫn.
c : tốc độ lan truyền tín hiệu.
n : chiều dài trung bình của một khung tính bằng bit.
Hiệu suất tối ưu là một giá trị lý tưởng, chỉ đạt được khi đường truyền được sử dụng liên tục và hầu như không có xung đột trên đường truyền. khi số lượng trạm tăng lên, nếu không có sự điều khiển ở giao thức phía trên thì hiệu suất sẽ giảm đi đáng kể.
Hình 3.4: Hiệu suất đường truyền Ethernet 10Mbit/s
Như vậy, việc tăng tốc độ hoặc khoảng cách truyền đều dẫn tới giảm giá trị hiệu suất tối ưu, nhưng điều đó không có nghĩa là tăng tốc độ truyền sẽ ảnh hưởng xấu tới tính năng thời gian thực của hệ thống.
Lưu ý: sự khác nhau giữa hiệu suất sử dụng đường truyền (tối ưu) và tính năng thời gian thực cua hệ thống. mặc dù phương pháp truy nhập bus là ngẫu nhiên tính năng thời gian thực có thể cải thiện rất nhiều nếu cơ chế giao tiếp của các lớp trên được thiết kế hợp lý. Cụ thể, thông qua cơ chế giao tiếp phía trên ta có thể bổ sung biện pháp kiểm soát truy nhập và tránh được xung đột.
Ví dụ: trong một mạng giao tiếp cấp thấp có thể thực hiện cơ chế giao tiếp chủ/tớ và hỏi tuần tự. nếu chỉ có một trạm chủ thì việc xảy ra xung đột sẽ không xảy ra, trừ trường hợp có những thông báo đột xuất. nếu số lượng trạm chủ là 2, ta có thể tính xác suất trường hợp các trạm phải thừ nhiều lần sau khi xảy ra sung đột. theo thuật toán BEB, xác suất 2 trạm xung đột tới lần thứ 2 là 0,5. lần thứ 3 là 0,5/4=0,125, lần thứ 4 là 0,125/8=0,015625… tổng quát, khi đã xảy ra xung đột thì xác suất hai trạm lại xung đột tới lần thứ i (i>2) là p(i)=p(i-1)/2i-1.
có thể thấy, khi số lượng trạm có thể cùng xung đột nhiều hơn 2 thì việc tính toán sẽ trở nên phức tạp hơn nhiều.
Bên cạnh vấn đề bất định trong truy nhập bus, cần phải xét tới độ tin cậy của mạng Ethernet. Mặc dù Ethernet có khả năng phát hiện lỗi xung đột và các lỗi khung, các trạm không hề có xác nhận trạng thái các bức điện nhận được. như vậy, việc trao đổi thông tin một cách tin cậy nhất thiết phải nhờ vào một giao thức thích hợp phía trên. Trong các hệ thống mạng cục bộ văn phòng cũng như các mạng công nghiệp dựa trên Ethernet, tập giao thức TCP/IP được sử dụng rộng rãi nhất. thông qua cơ chế xác nhận thông báo, gửi lại dữ liệu và kiểm soát luồng giao thông, độ tin cậy cũng như tính năng thời gian thực của hệ thống được cải thiện đáng kể.