5-4-3ルール

5-4-3 ルールはIEEE方式とも呼ばれ、ツリー トポロジの共有メディア イーサネットバックボーン上のリピータとセグメントの数をカバーするイーサネットコンピュータ ネットワークの設計ガイドラインです。^{[1] [2]}これは、衝突ドメインでは最大 5 つのセグメントが 4 つのリピータで結び付けられ、最大 3 つの混合セグメント (10BASE5、10BASE2、または 10BASE-FP) が存在する必要があることを意味します。リンク セグメントは 10BASE-T、10BASE-FL、または 10BASE-FB にすることができます。このルールは 5-4-3-2-1 ルールとも呼ばれ、2 つのリンク セグメント (送信者なし) と1 つの衝突ドメインがあります。 ^[3]

イーサネット方式と呼ばれる代替構成ルールでは、単一ネットワーク上で2つのリピータを許可し、リピータ間の接続にはホストを許可しません。^[4]

このルールは、10BASE5、10BASE2、FOIRLがイーサネットネットワークの唯一のタイプであったときに作成されました。このルールは共有メディアにのみ適用されます。リピータまたはリピータハブ（衝突ドメイン）とFOIRLリンクによって接続された10Mbit/sイーサネットセグメント。スイッチ上の各ポートは個別の衝突ドメインを構成するため、このルールはスイッチドイーサネットには適用されません。リピータとスイッチドネットワークが混在する場合、このルールの適用範囲はスイッチドポートで終了します。^[5]

オリジナルのイーサネット プロトコルによれば、衝突ドメインを介して送信された信号は、指定された時間内にネットワークのすべての部分に到達する必要があります。5-4-3 ルールはこれを保証します。信号が通過する各セグメントとリピータによってプロセスにわずかな時間が追加されるため、このルールは信号の 送信時間を最小限に抑えるように設計されています。

この規則の目的上、セグメントはIEEEの定義に従って、ネットワーク化されたデバイス間の電気的接続とみなされます。^[6]

したがって、オリジナルの10BASE5および10BASE2イーサネットでは、セグメントは単一の同軸ケーブルとそれに接続されたデバイスに対応します (混合セグメント)。最新のツイストペア イーサネットでは、ネットワーク セグメントはエンド ステーションとネットワーク機器間の個別の接続、または異なるネットワーク機器間の接続に対応します。これらの接続では通常、送信と受信に専用のメディアが使用され、衝突検出が簡素化されます。

このルールは、衝突ドメインをミキシングセグメントとリンクセグメントの 2 種類の物理セグメントに分割します。ユーザーセグメントには、ユーザーのシステムを接続できます。リンクセグメント (FOIRL、10BASE-T、10BASE-FL、または 10BASE-FB) は、ネットワークのリピータを接続するために使用されます。このルールでは、最大5 つのセグメントのみを4 つのリピータまたはリピータハブを介して接続し、5 つのセグメントのうち3 つだけがミキシングセグメントであることが義務付けられています。この最後の要件は、10BASE5、10BASE2、および 10BASE-FP イーサネットセグメントにのみ適用されます。^[7]

信頼性の高い衝突検出の必要性に加えて、フレームを何度も繰り返すことはできません。リピーターは通常、0101 プリアンブルをリッスンし、ビットストリームをロックします。ロックされると、各ビットを他のポートに繰り返します。ただし、リピーターがビットストリームをロックしている間、最初にいくつかのビットが消費されます。^[8]フレームが各リピーターを介して伝播するにつれて、プリアンブルはどんどん短くなります。失われるビットが多すぎると、エンドノードがロックするのに十分なプリアンブルビットを持たない可能性があり、フレーム全体が失われることになります。

さまざまなリピーター (ハブ) は、わずかに異なる実装を使用し、異なる動作をする場合があります。各リピーターはロックオン中に多かれ少なかれビットを失いますが、5 または 6 ビットも失うものもあります。失われたプリアンブル ビットの合計数が受信ハードウェアの要件を超えず、衝突が問題を引き起こさないことを確認できれば、より多くのリピーターでネットワークを作成できます。通常、この詳細情報は簡単には入手できず、ユーザーが計算するのも困難です。標準では、仕様制限内で動作する場合 (つまり、5-4-3 ルールを適用する場合) にフレームを受信できるように、十分なプリアンブル ビットを生成することが求められています。

DECの研究所では、リピーターが何ビット失うかを知っており、これを利用して11セグメント、10リピーター、3アクティブセグメント（11-10-3）のネットワークを構築し、往復遅延を1000分の1未満に抑えることができました。51.2 μsと十分な数のプリアンブル ビットにより、すべてのエンド ノードが正常に機能しました。^{[引用が必要]}