8.3. Технология Ethernet

Технология Ethernet была разработана в исследовательском центре ком- пании Xerox в середине 1970-х годов. В 1980 году фирмы DEC, Intel и Xerox выпустили вторую фирменную версию стандарта Ethernet (Ethernet DIX или Ethernet II). На основе Ethernet DIX был разработан стандарт 802.3. Эти два стандарта очень близки, но есть и некоторые отличия, например, в формате кадра. В настоящее время термин Ethernet обычно используется для описания всех локальных сетей, использующих метод доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access/Collision De- tection).

8.4. Метод доступа csma/cd

Метод доступа CSMA/CD определяет, во-первых, каким образом станция определяет момент, когда она может передать кадр, во-вторых – каким образом должны вести себя станции в случае одновременного начала передачи кадров двумя или более узлами.

Каждая станция постоянно прослушивает сеть. Если в сети присутствует сигнал несущей частоты, значит, другая станция передает свой кадр. Для того,

чтобы иметь право передать кадр, станция должна дождаться “тишины” (отсут- ствия несущей), выждать технологическую паузу (9.6 мкс), и, если за время паузы сигнал несущей не появился, начать передачу.

Все станции, прослушивая сеть, распознают передаваемый кадр, и та из

них, чей адрес записан в поле получателя, принимает кадр полностью и переда- ет его протоколам верхних уровней. Остальные станции “чужие” кадры долж- ны игнорировать.

Возможна ситуация, когда две станции одновременно начинают передачу кадров. Такая ситуация называется коллизией (collision). Наступление колли- зии передающая станция может определить по отличию передаваемых и при-

нимаемых ею данных (во время передачи кадра станция продолжает прослуши- вать сеть). Обнаружившая коллизию станция должна прекратить передачу кад- ра, передать в сеть специальный сигнал затора (jam), состоящий из 32 бит, и

выдерживает паузу случайной длительности (определяемой по специальному алгоритму). После этого она может опять попытаться передать свой кадр (есте- ственно, дождавшись “тишины” и выждав технологическую паузу).

Интервал времени до повторной попытки доступа после коллизии опре-

деляется как случайное число интервалов отсрочки (один интервал отсрочки равен 512 битовым интервалам, т.е. 51,2 мкс). Количество интервалов отсрочки определяется как случайное целое число, равномерно распределенное в интер- вале 0..2ⁿ (1<=n<=10) или 0..2¹⁰ (10<n<=16). Здесь n – номер попытки передачи кадра. Если 16 попыток заканчиваются неудачно (порождая коллизии), подуро- вень MAC отбрасывает кадр и передает верхним уровням сообщение об ошиб-

8.5. Время двойного оборота

Основным принципиальным ограничением на параметры сети (диаметр сети, размер пакета и др.) является необходимость надежного распознавания коллизий. Станция, передающая пакет, может определить наступление колли- зии только во время передачи кадра. Значит, максимальный диаметр сети дол- жен быть таков, чтобы за время передачи кадра минимальной длины первый его бит успел достичь самой дальней станции и вернуться (возможно, иска- женным) обратно. Если искаженный первый бит вернется уже после окончания передачи пакета, передававшая станция не сможет распознать коллизию. Если T_min – время передачи кадра минимальной длины, а RTT – время двойного оборота (round trip time, время, за которое сигнал проходит дважды между наи- более удаленными станциями), то должно выполняться соотношение: T_min ≥ RTT. Ограничения на размер сети в Ethernet параметры подобраны таким обра- зом, чтобы коллизии гарантированно распознавались.