32. Протоколы без столкновений: Двоичный обратный отсчет

Недостатком базового протокола битовой карты, а также протокола с передачей марке-

ра являются накладные расходы в один бит на станцию, из-за чего они плохо масшта-

бируются на большие сети с тысячами станций. Используя двоичный адрес станции,

можно улучшить эффективность канала. Станция, желающая занять канал, объявляет

свой адрес в виде битовой строки, начиная со старшего бита. Предполагается, что все

адреса станций имеют одинаковую длину. Будучи отправленными одновременно, биты

адреса в каждой позиции логически складываются (логическое ИЛИ) средствами

канала. Мы будем называть этот протокол протоколом с двоичным обратным от-

счетом (binary countdown). Он использовался в сети Datakit (Fraser, 1987). Неявно

предполагается, что задержки распространения сигнала пренебрежимо малы, поэтому

станции слышат утверждаемые номера практически мгновенно.

Во избежание конфликтов следует применить правило арбитража: как только

станция с 0 в старшем бите адреса видит, что в суммарном адресе этот 0 заменился

единицей, она сдается и ждет следующего цикла. Например, если станции 0010, 0100,

1001 и 1010 конкурируют за канал, то в первом битовом интервале они передают биты

0, 0, 1 и 1 соответственно. В этом случае суммарный первый бит адреса будет равен 1.

Следовательно, станции с номерами 0010 и 0100 считаются проигравшими, а станции

1001 и 1010 продолжают борьбу.

Следующий бит у обеих оставшихся станций равен 0 — таким образом, обе про-

должают. Третий бит равен 1, поэтому станция 1001 сдается. Победителем оказывается

станция 1010, так как ее адрес наибольший. Выиграв торги, она может начать передачу

кадра, после чего начнется новый цикл торгов. Схема протокола показана на рис.

Данный метод предполагает, что приоритет станции напрямую зависит от ее номера.

В некоторых случаях такое жесткое правило может играть положительную, в некото-

рых — отрицательную роль.

Эффективность использования канала при этом методе составляет d/(d + log2

N). Однако можно так хитро выбрать формат кадра, что его первое поле будет содержать адрес отправителя, тогда даже эти log2N бит не пропадут зря и эффективность составит 100 %.

Двоичный обратный отсчет является примером простого, элегантного и эффектив-

ного протокола, который еще предстоит открыть заново разработчикам будущих сетей.

Хочется надеяться, что когда-нибудь он займет свою нишу в сетевых технологиях.

33. Ethernet: Стандарт 10Base X

• 10Base5 – IEEE 802.3 («Толстый Ethernet») – коаксиал с волновым сопротивлением 50 Ом (кабель RG-8) с максимальной длиной сегмента 500 метров. Подключается к оконечным устройствам «Зубом Вампира». На концах должны быть терминаторы в 50 Ом. Пятёрка на конце означает толщину кабеля (0.5 дюйма).

• 10Base2 – IEEE 802.3a («Тонкий Ethernet») – коаксиал RG-58, максимальная длина сегмента 185 метров. Подключается к оконечным устройствам при помощи Т-образного разъёма. На концах требуются терминаторы в 50 Ом. Двойка на конце означает толщину кабеля (0.2 дюйма).

• 10Base-T – IEEE 802.3i. Для передачи используются 4 витые пары категории 3 и выше.

• 10Base-F – IEEE 802.3j. Семейство оптоволоконных стандартов, из которых широкое распространение получил только 10Base-FL, где длина сегмента может достигать 2000 метров. Волокно мультимодовое.

BASE означает узкополосную передачу (baseband), то есть подчёркивает, что в данных стандартах не используется мультиплексирование.

Частота несущей – 10МГц, так как применяется Манчестерское кодирование.