3.2.Технология Ethernet

Технология Ethernet определена в стандарте IEEE 802.3 и является одной из первых технологий локальных сетей. Начало этой технологии положено в 1975 году экспериментальной сетью Ethernet Network фирмы Xerox. Первоначальная скорость передачи информации в этой технологии составляла 10 Мбит/с, но в дальнейшем она активно развивалась и к настоящему времени скорость передачи информации достигает 10 Гбит/с. Сегодня эта технология является самым распространенным стандартом локальных сетей. Поэтому ей будет уделено больше внимания, чем другим технологиям.

3.2.1.Метод доступа csma/cd

Основная проблема, решаемая подуровнем MAC канального уровня, состоит в организации доступа всех узлов сети к общей среде передачи данных. В один момент времени в разделяемой среде может передавать свои кадры только один компьютер, а остальные должны ожидать своей очереди. С другой стороны необходимо обеспечить передачу своих данных всеми компьютерами, предотвращая монопольный захват среды передачи каким-нибудь одним узлом. Для решения проблемы предоставления доступа к среде разработаны два метода. Первый из них – метод множественного доступа с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) рассматривается в данном разделе.

Метод доступа CSMA/CD основан на логической топологии «шина» состоит в следующем:

• адаптеры всех узлов постоянно прослушивают сеть, принимают кадры, передаваемые по сети, анализируют их адресную часть, и если принятый кадр предназначается им, то копируют его в свой буфер;

• если среда передачи свободна, то адаптер любого узла, которому необходимо передавать свою информацию, формирует кадр и передает его в сеть;

• после передачи каждого кадра адаптер обязан выдержать технологическую паузу (межкадровый интервал) для приведения адаптеров в исходное состояние и предотвращения монопольного захвата среды;

• в случае, если среда передачи свободна и два (и более) адаптера начинают передавать свои кадры возникает коллизия – сигналы накладываются и информация искажается. Необходимо обнаружить факт возникновения коллизии и разрешить ее (т.е. повторно передать искаженные кадры);

• факт возникновения коллизии могут определить только передающие адаптеры. Они прослушивают сеть и сравнивают принимаемую информацию с передаваемой ими. Рассогласование служит сигналом об искажении передаваемого кадра, т.е. возникновении коллизии.

• адаптеры передающих узлов после обнаружения коллизии должны сообщить всем остальным адаптерам сети, что передаваемые кадры сбойные. Для этого они прекращают передавать свои кадры, передают специальную 32 битную jam – последовательность и прекращают передачу;

• однако, кадры все равно необходимо передавать в сеть. Для этого на каждом адаптере, участвующем в коллизии, запускается датчик случайных чисел, который определяет временную задержку, по истечении которой этот адаптер опять попытается получить доступ к сети и передать свой кадр. Длительность паузы определяется из выражения:

Т_паузы = L*512 bt,

где bt – битовый интервал (время передачи одного бита) – зависит от скорости передачи;

L – случайное число из диапазона [0..2^N], N – номер попытки передачи кадра.

Если N>16, то попытки передать кадр в сеть прекращаются и кадр отбрасывается.