10. Технология Ethernet: общие сведения, метод случайного доступа к среде передачи данных.
Ethernet самая распространенная на сегодняшний день технология локальных сетей. В узком смысле Ethernet- это 10 Мбит-ая технология описанная в стандарте IEEE802,3 (институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике). В широком смысле Ethernet – это семейство технологий включающие не только 10 Мбит стандарт, но и высокоскоростные технологии: Fast Ethernet - 100 Мбит/с, Gigabit Ethernet – 1 Гбит/с, 10 Gigabit Ethernet – 10 Гбит/с.
В
сетях Ethernet используется метод случайного
доступа к среде передачи данных называемый
CSMA/CD (метод коллективного доступа с
опознаванием несущей и обнаружением
коллизий).Этот метод применяется в сетях
с общей шиной, которая применяется для
передачи данных между 2-мя узлами сети.
Все данные, передаваемые по сети
помещаются в кадры определенной
структуры, заголовки которых содержат
адреса станции отправителя и станции
получателя. Затем кадр передается по
кабелю, все станции подключенные к
кабелю могут распознать факт передачи
кадра и та станция, которая узнает
собственный адрес в заголовке кадра
записывает его содержимое в свой
внутренний буфер, обрабатывает полученные
данные и посылает по кабелю кадр «ответ».
После окончания передачи кадра все узлы
сети обязаны выдержать технологическую
паузу - межкадровый интервал в 9,6 мкс.
Эта пауза нужна для приведения сетевых
адаптеров в исходное состояние и
предотвращения монопольного захвата
среды одной станцией. После окончания
технологической паузы, узлы могут начать
передачу своего кадра, т.к среда свободна.
Возможна ситуация когда 2 станции
одновременно пытаются передать кадр
данных по общему кабелю. Для уменьшения
вероятности этой ситуации, непосредственно
перед отправкой кадра передающая станция
слушает «слушает» кабель (т.е принимает
и анализирует возникающие в нём
электрические сигналы), чтобы обнаружить
не передается ли по кабелю кадр от другой
станции. Если передается, то станция
откладывает передачу своего кадра до
окончания чужой передачи и только потом
пытается вновь его передать. 
Но даже при таком алгоритме 2 станции одновременно могут решить, что по шине в данный момент времени нет передачи и начать одновременно передавать свои кадры, при этом происходит коллизия (т.е столкновение кадров) которая приводит к искажению информации. После обнаружения коллизии передающая станция обязана прекратить передачу и ожидать в течении короткого случайного интервала времени, а затем может снова пытаться передать кадр, максимальное количество попыток 16, после чего станция отказывается от передачи. Метод доступа CSMA/CD носит вероятностный характер и вероятность успешного получения в своё распоряжения общей среды зависит от загруженности сети.
Коллизии могут возникать не только в сетях с обще шиной, но и в сетях построенных по топологии звезда с использованием концентраторов. Концентратор осуществляет функции повторителя сигналов на всех отрезках витых пар подключенных к его портам, так что образуется единая среда передачи данных – логическая общая шина. Концентратор обнаруживает коллизию в сегменте в случае одновременной передачи сигналов на несколько входов. Домен коллизии – это часть сети Ethernet все узлы которой распознают коллизию независимо от того в какой части этой сети коллизия произошла. Сеть Ethernet построена на концентраторах всегда образует один домен коллизии. Домен коллизии соответствует одной разделяемой среде. Мосты, коммутаторы и маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизии.