Изменение в работе mac уровня при полнодуплексной работе
При подключении сегментов, представляющих собой разделяемую среду, порт коммутатора поддерживает полудуплексный режим, так как является одним из узлов сегмента.
Затем перешли к:
К коммутаторам подключаются напрямую сетевые карты – микросегментация.
Постепенно после падения цен на коммутаторы, к портам коммутаторов стали подключать не целые сегменты из нескольких узлов, а просто отдельные сетевые карты. И в настоящее время, данное подключение является доминирующим, когда к порту коммутатора подключается одна сетевая карта.
Возможна передача данных только в одном направлении. Так как это было в стандарте CSMA/CD. Производители стали выпускать коммутаторы с полнодуплексным режимом работы. Это возможно было, так как соединяются только два устройства одной витой парой.
В обычном режиме порт коммутатора, несмотря на подключение к нему всего одной сетевой карты должен был по-прежнему руководствоваться в своей работе методом CSMA/CD, то есть в случае обнаружения одновременно приема и передачи на любом из портов фиксировалась коллизия, которая должна была обрабатываться соответствующим образом. Однако после подключения к порту коммутатора только одной сетевой карты появилась возможность уйти от таких правил, что позволила бы повысить скорость в два раза, то есть перейти в полнодуплексный режим работы и перестать фиксировать коллизии. Сначала такой режим работы был опробован на отдельных портах, которые использовались при соединениях коммутатор-коммутатор, а затем все порты стали реализовывать режим работы как полудуплексный, так и полнодуплексный.
Проблема управления потоками данных
Предположим, что в сети есть сервер и несколько клиентов посылают одновременно сообщения этому серверу. Одновременно сервер может принимать только одно сообщение. Для хранения сообщений есть буфер, но он имеет ограниченный размер, следовательно, он может переполниться.
В глобальных сетях есть специальные пакеты, для управления потоком данных.
Простой отказ от поддержки алгоритма доступа к сети, без какой либо модификации протокола, ведет к повышению вероятности потерь кадров коммутаторами, так как при этом теряется контроль за потоками кадров направляемых конечными узлами в сеть. Раньше поток кадров регулировался методом доступа к разделяемой среде. То есть два абонента одновременно передавать кадр не могли (ситуация коллизии). А значит, и проблемы переполнения кадрами конечных узлов не существовала, при переходе к коммутируемым сетям, т.е. к сетям на базе коммутаторов и мостов, данная проблема появилась и вместо увеличения пропускной способности сети в определенных ситуациях получали замедление её работы. Причина – отсутствие средств регулирования потоками кадров.
Доминирующие протоколы: 100BASE-TX или 100BASE-FX. В них одинаков метод кодирования – 4B/5B. И предположили, как временную меру: две 5-ти битовых комбинации, запрещенных, одна из них – запрещена передача, вторая – разрешена передача. Данный подход является временным, негибким и неправильным. Негибкий – так как запрещается передача полностью во всем коммутаторе.
В случае использования полнодуплексного варианта обмена, был предложен следующий подход для управления потоками кадров в коммутаторе. Были использованы две незадействованные (в результате преобразования 4B/5B) 5-ти битовые комбинации и одна из этих команд означала запретить передачу, а другая – запретить передачу. То есть если буфер коммутатора находился на грани переполнения, тогда коммутатор передавал в порты 5-ти битовую комбинацию о запрете передачи кадра, после освобождения буфера посылалась команда о продолжении передачи. Данный подход даже был описан в стандарте 802.3x, но большинством специалистов был отмечен как временное решение проблемы, так как управление потоками было не гибким и у специалистов были опасения, что данный подход так же будет приводить к неправомерному замедлению работы сети.
802.3х – формировался определенный кадр, по значению в поле тайп передатчиком выявлялось наличие необходимости сделать паузы между передачами данных.