Метод доступа к среде передачи данных в сетях Ethernet
Метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).
Метод применяется в сетях с логической общей шиной. Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине. Простота схемы подключения определила успех стандарта Ethernet.
Рис.№68 Метод случайного доступа CSMA/CD
Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения.
Перед передачей кадра станция должна убедится, что разделяемая среда свободна. Признаком незанятости среды является отсутствие на ней несущей частоты (5-10 МГц).
Рис.№69 Формат кадра CSMA/CD
Каждый кадр имеет 8 полей. Все поля имеют фиксированную шину, кроме поля данных и поля padding. Каждый из 7 байт преамбулы имеет вид 10101010 и обеспечивает вхождение в синхронизм станции сети. Байт SFD (Start of Frame Delimiter) имеет вид 10101011 и сигнализирует о начале истинного кадра.
DA – адрес доставки.
SA – адрес источника информации.
Length – указывает число байтов в поле данных.
Если данных меньше допустимого (46 бит), то для правильного распознавания кадра поле данных дополняется последовательностью (padding - наполнитель).
FCS – содержит 32-битную контрольную последовательность.
Порождающий полином циклического кода:
Рис.№70 Блок схема алгоритма передачи кадров
Рис.№71 Блок схема алгоритма приема кадров
Возникновение коллизии
При передачи все станции наблюдают за возникающими на кабеле сигналами. Если передаваемые и наблюдаемые сигналы отличаются, то фиксируется обнаружение коллизии.
Станция, которая обнаружила коллизию, прерывает передачу своего кадра и усиливает ситуацию коллизии посылкой в сеть специальной последовательности из 32 бит, называемой jam-последовательностью.
Передающая станция обнаружившая коллизию обязана прекратить передачу и сделать паузу в течение короткого случайного интервала времени. Затем она снова предпринимает попытку захвата среды и передачи кадра.
Случайная пауза может принимать значения от 0 до 52,4 нс.
После 10-й попытки интервал, из которого выбирается пауза, не увеличивается.
Специализация физической среды Ethernet
Физическая иерархия технологии Ethernet на сегодняшний день включает следующие среды передачи данных:
- 10 Base-5 – коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, называемый «толстым» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента – 500 м. (без повторителей). Диаметр центрального медного провода – 2,17 мм.
- 10 Base-2 – коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, называемый «тонким» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента – 185 м. (без повторителей). Диаметр центрального медного провода – 0,89 мм.
- 10 Base-T – кабель на основе неэкранированной витой пары (Unshielded Twisted Pair, UTP). Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Расстояние между концентратором и конечным узлом – не более 100 метров.
-10 Base-F – волоконно-оптический кабель. Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Имеется несколько вариантов этой спецификации:
-10 Base-FL (расстояние до 2000 м.);
-10 Base-FB (расстояние до 2000 м.).
10 Мбит/с – скорость передачи данных.
Base – метод передачи на одной базовой частоте 10МГц.