Технология доступа[править | править вики-текст]
Если во время передачи кадра рабочая станция обнаруживает другой сигнал, занимающий передающую среду, она останавливает передачу, посылает jam signal и ждёт в течение случайного промежутка времени (известного как «backoff delay» и находимого с помощью экспоненциального двоичного алгоритма выдержки), перед тем как снова отправить кадр.
Обнаружение коллизий используется для улучшения производительности CSMA с помощью прерывания передачи сразу после обнаружения коллизии и снижения вероятности второй коллизии во время повторной передачи.
Обнаружение коллизий[править | править вики-текст]
Методы обнаружения коллизий зависят от используемого оборудования, но на электрических шинах, таких как Ethernet, коллизии могут быть обнаружены сравнением передаваемой и получаемой информации. Если она различается, то другая передача накладывается на текущую (возникла коллизия) и передача прерывается немедленно. Посылается jam signal, что вызывает задержку передачи всех передатчиков на произвольный интервал времени, снижая вероятность коллизии во время повторной попытки.
Ethernet является классическим примером протокола CSMA/CD.
Маркерное кольцо, маркерная шина
В сетях типа “маркерная шина” маркер являет собой кадр, который содержит поле адреса, в которое записывается адрес узла, который предоставляется право доступа к среде передачи. После передачи кадру данных узел, который передает, записывает в маркер адрес следующего узла и выдает маркер в канал.
Сети типа “маркерное кольцо”, будучи сетями с кольцевой топологией, имеют последовательную конфигурацию: каждая пара узлов связана отдельным каналом, а для функционирования сети необходимо функционирование всех узлов. В таких сетях маркер не содержит адреса узла, которому разрешена передача, а содержит только полет занятости, которая может содержать одно из двух значений: “занятый” и “свободный”. Когда узел, который имеет данные для передачи, получает свободный маркер, он меняет состояние маркера на “занятый”, а затем передает в канал маркер и свой кадр данных. Станция-получатель, распознав свой адрес в кадре данных, считывает назначенные ей данные, но не меняет состояния маркера. Изменяет состояние маркера на “свободный” (после полного оборота маркера с кадром данных по кольцу) тот узел, что его занял. Кадр данных при этом удаляется из кольца. Узел не может повторно использовать маркер для передачи другого кадра данных, а должен передать свободный маркер далее по кольце и дождаться его получения после одного или нескольких оборотов.
IEEE 802
Стандарты, разрабатываемые подкомитетом 802.1, носят общий для всех технологий характер. Именно в нём были разработаны общие определения локальных сетей и их свойств, определена связь эталонных моделей IEEE 802 и OSI.Также сюда входят стандарты межсетевого (internetworking) взаимодействия, описывающие взаимодействие между собой разных технологий, и стандарты построения более сложных сетей. Это, например, стандарт IEEE 802.1D, описывающий логику работы моста (коммутатора), стандарт IEEE 802.1Q, определяющий способ построения виртуальных локальных сетей (VLAN) в сетях на основе коммутаторов. Включение уровня LLC в стандарт IEEE позволило определить стандартный интерфейс в уровне MAC, однако пользуются настоящим LLC (т.е. LLC Type 2) не так уж и много протоколов - SNA и NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface, расширенный пользовательский интерфейс NetBIOS), называемый также NetBIOS поверх LLC. Обычно применяются только заголовки LLC Type 1 в качестве заглушки (stub) для протоколов верхнего уровня. Стандартом LLC занимается подкомитет 802.2. Стандарты 802.3, 802.4, 802.5 описывают технологии, созданные на основе фирменных технологий. Основу стандарта IEEE 802.3 составила технология Ethernet, разработанная компаниями DEC, Intel и Xerox. Стандарт IEEE 802.4 создан на основе технологии ArcNet фирмы Datapoint Corporation. Стандарт IEEE 802.5 базируется на технологии Token Ring компании IBM. Исходные фирменные технологии и стандарты IEEE 802 в ряде случаев довольно долго существовали параллельно. Технология ArcNet так до конца и не была приведена в соответствие со стандартом IEEE 802.41. Из-за того, что IBM регулярно вносит усовершенствования в технологию Token Ring, периодически возникают расхождения между стандартом IEEE 802.5 и данной технологией. Сегодня комитет IEEE 802 включает следующие подкомитеты:
802.1 Internetworking - объединение сетей;
802.2 Logical Link Control, LLC - управление логической передачей данных;
802.3 Ethernet - локальные сети Ethernet;
802.4 Token Bus LAN - локальные сети с методом доступа Token Bus;
802.5 Token Ring LAN - локальные сети с методом доступа Token Ring; (примерно в 1993 году производство оборудования ArcNet прекращено.)
802.6 Metropolitan Area Network, MAN - региональные сети;
802.7 Broadband Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по широкополосной передаче;
802.8 Fiber Optic Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по волоконно-оптическим сетям;
802.9 Integrated Voice and Data Networks - интегрированные сети передачи данных и голоса;
802.10 Network Security - сетевая безопасность;
802.11 Wireless Networks - беспроводные сети;
802.12 Demand Priority Access LAN, 100VG-AnyLAN - локальные сети с методом доступа по требованию с приоритетами.
Протокол управления логическим каналом IEEE 802
Протокол LLC обеспечивает для технологий локальных сетей нужное качество услуг транспортной службы, передавая свои кадры либо дейтаграммным способом, либо с помощью процедур с установлением соединения и восстановлением кадров. Протокол LLC занимает уровень между сетевыми протоколами и протоколами уровня MAC. Протоколы сетевого уровня передают через межуровневый интерфейс данные для протокола LLC - свой пакет (например, пакет IP, IPX или NetBEUI), адресную информацию об узле назначения, а также требования к качеству транспортных услуг, которое протокол LLC должен обеспечить. Протокол LLC помещает пакет протокола верхнего уровня в свой кадр, который дополняется необходимыми служебными полями. Далее через межуровневый интерфейс протокол. LLC передает свой кадр вместе с адресной информацией об узле назначения соответствующему протоколу уровня MAC, который упаковывает кадр LLC в свой кадр (например, кадр Ethernet).
В основу протокола LLC положен протокол HDLC (High-level Data Link Control Procedure), являющийся стандартом ISO. Собственно стандарт HDLC представляет собой обобщение нескольких близких стандартов, характерных для различных технологий: протокола LAP-B сетей Х.25 (стандарта, широко распространенного в территориальных сетях), LAP-D, используемого в сетях ISDN, LAP-M, работающего в современных модемах. В спецификации IEEE 802.2 также имеется несколько небольших отличий от стандарта HDLC.
Первоначально в фирменных технологиях подуровень LLC не выделялся в самостоятельный подуровень, да и его функции растворялись в общих функциях протокола канального уровня. Из-за больших различий в функциях протоколов фирменных технологий, которые можно отнести к уровню LLC, на уровне LLC пришлось ввести три типа процедур. Протокол сетевого уровня может обращаться к одной из этих процедур.
Технология Ethernet
Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат пакетов и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века, вытеснив такие технологии, как Arcnet, FDDI и Token ring. В стандарте первых версий (Ethernet v1.0 и Ethernet v2.0) указано, что в качестве передающей среды используется коаксиальный кабель, в дальнейшем появилась возможность использовать кабель витая пара и кабель оптический. Метод управления доступом — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD, Carrier Sense Multiply Access with Collision Detection), скорость передачи данных 10 Мбит/с, размер пакета от 72 до 1526 байт, описаны методы кодирования данных. Количество узлов в одном разделяемом сегменте сети ограничено предельным значением в 1024 рабочих станции (спецификации физического уровня могут устанавливать более жёсткие ограничения, например, к сегменту тонкого коаксиала может подключаться не более 30 рабочих станций, а к сегменту толстого коаксиала — не более 100). Однако сеть, построенная на одном разделяемом сегменте, становится неэффективной задолго до достижения предельного значения количества узлов. В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, а позже был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с. Появилась возможность работы в режиме полный дуплекс.