3. ТехнологияEthernet

Технология Ethernetбыла разработана в исследовательском центре компанииXeroxв середине 1970-х годов. В 1980 году фирмыDEC,IntelиXeroxвыпустили вторую фирменную версию стандартаEthernet(EthernetDIXилиEthernetII). На основеEthernetDIXбыл разработан стандарт 802.3. Эти два стандарта очень близки, но есть и некоторые отличия, например, в формате кадра. В настоящее время терминEthernetобычно используется для описания всех локальных сетей, использующих метод доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD,CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection).

4. Метод доступаCsma/cd

Метод доступа CSMA/CDопределяет, во-первых, каким образом станция определяет момент, когда она может передать кадр, во-вторых – каким образом должны вести себя станции в случае одновременного начала передачи кадров двумя или более узлами.

Каждая станция постоянно прослушивает сеть. Если в сети присутствует сигнал несущей частоты, значит, другая станция передает свой кадр. Для того, чтобы иметь право передать кадр, станция должна дождаться “тишины” (отсутствия несущей), выждать технологическую паузу (9.6 мкс), и, если за время паузы сигнал несущей не появился, начать передачу.

Все станции, прослушивая сеть, распознают передаваемый кадр, и та из них, чей адрес записан в поле получателя, принимает кадр полностью и передает его протоколам верхних уровней. Остальные станции “чужие” кадры должны игнорировать.

Возможна ситуация, когда две станции одновременно начинают передачу кадров. Такая ситуация называется коллизией(collision). Наступление коллизии передающая станция может определить по отличию передаваемых и принимаемых ею данных (во время передачи кадра станция продолжает прослушивать сеть). Обнаружившая коллизию станция должна прекратить передачу кадра, передать в сеть специальный сигнал затора (jam), состоящий из 32 бит, и выдерживает паузу случайной длительности (определяемой по специальному алгоритму). После этого она может опять попытаться передать свой кадр (естественно, дождавшись “тишины” и выждав технологическую паузу).

Интервал времени до повторной попытки доступа после коллизии определяется как случайное число интервалов отсрочки (один интервал отсрочки равен 512 битовым интервалам, т.е. 51,2 мкс). Количество интервалов отсрочки определяется как случайное целое число, равномерно распределенное в интервале 0..2ⁿ(1<=n<=10) или 0..2¹⁰(10<n<=16). Здесьn– номер попытки передачи кадра. Если 16 попыток заканчиваются неудачно (порождая коллизии), подуровеньMACотбрасывает кадр и передает верхним уровням сообщение об ошибке.

5. Время двойного оборота

Основным принципиальным ограничением на параметры сети (диаметр сети, размер пакета и др.) является необходимость надежного распознавания коллизий. Станция, передающая пакет, может определить наступление коллизии только во время передачи кадра. Значит, максимальный диаметр сети должен быть таков, чтобы за время передачи кадра минимальной длины первый его бит успел достичь самой дальней станции и вернуться (возможно, искаженным) обратно. Если искаженный первый бит вернется уже после окончания передачи пакета, передававшая станция не сможет распознать коллизию. Если T_min– время передачи кадра минимальной длины, аRTT–время двойного оборота (roundtriptime, время, за которое сигнал проходит дважды между наиболее удаленными станциями), то должно выполняться соотношение:T_min≥RTT. Ограничения на размер сети вEthernetпараметры подобраны таким образом, чтобы коллизии гарантированно распознавались.