1.2 Построение схемы сети ethernet, по принципу топологии шины

Рисунок 1 – Схема сети с топологией шина

1.3 Алгоритм работы сети

В соответствии с протоколом CSMA (Carrier-Sense Multiple Access – метод доступа к сети с контролем несущей), рабочая станция вначале слушает сеть, чтобы определить, не передается ли в данный момент какое-либо другое сообщение. Если “слышит­ся” несущий сигнал (carrier tone), значит, в данный момент сеть занята другим сообщением - рабочая станция переходит в режим ожидания и находится в нем до тех пор, пока сеть не освободится. Когда в сети наступает молчание, станция начинает передачу. Collision Detection (метод обнаружения конфликтов) - служит для разре­шения ситуаций, когда две или более рабочие станции пытаются передавать сообщения одновременно. Если две станции начнут передавать свои пакеты одновременно, передаваемые данные накладываются друг на друга и ни одно из со­общений не дойдет до получателя. Такую ситуацию называют конфликтом или коллизией (сигналы одной станции перемешаются с сигналами другой).

Если одна из станций обнаружит коллизию, она посылает специальный сигнал, предупреждающий другие станции о произошедшем конфликте. При коллизии уничтожаются все данные в сети. После коллизии станции пытаются передать свои данные повторно. Для того чтобы предотвратить одновременную передачу, был разработан специальный механизм прерываний, который предписывает каждой станции выждать случайный промежуток времени перед повторной передачей. Станция, которой достался самый короткий период ожидания, первая из них совершит попытку передать данные. После первого конфликта каждая станция ждет 0 или 1 единицу времени, прежде чем попытается возобновить передачу. Если снова произошел конфликт, что может быть, если две станции выбрали одно и то же число, то каждая из них выбирает одно из четырех случайных чисел: 0, 1, 2, 3. Если и в третий раз произошел конфликт, случайное число выбирается из интервала 0-7 и т. д. После 10 последовательных конфликтов интервал выбора случайных чисел фиксируется и становится равным 0-1023. После 16 конфликтов контроллер отказывается от дальнейших попыток передать кадр и сообщает об этом компьютеру. Все дальнейшие действия по выходу из сложившейся ситуации осуществляются под руководством протоколов верхнего уровня. Такой алгоритм позволяет разрешить коллизии, когда конфликтующих станций немного.

Обнаружение конфликта происходит по алгоритму, в котором осуществляется блокировка при выходе в сеть более чем одной станции. Аппаратное обеспечение станции должно во время передачи «прослушивать» сеть для определения факта коллизии. Если сигнал, который станция регистрирует, отличается от передаваемого ею, значит, произошла коллизия.

Кадр протокола IEEE802.3 состоит из следующих полей

-Преамбула, 7-байтовая последовательность сменяющих друг друга битов 0 и 1, используемых получателем для синхронизации с отправителем

-Ограничитель начала кадра (Start Frame Delimeter, SFD) последовательность 10101011, обозначающая фактическое начало кадра и позволяющего получателю обнаружить местоположение первого бита остальной части кадра

-Адрес получателя идентифицирует станцию, которой предназначается передаваемый кадр

-Адрес отправителя идентифицирует станцию, посылающую кадр

-Длина \ тип. Длина поля данных Logical Link Control (управление логическим соединением) в байтах. Максимальный размер кадра составляет 1518 байт

-Данные LLC

-Заполнитель, байты, добавляемые для того, чтобы гарантировать достаточную для обнаружения коллизии длину кадра

-Контрольная последовательность кадра (Frame Check Sequence) 32-разрядный циклический избыточный код, в котором учитываются все поля кадра, кроме преамбулы, ограничителя начала кадра и самого поля котроля последовательности кадра

Рисунок 2 – Формат кадра IEEE802.3