7. Методы доступа к передающей среде: Ethernet
Ethernet – самый распространенный стандарт локальных сетей. Для передачи лог инфы по кабелю для всех вариантов физического уровня технология Ethernet обеспечивающих пропускную способность 10 Мбит/с, используется манчестерский код. Все виды стандартов используют один и тот же метод – разделение среды передачи данных – метод CSMA/CD. В сетях езернет используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружении коллизий. В качестве несущей выбирается частота с максимальной амплитудой. Каждый узел прослушивает общую шину и определяет есть ли несущая частота (5-10 МГц) есть – линия занята, нет - свободна
Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения
Этот метод применяется исключительно в сетях с общей шиной. Все компы такой сети имеют непосредственный доступ к ОШ, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми 2 узлами сети. Одновременно все компы сети имеют возможность немедленно получить данные, которые любой из компов начал передавать на общую шину
+ простота схемы подключения.
Кадр стандарта
Если среда свободна – узел имеет право начать передачу кадра.
Преамбула – 7 байт 10101010, 8й байт – 10101011. необходима для точно настройки генератора приемника. Все станции могут распознать факт передачи кадра. Та станция, которая распознает свой адрес в заголовке кадра записывает его содержимое во внутренний буфер, обрабатывает данные, предает их вверх по своему внутреннему стеку, а затем посылает по кабелю кадр-ответ.
Узел 2 во время передачи кадра узлом 1 так же пытался начать передачу, но обнаружил, что среда занята и находится в ожидании. После окончания передачи кадра все узлы сети должны выдержать 9, 6 секунд – межкадровый интервал. Нужен для приведения сетевых адаптеров в исходное состояние и предотвращения монопольного захвата среды одной станцией. В примере узел2 дождался окончания передачи узлом 1 сделал паузу и начал передачу своих данных.
Возможны ситуации, когда 2 или более станции одновременно решают, что среда свободна и начинают передавать свои кадры – коллизия, тк содержимое обоих кадров сталкиваются на общем кабеле и происходит искажение инфы. Коллизия – средство распределенного характера сети. Если передаваемые наблюдаемые сигналы на кабеле отличаются – фиксируется обнаружение коллизии. Станция, кот ее обнаружила прерывает передачу своего кадра и усиливает ситуацию коллизии посылкой в сеть спецпоследовательностей из 32 бит (jam последовательности). После этого станция обязана прекратить передачу и сделать паузу в течении короткого случайного интервала времени. Затем может предпринять попытку захвата среды и передачи кадра. Пауза = L*(интервал отсрочки, он =512 битовым интервалам)
L
После 10 попытки интервал из которого выбирается пауза не увеличивается, те макс L = 52,4 мс.
Если после 16 последовательных попыток передачи кадра – коллизия, то передатчик должен прекратить попытки и выбросить кадр. при значительной интенсивности коллизии полезная пропускная способность сети резко падает, тк она почти постоянно занята повторными попытками передачи кадра в сеть.
“-“ Метод доступа CSMA\CD вообще не гарантирует станции, что она когда-нибудь сможет получить доступ к среде.
Для надежного распознавания коллизии время передачи кадра мин длины должно быть ≥ времени за которое сигнал коллизии успевает распространится до самого дальнего узла (тк в худшем случае сигнал должен пройти дважды между наиболее отдаленными друг от друга станциями сети в одну сторону не искаженный сигнал а в другую искаженный коллизией), то это время называется – время двойного оборота.
Мин длина поля данных – 46 байт (что вместе со служебными полями дает минимальную длину кадра 64 байта, а вместе с преамбулой - 72 байта или 576 бит).
10-Мбитный езернет – время передачи кадра мин длины = 575 битовым интервалам
Время двойного оборота должно быть < 57,5 мкс.
Расстояние кот может пройти сигнал за это время зависит от типа кабеля и для толстого коаксиального = 13280 м. -> расстояние между 2мя узлами не должно быть > 6635 м (время двойного оборота)
Макс длина сети – 2500 м.