11. Технологии канальных сетей на разделяемой среде. Мас-адреса.

Разделяемой средой передачи (shared media) называется линия, которая используется попеременно несколькими (более чем двумя) устройствами, подключенными к ней. В системе с разделяемой средой ни один из компьютеров не может постоянно использовать линию. В каждый момент времени только один компьютер имеет право передавать данные в линию, так как в случае одновременной передачи несколькими компьютерами сигналы будут смешиваться и искажаться.

Система с разделяемой средой при увеличении количества подключенных к ней компьютеров будет работать все медленнее, поскольку пропускная способность линии делится между всеми компьютерами. Т.е. в этом случае за экономичность структуры локального сегмента приходится расплачиваться его производительностью. Несмотря на эти проблемы, подключение к сети посредством разделяемой среды применяется очень часто. Этот подход реализован в широко распространенных классических технологиях Ethernet и Token Ring.

Механизм контроля доступа к каналу, предоставляемый уровнем MAC, также известен, как протокол множественного доступа. Наиболее широко используемый протокол множественного доступа основывается на протоколе CSMA/CD, используемом в Ethernet.

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) — технология (802.3) множественного доступа к общей передающей среде в локальной компьютерной сети с контролем коллизий. CSMA/CD относится к децентрализованным случайным методам. Он используется как в обычных сетях типа Ethernet, так и в высокоскоростных сетях (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet). Так же называют сетевой протокол, в котором используется схема CSMA/CD. Протокол CSMA/CD работает на канальном уровне в модели OSI.

Технология доступа

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 алгоритма truncated binary exponential backoff), 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

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.

Механизм адресации уровня MAC называется физической адресацией или MAC-адресами. MAC-адрес представляет собой уникальный серийный номер, который присваивается каждому сетевому устройству (такому, как сетевая карта в компьютере или сетевой коммутатор) во время изготовления, и позволяет однозначно определить его среди других сетевых устройств в мире. Это гарантирует, что все устройства в сети будут иметь различные MAC-адреса (по аналогии с почтовыми адресами), что делает возможным доставку пакетов данных в место назначения внутри подсети, т.е. физической сети, состоящей из нескольких сегментов, взаимосвязанных повторителями, хабами, мостами или свичами (но не IP-маршрутизаторами). IP-маршрутизаторы могут соединять несколько подсетей.

Примером физической сети может служить Ethernet-сеть, которая может быть расширена точками доступа беспроводной локальной вычислительной сети (WLAN) и сетевыми адаптерамиWLAN, так как они делят те же 48-битные MAC-адреса, что и Ethernet.