6Мережа Ethernet та стандарт іеее-802.3

Ця мережа призначена для об’єднання різних абонентських систем в локальну комп’ютерну мережу. Успішний досвід експлуатації мережі Ethternet дозволив взяти її за основу при розробці стандарту ІЕЕЕ-802.3 для магістральних мереж з множинним доступом, контролем передачі і виявленням колізій.

В теперішній час термін Ethernet частіше всього застосовують для опису всіх локальних мереж, які працюють за принципами CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection) – множинного доступу з контролем несущої і виявленням колізій, що відповідає специфікації Ethernet ІЕЕЕ 802.3. В моделі OSI протокол CSMA/CD відноситься до доступу до передавального середовища. На цьому рівні визначається формат, у якому інформація передається по мережі, і спосіб, за допомогою якого мережний пристрій отримує доступ до мережі (або керування мережею) для передачі даних. CSMA/CD складається з двох частин: Carrier Sense Multiple Access і Collision Detection. Перша частина визначає, яким чином робоча станція з мережним адаптером “ловить” момент, коли їй слід відправити повідомлення. У відповідності із протоколом CSMA, робоча станція спочатку прослуховує мережу, щоб визначити, чи не передається в даний момент будь яке інше повідомлення. Якщо прослуховується несущий сигнал (carrier tone), це означає, що в даний момент мережа зайнята іншим повідомленням – робоча станція переходить до режиму очікування і знаходиться в ньому стільки, доки мережа не звільниться. Коли в мережі настає мовчання, станція починає передачу. Друга частина - Collision Detection – служить для розв’язання ситуацій, коли дві або більше робочі станції роблять спробу передавати повідомлення одночасно. Якщо дві станції почнуть передавати свої пакети одночасно, дані, що передаються, накладаються один на одного і жодне з повідомлень не дійде до отримувача. Таку ситуацію називають конфліктом або колізією (сигнали однієї станції змішуються з сигналами іншої). Collision Detection вимагає, щоб станція прослухала мережу також і після початку передачі пакета. Якщо виявляється конфлікт, станція поновлює передачу пакета через випадковим чином вибраний проміжок часу. Далі вона знов перевіряє, чи не відбувся конфлікт. Термін “множинний доступ” підкреслює той факт, що всі станції мають однакове право на доступ до мережі. Якщо одна з станцій виявила колізію, вона посилає спеціальний сигнал, який попереджує інші станції, про виникнення конфлікту. При колізії вилучаються всі дані з мережі. Після колізії станції роблять спробу передати дані повторно. Для того, щоб запобігти одночасну передачу, був розроблений спеціальний механізм переривань, який передписує кожній станції очікувати випадковий проміжок часу перед повторною передачею. Станція, якій дістався найкоротший термін очікування, першою отримає право на передачу даних, а інші визначать, що мережа зайнята і знов будуть очікувати. Одиницею виміру часу очікування є подвоєний час розповсюдження сигналу з кінця в кінець відрізку кабеля і дорівнює приблизно 51.2 мс. Після першого конфлікту кожна станція очікує 0 або 1 одиницю часу, перш ніж зробить спробу поновити передачу. Якщо знов відбувся конфлікт, що може бути якщо дві станції вибрали одне й те ж число, то кожна з них вибирає одне з чотирьох випадкових чисел: 0, 1, 2, 3. Якщо і втретє відбувся конфлікт, випадкове число вибирається з інтервалу 0-7 і т. д. Після десяти послідовних конфліктів інтервал вибору випадкових чисел фіксується і стає 0-1023. Після шістнадцяти конфліктів контролер відмовляється від подальших спроб передати кадр і повідомляє про це комп’ютеру.