d59ec086

Технология Еthеrnеt (802.3)


3.3. Технология Еthеrnеt (802.3)

Еthеrnеt — это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей. Общее количество сетей, работающих по протоколу Еthеrnеt в настоящее время, оценивается в 5 миллионов, а количество компьютеров с установленными сетевыми адаптерами Еthеrnеt — в 50 миллионов.

Когда говорят Еthеrnеt, то под этим обычно понимают любой из вариантов этой технологии. В более узком смысле Еthеrnеt — это сетевой стандарт, основанный на экспериментальной сети Еthеrnеt Network, которую фирма Хегох разработала и реализовала в 1975 году. Метод доступа был опробован еще раньше: во второй половине 60-х годов в радиосети Гавайского университета использовались различные варианты

случайного доступа к общей радиосреде, получившие общее название Аloha. В 1980 году фирмы DЕС, Intel и Хегох совместно разработали и опубликовали стандарт Еthеrnеt версии II для сети, построенной на основе коаксиального кабеля, который стал последней версией фирменного стандарта Еthеrnеt. Поэтому фирменную версию стандарта Еthеrnеt называют стандартом Еthеrnеt DIХ или Еthеrnеt II.

На основе стандарта Еthеrnеt DIX был разработан стандарт IЕЕЕ 802.3, который во многом совпадает со своим предшественником, но некоторые различия все же имеются. В то время как в стандарте IEЕЕ 802.3 различаются уровни МАС и LLС, в оригинальном Еthеrnеt оба эти уровня объединены в единый канальный

уровень. В Еthеrnеt DIХ определяется протокол тестирования конфигурации (Еthеrnеt Configuration Test Protocol), который отсутствует в IЕЕ 802.3. Несколько отличается и формат кадра, хотя минимальные и максимальные размеры кадров в этих стандартах совпадают. Часто для того, чтобы отличить Еthеrnеt, определенный стандартом IЕЕ, и фирменный Еthеrnеt DIХ, первый называют технологией 802.3, а за фирменным оставляют название Еthеrnеt без дополнительных обозначений.

В зависимости от типа физической среды стандарт IЕЕ 802.3 имеет различные

модификации - 10Ваsе-5, 10Ваsе-2, 10Ваsе-Т, 10Ваsе-FL, 10ВаSе-FВ.


В 1995 году был принят стандарт Fаst Еthеrnеt, который во многом не является самостоятельным стандартом, о чем говорит и тот факт, что его описание просто является дополнительным разделом к основному стандарту 802.3 — разделом 802.3u. Аналогично, принятый в 1998 году стандарт Gigabit Еthеrnеt описан в разделе 802.3z основного документа.

Для передачи двоичной информации по кабелю для всех вариантов физического уровня технологии Еthеrnеt, обеспечивающих пропускную способность 10 Мбит/с, используется манчестерский код.

Все виды стандартов Еthеrnеt  (в том числе Fast Еthеrnеt и Gigabit Еthеrnеt) используют один и тот же метод разделения среды передачи данных — метод СSМА/СD.

3.3.1. Метод доступа СSМА/СD

В сетях Еthеrnеt используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (саrrier-sense-multiply-access with collision detection, СSМА/СD).

Этот метод применяется исключительно в сетях с логической общей шиной (к которым относятся и радиосети, породившие этот метод). Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Одновременно все компьютеры сети имеют возможность немедленно (с учетом задержки распространения сигнала по физической среде) получить данные, которые любой из компьютеров начал передавать на общую шину (3.3). Простота схемы подключения — это один из факторов, определивших успех стандарта Еthеrnеt. Говорят, что кабель, к которому подключены все станции, работает в режиме коллективного доступа (Мultiply Access,МА).



Риc. 3.3. Метод случайного доступа С5МА/СО

Этапы доступа к среде

Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения.

Чтобы получить возможность передавать кадр, станция должна убедиться, что разделяемая среда свободна. Это достигается прослушиванием основной гармоники сигнала, которая также называется несущей частотой (саrrier-sense, СS).


Признаком незанятости среды является отсутствие на ней несущей частоты, которая при манчестерском способе кодирования равна 5-10 МГц, в зависимости от последовательности единиц и нулей, передаваемых в данный момент.

Если среда свободна, то узел имеет право начать передачу кадра. Этот кадр изображен на 3.3 первым. Узел 1 обнаружил, что среда свободна, и начал передавать свой кадр. В классической сети Еthеrnеt на коаксиальном кабеле сигналы передатчика узла 1 распространяются в обе стороны, так что все узлы сети их получают. Кадр данных всегда сопровождается преамбулой

(preamble), которая состоит из 7 байт, состоящих из значений 10101010, и 8-го байта, равного 10101011. Преамбула нужна для вхождения приемника в побитовый и побайтовый синхронизм с передатчиком.

Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные, передает их вверх по своему стеку, а затем посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции источника содержится в исходном кадре, поэтому станция-получатель знает, кому

нужно послать ответ.

Узел 2 во время передачи кадра узлом 1 также пытался начать передачу своего кадра, однако обнаружил, что среда занята — на ней присутствует несущая частота, — поэтому узел 2 вынужден ждать, пока узел 1 не прекратит передачу кадра.

После окончания передачи кадра все узлы сети обязаны выдержать технологическую паузу (Intеr Packet Gар) в 9,6 мкс. Эта пауза, называемая также межкадровым интервалом, нужна для приведения сетевых адаптеров в исходное состояние, а также для предотвращения монопольного захвата среды одной станцией. После окончания технологической паузы узлы имеют право начать передачу своего кадра, так как среда свободна. Из-за задержек распространения сигнала по кабелю не все узлы строго одновременно фиксируют факт окончания передачи кадра узлом 1.

В приведенном примере узел 2 дождался окончания передачи кадра узлом 1, сделал паузу в 9,6 мкс и начал передачу своего кадра.


Содержание раздела







Forekc.ru
Рефераты, дипломы, курсовые, выпускные и квалификационные работы, диссертации, учебники, учебные пособия, лекции, методические пособия и рекомендации, программы и курсы обучения, публикации из профильных изданий