Специфика физической среды Ethernet.

Алгоритм функционирования станции

Лекция №8

8. Протоколы подуровня управления доступом к физической
среде (МАС) канального уровня

8.1. Множественный доступ с контролем передачи и
с обнаружением коллизий (CSMA/CD) (IEEE 802.3)

Данный доступ представляет собой схему с «состязанием», в которой сетевые узлы соревнуются за право использования среды. Реализуется на топологии общая шина. Узел, выигравший «состязание», может передавать один пакет, а затем должен освободить среду для других узлов (рис. 8.1). При свободной среде передачу могут начать сразу несколько узлов. Если один узел успел начать передачу, среда становиться занятой, а все другие опоздавшие узлы должны ждать ее освобождения. Но, если несколько узлов начинают передачу почти одновременно, наблюдается столкновение (коллизия).

Рис. 8.1. Наложение сигналов.

Все станции наделены равными правами для реализации физической среды.

Рис. 8.2. Алгоритм CSMA/CD.

Алгоритм реализации метода CSMA/CD приведен на рис. 8.2.

1) Прослушивание канала связи. В этом состоянии анализируются все кадры, передаваемые физическим уровнем (средой).

2) Прием заголовка. Если заголовок кадра содержит адрес назначения, совпадающий с адресом узла, канальный уровень переходит в состояние приема, во время которого происходит прием кадра. Когда прием кадра завершен, об этом сообщается более высокому уровню сети, а канальный уровень возвращается в состояние прослушивания.

3) Ожидание. В этом состоянии узел ждет, когда среда освободится. После освобождения среды начинается передача пакета. Если передача завершается успешно (без коллизии), состояние вновь изменяется на состояние прослушивания. Если во время передачи кадра встречается коллизия, передача прерывается и ее следует повторить снова. При этом состояние изменяется на состояние задержки.

4) Состояние задержка. В этом состоянии узел находиться некоторое время и потом опять переходит в состояние ожидания. Время коллизии при каждой задержки вычисляется каждый раз заново. Основная цель заключается в недопущении блокировок, из которых пара узлов, вызвавших коллизию, не может выйти.

Стандарт IEEE 802.3. Физическая среда передачи данных среда характеризуется частотой передачи данных и диаметром. Диаметр сети – расстояние между двумя самыми удаленными друг от друга узлами сети. С увеличением скорости передачи данных в сетях их диаметр уменьшается из-за коллизии.

Физические спецификации технологии Ethernet включают следующие среды передачи данных:

· 10Base-2, 10Base-5, 10Base-Т - частота передачи данных составляет 10 Мбит;

· Fast Ethernet – частота передачи данных составляет 100 Мбит;

· Gigabyte Ethernet – частота передачи данных составляет 1000 Мбит.

Пример (рис. 8.3.). Определить диаметр сети.

Рис. 8.3. Определение диаметра.