Локальное широковещание

В сети типа Ethernet подключенные к ней компьютеры, как правило, совместно используют один и тот же кабель, который служит средой для пересылки сообщений между ними. Если в комнате одновременно громко говорят несколько людей, разобрать что-либо из сказанного ими будет очень трудно. Когда по сети начинают “общаться” сразу несколько компьютеров, выделить из их “цифрового гвалта” полезную информацию и понять, кому именно она предназначена, практически невозможно. В отличие от человека, компьютер не может поднять руку и попросить тишины, поэтому для решения данной проблемы требуются иные, более сложные действия.

Компьютер сети Ethernet, желающий передать какое-либо сообщение по общему каналу, должен удостовериться, что этот канал в данный момент свободен. В начале передачи компьютер прослушивает несущую частоту сигнала, определяя, не произошло ли искажения сигнала в результате возникновения коллизий с другими компьютерами, которые ведут передачу одновременно с ним. При наличии коллизии компьютер прерывает передачу и “замолкает”. По истечении некоторого случайного периода времени он пытается повторить передачу.

Если компьютер, подключенный к сети Ethernet, ничего не передает сам, он, тем не менее, продолжает “слушать” все сообщения, передаваемые по сети другими компьютерами. Заметив в заголовке поступившей порции данных свой сетевой адрес, компьютер копирует эти данные в свою локальную память.

Существуют два основных способа объединения компьютеров в сеть Ethernet. В первом случае компьютеры соединяются при помощи коаксиального кабеля. Этот кабель черной змейкой вьется от компьютера к компьютеру, соединяясь с сетевыми адаптерами Т-образным разъемом. Такая топология на языке профессионалов называется сетью Ethernet 10Base2. Однако ее еще можно назвать сетью, в которой “все слышат всех”. Любой компьютер, подключенный к сети, способен перехватывать данные, посылаемые по этой сети другим компьютером.

Во втором случае каждый компьютер соединен кабелем типа витая пара с отдельным портом центрального коммутирующего устройства — концентратора или с коммутатора. В таких сетях, которые называются сетями Ethernet WBaseT, компьютеры поделены на группы, именуемые доменами коллизий. Домены коллизий определяются портами концентратора или коммутатора, замкнутыми на общую шину. В результате коллизии возникают не между всеми компьютерами сети, а по отдельности — между теми из них, которые входят в один и тот же домен коллизий, что повышает пропускную способность всей сети.

В последнее время в крупных сетях стали появляться коммутаторы нового типа, которые не используют широковещание и не замыкают группы портов между собой. Вместо этого все передаваемые по сети данные буферизуются в памяти и отправляются по мере возможности. Однако подобных сетей пока довольно мало — не более 10% от общего числа сетей типа Ethernet.

Таким образом, принятый в подавляющем большинстве Ethernet-сетей алгоритм передачи данных требует от каждого компьютера, подключенного к сети, непрерывного “прослушивания” всего без исключения сетевого трафика. Предложенные алгоритмы доступа, при использовании которых компьютеры отключались бы от сети на время передачи “чужих” сообщений, так и остались нереализованными из-за их чрезмерной сложности и малой эффективности.