­11. Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов (csma/cd). Разновидности сетей Ethernet. Оборудование для организации лвс по технологии Ethernet.

В сетях Ethernet используется метод доступа к среде передачи данных, называемый множественный доступ с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD). Этот метод используется исключительно в сетях с общей шиной (к которым относятся и радиосети, породившие этот метод) и является одним из методов случайного доступа. Основными принципами методов случайного доступа является: 1) слушай прежде чем говорить; 2) слушай пока говоришь.

Метод CSMA/CD включает элементы и 1 и 2 принципа, но преобладает 2.

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, несущей частоты. Признаком незанятости среды является отсутствие на ней несущей частоты. Если среда свободна, то узел имеет право начать передачу кадра.

Кадр данных всегда сопровождается преамбулой, которая 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). После окончания передачи кадра все узлы сети обязаны выдержать технологическую паузу в 9,6 мкс(межкадровый интервал), для приведения сетевых адаптеров в исходное состояние, а также для предотвращения монопольного захвата среды одной станцией. Механизм прослушивания среды и пауза м/у кадрами не гарантируют от возникновения такой ситуации, когда две или более станций одновременно начинают передавать свои кадры. При этом происходит коллизия (К), т.к. содержимое обоих кадров сталкивается на общем кабеле и происходит искажение информации – методы кодирования, используемые в Ethernet, не позволяют выделять сигналы каждой станции из общего сигнала. Гораздо вероятнее, что К возникает из-за того, что один узел начинает передачу раньше др., но до второго узла сигналы первого не успевают дойти к тому времени, когда второй узел решает начать передачу своего кадра. Т.е. Коллизия – это следствие распределенного характера сети.

Чтобы корректно обработать коллизию, все станции одновременно наблюдают за возникающими на кабеле сигналами. Если передаваемые сигналы отличаются, то фиксируется обнаружение коллизии. Для увеличения вероятности скорейшего обнаружения коллизии всеми станциями, станция которая обнаружила коллизию, прерывает передачу своего кадра и усиливает ситуацию коллизии посылкой в сеть специальной последовательности из 32 бит, называемой jam-последовательностью. После обнаружения коллизии передающая станция обязана прекратить передачу и сделать паузу в течение случайного интервала времени.

Если 16 последовательных попыток вызывают коллизию, то передатчик должен прекратить попытки и отбросить этот кадр. Для надежного распознавания коллизий должно выполняться след соотношение: время передачи кадра минимальной длины >= время, за кот сигнал коллизии успевает распространиться до самого дальнего узла сети.

В зависимости от типа физической среды технология Ethernet имеет различные модификации:

• 10Base-5 — коаксиальный кабель диаметром 0,5 дюйма, называемый «толстым» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента: 500 м. Максимальное количество узлов подключаемых к сегменту — 100. Максимальное число сегментов — 5.

• 10Base-2 — коаксиальный кабель диаметром 0,25 дюйма, называемый «тонким» коаксиалом. Имеет волновое сопротивление 50 Ом. Максимальная длина сегмента — 185 м. Максимальное количество узлов подключаемых к сегменту — 30. Максимальное число сегментов — 5.

• 10Base-T — кабель на основе неэкранированной витой пары (UTP). Образует звездообразную топологию на основе концентратора. Расстояние между концентратором и конечным узлом — не более 100 м. Между любыми двумя узлами сети может быть не более 4-х концентраторов.

• 10Base-F — волоконно-оптический кабель. Топология аналогична топологии стандарта 10Base-T, но расстояние между концентратором и конечным узлом может достигать 2000 м. Между любыми двумя узлами сети может быть не более 4-х концентраторов.

Число 10 в указанных выше названиях обозначает битовую скорость передачи данных этих стандартов - 10 Мбит/с.

Слово Base - метод передачи на одной базовой частоте 10 МГц.

Оборудование для организации ЛВС по технологии Ethernet.