Определение локальных сетей и их топология Среды передачи информации Пакеты, протоколы и методы управления обменом Уровни сетевой архитектуры Стандартные локальные сети Защита информации в локальных сетях

Алгоритмы сети Ethernet/Fast Ethernet Стандартные сегменты Ethernet и Fast Ethernet Оборудование Ethernet и Fast Ethernet Выбор конфигурации сетей Ethernet и Fast Ethernet Проектирование сети Ethernet и Fast Ethernet Подключение к глобальным сетям

Локальные компьютерные сети Электронный учебник

 

7.1. Метод управления обменом CSMA/CD

  • 7.1.1. Алгоритм доступа к сети
  • 7.1.2. Оценка производительности сети
  • 7.2. Использование помехоустойчивых кодов для обнаружения ошибок в сети
  • 7.2.1. Способы снижения числа ошибок в принятой информации
  • 7.2.2. Характеристики и разновидности помехоустойчивых кодов
  • 7.2.3. Циклические коды (CRC)
  • В данной главе мы рассмотрим подробнее два основных алгоритма, применяемых в самой распространенной на сегодняшний день сети Ethernet/ Fast Ethernet. Речь идет о методе управления обменом (методе доступа) CSMA/CD и о методе вычисления циклической контрольной суммы пакета CRC.

    Эти же самые алгоритмы используются во многих других локальных сетях. Например, метод доступа CSMA/CD применяется в сетях IBM PC Network, AT&T Starlan, Corvus Omninet, PC Net, G-Net и др. Что касается алгоритма вычисления циклической контрольной суммы CRC, то он стал фактическим стандартом для любых локальных сетей. Так что все, о чем говорится в данной главе, относится ко многим локальным сетям.

    Как уже говорилось в главе 3, метод управления обменом CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection - множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) относится к децентрализованным случайным (точнее, квазислучайным) методам. Он используется как в обычных сетях типа Ethernet, так и в высокоскоростных сетях типа Fast Ethernet. Поскольку характеристики и области применения этих популярных на практике сетей связаны именно с особенностями используемого метода доступа, его стоит рассмотреть более подробно.

    Сначала чуть подробнее о названии метода. В ранней сети типа Alohanet, работавшей с 1970 г. на Гавайских островах, использовался радиоканал и установленный на спутнике ретранслятор (отсюда слово «несущая» в названии метода), а также сравнительно простой метод доступа CSMA (без обнаружения коллизий). В сетях типа Ethernet и Fast Ethernet в качестве несущей выступает синхросигнал, «подмешиваемый» к передаваемым данным таким образом, чтобы обеспечить надежную синхронизацию на приемном конце за счет организации (при необходимости) дополнительных принудительных переходов сигнала между двумя (как в коде Ман-честер-П) или тремя электрическими уровнями (как в коде типа 8В6Т, используемом в сегменте Fast Ethernet 100BaseT4 на основе четырех неэкранированных витых пар). По сравнению с классическим методом CSMA в методе CSMA/CD добавлено обнаружение конфликтов (коллизий) во время передачи, что повышает надежность доставки информации.
    При описании временных диаграмм сетей типа Ethernet и Fast Ethernet, а также предельных размеров пакетов (кадров) широко используются следующие термины.

    • IPG (interpacket gap, межпакетная щель) - минимальный промежуток времени между передаваемыми пакетами (9,6 мкс для Ethernet/0,96 мкс для Fast Ethernet). Другое название — межкадровый интервал.
    • ВТ (Bit Time, время бита) - интервал времени для передачи одного бита (100 не для Ethernet/ 10 не для Fast Ethernet).
    • PDV (Path Delay Value, значение задержки в пути) — время прохождения сигнала между двумя узлами сети (круговое, то есть удвоенное). Учитывает суммарную задержку в кабельной системе, сетевых адаптерах, повторителях и других сетевых устройствах.
    • Collision window (окно коллизий) - максимальное значение PDV для данного сегмента.
    • Collision domain (область коллизий, зона конфликта) - часть сети, на которую распространяется ситуация коллизии, конфликта.
    • Slot time (время канала) - максимально допустимое окно коллизий для сегмента (512 ВТ).
    • Minimum frame size - минимальный размер кадра (512 бит, или 64 байта).
    • Maximum frame size - максимальный размер кадра (1518 байт).
    • Maximum network diameter (максимальный диаметр сети) -максимальная допустимая длина сегмента, при которой его окно коллизий не превышает slot time, времени канала.
    • Truncated binary exponential back off (усеченная двоичная экспоненциальная отсрочка) — задержка перед следующей попыткой передачи пакета после коллизии (допускается максимум 16 попыток). Вычисляется она по следующей формуле:
      RAND(0, 2min<N-IO>) • 512 • ВТ,
      где N - значение счетчика попыток, RAND(a, b) — генератор случайных нормально распределенных целых чисел в диапазоне а...Ь, включая крайние значения. Дискрет изменения данного параметра равен минимальной длине пакета или максимально допустимой двойной задержке распространения сигнала в сети (PDV).