Cele mai populare tehnologie de ultima ora de construcție a rețelelor de calculatoare locale - Ethernet - a fost dezvoltat de către Palo Alto Research Center (PARC) Xerox Corporation la mijlocul anilor 1970. Pentru implementarea industrială, specificația Ethernet a fost pregătită de membrii consorțiului DIX (DEC, Intel, Xerox). Această specificație a fost adoptată ca bază pentru dezvoltarea specificației IEEE 802.3, care a apărut în 1980. La scurt timp după aceea, Digital Equipment Corporation, Intel Corporation, și Xerox Corporation eforturile combinate au creat propriile specificații, care este compatibil cu IEEE 802.3 și numit Ethernet II.
Componente și principii de construire a rețelelor Ethernet
Pentru a transfera date printr-o rețea locală, Ethernet utilizează algoritmul de acces Multiple Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD).
Procedură de accesare a mediului de transmisie
Procedura CSMA / CD se bazează pe două principii:
- Carrier Sense monitoring;
- detectarea coliziunilor.
Coliziunea (coliziune) # 151; distorsiunea datelor transmise în rețeaua Ethernet, care apare atunci când mai multe stații de lucru transmit simultan.
Există două cauze principale ale coliziunilor într-o rețea Ethernet:
- Disponibilitatea unui card de interfață de rețea (Network Interface Card) defect de la unul sau mai mulți abonați din rețea;
- Prezența întârzierii de propagare a rețelei Ethernet.
Principalul motiv pentru apariția coliziunilor regulate este viteza finală de propagare a semnalului electric prin intermediul suportului de transmisie de date Ethernet.
Întârzierea de propagare în segmentul (Propagation Delay) - este intervalul de timp care separă începutul procesului de transfer de date de abonat, care este plasat pe un capăt al segmentului de rețea de la începutul recepției datelor de abonat, care este plasat la celălalt capăt al segmentului LAN.
Dacă se detectează o coliziune, stația de lucru oprește trimiterea cadrului de date și începe să transmită un semnal special "Jam", pentru a indica destinatarului că a avut loc o coliziune. Semnalul Jam este un parcel special de cod, care constă din 32 de biți
Cea mai nefavorabilă din punct de vedere al conflictului este o situație în care o stație a finalizat transferul cadrului, dar cadrul transmis din cauza întârzierii de propagare a semnalului în linia nu a ajuns încă la cealaltă stație, care începe de asemenea să transmită cadrul său. Pentru a evita apariția unor astfel de situații, toate stațiile trebuie să fie situate în așa-numitul domeniu de conflict.
Collision Domain - o zonă virtuală în cadrul segmentului LAN. Întârzierea de propagare între oricare două stații care aparțin acestei zone nu trebuie să depășească valoarea specificată - diametrul domeniului de coliziune.
Valoarea diametrului domeniului de coliziune este de obicei determinată în unități de timp și corespunde cu dublul timpului de transmisie al cadrului de lungime minimă pentru acest tip de rețea Ethernet. Diametrul domeniului de coliziune poate fi calculat după cum urmează:
D = 2 * <минимальная длина кадра> * 0,1 μsec = 51,2 μsec
În condiții normale de funcționare a tuturor componentelor acestei rețele, o coliziune poate să apară numai într-un anumit interval de timp, numit fereastră de coliziune.
Late coliziune, coliziune în afara ferestrei este o situație în care se produce o coliziune în afara ferestrei de coliziune.
Pentru a reduce probabilitatea unor coliziuni repetate, se aplică procedura "TBEBO (Truncated Binary Exponential Back Off Algorithm)".
Nivelurile de interacțiune a informației Ethernet
Interacțiunea de informații în rețeaua Ethernet se realizează la două niveluri, care corespund nivelului fizic și al canalului modelului de referință OSI.
Interacțiunea pe stratul fizic al rețelei Ethernet
Interacțiunea la nivel fizic la rândul său este, de asemenea, împărțită în patru niveluri suplimentare:
- PLS Signaling Layer Physical;
- AUI Atasament Interface Utilizator;
- Atașament fizic mediu PMA;
- MDI Mediu dependentă de interfață.
Prezența unei astfel de structură internă destul de complicată la interacțiunile fizice de rețea strat Ethernet explicate de particularitățile construcției primei implementare a rețelei Ethernet de la Xerox. Deoarece rețeaua fizică de transmitere a datelor de mediu, în primul exemplu de realizare este utilizat un cablu coaxial gros, care a avut un diametru al conductorului centrul de aproximativ 2 milimetri, diametrul exterior al cablului - aproximativ 10 milimetri. Următoarele dispozitive și componente au fost utilizate pentru a conecta stația de lucru la rețea:
- Conector (TAP);
- Transceiver (unitate de acces media - MAU);
- AU Atașament Unitate-cablu;
- Controlerul este un adaptor pentru stația de lucru.
Formatul reprezentării datelor la stratul fizic Ethernet (PLS)
Principiul formării codului liniar al rețelei Ethernet corespunde principiului formării codului Manchester-2 - unitatea codului secvențial este codificată pozitiv, iar zero este scăderea negativă a tensiunii de ieșire.
Tabelul de mai jos prezintă lungimile maxime ale segmentului pentru diverse implementări Ethernet.
Interfața AUI a fost utilizată în varianta clasică Ethernet pentru a conecta adaptorul abonatului la transmițătorul care a fost conectat mecanic la mediul de transmisie Ethernet printr-un cablu coaxial gros. Cablul care a conectat transmițătorul la adaptor a constat din cinci perechi răsucite ecranate care au fost prevăzute cu un scut comun. Două perechi de semnale au fost utilizate pentru transferul direct de date între transmițător și adaptor.
Interfața de acces media (MDI)
Un mecanism care este conceput pentru a asigura un acces uniform este determinat de procedura inter-cadru. Pentru rețelele de 10 Mbit / s, valoarea IFG este de 9,6 microsecunde. La acest nivel se pot defini proceduri de detectare a coliziunii și se determină parametrii de bază Ethernet, cum ar fi lungimea maximă a rețelei, lungimea maximă a segmentului de rețea, distanța minimă dintre stații etc.
Procedura TBEB
Procedura TBEB este utilizată pentru a reduce probabilitatea coliziunilor repetate.
T deferă - valoarea intervalului de timp pentru întârzierea retransmisiei
T CD este mărimea domeniului de coliziune sau a ferestrei de coliziune pentru această implementare Ethernet.
R este un număr întreg selectat aleator din interval
N este numărul de coliziuni consecutive
Procedura de testare SQE (CPT)
Această procedură are o istorie lungă de apariție și câteva nume: Testul de prezență la coliziune (CPT) # 151; verificați reacția la o coliziune, bătaia inimii # 151; inima, testul de eroare de calitate a semnalului (SQE) # 151; verificarea calității semnalului. Inițial a fost numit "CPT" apărut în a doua specificație Ethernet. În timpul funcționării normale, adaptorul și lumina de coliziune radio de pe adaptorul de rețea ar trebui să clipească după transmiterea fiecărui cadru, și acesta a fost motivul pentru apariția numelui de test - inima bate. Când IEEE a elaborat specificația 802.3, această procedură a fost inclusă, totuși, și-a schimbat denumirea la "Test SQE".
Trebuie remarcat faptul că această procedură nu poate fi utilizată pe unele dispozitive de rețea. În cazul în care de emisie-recepție, care este conectat la repetor în timpul procedurii de «SQE test» va genera coliziuni de semnal, repetorul va fi obligat să răspundă la aceasta, precum și la semnalul obișnuit de conflict - el va trebui să trimită semnalul JAM pentru toate segmentele conectate. Pentru a evita această situație, transceivere și convertoare de mediu de transmisie prevăzută cu un comutator special care permite de a anula utilizarea de deschidere a procedurii «SQE test» pe dispozitiv. La transmițătoarele care sunt conectate la adaptoare de rețea (standarde Ethernet-2 sau IEEE 802.3), acest switch trebuie să fie pornit.
Conferința următoare
Interacțiune la nivel fizic și canal al Ethernet și IEEE 802.3