6. Метод доступа в сетях Ethernet (csma/cd)

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий) — технология(802.3) множественного доступа к общей передающей среде в локальной компьютерной сетис контролемколлизий. CSMA/CD относится к децентрализованным случайным (точнее, квазислучайным) методам. Он используется как в обычных сетях типаEthernet, так и в высокоскоростных сетях (Fast Ethernet,Gigabit Ethernet).

Протокол CSMA/CD работает на канальном уровнев моделиOSI.

В сетях Ethernet используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).

В начале из кадра, предназначенного для передачи, абонент (узел) формирует пакет. Если после подготовки пакета сеть свободна, то абонент имеет право начать передачу. Но в первую очередь он должен проверить, прошло ли минимально допустимое время после предыдущей передачи. Только по окончании этого времени абонент может начать передачу битов своего пакета. После передачи каждого бита абонент проверяет наличие конфликта (коллизии) в сети. Если коллизий нет, передача битов продолжается до окончания пакета. В этом случае считается, что передача прошла успешно. Если после передачи какого-то бита обнаружена коллизия, то передача пакета прекращается. Абонент (узел) усиливает коллизию, передавая 32-битовый сигнал ПРОБКА (JAM) и начинает готовиться к следующей попытке передачи. Сигнал ПРОБКА гарантирует, что факт наличия коллизии обнаружат все абоненты, участвующие в конфликте. После передачи сигнала ПРОБКА абонент, обнаруживший коллизию, увеличивает значение счетчика числа попыток (перед началом передачи счетчик был сброшен в нуль). Максимальное число попыток передачи должно быть не более 16, поэтому если счетчик попыток переполнился, то попытки передать пакет прекращаются. Считается, что в этом случае сеть сильно перегружена, в ней слишком много коллизий. Эта ситуация – аварийная, и обрабатывается она на более высоких уровнях протоколов обмена. Если же количество попыток не превысило 16, то производится вычисление величины задержки по приведенной формуле, а затем и выдержка вычисленного временного интервала. Случайный характер величины задержки с высокой степенью вероятности гарантирует, что у всех абонентов, участвующих в конфликте, задержки будут различными. Затем попытка передать пакет повторяется с начала. Абонент, у которого вычисленная задержка будет меньше, начнет следующую передачу первым и заблокирует все остальные передачи.

7. Структура кадра Ethernet, полезная нагрузка, минимальный размер кадра Ethernet

1. Преамбула – 7 байт – указывает на начало кадра данных

2. Разделитель – 1 байт

3. Адрес получателя – 6 байт

4. Адрес отправителя – 6 байт

5. Длина LLC– 2 байта

6. Контрольный байт для получателя – 1 байт

7. Контрольный байт для отправителя – 1 байт

8. Управление – 2 байта – если стоит 1 байт, то это ненадежная передача данных без установления соединения, если стоит 2 байта, то надежное соединение, требующее установки соединения.

9. Полезная нагрузка – от 46 до 1500 байт – пакеты, включающие это поле, называются информационными, без этого поля – управляющими

10. Контрольная сумма (CRC) – 4 байта

1-5– это заголовок кадраEthernet;6-9– это кадрLLC