24. Общая характеристика технологии Ethernet. Форматы кадров

Ethernet - самая распространенная на сегодняшний день технология ЛВС. Под Ethernet обычно понимают любой из вариантов этой технологии, а их много.

Технология Ethernet и ее разновидности Fast Ethernet и Gigabit Ethernet описаны в стандарте IEEE 802.3.

Первые сети Ethernet были созданы на толстом коаксиальном кабеле. На сегодняшний день Ethernet позволяет использовать различные среды передачи данных.

Основные характеристики Ethernet.

Физическая топология – звезда, шина.

Логическая топология – общая шина.

Тип передачи – немодулированная (цифровое кодирование – манчестерский код). Base band Network – сеть с немодулированной передачей.

Метод доступа - CSMA/CD

Скорость передачи – 10, 100, 1000 Мбит/с.

Кабельная система – толстый и тонкий коаксиальный кабель, UTP, оптоволокно.

Спецификации – 802.3.

Спецификации физической среды – 10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F и т.д.

Максимальная длинна кадра (без преамбулы) – 1518 байт (1526 с преамбулой).

Минимальная длинна кадра (без преамбулы) – 64 байта (72 байта с преамбулой); или 512 бит (576 бит с преамбулой).

Межкадровый интервал – 9,6 мкс.

Максимальное расстояние между станциями сети – 2500м.

Максимальное число станций в сети – 1024.

В зависимости от типа физической среды различают следующие спецификаций Ethernet на 10 Мбит/с:10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F, 10Base-FL, 10Base-FB.

(Первое число – скорость, Base – немодулировая передача).

Формат кадра Eathernet

от 72 до 1526 (с преамбулой)

25. Метод доступа csma/cd

Метода доступа – набор правил, определяющих как узел будет передавать данные в сеть и получать их по кабелю, т. е. алгоритм использования общей среды.

Коллизия – ситуация, когда 2 и более компьютеров передают данные в сеть.

Метод CSMA/CD за 1 раз узел может передать 1 кадр, а затем в 9,6 мкс – межкадровый интервал. Он необходим для приведения сетевых адаптеров в исходное состояние и для предотвращения монопольного захвата среды одной станцией. Компьютер, который обнаружил коллизию, прерывает передачу и усиливает ситуацию коллизии посылкой в сеть специальной 32-битной последовательности – jam-последовательности. После этого все станции обязаны прекратить передачу на некоторый случайный интервал времени.

Основные свойства метода CSMA/CD:

1. Метод носит вероятностный и состязательный характер.

2. Способность обнаруживать коллизии ограничивает область действия метода.

3. При интенсивном трафике возрастает число коллизий.

Домен коллизий – это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, где она возникла. Сеть Ethernet, построенная на повторителях и концентраторах, всегда образует один домен коллизий, который соответствует одной разделяемой среде. Мосты, коммутаторы и маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий.

Метод CSMA/CA не так популярен. Каждый компьютер перед передачей сигнализирует о своем намерении другим компьютерам. Они «узнают» о готовящейся передаче и избегают коллизий.

По определению, эффективность – это относительная доля времени, в течение которого узлы, используя данный протокол, могут передавать новые пакеты при высокой загрузке сети, обусловленной работой всех узлов.

Для метода доступа CSMA/CD эффективность может быть приблизительно определена по следующей формуле:

1

_CSMA/CD 

1+5a

где a =  / .

Здесь  - время передачи пакета, равное отношению размера пакета к скорости передачи в сети,  - максимальное время распространения сигнала в разделяемом канале передачи, равное отношению длины канала к скорости распространения сигнала в данном типе кабеля.

Если в сети активен только один узел, то этот узел передает сообщения без конфликтов с другими узлами. В этом случае доля времени, в течение которого узел передает новые пакеты, может быть близка к 100%. Оценка эффективности по приведенной формуле предназначена для нагруженной сети, где много узлов конкурируют за право передачи сообщений по общему каналу.