Алгоритм доступа к сети

На рисунке показана структурная схема алгоритма доступа к сети в соответствии с методом CSMA/CD для одного из абонентов, имеющих данные (кадры) для передачи. В начале из кадра, предназначенного для передачи, абонент (узел) формирует пакет. Если после подготовки кадра сеть свободна, то абонент (узел) имеет право начать передачу. Но в первую очередь он должен проверить, прошло ли минимально допустимое время IPG после предыдущей передачи. Только по окончании времени IPG абонент может начать передачу битов своего кадра. После передачи каждого бита абонент проверяет наличие конфликта (коллизии) в сети. Если коллизий нет, передача битов продолжается до окончания кадра. В этом случае считается, что передача прошла успешно. Если после передачи какого-то бита обнаружена коллизия, то передача кадра прекращается. Абонент (узел) усиливает коллизию, передавая 32-битовый сигнал (JAM) и начинает готовиться к следующей попытке передачи. Сигнал JAM гарантирует, что факт наличия коллизии обнаружат все абоненты, участвующие в конфликте. После передачи сигнала JAM 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 кадр 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, 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 кадр повторяется с начала. Абонент, у которого вычисленная задержка будет меньше, начнет следующую передачу первым и заблокирует все остальные передачи.

Рис. Структурная схема алгоритма доступа к сети
в соответствии с методом CSMA/CD

Если в момент возникновения заявки на передачу (после окончания подготовки кадра) сеть занята другим абонентом, ведущим передачу, то данный абонент ждет освобождения сети. После освобождения сети он должен выждать время IPG после предыдущей передачи по сети до начала собственной передачи. Это связано с конечным быстродействием узлов, осуществляющих проверку наличия несущей (занятости среды каким-либо передающим абонентом). Таким образом, получается, что метод CSMA/CD не только не предотвращает коллизии, наоборот, он их предполагает и даже провоцирует, а затем разрешает. Например, если заявки на передачу возникли у нескольких абонентов во время занятости сети, то после ее освобождения все эти абоненты одновременно начнут передачу и образуют коллизию. Коллизии появляются и в случае свободной сети, если заявки на передачу возникают у нескольких абонентов одновременно. В обоих случаях под словом «одновременно» понимается «в пределах интервала двойного прохождения сигнала по сети», то есть в пределах 512-битовых интервалов. Точно так же в пределах 512-битовых интервалов обнаруживаются все коллизии в сети. Если коллизия обнаруживается раньше 480 – битового интервала, то в результате в сети образуются кадры, длина которых меньше нижнего установленного предела в 512 – битовых интервалов (64 байта) даже с добавлением сигнала JAM. Такие кадры называются карликовыми (runt frames). Если же коллизия обнаруживается в конце 512-битового интервала (после 480 – битового интервала), то в результате может получиться кадр допустимой длины (вместе с сигналом JAM). Такие пакеты называть карликовыми не совсем корректно. Сигнал JAM, образующий 32 последних бита пакета, выступает в виде контрольной суммы пакета. Однако вероятность того, что JAM будет соответствовать правильной контрольной сумме пакета, бесконечно мала (примерно 1 случай на 4,2 миллиарда).

Коллизия (наложение кадров в процессе передачи) могут и должны обнаруживаться до окончания передачи.

Практически коллизии обнаруживаются либо самим передающим абонентом, либо повторителями в сети, возможно, задолго до окончания передачи заведомо испорченного кадра. Если учесть, что длина пакетов в локальной сети типа Ethernet/Fast Ethernet может лежать в диапазоне от 64 до 1518 байт, то досрочное прекращение передачи и освобождение линии означает заметное повышение эффективности использования ее пропускной способности.

Первым признаком возникновения коллизии является факт получения сигнала JAM передающим абонентом во время передачи кадра. Другие признаки связаны с неверным форматом пакетов, передача которых была досрочно прекращена из-за возникновения коллизии:

• длина пакета меньше 64 байт (512 бит);
• пакет имеет неверную контрольную сумму FCS;
• длина пакета не кратна восьми.

Множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий.

	Прослушивание несущей
Множественный доступ
Коллизия
Jam сигнал и задержка передачи (Random Bakeoff)

Поиск по сайту: