Механизм CSMA/CD

Механизм MAC — определяющий элемент стандарта Ethernet. Про­токол, во всех остальных отношениях очень похожий на Ethernet, например, 100VG AnyLAN, попадет в другую категорию, если в нем используется другой механизм MAC. Название «Множественный до­ступ с контролем несущей и обнаружением коллизий» (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) кажется несколько громозд­ким, но суть этого механизма проста, если, конечно, не вдаваться в подробности.

Когда системе Ethernet нужно передать данные, она прежде всего проверяет, не занята ли сеть другой системой. Этот этап называется фазой контроля несущей (carrier sense). Если сеть занята, система ждет

некоторое время, а потом снова проверяет сеть на занятость. Если сеть свободна, система передает пакет данных. Эта этап называется фазой множественного доступа (multiple access), поскольку за право получить доступ к среде соревнуются все системы одной ЛВС.

Фазы контроля несущей и множественного доступа демон­стрируются в видеоролике CSMA из папки Demos на прила­гаемом к книге компакт-диске.

Хотя во время фазы контроля несущей и выполняется начальная проверка, она все-таки не гарантирует, что две системы в сети не нач­нут передачу одновременно, вызвав тем самым коллизию (collision). Такое, например, происходит, когда одна система выполняет кон­троль несущей, а другой компьютер уже начал передачу, но его сиг­нал еще не достиг первой системы. Убедившись в незанятости сети, первый компьютер тоже начинает передачу, и где-то в кабеле два па­кета встречаются. Происходит коллизия, в результате которой оба пакета игнорируются, и системы должны повторить их передачу. Та­кие коллизии в сетях Ethernet — вещь вполне обычная и ожидаемая, и они не создают проблем, если их не слишком много и компьютеры способны их обнаруживать.

Коллизия демонстрируется в видеоролике Collision из папки Demos на прилагаемом к книге компакт-диске.

Примечание Хотя все без исключения называют столкновение паке­тов коллизией, согласно стандарту IEEE 802.3, оно представляет собой ошибку качества сигнала (Signal Quality Error, SQE). В подобных стан­дартах это обычная практика — придумывать сложные термины там, где можно обойтись одним словом.

Самая важная часть процесса передачи данных — фаза обнаруже­ния коллизий (collision detection). Если системы не распознают столк­новение пакетов, поврежденные данные могут достичь целевой сис­темы, которая обработает их как корректные. Сети Ethernet спроек­тированы так, чтобы пакеты были достаточно большими и заполняли весь сетевой кабель сигналами, пока не будет передан последний бит информации. Именно поэтому пакеты Ethernet должны быть не ме­нее 64 байтов в длину, именно поэтому система перед передачей до­полняет короткие пакеты до 64 байтов, именно поэтому в стандартах Ethernet накладываются такие строгие ограничения на длину сегмен­тов кабеля.

Компьютер способен обнаружить коллизию, пока он находится в процессе передачи данных. При использовании кабеля UTP или оп-

секунду, причем так быстро, что задержкой можно пренебречь, если

число коллизий не чрезмерно.

Управление доступом к среде демонстрируется в видеоролике Contentionиз папки Demos на прилагаемом к книге компакт-диске.