Эффект захвата

Существование коллизий как обычного явления в сетях Ethernet может ока­зывать глубокое комплексное влияние на функционирование сети. Теорети­чески каждая система в сети Ethernet в любой момент времени имеет рав­ные возможности доступа к сетевой среде передачи. Однако на практике в определенное время это может быть не совсем так. Когда два узла во время передачи последовательности пакетов сталкиваются с коллизией, возможно, что один из них монополизирует сетевую среду на время передачи своих данных. Такая ситуация известна как эффект захвата (capture effect).

После первой коллизии, как правило, один из двух узлов выигрывает сорев­нование и успешно осуществляет повторную передачу своего пакета. Затем он старается передать второй пакет из своей последовательности, в то время как другой узел все еще пытается отправить свой первый пакет. Если воз­никнет вторая коллизия, одна система отступает в первый раз, в то время как другая начинает ожидать повторно, используя механизм усеченной дво­ичной экспоненциальной временной выдержки. Статистически более веро­ятно, что вторая система проиграет это соревнование, так как она выбирает интервал временной паузы из большей группы периодов задержки.

Чтобы упростить пример, предположим, что первая система выбирает ин­тервал ожидания в 1 или 2 миллисекунды, так как для нее это первая от­срочка. В то время как система, отступающая во второй раз, должна выбрать интервал длиной в 1, 2, 3 или 4 миллисекунды, поскольку механизм усечен­ной двоичной экспоненциальной выдержки расширяет пул возможных зна­чений интервалов с каждой успешной выдержкой времени. Законы теории вероятности предписывают, что вторая система, скорее всего, выберет боль­ший интервал выдержки, чем первая, и проиграет второе соревнование. Ес­ли та же система проиграет и второе состязание, ее пул возможных интервалов временной выдержки увеличится еще больше, так же, как и вероятность проигрыша еще одного соревнования.

Таким образом, первая система, постоянно передающая новые пакеты первой, захватит сетевую среду, и будет удерживать вторую систему от передачи.

Появление в сети эффекта захвата в большинстве случаев даже не выявить. Вероятность возникновения этого феномена значительна, но явно наблю­даемый эффект, который он оказывает на производительность сети, мини­мален. Однако теоретическая основа эффекта захвата прекрасно иллюстри­рует, насколько сложны могут быть взаимодействия между системами в сети. Тем не менее, эта проблема была внимательно изучена членами коми­тета IEEE 802. Они создали рабочую группу (IEEE 802.3w) для разработки спецификации альтернативного алгоритма временной выдержки, названного бинарным логарифмическим методом арбитража (BLAM, Binary Logarithmic Arbitration Method).

BLAM решает проблему эффекта захвата симметричным увеличением счет­чиков коллизий у каждого узла в сети. Когда возникает коллизия, все сис­темы в сети одинаковым образом изменяют свой алгоритм выбора интервала временной выдержки, в отличие от метода truncated BEB, в котором этот процесс носит асимметричный характер. Эта и другие модификации яви­лись адекватным решением проблемы, но со временем комитет решил рас­формировать группу, и отказался от представления документа BLAM на ут­верждение в качестве стандарта.

Это решение было больше политическим, нежели техническим. Комитет полагал, что в действительности проблема эффекта захвата актуальна лишь в перспективе, и что обновление стандарта, направленное на решение этой проблемы, было бы более серьезным шагом, нежели она заслуживает на са­мом деле. Помимо этого, растущая популярность коммутированных и дуп­лексных решений Ethernet в большой степени определила исход обсуждения этого вопроса.