Методы доступа к среде передачи: классификация

Методы доступа к среде передачи бывают конфликтные (состязательные) и неконфликтные. Конфликтные методы доступа предполагают возможность коллизии (collision – столкновение), т.е. одновременной передачи по одной линии двумя и более компьютерами.

Конфликтные методы доступа:

- CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)

- CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)

Неконфликтные методы доступа:

- метод доступа с маркером

- метод доступа по приоритету

Метод доступа к среде CSMA/CD. Этапы дотупа к среде

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) — множественный доступ (МА) с прослушиванием несущей и обнаружением коллизий (CS). Это — полудуплексная архитектура, что означает возможность передавать информацию в тот или иной момент времени только для одной станции.

Начинать передачу имеет право любой компьютер сети (Multiple Access, MA), но перед началом передачи компьютер должен проверить, свободна ли линия (измерить напряжение). Компьютер начавший передачу контролирует её до конца передачи. В случае изменения сигнала обнаруживается коллизия(Collision Detect, CD), после этого передача прекращается и запускается аварийный сигнал. Метод применяется в сетях с логической общей шиной.

Этапы доступа к среде:

Все данные передаваемые по сети, помещаются в кадры определённой структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения.

Чтобы получить возможность передавать кадр станция должна убедится, что разделяемая среда свободна. Это достигается прослушиванием основной гармоники сигнала, которая также называется несущей частотой (carrier sense, CS). Признак незанятости – отсутствие несущей частоты.

Если среда свободна, то узел имеет право начать передачу кадра.

Кадр данных всегда сопровождается преамбулой (preamble), которая состоит из семи байт и нужна для оповещения о входе.

После завершения передачи все узлы должны выждать технологическую паузу. Случайная пауза выбирается по алгоритму ПАУЗА=L*(ИНТЕРВАЛ ОТСРОЧКИ), где интервал отсрочки равен 512 битовым интервалам. Битовый интервал обозначается bt и соответствует времени между появлениями двух последовательных бит на данном кабеле. L – целое число, выбранное с равной вероятностью из диапазона от 0 до 2 в степени N, где N – номер повторной попытки передачи данного кадра: 1,2,…,10. После десятой попытки интервал из которого выбирается пауза не увеличивается. Т.о. случайная пауза может принимать значения от 0 до 52,4 мс. Если 16 последовательных попыток передачи кадра вызывают коллизию, то передатчик должен прекратить попытки и отбросить этот кадр.

CSMA/CA

CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) — множественный доступ (MA) с прослушиванием несущей(CS) и избежанием коллизий(CA).

Каждый компьютер перед передачей данных в сеть сигнализирует о своём намерении, поэтому остальные компьютеры узнают о готовящейся передаче и могут избежать коллизий. Однако широковещательное оповещение увеличивает общий трафик сети и уменьшает её пропускную способность (CSMA/CA медленнее CSMA/CD).

Общий недостаток конфликтных методов доступа – неопределённое время прохождения кадра, резко увеличивающееся при возрастании интенсивности сетевого трафика.

Достоинства конфликтных методов доступа:

- простота реализации

- все сетевые узлы передают и принимают сигналы в одной полосе частот

- имеется один канал для передачи всех данных

Недостатки конфликтных методов доступа:

- только один узел может передавать данные в отдельный момент времени

- узел может либо передавать либо принимать данные (работать в полудуплексном режиме)

Метод доступа с маркером

В среде постоянно циркулирует специальное служебное сообщение, называемое маркером (token).

Право на передачу имеет только тот узел, который в данный момент владеет маркером. Узел захвативший маркер загружает в него пакет и отправляет его в путь снабдив его адресами.

Недостатки данного метода:

- более медленный метод

- плохо приспособлен к неравномерной загрузке сети

Методы доступа с маркером:

- Token Ring (IBM)

- ArcNet (Datapoint)

- FDDI

Метод доступа по приоритету

В случае метода доступа по приоритету кадры передаются не всем узлам сети, а только узлу назначения. В сети есть выделенный арбитр доступа – концентратор. Концентраторы циклически выполняют опрос портов. Узел, желающий передать пакет, посылает сигнал концентратору, запрашивая передачу кадра и указывая его приоритет. Есть два уровня приоритетов: высокий и низкий. Высокий соответствует данным, чувствительным к временным задержкам (речь, видео). Если сеть свободна, концентратор разрешает передачу пакета.