Метод доступа к среде передачи данных в сетях Ethernet

Метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).

Метод применяется в сетях с логической общей шиной. Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине. Простота схемы подключения определила успех стандарта Ethernet.

Рис.№68 Метод случайного доступа CSMA/CD

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

Перед передачей кадра станция должна убедится, что разделяемая среда свободна. Признаком незанятости среды является отсутствие на ней несущей частоты (5-10 МГц).

Рис.№69 Формат кадра CSMA/CD

Каждый кадр имеет 8 полей. Все поля имеют фиксированную шину, кроме поля данных и поля padding. Каждый из 7 байт преамбулы имеет вид 10101010 и обеспечивает вхождение в синхронизм станции сети. Байт SFD (Start of Frame Delimiter) имеет вид 10101011 и сигнализирует о начале истинного кадра.

DA – адрес доставки.

SA – адрес источника информации.

Length – указывает число байтов в поле данных.

Если данных меньше допустимого (46 бит), то для правильного распознавания кадра поле данных дополняется последовательностью (padding - наполнитель).

FCS – содержит 32-битную контрольную последовательность.

Порождающий полином циклического кода:

Рис.№70 Блок схема алгоритма передачи кадров

Рис.№71 Блок схема алгоритма приема кадров

Возникновение коллизии

При передачи все станции наблюдают за возникающими на кабеле сигналами. Если передаваемые и наблюдаемые сигналы отличаются, то фиксируется обнаружение коллизии.

Станция, которая обнаружила коллизию, прерывает передачу своего кадра и усиливает ситуацию коллизии посылкой в сеть специальной последовательности из 32 бит, называемой jam-последовательностью.

Передающая станция обнаружившая коллизию обязана прекратить передачу и сделать паузу в течение короткого случайного интервала времени. Затем она снова предпринимает попытку захвата среды и передачи кадра.

Случайная пауза может принимать значения от 0 до 52,4 нс.

После 10-й попытки интервал, из которого выбирается пауза, не увеличивается.