5. Сети шинной топологии

1. Сеть Ethernet и стандарт ieee-802.2

В настоящее время среди магистральных локальных сетей наиболее широкое распространение получила сеть Ethernet. Успешный опыт эксплуатации сети Ethernet позволил взять ее за основу при разработке стандарта IEEE-802.3 для магистральных сетей с множественным доступом, контролем передачи и обнаружением столкновений.

Как известно, канальный уровень локальных сетей разделен на два подуровня: управления логическим каналом и управления доступом к передающей среде, первый из них определен в соответствии со стандартом IEEE 802.2, а второй — IEEE 802.3.

В качестве протокольного блока данных подуровня управления доступом к передающей среде используется кадр подуровня, с помощью которого осуществляется обмен информацией между станциями сети. На рис. 13 представлена структура блока данных стандарта IEEE 802.3. Кадр начинается преамбулой, отвечающей за побитовую синхронизацию передачи и приема данных сетевым адаптером. С этой целью в преамбуле семь раз повторяется байт 10101010. Начало поступления информации связано с появлением начального ограничителя кадра, который представляет собой следующую последовательность бит: 10101011, отличающуюся от преамбулы значением последнего разряда.

В поле адреса получателя размером 2 или 6 байт указывается адрес станции, которой направляется данный кадр. Первый бит адреса определяет тип адресации: нулю соответствует режим индивидуальной адресации, а единице — групповой адресации. Поле адреса отправителя содержит адрес станции, которой принадлежит данный кадр. Поле адреса отправителя имеет длину, равную длине поля адреса получателя, при этом первый его бит всегда равен нулю.

Число байт	Вид	Значение поля
6	10101010	Преамбула
1	10101011	Начальный ограничитель
2 или 6		Адрес получателя
2 или 6		Адрес отправителя
2		Длина блока данных
0-1318		Данные
0-312		Заполнитель
4		Контрольная последовательность

Рис. 13 — Структура кадра стандарта IEEE 802.3

Блок данных может иметь различную длину, поэтому для определения места его окончания необходимо указывать длину блока данных. Что и осуществляется с помощью содержимого поля длины блока данных, размер которого равен двум байтам.

Перечисленные выше поля можно рассматривать в качестве заголовка кадра, непосредственно за которым следует поле блока данных и, возможно, заполнитель. В качестве блока данных выступает протокольный блок стандарта IEEE 802.2, поступающий с более высокого подуровня — управления логическим каналом.

Стандартом определяется максимальная (1518 бит) и минимальная (512 бит) длина кадра. Ограничение на минимальную длину кадра связано с механизмом обнаружения конфликтов. При передаче слишком коротких сообщений станция может успеть завершить передачу кадра данных до обнаружения коллизии. В этом случае будет считаться, что кадр передан без столкновения и не будет сделана попытка его повторной передачи. Максимальное установленное стандартом число попыток повторной передачи равно 16, после чего инициируется ошибка передачи. Следует подчеркнуть, что до завершения этих попыток запрещена передача любых других кадров.

Время, в течение которого станция может обнаружить наличие кадра другой станции, называется окном конфликтов. Длительность окна конфликтов определяется суммарным временем распространения сигналов между двумя крайними станциями. Считается, что по истечении времени, равного окну конфликтов, станция захватила передающую среду, поскольку за это время все остальные станции должны обнаружить наличие передачи со стороны данной станции. Стандартом определяется максимальное значение окна конфликтов, которое используется для расчета параметров сети, в том числе минимальной длины кадра и максимальной длины сети.

Максимальная длина кадра связана с вероятностью появления ошибки в кадре при его передаче. В конце кадра находится поле длиной четыре байта, в котором содержится контрольная последовательность кадра, вычисляемая с помощью стандартного образующего полинома 32-ой степени.

Кадр стандарта IEEE 802.3 отличается от исходного кадра Ethernet II назначением поля длины блока данных, которое в первоначальной версии определяло не длину, а тип кадра. В общем виде процедура множественного доступа к передающей среде была приведена ранее при рассмотрении основных методов доступа.

В качестве физической среды стандартом IEEE 802.3 определены два типа коаксиального кабеля, витая пара проводников и оптоволоконный кабель. Соответственно различают четыре типа спецификации передающей среды, а именно: 10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T и 10BASE-F.