Раздел III. Канальный уровень локальных и глобальных сетей
При обеспечении взаимодействия узлов локальной сети важную роль играет протокол канального уровня, называемый базовой технологией сетей. Примерами протоколов канального уровня являются протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI, lOOVG-AnyLAN, ATM, Frame Relay, PPP, SLIP и др.
Повторение материала:
Какие из перечисленных функций выполняют протоколы канального уровня:
Обслуживание прикладных процессов, находящихся вне пределов модели OSI
Образование единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей
Реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок
Обеспечение приложениям или верхним уровням стека — прикладному и сеансовому — передачу данных с той степенью надежности, которая им требуется
Проверка доступности среды передачи данных
Определение электротехнических, механических, процедурных и функциональных характеристик активизации, поддержания и деактивизации физического канала между конечными системами.
Как называется информационная единица канального уровня? Ответ: _____________________
Каким образом происходит обнаружение ошибок на канальном уровне? Ответ:______________
__________________________________________________________________________________
Какое коммутационное оборудование использует протоколы канального уровня? Ответ:_______
___________________________________________________________________________________
Поясните термин «сеть» в предложении: Сеть нашего предприятия имеет сеть Ethernet и сеть Token Ring. Ответ: __________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
Протоколы канального уровня. Методы доступа
Различают протоколы канального уровня локальных и глобальных сетей.
Доступом к сети называют взаимодействие станции (узла сети) со средой передачи данных для обмена информацией с другими станциями. Управление доступом к среде - это установление последовательности, в которой станции получают доступ к среде передачи данных. Различают случайные и детерминированные методы доступа. Среди случайных методов наиболее известен метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (CSMA\CD). Также известен маркерный метод доступа, используемый в сетях Token Ring.
Протоколы канального уровня локальных сетей
Ethernet. Метод доступа CSMA/CD
Протокол канального уровня Ethernet использует топологию общая шина. Сети Ethernet используют спецификации канального и физического уровней. В сетях Ethernet используется метод доступа CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect, множественный доступ с контролем несущей и определением конфликтов). Ethernet представляет собой полудуплексную (half-duplex) технологию.
Метод CSMA/CD. Станция, которая хочет передать кадр, должна сначала с помощью MAC-узла упаковать данные в кадр соответствующего формата. Затем для предотвращения смешения сигналов с сигналами другой передающей станции, MAC-узел должен прослушивать электрические сигналы на кабеле и в случае обнаружения несущей частоты 10 МГц отложить передачу своего кадра. После окончания передачи по кабелю станция должна выждать небольшую дополнительную паузу, называемую межкадровым интервалом (interframe gap), что позволяет узлу назначения принять и обработать передаваемый кадр, и после этого начать передачу своего кадра.
Одновременно с передачей битов кадра приемно-передающее устройство узла следит за принимаемыми по общему кабелю битами, чтобы вовремя обнаружить коллизию. Если коллизия не обнаружена, то передается весь кадр, поле чего MAC-уровень узла готов принять кадр из сети либо от канального уровня.
Если же фиксируется коллизия, то MAC-узел прекращает передачу кадра и посылает jam-последовательность, усиливающую состояние коллизии. После посылки в сеть jam-последовательности MAC-узел делает случайную паузу и повторно пытается передать свой кадр.
В случае повторных коллизий существует максимально возможное число попыток повторной передачи кадра (attempt limit), которое равно 16. При достижении этого предела фиксируется ошибка передачи кадра, сообщение о которой передается протоколу верхнего уровня.
Для того чтобы уменьшить интенсивность коллизий, каждый MAC-узел с каждой новой попыткой случайным образом увеличивает длительность паузы между попытками. Временное расписание длительности паузы определяется на основе усеченного двоичного экспоненциального алгоритма отсрочки (truncated binary exponential backoff). Пауза всегда составляет целое число так называемых интервалов отсрочки.