Управление доступом к носителю для Разделяемой среды
Некоторые топологии сети совместно используют общий носитель с несколькими узлами. В любой момент может быть много устройств, пытающихся отправить и получить данные, используя сетевую среду. Есть правила, которые управляют тем, как эти устройства совместно используют носители.
Есть два основных метода управления доступом к среде для разделяемой среды:
-
Управляемый - У каждого узла есть свое собственное время, чтобы использовать носитель
-
Основанный на конкуренции - Все узлы конкурируют за использование носителя
Переключайте кнопки на рисунке, чтобы увидеть различия в этих двух методах.
Управляемый Доступ для Разделяемой среды
При использовании управляемого метода доступа сетевые устройства сменяются, по очереди, чтобы получить доступ к носителю. Этот метод также известен как запланированный доступ или детерминированный. Если устройство не требует доступа к носителю, возможность использовать носитель переходит к следующему устройству в линии. Когда одно устройство помещает фрейм на носитель, никакое другое устройство не может этого сделать, пока кадр не прибудет к месту назначения и будет там обработан.
Хотя управляемый доступ упорядочен и обеспечивает предсказуемую пропускную способность, детерминированные методы могут быть неэффективными, потому что устройство должно ожидать своей очереди прежде, чем это сможет использовать носитель.
Основанный на конкуренции Доступ к Разделяемой среде
Также называемые недетерминированными, основанные на конкуренции методы позволяют любому устройству пытаться получить доступ к носителю всякий раз, когда у него есть данные для отправки. Чтобы предотвратить полный хаос на носителях, эти методы используют процесс Множественного доступа с контролем несущей (CSMA), чтобы сначала проверить, не передается ли сигнал. Если несущий сигнал от другого узла обнаруживается на носителе, это означает, что другое устройство осуществляет передачу. Когда устройство, пытающееся передать, видит, что носитель занят, оно будет ожидать и попробует еще раз после небольшого интервала времени. Если никакой несущий сигнал не обнаруживается, устройство передает свои данные. Сети Ethernet и беспроводные сети используют основанное на конкуренции управление доступом к среде.
Возможно, что процесс CSMA даст сбой, и два устройства передадут одновременно. Это называют коллизией данных. Если она произойдет, то данные, отправленные обоими устройствами, будут повреждены и должны будут быть переданы снова.
У основанных на конкуренции методов управления доступом к среде нет издержек управляемых методов доступа. Механизм для определения следующего в очереди узла, который получает доступ к носителю, не требуется. Однако, основанные на конкуренции системы плохо масштабируются при активном использовании носителей. Как только увеличивается активность использования и число узлов, уменьшается вероятность успешного доступа к среде без коллизии. Кроме того, механизмы восстановления, требуемые для исправления ошибок из-за этих коллизий, уменьшают пропускную способность.
CSMA обычно реализуется в связке с методом для разрешения конкуренции носителей. Два распространенных метода:
CSMA/Обнаружение коллизий
В CSMA/Обнаружении коллизий (CSMA/CD) устройство наблюдает за носителем на предмет присутствия сигнала данных. Если сигнал данных отсутствует, указывая, что носитель свободен, устройство передает данные. Если сигнал затем обнаруживается, указывая на то, что другое устройство передало данные одновременно, все устройства прекращают передачу и пробуют еще раз позже. Традиционные формы Ethernet используют этот метод.
CSMA/Предотвращение коллизий
В CSMA/Предотвращении коллизий (CSMA/CA) устройство исследует носитель на присутствие сигнала данных. Если носитель свободен, устройство отправляет через носитель уведомление о намерении его использовать. Затем устройство отправляет данные. Этот метод используется технологиями беспроводных сетей 802.11.
Замечание: CSMA/CD будет рассмотрен более подробно в одной из последующих статей.
Далее: Кодовые Группы, Сокращение Ошибок Битового Уровня