Norenkov.Osnovy.Avtomatizirovannogo.Proektirovania.2002 (Норенков - Основы Автоматизированного проектирования (2002)), страница 12

Англоязычное название метода — Carrier Sense Multiple Access /Collision Detection (CSMAICD).Этот метод основан на контроле наличия электрических колебаний (несущей)в линии передачи данных и устранении конфликтов, возникающих в случае попыток одновременного начала передачи двумя или более станциями, путем повторения попыток захвата линии через случайный отрезок времени.МДКН /ОК является широковещательным (broadcasting) методом. Все станции при применении МДКН /ОК равноправны по доступу к сети.

Если линия передачи данных свободна, то в ней отсутствуют электрические колебания, чтолегко распознается любой станцией, желающей начать передачу. Такая станция472 Техническое обеспечение САПРзахватывает линию. Любая другая станция, желающая начать передачу в некоторый момент времени t, если обнаруживает электрические колебания в линии,то откладывает передачу до момента t + td, где td — задержка.При работе сети каждая станция анализирует адресную часть передаваемых по сети кадров с целью обнаружения и приема кадров, предназначенныхдля нее.Конфликтом называют ситуацию, при которой две или более станции «одновременно» пытаются захватить линию.

Понятие «одновременность событий»в связи с конечностью скорости распространения сигналов по линии конкретизируется как отстояние событий во времени не более чем на величину 2d,называемую окном столкновений, где d — время прохождения сигналов полинии между конфликтующими станциями. Если какие-либо станции началипередачу в окне столкновений, то по сети распространяются искаженные данные. Это искажение и используют для обнаружения конфликта либо сравнениемв передатчике данных, передаваемых в линию (неискаженных) и получаемыхиз нее (искаженных), либо по появлению постоянной составляющей напряжения в линии, что обусловлено искажением используемого для представленияданных манчестерского кода. Обнаружив конфликт, станция должна оповеститьоб этом партнера по конфликту, послав дополнительный сигнал затора, послечего станции должны отложить попытки выхода в линию на время /.. Очевидно,что значения td должны быть различными для станций, участвующих в столкновении (конфликте), поэтому td — случайная величина.Маркерные методы доступаСреди детерминированных методов преобладают маркерные методы доступа.

Маркерный метод — метод доступа к среде передачи данных в ЛВС,основанный на передаче полномочий передающей станции с помощью специального информационного объекта, называемого маркером. Под полномочиемпонимается право инициировать определенные действия, динамически предоставляемые объекту, например станции данных в информационной сети.Применяется ряд разновидностей маркерных методов доступа. Например,в эстафетном методе передача маркера выполняется в порядке очередности;в способе селекторного опроса (квантированной передачи) сервер опрашиваетстанции и передает полномочие одной из тех станций, которые готовы к передаче. В кольцевых одноранговых сетях широко применяют тактируемый маркерный доступ, при котором маркер циркулирует по кольцу и используется станциями для передачи своих данных.2.4.

Локальные вычислительные сети EthernetСостав аппаратурыОдной из первых среди ЛВС шинной структуры была создана сеть Ethernet, разработанная фирмой Xerox. В этой сети был применен метод доступа482.4. Локальные вычислительные сети EthernetМДКН/ОК.

Позднее Ethernet стала основой стандарта IEEE 802/3. Другойвариант шинных ЛВС соответствует стандарту ШЕЕ 802/4, описывающемусеть с эстафетной передачей маркера.Технология Ethernet наиболее распространена в ЛВС. Так, по данным на1996 г. 85 % всех компьютеров в ЛВС были в сетях Ethernet.В качестве линий передачи данных в ЛВС используют коаксиальный кабель,витую пару проводов или ВОЛС. Длины используемых отрезков коаксиальногокабеля не должны превышать нескольких сотен метров, а у витой неэкранированной пары проводов — десятков метров. При больших расстояниях в средупередачи данных включают формирователи сигналов — повторители для сопряжения отрезков. ВОЛС позволяет существенно увеличить предельные расстояния и скорость передачи данных.Для связи компьютеров со средой передачи данных используют сетевыеконтроллеры (адаптеры, сетевые карты), управляющие доступом к сети, и приемопередатчики, служащие для связи сетевого контроллера с линией связи.Сетевой контроллер реализует принятый метод доступа к каналу, а такжев случае метода МДКН /ОК осуществляет действия по выработке сигнала затора, по задержке в передаче при наличии конфликта или при занятом моноканале,по формированию кадров, кодированию (декодированию) электрических сигналов в (из) специальный последовательный код, называемый манчестерским,по распознаванию адреса в передаваемых по сети сообщениях.После образования информационного кадра станция должна получитьполномочия.

Для этого контроллер прослушивает канал в ожидании егоосвобождения или прихода маркера. После получения полномочии осуществляется преобразование параллельного кода в последовательный, преобразование в манчестерский код и передача сигналов в кабель.В состав приемопередатчика в шинных ЛВС с методом МДКН/ОК входят приемник сигналов от линии и передатчик сигналов от станции в линию.Назначение приемника - усиление информационных сигналов и обнаружениеконфликтов путем выделения постоянной составляющей искаженных сигналови ее сопоставления в компараторе с эталонным напряжением.Структура кадраКадр в стандарте ШЕЕ 802/3, реализующем МДКН/ОК, имеет следующуюструктуру (ниже указаны последовательности полей кадра, их назначение, вскобках даны размеры полей в байтах):< Преамбула (7) — ограничитель (1) — адрес назначения (2 или 6) — адрес источника (2 или 6) — длина кадра (2) — данные (от 512 до 12144 бит,т.

е. от 64 до 1518 байт) — заполнение — контрольный код (4) >.Преамбула и ограничитель служат для установления синхронизации и отождествления начала кадра. Ограничители представляют собой уникальнуюпоследовательность битов, обычно это код 01111110. Чтобы эта последовательность была уникальной, в основных полях осуществляется стаффинг — до-492. Техническое обеспечение САПРбавление нуля после каждой последовательности из пяти подряд идущих единиц.

На приемном конце такой нуль удаляется.Шестибайтовый адрес — уникальный номер сетевой платы, он назначаетсяизготовителем по выданной ему лицензии на определенный диапазон адресов.Разновидности сетей EthernetРядом фирм на базе проекта сети Ethernet разрабатывается оборудованиедля ЛВС. В настоящее время унифицировано несколько вариантов сети Ethernet,различающихся топологией, особенностями физической среды передачи данных,информационной скоростью передачи данных.1. Thick Ethernet (шина с «толстым» кабелем); принятое обозначение варианта 10Base-5, где первый элемент «10» характеризует скорость передачи данныхпо линии 10 Мбит/с, последний элемент «5» — максимальную длину сегментакабеля (в сотнях метров), т.

е. 500 м. Другие параметры сети: максимальноечисло сегментов 5; максимальное число узлов на одном сегменте 100; минимальное расстояние между узлами 2,5 м. Здесь под сегментом кабеляпонимается часть кабеля, используемая в качестве линии передачи данных иимеющая на концах согласующие элементы (терминаторы) для предотвращения отражения сигналов.2. Thin Ethernet (шина с «тонким» кабелем); принятое обозначение 10Base-2:максимальное число сегментов 5; максимальная длина сегмента 185 м; максимальное число узлов на одном сегменте 30; минимальное расстояние междуузлами 0,5 м; скорость передачи данных по линии 10 Мбит/с.3. TwistedPair Ethernet; принятое обозначение 10Base-T; это кабельная сетьс использованием витых пар проводов и концентраторов, называемых такжераспределителями или хабами (hubs).

Представление о структуре сети можетдать рис. 2.4. В состав сетевого оборудования входят активные (АН) и пассивные (РН) концентраторы (active and passive hubs), различие между которымизаключается в наличии или отсутствии усиления сигналов и в количестве портов.НастеннаярозеткаРис. 2.4. Среда передачи данных на витой пареи концентраторах502.4. Локальные вычислительные сети EthernetЧисло портов в активных хабах обычно составляет 8 ... 24. В одной из разновидностей сети 10Base-T допускаются расстояния между активными распределителями до 600 м и между пассивными до 30 м, предельное число узлов100. Физическая организация линий связи в 10Base-T мало напоминает шину.Однако в такой сети вполне возможна реализация метода доступа МДКН/ОК,и для пользователя (любого отдельного узла) разветвленная сеть из витых пари, концентраторов, по которой происходит широковещательная передача, естьпросто среда передачи данных, такая же, как шина.

Поэтому по логической организации сеть 10Base-T представляет собой сеть типа Ethernet. В то же времяпо своей топологии 10Base-T может быть вариантом «звезда», «дерево» и т. п.В этой сети не рекомендуется включать последовательно более четырех хабов.4. Fiber Optic Ethernet (шина на основе оптоволоконного кабеля), обозначение 10Base-F; применяется для соединений точка — точка, например для соединения двух конкретных распределителей в кабельной сети. Максимальные длины—в пределах 2 ... 4 км. Цена оптоволоконного кабеля приблизительно такаяже, как и медного кабеля, но у первого из них меньше габариты и масса, достигается полная гальваническая развязка. Приемопередатчик (повторитель) дляволоконно-оптических линий передачи данных (световодов) состоит из частейприемной, передающей, чтения и записи данных.