Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Проблема заключается в том, что перед тем как начать передачу, станции необходимо знать, есть ли какая-нибудь активность вблизи приемника. Протокол СБМА же всего лишь может сообщить об активности вокруг станции, опрашивающей канал. В случае передачи по проводу все сигналы достигают всех станций, поэтому во всей системе одновременно только одна станция может вести передачу. В системе с использованием радиосвязи, радиус передачи и приема которой ограничен небольшими зонами, одновременно могут передавать несколько станций, если только они передают различным принимаю|цим станциям, находящимся достаточно далеко друг от друга. Можно представить себе этот вопрос и по-другому, Допустим, в офисном здании у каждого работника имеется беспроводной портативный компьютер.
И вот, например, Линда хочет отправить сообщение Марку. Компьютер Линды контролирует то, что происходит вокруг него, и, не обнаружив никакой активности, начинает передачу. В комнате, где находится Марк, при этом может возникнуть коллизия из-за того, что кто-то третий передает ему данные одновременно с Линдой. Ее компьютер, естественно, этого обнаружить не может. Протоколы МАСА и МАСАИ Одним из первых протоколов, разработанных для беспроводных локальных сетей, является МАСА (Мп11!р1е Ассезэ чгКЬ Со!йгйоп Ачо1оапсе — множественный доступ с предотвращением столкновений) (Кагп, 1990).
Идея, лежащая в основе этого протокола, заключается в том, что отправитель заставляет получателя передать короткий кадр, чтобы окружающие станции могли услышать эту передачу и воздержаться от действий на время, требуемое для приема большого информационного кадра. Протокол МАСА проиллюстрирован на рис. 4.12. Рассмотрим ситуацию, в которой станция А передает станции В. Станция А начинает с того, что посылает станции В кадр КТБ (Кечпезс То Бепб — запрос на передачу), как показано на рис.
4.12, а. Этот короткий кадр (30 байт) содержит длину кадра данных, который последует за ним. Затем станция В отвечает кадром СТБ (С1еаг То Бенд — разрешение передачи), как показано на рис. 4.12, б. Кадр СТБ также содержит длину информационного кадра (скопированную из кадра КТБ). Приняв кадр СТБ, станция А начинает передачу.
Теперь посмотрим, как реагируют станции, которые слышат передачу одного из этих кадров. Любая станция, которая слышит кадр КТБ, находится близко к станции А и поэтому должна хранить молчание, пока кадр СТБ не будет принят станцией А. Станции, слышащие кадр СТБ, находятся вблизи от станции В, сле- 316 Глава 4. Подуровеньупрааления доступом к среде довательио, должны воздержаться от передачи, пока станция В ие получит кадр данных, длину которого оии могут узнать из кадра СТБ. Радиус передвтенкв Я Радиус передатчике В е б Рис. 4.12. Протокол МАСА: станция А посыпает кадр ПТЗ станции З (е); станция З отвечает кадром СТЗ станции А (б] На рис.
4.12 станция С находится в зоне станции А, ио ие входит в зону стаиции В. Поэтому оиа слышит кадр ВТЯ, передаваемый станцией А, ио ие слышит кадр СТБ, которым отвечает станция В. Поскольку оиа ие иитерферирует с кадром СТВ, оиа ие обязана воздерживаться от передачи в то время, пока пересылается информационный кадр. Станция П, напротив, находится близко от станции В, ио далеко от станции А. Оиа ие слышит кадра ВТБ, ио слышит кадр СТ5, а это означает, что оиа находится вблизи станции, собираюшейся принять кадр с данными.
Поэтому ей нельзя вести передачу, пока этот кадр ие будет передан. Станция Е слышит оба управляющих сообщения и так же, как и станция П, должна хранить молчание, пока ие будет завершена передача информационного кадра. Несмотря иа все меры предосторожности, конфликты все равно могут произойти. Например, станции В и С могут одновременно послать кадры КТЯ станции 4. При этом кадры столкнутся и ие будут приняты. В этом случае передатчики, ие услышав кадр СТЯ в установленный срок, ждут случайное время и после этого повторяют попытку, Алгоритм выдержки времени, используюшийся в случае конфликта, называется двоичным экспоиепциальиым откатом, и мы изучим его, когда будем рассматривать сеть ЕгЬегпег.
Основываясь иа изучении модели протокола МАСА, Бхаргаваи (ВЬагяЬачап) со товариши в 1994 году осуществили тонкую настройку протокола МАСА, чтобы улучшить его производительность. Новый протокол был назван МАСАтр (МАСА 1ог %(ге!езз — МАСА для беспроводных сетей). Для начала исследователи заметили, что без подтверждений иа уровне передачи данных потерянные кадры ие передавались повторно, пока их нехватку ие обнаруживал транспортиый уровень. Для решения этой проблемы был введен кадр подтверждения (АСК), которым получатель отвечал иа каждый успешно принятый кадр даи- Сеть ЕШегпвг 317 ных, Кроме того, было использовано свойство протокола СВМА — станции научились прослушивать эфир и воздерживаться от передачи кадра ВТБ, если рядом уже кто-то передавал такой же кадр той же станции. Также было решено связать алгоритм выдержки времени (в случае кцнфликта) не с отдельной станцией, а с потоком данных, то есть с парой станций «источник — приемник».
Это изменение протокола очень улучшило его. Наконец, был добавлен механизм обмена между станциями информацией о перегрузке. Кроме того, алгоритм выдержки времени в случае конфликта был несколько смягчен, что улучшило производительность системы. Сеть ЕФегпе1 Итак, мы в целом закончили обсуждение общих вопросов, касающихся протоколов распределения канала.
Пришло время перейти к практическим приложениям, в частности, к локальным сетям. Как уже было сказано в разделе «ЕгЬегпег» (глава 1), 1ЕЕЕ в свое время разработал серию стандартов 1ЕЕЕ 802, описывающих локальные и региональные сети. Некоторые стандарты выжили, некоторые — нет (см. табл. 1.4). Люди, веряшие в реинкарнацию, считают, что одним из членов Ассоциации стандартов 1ЕЕЕ является вновь родившийся Чарльз Дарвин, отбраковываюший слабые технологии.
В обшем-то, действительно выжили сильнейшие. Наиболее важны стандарты 802.3 (ЕГЬегпес) и 802.11 (беспроводные ЛВС). О 802.15 (В!цегоогЬ) и 802.16 (беспроводные региональные сети) говорить всерьез пока не приходится. Впрочем, в пятом издании этой книги, вероятно, можно будет найти соответствующий анализ. В стандартах 802.3 и 802.11 физические уровни и уровни управления доступом к среде (МАС) различаются. Однако уже подуровни управления логическим соединением (1.(.С, определен стандартом 802.2) схожи, что позволяет организовать единое сопряжение с сетевым уровнем.
Мы уже представили в общих чертах ЕгЬегпес в разделе «ЕгЬегпег» (глава 1) и больше не будем повторять этот материал. Вместо этого мы сразу обратимся к Рассмотрению таких технических деталей построения сетей Е1Ьегпег, как протоколы, а также новые технологии высокоскоростной (гигабитной) сети Е1Ьегпеп Так как Егйегпес и 1ЕЕЕ 802.3 — зто одно и то же (за исключением двух небольших деталей, которые мы вкратце обсудим), то многие используют оба названия.
Мы тоже будем говорить то «ЕгЬегпег», то «1ЕЕЕ 802.3м Дополнительную информацию, касающуюся ЕгЬегпес, можно найти в книгах (Вгеуег апг( Е1!еу, 1999; Зе)(его, 1998; Брпгйеоп, 2000). Кабели ЕФегпеТ Поскольку само слово ЕгЬегпес связано с кабелем (егЬег — эфир, среда распространения сигнала), то именно с этого мы и начнем обсуждение. В сетях Е1Ьегпег обычно используются четыре типа кабеля, показанные в табл. 4.1. Исторически сложилось так, что кабель 10Вазе5 («толстый ЕГЬегпег») стал первым носителем данных в сетях 802.3. Он внешне напоминал желтый садовый 318 Глава 4, Подуровень управления доступом к среде шланг для поливки растений, и через каждые 2,5 м имелась маркировка мест подсоединения отводов. (Стандарт 802.3 не требуеш, чтобы цвет кабеля был именно желтым, но рекомендует это.) Соединения обычно делаются на основе ответвителей «зуб вампира» .
Зуб ответвителя чрезвычайно аккуратно вводится на половину толгцины внутренней жилы кабеля. Обозначение 10Вазе5 говорит о следующем: скорость работы — 10 Мбитг'с, сипгал немодулированный (ВАЗЕЬззгб з18па11пй), максимальная длина сегмента — 500 м. Итак, первая цифра названия — это скорость в мегабитах в секунду. Затем следует слово Вазе (иногда его пишут заглавными буквами — ВАЗЕ), указывающее на то, что сигнал передается на базовой частоте, то есть без модуляции. Когда-то был разработан широкополосный вариант 10Вгоаг136, но он так и не появился на мировом рынке и практически исчез.
Наконец, если речь идет о коаксиальном кабеле, то после слова Вазе следует округленная до 100-метровых единиц максимальная длина сетевого сегмента. Таблица 4.1. Наиболее распространенные типы кабелей ЕШегпе1 Название Тип Ь1зксимзпьнзя Узлов Преимушестве длина сегменте нз сегмент Первый кабель; ныне устарел Не н1пкны концентраторы Низкая цена Лучший вариант при прокладке мегкду зданиями Толстый ковкснапьный 100 500 м 10Ввзе5 10Вазе2 185 м 30 Тонкий коаксиапьный 1ОВззз-Т 10Вззе-Р Витая пара Оптоволокно 100 м 2000 м 1024 1024 На смену толстому Ег!зегпег пришел кабель типа 10Вазе2 («тонкий Ес1гегпе1ь), который, в отличие от шлангоподобного 10Вазе5, замечательно сгибается. Для отводов вместо зубастых ответвителей используются стандартные ВХС- коннекторы, с помощью которых легко образуются Т-образные соединения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
