tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 86
Текст из файла (страница 86)
Идея заключается в том, что каждая станция может быть однозначно идентифицирована по ее 48-битовому номеру. Найти по этому номеру саму станцию — задача сетевого уровня, Затем следует поле Туре, которое показывает приемнику, что делать с кадром. Дело в том, что одновременно на одной и той же машине могут работать несколько протоколов сетевого уровня, позтому когда приходит кадр Е(Ьегпец ядро должно понимать, какому протоколу его передать.
Поле Туре определяет процесс, который должен взять себе кадр. Наконец, за полем Туре следует поле данных, размер которого ограничен 1800 байтами. Такое ограничение было выбрано, в общем-то, произвольно в те времена, когда официально был закреплен стандарт Г)1Х. При выборе ссылались на то, что приемопередатчику нужно довольно много оперативной памяти для того, чтобы хранить весь кадр. А память в том далеком 1978 году была еще очень дорогой. Соответственно, увеличение верхней границы размера поля данных привело бы к необходимости установки большего объема памяти, а значит, к удорожанию всего приемопередатчика.
Между тем, кроме верхней границы размера поля данных очень важна и нижняя граница Поле данных, содержащее 0 байт, вызывает определенные проблемы. Дело в том, что когда приемопередатчик обнаруживает столкновение, он обрезает текущий кадр, а зто означает, что отдельные куски кадров постоянно 324 Глава 4. Подуровень управления доступом к среде блуждают по кабелю. Чтобы было легче отличить нормальные кадры от мусора, сети Ег)тегпес требуется кадр размером не менее 64 байт (от поля адреса получателя до поля контрольной суммы включительно).
Если в кадре содержится меньше 46 байт данных, в него вставляется специальное поле Рог?, с помощью которого размер кадра доводится до необходимого минимума. Другой (и даже более важной) целью установки ограничения размера кадра снизу является предотвращение ситуации, когда станция успевает перелать короткий кадр раньше, чем его первый бит дойдет до самого дальнего конца кабеля, где он может столкнуться с другим кадром. Эта ситуация показана на рис, 4.1?.
В момент времени 0 станция А иа одном конце сети посылает кадр. Пусть время прохождения кадра по кабелю равно т. За мгновение до того, как кадр достигнет конца кабеля (то есть в момент времени т — е), самая дальняя станция В начинает передачу. Когда станция В замечает, что получает большую мощность, нежели передает сама, она понимает, что произошло столкновение. Тогда оиа прекращает передачу и выдает 48-битный шумовой сигнал, предупреждающий остальные станции.
Примерно в момент времени 2т отправитель замечает шумовой сигнал и также прекращает передачу. Затем он выжидает случайное время и пытается возобновить передачу. Пакет достиг станции В Пакет посылается Шумовой сигнал в момент времене 2т Рис. 4Л 7. Обнаружение отолкновення может занять 2т Если размер кадра булет слишком маленьким, отправитель закончит передачу прежде, чем получит шумовой сигнал.
В этом случае он не сможет понять, произошло это столкновение с его кадром или с каким-то другим, и, следовательно, может предположить, что его кадр был успешно принят. Для предотвращения такой ситуации все кадры должны иметь такую длину, чтобы время их передачи было больше 2т.
Для локальной сети со скоростью передачи 10 Мбит/с при максимальной длине кабеля в 2500 и и наличии четырех повторителей (требование спецификации 802.3) минимальное время передачи одного калра должно составлять в худшем случае примерно 50 мкс, включая время на прохождение через повторитель, которос, разумеется, отлично от нуля. Следователыю, длина кадра должна быть такой, чтобы время передачи было по крайней мере не меньше этого минимума. При скорости 10 Мбит/с на передачу одного бита тратится 1000 ис, значит, минимальный размер кадра должен быть равен 500 бит. При Сеть егпегпег 326 этом можно гарантировать, что система сможет обнаружить коллизии в любом месте кабеля.
Из соображений большей надежности это число было увеличено до 512 бит или 64 байт. Кадры меньшего размера с помощью поля Раг7 искусственно дополняются до 64 байт. По мере роста скоростей передачи данных в сети минимальный размер кадра должен увеличиваться, или должна пропорционально уменьшаться максимальная длина кабеля. Для 2500-метровой локальной сети, работающей на скорости 1 Гбит/с, минимальный размер кадра должен составлять 6400 байт. Или же можно использовать кадр размером 640 байт, но тогда надо сократить максимальное расстояние между станциями сети ло 250 м.
По мере приближения к гнгабитным скоростям подобные ограничения становятся все более суровыми. Последнее поле кадра стандарта Егпегпег содержит контрольную сумму. По сути дела, это 32-битный хэлп-код данных. Если какие-либо биты приняты неправильно (в результате шума в канале), контрольная сумма практически наверняка будет неправильной, и ошибка, таким образом, будет замечена. Алгоритм вычисления контрольной суммы основан на циклическом избыточном коде (СВС), который мы уже обсуждали в главе 3. Когда институт 1ЕЕЕ принимал стандарт Еспегпе1, в формат кадра было внесено два изменения, как показано на рис. 4.16, 6.
Во-первых, преамбула была уменьшена до 7 байт, а последний байт был объявлен ограничителем кадра (5гагг оу'Ргаае) для совместимости со стандартами 802.4 и 802.5. Во-вторых, поле Туре было преобразовано в Леп8тл. Конечно, приемник при этом потерял возможность определения действия над пришедшим кадром, но эта проблема была решена добавлением небольшого заголовка поля данных, предназначенного именно для подобной информации.
Мы отдельно обсудим формат поля данных, когда будем рассматривать управление логическим соединением. К сожалению, ко времени опубликования 802.3 по всему миру распространилось уже немало программного обсспечения и оборудования, соответствующих стандарту 1)1Х Еспегпец поэтому изменение формата кадра было воспринято производителями и пользователями без энтузиазма. В 1997 году в 1ЕЕЕ поняли, что бороться бесполезно и бессмысленно и объявили оба стандарта приемлемыми. К счастью, все поля Туре, использовавшиеся до 1997 года, имели значения больше 1500. Соответствешю, любые номера, меньшие или равные 1500, можно было без сомнений интерпретировать как 7.еийгЬ, а превышающие 1500 — как Туре.
Теперь 1ЕЕЕ может говорить, что все используют предложенный им стандарт, и при этом все пользователи и производители могут без зазрения совести продолжать работать точно так же, как и раньше. Алгоритм двоичного экспоненциального отката Рассмотрим, как осуществляется рандомизация периода ожидания после столкновения. Модель представлена на рис. 4.5. После возникновения коллизии время делится на дискретные интервалы, длительность которых равна максимальному времени кругового обращения сигнала (то есть его прохождения по кабелю в прямом и обратном направлениях), 2т. для удовлетворения потребностей Етпегпес 326 Глава 4. Подуровень управления доступом к среде при максимальном размере сети необходимо, чтобы один интервал составлял 512 битовых интервалов, или 51,2 мкс.
После первого столкновения каждая станция ждет или 0 или 1 интервал, прежде чем попытаться передавать опять. Если две станции столкнутся и выберут одно и то же псевдослучайное число, то они столкнутся снова. После второго столкновения каждая станция выбирает случайным образом О, 1, 2 или 3 интервала из набора и ждет опять. При третьем столкновении (вероятность такого события после двойного столкновения равна '/,) интервалы будут выбираться в диапазоне от 0 до 2' — 1, В общем случае после 1 столкновений случайный номер выбирается в диапазоне от 0 до 2' — 1, и это количество интервалов станция пропускает. Однако после 10 столкновений подряд интервал рандомизации фиксируется на отметке 1023.
После 16 столкновений подряд контроллер признает свое поражение и возвращает компьютеру ошибку. Дальнейшим восстановлением занимаются более высокие уровни. Этот алгоритм, называемый двоичным экспоненциальным алгоритмом отката, был выбран для динамического учета количества станций, пытающихся осуществить передачу. Если выбрать интервал рандомизации равным 1023, то вероятность повторного столкновения будет пренебрежимо мала, однако среднее время ожидания составит сотни тактов, в результате чего среднее время задержки будет слишком велико.
С другой стороны, если каждая станция будет выбирать время ожидания всего из двух вариантов, 0 и 1, то в случае столкновения сотни станций они будут продолжать сталкиваться снова и снова до тех пор, пока 99 из них не выберут 1, а одна станция — О, Такого события можно будет ждать годами. Экспоненциально увеличивая интервал рандомизации по мере возникновения повторных столкновений, алгоритм обеспечивает небольшое время задержки при столкновении небольшого количества станций и одновременно гарантирует, что при столкновении большого числа станций конфликт будет разрешен за разумное время. Как следует из приведенного описания, в системе СБМА/С1) нет подтверждений. Поскольку простое отсутствие столкновений еще не гарантирует, что биты не были искажены всплесками шума в кабеле, для надежной связи необходимо проверять контрольную сумму и, если она правильная, посылать отправителю кадр подтверждения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
