Методи управління доступом csma cd, маркерное кільце і за пріоритетом запиту

У стандарті Ethernet використовується метод управління доступом під назвою CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection, CSMA CD (Множинний доступ контролем несучої і виявленням конфліктів). CSMA CD - це алгоритм передачі і декодування форматованих фреймів даних. За допомогою даного алгоритму посилає вузол мережі Ethernet инкапсулирует фрейм і готує його для передачі. Всі вузли, які прагнуть відправити фрейм в кабель, змагаються між собою. Жоден вузол не має переваг перед іншими вузлами. Вузли прослуховують наявність пакетів в кабелі. Якщо буде виявлено передається пакет, то вузли, не варті в чергу на передачу, переходять в режим "очікування".

Протокол Ethernet в кожен момент часу дозволяє тільки одному вузлу працювати на передачу. Для передачі генерується сигнал несучої частот Контроль несучої - це процес перевірки комунікаційного кабелю на наявність певної напруги, що вказує на наявність сигнал передає дані. Якщо протягом заданого інтервалу часу в середовищі передачі відсутня інформаційний сигнал, будь-який вузол може почати передачу даних.

Іноді кілька вузлів починають передачу одночасно, що призводить до конфлікту. Передавальний вузол виявляє конфлікт, перевіряючи рівень сигналу. У разі конфлікту сигнал принаймні в два рази перевищує нормальний. Для вирішення конфліктів пакетів передавальний вузол використовує програмний алгоритм виявлення конфліктів. Цей алгоритм дозволяє станціям, які відправляють пакети, продовжувати передачу протягом встановленого проміжку часу. При цьому передається сигнал перешкоди, що складається з двійкових одиниць, і за цим сигналом всі ті, хто слухає мережу вузли визначають наявність конфлікту. Потім на кожному вузлі програмно генерується випадкове число, що використовується як час очікування для початку наступної передачі. Такий підхід є гарантією того, що два вузли не почнуть одночасно повторну передачу даних.

Метод доступу маркерное кільце (token ring) був розроблений компанією IBM в 1970-х роках і залишається однією з основних технологій локальних мереж, хоча вже й не настільки популярною, як Ethernet. Швидкість передачі даних старих версіях маркерних мереж дорівнює 4 Мбіт / с або 16 Мбіт / с, а в нових швидкісних мережах - 100 Мбіт / с. Метод передачі даних в маркерне кільці використовує топологію фізичної зірки в поєднанні з логікою кільцевої топології. Незважаючи на те, що кожен вузол підключається до центрального концентратора, пакет переміщується від вузла до вузла так, ніби початкова і кінцева точки відсутні. Кожен вузол з'єднується з іншими за допомогою модуля множинного доступу (Multistation Access Unit, MAU). MAU - це спеціалізований концентратор, що забезпечує передачу пакета по замкнутій ланцюжку комп'ютерів. Оскільки пакети рухаються по кільцю, на робочих станціях або в модулі MAU відсутні термінатори.

Спеціальний фрейм, званий маркером (token), безперервно передається по кільцю для визначення моменту, коли деякий вузол може відправити пакет.

У кожному маркерне кільці один вузол виконує функції монітора активності (active monitor) або диспетчера. Зазвичай ці завдання виконує перша станція, виявлена ​​після запуску мережі. Диспетчер відповідає за синхронізацію пакетів в мережі і за генерацію нового фрейму маркера в разі виникнення проблем. Через інтервали в кілька секунд диспетчер розсилає широкомовний фрейм підрівні MAC, який свідчить про працездатність диспетчера.

Якщо широкомовні посилки від активного або резервних диспетчерів відсутні, кільце переходить в стан "випускання маяка" (beaconing). Цей стан починається з того моменту, коли деякий вузол генерує так званий фрейм маяка (beacon), який вказує на виявлення деякої помилки. Кільце намагається автоматично усунути помилку (наприклад, призначаючи новий активний диспетчер в тому випадку, якщо вихідний диспетчер вийшов з ладу). Після переходу в стан випускання маяка передача маркерів з даними припиняється до моменту ліквідації проблеми.

Маркерні кільця є доволі надійною топологією і тому вони іноді використовуються в особливо важливих конфігураціях. Одним з переваг маркерного кільця в порівнянні з мережами Ethernet є те, що по них рідко, виникають "широкомовний шторм" (broadcast storm) або конфлікти між робочими станціями. Широкомовний шторм іноді трапляється в мережах Ethernet, коли велика кількість комп'ютерів або пристроїв одночасно намагаються передавати дані або ж коли комп'ютери або пристрої "зациклюються" на передачу. Також в мережах Ethernet виникають мережеві конфлікти, коли несправний мережевий адаптер продовжує передачу широкомовних пакетів, незважаючи на зайнятість мережі. Такі проблеми рідко зустрічаються в маркерних мережах, оскільки в кожен момент часу тільки один вузол може передавати дані.

Методи управління доступом csma cd, маркерное кільце і за пріоритетом запиту