Глава 2. Технологии локальных сетей.

Перейдем от технологий построения транспортных коммуникаций к локальным сетям. Различия большие даже на первый взгляд. Изначально они были продиктованы разной физической основой среды передачи (организации канала). Проблема совместимости с телефонной инфраструктурой отсутствовала, с полосой пропускания кабелей (в основном коаксиальных) то же проблем не возникало. Ограничения в основном накладывала скорость работы элементной базы конечного оборудования.

Думаю, не надо рассказывать о скорости прогресса последнего десятилетия в полупроводниковой индустрии. Сетевое оборудование постигла судьба всей отрасли. Лавинообразный рост производства, большие скорости и минимальные цены. В 1995 году, который считается переломным для Интернет, было продано около 50 миллионов новых портов Ethernet. Неплохой задел для доминирования на рынке, которое за следующие 5 лет стало подавляющим.

Рис. 2.1. Сетевой адаптер 10/100 стоимостью $6. Истинный победитель в гонке технологий.

Для специализированного телекоммуникационного оборудования такой уровень цен недоступен. Сложность устройства при этом не играет особой роли - вопрос скорее в количестве. Сейчас это кажется вполне естественным, но еще 10 лет назад безусловное господство Ethernet было далеко не очевидным (например, в промышленных сетях до сих пор нет явного лидера).

Однако, только в сравнении с другими способами построения сетей, можно показать преимущества (или недостатки) сегодняшнего лидера.

Основные способы доступа к среде передачи

Физические принципы, в соответствии с которыми функционирует оборудование, не слишком сложны. По методу получения доступа к среде передачи, их можно разделить на два класса - детерминированные и недетерминированные.

При детерминированных методах доступа передающая среда распределяется между узлами с помощью специального механизма управления, гарантирующего передачу данных узла в течение некоторого интервала времени.

Наиболее распространенными (но далеко не единственными) детерминированными методами доступа являются метод опроса и метод передачи права. Метод опроса мало применим в локальных сетях, но широко используется в промышленности для управления технологическими процессами.

Метод передачи права, наоборот, удобен для передачи данных между компьютерами. Принцип работы состоит в передаче по сети с кольцевой логической топологией служебного сообщения - маркера.

Получение устройством маркера предоставляет ему право на доступ к разделяемому ресурсу. Выбор у рабочей станции в этом случае ограничен лишь двумя вариантами. В любом случае она должна отправить маркер следующему по очереди устройству. Причем сделать это после доставки данных адресату (при их наличии), или сразу (при отсутствии информации, нуждающейся в передаче). На время прохождения данных маркер в сети отсутствует, остальные станции не имеют возможности передачи и коллизии невозможны в принципе. Для обработки возможных ошибок, в результате которых маркер может быть утерян, существует механизм его регенерации.

Недетерминированные - случайные методы доступа. Предусматривают конкуренцию всех узлов сети за право передачи. Возможны одновременные попытки передачи со стороны нескольких узлов, в результате чего возникают коллизии.

Наиболее распространенным методом такого типа является CSMA/CD (carrier-sense multiple access/collision detection) - множественный доступ с контролем несущей / обнаружением коллизий. Перед началом передачи данных устройство "прослушивает" сеть, чтобы убедиться, что никто больше ее не использует. Если среда передачи в данный момент кем-то используется, адаптер задерживает передачу, если же нет, то начинает передавать.

В том случае, когда два адаптера, обнаружив свободную линию, начинают передачу одновременно, происходит коллизия. При ее обнаружении обе передачи прерываются, и устройства повторяют передачу спустя некоторое случайное время (естественно, предварительно опять "прослушав" канал на предмет занятости). Для получения информации устройство должно принимать все пакеты в сети, чтобы определить, не оно ли является адресатом.