Контроль правильности передачи

Применяются различные методы: побитные, побайтные и пакетные. Остановимся на некоторых из них.

Пакетный контроль передатчиком.

Приемник возвращает передатчику весь пакет, изменяя только адрес. При этом выявляются 100% ошибок.

Пакетный контроль приемником.

В конце каждого пакета добавляется контрольная сумма (8, 16 или 32 бита). Это может быть:

a) Сумма по mod 2 всех байтов пакета. Обнаруживаются все одиночные ошибки и часть (7/8) двойных ошибок. При таком методе плохо обнаруживаются пачки ошибок.

b) Арифметическая сумма всех байтов пакета. Старшие разряды суммы отбрасываются, остаются только 8 или 16 младших. Методом обнаруживаются все одиночные и часть двукратных ошибок.

c) Вычисляется циклическая контрольная сумма. Для этого вычисляется остаток от деления содержимого блока на образующий полином g(x) по mod 2. Такой контроль называют также циклическим контролем или CRC (Cyclic Redundancy Check). Выявляются все одиночные ошибки и все остальные с вероятностью P = (1 – 2^-n), где n – число разрядов контрольной суммы. Для n=8 имеем P = 0,996, а для n=16 — P = 0,999985.

Функции аппаратуры локальных сетей

Уровни 1 и 2 модели OSI (Open System Interconnection) реализуются обычно аппаратно. Именно к этим уровням относятся названия конкретных аппаратных средств, такие как Ehternet, Arcnet, Toker Ring и т.д. Уровни же 3, 4 и 5 обеспечивают взаимодействие передающего и принимающего абонентов, формируя виртуальный канал связи. Эти уровни реализуются в основном средствами сетевой ОС или сетевой оболочки (иногда отдельные функции возлагаются на аппаратуру).

Сетевые адаптеры

Сетевые адаптеры (контроллеры, карты) – (network adapter, network controller, network card) – являются основной частью аппаратуры ЛВС. Часто минимальный набор аппаратуры для создания ЛВС — это адаптеры и соединительные кабели.

Задача сетевого адаптера — сопряжение компьютера и среды передачи с учетом принятых в данной сети правил обмена информацией.

Двумя важнейшими группами функций сетевого адаптера являются:

· Магистральные (сопряжения с компьютером);

· Сетевые (организации обмена в сети).

Магистральные функции

Это организация сопряжения с системной магистралью ПК. Сопряжение возможно и через принтерный порт Centronics и через последовательный интерфейс RS-232C. Однако эти способы применяются чрезвычайно редко из-за низкой скорости обмена.

Наибольшее же распространение получил обмен через шину ISA. Чаще всего используется байтовый или пословный обмен. Иногда применяется прямой доступ к памяти (ПДП — DMA).

Сетевые функции

1)

Рис.1.11.

2) Иногда используются оптроны.В сети Ethernet производится анализ постоянной составляющей в сети (для обнаружения конфликта). Тогда гальванически развязывается приемопередатчик (см. рис.1.12.).

3) Функция преобразования в сетевой код и обратное преобразование.
Чаще всего используется код Манчестер II (но могут быть и коды RZ, 4B/5B).

4) Преобразование параллельного кода в последовательный при передаче и обратное преобразование на приеме.
Используются различные виды сдвиговых параллельно-последовательных регистров (см. рис.1.13).

Рис.1.13.

5) Буферирование входных и выходных данных.
Чаще всего применяется параллельный обмен, когда все ячейки буферного ОЗУ рассматриваются как ячейки системной памяти компьютера (см. рис.1.14.).
С этими ячейками ПК может обращаться точно так же, как и со всей остальной системной память. При этом достигается максимальная скорость обмена с буферным ЗУ.

6)

Рис.1.14.

6) Распознавание собственного сетевого адреса в принимаемом пакете.

Рис1.15.

7) Арбитраж сети.

Эта функция зависит от топологии сети и протоколов обмена. При топологии «кольцо» функция сводится только к распознаванию свободного маркера.

Наиболее сложно реализуется в сетях типа «шина» со случайным доступом. Там это связано с выполнением метода CSMA/CD или аналогичного алгоритма.
Возможно программная реализация этой функции или значительной ее части.

8) Подсчет контрольной суммы.
Обычно применяют аппаратное вычисление. Используют сдвиговые регистры с обратными связями. Производится аппаратное деление на образующий полином используемого циклического кода, например g(x)=x¹⁶+x¹²+x⁵+1 (по рекомендации МККТТ V.41).

Пример реализации сетевого адаптера Ethernet

Многие фирмы выпускают специализированные наборы микросхем для таких адаптеров. Рассмотрим структуру адаптера на базе ИС фирмы National Semiconductor (см. рис.1.16.).

DP8390 — Контроллер сетевого интерфейса. Реализует протокол по стандарту IEEE 802.3.

· Выполняется преобразование параллельный код последовательный код.

· Вычисляется контрольная сумма пакета.

· Распознается сетевой адрес в принимаемом пакете.

· Имеется внутренний 16-байтовый буфер типа FIFO.

· Реализуется управление внешним буферным ОЗУ объемом 64 Кбайт

DP8391 — выполняет функции последовательного сетевого интерфейса.

Производится кодирование и декодирование кода Манчестер II и преобразует уровни входных и выходных сигналов.

DP8392 — Выполняет функции приемопередатчика коаксиального кабеля. Основное назначение – прием сигналов из кабеля сети и передача сигналов в сеть, выполненную на тонком коаксиальном кабеле (тонкий Ethernet или Cheapernet).

Эти три ИС выполняют все перечисленные ранее сетевые функции.