Методы доступа в сети

Метод доступа – это правила обмена данными между ПК в сети.

Существует международное соглашение, устанавливающее стандартные методы доступа для взаимодействия в сети. К ним относятся, в частности:

· Ethernet

· Arcnet

· Token Ring

· FDDI

· FAST Ethernet

· Gigabit Ethernet

Каждая сеть должна следовать определенным правилам (протоколам) при передаче данных от одного компьютера к другому. Протокол определяет способ доступа узла к передающей среде (кабелю) и способ передачи информации от одного узла к другому.

В настоящее время используется два типа протоколов доступа к среде:

· передача маркера(token) используется в сетях IBM Token Ring и FDDI;

· множественный доступ с детектированием несущей(CSMA) используется в сетях Ethernet.

Метод доступа Ethernet

Разработан фирмой Xerox в 1975 г. Наиболее популярен сейчас. Дает высокую скорость обмена и надежность. Стандарт Ethernet принят в 1980 г. Для этого метода используется топология "Общая шина" и "Звезда". Каждая РС отправляет сообщение в сеть с указанием адреса ПК-получателя. Все другие ПК при этом игнорируют сообщение.

Пропускная способность Ethernet – 10 Мбит/с. Основной принцип Ethernet – случайный метод доступа. ПК может передавать данные в сеть, только если сеть свободна, т. е. никакой другой ПК сеть не занимает.

После того как ПК убедился, что сеть свободна, он начинает передачу (т. е. захватывает среду). Допустимое время захвата среды равно времени передачи кадра. Кадр – это единица данных (пакет данных), которыми обменивается ПК в сети. Кадр содержит данные и адреса отправителя и получателя.

Все ПК принимают каждый кадр, но только ПК-получатель передает кадр к себе во внутренний буфер сетевого адаптера. Если при этом применяется протокол TCP/IP, то отправитель получает подтверждение о приеме данных от получателя.

Иногда может возникнуть коллизия, т. е. когда два или более ПК решают, что сеть свободна и начинают передавать информацию.

После обнаружения коллизии ПК прекращают передачу, и после паузыслучайной длительности пытаются снова получить доступ к сети и передать вновь тот кадр, который вызвал коллизию. Один из ПК будет передавать, а другие ПК – ждать.

Достоинство Ethernet:дешевизна т. к. здесь используются простые алгоритмы доступа к среде, адресации и передачи данных. Из-за этой простоты здесь также мы имеем и высокую надежность.

Метод Token Ring

Данный метод применяется для топологии "Кольцо. Это более сложный метод, чем Ethernet т. к. имеет свойство отказоустойчивости. Метод Token Ring активно продвигается фирмой IBM.

При этом методе доступа используется посылка маркера для обеспечения равного доступа к сети каждого ПК. Каждый ПК не может посылать данные пока он не получит маркер. Причем не может быть одновременная посылка данных в сеть от двух ПК.

Отказоустойчивость обеспечивается тем, что посланный кадр всегда возвращается на ПК-отправитель, имея в себе признак подтверждения того, что кадр принят.

Для контроля сети один из ПК выполняет роль активного монитора.

Если произошел отказ активного монитора, то остальные ПК начинают процедуру выбора нового активного монитора.

Все ПК в кольце ретранслируют кадр. Если кадр попал на ПК-назначения, то кадр копируется в буфер этого ПК.

Для связи между ПК в кольце применяются концентраторы типа MAU и MSAU" (рис. 4.1.).

Рисунок 4.1. Кольцевая топология через концентраторы

Сети Token Ring в качестве среды передачи данных используют витую пару и оптоволокно. Они могут работать на двух скоростях 4 или 16 Мбит/сек.

Максимальное количество ПК в такой сети – 260. Максимальная длина кольца – 4 км.

Метод Arcnet

При использовании метода Arcnetприменяется посылка маркера для установки очередности передачи данных по сети по отношению ко всем ПК в сети. Но в отличие от Token Ring здесь ПК могут быть соединены в сети по схеме "Общая шина" или "Звезда" (но не "Кольцо").

Достоинство: дешевле оборудование, чем в Ethernet.

Недостатки:скорость передачи данных 2,5 Мбит/с; необходимо вручную конфигурировать сетевые карты Arcnet, установленные в ПК.

Для связи между ПК по методу Arcnet можно использовать витую пару, оптоволокно, но стандартным является коаксиальный кабель RG-62 с волновым сопротивлением 93 Ом.

Несмотря на то, что указанные недостатки были в свое время устранены (максимальная скорость возросла до 100 Мбит/сек), компания Datapoint Corporation, продвигавшая этот стандарт, не выдержала конкуренции и с 1993 года аппаратура Arcnet не выпускается.

Метод доступа FDDI

Метод доступа FDDI используется для кольцевой топологии. Здесь применяется оптоволоконный кабель. Для быстрой и надежной связи используется маркер. Обычно сервер в сети FDDI имеет более высокий приоритет для посылки маркера, чем у других ПК. Это дает возможность серверу посылать большее количество кадров данных, чем другим ПК.

Сети FDDI организуются в виде двух колец: первичного и вторичного (рис.4.2.).

Все данные обычно пересылаются по первичному кольцу. Если в первичном кольце произошел разрыв, то данные пойдут по вторичному кольцу, (это называется перенаправленный трафик). Скорость передачи данных до 3 Гбит/с.

Рисунок 4.2.Двух кольцевая топология