Принципы разделения среды

Разделяемой средой называется, физическая среда передачи данных, к которой непосредст-; венно подключено несколько конечных узлов сети. Причем в каждый момент времени только, один из конечных узлов получаетдоступ к разделяемой среде и задействуете© для передачи пакета (или нескольких пакетов) другому узлу, подключенному к этой же среде»

В качестве разделяемой среды может использоваться коаксиальный кабель, ви­тая пара, оптическое волокно или радиоволны.

Одним из возможных подходов к разделению среды является метод случайного доступа^[9]. Управление доступом к среде в данном случае осуществляется децен­трализовано: в этом процессе участвуют все сетевые интерфейсы, непосредствен­но подключенные к разделяемой среде. В частности, в компьютерах эту функцию выполняют сетевые интерфейсные карты, или сетевые адаптеры. Суть случайного метода доступа состоит в следующем.

1. Компьютер может передавать данные по сети, только если сеть свободна, то есть если никакой другой компьютер в данный момент не занимается обме­ном и электрические (или оптические) сигналы в среде отсутствуют.

2. После того как компьютер убеждается, что среда свободна, он начинает пере­дачу, «захватывая» среду. Время монопольного использования разделяемой среды одним узлом ограничивается временем передачи одного кадра.

3. При попадании кадра в разделяемую среду все сетевые адаптеры одновремен­но начинают принимать этот кадр. Каждый из них анализирует адрес назна­чения, располагающийся в одном из начальных полей кадра.

4. Если этот адрес совпадает с их собственным адресом, кадр помещается во внут­ренний буфер сетевого адаптера. Таким образом компьютер-адресат получает предназначенные ему данные.

При методе случайного доступа может возникать ситуация, когда одновременно два или более компьютеров решают, что сеть свободна, и начинают передавать информацию. Такая ситуация, называемая коллизией, препятствует правильной передаче данных по сети. Сигналы нескольких передатчиков накладываются друг на друга, и суммарный сигнал становится искаженным. Во всех сетевых техноло­гиях, построенных на разделяемых средах, предусмотрен алгоритм обнаружения и корректной обработки коллизий. Вероятность возникновения коллизии зави­сит от интенсивности сетевого трафика. После обнаружения коллизии сетевые адаптеры, которые пытались передать свои кадры, прекращают передачу и после паузы случайной длительности пытаются снова получить доступ к среде, чтобы передать кадр, вызвавший коллизию.

Другим распространенным способом доступа к разделяемой среде является ме­тод детерминированного доступа. Этот метод основан на использовании кадра специального формата, который обычно называют маркером, или токеном, до­ступа. Компьютер имеет право пользоваться разделяемой средой только тогда, когда он владеет токеном. Время владения токеном ограничено, так что после истечения этого срока компьютер обязан передать токен другому компьютеру. Правило, определяющее порядок передачи токена, должно гарантировать каждо­му компьютеру доступ к разделяемой среде в течение некоторого фиксированно­го времени.

Метод детерминированного доступа может быть реализован на основе как рас­пределенного, так и централизованного подходов. В первом случае в сети нет узла, определяющего очередность владения распределенной средой, во втором — такой узел существует и называется арбитром доступа.