Technologie Ethernet
Jeho kořeny bychom našli u firmy Xerox, která v roce 1973 začala vyvíjet počítačovou síť
se sběrnicovou topologií. Později vytvořila konsorcium společně s Digitalem a Intelem a
v roce 1980 tato trojice představila veřejnosti finální produkt. Jednalo se o síť se
sběrnicovou topologií postavenou na koaxiálních kabelech a přenosovou rychlostí 10 Mb/s.
První experimentální síť sloužila ke spojení počítačů ALTO a prvních laserových tiskáren
na světě, nazývaných EARS. Její přenosová frekvence byla odvozena ze systémových hodin
procesorů ALTO a byla 2,94 Mbps.
Základní vlastnosti
- standardní rychlost přenosu 10 Mb/s, dnes již 100Mb/s a 1000 Mb/s
- maximální vzdálenost mezi stanicemi 2,8 km
- maximální počet stanic 1024
- přenosové médium koaxiální kabel (tlustý Ethernet, tenký Ethernet),
kroucená dvoulinka, optický kabel
- přístupová metoda CSMA/CD v základním pásmu
- topologie sběrnice
Jako přístupová metoda je využívána detekce nosné s detekcí kolizí,
která je součástí názvu patentu vymezujícího první definici Ethernetu -
"Carrier-Sense Media Access with Collision Detection" - CSMA/CD.
Jeden z hlavních principů je sdílení jednoho média více stanicemi prostřednictvím časového
multiplexeru s náhodným časováním.
Princip metody:
- Stanice, která chce vyslat data, testuje stav kanálu
- Je-li kanál volný, zahájí vysílání, přitom však musí zaručit dodržení mezirámcové mezery 9,6 mikrosekund
- Je-li kanál obsazen, čeká na jeho uvolnění, poté ihned po uplynutí mezirámcové mezery zahájí vysílání
- Během přenosu testuje souhlas signálu na přenosovém médiu s vysílanými daty,
je-li během celé doby vysílání signál správný, je považováno na této úrovni vysílání dat za úspěšně ukončené.
- Zjistí-li však stanice nesouhlas, znamená to, že došlo ke kolizi se současným vysíláním další stanice,
proto ihned přeruší přenos rámce a vyšle speciální rušící signál (jamming signal), aby kolizi bezpečně
rozeznaly i ostatní zúčastněné stanice.
- Po odeslání rušícího signálu čeká stanice po určitou dobu (backoff) a poté začne krokem 1 opakované vysílání.
Doba čekání se stanoví jako násobek doby potřebné k odeslání 512 bitů s náhodným číslem.
Náhodné stanovování doby čekání po zjištěné kolizi je nutné proto, aby opakované vysílání nezahájily
stanice zúčastněné na kolizi ve stejnou dobu. Pokud rámec není odeslán ani po 16 pokusech, je hlášena chyba.
Formát rámce předávaný po síti Ethernet je sestavován v podvrstvě
MAC (Medium Access Control) linkové vrstvy. Synchronizační pole
(preamble) poskytuje signál, který umožní synchronizaci generátoru taktovacího signálu na
přijímací straně, přitom nenese žádnou informaci a je k rámci připojeno ve vysílacích obvodech.
Není zahrnut do celkové délky rámce. Cílová adresa (Destination Address) obsahuje adresu
nastavenou na desce adapteru sítě stanice, pro kterou je rámec určen. Může být individuální
fyzická nebo skupinová. Zvláštní postavení má všeobecná adresa (broadcast) - na ní vyslané
rámce jsou přijaty na všech stanicích v síti. Zdrojová adresa (Source Adress) uvádí fyzickou
individuální adresu desky připojení sítě, která rámec vyslala. Typ zprávy je na této úrovni
v podstatě nevyužit, jediný definovaný typ je určen pro diagnostické testování. Data mají délku
46 až 1500 slabik. Minimální délka je stanovena proto, aby byl
zaručen čas vysílání potřebný pro bezpečnou detekci případné kolize. Kontrolní pole
rámce FCS (Frame Check Status) je kódové označení obsahu rámce
hodnotou CRC (Cyclic Redundancy Check). Při příjmu je hodnota
CRC kontrolována a rámce, u kterých je zjištěn nesouhlas, jsou označeny za chybné.
Podle odhadů je kolem 85 % všech instalovaných síťových portů realizováno
právě pomocí technologie Ethernet. To činí z této technologie bezesporu nejúspěšnější síťovou
technologií současnosti.
|
