Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Data link layer - MAC - Aloha, CSMA

300 байт добавлено, 09:45, 10 декабря 2016
Нет описания правки
* Следующие 24 бита выбираются производителем для каждого экземпляра устройства.
MAC-адрес используется для идентификации отправителя и получателя фреймасообщения. В частности, MAC-адрес позволяет позволяет уникально идентифицировать каждый узел сети и доставлять данные только этому узлу.
===NIC===
{{Определение
|definition =
'''Сетевая карта''' (англ. ""'''NIC""''' - Network Interface Controller) - Кампонент Компонент компьютера, отвечающий за подключение компьютера к сети.
}}
У каждой сетевой карты есть MAC-адрес, который ей присваивается изготовителем и является уникальным. Пакеты на канальном уровне всегда отправляются с указанием MAC-адреса отправителя и MAC-адреса получателя. Когда сетевая карта получает пакет, она сравнивает MAC-адрес получателя пакета со своим MAC-адресом. Если они совпадают, то пакет обрабатывается, иначе- нет.  =====Пример работы канального уровня с более высокими уровнями. =====Пусть хотим отправить пакет на какой-то IP-адрес. Тогда:
* Если получатель находится в той же сети, то можем ему отправить. Иначе надо отправить пакет конфигурирующему роутеру.
* Роутер использует протокол ARP, чтобы определить MAC-адрес получателя и скажет отправителю этот адрес. Отправитель запомнит его и отправит на него пакет.
Протокол ARP:
* Роутер отправляет на групповой MAC-адрес пакет с вопросом: "У кого IP x.x.x.x?"
* Этот пакет получают все узлы, но только один из них ответит, что у него , и пришлет роутеру ответ, указав в нем свой MAC-адрес.
===Функции MAC===
* MAC-адреса используются для контроля доступа. Узел настраивается так, чтобы принимать пакеты только от некоторого набора MAC-адресов. Так как MAC-адрес уникален, не получится заставить узел принять пакет от злоумышленника. Заметим, что нельзя сказать то же тоже самое про IP-адрес, который можно без особых проблем подделать.
* DHCP сервера используют MAC-адрес, чтобы распознавать устройства и выдавать им фиксированный IP-адрес. То есть компьютер пришел на сервер, чтобы тот дал ему IP-адрес. Сервер смотрит на его MAC-адрес (в данный момент у узла нет другого адреса), выдает ему IP-адрес и запоминает, что такому IP-адресу соответствует такой MAC-адрес.
==Алгоритмы управления доступом к среде==
Есть разделяемая среда для передачи данных, хочется передавать данные между несколькими узлами, избегая возникновение возникновения коллизий.
=== Aloha ===
Алгоритм, разработанный в 1971 году. Был один вычислительный центр и много компьютеров, которые должны были взаимодействовать, отправляя сообщения вычислительному центру и получая сообщения от него. Компьютер отправлял данные по первому каналу. Если в этот момент никто больше не отправлял данные, то коллизии не произошло и вычислительный центр отправлял оповещение всем компьютерам, используя второй канал. Если же в этот момент еще один компьютер отправлял данные вычислительному центру, то произошла коллизия, и вычислительный центр получил испорченное сообщение (так как несколько сообщений были отправлены одновременно на одной частоте) и не отправлял оповещения. Если компьютер отправил сообщение и не получил оповещения в течение некоторого времени, то он отправлял сообщение еще раз по прошествии случайного промежутка времени. Важным фактом является то, что использовалась разделяемая среда для отправки данных с компьютеров на вычислительный центр.
[[Файл:Pure.png]]
====Slotted Aloha====
Модификация протокола Aloha. Ось времени разбивалась на дискретные интервалы, названные слотами. Каждый компьютер последовательно отмерял границы слотов. Для синхронизации использовался специальный сигнал, передаваемый с широковещательной антенны всем терминаламкомпьютерам. При появлении данных для передачи терминал компьютер задерживал передачу до начала следующего слота. Длительность слотов подбиралась таким образом, чтобы за один слот компьютер успевал отправить свои данные вычислительному центру и получить оповещение о получении данных от вычислительного центра.
[[Файл:Slotted_Aloha_scheme1.png]]
=== CSMA ===
====Виды CSMA====
* CSMA/CD - CSMA with collision detection
Узел слушает передающую среду. Если кто-то другой передает, то ждем случайный промежуток времени. Если же среда свободна, то узел отправляет сообщение. Если во время передачи кадра компьютер обнаруживает другой сигнал, занимающий передающую среду (то есть произошла коллизия), то он отправляет сигнал преднамеренной помехи, чтобы другие узлы быстрее заметили, что произошла коллизия и прекратили передачу, и ждет в течение случайного промежутка времени прежде чем повторить отправку сигнала. Можно заметить, что тот факт, что передающая среда свободна до начала передачи совсем не значит, что не произойдет коллизии в момент передачи, потому что другой узел тоже может посмотреть на состояние передающей среды в тот же момент времени, увидеть, что она свободна и тоже начать отправку. Но при этом на практике вероятность таких ситуаций ниже и количество коллизий будет меньше. Также можно заметить, что для применения данного алгоритма нужно, чтобы каждый узел видел любой другой узел. Ниже описывается случай, в котором это не так. Именно поэтому данный алгоритм не работает с Wi-Fi.
[[Файл:CSMACD_Scheme_2.png]]
* CSMA/CA - CSMA with collision avoidance
* Узел слушает передающую среду. Если кто-то другой передает, то ждет случайный промежуток времени.
* Узел отправляет RTS (Request To Send) сигнал управляющему узлу. Если он получает в ответ CTS (Clear To Send) сигнал, то отправляет данные. Иначе- ждет случайный промежуток времени.
В данном случае количество коллизий уменьшается, потому что сигнал CTS выдается узлом, который принимает сигналсообщение. Помимо уменьшения числа коллизий, решается и проблема скрытого узла, поскольку отправляющему узлу достаточно видеть только принимающий узел, от которого он получит CTS. А видеть другой узел, который будет отправлять данные, уже нужно только принимающему узлу, чтобы отправлять CTS.
[[Файл:CSMACA_Scheme.png]]
==Литература==
68
правок

Навигация