3. Ethernet
В этом параграфе приведено краткое описание технологии Ethernet.
Кадры Ethernet содержат адреса получателя (destination) и отправителя (source), поле типа и данные.
Размер адреса Ethernet составляет 6 байтов. Каждое устройство имеет свой адрес Ethernet и слушает кадры Ethernet, просматривая в них поле с адресом получателя для определения своих кадров. Все устройства также воспринимают кадры Ethernet с широковещательным (broadcast) адресом FF-FF-FF-FF-FF-FF (шестнадцатиричный формат).
Ethernet использует технологию CSMA/CD (Carrier Sense and Multiple Access with Collision Detection — множественный доступ с детектированием несущей и обнаружением конфликтов). При использовании CSMA/CD все устройства подключены к общей среде (сегменту, кабелю), но в каждый момент времени передавать данные в общую (разделяемую) среду разрешено только одному устройству. Переданные в среду кадры сл ышат все устройства. При попытке двух (или более) устройств одновременно передавать данные в среду возникает конфликт (или коллизия — collision), который обнаруживается с помощью CSMA/CD. При возникновении конфликта все станции должны прервать передачу и могут повторять попытку только по истечении некоторого времени (определяется случайным образом).
3.1. Аналогия
Хорошей аналогией Ethernet является разговор группы людей в темной комнате. Средой передачи является воздух в комнате, обеспечивающий возможность распространения голоса.
Каждый человек в комнате может слышать, когда кто-то начинает говорить (детектирование несущей). Каждый из находящихся в комнате людей может начать говорить (множественный доступ к среде). Если кто-то из находящихся в комнате слишком разговорчив, его могут попросить покинуть помещение (отключить от сети неисправное устройство).
Один человек в комнате может говорить, остальные слушают. Однако существует вероятность того, что несколько человек начнут говорить одновременно (конфликт). В этом случае никто не может услышать нормальной речи и все говорящие должны замолчать. По истечении некоторого времени кто-либо может начать говорить снова. Таким образом, во избежание конфликтов каждый желающий что-либо сказать должен сначала убедиться, что не говорит кто-то другой.
Каждый человек в комнате имеет свое имя (уникальный адрес Ethernet), позволяющее точно адресовать сообщения. Когда кто-либо начинает говорить, он сначала адресует свои слова кому-то из слушателей (привет, имярек, ..........). Если говорящий хочет обратиться ко всем, он передает свое сообщение в широковещательном режиме (эй, люди, ........).