PLASAREA DATELOR PE CABLU

Rolul metodelor de acces

Setul de reguli care definesc modul in care un calculator plaseaza si preia date pe sau de pe cablul de retea poarta denumirea de Metoda de Acces.

Diferitele calculatoare dintr-o retea trebuie sa aiba acces la cablu in acelasi timp, totusi daca doua calculatoare ar plasa simultan date pe cablu pachetele de date ale unui calculator ar intra in coliziune cu pachetele celuilalt calculator si ambele seturi de date ar fi distruse. Pentru ca datele sa fie transmise prin retea de la un utilizator la altul sau sa fie accesate de pe un server trebuie sa existe o modalitate prin care:

datele sa poata fi plasate pe cablu fara a intra in coliziune cu alte date.

datele sa poata fi accesate de calculatorul receptor cu siguranta ca nu au fost distruse intr-o coliziune pe timpul transmisiei.

Metodele de acces trebuie sa fie consecvente in modul de manevrare a datelor. In cazul in care calculatoarele folosesc metode de acces diferite, reteaua nu va mai functiona deoarece unele metode vor domina cablul.

Metodele de acces previn accesul simultan pe cablu si transfera plasarea datelor pe cablu de Retea intr-un proces ordonat.

Principalele metode de acces

Exista trei metode de prevenire a folosirii simultane a cablului:

Metode de acces multiplu cu detectarea purtatoarei
Cu detectarea coliziunilor

Cu evitarea coliziunilor

metoda prin transfer de jeton, care ofera o singura ocazie de a transmite date

metoda cu prioritate la cerere

Acces multiplu cu detectarea purtatoarei si a coliziunii

In cazul metodei de acces cunoscuta sub numele de CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access/Collision Detection - Accesul multiplu cu detectarea purtatoarei si a coliziunii), fiecare calculator din retea, fie client fie server, verifica existenta traficului pe cablul de retea.

Un calculator ,,asculta' cablul pentru a verifica existenta traficului de retea.

Calculatorul poate transmite date.

Daca exista date pe cablu, nici un alt calculator nu poate transmite pana cand datele nu ajung la destinatie, eliberand cablul.

Daca se intampla ca doua calculatoare sa transmita date exact in acelasi timp, va avea loc o coliziune de date. In acest caz, cele doua calculatoare isi intrerup transmisia pe o perioada de timp aleatoare, dupa care incearca din nou sa transmita.

Fig. 4.1 -Coliziunile apar cand doua calculatoare transfera date in acelasi timp

Cunoscand aceste lucruri, denumirea metodei - acces multiplu cu detectarea purtatoarei si a coliziunii (CSMA/CD) - pare logica. Calculatoarele ,,asculta' cablul (detectarea purtatoarei - carrier-sense). De obicei, mai multe calculatoare din retea incearca sa transmita date (acces multiplu - multiple access). In acelasi timp, calculatoarele verifica linia pentru a vedea daca nu a aparut vreo coliziune (detectarea coliziunii - collision detection) care sa determine intreruperea transmisiei.

In cazul metodei CSMA/CD, capacitatea de detectare a coliziunii este parametrul care impune o limita de distanta. Din cauza atenuarii, mecanismul de detectare a coliziunii nu functioneaza peste 2.500 de metri (1,5 mile). Dincolo de aceasta dis­tanta, semnalele nu mai pot fi sesizate si, ca urmare, nu se poate sti daca un calculator departat din cadrul unei retele man transmite sau nu. Daca mai multe calculatoare din retea transmit date simultan, se va produce o coliziune si datele vor fi alterate.

Metoda competitionala

CSMA/CD este cunoscuta ca metoda competitionala, deoarece calculatoarele din retea se afla in competitie, adica isi disputa ocazia de a transmite date.

Chiar daca pare o modalitate greoaie de a plasa date pe cablu, versiunile CSMA/CD implementate in prezent sunt atat de rapide incat utilizatorii nici nu isi dau seama ca folosesc o metoda de acces competitionala.

Consideratii referitoare la CSMA/CD

Cu cat exista mai multe calculatoare in retea, cu atat este mai mare volumul de trafic. Cu cat traficul este mai intens, numarul de coliziuni si de incercari de evitare a acestora tinde sa creasca, ceea ce duce la incetinirea retelei. Din acest motiv, CSMA/CD poate fi considerata o metoda de acces lenta.Dupa fiecare coliziune, ambele calculatoare vor incerca sa isi retransmita datele. Daca reteaua este foarte aglomerata, exista sanse ca incercarile ambelor calculatoare sa conduca la coliziuni cu pachete transmise de alte calculatoare din retea. In acest caz, vor exista patru calculatoare (cele doua initiale si alte doua reprezentand sursa pachetelor care au intrat in coliziune cu pachetele retransmise de calculatoarele initiale) care vor incerca sa retransmita. Proliferarea retransmisiilor poate duce la blocarea aparenta a retelei.

Probabilitatea aparitiei acestei probleme depinde de numarul de utilizatori care incearca sa foloseasca reteaua si de aplicatiile cu care lucreaza acestia. Aplicatiile de baze de date contribuie la aglomerarea retelei intr-o masura mai mare decat aplicatiile de prelucrare a textelor.

In functie de componentele hardware, de sistemul de cablare si de software-ul de retea, o retea CSMA/CD cu multi utilizatori care ruleaza diferite aplicatii de baze de date poate fi dificil de utilizat, datorita traficului intens.

Acces multiplu cu detectarea purtatoarei si evitarea coliziunii

Metoda de acces multiplu cu detectarea purtatoarei si evitarea coliziunii (CSMA/CA - Carrier-Sense Multiple Access with Collision Avoidance) nu este asa de populara ca si CSMA/CD sau transferul de jeton. In CSMA/CA, fiecare calculator semnaleaza intentia de a transmite, inainte de a trece la transmiterea efectiva a datelor. Astfel, calculatoarele sunt avertizate despre posibilitatea aparitiei unei coliziuni si o pot evita.Totusi, semnalarea intentiei de a transmite date determina cresterea traficului pe cablu, micsorand performantele retelei. Din cauza ca este o metoda de acces mai lenta, CSMA/CA este mai rar folosita decat CSMA/CD. .

Transfer de jeton

In cazul metodei de acces prin transfer de jeton (token passing), exista un pachet special, denumit jeton, care circula de-a lungul inelului de cablu de la un calculator la altul. Pentru ca un calculator din inel sa transmits, date in retea, el trebuie sa astepte un jeton liber. La detectarea unui jeton liber, calculatorul poate prelua controlul asupra acestuia.Acum, calculatorul poate transmite date. Datele sunt transmise in cadre, fiecarui cadru fiindu-i atasate informatii suplimentare (cum ar fi cele de adresare), sub forma de antet sau de postambul.

In figura 4.2 este prezentat serverul care transmite date. El preia controlul asupra jetonului liber din inel si transmite date calculatorului cu adresa 400080865402.

Cat tirnp jetonul este folosit de un calculator, alte calculatoare nu pot transmite date. Deoarece la un moment dat un singur calculator poate folosi jetonul, nu exista competitie (concurenta), coliziuni si nici nu se pierde limp cu retransmiterea jetoanelor din cauza traficului de pe cablu.

Fig. 4.2

Prioritate la cerere

Metoda de acces cu prioritate la cerere este o metoda relativ noua, proiectata pentru standardul Ethernet la 100 Mbps, denumit l00VG-AnyLAN. Metoda a fost avizata si standardizata de IEEE in categoria 802.12.Aceasta metoda de acces se bazeaza pe faprul ca repetoarele si nodurile finale sunt componentele care alcatuiesc toate retelele l00VG-AnyLAN. Repetoarele controleaza accesul in retea, folosind algoritmul ,,round-robin' (interogare ciclica) pentru cautarea cererilor de transmisie provenite de la toate nodurile retelei. Repetorul, sau concentratorul, trebuie sa cunoasca toate adresele, legaturile si nodurile finale, si sa verifice functionarea acestora. Conform definitiei l00VG-AnyLAN, un nod final poate fi un calculator, un router sau un comutator.

Competitia in cazul prioritatii la cerere

Ca si in cazul metodei CSMA/CD, doua calculatoare pot intra in competitie daca transmit exact in acelasi timp. Totusi, in cazul prioritatii la cerere, este posibila implementarea unei scheme prin care anumitor tipuri de date sa li se acorde prioritate in astfel de situatii. Daca repetorul primeste doua cereri simultan, cea cu un nivel mai inalt de prioritate va fi onorata prima. Daca cele doua cereri au acelasi nivel de prioritate, ele sunt deservite altemativ.

Intr-o retea cu prioritate la cerere, calculatoarele pot receptiona si transmite date simultan, datorita schemei de cablare folosite pentru aceasta metoda de acces. Exista patru perechi de fire. Ele permit semnalizarea in cvartet, prin care se pot transmite semnale de 25 MHz pe fiecare dintre perechile de fire din cablu.