Des notes destinées à éclaircir certains points
ou à apporter d'intéressants suppléments d'information
sont programmées pour apparaître lorsqu'on passe le curseur de souris
sur des icônes telles que
          
Pour des raisons de sécurité, certains navigateurs
bloquent l'apparition de ces notes (programmées en JavaScript) .

Des précieuses informations, exercices, réponses, aidant à comprendre,
à se repérer, à étendre ses connaisances sont alors perdues.

AUTORISEZ DONC VOTRE NAVIGATEUR A OUVRIR CES SCRIPTS !

IEEE 802.3
Méthode d'accès multiple
CSMA / CD

PAGE D'ACCUEIL
DU SITE

Choix par Menu ou Parcours Séquentiel
  
Avant : Standard 802.3 Ethernet
Suite : Standard IEEE 802.4 Jeton de Bus

Rubriques concernant IEEE 802.3 - Ethernet -


Historique IEEE 802
Couche physique : topologie, câblage, caractéristiques physiques
Méthode d'accès multiple CSMA/CD
Adresses MAC
Trames EThernet & IEEE 802.3

Double adressage MAC - IP : intéressant après l'étude de la couche IP

 

Protocole d'accès multiple


Quel que soit le support de transmission utilisé dans le réseau Ethernet "half-duplex" que nous étudions,
il n'est pas possible que deux stations émettent en même temps.

Les signaux se mélangeraient dans le support de transmission commun
et aucun système ne peut décoder cette somme informe de signaux.

Le résultat d'un tel mélange de signaux s'appelle une collision.

On appelle protocole d'accès multiple
un ensemble de règles que devront respecter les stations
afin d'éviter de transmettre simultanément.

Contrairement aux standards IEEE 802.4 & IEEE 802.5,
Ethernet adopte une politique d'accès multiple aléatoire pour résoudre ce problème.

En effet, comme nous allons le voir, une petite place est laissée au hasard.
Dans certaines conditions - très peu probables - des collisions pourraient bien se produire de façon incessante.
On n'a cependant jamais observé ce phénomène en pratique.

Première règle :

Une station souhaitant émettre une trame sur le bus, doit d'abord se mettre à l'écoute de celui-ci
grâce à un dispositif de mesure analogique situé dans la carte réseau
qui détecte si une trame passe en ce moment à hauteur de la prise réseau de la station.
Cette opération s'appelle "détection de porteuse" - " carrier sense" (carrier : la porteuse)

  1. Si une trame est détectée, l'émission est différée et la station continue en mode "carrier sense".
  2. Si aucune trame n'est détectée :
  • la carte attend que la période d'absence de trame soit supérieure ou égale au temps minimum devant exister entre les trames
  • s'il n'y a toujours pas d'autre trame passante, elle émet la sienne tout en déclenchant un processus d'écoute d'une éventuelle collision. Ce processus s'appelle en anglais "collision detection".
    Le processus de détection de collision dure autant que l'émission de trame et cesse avec elle.

COLLISIONS

Apparemment, tout devrait se dérouler sans problème
sauf que, deux stations ayant attendu la fin de la trame dans les conditions précisées plus haut,
peuvent très bien commencer à émettre simultanément, puisqu'elles ne se concertent pas.

En effet, le signal émis par chacune des stations met toujours un certain temps pour arriver à l'autre.
Précisons.
Mettons qu'une station A émet une trame au moment où une station B s'apprête à en envoyer une elle-aussi.
Pendant tout le temps mis par la trame de A pour parvenir à B, la station B "n'entend rien" sur le bus.
La station B "se croit" autorisée à émettre. Ce qu'elle fait.
Comme la trame de A est déjà partie : c'est tôt ou tard la collision !

On réduit considérablement la probabilité des collisions en faisant en sorte que les deux stations génèrent un délai d'attente aléatoire - appelé backoff delay.

Les stations émettrices détectent la collision :

Elles suspendent leur émission.
Elles génèrent une séquence de 32 bits appellée "séquence de brouillage" - "jam sequence " -
(jam : confiture, embouteillage, embarras...)
Si la collision se produit au tout début de la trame, les stations émettrices doivent d'abord terminer l'émission du préambule de trame avant de générer la séquence "jam".

Le but de cette séquence "jam" est de créer un état de collision assez long pour qu'il puisse être détecté par toute autre station émettrice.

Après constatation de la collision, la station émettrice génère aléatoirement un délai d'attente - backoff delay -
avant de procéder à un nouvel essai d'émission. Jem'en suis expliqué plus haut.

Si des collisions se répètent souvent - un compteur existe dans chaque carte d'interface - le "backoff" est automatiquement augmenté.

Dès qu'une trame est reçue convenablement, le compteur de collisions est remis à zéro et le "backoff" est rétabli à sa valeur nominale.


Temps de propagation - Diamètre du réseau -


Délai de propagation
:

C'est le temps que met un signal pour passer de l'une à l'autre des deux stations les plus éloignées l'une de l'autre sur le réseau. On parle par fois de "diamètre" du réseau.

Ce temps dépend :

  • des délais de propagation du signal sur les câbles (200 000 km/s environ)
  • des retards introduits par les cofrets de raccordement (hubs) - les répéteurs - etc.
  • des retards dûs à l'électronique des cartes réseau des stations.

Collisions tardives - " late collisions " -

Le cas le plus défavorable pour détecter une collision est celui des deux stations les plus éloignées l'une de l'autre sur le réseau. Soient A et B ces stations.

A envoie une trame à B.
Cette trame va presque arriver à B alors que cette station s'apprête à envoyer une trame.
B n'a aucune raison de ne pas envoyer cette trame car jusqu'à présent elle n'a pas encore entendu la trame qui lui arrive de A.

La collision avec la trame envoyée par A ne va pas tarder.

B l"entend" aussitôt cette collision puisque l'accident a eu lieu très près d'elle.
Elle envoie une séquence "jam".-
Mais A n'entendra ce "fracas" de la collision que lorsque la séquence "jam" lui parviendra.
Or cette séquence doit retraverser le réseau de B en A.

Si au moment où la "jam" est presque arrivée, la station A a cessé d'émettre sa trame,
elle n'"écoute plus" les collisions : rappelons que (voir plus haut) ;
"Le processus de détection de collision dure autant que l'émission de trame et cesse avec elle".

La station A ne saura plus jamais que sa trame a été détruite !

Moralité :
L'émission d'une trame doit durer un temps au moins égal
au double du délai de propagation entre stations les plus extrêmes.

Rappelons que ce délai dépend :

  • des délais de propagation du signal sur les câbles (200 000 km/s environ)
  • des retards introduits par les cofrets de raccordement (hubs) - les répéteurs - etc.
  • des retards dûs à l'électronique des cartes réseau des stations.

Slot time

On voit que la longueur minimale d'une trame, le débit binaire et le diamètre du réseau sont liés.

Si vous y réfléchissez bien, le seul paramètre qui puisse et doive être fixé dans un standard
est le nombre minimum de bits d'une trame.

Pour Ethernet on le définit indirectement par ce que l'on appelle le "slot time"
Défini comme la durée de 512 bits en 10 M bit/s ou 100 M bit/s. ou 4096 bits en Ethernet Gigagit.

Cette définition impose que la longueur minima d'une trame Ethernet doit être de 64 octets (512 bits)

Toute trame plus courte sera considérées comme un fragment d'une collision "collision fragment"
ou une trame mal formée "runt frame"
et sera systématiquement rejetée par l'ensemble des stations.

Par ailleurs, cette définition impose le diamètre physique maximum du réseau.


Exercice :

En négligeant le retard introduit par les cartes, répéteurs et hubs, calculer le diamètre du réseau (en mètres) pour Ethernet 10 M bit/s, 100 M bit/s et 1 G bit/s.
Vitesse de déplacement dans le support : 200 000 km/s.

Il est conseillé de faire soi-même les calculs avant de consulter les réponses.

Réponses en passant le curseur de souris ici : - - -


Choix par Menu ou Parcours Séquentiel
  
Avant : Standard 802.3 Ethernet
Suite : Standard IEEE 802.4 Jeton de Bus

Suite du cours ETHERNET :
Adresses MAC
Trames ETHERNET & IEEE 802.3

PAGE
D'ACCUEIL

DU SITE

Egalement s ur ce site :

Couche physique IEEE 802.3 EThernet
Sommaire standards IEEE 802
Sommaire réseaux

Sur le www :
MAC & CSMA-CD