Por que o modo half-duplex é suportado para redes 10BASE-T e 100BASE-TX?

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Atualmente estou aprendendo sobre padrões Ethernet, negociação automática e incompatibilidade de duplex. Isso me fez pensar por que as operações half-duplex são permitidas nas redes 10BASE-T e 100BASE-TX. Não teria sido mais fácil impor a operação full-duplex no padrão IEEE?

    
por aka 28.12.2011 / 18:45

1 resposta

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Pare com isso, você está me fazendo sentir velho. ;)

A Ethernet foi originalmente projetada para conectar-se a mídia compartilhada. Costumava haver dispositivos chamados "hubs". Externamente, os hubs são quase idênticos aos switches atuais, mas a maneira como eles encaminham os quadros é fundamentalmente diferente.

Quase todos os switches Ethernet construirão um banco de dados que mapeie os endereços MAC para as portas RJ-45. Ele constrói esse banco de dados aprendendo o que está conectado à sua porta. Ele deduz o que está conectado a partir dos endereços MAC de origem observados nos fios conectados. Quando um switch recebe um quadro em uma porta, ele faz uma pesquisa neste banco de dados para encontrar onde deve enviar o quadro. Se não houver entrada no banco de dados, ele "inunda" o quadro - envia-o para todas as portas na tentativa de obter uma resposta. A chave para lembrar aqui é que os switches tentam enviar tráfego apenas para onde ele precisa ir.

Os hubs não se incomodam com nada disso. Ele simplesmente envia todos os quadros, todos os bits recebidos em uma porta, para todas as outras portas assim que são recebidas. A implicação aqui é que duas estações não podem enviar quadros para a rede exatamente ao mesmo tempo. Se o fizessem, trariam os quadros um do outro. Existe um mecanismo embutido na Ethernet para lidar com essa situação chamada detecção de colisão. (Você pode ter visto o termo CSMA / CD - essa é a parte do CD desse termo.)

Para responder à sua pergunta, o duplex se torna um problema ao se conectar a hubs. Os hubs não podem falar com estações em full duplex porque, em operação full duplex, não há como uma estação aplicar a detecção de colisão. A estação full-duplex espera que o tráfego entre e saia simultaneamente, e a estação presume que não deve parar de transmitir quando receber um quadro. Em suma, a operação half-duplex permite a detecção de colisão; a operação full duplex a desativa.

Um hub Ethernet fornece 10 ou 100 Mbits de largura de banda compartilhada para todas as estações conectadas. Em outras palavras, a soma do uso total de largura de banda de todas as estações em um hub não pode exceder 10 ou 100 Mbits. A tecnologia de comutação é claramente muito superior quando você considera que o uso total de largura de banda em qualquer porta de switch não pode exceder 10 ou 100 Mbits.

O Gigabit Ethernet foi desenvolvido depois que os switches se tornaram onipresentes e a operação half-duplex não era mais necessária.

Se você estiver interessado, Ethernet 10Base-2 é outro exemplo de mídia compartilhada. O Token Ring é outro exemplo, com uma maneira diferente de resolver o problema de detecção de colisão.

HTH!

    
por 28.12.2011 / 20:32