Menu

CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

  • Hlavná
  • Iné
  • CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

csma cd

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov

CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision detection) je protokol Media Access Control (MAC) používaný v lokálnych sieťových sieťach:

Používa skorú technológiu Ethernet na prekonanie kolízie, keď k nej dôjde.

Táto metóda správne organizuje prenos dát reguláciou komunikácie v sieti so zdieľaným prenosovým médiom.

Tento tutoriál vám poskytne úplné pochopenie protokolu Carrier Sense Multiple Access Protocol.

Čo je CSMA_CD

Čo sa dozviete:

Viacnásobný prístup operátora s detekciou kolízie

CSMA / CD, procesný protokol MAC, najskôr sníma akékoľvek prenosy z ostatných staníc v kanáli a začne vysielať, až keď je kanál priepustný.

Len čo stanica zistí kolíziu, zastaví vysielanie a vyšle signál o zablokovaní. Potom počká určité časové obdobie, kým sa znova prenesie.

Poďme pochopiť význam jednotlivých zložiek CSMA / CD.

  1. CS - Znamená to Carrier Sensing. Znamená to, že pred odoslaním údajov stanica najskôr zaznamená nosič. Ak sa zistí, že dopravca je voľný, potom stanica prenesie údaje, inak sa zdržia.
  2. MA - Skratky pre viacnásobný prístup, t. J. Ak existuje kanál, existuje veľa staníc, ktoré sa ho pokúšajú získať.
  3. CD - Stojany na detekciu kolízie. Tiež vás informuje, ako postupovať v prípade kolízie paketových dát.

Čo je CSMA / CD

Procedúru CSMA / CD možno chápať ako skupinovú diskusiu, kde ak budú účastníci hovoriť naraz, bude to veľmi neprehľadné a komunikácia sa nestane.

Namiesto toho je pre dobrú komunikáciu potrebné, aby účastníci hovorili jeden po druhom, aby sme jasne pochopili prínos každého účastníka v diskusii.

Keď účastník dohovorí, mali by sme počkať určité časové obdobie, aby sme zistili, či nejaký účastník hovorí alebo nie. Jeden by mal začať hovoriť, iba ak žiadny účastník nehovoril. Ak súčasne hovorí aj ďalší účastník, mali by sme zastaviť, počkať a po nejakom čase to skúsiť znova.

Podobný je proces CSMA / CD, kde sa dátový paketový prenos uskutočňuje iba vtedy, keď je médium na prenos dát voľné. Keď sa rôzne sieťové zariadenia pokúsia zdieľať dátový kanál súčasne, narazia na a kolízia dát .

ako otvoriť súbor .bin v systéme Windows 10

Médium je nepretržite monitorované, aby sa zistila kolízia údajov. Keď je médium zistené ako voľné, stanica by mala počkať na určité časové obdobie pred odoslaním dátového paketu, aby sa vyhla akejkoľvek pravdepodobnosti kolízie dát.

Ak sa žiadna iná stanica nepokúsi odoslať údaje a nezistí sa žiadna kolízia údajov, potom sa prenos údajov považuje za úspešný.

Algoritmus

Kroky algoritmu zahŕňajú:

  • Po prvé, stanica, ktorá chce vysielať údaje, sníma dopravcu, či je zaneprázdnený alebo nečinný. Ak sa nosič nájde v nečinnosti, vykoná sa prenos.
  • Prepravná stanica zistí kolíziu, ak existuje, pomocou podmienky: Tt> = 2 * Tp kde Tt je oneskorenie prenosu a Tp je oneskorenie šírenia.
  • Stanica uvoľní signál rušenia, akonáhle zistí kolíziu.
  • Keď dôjde ku kolízii, vysielacia stanica zastaví vysielanie a počká na nejaký náhodný čas nazývaný „ čas vypnutia “. Po uplynutí tejto doby stanica znovu vysiela.

Vývojový diagram CSMA / CD

Vývojový diagram CSMA / CD nový

(obrázok zdroj )

Ako funguje CSMA / CD

Aby sme pochopili fungovanie CSMA / CD, pouvažujme o nasledujúcom scenári.

Ako funguje CSMA CD

  • Predpokladajme, že existujú dve stanice A a B. Ak chce stanica A odoslať nejaké dáta na stanicu B, musí najskôr zistiť nosnú. Údaje sa odosielajú, iba ak je dopravca voľný.
  • Ale tým, že stojí v jednom bode, nedokáže vycítiť celý nosič, vycíti iba kontaktný bod. Podľa protokolu môže ktorákoľvek stanica kedykoľvek odoslať údaje, ale jedinou podmienkou je najskôr vycítiť dopravcu, ako keby bol nečinný alebo zaneprázdnený.
  • V prípade, že A a B začnú spoločne vysielať svoje údaje, je dosť pravdepodobné, že sa údaje oboch staníc zrazia. Obe stanice teda budú dostávať nepresné narazené údaje.

Tu teda vyvstáva otázka: ako budú stanice vedieť, že došlo k stretu ich údajov?

Odpoveď na túto otázku je, že ak sa koloidný signál vráti späť počas procesu prenosu, znamená to, že došlo ku kolízii.

Z tohto dôvodu musia stanice naďalej vysielať. Iba potom si môžu byť istí, že došlo k kolízii alebo poškodeniu ich vlastných údajov.

Ak je paket v prípade, že je dostatočne veľký, čo znamená, že v čase, keď sa kolízny signál vráti späť do vysielacej stanice, stanica stále vysiela ľavú časť dát. Potom dokáže rozpoznať, že jeho vlastné údaje sa pri kolízii stratili.

Pochopenie detekcie kolízie

Aby bolo možné zistiť kolíziu, je dôležité, aby stanica vysielala údaje až dovtedy, kým vysielacia stanica nezíska kolízny signál, ak existuje.

Uveďme si príklad, keď prvé bity vysielané stanicou sú zapojené do kolízie. Zvážte, že máme štyri stanice A, B, C a D. Nech je oneskorenie šírenia zo stanice A do stanice D 1 hodina, t. J. Ak sa bit dátového paketu začne pohybovať o 10:00, potom dosiahne D o 11:00.

Pochopenie detekcie kolízie

  • O 10:00 obe stanice, A a D, vycítia dopravcu ako uvoľneného a začnú vysielať.
  • Ak je celkové oneskorenie šírenia 1 hodina, potom po pol hodine oba prvé bity stanice dosiahnu polovicu a čoskoro dôjde ku kolízii.
  • Takže presne o 10:30 bude kolízia, ktorá bude produkovať kolízne signály.
  • O 11:00 sa kolízne signály dostanú do staníc A a D, tj. Presne po jednej hodine stanice dostanú kolízny signál.

Preto, aby príslušné stanice zistili, že došlo ku kolízii ich vlastných údajov, by mal byť prenosový čas pre obe stanice väčší ako čas ich šírenia. tj. Tt> Tp

Kde Tt je čas prenosu a Tp je čas šírenia.

Pozrime sa teraz na najhoršiu situáciu.

vysielací čas a Tp

  • Stanica A začala vysielať o 10:00 a čoskoro sa má dostať do stanice D o 10:59:59.
  • V tomto okamihu stanica D začala vysielať po tom, ako vycítila nosič ako voľný.
  • Takže tu bude prvý bit dátového paketu odoslaného zo stanice D čeliť kolízii s dátovým paketom stanice A.
  • Po kolízii začne dopravca vysielať koloidný signál.
  • Stanica A dostane kolízny signál po 1 hodine.

Toto je podmienka pre detekcia kolízie v najhoršom prípade, keď ak chce stanica zistiť kolíziu, mala by vysielať údaje až do 2Tp, t.j. Tt> 2 * Tp.

Ďalšou otázkou teraz je, či musí stanica vysielať údaje najmenej 2 x Tp, koľko údajov by mala mať stanica, aby mohla vysielať tento čas?

detekcia kolízie v najhoršom prípade nová

robiť while loop in shell skript

Aby sme mohli zistiť kolíziu, minimálna veľkosť paketu by mala byť 2 * Tp * B.

Nasledujúci diagram vysvetľuje kolíziu prvých bitov v CSMA / CD:

Zrážka prvých bitov v CSMA

(obrázok zdroj )

Stanice A, B, C, D sú spojené ethernetovým káblom. Akákoľvek stanica môže odoslať svoj dátový paket na prenos po tom, čo signál vycíti ako nečinný. Tu sa dátové pakety odosielajú v bitoch, ktorých cesta trvá určitý čas. Z tohto dôvodu existuje pravdepodobnosť kolízie.

Na vyššie uvedenom diagrame začne stanica t1 v čase vysielať prvý bit dát po tom, čo zistí, že nosič je voľný. V čase t2 stanica C tiež sníma nosič ako voľný a začne vysielať dáta. V t3 dôjde ku kolízii medzi bitmi vysielanými stanicami A a C.

Čas vysielania pre stanicu C sa teda stáva t3-t2. Po zrážke dopravca vyšle späť koloidný signál do stanice A, ktorá dosiahne v čase t4. To znamená, že počas odosielania údajov možno tiež zistiť kolíziu.

Keď ste videli časové trvanie týchto dvoch prenosov, úplné porozumenie nájdete na nasledujúcom obrázku.

slideplaye nové

Účinnosť CSMA / CD

Účinnosť CSMA / CD je lepšia ako Pure ALOHA, avšak pri meraní účinnosti CSMA / CD je treba mať na pamäti niekoľko bodov.

Tie obsahujú:

  • Ak sa vzdialenosť zvýši, potom účinnosť CSMA / CD klesá.
  • Pre lokálnu sieť (LAN) funguje CSMA / CD optimálne, ale pre siete na veľké vzdialenosti, ako je WAN, sa neodporúča používať CSMA / CD.
  • Ak je dĺžka paketu väčšia, potom sa účinnosť zvyšuje, ale opäť existuje určité obmedzenie. Maximálny limit dĺžky paketov je 1 500 bajtov.

Výhody a nevýhody CSMA / CD

Výhody

  • Režijné náklady sú menšie pri CSMA / CD.
  • Kedykoľvek je to možné, využíva celú šírku pásma.
  • Zistí kolíziu vo veľmi krátkom čase.
  • Jeho účinnosť je lepšia ako jednoduché CSMA.
  • Väčšinou sa vyhýba akémukoľvek zbytočnému prenosu.

Nevýhody

  • Nevhodné pre siete na veľké vzdialenosti.
  • Obmedzenie vzdialenosti je 2 500 metrov. Po tomto limite nie je možné zistiť kolíziu.
  • Pridelenie priorít nemožno vykonať určitým uzlom.
  • Po pridaní zariadení dôjde k exponenciálnemu narušeniu výkonu.

Aplikácie

CSMA / CD sa používal vo variantoch zdieľaného média Ethernet (10BASE2,10BASE5) a v skorých verziách krútenej dvojlinky Ethernet, ktoré používali opakovacie rozbočovače.

Ale v dnešnej dobe sú moderné ethernetové siete postavené na prepínačoch a plne duplexných pripojeniach, takže sa už nepoužívajú CSMA / CD.

často kladené otázky

Otázka č. 1) Prečo sa CSMA / CD nepoužíva v duplexe?

Odpoveď: V režime úplného duplexu je možná komunikácia oboma smermi. Takže neexistuje najmenšia alebo skutočná šanca na kolíziu, a teda žiadny mechanizmus ako CSMA / CD nenájde svoje použitie v plne duplexnom režime.

Otázka 2) Je CSMA / CD stále používaný?

Odpoveď: CSMA / CD sa už často nepoužíva, pretože prepínače nahradili rozbočovače a pri používaní prepínačov nedochádza ku kolízii.

Otázka 3) Kde sa používa CSMA / CD?

Odpoveď: V zásade sa používa na technológii half-duplex Ethernet pre lokálne siete.

Otázka č. 4) Aký je rozdiel medzi CSMA / CD a ALOHA?

Odpoveď: Hlavný rozdiel medzi ALOHA a CSMA / CD je v tom, že ALOHA nemá vlastnosť snímania nosiča ako CSMA / CD.

CSMA / CD pred prenosom dát zistí, či je kanál voľný alebo zaneprázdnený, aby sa mohol vyhnúť kolízii, zatiaľ čo ALOHA nedokáže detekovať pred vysielaním, a tak môže vysielať dáta naraz viac staníc, čo vedie ku kolízii.

Otázka č. 5) Ako detekuje kolízia CSMA / CD?

Odpoveď: CSMA / CD detekuje kolízie tak, že najskôr sníma prenosy z iných staníc a začne vysielať, keď je nosič nečinný.

Otázka 6) Aký je rozdiel medzi CSMA / CA a CSMA / CD?

Odpoveď: CSMA / CA je protokol, ktorý je účinný pred kolíziou, zatiaľ čo protokol CSMA / CD začne platiť po kolízii. CSMA / CA sa tiež používa v bezdrôtových sieťach, ale CSMA / CD funguje v drôtových sieťach.

Otázka č. 7) Aký je účel CSMA / CD?

Odpoveď: Jeho hlavným účelom je zistiť kolízie a zistiť, či je kanál voľný skôr, ako stanica začne vysielať. Umožňuje prenos iba v prípade, že je sieť voľná. V prípade, že je kanál zaneprázdnený, počká pred vysielaním nejaký náhodný čas.

Otázka č. 8) Používajú prepínače CSMA / CD?

Odpoveď: Prepínače už nepoužívajú protokol CSMA / CD, pretože fungujú na plný duplex, kde nedochádza ku kolízii.

aké náhlavné súpravy pracujú s konzolou xbox one

Otázka č. 9) Používa wifi použitie CSMA / CD?

Odpoveď: Nie, wifi nepoužíva CSMA / CD.

Záver

Z vyššie uvedeného vysvetlenia teda môžeme vyvodiť záver, že protokol CSMA / CD bol implementovaný s cieľom minimalizovať pravdepodobnosť kolízie počas prenosu údajov a zlepšiť výkon.

Ak stanica dokáže médium skutočne rozpoznať pred jeho použitím, je možné znížiť pravdepodobnosť kolízie. Pri tomto spôsobe stanica najskôr monitoruje médium a neskôr pošle rámec, aby zistila, či bol prenos úspešný.

Ak sa zistí, že je médium obsadené, stanica počká nejaký náhodný čas a akonáhle sa médium stane nečinným, stanica začne vysielať. Ak však dôjde ku kolízii, rám sa odošle znova. Takto CSMA / CD zvláda kolíziu.

Odporúčané čítanie

^