Meniu

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

  • Principal
  • Alte
  • CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection)

csma cd

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor

CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) este un protocol MAC Access Control (MAC) utilizat în rețeaua locală:

Folosește tehnologia Ethernet timpurie pentru a depăși coliziunea atunci când apare.

Această metodă organizează corect transmiterea datelor prin reglarea comunicării într-o rețea cu un mediu de transmisie partajat.

Acest tutorial vă va oferi o înțelegere completă a protocolului de acces multiplu Carrier Sense.

Ce este CSMA_CD

Ce veți învăța:

Acces multiplu Carrier Sense cu detectarea coliziunilor

CSMA / CD, un protocol de proces MAC, detectează mai întâi orice transmisie de la celelalte stații din canal și începe să transmită numai atunci când canalul este clar de transmis.

De îndată ce o stație detectează o coliziune, aceasta oprește transmisia și trimite un semnal de blocaj. Apoi așteaptă o perioadă de timp înainte de retransmisie.

Să înțelegem semnificația componentei individuale a CSMA / CD.

  1. CS - Reprezintă Carrier Sensing. Aceasta implică faptul că, înainte de a trimite date, o stație detectează mai întâi operatorul. Dacă transportatorul este găsit liber, atunci stația transmite alte date pe care le abține.
  2. MA - Standuri pentru acces multiplu, adică dacă există un canal, atunci există multe stații care încearcă să îl acceseze.
  3. CD - Standuri pentru detectarea coliziunilor. De asemenea, ghidează pentru a continua în caz de coliziune de pachete de date.

Ce este CSMA / CD

Procedura CSMA / CD poate fi înțeleasă ca o discuție de grup, în cazul în care dacă participanții vorbesc dintr-o dată, atunci va fi foarte confuz și comunicarea nu va avea loc.

În schimb, pentru o comunicare bună, este necesar ca participanții să vorbească unul după altul, astfel încât să putem înțelege clar contribuția fiecărui participant la discuție.

Odată ce un participant a terminat de vorbit, ar trebui să așteptăm o anumită perioadă de timp pentru a vedea dacă vreun alt participant vorbește sau nu. Ar trebui să începi să vorbești numai atunci când niciun alt participant nu a vorbit. Dacă un alt participant vorbește și el în același timp, atunci ar trebui să ne oprim, să așteptăm și să încercăm din nou după ceva timp.

Similar este procesul CSMA / CD, unde transmiterea pachetelor de date se face numai atunci când mediul de transmisie a datelor este liber. Când diferite dispozitive de rețea încearcă să partajeze simultan un canal de date, atunci acesta va întâlni un coliziunea datelor .

servicii web c # întrebări de interviu

Mediul este monitorizat continuu pentru a detecta orice coliziune de date. Când mediul este detectat ca fiind liber, stația ar trebui să aștepte o anumită perioadă de timp înainte de a trimite pachetul de date pentru a evita orice șanse de coliziune a datelor.

Atunci când nicio altă stație nu încearcă să trimită datele și nu este detectată o coliziune de date, atunci se spune că transmiterea datelor are succes.

Algoritm

Pașii algoritmului includ:

  • În primul rând, stația care dorește să transmită datele detectează operatorul dacă este ocupat sau inactiv. Dacă un transportator este găsit inactiv, transmisia se efectuează.
  • Stația de transmisie detectează o coliziune, dacă există, utilizând condiția: Tt> = 2 * Tp unde Tt este întârzierea transmisiei și Tp este întârzierea de propagare.
  • Stația eliberează semnalul de blocare imediat ce detectează o coliziune.
  • După ce a avut loc o coliziune, stația de transmisie încetează să transmită și așteaptă o perioadă aleatorie de timp numită „ timp de întârziere ”. După acest timp, postul retransmite din nou.

Diagrama CSMA / CD

Diagramă CSMA / CD nouă

(imagine sursă )

Cum funcționează CSMA / CD

Pentru a înțelege funcționarea CSMA / CD, să luăm în considerare următorul scenariu.

Cum funcționează CD-ul CSMA

  • Să presupunem că există două stații A și B. Dacă stația A dorește să trimită unele date la stația B, atunci trebuie să sesizeze mai întâi purtătorul. Datele sunt trimise numai dacă operatorul de transport este liber.
  • Dar, stând la un moment dat, nu poate simți întregul purtător, ci poate simți doar punctul de contact. Potrivit protocolului, orice stație poate trimite date în orice moment, dar singura condiție este să simți mai întâi operatorul ca și când ar fi inactiv sau ocupat.
  • În cazul în care A și B încep să-și transmită datele împreună, atunci este destul de posibil ca datele ambelor stații să se ciocnească. Deci, ambele stații vor primi date inexacte colizionate.

Deci, întrebarea care se pune aici este: cum vor ști stațiile că datele lor s-au ciocnit?

Răspunsul la această întrebare este, dacă semnalul coloidal revine în timpul procesului de transmisie, atunci indică faptul că s-a produs coliziunea.

Pentru aceasta, stațiile trebuie să continue să transmită. Doar atunci pot fi siguri că datele lor au fost colisionate / corupte.

Dacă în caz, pachetul este suficient de mare, ceea ce înseamnă că până când semnalul de coliziune revine la stația de transmisie, stația transmite în continuare partea stângă a datelor. Apoi poate recunoaște că propriile date s-au pierdut în urma coliziunii.

Înțelegerea detectării coliziunilor

Pentru a detecta o coliziune, este important ca stația să continue să transmită datele până când stația de transmisie primește înapoi semnalul de coliziune, dacă există.

Să luăm un exemplu în care primii biți transmiși de stație sunt implicați în coliziune. Luați în considerare că avem patru stații A, B, C și D. Fie ca întârzierea de propagare de la stația A la stația D să fie de 1 oră, adică dacă bitul pachetului de date începe să se miște la 10 dimineața, atunci acesta va ajunge la D la 11 a.m.

Înțelegerea detectării coliziunilor

  • La 10 dimineața, ambele stații, A și D, simt că transportatorul este liber și încep transmisia.
  • Dacă întârzierea totală de propagare este de 1 oră, atunci după o jumătate de oră, ambii primi biți ai stației vor ajunge la jumătatea drumului și vor avea în curând o coliziune.
  • Deci, exact la ora 10:30, va exista o coliziune care va produce semnale de coliziune.
  • La 11 dimineața semnalele de coliziune vor ajunge la stațiile A și D, adică exact după o oră stațiile primesc semnalul de coliziune.

Prin urmare, pentru ca respectivele stații să detecteze că datele lor au fost colisionate, timpul de transmisie pentru ambele stații ar trebui să fie mai mare decât timpul de propagare. adică Tt> Tp

Unde Tt este timpul de transmisie și Tp este timpul de propagare.

Să vedem acum cea mai rea situație.

timpul de transmisie și Tp

  • Stația A a început transmisia la 10 dimineața și este pe cale să ajungă la stația D la 10:59:59 a.m.
  • În acest moment, stația D și-a început transmisia după ce a perceput transportatorul ca fiind liber.
  • Deci, aici primul bit de pachet de date trimis de la stația D se va confrunta cu coliziunea cu pachetul de date al stației A.
  • După ce s-a produs coliziunea, transportatorul începe să trimită un semnal coloidal.
  • Stația A va primi semnalul de coliziune după 1 oră.

Aceasta este condiția pentru detectarea coliziunii în cel mai rău caz în care dacă o stație dorește să detecteze coliziunea, atunci ar trebui să continue să transmită datele până la 2Tp, adică Tt> 2 * Tp.

Acum următoarea întrebare este dacă stația trebuie să transmită datele timp de cel puțin 2 * Tp, atunci câte date ar trebui să aibă stația, astfel încât să poată transmite pentru această perioadă de timp?

detectarea coliziunii în cel mai rău caz nou

Deci, pentru a detecta o coliziune, dimensiunea minimă a pachetului ar trebui să fie de 2 * Tp * B.

Diagrama de mai jos explică Coliziunea primilor biți în CSMA / CD:

Coliziunea primilor biți în CSMA

(imagine sursă )

Stațiile A, B, C, D sunt conectate prin cablu Ethernet. Orice stație își poate trimite pachetul de date pentru transmisie după ce a simțit semnalul ca fiind inactiv. Aici pachetele de date sunt trimise în biți care necesită timp pentru a călători. Datorită acestui fapt, există șanse de coliziune.

În diagrama de mai sus, la momentul t1 stația A începe să transmită primul bit de date după ce a detectat purtătorul ca liber. La momentul t2, stația C simte, de asemenea, purtătorul ca liber și începe să transmită datele. La t3, coliziunea are loc între biții trimiși de stațiile A și C.

Astfel, timpul de transmisie pentru stația C devine t3-t2. După coliziune, transportatorul va trimite înapoi semnalul coloidal către stația A care va ajunge la momentul t4. Aceasta înseamnă că, în timp ce trimiteți datele, coliziunea poate fi detectată, de asemenea.

După ce ați văzut duratele de timp pentru cele două transmisii, consultați figura de mai jos pentru o înțelegere completă.

slideplaye nou

Eficiența CSMA / CD

Eficiența CSMA / CD este mai bună decât Pure ALOHA, cu toate acestea, există câteva puncte care trebuie luate în considerare la măsurarea eficienței CSMA / CD.

cum se deschid fișiere torrent pe Android

Acestea includ:

  • Dacă distanța crește, atunci eficiența CSMA / CD scade.
  • Pentru rețeaua locală (LAN), CSMA / CD funcționează optim, dar pentru rețelele pe distanțe lungi, cum ar fi WAN, nu este recomandabil să utilizați CSMA / CD.
  • Dacă lungimea pachetului este mai mare, atunci eficiența crește, dar din nou există o limitare. Limita maximă pentru lungimea pachetelor este de 1500 de octeți.

Avantajele și dezavantajele CSMA / CD

Avantaje

  • Cheltuielile generale sunt mai puține în CSMA / CD.
  • Ori de câte ori este posibil, folosește toată lățimea de bandă.
  • Detectează coliziunea într-un interval foarte scurt de timp.
  • Eficiența sa este mai bună decât simpla CSMA.
  • Evită în mare parte orice fel de transmisie irositoare.

Dezavantaje

  • Nu este potrivit pentru rețele la distanță mare.
  • Limita distanței este de 2500 de metri. Coliziunea nu poate fi detectată după această limită.
  • Atribuirea priorităților nu poate fi făcută anumitor noduri.
  • Pe măsură ce dispozitivele sunt adăugate, performanța se întrerupe exponențial.

Aplicații

CSMA / CD a fost utilizat în variantele Ethernet partajate media (10BASE2,10BASE5) și în versiunile timpurii ale Ethernet cu perechi răsucite care foloseau hub-uri de repetare.

Dar în zilele noastre, rețelele Ethernet moderne sunt construite cu switch-uri și conexiuni full-duplex, astfel încât CSMA / CD să nu mai fie utilizat.

întrebări frecvente

Q # 1) De ce nu este utilizat CSMA / CD pe un full-duplex?

Răspuns: În modul full-duplex, comunicarea este posibilă în ambele direcții. Așadar, există cel puțin sau de fapt nici o șansă de coliziune și, prin urmare, niciun mecanism precum CSMA / CD nu își găsește utilizarea pe un full-duplex.

etl testarea întrebărilor și răspunsurilor la interviu

Q # 2) Este încă folosit CSMA / CD?

Răspuns: CSMA / CD nu mai este folosit de multe ori deoarece întrerupătoarele au înlocuit hub-urile și pe măsură ce sunt folosite comutatoarele, nu are loc nicio coliziune.

Î # 3) Unde se folosește CSMA / CD?

Răspuns: Este utilizat în esență pe tehnologia Ethernet semi-duplex pentru rețeaua locală.

Q # 4) Care este diferența dintre CSMA / CD și ALOHA?

Răspuns: Principala diferență între ALOHA și CSMA / CD este că ALOHA nu are caracteristica de detectare a purtătorului ca CSMA / CD.

CSMA / CD detectează dacă canalul este liber sau ocupat înainte de a transmite date, astfel încât să poată evita coliziunea, în timp ce ALOHA nu poate detecta înainte de a transmite și, prin urmare, mai multe stații pot transmite date în același timp, ducând astfel la o coliziune.

Q # 5) Cum detectează CSMA / CD coliziunea?

Răspuns: CSMA / CD detectează coliziunile detectând mai întâi transmisiile de la alte stații și începe să transmită când purtătorul este inactiv.

Q # 6) Care este diferența dintre CSMA / CA și CSMA / CD?

Răspuns: CSMA / CA este un protocol care este eficient înainte de coliziune, în timp ce protocolul CSMA / CD intră în vigoare după coliziune. De asemenea, CSMA / CA este utilizat în rețelele fără fir, dar CSMA / CD funcționează în rețelele cu fir.

Q # 7) Care este scopul CSMA / CD?

Răspuns: Scopul său principal este de a detecta coliziunile și de a vedea dacă canalul este liber înainte ca o stație să înceapă transmisia. Permite transmisia numai atunci când rețeaua este gratuită. În cazul în care canalul este ocupat, atunci așteaptă o perioadă aleatorie de timp înainte de a transmite.

Q # 8) Comutatoarele folosesc CSMA / CD?

Răspuns: Comutatoarele nu mai folosesc protocolul CSMA / CD deoarece funcționează pe full duplex acolo unde nu are loc coliziunea.

Q # 9) WiFi utilizează CSMA / CD?

Răspuns: Nu, wifi nu folosește CSMA / CD.

Concluzie

Deci, din explicația de mai sus, putem concluziona că protocolul CSMA / CD a fost implementat pentru a minimiza șansele de coliziune în timpul transmiterii datelor și pentru a îmbunătăți performanța.

Dacă o stație poate simți efectiv mediul înainte de al utiliza, atunci șansele de coliziune pot fi reduse. În această metodă, stația monitorizează mai întâi mediul și ulterior trimite un cadru pentru a vedea dacă transmisia a avut succes.

Dacă mediul este găsit ocupat, stația așteaptă o perioadă aleatorie de timp și odată ce mediul devine inactiv, stația începe transmisia. Cu toate acestea, dacă există o coliziune, atunci cadrul este trimis din nou. Acesta este modul în care CSMA / CD gestionează coliziunea.

Lectură recomandată

^