Menu

CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access met botsingsdetectie)

  • Hoofd
  • Andere
  • CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access met botsingsdetectie)

csma cd

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen

CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) is een Media Access Control (MAC) -protocol dat wordt gebruikt in Local Area Networking:

Het maakt gebruik van vroege Ethernet-technologie om botsingen te overwinnen wanneer deze zich voordoen.

Deze methode organiseert de datatransmissie op de juiste manier door de communicatie in een netwerk met een gedeeld transmissiemedium te regelen.

Deze tutorial geeft u een volledig begrip van Carrier Sense Multiple Access Protocol.

Wat is CSMA_CD

Wat je leert:

Carrier Sense meervoudige toegang met botsingsdetectie

CSMA / CD, een MAC-procesprotocol, detecteert eerst alle transmissies van de andere stations in het kanaal en begint pas met verzenden als het kanaal vrij is om te verzenden.

Zodra een station een botsing detecteert, stopt het de verzending en stuurt het een jam-signaal. Het wacht dan enige tijd voordat het opnieuw wordt verzonden.

Laten we eens kijken naar de betekenis van de afzonderlijke component van CSMA / CD.

  1. CS - Het staat voor Carrier Sensing. Het impliceert dat een station voordat het gegevens verzendt, eerst de draaggolf detecteert. Als de vervoerder vrij wordt gevonden, verzendt het station gegevens anders onthoudt het zich.
  2. MA - Staat voor Multiple Access, d.w.z. als er een kanaal is, dan zijn er veel stations die er toegang toe proberen te krijgen.
  3. CD - Staat voor Collision Detection. Het geeft ook aanwijzingen om door te gaan in geval van een pakketgegevensbotsing.

Wat is CSMA / CD

CSMA / CD-procedure kan worden opgevat als een groepsdiscussie, waarbij als de deelnemers allemaal tegelijk spreken, het erg verwarrend zal zijn en de communicatie niet zal plaatsvinden.

In plaats daarvan is het voor een goede communicatie vereist dat de deelnemers na elkaar spreken, zodat we de bijdrage van elke deelnemer aan de discussie duidelijk kunnen begrijpen.

Als een deelnemer klaar is met praten, moeten we een bepaalde tijd wachten om te zien of een andere deelnemer aan het woord is of niet. Men moet pas beginnen te spreken als er geen andere deelnemer heeft gesproken. Als een andere deelnemer tegelijkertijd spreekt, moeten we stoppen, wachten en het na enige tijd opnieuw proberen.

Vergelijkbaar is het proces van CSMA / CD, waarbij de datapakketoverdracht alleen wordt uitgevoerd als het datatransmissiemedium vrij is. Wanneer verschillende netwerkapparaten tegelijkertijd een datakanaal proberen te delen, zal het een gegevensbotsing ​

wat is de beveiligingssleutel voor de router

Het medium wordt continu bewaakt om een ​​gegevensbotsing te detecteren. Wanneer het medium als vrij wordt gedetecteerd, moet het station een bepaalde tijdsperiode wachten voordat het datapakket wordt verzonden om mogelijke gegevensbotsingen te voorkomen.

Als geen enkel ander station de gegevens probeert te verzenden en er geen gegevensbotsing wordt gedetecteerd, is de verzending van gegevens geslaagd.

Algoritme

De algoritmestappen omvatten:

  • Ten eerste detecteert het station dat de gegevens wil verzenden de drager of deze bezet of inactief is. Als een vervoerder inactief wordt gevonden, wordt de verzending uitgevoerd.
  • Het transmissiestation detecteert een eventuele botsing met behulp van de voorwaarde: Tt> = 2 * Tp waarbij Tt de transmissievertraging is en Tp de voortplantingsvertraging.
  • Het station geeft het jam-signaal vrij zodra het een botsing detecteert.
  • Nadat een botsing is opgetreden, stopt het zendende station met zenden en wacht op een willekeurige hoeveelheid tijd die de ' teruglooptijd ’. Na deze tijd zendt het station opnieuw opnieuw uit.

CSMA / CD-stroomschema

CSMA / CD Flow Chart nieuw

(beeld bron ​

Hoe werkt CSMA / CD

Laten we het volgende scenario bekijken om de werking van CSMA / CD te begrijpen.

Hoe werkt CSMA CD

  • Stel dat er twee stations A en B zijn. Als station A wat data naar station B wil sturen, dan moet het eerst de draaggolf detecteren. De gegevens worden alleen verzonden als de koerier gratis is.
  • Maar door op een bepaald punt te staan, kan het niet de hele drager voelen, het kan alleen het contactpunt voelen. Volgens het protocol kan elk station op elk moment gegevens verzenden, maar de enige voorwaarde is dat de provider eerst wordt gedetecteerd alsof deze inactief of bezet is.
  • Als A en B samen hun gegevens gaan verzenden, is het redelijk mogelijk dat de gegevens van beide stations met elkaar in botsing komen. Beide stations zullen dus onnauwkeurige botsende gegevens ontvangen.

De vraag die hier opkomt is dus: hoe weten de stations dat hun gegevens in botsing zijn gekomen?

Het antwoord op deze vraag is: als het colloïdale signaal terugkeert tijdens het overdrachtsproces, geeft dit aan dat de botsing heeft plaatsgevonden.

Hiervoor moeten de stations blijven uitzenden. Alleen dan kunnen ze er zeker van zijn dat het hun eigen gegevens zijn die in botsing zijn gekomen / beschadigd zijn geraakt.

Als in het geval dat het pakket groot genoeg is, wat betekent dat tegen de tijd dat het botsingssignaal terugkomt bij het verzendende station, het station nog steeds het linkerdeel van de gegevens verzendt. Dan kan het herkennen dat zijn eigen gegevens verloren zijn gegaan bij de botsing.

Inzicht in botsingsdetectie

Om een ​​botsing te detecteren, is het belangrijk dat het station de gegevens blijft verzenden totdat het zendende station het eventuele botsingssignaal terugkrijgt.

Laten we een voorbeeld nemen waarbij de eerste bits die door het station worden verzonden, betrokken zijn bij de botsing. Stel dat we vier stations A, B, C en D hebben. Laat de voortplantingsvertraging van station A naar station D 1 uur zijn, d.w.z. als het datapakketbit om 10.00 uur begint te bewegen, zal het D om 11.00 uur bereiken.

Inzicht in botsingsdetectie

  • Om 10.00 uur voelen beide stations, A en D, de koerier als vrij en beginnen ze met zenden.
  • Als de totale voortplantingsvertraging 1 uur is, zullen na een half uur beide eerste bits van het station halverwege zijn en binnenkort een botsing ervaren.
  • Dus precies om 10.30 uur zal er een botsing zijn die botsingssignalen zal produceren.
  • Om 11 uur zullen de botsingssignalen stations A en D bereiken, d.w.z. precies na een uur ontvangen de stations het botsingssignaal.

Om de respectievelijke stations te laten detecteren dat het hun eigen gegevens zijn die in botsing zijn gekomen, moet de transmissietijd voor beide stations groter zijn dan hun voortplantingstijd. d.w.z. Tt> Tp

Waarbij Tt de zendtijd is en Tp de voortplantingstijd.

Laten we nu eens kijken naar de ergste situatie.

zendtijd en Tp

verschil tussen c ++ en java
  • Station A startte de uitzending om 10.00 uur en staat op het punt station D te bereiken om 10:59:59 uur.
  • Op dit moment begon station D met de verzending nadat het de draaggolf als vrij had gedetecteerd.
  • Dus hier zal het eerste bit van het datapakket dat vanaf station D wordt verzonden, in botsing komen met het datapakket van station A.
  • Nadat de botsing heeft plaatsgevonden, begint de drager een colloïdaal signaal te verzenden.
  • Station A krijgt het botsingssignaal na 1 uur.

Dit is de voorwaarde voor het detecteren van een botsing in het ergste geval waar als een station een botsing wil detecteren, moet het de gegevens blijven verzenden tot 2Tp, d.w.z. Tt> 2 * Tp.

Nu is de volgende vraag: als het station de gegevens ten minste 2 * Tp-tijd moet verzenden, hoeveel gegevens moet het station dan hebben om gedurende deze tijd te kunnen verzenden?

botsing detecteren in het ergste geval nieuw

Dus om een ​​botsing te detecteren, moet de minimale grootte van het pakket 2 * Tp * B zijn.

In het onderstaande diagram wordt de botsing van de eerste bits in CSMA / CD uitgelegd:

Botsing van eerste bits in CSMA

(beeld bron ​

Station A, B, C, D zijn verbonden via Ethernet-draad. Elk station kan zijn datapakket verzenden voor verzending nadat het signaal als inactief is gedetecteerd. Hier worden de datapakketten verzonden in bits die tijd nodig hebben om te reizen. Hierdoor is er kans op een aanrijding.

In het bovenstaande diagram begint station A op tijdstip t1 met het verzenden van het eerste bit aan gegevens nadat het de draaggolf als vrij heeft gedetecteerd. Op tijdstip t2 voelt station C ook dat de draaggolf vrij is en begint met het verzenden van de gegevens. Op t3 vindt de botsing plaats tussen bits verzonden door stations A en C.

De zendtijd voor station C wordt dus t3-t2. Na de botsing stuurt de vervoerder het colloïdale signaal terug naar station A dat op tijdstip t4 zal bereiken. Dit betekent dat tijdens het verzenden van de gegevens de botsing ook kan worden gedetecteerd.

Als u de tijdsduur voor de twee transmissies hebt gezien, raadpleegt u de onderstaande afbeelding voor een volledig begrip.

slideplaye nieuw

Efficiëntie van CSMA / CD

De efficiëntie van CSMA / CD is beter dan die van Pure ALOHA, maar er zijn enkele punten waarmee u rekening moet houden bij het meten van de efficiëntie van CSMA / CD.

Waaronder:

  • Als de afstand toeneemt, neemt de efficiëntie van CSMA / CD af.
  • Voor Local Area Network (LAN) werkt CSMA / CD optimaal, maar voor langeafstandsnetwerken zoals WAN is het niet aan te raden om CSMA / CD te gebruiken.
  • Als de lengte van het pakket groter is, neemt de efficiëntie toe, maar dan is er weer een beperking. De maximale limiet voor de lengte van de pakketten is 1500 bytes.

Voordelen en nadelen van CSMA / CD

Voordelen

  • Overhead is minder in CSMA / CD.
  • Waar mogelijk maakt het gebruik van alle bandbreedte.
  • Het detecteert een aanrijding binnen een zeer korte tijdspanne.
  • De efficiëntie is beter dan eenvoudige CSMA.
  • Het vermijdt meestal elke vorm van verspillende overdracht.

Nadelen

  • Niet geschikt voor netwerken met grote afstanden.
  • Afstandsbeperking is 2500 meter. Na deze limiet kan een botsing niet worden gedetecteerd.
  • Het toewijzen van prioriteiten kan niet aan bepaalde knooppunten worden gedaan.
  • Als apparaten worden toegevoegd, worden de prestaties exponentieel verstoord.

Toepassingen

CSMA / CD werd gebruikt in Ethernet-varianten voor gedeelde media (10BASE2,10BASE5) en in de vroege versies van twisted pair Ethernet die repeater-hubs gebruikten.

Maar tegenwoordig worden moderne Ethernet-netwerken gebouwd met switches en full-duplex verbindingen zodat CSMA / CD niet meer gebruikt wordt.

Veel Gestelde Vragen

V # 1) Waarom wordt CSMA / CD niet gebruikt op een full-duplex?

Antwoord: In full-duplex-modus is communicatie in beide richtingen mogelijk. Er is dus de minste of zelfs geen kans op een botsing en dus vindt geen enkel mechanisme zoals CSMA / CD zijn gebruik op een full-duplex.

V # 2) Wordt CSMA / CD nog steeds gebruikt?

Antwoord: CSMA / CD wordt niet vaak meer gebruikt omdat schakelaars hubs hebben vervangen en aangezien schakelaars worden gebruikt, treedt er geen botsing op.

V # 3) Waar wordt CSMA / CD gebruikt?

Antwoord: Het wordt in principe gebruikt op half-duplex Ethernet-technologie voor lokale netwerken.

V # 4) Wat is het verschil tussen CSMA / CD en ALOHA?

Antwoord: Het belangrijkste verschil tussen ALOHA en CSMA / CD is dat ALOHA niet de eigenschap heeft van carrier-detectie zoals CSMA / CD.

CSMA / CD detecteert of het kanaal vrij of bezet is voordat gegevens worden verzonden, zodat het een botsing kan voorkomen, terwijl ALOHA niet kan detecteren voordat het wordt verzonden en dus meerdere stations tegelijkertijd gegevens kunnen verzenden, wat leidt tot een botsing.

V # 5) Hoe detecteert CSMA / CD een botsing?

Antwoord: CSMA / CD detecteert botsingen door eerst transmissies van andere stations te detecteren en begint met verzenden wanneer de draaggolf inactief is.

V # 6) Wat is het verschil tussen CSMA / CA & CSMA / CD?

Antwoord: CSMA / CA is een protocol dat effectief is vóór een botsing, terwijl het CSMA / CD-protocol van kracht wordt na een botsing. CSMA / CA wordt ook gebruikt in draadloze netwerken, maar CSMA / CD werkt in bekabelde netwerken.

V # 7) Wat is het doel van CSMA / CD?

unix-opdracht om twee bestanden te vergelijken

Antwoord: Het belangrijkste doel is om botsingen te detecteren en te zien of het kanaal vrij is voordat een station begint met verzenden. Het staat alleen verzending toe als het netwerk vrij is. Als het kanaal bezet is, wacht het een willekeurige hoeveelheid tijd voordat het uitzendt.

V # 8) Gebruiken schakelaars CSMA / CD?

Antwoord: Switches gebruiken niet langer het CSMA / CD-protocol omdat ze werken op full-duplex waar geen botsing optreedt.

V # 9) Gebruikt wifi CSMA / CD?

Antwoord: Nee, wifi gebruikt geen CSMA / CD.

Gevolgtrekking

Dus uit de bovenstaande uitleg kunnen we concluderen dat het CSMA / CD-protocol is geïmplementeerd om de kans op botsingen tijdens gegevensoverdracht te minimaliseren en de prestaties te verbeteren.

Als een station het medium daadwerkelijk kan detecteren voordat het wordt gebruikt, kan de kans op een botsing worden verkleind. Bij deze methode controleert het station eerst het medium en verzendt later een frame om te zien of de verzending is geslaagd.

Als het medium bezet wordt bevonden, wacht het station een willekeurige hoeveelheid tijd en zodra het medium inactief wordt, begint het station met zenden. Als er echter een botsing is, wordt het frame opnieuw verzonden. Dit is hoe CSMA / CD botsingen afhandelt.

Aanbevolen literatuur

^