Menú

CSMA / CD (accés múltiple Carrier Sense amb detecció de col·lisions)

  • Principal
  • Altres
  • CSMA / CD (accés múltiple Carrier Sense amb detecció de col·lisions)

csma cd

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes

CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access amb detecció de col·lisions) és un protocol MAC Access Control (MAC) que s’utilitza a la xarxa d’àrea local:

Utilitza la primera tecnologia Ethernet per superar les col·lisions quan es produeix.

Aquest mètode organitza correctament la transmissió de dades regulant la comunicació en una xarxa amb un mitjà de transmissió compartit.

Aquest tutorial us proporcionarà una comprensió completa del protocol d'accés múltiple Carrier Sense.

Què és CSMA_CD

Què aprendreu:

Accés múltiple Carrier Sense amb detecció de col·lisions

CSMA / CD, un protocol de procés MAC, primer detecta qualsevol transmissió des de les altres estacions del canal i comença a transmetre només quan el canal està clar per transmetre-ho.

Tan bon punt una estació detecta una col·lisió, atura la transmissió i envia un senyal d’embús. Després espera un període de temps abans de retransmetre-la.

Comprenem el significat del component individual de CSMA / CD.

  1. CS - Significa Carrier Sensing. Implica que abans d’enviar dades, una estació detecta primer el transportista. Si el transportista es troba lliure, l’estació transmet dades que no s’absté.
  2. MA - Indica l'accés múltiple, és a dir, si hi ha un canal, hi ha moltes estacions que intenten accedir-hi.
  3. CD - Suports per a la detecció de col·lisions. També guia per procedir en cas de col·lisió de dades de paquets.

Què és CSMA / CD

El procediment CSMA / CD es pot entendre com una discussió de grup, en què si els participants parlen alhora, serà molt confús i no es produirà la comunicació.

En canvi, per a una bona comunicació, cal que els participants parlin un darrere l’altre perquè puguem entendre clarament la contribució de cada participant a la discussió.

Un cop un participant hagi acabat de parlar, hauríem d’esperar un període de temps determinat per veure si algun altre participant parla o no. S’ha de començar a parlar només quan cap altre participant no hagi parlat. Si un altre participant també parla al mateix temps, hauríem d’aturar-nos, esperar i tornar-ho a provar al cap d’un temps.

Similar és el procés de CSMA / CD, on la transmissió de paquets de dades només es fa quan el mitjà de transmissió de dades és lliure. Quan diversos dispositius de xarxa intentin compartir un canal de dades simultàniament, es trobarà amb un col·lisió de dades .

com trobar la clau de seguretat de la xarxa per al wifi

El mitjà es controla contínuament per detectar qualsevol col·lisió de dades. Quan es detecta que el mitjà és lliure, l'estació hauria d'esperar un període de temps determinat abans d'enviar el paquet de dades per evitar possibles col·lisions de dades.

Quan cap altra estació intenta enviar les dades i no es detecta cap col·lisió de dades, es diu que la transmissió de dades té èxit.

Algorisme

Els passos de l'algorisme inclouen:

  • En primer lloc, l'estació que vol transmetre les dades detecta el transportista si està ocupat o inactiu. Si un transportista es troba inactiu, es transmetrà.
  • L'estació de transmissió detecta una col·lisió, si n'hi ha, amb la condició següent: Tt> = 2 * Tp on Tt és el retard de transmissió i Tp és el retard de propagació.
  • L’estació allibera el senyal d’embús tan aviat com detecta una col·lisió.
  • Després de produir-se una col·lisió, l'estació de transmissió deixa de transmetre i espera una quantitat de temps aleatòria anomenada ' temps de retrocés ’. Passat aquest temps, l'estació torna a retransmetre.

Diagrama de flux CSMA / CD

Nou diagrama de flux CSMA / CD

(imatge font )

Com funciona CSMA / CD

Per entendre el funcionament de CSMA / CD, considerem el següent escenari.

Com funciona CSMA CD

  • Suposem que hi ha dues estacions A i B. Si l’estació A vol enviar algunes dades a l’estació B, primer ha de detectar la companyia. Les dades només s’envien si el transportista és gratuït.
  • Però, en situar-se en un punt, no pot detectar tota la companyia, sinó que només pot percebre el punt de contacte. Segons el protocol, qualsevol estació pot enviar dades en qualsevol moment, però l'única condició és detectar primer el transportista com si estigués inactiu o ocupat.
  • En cas que A i B comencin a transmetre les seves dades, és molt possible que les dades de les dues estacions xoquin. Per tant, ambdues estacions rebran dades col·lisionades inexactes.

Per tant, la pregunta que sorgeix aquí és: com sabran les estacions que les seves dades van xocar?

La resposta a aquesta pregunta és que si el senyal col·loïdal torna durant el procés de transmissió, indica que s’ha produït la col·lisió.

Per a això, les estacions han de continuar transmetent. Només així poden estar segurs que les seves pròpies dades han estat col·lisionades o danyades.

Si, en el cas, el paquet és prou gran, el que significa que quan el senyal de col·lisió torna a l’estació transmissora, l’estació encara transmet la part esquerra de les dades. Aleshores pot reconèixer que les seves pròpies dades es van perdre en la col·lisió.

Comprensió de la detecció de col·lisions

Per tal de detectar una col·lisió, és important que l'estació continuï transmetent les dades fins que l'estació transmissora recuperi el senyal de col·lisió si n'hi ha.

Posem un exemple en què els primers bits transmesos per l’estació estan implicats en la col·lisió. Penseu que tenim quatre estacions A, B, C i D. Deixem que el retard de propagació de l’estació A a l’estació D sigui d’1 hora, és a dir, si el bit de paquet de dades comença a moure’s a les 10 del matí, arribarà a D a les 11 del matí.

Comprensió de la detecció de col·lisions

  • A les 10 del matí, les dues estacions, A i D, perceben el transportista com a lliure i comencen la seva transmissió.
  • Si el retard total de propagació és d’1 hora, després de mitja hora, els dos primers bits de l’estació arribaran a la meitat i aviat experimentaran una col·lisió.
  • Així doncs, exactament a les 10.30 hores, hi haurà una col·lisió que produirà senyals de col·lisió.
  • A les 11 del matí, els senyals de col·lisió arribaran a les estacions A i D, és a dir, exactament al cap d’una hora les estacions reben el senyal de col·lisió.

Per tant, perquè les respectives estacions detectin que són les seves pròpies dades les que han xocat, el temps de transmissió de les dues estacions hauria de ser superior al seu temps de propagació. és a dir, Tt> Tp

el millor convertidor de youtube a mp4 en línia

On Tt és el temps de transmissió i Tp és el temps de propagació.

Vegem ara la pitjor situació.

temps de transmissió i Tp

  • L’estació A va iniciar la transmissió a les 10 del matí i està a punt d’arribar a l’estació D a les 10:59:59 del matí.
  • En aquest moment, l'estació D va començar la seva transmissió després de percebre el transportista com a lliure.
  • Així doncs, aquí el primer paquet de dades enviat des de l’estació D s’enfrontarà a la col·lisió amb el paquet de dades de l’estació A.
  • Després de la col·lisió, el transportista comença a enviar un senyal col·loïdal.
  • L’estació A rebrà el senyal de col·lisió al cap d’1 hora.

Aquesta és la condició per detectant col·lisions en el pitjor dels casos si una estació vol detectar col·lisions, hauria de continuar transmetent les dades fins a 2Tp, és a dir, Tt> 2 * Tp.

Ara la següent pregunta és si l'estació ha de transmetre les dades durant un temps mínim de 2 * Tp, llavors quantes dades hauria de tenir l'estació perquè pugui transmetre durant aquest temps?

detectar col·lisions en el pitjor dels casos nou

Per tal de detectar una col·lisió, la mida mínima del paquet hauria de ser de 2 * Tp * B.

El diagrama següent explica la col·lisió dels primers bits en CSMA / CD:

Col·lisió dels primers bits a CSMA

(imatge font )

Les estacions A, B, C, D es connecten mitjançant cable Ethernet. Qualsevol estació pot enviar el seu paquet de dades per a la seva transmissió després de detectar el senyal com inactiu. Aquí els paquets de dades s’envien en bits que triguen a viatjar. A causa d'això, hi ha possibilitats de col·lisió.

En el diagrama anterior, en el moment t1 l'estació A comença a transmetre el primer bit de dades després de percebre la portadora com a lliure. En el moment t2, l’estació C també percep el transportista com a lliure i comença a transmetre les dades. A t3, la col·lisió es produeix entre bits enviats per les estacions A i C.

Així, el temps de transmissió de l’estació C es converteix en t3-t2. Després de la col·lisió, el transportista enviarà de nou el senyal col·loïdal a l'estació A que arribarà al moment t4. Això significa que, mentre s’envien les dades, també es pot detectar la col·lisió.

Després d'haver vist la durada del temps per a les dues transmissions, consulteu la figura següent per obtenir una comprensió completa.

presentació de diapositives nova

Eficiència de CSMA / CD

L'eficiència de CSMA / CD és millor que Pure ALOHA, però hi ha alguns punts que cal tenir en compte per mesurar l'eficiència de CSMA / CD.

Això inclou:

  • Si la distància augmenta, l'eficiència de CSMA / CD disminueix.
  • Per a la xarxa d’àrea local (LAN), CSMA / CD funciona de manera òptima, però per a xarxes de llarga distància com la WAN no és recomanable utilitzar CSMA / CD.
  • Si la longitud del paquet és més gran, l'eficiència augmenta, però de nou hi ha una limitació. El límit màxim per a la longitud dels paquets és de 1500 bytes.

Avantatges i desavantatges de CSMA / CD

Avantatges

  • La despesa general és menor a CSMA / CD.
  • Sempre que és possible, utilitza tot l’amplada de banda.
  • Detecta col·lisions en un període de temps molt curt.
  • La seva eficiència és millor que el simple CSMA.
  • Majoritàriament, evita qualsevol tipus de transmissió malgastadora.

Desavantatges

  • No és adequat per a xarxes de gran distància.
  • La limitació de distància és de 2.500 metres. No es pot detectar cap col·lisió després d’aquest límit.
  • No es pot assignar prioritats a determinats nodes.
  • A mesura que s’afegeixen dispositius, el rendiment s’interromp exponencialment.

Aplicacions

CSMA / CD es va utilitzar en variants Ethernet compartides de suports compartits (10BASE2,10BASE5) i en les primeres versions de Ethernet de parell trenat que utilitzaven concentradors de repetidors.

Però actualment, les xarxes Ethernet modernes es construeixen amb commutadors i connexions full-duplex de manera que CSMA / CD ja no s’utilitza.

Preguntes freqüents

P # 1) Per què CSMA / CD no s'utilitza en un full-duplex?

Resposta: En mode dúplex complet, la comunicació és possible en ambdues direccions. Per tant, hi ha menys possibilitats de col·lisió o, de fet, no hi ha, i per tant, cap mecanisme com CSMA / CD no en pot fer ús en un full-duplex.

P # 2) Es continua utilitzant CSMA / CD?

Resposta: El CSMA / CD ja no s’utilitza ja que els commutadors han substituït els concentradors i, a mesura que s’utilitzen, no es produeix cap col·lisió.

P # 3) On s'utilitza CSMA / CD?

Resposta: S'utilitza bàsicament en tecnologia Ethernet semi-dúplex per a xarxes d'àrea local.

Q # 4) Quina diferència hi ha entre CSMA / CD i ALOHA?

Resposta: La principal diferència entre ALOHA i CSMA / CD és que ALOHA no té la característica de detectar portadors com CSMA / CD.

CSMA / CD detecta si el canal està lliure o ocupat abans de transmetre dades de manera que pugui evitar col·lisions, mentre que ALOHA no pot detectar abans de transmetre i, per tant, diverses estacions poden transmetre dades al mateix temps donant lloc a una col·lisió.

P # 5) Com detecta la col·lisió CSMA / CD?

Resposta: CSMA / CD detecta les col·lisions detectant primer les transmissions d'altres estacions i comença a transmetre quan el portador està inactiu.

com obrir fitxers .jar amb Windows 10

Q # 6) Quina diferència hi ha entre CSMA / CA i CSMA / CD?

Resposta: CSMA / CA és un protocol que és efectiu abans de la col·lisió, mentre que el protocol CSMA / CD entra en vigor després de la col·lisió. A més, CSMA / CA s’utilitza en xarxes sense fils, però CSMA / CD funciona en xarxes cablejades.

Q # 7) Quin és el propòsit de CSMA / CD?

Resposta: El seu objectiu principal és detectar col·lisions i veure si el canal és lliure abans que una estació comenci la transmissió. Permet la transmissió només quan la xarxa és lliure. En cas que el canal estigui ocupat, espera una quantitat de temps aleatòria abans de transmetre.

Q # 8) Els commutadors utilitzen CSMA / CD?

Resposta: Els commutadors ja no utilitzen el protocol CSMA / CD, ja que funcionen en full duplex on no es produeix cap col·lisió.

P # 9) El wifi utilitza CSMA / CD?

Resposta: No, el wifi no utilitza CSMA / CD.

Conclusió

Per tant, a partir de l’explicació anterior, podem concloure que el protocol CSMA / CD es va implementar per minimitzar les possibilitats de col·lisió durant la transmissió de dades i millorar el rendiment.

Si una estació pot detectar el mitjà abans d’utilitzar-lo, es poden reduir les possibilitats de col·lisió. En aquest mètode, l'estació primer controla el mitjà i, posteriorment, envia una trama per veure si la transmissió ha tingut èxit.

Si el mitjà es troba ocupat, l'estació espera una quantitat de temps aleatòria i, una vegada que el mitjà queda inactiu, l'estació inicia la transmissió. Tanmateix, si hi ha una col·lisió, el quadre es torna a enviar. Així és com CSMA / CD gestiona la col·lisió.

Lectura recomanada

^