Меню

CSMA / CD (множествен достъп на Carrier Sense с откриване на сблъсък)

  • Основен
  • Други
  • CSMA / CD (множествен достъп на Carrier Sense с откриване на сблъсък)

csma cd

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите

CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access с откриване на сблъсък) е протокол за контрол на достъп до медиите (MAC), използван в локалната мрежа:

Той използва ранна Ethernet технология за преодоляване на сблъсък, когато се случи.

Този метод организира правилно предаването на данни чрез регулиране на комуникацията в мрежа със споделен носител за предаване.

Този урок ще ви даде пълно разбиране на протокола за множествен достъп на Carrier Sense.

Какво е CSMA_CD

Какво ще научите:

Множествен достъп на Carrier Sense с откриване на сблъсък

CSMA / CD, протокол за MAC процес, първо усеща за всяко предаване от другите станции в канала и започва да предава само когато каналът е ясен за предаване.

Веднага щом станцията открие сблъсък, тя спира предаването и изпраща сигнал за заглушаване. След това изчаква известно време, преди да препредава.

Нека разберем значението на отделния компонент на CSMA / CD.

  1. CS - Той означава Carrier Sensing. Това предполага, че преди изпращане на данни, една станция първо усеща превозвача. Ако превозвачът бъде открит за свободен, тогава станцията предава данни, в противен случай се въздържа.
  2. MA - Стои за множествен достъп, т.е. ако има канал, тогава има много станции, които се опитват да получат достъп до него.
  3. CD - Стои за откриване на сблъсък. Той също така води до продължаване в случай на сблъсък на пакети данни.

Какво е CSMA / CD

Процедурата CSMA / CD може да се разбира като групова дискусия, при която ако участниците говорят наведнъж, това ще бъде много объркващо и комуникацията няма да се случи.

Вместо това за добра комуникация се изисква участниците да говорят един след друг, за да можем ясно да разберем приноса на всеки участник в дискусията.

След като участникът приключи, трябва да изчакаме определен период от време, за да видим дали някой друг участник говори или не. Човек трябва да започне да говори само когато никой друг участник не е говорил. Ако друг участник също говори по едно и също време, тогава трябва да спрем, да изчакаме и да опитаме отново след известно време.

Подобен е процесът на CSMA / CD, където предаването на пакети данни се извършва само когато носителят за предаване на данни е свободен. Когато различни мрежови устройства се опитват да споделят едновременно канал за данни, тогава той ще срещне a сблъсък на данни .

ba въпроси, които да зададете на интервю

Носителят се наблюдава непрекъснато, за да се открие всяко сблъсък на данни. Когато носителят бъде открит като свободен, станцията трябва да изчака определен период от време, преди да изпрати пакета с данни, за да избегне всякакви шансове за сблъсък на данни.

Когато никоя друга станция не се опита да изпрати данните и не е открит сблъсък на данни, тогава предаването на данни се казва успешно.

Алгоритъм

Стъпките на алгоритъма включват:

  • Първо, станцията, която иска да предаде данните, усеща превозвача дали е зает или не работи. Ако даден превозвач е намерен в неактивност, предаването се извършва.
  • Предавателната станция открива сблъсък, ако има такъв, използвайки условието: Tt> = 2 * Tp където Tt е забавянето на предаването, а Tp е забавянето на разпространението.
  • Станцията издава сигнал за заглушаване веднага щом установи сблъсък.
  • След сблъсък предавателната станция спира да предава и изчаква известно време, наречено „ време за отстъпка “. След това време станцията се препредава отново.

CSMA / CD блок-схема

CSMA / CD диаграма на потока ново

(изображение източник )

Как работи CSMA / CD

За да разберем работата на CSMA / CD, нека разгледаме следния сценарий.

Как работи CSMA CD

  • Да предположим, че има две станции A и B. Ако станция A иска да изпрати някои данни до станция B, тогава първо трябва да усети носителя. Данните се изпращат само ако превозвачът е свободен.
  • Но стоейки в една точка, той не може да усети целия носител, може само да усети точката на контакт. Според протокола, всяка станция може да изпраща данни по всяко време, но единственото условие е първо да усети превозвача, сякаш е на празен ход или зает.
  • В случай че A и B заедно започнат да предават своите данни, тогава е напълно възможно данните от двете станции да се сблъскат. Така че и двете станции ще получат неточни сблъскани данни.

И така, въпросът, който възниква тук, е: как станциите ще знаят, че техните данни са се сблъскали?

Отговорът на този въпрос е, ако колоидният сигнал се върне по време на процеса на предаване, това означава, че сблъсъкът е настъпил.

За това станциите трябва да продължат да предават. Само тогава те могат да бъдат сигурни, че техните собствени данни са се сблъскали / повредили.

Ако в случай, че пакетът е достатъчно голям, което означава, че докато сигналът за сблъсък се върне към предаващата станция, станцията все още предава лявата част от данните. Тогава той може да разпознае, че собствените му данни са се загубили при сблъсъка.

Разбиране на откриването на сблъсъци

За да се открие сблъсък, е важно станцията да продължава да предава данните, докато предаващата станция не получи обратно сигнала за сблъсък, ако има такъв.

Да вземем пример, когато първите битове, предадени от станцията, участват в сблъсъка. Помислете, че имаме четири станции A, B, C и D. Нека забавянето на разпространението от станция A до станция D е 1 час, т.е. ако битът на пакета данни започне да се движи в 10 часа сутринта, тогава той ще достигне D в 11 часа сутринта.

Разбиране на откриването на сблъсъци

най-добрият конвертор на youtube в mp4 онлайн
  • В 10 ч. Сутринта двете станции, A и D, усещат превозвача като свободен и започват предаването си.
  • Ако общото забавяне на разпространението е 1 час, след половин час и първите битове на станцията ще достигнат наполовина и скоро ще изпитат сблъсък.
  • И така, точно в 10:30 сутринта ще има сблъсък, който ще произведе сигнали за сблъсък.
  • В 11 часа сутринта сигналите за сблъсък ще достигнат до станции A и D, т.е. точно след един час станциите получават сигнала за сблъсък.

Следователно, за да могат съответните станции да открият, че техните собствени данни са се сблъскали, времето за предаване на двете станции трябва да е по-голямо от времето им на разпространение. т.е. Tt> Tp

Където Tt е времето на предаване, а Tp е времето на разпространение.

Нека видим най-лошата ситуация сега.

време на предаване и Tp

  • Станция А стартира предаването в 10 часа сутринта и е на път да достигне станция D в 10:59:59 сутринта.
  • По това време станция D започна предаването си, след като усети превозвача като свободен.
  • Така че тук първият бит пакет данни, изпратен от станция D, ще се сблъска с пакета данни на станция А.
  • След настъпил сблъсък носителят започва да изпраща колоиден сигнал.
  • Станция А ще получи сигнал за сблъсък след 1 час.

Това е условието за откриване на сблъсък в най-лошия случай, когато ако една станция иска да открие сблъсък, тя трябва да продължи да предава данните до 2Tp, т.е. Tt> 2 * Tp.

Следващият въпрос е, ако станцията трябва да предава данните за поне 2 * Tp време, тогава колко данни трябва да има станцията, за да може да предава за този период от време?

откриване на сблъсък в най-лошия случай ново

Така че, за да се открие сблъсък, минималният размер на пакета трябва да бъде 2 * Tp * B.

Диаграмата по-долу обяснява сблъсъка на първите битове в CSMA / CD:

Сблъсък на първи битове в CSMA

(изображение източник )

Станции A, B, C, D са свързани чрез Ethernet проводник. Всяка станция може да изпрати своя пакет данни за предаване, след като почувства сигнала като неактивен. Тук пакетите с данни се изпращат в битове, които отнемат време за пътуване. Поради това има шанс за сблъсък.

В горната диаграма в момент t1 станция А започва да предава първия бит данни, след като усети носителя като свободен. В момент t2 станция С също усеща превозвача като свободен и започва да предава данните. При t3 сблъсъкът възниква между битове, изпратени от станции A и C.

По този начин времето за предаване на станция С става t3-t2. След сблъсъка носителят ще изпрати обратно колоидния сигнал до станция А, който ще достигне в момент t4. Това означава, че докато изпращате данните, сблъсъкът също може да бъде открит.

След като видяхте продължителността на времето за двете предавания, вижте фигурата по-долу за пълно разбиране.

slideplaye нов

Ефективност на CSMA / CD

Ефективността на CSMA / CD е по-добра от Pure ALOHA, но има някои точки, които трябва да се имат предвид, докато се измерва ефективността на CSMA / CD.

Те включват:

  • Ако разстоянието се увеличи, тогава ефективността на CSMA / CD намалява.
  • За локална мрежа (LAN) CSMA / CD работи оптимално, но за мрежи на дълги разстояния като WAN не е препоръчително да се използва CSMA / CD.
  • Ако дължината на пакета е по-голяма, тогава ефективността се увеличава, но отново има ограничение. Максималното ограничение за дължината на пакетите е 1500 байта.

Предимства и недостатъци на CSMA / CD

Предимства

  • Режимът е по-малък в CSMA / CD.
  • Когато е възможно, той използва цялата честотна лента.
  • Той открива сблъсък в рамките на много кратък период от време.
  • Ефективността му е по-добра от обикновения CSMA.
  • Най-вече се избягва всякакъв вид разточително предаване.

Недостатъци

  • Не е подходящ за мрежи на големи разстояния.
  • Ограничението на разстоянието е 2500 метра. Сблъсъкът не може да бъде открит след тази граница.
  • Присвояването на приоритети не може да се извършва на определени възли.
  • С добавянето на устройства производителността се нарушава експоненциално.

Приложения

CSMA / CD е бил използван във варианти на споделена медия Ethernet (10BASE2,10BASE5) и в ранните версии на Ethernet с усукана двойка, които са използвали репитерни концентратори.

Но в днешно време модерните Ethernet мрежи са изградени с превключватели и пълни дуплексни връзки, така че CSMA / CD вече не се използва.

често задавани въпроси

В # 1) Защо CSMA / CD не се използва на пълен дуплекс?

Отговор: В режим на пълен дуплекс комуникацията е възможна и в двете посоки. Така че има най-малко или всъщност няма шанс за сблъсък и по този начин нито един механизъм като CSMA / CD не намира приложението си в пълен дуплекс.

В # 2) Все още ли се използва CSMA / CD?

Отговор: CSMA / CD вече не се използва често, тъй като превключвателите са заменили хъбовете и тъй като се използват превключватели, не възниква сблъсък.

В # 3) Къде се използва CSMA / CD?

Отговор: По принцип се използва за полудуплексна Ethernet технология за локални мрежи.

В # 4) Каква е разликата между CSMA / CD и ALOHA?

Отговор: Основната разлика между ALOHA и CSMA / CD е, че ALOHA не притежава характеристиката на засичане на носител като CSMA / CD.

CSMA / CD открива дали каналът е свободен или зает преди предаване на данни, така че да може да избегне сблъсък, докато ALOHA не може да открие преди предаване и по този начин множество станции могат да предават данни едновременно, като по този начин водят до сблъсък.

В # 5) Как CSMA / CD открива сблъсък?

разлика между модулно и интеграционно тестване

Отговор: CSMA / CD открива сблъсъци, като първо усеща предавания от други станции и започва да предава, когато превозвачът е в неактивност.

В # 6) Каква е разликата между CSMA / CA и CSMA / CD?

Отговор: CSMA / CA е протокол, който е ефективен преди сблъсък, докато протоколът CSMA / CD влиза в сила след сблъсък. Също така CSMA / CA се използва в безжични мрежи, но CSMA / CD работи в кабелни мрежи.

В # 7) Каква е целта на CSMA / CD?

Отговор: Основната му цел е да открие сблъсъци и да види дали каналът е свободен, преди дадена станция да започне предаването. Той позволява предаване само когато мрежата е безплатна. В случай, че каналът е зает, той изчаква известно време, преди да предаде.

В # 8) Използват ли комутаторите CSMA / CD?

Отговор: Превключвателите вече не използват протокол CSMA / CD, тъй като работят на пълен дуплекс, където не възниква сблъсък.

В # 9) Използва ли Wi-Fi CSMA / CD?

Отговор: Не, wifi не използва CSMA / CD.

Заключение

Така че от горното обяснение можем да заключим, че протоколът CSMA / CD е реализиран, за да сведе до минимум шансовете за сблъсък по време на предаването на данни и да подобри производителността.

Ако една станция действително може да усети средата, преди да я използва, тогава шансовете за сблъсък могат да бъдат намалени. При този метод станцията първо наблюдава носителя и по-късно изпраща кадър, за да види дали предаването е било успешно.

Ако носителят е зает зает, станцията изчаква известно време и след като медиумът стане неактивен, станцията започва предаването. Ако обаче има сблъсък, рамката се изпраща отново. Ето как CSMA / CD се справя със сблъсъка.

Препоръчително четене

^