Meny

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

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

csma cd

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer

CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision detection) er en MAC-protokoll (Media Access Control) som brukes i Local Area Networking:

Den bruker tidlig Ethernet-teknologi for å overvinne kollisjon når den inntreffer.

Denne metoden organiserer dataoverføring riktig ved å regulere kommunikasjon i et nettverk med et delt overføringsmedium.

Denne opplæringen vil gi deg en fullstendig forståelse av Carrier Sense Multiple Access Protocol.

Hva er CSMA_CD

Hva du vil lære:

Carrier Sense Multiple Access med kollisjonsregistrering

CSMA / CD, en MAC-prosessprotokoll, registrerer først eventuelle overføringer fra de andre stasjonene i kanalen og begynner å sende bare når kanalen er klar å overføre.

Så snart en stasjon oppdager en kollisjon, stopper den overføringen og sender et fastkjørt signal. Deretter venter det i en viss periode før det sendes på nytt.

La oss forstå betydningen av den enkelte komponenten i CSMA / CD.

  1. CS - Det står for Carrier Sensing. Det innebærer at før en sender data, registrerer en stasjon først transportøren. Hvis transportøren blir funnet ledig, overfører stasjonen data ellers den avstår fra.
  2. MA - Står for flere tilganger, dvs. hvis det er en kanal, så er det mange stasjoner som prøver å få tilgang til den.
  3. CD - Står for kollisjonsdeteksjon. Det guider også for å fortsette i tilfelle kollidering av pakkedata.

Hva er CSMA / CD

CSMA / CD-prosedyre kan forstås som en gruppediskusjon, der hvis deltakerne snakker samtidig, vil det være veldig forvirrende og kommunikasjonen ikke vil skje.

I stedet for god kommunikasjon kreves det at deltakerne snakker etter hverandre slik at vi tydelig kan forstå bidraget til hver deltaker i diskusjonen.

Når en deltaker er ferdig med å snakke, bør vi vente i en viss tidsperiode for å se om noen andre deltakere snakker eller ikke. Man skal begynne å snakke bare når ingen andre deltakere har snakket. Hvis en annen deltaker også snakker samtidig, bør vi stoppe, vente og prøve igjen etter en stund.

Lignende er prosessen med CSMA / CD, der datapakkeoverføringen bare gjøres når dataoverføringsmediet er gratis. Når forskjellige nettverksenheter prøver å dele en datakanal samtidig, vil den støte på en datakollisjon .

smidig scrummetodologi intervju spørsmål svar

Mediet overvåkes kontinuerlig for å oppdage enhver datakollisjon. Når mediet blir oppdaget som ledig, bør stasjonen vente i en viss tidsperiode før den sender datapakken for å unngå sjanser for datakollisjon.

Når ingen andre stasjoner prøver å sende dataene og det ikke blir oppdaget datakollisjon, sies overføringen av data å være vellykket.

Algoritme

Algoritmetrinnene inkluderer:

  • For det første registrerer stasjonen som ønsker å overføre dataene transportøren om den er opptatt eller inaktiv. Hvis en transportør blir funnet inaktiv, blir overføringen utført.
  • Overføringsstasjonen oppdager en eventuell kollisjon ved bruk av tilstanden: Tt> = 2 * Tp hvor Tt er overføringsforsinkelsen og Tp er forplantningsforsinkelsen.
  • Stasjonen frigjør jamsignalet så snart det oppdager en kollisjon.
  • Etter at kollisjon har skjedd, slutter sendestasjonen å sende og venter på en tilfeldig tid kalt ' back-off time ’. Etter denne tiden sender stasjonen på nytt.

CSMA / CD-flytdiagram

CSMA / CD-flytdiagram nytt

(bilde kilde )

Hvordan fungerer CSMA / CD

For å forstå hvordan CSMA / CD fungerer, la oss vurdere følgende scenario.

Hvordan fungerer CSMA CD

  • Anta at det er to stasjoner A og B. Hvis stasjon A vil sende data til stasjon B, må den først ane transportøren. Dataene sendes bare hvis transportøren er gratis.
  • Men ved å stå på et punkt kan det ikke ane hele transportøren, det kan bare ane kontaktpunktet. I henhold til protokollen kan enhver stasjon sende data når som helst, men den eneste forutsetningen er å først ane transportøren som om den er inaktiv eller opptatt.
  • I tilfelle A og B sammen begynner å overføre dataene sine, er det ganske mulig at dataene fra begge stasjonene kolliderer. Så begge stasjonene vil motta unøyaktige kolliderte data.

Så spørsmålet som oppstår her er: hvordan vil stasjonene vite at dataene deres kolliderte?

Svaret på dette spørsmålet er at hvis det kolloidale signalet kommer tilbake under overføringsprosessen, indikerer det at kollisjonen har skjedd.

For dette må stasjonene fortsette å sende. Først da kan de være sikre på at det er deres egne data som ble kollidert / ødelagt.

I tilfelle pakken er stor nok, noe som betyr at når kollisjonssignalet kommer tilbake til sendestasjonen, sender stasjonen fremdeles den venstre delen av data. Da kan den gjenkjenne at dens egne data gikk seg vill i kollisjonen.

Forstå kollisjonsdeteksjon

For å oppdage en kollisjon, er det viktig at stasjonen fortsetter å overføre dataene til sendestasjonen får tilbake kollisjonssignalet hvis det er noe.

La oss ta et eksempel der de første bitene som sendes fra stasjonen er involvert i kollisjonen. Tenk at vi har fire stasjoner A, B, C og D. La forplantningsforsinkelsen fra stasjon A til stasjon D være 1 time, dvs. hvis datapakkebiten begynner å bevege seg klokka 10, vil den nå D klokka 11.00.

Forstå kollisjonsdeteksjon

  • Klokken 10 føler begge stasjonene A og D transportøren som gratis og starter overføringen.
  • Hvis den totale forplantningsforsinkelsen er 1 time, vil begge stasjonens første biter etter en halv time nå halvveis og snart oppleve en kollisjon.
  • Så nøyaktig klokken 10.30 vil det være en kollisjon som vil produsere kollisjonssignaler.
  • Klokka 11 når kollisjonssignalene stasjonene A og D, dvs. nøyaktig etter en time, mottar stasjonene kollisjonssignalet.

Derfor, for at de respektive stasjonene skal oppdage at det er deres egne data som kolliderte, skal overføringstiden for begge stasjonene være større enn forplantningstiden. dvs. Tt> Tp

Hvor Tt er overføringstid og Tp er forplantningstid.

hvordan du åpner en .eps fil

La oss se den verste situasjonen nå.

overføringstid og Tp

  • Stasjon A startet overføringen klokken 10 og er i ferd med å nå stasjon D klokken 10:59:59.
  • På dette tidspunktet startet stasjon D sin overføring etter å ha opplevd transportøren som gratis.
  • Så her vil den første biten av datapakke sendt fra stasjon D møte en kollisjon med datapakken til stasjon A.
  • Etter at kollisjonen skjedde, begynner transportøren å sende et kolloidalt signal.
  • Stasjon A vil motta kollisjonssignalet etter 1 time.

Dette er forutsetningen for oppdage kollisjon i verste fall hvor Hvis en stasjon vil oppdage kollisjon, bør den fortsette å overføre dataene til 2Tp, dvs. Tt> 2 * Tp.

Nå er det neste spørsmålet om stasjonen må overføre dataene i minst 2 * Tp tid, hvor mye data skal stasjonen ha slik at den kan overføre i denne tiden?

oppdage kollisjon i verste fall nytt

Så for å oppdage en kollisjon, bør pakkens minste størrelse være 2 * Tp * B.

Diagrammet nedenfor forklarer kollisjonen av de første bitene i CSMA / CD:

Kollisjon av første biter i CSMA

(bilde kilde )

Stasjon A, B, C, D er koblet til via Ethernet-ledning. Enhver stasjon kan sende sin datapakke for overføring etter å ha registrert signalet som inaktiv. Her sendes datapakkene i biter som det tar tid å reise. På grunn av dette er det sjanser for en kollisjon.

I det ovennevnte diagrammet begynner på tidspunktet ti stasjon A å overføre den første biten av data etter å ha følt bæreren som fri. På tidspunktet t2 registrerer stasjon C også bæreren som fri og begynner å overføre dataene. Ved t3 skjer kollisjonen mellom bits sendt av stasjon A og C.

Dermed blir overføringstiden for stasjon C t3-t2. Etter kollisjonen vil transportøren sende det kolloidale signalet tilbake til stasjon A som vil nå på tidspunktet t4. Dette betyr at kollisjonen også kan oppdages mens du sender dataene.

Etter å ha sett tidsvarigheten for de to sendingene, se figuren nedenfor for en fullstendig forståelse.

lysbildespill ny

Effektivitet av CSMA / CD

Effektiviteten til CSMA / CD er bedre enn Pure ALOHA, men det er noen punkter du må huske på når du måler effektiviteten til CSMA / CD.

Disse inkluderer:

  • Hvis avstanden øker, reduseres effektiviteten til CSMA / CD.
  • For Local Area Network (LAN) fungerer CSMA / CD optimalt, men for langdistanse nettverk som WAN er det ikke tilrådelig å bruke CSMA / CD.
  • Hvis lengden på pakken er større, øker effektiviteten, men igjen er det en begrensning. Maksimumsgrensen for lengden på pakkene er 1500 byte.

Fordeler og ulemper med CSMA / CD

Fordeler

  • Overhead er mindre i CSMA / CD.
  • Når det er mulig, bruker den all båndbredden.
  • Den oppdager kollisjon i løpet av veldig kort tid.
  • Effektiviteten er bedre enn enkel CSMA.
  • Det unngår stort sett enhver form for sløsing med overføring.

Ulemper

  • Ikke egnet for store avstandsnettverk.
  • Avstandsbegrensning er 2500 meter. Kollisjon kan ikke oppdages etter denne grensen.
  • Tildeling av prioriteringer kan ikke gjøres til visse noder.
  • Etter hvert som enheter legges til, forstyrres ytelsen eksponentielt.

applikasjoner

CSMA / CD ble brukt i delte media Ethernet-varianter (10BASE2,10BASE5) og i de tidlige versjonene av tvunnet par Ethernet som brukte repeater-nav.

Men i dag er moderne Ethernet-nettverk bygget med brytere og full-duplex-tilkoblinger, slik at CSMA / CD ikke lenger brukes.

ofte stilte spørsmål

Q # 1) Hvorfor brukes ikke CSMA / CD i full dupleks?

Svar: I full-dupleks-modus er kommunikasjon mulig i begge retninger. Så det er minst eller faktisk ingen sjanse for kollisjon og dermed ingen mekanisme som CSMA / CD finner sin bruk på full-dupleks.

Q # 2) Brukes CSMA / CD fortsatt?

Svar: CSMA / CD brukes ikke ofte lenger, ettersom brytere har erstattet nav, og når brytere brukes, forekommer ingen kollisjon.

Spørsmål 3) Hvor brukes CSMA / CD?

Svar: Den brukes i utgangspunktet på halv-dupleks Ethernet-teknologi for lokalnettverk.

Q # 4) Hva er forskjellen mellom CSMA / CD og ALOHA?

Svar: Hovedforskjellen mellom ALOHA og CSMA / CD er at ALOHA ikke har funksjonen av bærerregistrering som CSMA / CD.

CSMA / CD oppdager om kanalen er ledig eller opptatt før dataoverføring, slik at den kan unngå kollisjon, mens ALOHA ikke kan oppdage før overføring, og dermed kan flere stasjoner overføre data samtidig og dermed føre til en kollisjon.

Sp # 5) Hvordan oppdager CSMA / CD kollisjon?

Svar: CSMA / CD oppdager kollisjoner ved å registrere sendinger fra andre stasjoner først og begynner å sende når transportøren er inaktiv.

Q # 6) Hva er forskjellen mellom CSMA / CA og CSMA / CD?

programvare for kunstig intelligens for pc gratis nedlasting

Svar: CSMA / CA er en protokoll som er effektiv før kollisjon, mens CSMA / CD-protokoll trer i kraft etter kollisjon. CSMA / CA brukes også i trådløse nettverk, men CSMA / CD fungerer i kablede nettverk.

Q # 7) Hva er hensikten med CSMA / CD?

Svar: Hovedformålet er å oppdage kollisjoner og se om kanalen er ledig før en stasjon starter overføring. Det tillater overføring bare når nettverket er gratis. I tilfelle kanalen er opptatt, venter den litt tilfeldig tid før den sendes.

Q # 8) Bruker brytere CSMA / CD?

Svar: Brytere bruker ikke lenger CSMA / CD-protokoll da de fungerer på full dupleks der kollisjon ikke forekommer.

Q # 9) Bruker wifi CSMA / CD?

Svar: Nei, wifi bruker ikke CSMA / CD.

Konklusjon

Så fra forklaringen ovenfor kan vi konkludere med at CSMA / CD-protokollen ble implementert for å minimere sjansene for kollisjon under dataoverføring og forbedre ytelsen.

Hvis en stasjon faktisk kan ane mediet før du bruker det, kan sjansene for kollisjon reduseres. I denne metoden overvåker stasjonen først mediet og sender senere en ramme for å se om overføringen var vellykket.

Hvis mediet blir opptatt, venter stasjonen på en tilfeldig tid, og når mediet blir inaktiv, starter stasjonen overføringen. Imidlertid, hvis det er en kollisjon, blir rammen sendt på nytt. Slik håndterer CSMA / CD kollisjon.

Anbefalt lesing

^