Meny

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

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

csma cd

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem

CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision detection) är ett MAC-protokoll (Media Access Control) som används i Local Area Networking:

Den använder tidig Ethernet-teknik för att övervinna kollision när den inträffar.

Denna metod organiserar dataöverföring ordentligt genom att reglera kommunikation i ett nätverk med ett delat överföringsmedium.

Denna handledning ger dig en fullständig förståelse för Carrier Sense Multiple Access Protocol.

Vad är CSMA_CD

Vad du kommer att lära dig:

Carrier Sense Multiple Access med kollisionsavkänning

CSMA / CD, ett MAC-processprotokoll, känner först av eventuella överföringar från de andra stationerna i kanalen och börjar sända endast när kanalen är klar att sända.

Så snart en station upptäcker en kollision, stoppar den sändningen och skickar en störningssignal. Den väntar sedan under en viss tidsperiod innan den sänds på nytt.

Låt oss förstå innebörden av den enskilda komponenten i CSMA / CD.

  1. CS - Det står för Carrier Sensing. Det innebär att innan en station skickar data känner en station först transportören. Om transportören hittas ledig överför stationen data som den avstår från.
  2. MA - Står för multipel åtkomst, dvs om det finns en kanal, så finns det många stationer som försöker komma åt den.
  3. CD - Står för kollisionsavkänning. Det hjälper dig också att fortsätta vid kollision med paketdata.

Vad är CSMA / CD

CSMA / CD-proceduren kan förstås som en gruppdiskussion, där om deltagarna pratar på en gång kommer det att vara mycket förvirrande och kommunikationen kommer inte att ske.

För god kommunikation krävs det istället att deltagarna pratar efter varandra så att vi tydligt kan förstå varje deltagares bidrag i diskussionen.

När en deltagare har pratat slut bör vi vänta en viss tidsperiod för att se om någon annan deltagare talar eller inte. Man bör börja prata först när ingen annan deltagare har talat. Om en annan deltagare också pratar samtidigt bör vi stanna, vänta och försöka igen efter en tid.

Liknande är processen för CSMA / CD, där datapaketöverföringen endast görs när dataöverföringsmediet är gratis. När olika nätverksenheter försöker dela en datakanal samtidigt kommer den att stöta på en datakollision .

hur är Linux bättre än Windows

Mediet övervakas kontinuerligt för att upptäcka eventuell datakollision. När mediet detekteras som fritt bör stationen vänta en viss tidsperiod innan den skickar datapaketet för att undvika risken för datakollision.

När ingen annan station försöker skicka data och ingen datakollision upptäcks, sägs överföringen av data lyckas.

Algoritm

Algoritmstegen inkluderar:

  • För det första känner stationen som vill sända data bäraren om den är upptagen eller inaktiv. Om en transportör befinner sig i tomgång utförs överföringen.
  • Överföringsstationen upptäcker en kollision, om någon, med villkoret: Tt> = 2 * Tp där Tt är överföringsfördröjningen och Tp är utbredningsfördröjningen.
  • Stationen släpper ut störningssignalen så snart den upptäcker en kollision.
  • Efter att kollision har inträffat slutar sändningsstationen att sända och väntar på en slumpmässig tid som kallas ” back-off-tid '. Efter denna tid överför stationen igen.

Flödesschema för CSMA / CD

CSMA / CD Flödesschema nytt

(bild källa )

Hur fungerar CSMA / CD

För att förstå hur CSMA / CD fungerar, låt oss överväga följande scenario.

Hur fungerar CSMA CD

  • Antag att det finns två stationer A och B. Om station A vill skicka data till station B måste den först känna bäraren. Uppgifterna skickas endast om operatören är gratis.
  • Men genom att stå vid en punkt kan det inte känna hela bäraren, det kan bara känna kontaktpunkten. Enligt protokollet kan vilken station som helst skicka data när som helst, men det enda villkoret är att först känna bäraren som om den är inaktiv eller upptagen.
  • Om A och B tillsammans börjar sända sina data är det ganska möjligt att data från båda stationerna kolliderar. Så båda stationerna kommer att få felaktiga kolliderade data.

Så frågan som uppstår här är: hur kommer stationerna att veta att deras data kolliderade?

Svaret på denna fråga är, om den kolloidala signalen kommer tillbaka under överföringsprocessen, så indikerar den att kollisionen har inträffat.

För detta måste stationerna fortsätta sända. Först då kan de vara säkra på att det är deras egna data som kolliderade / skadades.

Om paketet är tillräckligt stort, vilket betyder att när kollisionssignalen kommer tillbaka till den sändande stationen, sänder stationen fortfarande den vänstra delen av data. Då kan den känna igen att dess egna data gick vilse i kollisionen.

Förstå kollisionsavkänning

För att upptäcka en kollision är det viktigt att stationen fortsätter att sända data tills den sändande stationen får tillbaka kollisionssignalen om någon.

Låt oss ta ett exempel där de första bitarna som sänds av stationen är inblandade i kollisionen. Tänk på att vi har fyra stationer A, B, C och D. Låt utbredningsfördröjningen från station A till station D vara 1 timme, dvs. om datapaketbiten börjar röra sig klockan 10 kommer den att nå D klockan 11.

Förstå kollisionsavkänning

  • Klockan 10 på morgonen känner båda stationerna, A och D transportören som fri och börjar sända.
  • Om den totala utbredningsfördröjningen är 1 timme, når båda stationens första bitar efter en halvtimme halvvägs och kommer snart att uppleva en kollision.
  • Precis klockan 10.30 kommer det att bli en kollision som kommer att producera kollisionssignaler.
  • Klockan 11 kommer kollisionssignalerna att nå stationerna A och D, dvs. exakt efter en timme tar stationerna emot kollisionssignalen.

För att respektive stationer ska kunna upptäcka att det är deras egna data som kolliderade bör sändningstiden för båda stationerna vara längre än deras fortplantningstid. dvs. Tt> Tp

Där Tt är sändningstiden och Tp är fortplantningstiden.

Låt oss se den värsta situationen nu.

sändningstid och Tp

  • Station A startade sändningen klockan 10 och är på väg att nå station D klockan 10:59:59
  • Vid denna tidpunkt började station D sin sändning efter att ha känt transportören som fri.
  • Så här kommer den första biten av datapaket som skickas från station D att möta kollision med datapaketet för station A.
  • Efter att en kollision inträffat börjar transportören skicka en kolloidal signal.
  • Station A tar emot kollisionssignalen efter 1 timme.

Detta är villkoret för upptäcka kollision i värsta fall där om en station vill upptäcka kollision bör den fortsätta att överföra data till 2Tp, dvs Tt> 2 * Tp.

plsql intervju frågor och svar för erfarna

Nu är nästa fråga om stationen måste sända data under minst 2 * Tp-tid, hur mycket data ska stationen ha så att den kan sända under den här tiden?

upptäcker kollision i värsta fall ny

Så för att upptäcka en kollision bör paketets minsta storlek vara 2 * Tp * B.

Nedanstående diagram förklarar kollisionen av de första bitarna i CSMA / CD:

Kollision av första bitar i CSMA

(bild källa )

Station A, B, C, D är anslutna via Ethernet-kabel. Varje station kan skicka sitt datapaket för överföring efter att känna av signalen som inaktiv. Här skickas datapaket i bitar som tar tid att resa. På grund av detta finns det risk för kollision.

I diagrammet ovan börjar station A vid sändning av den första databiten efter avkänning av bäraren som fri. Vid tidpunkten t2 känner stationen C också bäraren som fri och börjar sända data. Vid t3 sker kollisionen mellan bitar som sänds av stationerna A och C.

Sändningstiden för station C blir således t3-t2. Efter kollisionen skickar bäraren tillbaka den kolloidala signalen till station A som kommer att nå vid tidpunkten t4. Detta innebär att kollisionen även kan upptäckas medan data skickas.

Efter att ha sett tidsperioderna för de två överföringarna, se nedanstående figur för en fullständig förståelse.

bildspel nytt

Effektivitet av CSMA / CD

Effektiviteten hos CSMA / CD är bättre än Pure ALOHA men det finns några punkter som måste komma ihåg när man mäter effektiviteten hos CSMA / CD.

Dessa inkluderar:

  • Om avståndet ökar minskar effektiviteten för CSMA / CD.
  • För Local Area Network (LAN) fungerar CSMA / CD optimalt men för långväga nätverk som WAN är det inte tillrådligt att använda CSMA / CD.
  • Om paketets längd är större ökar effektiviteten men då finns det en begränsning. Den maximala gränsen för paketets längd är 1500 byte.

Fördelar och nackdelar med CSMA / CD

Fördelar

  • Overhead är mindre i CSMA / CD.
  • När det är möjligt använder den all bandbredd.
  • Den upptäcker kollision inom en mycket kort tidsperiod.
  • Dess effektivitet är bättre än enkel CSMA.
  • Det undviker mestadels någon form av slösaktig överföring.

Nackdelar

  • Inte lämpligt för stora distansnät.
  • Avståndsbegränsning är 2500 meter. Kollision kan inte detekteras efter denna gräns.
  • Prioritering kan inte göras till vissa noder.
  • När enheter läggs till störs prestandan exponentiellt.

Applikationer

CSMA / CD användes i Ethernet-varianter med delat media (10BASE2,10BASE5) och i de tidiga versionerna av tvinnat Ethernet som använde repeater-nav.

Men nuförtiden är moderna Ethernet-nätverk byggda med switchar och full-duplex-anslutningar så att CSMA / CD inte längre används.

Vanliga frågor

F # 1) Varför används inte CSMA / CD i full duplex?

Svar: I full-duplex-läge är kommunikation möjlig i båda riktningarna. Så det finns minst eller faktiskt ingen risk för kollision och därmed ingen mekanism som CSMA / CD hittar dess användning på full-duplex.

F # 2) Används CSMA / CD fortfarande?

Svar: CSMA / CD används inte ofta längre eftersom switchar har ersatt nav och eftersom switchar används inträffar ingen kollision.

F # 3) Var används CSMA / CD?

Svar: Det används i grunden på halv-duplex Ethernet-teknik för lokalt nätverk.

F # 4) Vad är skillnaden mellan CSMA / CD och ALOHA?

Svar: Huvudskillnaden mellan ALOHA och CSMA / CD är att ALOHA inte har funktionen av bäraravkänning som CSMA / CD.

CSMA / CD upptäcker om kanalen är ledig eller upptagen innan data sänds så att den kan undvika kollision medan ALOHA inte kan upptäcka innan den sänds och därmed kan flera stationer överföra data samtidigt vilket leder till en kollision.

F # 5) Hur upptäcker CSMA / CD kollision?

Svar: CSMA / CD upptäcker kollisioner genom att känna av sändningar från andra stationer först och börjar sända när transportören är inaktiv.

F # 6) Vad är skillnaden mellan CSMA / CA och CSMA / CD?

Svar: CSMA / CA är ett protokoll som är effektivt före kollision medan CSMA / CD-protokoll träder i kraft efter kollision. CSMA / CA används också i trådlösa nätverk men CSMA / CD fungerar i trådbundna nätverk.

F # 7) Vad är syftet med CSMA / CD?

Svar: Dess huvudsyfte är att upptäcka kollisioner och se om kanalen är ledig innan en station börjar sända. Det tillåter endast överföring när nätverket är gratis. Om kanalen är upptagen väntar den någon slumpmässig tid innan den sänds.

fjärrskrivbordsprogramvara för Windows 7

F # 8) Använder switchar CSMA / CD?

Svar: Växlar använder inte längre CSMA / CD-protokollet eftersom de arbetar på full duplex där kollision inte sker.

F # 9) Använder wifi CSMA / CD?

Svar: Nej, wifi använder inte CSMA / CD.

Slutsats

Så från ovanstående förklaring kan vi dra slutsatsen att CSMA / CD-protokollet implementerades för att minimera risken för kollision under dataöverföring och förbättra prestanda.

Om en station faktiskt kan känna av mediet innan den används kan risken för kollision minskas. I denna metod övervakar stationen först mediet och skickar senare en ram för att se om överföringen lyckades.

Om mediet hittas upptaget väntar stationen någon slumpmässig tid och när mediet blir inaktivt startar stationen sändningen. Men om det är en kollision skickas ramen igen. Så här hanterar CSMA / CD kollision.

Rekommenderad läsning

^