csma cd
CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision detection) er en MAC-protokol (Media Access Control), der bruges i Local Area Networking:
Det bruger tidlig Ethernet-teknologi til at overvinde kollision, når den opstår.
Denne metode organiserer datatransmission korrekt ved at regulere kommunikation i et netværk med et delt transmissionsmedium.
Denne tutorial giver dig en komplet forståelse af Carrier Sense Multiple Access Protocol.
Hvad du lærer:
Carrier Sense Multiple Access med kollisionsdetektion
CSMA / CD, en MAC-procesprotokol, registrerer først for transmissioner fra de andre stationer i kanalen og begynder kun at transmittere, når kanalen er klar til at transmittere.
Så snart en station registrerer en kollision, stopper den transmission og sender et jam-signal. Derefter venter den i et stykke tid, før den transmitteres igen.
Lad os forstå betydningen af den enkelte komponent i CSMA / CD.
- CS - Det står for Carrier Sensing. Det indebærer, at inden stationen sendes, registrerer en station først transportøren. Hvis transportøren findes gratis, sender stationen data ellers, den afholder sig fra.
- MA - Står for multipel adgang, dvs. hvis der er en kanal, så er der mange stationer, der prøver at få adgang til den.
- CD - Står til kollisionsdetektion. Det guider også til at gå videre i tilfælde af kollision med pakkedata.
Hvad er CSMA / CD
CSMA / CD-procedure kan forstås som en gruppediskussion, hvor hvis deltagerne taler på én gang, vil det være meget forvirrende, og kommunikationen vil ikke ske.
I stedet for for god kommunikation kræves det, at deltagerne taler hinanden efter hinanden, så vi tydeligt kan forstå bidraget fra hver deltager i diskussionen.
Når en deltager er færdig med at tale, skal vi vente i en bestemt periode for at se, om nogen anden deltager taler eller ej. Man skal kun begynde at tale, når ingen anden deltager har talt. Hvis en anden deltager også taler på samme tid, skal vi stoppe, vente og prøve igen efter et stykke tid.
Lignende er processen med CSMA / CD, hvor transmission af datapakker kun udføres, når datatransmissionsmediet er gratis. Når forskellige netværksenheder prøver at dele en datakanal samtidigt, vil den støde på en datakollision .
peger med kø c ++
Mediet overvåges kontinuerligt for at detektere enhver datakollision. Når mediet detekteres som frit, skal stationen vente i en bestemt periode, før den sender datapakken for at undgå chancer for datakollision.
Når ingen anden station forsøger at sende dataene, og der ikke registreres nogen datakollision, siges transmission af data at være vellykket.
Algoritme
Algoritmetrinnene inkluderer:
- For det første registrerer den station, der ønsker at transmittere dataene, transportøren om, hvorvidt den er optaget eller inaktiv. Hvis en transportør findes inaktiv, udføres transmissionen.
- Transmissionsstationen registrerer en eventuel kollision under anvendelse af betingelsen: Tt> = 2 * Tp hvor Tt er transmissionsforsinkelsen, og Tp er udbredelsesforsinkelsen.
- Stationen frigiver marmesignalet, så snart det registrerer en kollision.
- Efter kollision er sket, stopper sendestationen med at sende og venter på en tilfældig tid kaldet ' back-off-tid '. Efter denne tid transmitterer stationen igen.
CSMA / CD-flowdiagram
(billede kilde )
Hvordan fungerer CSMA / CD
For at forstå funktionen af CSMA / CD, lad os overveje følgende scenarie.
- Antag, at der er to stationer A og B. Hvis station A vil sende nogle data til station B, skal den først registrere transportøren. Dataene sendes kun, hvis luftfartsselskabet er gratis.
- Men ved at stå på et punkt kan det ikke mærke hele transportøren, det kan kun mærke kontaktpunktet. I henhold til protokollen kan enhver station sende data til enhver tid, men den eneste betingelse er først at føle transportøren som om den er inaktiv eller optaget.
- Hvis A og B sammen begynder at overføre deres data, er det ret muligt, at begge stationers data kolliderer. Så begge stationer modtager unøjagtige kolliderede data.
Så spørgsmålet, der opstår her er: hvordan vil stationerne vide, at deres data blev kollideret?
Svaret på dette spørgsmål er, hvis det kolloide signal kommer tilbage under transmissionsprocessen, så indikerer det, at kollisionen er sket.
Til dette skal stationerne fortsætte med at sende. Først da kan de være sikre på, at det er deres egne data, der blev kollideret / ødelagt.
Hvis pakken i tilfælde er stor nok, hvilket betyder, at når kollisionssignalet kommer tilbage til den sendende station, sender stationen stadig den venstre del af data. Derefter kan den genkende, at dens egne data gik tabt under kollisionen.
Forståelse af kollisionsdetektion
For at opdage en kollision er det vigtigt, at stationen fortsætter med at transmittere data, indtil den sendende station får kollisionssignalet tilbage, hvis der er noget.
Lad os tage et eksempel, hvor de første bits transmitteret af stationen er involveret i kollisionen. Overvej, at vi har fire stationer A, B, C og D. Lad udbredelsesforsinkelsen fra station A til station D være 1 time, dvs. hvis datapakkebiten begynder at bevæge sig kl. 10, så når den D kl.
- Klokken 10 oplever begge stationerne A og D transportøren som fri og starter deres transmission.
- Hvis den samlede udbredelsesforsinkelse er 1 time, når stationens første bits efter en halv time halvvejs og vil snart opleve en kollision.
- Så præcis kl. 10.30 vil der være en kollision, der producerer kollisionssignaler.
- Klokken 11 når kollisionssignalerne stationer A og D, dvs. præcis efter en time modtager stationerne kollisionssignalet.
For at de respektive stationer skal registrere, at det er deres egne data, der kolliderede, skal transmissionstiden for begge stationer derfor være større end deres udbredelsestid. dvs. Tt> Tp
Hvor Tt er transmissionstiden, og Tp er formeringstiden.
Lad os se den værst tænkelige situation nu.
- Station A startede transmissionen kl. 10 og er ved at nå station D kl. 10:59:59.
- På dette tidspunkt startede station D sin transmission efter at have registreret transportøren som fri.
- Så her vil den første bit datapakke, der sendes fra station D, blive udsat for kollision med datapakken fra station A.
- Efter kollision opstod, begynder luftfartsselskabet at sende et kolloidalt signal.
- Station A modtager kollisionssignalet efter 1 time.
Dette er betingelsen for opdage kollision i værste fald hvor Hvis en station vil opdage kollision, skal den fortsætte med at transmittere data indtil 2Tp, dvs. Tt> 2 * Tp.
Nu er det næste spørgsmål, om stationen skal transmittere dataene i mindst 2 * Tp tid, hvor mange data skal stationen have, så den kan transmittere i denne tid?
Så for at opdage en kollision, skal pakkens minimumsstørrelse være 2 * Tp * B.
Nedenstående diagram forklarer kollisionen af de første bits i CSMA / CD:
(billede kilde )
Station A, B, C, D er forbundet via Ethernet-ledning. Enhver station kan sende sin datapakke til transmission efter at have registreret signalet som inaktiv. Her sendes datapakkerne i bits, der tager tid at rejse. På grund af dette er der chancer for en kollision.
I ovenstående diagram begynder station A på tidspunktet ti at transmittere den første bit af data efter at have registreret bæreren som fri. På tidspunktet t2 registrerer station C også bæreren som fri og begynder at transmittere dataene. Ved t3 sker kollisionen mellem bits sendt af stationer A og C.
hvad er komponenterne i Java-platformen?
Således bliver transmissionstiden for station C t3-t2. Efter kollisionen sender transportøren det kolloide signal tilbage til station A, som når på tidspunktet t4. Dette betyder, at kollisionen også kan registreres, mens data sendes.
Efter at have set tidsvarigheden for de to transmissioner henvises til nedenstående figur for en komplet forståelse.
Effektivitet af CSMA / CD
Effektiviteten af CSMA / CD er bedre end Pure ALOHA, men der er nogle punkter, der skal huskes, mens man måler effektiviteten af CSMA / CD.
Disse inkluderer:
- Hvis afstanden øges, falder effektiviteten af CSMA / CD.
- For Local Area Network (LAN) fungerer CSMA / CD optimalt, men for langdistance-netværk som WAN anbefales det ikke at bruge CSMA / CD.
- Hvis længden af pakken er større, øges effektiviteten, men der er igen en begrænsning. Den maksimale grænse for pakkenes længde er 1500 byte.
Fordele og ulemper ved CSMA / CD
Fordele
- Overhead er mindre i CSMA / CD.
- Når det er muligt, bruger den al båndbredde.
- Det registrerer kollision inden for en meget kort tidsperiode.
- Dens effektivitet er bedre end simpel CSMA.
- Det undgår for det meste enhver form for spildende transmission.
Ulemper
for at generere et tilfældigt tal kan du bruge funktionen rand i headerfilen
- Ikke egnet til store fjernnetværk.
- Afstandsbegrænsning er 2500 meter. Kollision kan ikke registreres efter denne grænse.
- Tildeling af prioriteter kan ikke foretages til visse noder.
- Når enheder tilføjes, forstyrres ydeevnen eksponentielt.
Ansøgninger
CSMA / CD blev brugt i delte medier Ethernet-varianter (10BASE2,10BASE5) og i de tidlige versioner af twisted pair Ethernet, der brugte repeaterhubs.
Men i dag er moderne Ethernet-netværk bygget med switche og full-duplex-forbindelser, så CSMA / CD ikke længere bruges.
Ofte stillede spørgsmål
Spørgsmål nr. 1) Hvorfor bruges CSMA / CD ikke på en fuld dupleks?
Svar: I fuld duplex-tilstand er kommunikation mulig i begge retninger. Så der er mindst eller faktisk ingen chance for kollision, og derfor finder ingen mekanisme som CSMA / CD anvendelse på en fuld dupleks.
Q # 2) Bruges CSMA / CD stadig?
Svar: CSMA / CD bruges ikke ofte længere, da switche har erstattet hubs, og da switche bruges, sker der ingen kollision.
Q # 3) Hvor bruges CSMA / CD?
Svar: Det bruges dybest set på halv-duplex Ethernet-teknologi til lokalnetværk.
Q # 4) Hvad er forskellen mellem CSMA / CD og ALOHA?
Svar: Den væsentligste forskel mellem ALOHA og CSMA / CD er, at ALOHA ikke har funktionen af bæreregistrering som CSMA / CD.
CSMA / CD registrerer, om kanalen er ledig eller optaget, før den transmitterer data, så den kan undgå kollision, mens ALOHA ikke kan registrere, før den transmitteres, og dermed kan flere stationer transmittere data på samme tid, hvilket fører til en kollision.
Spørgsmål nr. 5) Hvordan registrerer CSMA / CD kollision?
Svar: CSMA / CD registrerer kollisioner ved først at registrere transmissioner fra andre stationer og begynder at sende, når transportøren er inaktiv.
Q # 6) Hvad er forskellen mellem CSMA / CA og CSMA / CD?
Svar: CSMA / CA er en protokol, der er effektiv før kollision, mens CSMA / CD-protokol træder i kraft efter kollision. CSMA / CA bruges også i trådløse netværk, men CSMA / CD fungerer i kablede netværk.
Q # 7) Hvad er formålet med CSMA / CD?
Svar: Hovedformålet er at opdage kollisioner og se, om kanalen er ledig, inden en station starter transmission. Det tillader kun transmission, når netværket er gratis. Hvis kanalen er optaget, venter den på noget tilfældig tid, før den sendes.
Q # 8) Bruger switche CSMA / CD?
Svar: Switche bruger ikke længere CSMA / CD-protokol, da de arbejder på fuld duplex, hvor kollision ikke forekommer.
Q # 9) Bruger wifi CSMA / CD?
Svar: Nej, wifi bruger ikke CSMA / CD.
Konklusion
Så fra ovenstående forklaring kan vi konkludere, at CSMA / CD-protokollen blev implementeret for at minimere chancerne for kollision under datatransmission og forbedre ydeevnen.
Hvis en station faktisk kan mærke mediet, før det bruges, kan chancerne for kollision reduceres. I denne metode overvåger stationen først mediet og sender senere en ramme for at se, om transmissionen var vellykket.
Hvis mediet findes optaget, venter stationen på en tilfældig tid, og når mediet bliver inaktivt, starter stationen transmissionen. Men hvis der er en kollision, sendes rammen igen. Sådan håndterer CSMA / CD kollision.
Anbefalet læsning
- 10 bedste software til fjernadgang (software til fjernbetjening) i 2021
- Flere måder at udføre JUnit-test på
- Top 7 TeamViewer-alternativer til adgang til fjernskrivebord i 2021
- En komplet guide til firewall: Sådan oprettes et sikkert netværkssystem
- Alt om Layer 2 og Layer 3 switche i netværkssystem
- Computer Networking Tutorial: The Ultimate Guide
- Top 60 netværksspørgsmål og svar