CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) yra medijos prieigos kontrolės metodas, plačiai naudojamas ankstyvosiose Ethernet technologijose/LAN, kai anksčiau buvo bendra magistralės topologija ir kiekvienas mazgas (kompiuteriai) buvo sujungtas bendraašiais kabeliais. Dabar Days Ethernet yra visiškai dvipusis, o topologija yra arba žvaigždė (prijungta per jungiklį arba maršrutizatorių) arba taškas į tašką (tiesioginis ryšys). Taigi CSMA / CD nenaudojamas, tačiau jie vis tiek palaikomi.

Apsvarstykite scenarijų, kai nuorodoje yra „n“ stočių ir visos laukia, kol galės perduoti duomenis per tą kanalą. Tokiu atveju visos „n“ stotys norėtų pasiekti nuorodą / kanalą, kad galėtų perkelti savo duomenis. Problema kyla, kai duomenis tuo metu perduoda daugiau nei viena stotis. Tokiu atveju skirtingų stočių duomenys susidurs.

CSMA/CD yra vienas iš tokių būdų, kai skirtingos stotys, kurios laikosi šio protokolo, susitaria dėl tam tikrų sąlygų ir susidūrimo aptikimo priemonių, kad būtų galima veiksmingai perduoti. Šis protokolas nusprendžia, kuri stotis kada perduos, kad duomenys pasiektų paskirties vietą be pažeidimų.

Kaip veikia CSMA/CD?

1 veiksmas: patikrinkite, ar siuntėjas yra pasirengęs perduoti duomenų paketus. 2 veiksmas: patikrinkite, ar perdavimo jungtis neveikia.
Siuntėjas turi nuolat tikrinti, ar perdavimo nuoroda / terpė neveikia. Tam jis nuolatos suvokia perdavimą iš kitų mazgų. Siuntėjas nuorodoje siunčia netikrus duomenis. Jei jis negauna jokio susidūrimo signalo, tai reiškia, kad nuoroda šiuo metu neveikia. Jei jis nustato, kad vežėjas yra laisvas ir nėra susidūrimų, jis siunčia duomenis. Priešingu atveju jis susilaiko nuo duomenų siuntimo. 3 veiksmas: perduokite duomenis ir patikrinkite, ar nėra susidūrimų.
Siuntėjas savo duomenis perduoda nuorodoje. CSMA/CD nenaudoja „patvirtinimo“ sistemos. Jis tikrina sėkmingus ir nesėkmingus perdavimus per susidūrimo signalus. Perdavimo metu, jei mazgas gauna susidūrimo signalą, perdavimas sustabdomas. Tada stotis perduoda strigties signalą į nuorodą ir laukia atsitiktinių laiko intervalų, kol iš naujo išsiųs kadrą. Po tam tikro atsitiktinio laiko jis vėl bando perkelti duomenis ir pakartoja aukščiau aprašytą procesą. 4 veiksmas: jei sklidimo metu susidūrimas nebuvo aptiktas, siuntėjas užbaigia kadrų perdavimą ir iš naujo nustato skaitiklius.

Kaip stotis žino, ar jos duomenys susiduria?

Apsvarstykite aukščiau pateiktą situaciją. Dvi stotys, A ir B.
Sklidimo laikas: Tp = 1 val. (Signalui pereiti iš A į B užtrunka 1 val.)

At time t=0, A transmits its data. t= 30 mins : Collision occurs.>

Po susidūrimo generuojamas susidūrimo signalas ir siunčiamas į A ir B, kad praneštų stotims apie susidūrimą. Kadangi susidūrimas įvyko viduryje, susidūrimo signalas taip pat užtrunka 30 minučių, kad pasiektų A ir B.

Therefore, t=1 hr: A & B receive collision signals.>

Šį susidūrimo signalą priima visos tos nuorodos stotys. Tada

Kaip užtikrinti, kad susidūrė mūsų stoties duomenys?
Šiuo atveju perdavimo laikas (Tt)> plitimo laikas (Tp) [apytikslis apribojimas]
Taip yra todėl, kad norime, kad prieš perduodant paskutinį duomenų bitą iš savo stoties, turėtume bent jau įsitikinti, kad kai kurie bitai jau pasiekė savo tikslą. Taip užtikrinama, kad nuoroda nebus užimta ir neįvyks susidūrimų.
Tačiau aukščiau yra laisvi apribojimai. Nesutrukome, kol susidūrimo signalas grįžta pas mus. Norėdami tai padaryti, apsvarstykite blogiausią scenarijų.

Dar kartą apsvarstykite aukščiau pateiktą sistemą.

At time t=0, A transmits its data. t= 59:59 mins : Collision occurs>

Šis susidūrimas įvyksta prieš pat duomenims pasiekiant B. Dabar susidūrimo signalui vėl reikia 59:59 minučių, kad pasiektų A. Vadinasi, A gauna susidūrimo informaciją maždaug po 2 valandų, tai yra po 2 * Tp.

Hence, to ensure tighter bound, to detect the collision completely, Tt>>= 2 * Miestas>> 
Tai didžiausias susidūrimo laikas, per kurį sistema gali nustatyti, ar susidūrimas įvyko dėl jos pačios duomenų.
 
  Koks turėtų būti minimalus siuntimo paketo ilgis?  
 = 2 * Tp * Nuorodos pralaidumas>

Paminkštinimas padeda tais atvejais, kai neturime tokių ilgų pakelių. Duomenų pabaigoje galime papildyti papildomus simbolius, kad būtų patenkinta aukščiau nurodyta sąlyga.

CSMA / CD susidūrimų aptikimas apima šias funkcijas:

Vežėjo pojūtis: prieš perduodant duomenis įrenginys klausosi tinklo, kad patikrintų, ar perdavimo terpė laisva. Jei laikmena užimta, įrenginys laukia, kol atsilaisvins, prieš perduodamas duomenis. Daugkartinė prieiga: CSMA / CD tinkle keli įrenginiai dalijasi ta pačia perdavimo terpe. Kiekvienas įrenginys turi vienodą prieigą prie laikmenos, o bet kuris įrenginys gali perduoti duomenis, kai laikmena yra laisva. Susidūrimo aptikimas: jei du ar daugiau įrenginių vienu metu perduoda duomenis, įvyksta susidūrimas. Įrenginys, aptikęs susidūrimą, iš karto nustoja siųsti ir siunčia strigimo signalą, kad informuotų apie susidūrimą visus kitus tinklo įrenginius. Tada įrenginiai atsitiktinai palaukia prieš bandydami vėl perduoti, kad sumažintų kito susidūrimo tikimybę. Atgalinis algoritmas: CSMA / CD atbulinės eigos algoritmas naudojamas nustatyti, kada įrenginys gali pakartotinai perduoti duomenis po susidūrimo. Algoritmas naudoja atsitiktinį delsą prieš įrenginiui pakartotinai perduodant duomenis, kad sumažintų kito susidūrimo tikimybę. Minimalus kadro dydis: CSMA / CD reikalaujama minimalaus kadro dydžio, kad visi įrenginiai turėtų pakankamai laiko aptikti susidūrimą prieš pasibaigiant siuntimui. Jei kadras per trumpas, įrenginys gali neaptikti susidūrimo ir tęsti siuntimą, todėl tinkle gali būti sugadinti duomenys.

CSMA/CD pranašumai:

Paprasta ir plačiai naudojama: CSMA/CD yra plačiai naudojamas Ethernet tinklų protokolas, o dėl jo paprastumo jį lengva įdiegti ir naudoti.
Sąžiningumas: CSMA/CD tinkle visi įrenginiai turi vienodą prieigą prie perdavimo terpės, o tai užtikrina teisingą duomenų perdavimą.
Efektyvumas: CSMA/CD leidžia efektyviai naudoti perdavimo terpę, užkertant kelią nereikalingiems susidūrimams ir sumažinant tinklo perkrovą.

CSMA/CD trūkumai:

Ribotas mastelio keitimas: CSMA / CD turi mastelio apribojimų, todėl jis gali būti netinkamas dideliems tinklams, kuriuose yra daug įrenginių.
Pažeidžiamumas susidūrimams: Nors CSMA / CD gali aptikti susidūrimus, jis negali jiems užkirsti kelio. Dėl susidūrimų gali sugadinti duomenys, vėluoti pakartotinis siuntimas ir sumažėti tinklo našumas.
Neefektyvus pralaidumo naudojimas: CSMA / CD naudoja atsitiktinį atsitraukimo algoritmą, dėl kurio tinklo pralaidumas gali būti naudojamas neefektyviai, jei įrenginys nuolat susiduria su susidūrimais.
Jautrumas saugumo atakoms: CSMA / CD nesuteikia jokių saugos funkcijų, o protokolas yra pažeidžiamas saugumo atakų, tokių kaip paketų uostymas ir klastojimas.

Skaityti toliau – CSMA/CD efektyvumas