csma cd
CSMA / CD (Multiple Access Carrier Sense з виявленням зіткнень) - це протокол управління доступом до мультимедіа (MAC), що використовується в локальних мережах:
Він використовує ранню технологію Ethernet для подолання зіткнення, коли воно відбувається.
Цей метод належним чином організовує передачу даних, регулюючи зв'язок у мережі із загальним носієм передачі.
Цей підручник дасть вам повне розуміння протоколу багаторазового доступу Carrier Sense.
Що ви дізнаєтесь:
Багаторазовий доступ Carrier Sense із виявленням зіткнень
CSMA / CD, протокол MAC-процесу, спочатку визначає будь-які передачі від інших станцій каналу і починає передавати лише тоді, коли канал є чітким для передачі.
Як тільки станція виявляє зіткнення, вона зупиняє передачу і надсилає сигнал про застрягання. Потім він чекає деякий проміжок часу перед повторною передачею.
Давайте зрозуміємо значення окремого компонента CSMA / CD.
- CS - Це розшифровується як Carrier Sensing. Це означає, що перед відправкою даних станція спочатку відчуває перевізника. Якщо перевізник виявляється вільним, тоді станція передає дані, в іншому випадку, утримується.
- MA - Підтримує паралельний доступ, тобто якщо є канал, то існує багато станцій, які намагаються отримати до нього доступ.
- CD - Стенди для виявлення зіткнень. Це також вказує на подальші дії у разі зіткнення пакетних даних.
Що таке CSMA / CD
Процедуру CSMA / CD можна зрозуміти як групову дискусію, де якщо учасники говорять відразу всі, це буде дуже заплутано, і спілкування не відбудеться.
Натомість для гарного спілкування потрібно, щоб учасники говорили один за одним, щоб ми могли чітко зрозуміти внесок кожного учасника в дискусію.
Після того, як учасник закінчить розмову, нам слід почекати певний проміжок часу, щоб побачити, чи говорить інший учасник чи ні. Розмовляти слід лише тоді, коли жоден інший учасник не виступив. Якщо інший учасник також одночасно говорить, тоді нам слід зупинитися, почекати і спробувати ще раз через деякий час.
Подібним є процес CSMA / CD, де передача пакетів даних здійснюється лише тоді, коли носій передачі даних вільний. Коли різні мережеві пристрої намагаються спільно використовувати спільний канал передачі даних, тоді він зіткнеться з a зіткнення даних .
де дивитись аніме безкоштовно в Інтернеті - -
Середовище постійно контролюється для виявлення будь-яких зіткнень даних. Коли носій виявляється вільним, станція повинна почекати певний проміжок часу перед тим, як відправити пакет даних, щоб уникнути будь-яких шансів зіткнення даних.
Коли жодна інша станція не намагається надіслати дані, і не виявлено зіткнення даних, тоді передача даних вважається успішною.
Алгоритм
Етапи алгоритму включають:
- По-перше, станція, яка хоче передавати дані, відчуває перевізника, чи він зайнятий чи не працює. Якщо перевізник виявляється непрацюючим, тоді передача здійснюється.
- Станція передачі виявляє зіткнення, якщо таке є, за умови: Tt> = 2 * Tp де Tt - затримка передачі, а Tp - затримка поширення.
- Станція видає сигнал заклинювання, як тільки виявляє зіткнення.
- Після того, як сталося зіткнення, передавальна станція припиняє передачу і чекає деякий випадковий проміжок часу, який називається ' час зворотного виходу ”. Через цей час станція повторно передає.
Діаграма CSMA / CD
(зображення джерело )
Як працює CSMA / CD
Щоб зрозуміти роботу CSMA / CD, розглянемо наступний сценарій.
- Припустимо, що є дві станції A і B. Якщо станція A хоче надіслати деякі дані станції B, то вона повинна спочатку відчути несучу. Дані надсилаються, лише якщо перевізник вільний.
- Але, стоячи в одній точці, він не може відчути цілого носія, він може відчути лише точку контакту. Згідно з протоколом, будь-яка станція може відправляти дані в будь-який час, але єдина умова - це спершу відчути перевізника так, ніби він не працює або зайнятий.
- Якщо А і В разом почнуть передавати свої дані, то цілком можливо, що дані обох станцій зіткнуться. Отже, обидві станції отримають неточні дані, що зіткнулися.
Отже, тут виникає питання: як станції дізнаються, що їх дані зіткнулися?
Відповідь на це питання полягає в тому, що якщо колоїдний сигнал повертається в процесі передачі, це вказує на те, що зіткнення сталося.
Для цього станціям потрібно продовжувати передавати. Тільки тоді вони можуть бути впевнені, що зіткнулися / пошкодили їх власні дані.
Якщо у випадку, якщо пакет достатньо великий, це означає, що до моменту повернення сигналу зіткнення до передавальної станції станція все ще передає ліву частину даних. Тоді він може визнати, що його власні дані загубилися в результаті зіткнення.
Розуміння виявлення зіткнень
Для того, щоб виявити зіткнення, важливо, щоб станція продовжувала передавати дані, поки передавальна станція не отримає сигнал зіткнення, якщо такий є.
Візьмемо приклад, коли перші біти, передані станцією, беруть участь у зіткненні. Припустимо, у нас є чотири станції A, B, C і D. Нехай затримка розповсюдження від станції A до станції D дорівнює 1 годині, тобто якщо біт пакета даних починає рухатися о 10 ранку, то він досягне D о 11 ранку.
- О 10 ранку обидві станції A і D відчувають перевізника вільним і починають передачу.
- Якщо загальна затримка поширення становить 1 годину, то через півгодини обидва перші біти станції досягнуть половини шляху і незабаром зазнають зіткнення.
- Отже, рівно о 10:30 ранку відбудеться зіткнення, яке дасть сигнали зіткнення.
- Об 11 ранку сигнали зіткнення досягнуть станцій A і D, тобто рівно через одну годину станції отримають сигнал зіткнення.
Отже, щоб відповідні станції виявили, що їх власні дані зіткнулись, час передачі для обох станцій повинен бути більшим, ніж час їх поширення. тобто Tt> Tp
Де Tt - час передачі, а Tp - час поширення.
Подивимось найгіршу ситуацію зараз.
- Станція А розпочала передачу о 10 годині ранку і ось-ось дійде до станції Г о 10:59:59 ранку.
- У цей час станція D розпочала свою передачу, відчувши перевізника вільним.
- Отже, тут перший біт пакету даних, надісланий від станції D, зіткнеться з пакетом даних станції A.
- Після зіткнення перевізник починає надсилати колоїдний сигнал.
- Станція А прийме сигнал зіткнення через 1 годину.
Це умова для виявлення зіткнення в гіршому випадку, коли якщо станція хоче виявити зіткнення, вона повинна продовжувати передавати дані до 2Tp, тобто Tt> 2 * Tp.
Тепер наступне питання, якщо станція повинна передавати дані щонайменше 2 * Tp раз, то скільки даних повинна мати станція, щоб вона могла передавати протягом такої кількості часу?
Отже, для того, щоб виявити зіткнення, мінімальний розмір пакету повинен становити 2 * Tp * B.
Наведена нижче діаграма пояснює зіткнення перших бітів у CSMA / CD:
(зображення джерело )
Станції A, B, C, D підключені через Ethernet-провід. Будь-яка станція може надіслати свій пакет даних для передачі після відчуття сигналу як простою. Тут пакети даних надсилаються у бітах, для пересування яких потрібен час. Через це є ймовірність зіткнення.
для чого потрібен c ++
На наведеній вище схемі в момент часу t1 станція A починає передавати перший біт даних після відчуття несучої як вільної. У момент t2 станція С також відчуває несучу як вільну і починає передавати дані. При t3 зіткнення відбувається між бітами, що передаються станціями A і C.
Таким чином, час передачі для станції C стає t3-t2. Після зіткнення перевізник направить назад колоїдний сигнал на станцію А, яка досягне в момент часу t4. Це означає, що під час надсилання даних також може бути виявлено зіткнення.
Побачивши тривалість часу для двох передач, зверніться до малюнка нижче для повного розуміння.
Ефективність CSMA / CD
Ефективність CSMA / CD краща, ніж Pure ALOHA, однак є деякі моменти, про які потрібно пам’ятати, вимірюючи ефективність CSMA / CD.
До них належать:
- Якщо відстань збільшується, то ефективність CSMA / CD зменшується.
- Для локальної мережі (LAN) CSMA / CD працює оптимально, але для міжміських мереж, таких як WAN, недоцільно використовувати CSMA / CD.
- Якщо довжина пакету більше, тоді ефективність зростає, але знову ж є обмеження. Максимальна межа довжини пакетів - 1500 байт.
Переваги та недоліки CSMA / CD
Переваги
- Накладні витрати менше в CSMA / CD.
- По можливості він використовує всю пропускну здатність.
- Він виявляє зіткнення за дуже короткий проміжок часу.
- Його ефективність краща, ніж проста CSMA.
- Це здебільшого дозволяє уникнути будь-якого марнотратного передавання.
Недоліки
- Не підходить для мереж великих відстаней.
- Обмеження відстані становить 2500 метрів. Зіткнення неможливо виявити після цього обмеження.
- Присвоєння пріоритетів певним вузлам неможливо виконати.
- У міру додавання пристроїв продуктивність порушується в геометричній прогресії.
Програми
CSMA / CD використовувався у варіантах Ethernet із спільним носієм (10BASE2,10BASE5) та в ранніх версіях Ethernet з крученою парою, що використовував концентратори-повторювачі.
Але в наш час сучасні мережі Ethernet будуються з комутаторами та повнодуплексними з’єднаннями, так що CSMA / CD більше не використовується.
Часті запитання
Q # 1) Чому CSMA / CD не використовується в повнодуплексному режимі?
Відповідь: У повнодуплексному режимі зв’язок можливий в обох напрямках. Отже, шансів зіткнення найменше або насправді немає, і, отже, жоден механізм, такий як CSMA / CD, не знаходить свого застосування в повнодуплексному режимі.
Q # 2) Чи все ще використовується CSMA / CD?
Відповідь: CSMA / CD вже не часто використовується, оскільки комутатори замінили концентратори, а оскільки комутатори використовуються, зіткнення не відбувається.
Q # 3) Де використовується CSMA / CD?
Відповідь: В основному він використовується на напівдуплексній технології Ethernet для локальних мереж.
Q # 4) Яка різниця між CSMA / CD та ALOHA?
Відповідь: Основна відмінність між ALOHA та CSMA / CD полягає в тому, що ALOHA не має властивості зондування несучої, як CSMA / CD.
CSMA / CD визначає, чи є канал вільним чи зайнятим перед передачею даних, щоб він міг уникнути зіткнення, тоді як ALOHA не може виявити перед передачею, і, отже, кілька станцій можуть передавати дані одночасно, що призводить до зіткнення.
Q # 5) Як CSMA / CD виявляє зіткнення?
Відповідь: CSMA / CD виявляє зіткнення, спочатку зондуючи передачі від інших станцій, і починає передавати, коли оператор не працює.
Q # 6) Яка різниця між CSMA / CA та CSMA / CD?
Відповідь: CSMA / CA - це протокол, який діє до зіткнення, тоді як протокол CSMA / CD набуває чинності після зіткнення. Крім того, CSMA / CA використовується в бездротових мережах, але CSMA / CD працює в дротових мережах.
Q # 7) Яка мета CSMA / CD?
Відповідь: Його основна мета - виявити зіткнення та побачити, чи вільний канал, перш ніж станція почне передачу. Це дозволяє передавати лише тоді, коли мережа вільна. Якщо канал зайнятий, тоді він чекає деякий випадковий проміжок часу перед передачею.
Q # 8) Чи використовують комутатори CSMA / CD?
Відповідь: Комутатори більше не використовують протокол CSMA / CD, оскільки вони працюють у повному дуплексі, коли зіткнення не відбувається.
Q # 9) Чи використовує Wi-Fi CSMA / CD?
Відповідь: Ні, wifi не використовує CSMA / CD.
Висновок
Отже, з наведеного вище пояснення ми можемо зробити висновок, що протокол CSMA / CD був реалізований з метою мінімізації шансів зіткнення під час передачі даних та підвищення продуктивності.
Якщо станція насправді може відчути середовище перед його використанням, тоді ймовірність зіткнення може бути зменшена. У цьому методі станція спочатку контролює середовище, а пізніше надсилає кадр, щоб перевірити, чи була передача успішною.
Якщо носій виявляється зайнятим, то станція чекає деякий випадковий проміжок часу, і як тільки носій стає простоєм, станція починає передачу. Однак у випадку зіткнення кадр надсилається знову. Ось як CSMA / CD обробляє зіткнення.
Як створити список Java - -
Рекомендована література
- 10 найкращих програм віддаленого доступу (програмне забезпечення для дистанційного керування) у 2021 році
- Кілька способів виконання тестів JUnit
- Найкращі 7 варіантів TeamViewer для доступу до віддаленого робочого столу в 2021 році
- Повне керівництво по брандмауеру: Як побудувати безпечну мережеву систему
- Все про комутатори рівня 2 та рівня 3 у мережевій системі
- Підручник з комп’ютерних мереж: Остаточний посібник
- 60 найкращих запитань та відповідей на інтерв’ю в мережі