CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) on median käytönvalvontamenetelmä, jota käytettiin laajalti Early Ethernet -tekniikassa/LAN-verkoissa, kun väylätopologia oli jaettu ja jokainen solmu (tietokoneet) yhdistettiin koaksiaalikaapeleilla. Nyt Days Ethernet on Full Duplex ja topologia on joko tähti (kytkimellä tai reitittimellä kytkettynä) tai pisteestä pisteeseen (suora yhteys). Tästä syystä CSMA/CD:tä ei käytetä, mutta niitä tuetaan silti.

Harkitse skenaariota, jossa linkissä on 'n' asemaa ja kaikki odottavat tiedonsiirtoa kyseisen kanavan kautta. Tässä tapauksessa kaikki 'n' asemat haluaisivat käyttää linkkiä/kanavaa siirtääkseen omia tietojaan. Ongelma syntyy, kun useampi kuin yksi asema lähettää dataa sillä hetkellä. Tässä tapauksessa eri asemien tiedoissa tapahtuu törmäyksiä.

CSMA/CD on yksi tällainen tekniikka, jossa tätä protokollaa noudattavat eri asemat sopivat joistakin ehdoista ja törmäysten havaitsemistoimenpiteistä tehokkaan lähetyksen varmistamiseksi. Tämä protokolla päättää, mikä asema lähettää milloin, jotta tiedot saavuttavat määränpään ilman korruptiota.

Miten CSMA/CD toimii?

Vaihe 1: Tarkista, onko lähettäjä valmis lähettämään datapaketteja. Vaihe 2: Tarkista, onko siirtolinkki vapaa.
Lähettäjän on jatkuvasti tarkistettava, onko siirtolinkki/media vapaa. Tätä varten se tunnistaa jatkuvasti lähetyksiä muista solmuista. Lähettäjä lähettää valedataa linkissä. Jos se ei vastaanota törmäyssignaalia, se tarkoittaa, että linkki on tällä hetkellä vapaana. Jos se havaitsee, että operaattori on vapaa eikä törmäyksiä ole, se lähettää tiedot. Muussa tapauksessa se ei lähetä tietoja. Vaihe 3: Lähetä tiedot ja tarkista törmäysten varalta.
Lähettäjä välittää tietonsa linkissä. CSMA/CD ei käytä kuittausjärjestelmää. Se tarkistaa onnistuneet ja epäonnistuneet lähetykset törmäyssignaalien avulla. Lähetyksen aikana, jos solmu vastaanottaa törmäyssignaalin, lähetys pysäytetään. Asema lähettää sitten tukossignaalin linkille ja odottaa satunnaisia ​​aikavälejä ennen kuin se lähettää kehyksen uudelleen. Jonkin satunnaisen ajan kuluttua se yrittää uudelleen siirtää tiedot ja toistaa yllä olevan prosessin. Vaihe 4: Jos etenemisessä ei havaittu törmäystä, lähettäjä päättää kehyslähetyksensä ja nollaa laskurit.

Mistä asema tietää, jos sen tiedot törmäävät?

Harkitse yllä olevaa tilannetta. Kaksi asemaa, A ja B.
Levitysaika: Tp = 1 h (Signaalin siirtyminen paikasta A paikkaan B kestää 1 tunnin)

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

Kun törmäys tapahtuu, syntyy törmäyssignaali, joka lähetetään sekä A:lle että B:lle ilmoittamaan asemille törmäyksestä. Koska törmäys tapahtui puolivälissä, myös törmäyssignaalin A & B saavuttaminen kestää 30 minuuttia.

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

Kaikki kyseisen linkin asemat vastaanottavat tämän törmäyssignaalin. Sitten,

Kuinka varmistaa, että asemamme tiedot törmäsivät?
Tätä varten lähetysaika (Tt)> leviämisaika (Tp) [karkea rajoitus]
Tämä johtuu siitä, että haluamme, että ennen kuin lähetämme datan viimeisen bitin asemaltamme, meidän pitäisi ainakin olla varmoja, että osa biteistä on jo saavuttanut määränpäänsä. Tämä varmistaa, että linkki ei ole varattu eikä törmäyksiä tapahdu.
Mutta yläpuolella on löysä sidos. Emme ole käyttäneet törmäyssignaalin aikaa palataksemme takaisin luoksemme. Harkitse tätä varten pahinta skenaariota.

Harkitse yllä olevaa järjestelmää uudelleen.

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

Tämä törmäys tapahtuu juuri ennen kuin data saavuttaa B:n. Nyt törmäyssignaalilla kestää taas 59:59 minuuttia saavuttaa A. Näin ollen A vastaanottaa törmäystiedot noin 2 tunnin kuluttua, eli 2 * Tp:n kuluttua.

Hence, to ensure tighter bound, to detect the collision completely, Tt>>= 2 * Kaupunki>> 
Tämä on enimmäistörmäysaika, jonka järjestelmä voi kestää havaitakseen, onko törmäys sen omasta tiedosta.
 
  Mikä pitäisi olla lähetettävän paketin vähimmäispituus?  
 = 2 * Tp * Linkin kaistanleveys>

Pehmuste auttaa tapauksissa, joissa meillä ei ole niin pitkiä paketteja. Voimme lisätä ylimääräisiä merkkejä tietojemme loppuun täyttääksemme yllä olevan ehdon.

CSMA/CD:n törmäyksentunnistus sisältää seuraavat ominaisuudet:

Kantoaaltotunnistus: Ennen tiedon lähettämistä laite kuuntelee verkkoa tarkistaakseen, onko siirtoväline vapaa. Jos tietoväline on varattu, laite odottaa, kunnes se vapautuu, ennen kuin lähettää tietoja. Multiple Access: CSMA/CD-verkossa useat laitteet jakavat saman tiedonsiirtovälineen. Jokaisella laitteella on yhtäläinen pääsy tietovälineeseen, ja mikä tahansa laite voi lähettää tietoja, kun tietoväline on vapaa. Törmäyksen tunnistus: Jos kaksi tai useampia laitteita lähettää tietoja samanaikaisesti, tapahtuu törmäys. Kun laite havaitsee törmäyksen, se lopettaa välittömästi lähettämisen ja lähettää tukossignaalin ilmoittaakseen törmäyksestä kaikille muille verkon laitteille. Laitteet odottavat sitten satunnaisen ajan ennen kuin yrittävät lähettää uudelleen, mikä vähentää uuden törmäyksen mahdollisuuksia. Peruutusalgoritmi: CSMA/CD:ssä peruutusalgoritmia käytetään määrittämään, milloin laite voi lähettää tietoja uudelleen törmäyksen jälkeen. Algoritmi käyttää satunnaista viivettä ennen kuin laite lähettää uudelleen dataa pienentääkseen uuden törmäyksen todennäköisyyttä. Vähimmäiskehyskoko: CSMA/CD vaatii vähimmäiskehyksen koon, jotta kaikilla laitteilla on riittävästi aikaa havaita törmäys ennen lähetyksen päättymistä. Jos kehys on liian lyhyt, laite ei välttämättä havaitse törmäystä ja jatkaa lähetystä, mikä johtaa tietojen vioittumiseen verkossa.

CSMA/CD:n edut:

Yksinkertainen ja laajalti käytetty: CSMA/CD on laajalti käytetty protokolla Ethernet-verkkoihin, ja sen yksinkertaisuus tekee siitä helpon käyttöönoton ja käytön.
Oikeudenmukaisuus: CSMA/CD-verkossa kaikilla laitteilla on yhtäläinen pääsy tiedonsiirtovälineeseen, mikä varmistaa tiedonsiirron oikeudenmukaisuuden.
Tehokkuus: CSMA/CD mahdollistaa siirtovälineen tehokkaan käytön estämällä tarpeettomat törmäykset ja vähentämällä verkon ruuhkautumista.

CSMA/CD:n haitat:

Rajoitettu skaalautuvuus: CSMA/CD:llä on rajoituksia skaalautuvuuden suhteen, eikä se välttämättä sovellu suuriin verkkoihin, joissa on paljon laitteita.
Haavoittuvuus törmäyksille: Vaikka CSMA/CD voi havaita törmäykset, se ei voi estää niitä tapahtumasta. Törmäykset voivat johtaa tietojen vioittumiseen, uudelleenlähetysviiveisiin ja verkon suorituskyvyn heikkenemiseen.
Tehoton kaistanleveyden käyttö: CSMA/CD käyttää satunnaista peruutusalgoritmia, joka voi johtaa verkon kaistanleveyden tehottomaan käyttöön, jos laite kohtaa jatkuvasti törmäyksiä.
Alttius tietoturvahyökkäyksille: CSMA/CD ei sisällä mitään suojausominaisuuksia, ja protokolla on alttiina tietoturvahyökkäyksille, kuten pakettien haistelemiselle ja huijauksille.

Lue seuraava – CSMA/CD:n tehokkuus