Протокол CSMA/CD

Оригинальный Ethernet соединял множество компьютеров с шиной. Первоначально считалось, что такой способ подключения прост и надежен, поскольку на шине нет активных устройств.

Ethernet использует широковещательный режим для отправки

• Каждый компьютер, работающий на шине, может быть обнаружен B Сигнал данных отправлен.
• Поскольку только компьютер D Адрес соответствует адресу, записанному в заголовке кадра данных, поэтому только D Только что получил этот кадр данных.
• Все остальные компьютеры (А, C и E) Все обнаруживают, что кадр данных им не отправлен, поэтому они отбрасывают кадр данных и не могут его получить.
• Индивидуальная связь реализуется по шине с широковещательными характеристиками.

Ethernet принимает две важные меры

длякоммуникацияпростоты,Ethernet принимает две важные меры：

(1) Используйте относительнодлягибкийРежим работы без подключения

• Вы можете отправлять данные напрямую, не устанавливая предварительно соединение.
• Отправленные кадры данных не нумеруются и не требуют от другой стороны отправки подтверждения.
• Причина этого в том, что качество канала LAN очень хорошее, а вероятность ошибок из-за качества канала очень мала.

Услуги, предоставляемые Ethernet

Услуги, предоставляемые Ethernet – это ненадежная доставка, то есть доставка с максимальной эффективностью.

Когда станция назначения получает кадр с ошибкой, она отбрасывает этот кадр.,Больше ничего не делай。Решение об исправлении ошибок принимает высшее руководство.

Если верхний уровень обнаруживает, что некоторые данные были потеряны, и передает их повторно, Ethernet не знает, что это повторно переданный кадр, но отправляет его как новый кадр данных.

(2) Данные, передаваемые через Ethernet, используют манчестерское кодирование.

Протокол CSMA/CD

CSMA/CD значение：Многоточечный доступ с контролем несущей / Обнаружение столкновений

(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 。

“многоточечный доступ”выражать множествокомпьютеркмноготочечный Доступ к пути подключен на автобусе.

“Мониторинг оператора связи”означает, что каждая станция отправляетданные Прежде чем сделать это, сначала проверьте, есть ли другиекомпьютеротправкаданные,если есть,тогда не отправляй данные пока,Чтобы избежать столкновения.

В автобусе нет «перевозчика». поэтому, «Мониторинг несущей» — это использование электронных технологий для определения наличия сигналов данных, отправленных другими компьютерами на шине.

Обнаружение столкновений

“Обнаружение столкновений”то естькомпьютер Отправить во время отправкиданные Величина напряжения сигнала на канале обнаружения фронта。

Когда несколько станций одновременно передают данные по шине, размахи напряжения сигнала на шине будут увеличиваться (добавляться друг другу).

Когда величина колебания напряжения сигнала, обнаруженная станцией, превышает определенный порог, считается, что по крайней мере две станции на шине отправляют данные одновременно, что указывает на то, что произошел конфликт.

Так называемое «столкновение» означает, что произошел конфликт. Поэтому «Обнаружение столкновений» еще называют «обнаружением конфликтов».

После обнаружения столкновения

При возникновении коллизии сигнал, передаваемый по шине, сильно искажается, и полезную информацию из него невозможно восстановить.

Каждая станция, отправляющая данные, как только она обнаруживает коллизию на шине, должна немедленно прекратить отправку, чтобы избежать напрасной траты сетевых ресурсов, а затем подождать случайный период времени перед повторной отправкой.

Зачем выполнять Обнаружение столкновений?

Поскольку скорость распространения электромагнитных волн по шине ограничена,Когда станция контролирует, что автобус простаивает, также возможно, что автобус на самом деле не простаивает.

Информация, отправленная A B, может быть передана B только через определенный период времени.

Если B отправит свой собственный кадр до того, как информация, отправленная A, достигнет B (поскольку мониторинг несущей B не может обнаружить информацию, отправленную A в это время), он неизбежно столкнется с кадром, отправленным A в определенное время.

Результатом столкновения является то, что оба кадра становятся бесполезными.

Так что это нужно сделать во время отправки столкновений, для выявления конфликтов.

Влияние задержки распространения сигнала на обнаружение несущей

Важные функции CSMA/CD

использовать Протокол CSMA/CDизкEthernet не может работать в полнодуплексном режимекоммуникацияиВозможна только двунаправленная попеременная связь (полудуплексная связь).

В течение короткого периода времени после того, как каждая станция отправляет данные, существует вероятность столкновения.

Этот видНеопределенность отправкисделать целоек太网из平均коммуникациягораздо меньше, чемк太网из最高данные Ставка。

период раздора

Станция, которая первой отправила кадр данных.,отправкаданныепосле кадрасамое большеепрошедшее время 2

\tau

(Сквозная двусторонняя задержка между двумя разами)Вы будете знать, что было отправленоданные Пострадала ли рама от столкновения。

Сквозная двусторонняя задержка Ethernet 2

\tau

называетсяпериод раздора, или окно коллизий.

Только после того, как период раздора не обнаружил столкновения, мы можем быть уверены, что эта передача не вызовет столкновения.

усеченный двоичный экспоненциальный тип (усеченный двоичный экспоненциальный тип)

После столкновения станция прекращает отправку данных,отложить（Эвакуация）одинслучайное времяотправить еще разданные。

Основное время ретрита принимается за период раздора 2.

\tau

。

Из множества целых чисел [0, 1, … , (

2^{k}

-1)] случайным образом выбрать число, записанное как r.

Задержка, необходимая для повторной передачи, в r раз превышает базовое время задержки.

Параметр k рассчитывается по следующей формуле:

k = Мин[количество повторных передач, 10]

когда к

\tau

Когда 10, параметр k равен количеству повторных передач.

Если повторная передача не удалась 16 раз, кадр отбрасывается и передается на более высокий уровень.

период раздорадлина

10 Mbit/s Доступ к Ethernet 51.2 s дляпериод Длина раздора. для 10 Mbit/s Ethernet, в период Возможна отправка в пределах раздора 512 немного, это 64 байт.

Это означает: если Ethernet отправляет данные, если в первых 64 байтах нет конфликтов, то не будет конфликтов и в последующих данных.

Минимальная допустимая длина кадра

Если происходит конфликт, он должен находиться в пределах первых 64 отправленных байтов.

Поскольку отправка немедленно прекращается при обнаружении конфликта, количество отправленных данных должно быть меньше 64 байт.

Ethernet определяет Минимальную допустимая длина рамка для 64 Байты, длина которых меньше 64 字节из帧都是由于冲突и异常中止изНеверный кадр.

Усилить столкновение

Когда станция, отправляющая данные, обнаруживает, что произошло столкновение:

(1) Немедленно прекратить отправку данных;

(2) Затем продолжайте отправлять еще несколько битов.сигнал искусственных помех (jamming сигнал), чтобы все пользователи знали, что произошло столкновение.

сигнал искусственных помех

Протокол Ключевые моменты CSMA/CD

(1) Готов к отправке.ноотправка До,Сначала необходимо Канал обнаружения.

(2) Канал обнаружения.Если канал обнаружен занятым,должны постоянно тестироваться,Подождите, пока канал станет свободным. Если канал обнаружен как свободный,и в 96 Если канал остается незанятым в течение битового времени (минимальный интервал между кадрами гарантирован), кадр отправляется.

(3) Проверьте наличие столкновений.отправка Канал по-прежнему постоянно обнаруживается во время процесса.,То есть сетевой адаптер должен слушать во время отправки.

Здесь есть только две возможности:

①Отправлено успешно: в период В раздоре столкновений не зафиксировано. Этот кадр определенно можно успешно отправить. После отправки больше ничего не делайте. затем вернитесь к (1)。

②Не удалось отправить: в период Столкновение зафиксировано в раздоре. В это время немедленно прекратите отправку данных и отправьте сигнал по мере необходимости. искусственных помехи. Затем адаптер выполняет алгоритм экспоненциальной задержки и ждет r раз 512 По истечении времени вернитесь к шагу (2), продолжайте обнаруживать канал. Но если это будет передано снова 16 Если это по-прежнему не удастся, он прекратит повторную передачу и сообщит об ошибке наверх.