CSMA/CD

Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection

Dit is het MAC-protocol voor toegang tot de kabel in Ethernet-netwerken.

Het wordt wel een toegangsprotocol genoemd, en definieert op welke wijze gebruik gemaakt kan worden van het netwerkmedium (de kabel).

Carrier Sense is het luisteren naar de kabel of er netwerkverkeer is. Is er netwerkverkeer, dan moet de NIC (Netwerk Interface Card of netwerkkaart) een voorgedefinieerde tijd wachten, voordat de NIC het weer probeert. Is er geen netwerkverkeer, dan kan de NIC een frame op het netwerkmedium plaatsen.

Multiple Access houdt in dat alle netwerkapparaten gelijktijdig toegang hebben tot het netwerkmedium.

Collision Detection is daarom noodzakelijk. Als verschillende netwerkapparaten (vrijwel) gelijktijdig een frame op het netwerkmedium plaatsen dan zal een botsing (formeel een Signal Quality Errror SQE, maar vrijwel altijd collision genoemd) het gevolg zijn. Beide NIC's kunnen dat detecteren, waarna het gehele frame als ongeldig wordt beschouwd.

Dit detectie mechanisme werkt ongeveer als volgt: Als een NIC een frame op de kabel zet, dan moet dit frame de hele kabel vullen, nog voordat het laatste bit de NIC heeft verlaten. Vindt er een botsing plaats, dan komt een signaal terug nog voor het frame helemaal is verzonden. En dat kan dus niet. De NIC heeft dan dus een collision gedetecteerd. Om deze reden moet een frame minimaal 64 bytes lang zijn en heeft een kabel een maximum lengte, anders kan niet de hele kabel gevuld worden met een frame. Is een frame te klein of een kabel te lang, dan zou een botsing kunnen plaats vinden nadat de NIC klaar is met zenden, waardoor de botsing niet wordt gedetecteerd.

Als NIC een botsing detecteerd, dan stop de NIC met zenden en begint met het versturen van een storingspatroon. De overige netwerkapparaten weten daardoor dat een botsing heeft plaats gevonden en dat ze een eventueel deels ontvangen frame moeten weggooien.

De zendende NIC's wachten elk een bepaalde tijd plus een random hoeveelheid tijd om te zorgen dat ze niet weer gelijk gaan zenden. Dit is de Backoff periode. De gebruikte rekenmethode heet Truncated Binary Exponential Backoff.

Botsingen zijn een normaal verschijnsel in een Ethernet netwerk en kunnen vele malen per seconde voorkomen. Alleen bij het gebruik van erg veel netwerkapparaten kan de hoeveelheid botsingen een negatieve invloed hebben op de prestaties op het netwerk. Met bridges/switches kan het aantal botsingen worden gereduceerd omdat daarmee overtollig netwerkverkeer op kabelsegmenten wordt voorkomen.

CSMA/CD is feitelijk de essentie van Ethernet. Alle overige specificaties zijn gerelateerd aan dit toegangsprotocol.

Disclainer:

No information is blindly copied from other sites or resources. It is alle translated, edited, corrected and, as much as possible, verified. However, I cannot garanty that all of of the above is correct.