CSMA

1. CSMA Robert Alidini

2. Carrier Sense Mutiple Access with (CSMA) Višestruki pristup sa osluškivanjem nosioca CSMA protokol ( engl. Carrier Sense Multiple pristup ) definiše način pristupa medijumu . Protokoli CSMA razvijeni su iz Aloha algoritama dodeljivanja zajedničkog kanala većem broju korisnika. Predstavlja srž Etherneta; Prvi proizvodi zasnovani na Ethernet standardu su se pojavili u prvoj polovini 1980-ih. Nalazi se u sloju veze osi modela. Analogija u ljudskoj komunikaciji: ne prekidaj drugog dok govori!

3. Osluškivanje nosioca signala CSMA (Carrier Sense Multiple Access) CSMA: osluškuj kanal pre početka slanja: • Ako je kanal slobodan, prenosi se ceo ram • Ako je kanal zauzet, odloži prenos;

4. CSMA PRISTUPNI MODOVI CSMA 1 - trajni ( engl.Persistent CSMA)Stanica trajno osluškuje kanal za slanje , u slučaju da nema saobraćaja stanica šalje poruku sa verovatnoćom 1 . Mana algoritma je to što u slučaju da više korisnika osluškuje kanal i pritom saobraćaj utihne , sve stanice istovremeno emituju poruke što dovodi do sigurnog sukobljavanja saobraćaja na kanalu .CSMA P - trajni ( engl. P -Persistent CSMA)Ovaj protokol za pristup uz osluškivanje nosioca podataka donekle ispravlja manu navedenu kod sistema CSMA 1 - trajni i to tako što stanice trajno osluškuju kanal za slanje , pa u slučaju da nema saobraćaja poruku šalju sa verovatnoćom str .Povremeni CSMA ( engl.NonPersistent CSMA)Kod ovog sistema , stanice ne osluškuju trajno kanal . Kada imaju poruke za slanje pre nego što počne da emituje , stanica osluškuje kanal . Ako utvrdi da na njemu nema saobraćaja , ona počinje da šalje podatke . Međutim , ukoliko utvrdi da neko već emituje , stanica neće neprekidno osluškivati kanal , već će to učiniti tek nakon nasumično odabranog vremenskog intervala . Kanal se bolje koristi , ali je vremenski razmak između okvira veći .

5. 1-trajni(1-persistent) CSMA Stanicašaljeokvir sa verovatnoćom 1 kadgod ustanovi da je medijum za slanje slobodan. PRAVILA 1. ako je medijum slobodan, šalje 2. ako je medijum zauzet, nastavlja “slušati” dok se kanal ne oslobodi i onda odmahšalje 3. ako dođe do kolizije, čeka slučajni vremenski interval i ponavlja 1. korak Efikasnost protokola zavisi od kašnjenja signala koji šalju stanice (jedna stanica može poslati okvir ako nije registrovala signal druge stanice o zauzetosti kanala) - dolazi do kolizije Primer kolizije: 2 stanice čekaju da treća završi, te istovremeno počinju dašalju (stanice ne proveravaju da li neka stanica već čeka)

6. Povremeni (non-persistent) CSMA manje “sebičan” od 1-persistent CSMA PRAVILA 1. ako je medijum slobodan, šalje 2. ako je medijum zauzet, čeka slučajni vremenski interval i ponavlja 1. korak 3. smanjuje se kolizija, ali je medijum delimično neiskorišćen (čeka se iako se medijum već oslobodio)

7. P- trajni (p-persistent) CSMA kompromis koji želi da smanji i koliziju i neiskorišćenost medijuma primjenjuje se na kanalima podeljenim u vremenske intervale p = verovatnoća slanja (p=1=100% tj. uvek šalje) PRAVILA 1. ako je medijum slobodan šalje sa verovatnoćom p (čekatj. odlaže slanje za jedan vremenski interval (slot) sa verovatnoćom (1’p)=q; interval je obično jednak 2 t 2. ako je medijum zauzet, nastavlja “slušati” dok se kanal ne oslobodi i ponavlja 1. korak što je p manji, stanice duže čekaju na slanje, ali se kolizija smanjuje

9. CSMA PODELA Carrier Sense Mutiple Access with Collision Detection(CSMA/CD) Carrier Sense Multiple Access with Collision avoidance(CSMA/CA)

10. Carrier Sense Mutiple Access with Collision Detection Multiple Access znači da su svi računari povezani na jedan zajednički medijum; Carrier Senseoznačavada pre emitovanja podataka računar proverava - osluškuje medijum da bi utvrdio da li neki drugi računar već emituje podatke. Collision Detection znači da u slučajevima kada dve stanice počnu istovremeno da emituju podatke i dođe do sudara (kolizije) postoje mehanizmi za otpočinjanje ponovnog slanja istih podataka. • *CSMA/CD algoritam može se predstaviti i na analogiji skupa ljudi gde svi prisutni ne govore istovremeno (kroz zajednički medijum - vazduh) i ne upadaju u reč jedni drugima. Ukoliko dva čoveka počnu da govore istovremeno, oba prestaju sa pričom i čekaju kratko (svako od učesnika proizvoljno, slučajno trajanje pauze). Uz pretpostavku da se izabrana slučajna vremena razlikuju, oba čoveka neće krenuti da govore u isto vreme, već će jedan od njih sa govorom krenuti ranije, tako da je ovim izbegnuta kolizija. Svi prisutni čekaju završetak govora (koji je ograničenog trajanja), i tek tada mogu da krenu da govore, ali po istim pravilima.

11. Kada dolazi kolizije? Do kolizije dolazi kada dva ili više mrežnih adaptera počinju emitovanje na isti medijum u veoma bliskim vremenskim intervalima. Mrežni adapteri detektuju kolizije kao neočekivane naponske nivoe na medijumu Kada dođe do kolizije, svaki uređaj čiji su okviri u kolizijinastavlja da emituje još neko kratko vreme kako bi bio siguran da je došlo do kolizije, a zatim emituje jam signal. Kada dođe do kolizije, startuje se backoff algoritam kojimmrežni adapter koji je bio u koliziji čeka neko slučajno određeno vreme da ponovo pokuša da pošalje okvir.

12. Algoritamfunkcionisanja CSMA/CD 1. Stanicakojaželidaemitujeslušadali se medijumomprenosi nekifrejm. Ako je medijumslobodan, pocinjesaemitovanjem; u suprotnom ide na korak 2. 2. Ako je medijumzauzetprenosomfrejma, stanicanastavljasa osluškivanjemsvedokmedijum ne postaneslobodanitada odmahpocinjesaslanjemfrejma. 3. Ako se u tokuprenosafrejmadetektujekolizija, emituje se jam signal u trajanjuminimalnogfrejmakojim se svimstanicama upucujeporukada se desilakolizija. Inkrementirasabrojac kolizija. Ako je brojacdosegaomaksimumprekida se slanje. 4. Nakonemitovanjasignalakojisadržiporuku o nastalojkoliziji, ceka se slucajanvremenski interval – backoff interval (od 0 do 2i-1 trajanja slotova, gdje je i broj retransmisija) i tada ponovo pokušava sa emitovanjem (ponovo od koraka 1).

13. CSMA/CD algoritam

14. Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection (CSMA /CD) Ethernet koristi CSMA/CD metod pristupa medijumu

15. Kolizije Većina kolizija se dešava tokom slanja početka okvira (Preamble polja) Kada dođe do te vrste kolizija informacija o tome se ne prosleđuje mrežnom sloju, izuzev ako je brojač kolizija dostigao maksimum, što ukazuje na preveliki broj kolizija. Jam signal ima 32 bita i obično je u obliku niza nula i jedinica koje se smenjuju.Šalje informacije stanici da obavesti ostale stanice da ne smeju da prenose ili šalju podatke. Da bi osigurali da se paket prenese bez kolizije, host mora biti u stanju da detektuje koliziju pre nego što okonča sa slanjem paketa.

17. Ograničenja CSMA/CD Sa brojem računara raste i intenzitet saobraćaja u mreži raste i broj sudara i dolazi do usporavanja mrežnog saobraćaja. Zbog sudara postoje i ograničenja na dužinu mreža koje koriste CSMA/CD„ do 2500 m osluškivanje kabla (sense) na ovim daljinama je neefikasno Doći će do kolizije koja se ne može detektovati i doći će do gubitka podataka;

18. KRAJ