CSMA/CD-Zugangsverfahren

CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) ist ein Zugangsverfahren mit Leitungsabfrage und Kollisionserkennung. Dieses Verfahren arbeitet nach der Random-Access-Methode und regelt in lokalen Netzen (LAN) in Bustopologie den Zugriff auf das Übertragungsmedium.

Es gibt mehrere CSMA-Verfahren, von denen CSMSA/CD mit Kollisionserkennung arbeitet und die Basistechnologie für Ethernet bildet. Bei diesem Verfahren wird die Kanalzuteilung dadurch geregelt, dass alle sendewilligen Stationen das Übertragungsmedium überwachen (Carrier Sensing, Listen Before Talking) und bei einem freien Übertragungsmedium mit der Übertragung beginnen.

CSMA/CD-Zugriff auf das Medium

CSMA/CD-Zugriff auf das Medium

Die Übertragung erfolgt frühestens nach einem Zeitintervall, dem Interframe Gap (IFG), nach Freiwerden des Mediums. Ist der Kanal belegt, wird der Kanal weiter überwacht, bis er als nichtbelegt erkannt wird. Die Zustände des Belegtseins bzw. Nichtbelegtseins werden durch Trägererkennung aus den Pegeländerungen auf dem Übertragungsmedium ermittelt. Tritt nach einer festgelegten Bitzeit eine Pegeländerung auf, so ist ein Trägersignal auf dem Kabel; in allen anderen Fällen gilt das Übertragungsmedium als nicht belegt.

CSMA/CD-Zugangsverfahren

CSMA/CD-Zugangsverfahren

Während der Übertragung wird der Kanal weiter abgehört ( Listen While Talking). Beginnt gleichzeitig eine zweite Station mit der Übertragung, dann werden die Daten beider Stationen an einer Stelle des Netzwerks kollidieren, der Signalpegel auf dem Übertragungsmedium steigt an; man spricht vom Kollisionspegel. Da alle sendenden Stationen den Übertragungspegel auf dem Medium ständig überwachen, brechen diese Stationen bei Erkennen einer Kollision die Übertragung sofort ab und schicken ein spezielles Störsignal, das Jam-Signal, auf den Kanal. Nach Aussenden des Störsignals warten die Stationen eine bestimmte Zeit ( Backoff) und beginnen danach erneut die CSMA-Übertragung, beginnend mit dem ersten Schritt, dem Abhören des Mediums (Carrier Sensing).

Die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen

Die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen steigt mit der Anzahl der Netzteilnehmer und der Länge des betreffenden LAN-Segments. Mit zunehmender Länge wird nämlich die Laufzeit zwischen den beiden am weitesten voneinander entfernten Stationen größer, was sich unmittelbar auf das Erkennen einer Kollision auswirkt. Beide Parameter, die Anzahl der Stationen und die Segmentlänge, bestimmen die Leistungsgrenze von CSMA/CD-Netzwerken, also des klassischen Ethernet. Der dritte Parameter, der unmittelbar die Effizienz von Ethernet beeinträchtigt, ist die Framelänge. Je kürzer die Paketlänge, desto geringer die Leistungsfähigkeit.

Informationen zum Artikel
Deutsch: CSMA/CD-Zugangsverfahren
Englisch: carrier sense multiple access with collision detection - CSMA/CD
Veröffentlicht: 09.11.2015
Wörter: 373
Tags: Ethernet
Links: Backoff, Bustopologie, cardholder data (CD), CSMA-Verfahren, Daten