Je úžasné, jak si několik síťových počítačů navzájem posílá data bez katastrofických kolizí paketů. Můžete očekávat všechny druhy problémů, vezmeme-li v úvahu miliony datových paketů přenášených ve vaší průměrné síti. Ale většina moderních počítačových sítí je pevná jako skála.
Kolize dat do CSMA to dramaticky snižuje pomocí dvou různých protokolů: CA a CD. V tomto příspěvku se naučíme rozdíl mezi těmito dvěma přístupy.
Porozumění síťovému přenosu: CSMA
Technologie, která stojí za konzistentním výkonem počítačových sítí, je něco, co se nazývá Carrier Sense Multiple Access (CSMA). Je to protokol, který pomáhá procesům odesílání a přijímání dat v síti. Při přenosu paketů dat chcete minimalizovat ztráty paketů a zachovat integritu dat v síti. Cílem je snížit pravděpodobnost poškození dat a jiného nežádoucího chování, jako je odpojení a selhání sítě.
Bez CSMA musí počítač, který chce posílat data, nejprve zkontrolovat síť a zjistit, zda již data nepřenáší něco jiného. Pokud je detekován existující přenos, počítač počká, až na něj přijde řada, a poté zahájí přenos.
S CSMA může více počítačů nebo uzlů odesílat a přijímat prostřednictvím stejné sítě. Když počítač přenáší data, všechny ostatní počítače ve stejné síti obdrží stejný přenos.
Tato podmínka vytváří podmínky pro zpracování chyb. Co by se mělo stát, když dojde ke kolizi se síťovými pakety? Kolize dat je jednou z mnoha chyb, se kterými se IT profesionálové potýkají.
Když si počítače v síti chtějí vyměňovat data, musí dodržovat určitá pravidla. K tomu se musíme podívat na rozdíl mezi dvěma protokoly bezdrátové sítě CSMS.
Jak CSMA/CA funguje, aby se zabránilo kolizím
Collision Avoidance (CSMA/CA) zabraňuje kolizím tím, že před odesláním dat naslouchá vysílanému signálu. Pokud je detekován signál, odesílatel spustí čítač s náhodnou hodnotou a poté čeká. Jakmile tento čítač dojde, odesílatel to zkusí znovu. Tento proces se opakuje, dokud odesílatel nemůže odeslat data. Část, kde přenos čeká na odeslání, je předcházení kolizi v akci.
Jakmile je linka volná, stanice odešle sadu testovacích dat, a pokud nejsou zjištěny žádné kolize, odešle celou užitečnou zátěž dat. Po dokončení přenosu odešle příjemce potvrzení odesílateli, že obdržel všechna data. Pokud odesílatel neobdrží od příjemce potvrzení, začne data vysílat znovu. CSMA/CA se používá převážně v bezdrátových sítích. Je to proto, že bezdrátové sítě mají často více stanic, které vidí přístupový bod, ale navzájem ne.
Bezdrátový přístupový bod (WAP) je zásadní při nastavování bezdrátové sítě. WAP se používá s funkcí CSMA/CA nazvanou Request to Send/Clear to Send (RTS/CTS). Stanice odešle signál RTS do WAP, aby věděla, že je připravena k vysílání.
Jakmile WAP přijme signál RTS, odpoví odpovědí CTS. Wap a poté zastaví veškerý další provoz, zatímco stanice odesílá svá data. Tyto věci se dějí tak rychle, že ani nevíme, že se dějí. Tato funkce poskytuje uživatelům bezdrátového připojení hladký zážitek.
Jak CSMA/CD funguje na detekci kolizí
Collision Detection (CSMA/CD) zabraňuje kolizím čekáním na signál nečinnosti před odesláním dat. Jednalo se o protokol, který se používal v pomalejších a méně složitých raných sítích. V těchto sítích mohly počítače odesílat nebo přijímat data pouze jedním směrem.
Počítače, které používaly CSMA/CD, by se musely před přenosem dat ujistit, že pobřeží bylo čisté. Pokud již přenos probíhal, pak by počítač, který chtěl odeslat data, čekal náhodně dlouhou dobu, než to zkusil znovu.
Čekání na odeslání dat fungovalo skvěle. To je, dokud se síťové médium nevyčistí. Pokud by dva počítače viděly, že je bezpečné začít odesílat data současně, mohly by nastat problémy. Pokud by oba počítače odeslaly data současně, mohlo by dojít ke kolizi. Když se to stalo, dva počítače, které způsobily kolizi, vyslaly rušící signál, který by řekl všem ostatním počítačům, aby odložily odesílání dat, dokud se věci nevyrovnají.
Současně by dva proviněné počítače aktivovaly náhodný časovač a poté znovu vysílaly data, jakmile by počítadlo každého z nich dopadlo. Jeden počítač by se nevyhnutelně dostal na konec svého počítadla jako první a vysílal by jako první. Čísla by byla zcela náhodná, takže časy přenosu by se vyskytovaly v různých časech. Náhodné startovní časy zabránily opakování kolize, která se právě stala. Naštěstí, i když může být vytváření sítí stále obtížné, je to mnohem lepší.
Jaký je rozdíl mezi CSMA/CA a CSMA/CD?
Pochopení toho, jak se CSMA/CD a CSMA/CA liší, je poměrně jednoduché, jakmile se podíváte na to, jak a kde se tyto protokoly používají. Starší sítě, které jezdily v polovičním duplexu, mohly používat pouze jeden jízdní pruh současně, takže koordinace dopravy byla mnohem pomalejší. Pokud by dnes moderní síť trpěla kolizemi sítě, obvykle to znamená selhání hardwaru nebo jiný závažný problém.
Moderní přepínače využívají řadu technologií, které pomáhají efektivně směrovat provoz napříč více kolizními doménami. Nespravovaná zařízení, jako jsou síťové rozbočovače, vytvářejí jednu velkou kolizní doménu, čímž se zvyšuje pravděpodobnost, že se pakety při přenosu srazí. K takovýmto úvahám dochází při nastavování dokonalé bezdrátové sítě.
Jednoduše řečeno, detekce kolize detekuje problémy poté, co k nim došlo, a poté se pokusí vyčistit a zkusit to znovu. Collision Avoidance se zcela vyhýbá problémům a funguje jako řadič síťového provozu pro zařízení.
