Phương pháp truy cập đường truyền vật lý csma/cd
|
Bài này không có nguồn tham khảo nào. Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect (viết tắt CSMA/CD) trong tiếng Anh, nghĩa là đa truy cập nhận biết sóng mang phát hiện xung đột. Đây là một trong nhiều phương pháp truy cập hay sử dụng trong mạng LAN, cải tiến từ phương pháp CSMA. Theo phương pháp này, khi một máy tính muốn truyền một gói tin, trước tiên nó sẽ lắng nghe xem trên đường truyền có sóng mạng hay không (bằng cách lắng nghe tín hiệu Carrier). Nếu không có, nó sẽ thực hiện truyền gói tin (theo frame). Sau khi truyền gói tin, nó vẫn tiếp tục lắng nghe để xem có máy nào định truyền tin hay không. Nếu không có xung đột, máy tính sẽ truyền gói tin cho đến hết. Nếu phát hiện xung đột, nó sẽ gửi broadcast một gói tin báo hiệu cho các máy trên mạng không nên gửi tin để tránh làm nhiễu đường truyền,sau đó chờ một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi tiến hành gửi lại gói tin. Tiến trình các bước như sau:
CSMA/CD được phát triển từ CSMA để tăng hiệu quả của phương thức CSMA, bằng cách dừng việc truyền tín hiệu ngay khi phát hiện thấy xung đột, giảm thiểu thời gian chờ để thực hiện việc truyền tiếp theo. (CSMA không kết thúc việc truyền dữ liệu nếu phát hiện xung đột, những máy đang truyền sẽ tiếp tục truyền, những máy gây xung đột sau khi nhận được thông báo sẽ dừng một khoảng thời gian trước khi cố gắng truyền tiếp).
IEEE 802.3 Các phương pháp truy nhập đường truyền vật lý Lưu trữ 2016-12-24 tại Wayback Machine Page 2Bạn không được quyền sửa đổi trang này, vì lý do sau: Địa chỉ IP của bạn nằm trong một dải IP bị cấm trên mọi wiki thuộc Wikimedia Foundation. Người thực hiện lệnh cấm là Jon Kolbert (meta.wikimedia.org). Lý do cấm là Open proxy/Webhost: Visit the FAQ if you are affected .
Địa chỉ IP hiện tại của bạn là 168.138.169.239 và dải bị cấm là 168.138.0.0/16. Vui lòng thêm đầy đủ các thông tin trên khi đặt câu hỏi. Nếu bạn cho rằng mình đã bị cấm nhầm, hãy xem thêm thông tin và hướng dẫn ở trang quy định toàn cục Không proxy mở. Để thảo luận về lệnh cấm, hãy viết một yêu cầu xem xét lại tại Meta-Wiki hoặc gửi thư điện tử đến hòm thư VRT của tiếp viên tại với các thông tin phía trên. Bạn vẫn có thể xem và chép xuống mã nguồn của trang này: ==Tham khảo== {{tham khảo}} {{sơ khai}} [http://standards.ieee.org/about/get/802/802.3.html IEEE 802.3] [https://voer.edu.vn/m/cac-phuong-phap-truy-nhap-duong-truyen-vat-ly/61e112e1 Các phương pháp truy nhập đường truyền vật lý] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161224234921/https://voer.edu.vn/m/cac-phuong-phap-truy-nhap-duong-truyen-vat-ly/61e112e1 |date=2016-12-24 }} [[Thể loại:Tin học]] [[Thể loại:Ethernet]] [[zh:载波侦听多路访问#CSMA/CD]]Trở lại Carrier-sense multiple access with collision detection.
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) là cơ chế đa truy cập tránh xung đột thuộc tầng vật lý kiểm soát phương thức truy cập được sử dụng trong IEEE 802.11 (Wi Fi) mạng LAN không dây. – CSMA/CA tránh xung đột (CSMA/CD phát hiện xung đột) và sử dụng ACK để xác nhận thay vì tùy ý sử dụng môi trường truyền khi có xung đột xảy ra. Việc sử dụng ACK rất đơn giản, khi một thiết bị không dây gởi gói tin, đầu nhận sẽ đáp lại bằng ACK nếu như gói tin đó được nhận đúng và đầy đủ. Nếu đầu gởi không nhận được ACK thì nó xem như là đã có xung đột xảy ra và truyền lại gói tin. – CSMA/CA phát ra nhiều dữ liệu điều khiển trênWLAN, làm cho chi phí chiếm đến xấp xỉ 50% băng thông sẳn có của WLAN. Chi phí này cộng với các chi phí của các giao thức khác như RTS/CTS (được dùng để tránh xung đột) là nguyên nhân chính làm cho băng thông thực sự chỉ đạt xấp xỉ 5.0 – 5.5Mbpsđối với một mạng 802.11b (tốc độ lý thuyết là 11 Mbps). Mặc dù CSMA/CD cũng phát sinh chi phí, nhưng nó chỉ chiếm khoảng 30% băng thông của mạng. Khi một mạngEthernetbắt đầu nghẽn thì CSMA/CD chiếm băng thông lên đến 70%, trong khi mạng không dây lúc bị nghẽn vẫn còn 50-55% băng thông để truyền dữ liệu. – Giao thức CSMA/CA tránh khả năng xung đột gữa các trạm dùng chung đường truyền (sóng vô tuyến) bằng cách sử dụng random back off time (khoảng thời gian bất kỳ phải đợi trước khi có thể giành quyền sử dụng đường truyền) nếu bộ cảm biến vật lý hay logic của máy trạm phát hiện đường truyền bận. Khoảng thời gian ngay sau khi đường truyền bận là khoảng thời gian dễ xảy ra xung đột nhất, đặc biệt là trong môi trường có nhiều người sử dụng. Tại thời điểm này, các máy trạm phải đợi cho đường truyền rảnh và sẽ cố truyền dữ liệu tại cùng một thời điểm. Một khi đường truyền rảnh, ran
2.1 Phương pháp đa truy nhập sử dụng sóng mang có pháp hiện xung độtCSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)Giao thức CSMA (Carrier Sense Multiple Access) - đa truy nhập có cảm nhậnsóng mang được sử dụng rất phổ biến trong các mạng cục bộ. Giao thức này sửdụng phương pháp thời gian chia ngăn theo đó thời gian được chia thành cáckhoảng thời gian đều đặn và các trạm chỉ phát lên đường truyền tại thời điểm đầungăn.Mỗi trạm có thiết bị nghe tín hiệu trên đường truyền (tức là cảm nhận sóngmang). Trước khi truyền cần phải biết đường truyền có rỗi không. Nếu rỗi thi mớiđược truyền. Phương pháp này gọi là LBT (Listening before talking). Khi phát hiệnxung đột, các trạm sẽ phải phát lại. Có mét số chiến lược phát lại nh sau: Giao thức CSMA 1-kiên trì. Khi trạm phát hiện kênh rỗi trạm truyền ngay. Nhưngnếu có xung đột, trạm đợi khoảng thời gian ngẫu nhiên rồi truyền lại. Do vậy xácsuất truyền khi kênh rỗi là 1. Chính vì thế mà giao thức có tên là CSMA 1-kiên trì.(1) Giao thức CSMA không kiên trì khác một chút.Trạm nghe đường, nếu kênh rỗi thìtruyền, nếu không thì ngừng nghe một khoảng thời gian ngẫu nhiên rồi mới thựchiện lại thủ tục. Cách này có hiệu suất dùng kênh cao hơn. (2) Giao thức CSMA p-kiên trì. Khi đã sẵn sàng truyền, trạm cảm nhận đường, nếuđường rỗi thì thực hiện việc truyền với xác suất là p < 1 (tức là ngay cả khi đườngrỗi cũng không hẳn đã truyền mà đợi khoảng thời gian tiếp theo lại tiếp tục thựchiện việc truyền với xác suất còn lại q=1-p. (3)Ta thấy giải thuật (1) có hiệu quả trong việc tránh xung đột vì hai trạm cần truyềnthấy đường truyền bận sẽ cùng rút lui chở trong những khoảng thời gian ngẫu nhiên khácnhau sẽ quay lại tiếp tục nghe đường truyền. Nhược điểm của nó là có thể có thời giankhông sử dụng đường truyền sau mỗi cuộc gọi.Giải thuật (2) cố gắng làm giảm thời gian "chết" bằng cách cho phép một trạm có thểđược truyền dữ liệu ngay sau khi một cuộc truyền kết thúc. Tuy nhiên nếu lúc đó lại cónhiều trạm đang đợi để truyền dữ liệu thì khả năng xẩy ra xung đột sẽ rất lớn.Giải thuật (3) với giá trị p được họn hợp lý có thể tối thiểu hoá được cả khả năng xung độtlẫn thời gian "chết" của đường truyền.49 Xẩy ra xung đột thường là do độ trễ truyền dẫn, mấu chốt của vấn đề là : các trạm chỉ"nghe" trước khi truyền dữ liệu mà không "nghe" trong khi truyền, cho nên thực tế cóxung đột thế nhưng các trạm không biết do đó vẫn truyền dữ liệu.Để có thể phát hiện xung đột, CSMA/CD đã bổ xung thêm các quy tắc sau đây :♦ Khi một trạm truyền dữ liệu, nó vẫn tiếp tục "nghe" đường truyền . Nếu phát hiệnxung đột thì nó ngừng ngay việc truyền, nhờ đó mà tiết kiệm được thời gian và giảithông, nhưng nó vẫn tiếp tục gửi tín hiệu thêm một thời gian nữa để đảm bảo rằng tấtcả các trạm trên mạng đều "nghe" được sự kiện này.(như vậy phải tiếp tục nghe đườngtruyền trong khi truyền để phát hiện đụng độ (Listening While Talking))♦ Sau đó trạm sẽ chờ trong một khoảng thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi thử truyền lạitheo quy tắc CSMA.Giao thức này gọi là CSMA có phát hiện xung đột (Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Detection viết tắt là CSMA/CD), dùng rộng rãi trong LAN và MAN.2.2. Phương pháp Token Bus .Nguyên lý chung của phương pháp này là để cấp phát quyền truy nhậpđường truyền cho các trạm đang có nhu cầu truyền dữ liệu, một thẻ bàiđược lưu chuyển trên một vòng logic được thiết lập bởi các trạm đó. Khimột trạm nhận được thẻ bài thì sẽ được phép sử dụng đường truyền trongmột thời gian nhất định. Trong khoảng thời gian đó nó có thể truyền mộthay nhiều đơn vị dữ liệu. Khi đã truyền xong dữ liệu hoặc thời gian đã hếtthì trạm đó phải chuyển thẻ bài cho trạm tiếp theo. Như vậy, công việc đầutiên là thiết lập vòng logic (hay còn gọi là vòng ảo) bao gồm các trạm đangcó nhu cầu truyền dữ liệu được xác định vị trí theo một chuỗi thứ tự màtrạm cuối cuối cùng của chuỗi sẽ tiếp liền sau bởi trạm đầu tiên. Mỗi trạmsẽ biết địa chỉ của trạm liền trước và kề sau nó. Thứ tự của các trạm trênvòng logic có thể độc lập với thứ tự vật lý. Các trạm không hoặc chưa cónhu cầu truyền dữ liệu không được vào trong vòng logic.ABCD50HGFE Đường truyền vật lýVòng logicHình 2.1 về vòng LogicTrong ví dụ trên, các trạm A, E nằm ngoài vòng logic do đó chỉ có thể tiếp nhậnđược dữ liệu dành cho chóng.Việc thiết lập vòng logic không khó nhưng việc duy trì nó theo trạng thái thực tếcủa mạng mới là khó. Cụ thể phải thực hiện các chức năng sau:a) Bổ xung một trạm vào vòng logic : các trạm nằm ngoài vòng logic cần được xemxét một cách định kỳ để nếu có nhu cầu truyền dữ liệu thì được bổ xung vào vònglogic.b) Loại bỏ một vòng khỏi vòng logic : khi một trạm không có nhu cầu truyền dữliệu thì cần loại bỏ nó ra khỏi vòng logic để tối ưu hoá việc truyền dữ liệu bằng thẻbài.c) Quản lý lỗi : một số lỗi có thể xẩy ra nh trùng hợp địa, hoặc đứt vòng logic.d) Khởi taọ vòng logic : khi khởi tạo mạng hoặc khi đứt vòng logic cần phải khởitạo lại vòng logic.2.3 Phương pháp Token Ring.Phương pháp này cũng dựa trên nguyên tắc dùng thẻ bài để cấp phát quyền truynhập đường truyền. Nhưng ở đây thẻ bài lưu chuyển theo theo vòng vật lý chứkhông theo vòng logic nh dối với phương pháp token bus.Thẻ bài là một đơn vị truyền dữ liệu đặc biệt trong đó có một bit biểu diễn trạngthái của rhẻ (bận hay rỗi). Một trạm muốn truyền dữ liệu phải chờ cho tới khi nhậnđược thẻ bài "rỗi". Khi đó trạm sẽ đổi bit trạng thái thành "bận" và truyền một đơn51 vị dữ liệu đi cùng với thẻ bài đi theo chiều của vòng. Lúc này không còn thẻ bài"rỗi " nữa do đó các trạm muốn truyền dữ liệu phải đợi. Dữ liệu tới trạm đích đượcsao chép lại, sau đó cùng với thẻ bài trở về trạm nguồn. Trạm nguồn sẽ xoá bỏ dữliệu đổi bit trạng thái thành "rỗi" và cho lưu chuyển thẻ trên vòng để các trạm kháccó nhu cầu truyền dữ liệu được phép truyền .DACBHinh 2.2 Thẻ bài trong mạngSù quay trở lại trạm nguồn của dữ liệu và thẻ bài nhằm tạo khả năng báo nhậntự nhiên : trạm đích có thể gửi vào đơn vị dữ liệu (phần header) các thông tin về kếtquả tiếp nhận dữ liệu của mình. Chẳng hạn các thông tin đó có thể là: trạm đíchkhông tồn tại hoặc không hoạt động, trạm đích tồn tại nhưng dữ liệu không đượcsao chép, dữ liệu đã được tiếp nhận, có lỗi...Trong phương pháp này cần giả quyết hai vấn đề có thể dẫn đến phá vỡ hệ thống đólà mất thẻ bài và thẻ bài "bận" lưu chuyển không dừng trên vòng .Có nhiều phươngpháp giải quyết các vấn đề trên, dưới đây là một phương pháp được khuyến nghị:- Đối với vấn đề mất thẻ bài có thể quy định trước một trạm điều khiển chủ động.52 Trạm này sẽ theo dõi, phát hiện tình trạng mất thẻ bài bằng cách dùng cơ chếngưỡng thời gian (time - out) và phục hồi bằng cách phát đi một thẻ bài "rỗi" mới.- Đối với vấn đề thẻ bài bận lưu chuyển không dừng, trạm điều khiển sử dụng mộtbit trên thẻ bài để đánh dấu khi gặp một thẻ bài "bận" đi qua nó. Nếu nó gặp lại thẻbài bạn với bit đã đánh dấu đó có nghĩa là trạm nguồn đã không nhận lại được đơnvị dữ liệu của mình do đó thẻ bài "bận" cứ quay vòng mãi. Lúc đó trạm điều khiểnsẽ chủ động đổi bit trạng thái "bận" thành "rỗi" và cho thẻ bài chuyển tiếp trênvòng. Trong phương pháp này các trạm còn lại trên mạng sẽ đóng vai trò bị động,chúng theo dõi phát hiện tình trạng sự cố trên trạm chủ động và thay thế trạm chủđộng nếu cần.2.4 Phương pháp ưu tiên theo yêu cầu.Ưu tiên theo yêu cầu là phương pháp truy cập tương đối mới dành cho tiêuchuẩn ethernet 100Mbps được gọi là 100 VG-anyLAN. Phương pháp này dựa trêndữ kiện bộ chuyển tiếp và nút cuối là hai thành phần tạo nên mạng. Bộ chuyển tiếpquản lý truy nhập mạng bằng cách dò tìm kiếm xoay vòng các yêu cầu gởi từ cácnút mạng. Bộ chuyển tiếp hub chịu trách nhiệm ghi nhận mọi địa chỉ, mọi liên kết,nút cuối và kiểm tra xem chúng có hoạt động hay không. Đối với 100VG-anyLAN,nút cuối có thể là máy tính, cầu nối, bộ định tuyến hoặc bộ chuyển mạch.Trong phương pháp CSMA/CD, hai máy tính có thể gây ra tranh chấp khi truyềndữ liệu cùng một lúc. Còn trong phương pháp ưu tiên theo yêu cầu thì có thể sửdụng một lược đồ trong đó một số loại dữ liệu nhất định sẽ được nhận ưu tiên nếuxảy ra tranh chấp. Nếu hub hay bộ chuyển nhận hai yêu cầu cùng một lúc thì yêucầu có mức ưu tiên cao nhất sẽ phục vụ luân phiên. Trong mạng ưu tiên theo yêucầu, máy tính có thể truyền nhận cùng một lúc nhờ vào lược đồ cáp định rõ chophương pháp truy cập này.2.5 So sánh các phương pháp truy cập.Với phương pháp CSMA/CD thì máy tính lắng nghe cáp và gởi dữ liệu khikhông có dữ liệu lưu thông trên cáp. Dò xung đột là phương pháp tranh chấp trong53 đó các máy tính cạnh tranh nhau cơ hội gởi dữ liệu. CSMA/CD là phương pháptruy cập chậm khi lưu lượng mạng tăng. CSMA/CA thì mỗi máy tính phát tín hiệutruyền thật nên phương pháp này chậm hơn phương pháp dò xung đột.Trong mạng chuyển thẻ bài thì máy tính giành quyền điều khiển thẻ bài khi nóđi qua, gắn dữ liệu vào rồi chuyển thẻ bài đi. Mỗi lần chỉ có 1 máy tính sử dụng thẻbài nên không xảy ra va chạm. Phương pháp này hiệu quả hơn phương pháp trêntrong trường hợp tải nặng. Còn phương pháp ưu tiên theo yêu cầu thì giao tiếp chỉxảy ra giữa máy tính gởi, thiết bị trung tâm và máy tính đích. Dữ liệu truyền chịusự điều khiển tập trung của thiết bị trung tâm và không được phát rộng đến tất cảcác máy tính trên mạng.Chương IIIMột số kiểu nối mạng thông dụng3.1 Các thành phần thông thường trên một mạng cục bộ gồm có- Các máy chủ cung cấp dịch vụ (server).54 - Các máy trạm cho người làm việc (workstation).- Đường truyền (cáp nối).- Card giao tiếp giữa máy tính và đường truyền (network interface card).- Các thiết bị nối (connection device).Hình 3.1 Cấu hình của một mạng cục bộHai yếu tố được quan tâm hàng đầu khi kết nối mạng cục bộ là tốc độ trong mạngvà bán kính mạng. Tên các kiểu mạng dùng theo giao thức CSMA/CD cũng thểhiện điều này. Sau đây là một số kiểu kết nối đó với tốc độ 10 Mb/s khá thông dụngtrong thời gian qua và một số thông số kỹ thuật:ChuẩnIEEE 802.3Kiểu10BASE510BASE210BASE-TKiểu cápCáp đồng trụcCáp đồng trụcCáp UTP55 |
