CSMA er forkortelsen C arrier S ense M ultiple En ccess (Lytte til støtte Multiple Access). Dette er et sett av medietilgang protokoller . Disse kontrollerer at mediet er tilgjengelig før du begynner å sende en ramme . De gjør det også mulig å oppdage eller til og med unngå meldekollisjoner i overføringer.
For å unngå feil ved overføring av data i delte nettverk, er det nødvendig å unngå kollisjon mellom flere sendere. Avhengig av media og andre parametere (bithastighet, avstand, koding ...) er det imidlertid ikke mulig å bruke en enkelt metode.
Det er tre hovedmetoder som brukes i nettverk:
Før du definerer teknikkene, er det nyttig for en god forståelse å gjøre en analogi med en gruppe mennesker som ønsker å diskutere seg imellom:
CSMA / CD tilsvarer en gruppe der hver person kan snakke når de ønsker (under stillhet). Hvis to personer snakker samtidig, stopper de og venter kort tid (tilfeldig for hver person).
CSMA / CA er mer som en gruppe studenter i et klasserom: når en student ønsker å snakke, må de løfte hånden, og læreren vil la dem snakke i en bestemt tid. Hvis en elev på første rad løfter hånden, kan de ikke se den som også løftet hånden bak, derav viktigheten av lærerrollen.
CSMA / CR vil være vanskeligere å forestille seg: Hvis en person snakker samtidig i en gruppe mennesker, fortsetter de å gjøre det så lenge de sier nøyaktig det samme. Så snart tekstene avviker, blir det laget en logisk voldgift, og den ene personen stopper og lar den andre fullføre setningen.
Hvis en stasjon ønsker å sende og kanalen er ledig, sender den med en sannsynlighet p. Ellers venter det et tidsintervall før det prøver på nytt med samme sannsynlighet p. I tilfelle en kollisjon venter stasjonen en tilfeldig tid før prosedyren startes på nytt.
1-vedvarende CSMA er et spesielt tilfelle av p-vedvarende CSMA der p = 1. Hvis en stasjon ønsker å sende data og overføringsmediet er gratis, begynner det overføring. Hvis mediet er opptatt, begynner det å sende så snart det blir gratis. I tilfelle en kollisjon venter stasjonen en tilfeldig tid før overføringen startes på nytt. Dette er metoden som brukes med CSMA / CD på Ethernet- systemer .
Hver stasjon tildeles en overføringsordre av en hovedstasjon. Hver stasjon overfører sin informasjon i tidsintervallet som er tildelt den. Denne metoden brukes i CobraNet , LonWorks og Controller Area Network .
I ikke-vedvarende modus sjekker hver stasjon regelmessig at mediet er tilgjengelig. Hvis ikke, venter det en tilfeldig tid på å sjekke om media endelig er gratis. Til slutt, når media ikke er opptatt, overfører stasjonen informasjonen umiddelbart. Denne tilnærmingen reduserer kollisjoner, men den første ventetiden kan være veldig lang.
Den CSMA / CD ( Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection ) metoden er avledet fra et radiotransmisjonssystem som kalles Aloha . Prinsippet er å la alle være fri til å administrere programmene sine i henhold til deres behov og tilgjengeligheten av mediet.
I fravær av informasjon som skal overføres, lytter stasjonen til (eller mottar) pakkene som sirkulerer på media i den ene eller den andre retningen. Når stasjonen trenger å sende en eller flere pakker, sjekker den at det ikke sendes noen ramme på media. I så fall begynner det å sende pakken. Hvis ikke, venter den på slutten av den gjeldende overføringen.
Hver maskin som har muligheten til å starte en overføring automatisk når som helst, blir tilgangsmetoden distribuert: den sies å være multiple access ( Multiple Access : MA). Maskinen observerer media ved å prøve å oppdage en transportør ( Carrier Sense : CS). Hvis ingen rammer overføres, kan den ikke finne en operatør.
Den sender pakkene til det fysiske mediet og lytter til resultatet av overføringen i noen tid, for å kontrollere at ingen andre maskiner har fulgt den samme oppførselen som den samtidig (kollisjon).
Tilgangsmetoden er med kollisjonsdeteksjon ( Collision Detect : CD), og i løpet av overføringen kan en maskin oppdage et konfliktproblem, og stoppe med den hensikt å sende pakken på nytt senere når den får ordet igjen. For å minimere risikoen for å møte en annen kollisjon med samme maskin, venter hver på en tilfeldig periode før de prøver en ny overføring.
For ikke å mette et nettverk som allerede skulle vise seg å være veldig opptatt, vil ikke maskinen prøve på ubestemt tid å sende en pakke på nytt hvis den ved hvert forsøk kommer i konflikt med en annen; etter et visst antall mislykkede forsøk (maksimalt antall nye forsøk er 16) blir pakken kastet. Dette forhindrer kollaps av nettverket. De øvre lagene får beskjed om at overføringen av meldingen mislyktes.
CSMA / CA-metoden brukes i trådløse nettverk. Faktisk, i motsetning til kablet nettverk, kan to stasjoner overføre til en tredje uten å oppdage hverandre (den første er utenfor rekkevidden til den andre).
For å unngå dette betraktes en stasjon som overføringsmesteren som gir en stasjon autorisasjon til å kommunisere når sistnevnte ber om det. For å gjøre dette må stasjonen sende en kort RTS (Request To Send) ramme som inneholder informasjon om kommunikasjonen (hastighet, lengde på rammen osv.).
Hvis masterstasjonen godtar denne kommunikasjonen, sender den en CTS-ramme (Clear To Send) tilbake, og stasjonen kan overføre meldingen. På den annen side, hvis stasjonen ikke mottar en melding, må den vente igjen før den ber om autorisasjon til å sende igjen.
Dette er metoden som brukes i Wi-Fi-nettverk (802.11) , og hovedstasjonen er vanligvis tilgangspunktet (AP).
Denne metoden er litt mer avansert enn CSMA / CD-metoden: Hvis flere stasjoner sender en melding, bruker de en logisk OG mellom det mottatte signalet og det sendte signalet. I tilfelle ulikhet slutter stasjonen å sende. Ettersom 0 er en dominerende verdi, overskriver den derfor 1 (recessiv tilstand): dette betyr at kommunikasjonen til en av stasjonene ikke blir modifisert og dermed gjør det mulig å avslutte denne kommunikasjonen uten ventetid eller retransmissjonstid.
Et nettverk som bruker denne metoden kan da være deterministisk. Dette er metoden som brukes i CAN- nettverk .