Rammekollision

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 4. juni 2020; checks kræver 2 redigeringer .

Kollision ( engelsk  kollision - overlejringsfejl, kollision) - i terminologien for computer- og netværksteknologier , overlejring af to eller flere rammer fra stationer, der forsøger at transmittere en ramme på samme tid i et transmissionsmedium med flere adgange.

Årsager

I tidlige modifikationer af Ethernet -netværk blev der brugt en metode til at få adgang til datatransmissionsmediet, kaldet metoden med multipel adgang med operatøridentifikation og kollisionsdetektion (carrier sense multiple access with collision detection, CSMA / CD ). Denne metode bruges udelukkende i netværk med en logisk fælles bus (som omfatter de radionetværk, der gav anledning til denne metode). Alle computere på et sådant netværk har direkte adgang til en fælles bus, som kunne implementeres ved hjælp af et koaksialkabel eller hub , så den kan bruges til at overføre data mellem to netværksknuder. Samtidig har alle netværkscomputere mulighed for straks (under hensyntagen til signaludbredelsesforsinkelsen gennem det fysiske medie) at modtage data, som enhver af computerne begyndte at sende til den fælles bus. Enkeltheden af ​​ledningsdiagrammet er en af ​​faktorerne bag Ethernet-standardens succes. Det antages, at det kabel, som alle stationer er tilsluttet, fungerer i Multiple Access (MA)-tilstand.

Stadier af adgang til miljøet

Alle data, der transmitteres over netværket, placeres i rammer af en bestemt struktur og forsynes med en unik adresse på destinationsstationen. For at kunne transmittere en ramme skal en station sikre, at det delte medie er ledigt. Dette opnås ved at lytte til signalets grundlæggende harmoniske, som også kaldes bærefrekvensen (carrier-sense). Et tegn på et ubemandet miljø er fraværet af en bærefrekvens på det, som med Manchester -kodningsmetoden er 5-10 MHz, afhængigt af rækkefølgen af ​​etere og nuller, der transmitteres i øjeblikket.

Hvis mediet er ledigt, har noden ret til at begynde at transmittere rammen. Alle stationer, der er tilsluttet kablet, kan genkende det faktum, at rammen er transmitteret, og den station, der genkender sin egen adresse i rammehovederne, skriver sit indhold til sin interne buffer, behandler de modtagne data, sender dem op i sin stak og sender derefter rammen over kablet -svar. Kildestationens adresse er indeholdt i kilderammen, så destinationsstationen ved, hvem den skal sende svaret til. Efter afslutningen af ​​rammetransmissionen skal alle netværksknuder opretholde en teknologisk pause (interframe gap) på 9,6 µs (for Ethernet 10 Mbps). Denne pause, også kaldet interframe-intervallet, er nødvendig for at bringe netværksadapterne til deres oprindelige tilstand, samt for at forhindre den eksklusive optagelse af mediet af én station. Efter afslutningen af ​​den teknologiske pause har noderne ret til at begynde at sende deres ramme, da mediet er frit.

Forekomsten af ​​kollisioner

Med den beskrevne tilgang er det muligt, at to stationer samtidig forsøger at transmittere en dataramme over et fælles medium. Mediets sniffemekanismen og pausen mellem frames garanterer ikke mod forekomsten af ​​en sådan situation, når to eller flere stationer samtidig beslutter, at mediet er ledigt og begynder at sende deres frames. De siger, at der i dette tilfælde opstår en kollision, da indholdet af begge frames kolliderer på et fælles kabel, og information er forvrænget - kodningsmetoderne, der bruges i Ethernet, tillader ikke, at signalerne fra hver station kan skelnes fra det generelle signal.

Kollision er en normal situation i Ethernet-netværk. For at en kollision kan forekomme, er det ikke nødvendigt, at flere stationer begynder at sende på nøjagtig samme tid, en sådan situation er usandsynlig. Det er meget mere sandsynligt, at kollisionen opstår på grund af det faktum, at den ene node starter transmission før den anden, men signalerne fra den første når simpelthen ikke at nå den anden node, når den anden node beslutter sig for at begynde at sende sin ramme . Det vil sige, at kollisioner er en konsekvens af netværkets distribuerede karakter.

For at kunne håndtere en kollision korrekt overvåger alle stationer samtidig de signaler, der vises på kablet. Hvis de transmitterede og observerede signaler er forskellige, detekteres en kollisionsdetektion (CD). For at øge sandsynligheden for tidlig kollisionsdetektion af alle netværksstationer, afbryder stationen, der har registreret kollisionen transmissionen af ​​sin ramme (på et vilkårligt sted, muligvis ikke på bytegrænsen) og forstærker kollisionssituationen ved at sende en speciel sekvens på 32 bits til netværket, kaldet jam-sekvensen.

Nøjagtig genkendelse af kollisioner af alle stationer i netværket var en nødvendig betingelse for korrekt drift af netværket af tidlige Ethernet -modifikationer . I moderne switchede kablede Ethernet-netværk er kun to netværksporte forbundet til hvert segment af datatransmissionslinjen (parsnoet kabel eller optisk kabel) i duplekstransmissionstilstand, og forekomsten af ​​kollisioner er fundamentalt umulig.