Làm thế nào để Ethernet phát hiện xung đột trong phương pháp CSMA / CD?

Tôi hiểu rằng Carrier Sense về cơ bản là "nghe" phương tiện cho mọi phương tiện truyền tải, Đa truy cập có nghĩa là nhiều thiết bị trên mạng có thể "nghe" phương tiện và Phát hiện va chạm là quy trình mà nó trải qua nếu có Khung va chạm. Câu hỏi của tôi là làm thế nào một NIC thực sự xác định nếu có một vụ va chạm? Có sự khác biệt trong các điện áp, hoặc những gì?

Giả sử bạn có tình huống sau ...

• PC có mã hóa cứng thành 100Mb / giây, song công hoàn toàn
• Cáp RJ45, được ghim EIA-568B (không phải màu sắc trong phần pinout)
• Cisco Catalyst Switch, sử dụng chế độ tự động hóa (ở tốc độ 100Mb / giây)

Do NIC của PC bị khóa ở mức 100 / đầy, nên việc tự động hóa Ethernet của Cisco không thành công và nó giảm xuống còn 100 / một nửa. Bây giờ có một sự không phù hợp song công trên dòng. Bộ chuyển mạch Cisco sử dụng CSMA / CD để truy cập vào liên kết.

Giả sử cả PC và Cisco đều truyền tải chính xác cùng một lúc; sơ đồ logic và sơ đồ lớp vật lý cho thấy cùng một hành vi từ hai quan điểm khác nhau, nhưng sơ đồ lớp vật lý có liên quan nhất đến câu hỏi của bạn.

  LOGICAL DIAGRAM
  ===============

                   Tx                     Tx
  100/full       ----->                 <-----   100/half
  PC        -----------------------------------  Cisco Catalyst Switch


  PHYSICAL LAYER PIN DIAGRAM
  ==========================

      PC                                         Cisco Catalyst Switch
      100/full                                   100/half

                    Tx D1             
                    ----->
      568B                                       568B
      Pin Signal                                 Pin Signal
      1   TX+ D1    ---------------------------  3   RX+ D2
      2   TX- D1    ---------------------------  6   RX- D2
      3   RX+ D2    ---------------------------  1   TX+ D1
      6   RX- D2    ---------------------------  2   TX- D1

                                         <------
                                           Tx D1

Trong các sơ đồ ở trên, PC (song công hoàn toàn) ở bên trái và Cisco Switch (bán song công) ở bên phải. Cả hai bên truyền (Tx) đồng thời trên chân 1 và 2, cặp chân này được gọi là D1.

Khi NIC trên công tắc nhận khung của PC trên cặp D2 trong khi công tắc đang truyền đồng thời trên cặp D1, thì công tắc sẽ đăng ký một xung đột ( tham khảo câu trả lời ). Sự va chạm chỉ được đăng ký trên công tắc, bởi vì nó ở chế độ bán song công.

Lưu ý về GigabitEthernet:

• Half-duplex được gọi ra trong ^{Note 1} tiêu chuẩn ; tuy nhiên, không ai thực sự sử dụng GigE song công. Điều này có nghĩa là GE sẽ không sử dụng CSMA / CD
• GE sử dụng tất cả 8 chân trong phích cắm mod RJ45 và các chân TX / RX cụ thể được phân bổ động.

Ghi chú cuối :

^{Lưu ý 1} Trích dẫn IEEE 802.3-2012 4.1 (mỏ nhấn mạnh in nghiêng):

4.1.2.1.2 Tiếp nhận mà không có sự tranh chấp

Ở chế độ bán song công, ở tốc độ hoạt động 1000 Mb / giây , các khung có thể được mở rộng bởi trạm phát trong các điều kiện được mô tả trong 4.2.3.4. Phần mở rộng bị loại bỏ bởi lớp con MAC của trạm nhận, như được định nghĩa trong mô hình thủ tục trong 4.2.9.

Vào thời xa xưa (10base-2), một vụ va chạm đã được phát hiện bằng cảm biến hiện tại - nó cần nhiều năng lượng hơn (dòng điện) khi hai máy phát chạm vào nhau. Đối với thông số kỹ thuật 10/100/1000 cơ sở, đơn giản như nhìn vào cặp RX trong khi truyền trên cặp TX của bạn. (hoặc các cặp trong trường hợp 1000, nhưng gig-e không bao giờ thực hiện bán song công.)

Các bộ thu phát hiện đại (dành cho công nghệ 10base-X) sử dụng chức năng khử tiếng vang để trừ tín hiệu của chúng khỏi dây để lắng nghe các tín hiệu khác.

MAC hoặc bộ lặp (hub) được PHY thông báo về sự va chạm

Khi MAC được thông báo về một vụ va chạm, nó sẽ trải qua quy trình phát hiện va chạm (backoff ngẫu nhiên).

Khi bộ lặp (hub) được thông báo về xung đột, nó sẽ tạo ra "tín hiệu JAM" trên tất cả các cổng để đảm bảo rằng sự va chạm được phát hiện bởi các MAC đã gửi các khung va chạm và các máy chủ khác phát hiện chính xác đường dây đang bận.

Làm thế nào các phy phát hiện va chạm là loại phương tiện truyền thông cụ thể. Đối với ethernet đồng trục, nó dựa trên điện áp DC trên coax https://books.google.co.uk/books?id=MRChaUQr0Q0C&pg=PA54&lpg=PA54&dq=coax+ethernet+collision+detection&source/bl&ots = en & sa = X & redir_esc = y # v = onepage & q = đồng trục% 20ethernet% 20collision% 20detection & f = false

Các biến thể phổ biến của cặp xoắn và ethernet sợi là song công hoàn toàn ở cấp độ điện nhưng vì lý do tương thích và cho phép hoạt động trong các mạng có bộ lặp (hub), chúng cần có thể hoạt động ở chế độ song công. Điều này được thực hiện bằng cách xử lý hoạt động đồng thời trên truyền và nhận datapath như một sự va chạm.

Lưu ý rằng các liên kết chạy ở chế độ song công hoàn toàn không sử dụng CSMA / CD, va chạm đơn giản là không thể xảy ra ở đó. Ở tốc độ 10Mbps CSMA / CD là tiêu chuẩn. Trong những ngày đầu, 100Mbps CSMA / CD vẫn được sử dụng để hỗ trợ các hub (bộ lặp) nhưng khi các bộ chuyển mạch (cầu nối) tiếp quản và chế độ tự động hoàn thành song công hoàn toàn trở thành chuẩn mực. Ở chế độ song công 1Gbps tồn tại trong các tiêu chuẩn nhưng không có ai từng bán một trung tâm khiến nó trở nên vô nghĩa. Ở tốc độ cao hơn, một nửa song công không được hỗ trợ.

CSMA / CD ngày nay là một tính năng tương thích với các thiết bị cũ.