Kehyksen törmäys

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 4.6.2020 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Törmäys ( englanniksi  törmäys - overlay error, collision) - tietokone- ja verkkotekniikoiden terminologiassa kahden tai useamman kehyksen superpositio asemista, jotka yrittävät lähettää kehyksen samanaikaisesti monipääsylähetysvälineessä.

Syyt

Ethernet -verkkojen varhaisissa modifikaatioissa käytettiin menetelmää tiedonsiirtovälineen saamiseksi, jota kutsuttiin monikäyttömenetelmäksi kantoaallon tunnistuksen ja törmäysten havaitsemisen kanssa (carrier sense multiple access with collision detection, CSMA / CD ). Tätä menetelmää käytetään yksinomaan verkoissa, joissa on looginen yhteinen väylä (johon kuuluvat radioverkot, joista tämä menetelmä johti). Kaikilla tällaisen verkon tietokoneilla on suora pääsy yhteiseen väylään, joka voidaan toteuttaa koaksiaalikaapelilla tai keskittimellä , joten sitä voidaan käyttää tiedon siirtämiseen kahden verkkosolmun välillä. Samanaikaisesti kaikilla verkon tietokoneilla on mahdollisuus välittömästi (ottaen huomioon signaalin etenemisviive fyysisen välineen kautta) vastaanottaa tietoja, joita mikä tahansa tietokoneista alkoi lähettää yhteiselle väylälle. Kytkentäkaavion yksinkertaisuus on yksi Ethernet-standardin menestyksen taustalla olevista tekijöistä. Oletetaan, että kaapeli, johon kaikki asemat on kytketty, toimii Multiple Access (MA) -tilassa.

Ympäristöön pääsyn vaiheet

Kaikki verkon kautta siirrettävä data sijoitetaan tietyn rakenteen omaaviin kehyksiin ja niille annetaan kohdeaseman yksilöllinen osoite. Voidakseen lähettää kehyksen aseman on varmistettava, että jaettu media on vapaa. Tämä saavutetaan kuuntelemalla signaalin perusharmonista, jota kutsutaan myös kantoaaltotaajuudeksi (carrier-sense). Merkki tyhjästä ympäristöstä on kantoaallon taajuuden puuttuminen, joka Manchesterin koodausmenetelmällä on 5-10 MHz, riippuen kulloinkin lähetettävästä ykkösten ja nollien sekvenssistä.

Jos media on vapaa, solmulla on oikeus aloittaa kehyksen lähettäminen. Kaikki kaapeliin kytketyt asemat tunnistavat kehyksen lähetyksen ja asema, joka tunnistaa oman osoitteensa kehysotsikoissa, kirjoittaa sen sisällön sisäiseen puskuriinsa, käsittelee vastaanotetun tiedon, välittää sen pinoonsa ja lähettää sitten kehys kaapelin päälle -vastaa. Lähdeaseman osoite sisältyy lähdekehykseen, joten kohdeasema tietää kenelle lähettää vastauksen. Kehyslähetyksen päätyttyä kaikkien verkkosolmujen on ylläpidettävä 9,6 µs:n tekninen tauko (kehysten välinen aukko) (Ethernetille 10 Mbps). Tätä taukoa, jota kutsutaan myös kehystenväliseksi aikaväliksi, tarvitaan, jotta verkkosovittimet saataisiin alkuperäiseen tilaan, samoin kuin estämään yhden aseman yksinomaisen median sieppaamisen. Teknologisen tauon päätyttyä solmuilla on oikeus aloittaa kehyksensä lähettäminen, koska media on vapaa.

Törmäysten esiintyminen

Kuvatulla lähestymistavalla on mahdollista, että kaksi asemaa yrittävät samanaikaisesti lähettää datakehyksen yhteisen välineen kautta. Median nuuskimismekanismi ja kehysten välinen tauko ei takaa sellaisen tilanteen syntymistä, kun kaksi tai useampi asema samanaikaisesti päättää median olevan vapaa ja alkaa lähettää kehyksiään. He sanovat, että tässä tapauksessa tapahtuu törmäys, koska molempien kehysten sisältö törmää yhteisellä kaapelilla ja tiedot vääristyvät - Ethernetissä käytetyt koodausmenetelmät eivät salli jokaisen aseman signaalin erottamista yleisestä signaalista.

Törmäys on normaali tilanne Ethernet-verkoissa. Törmäyksen syntymiseksi ei ole välttämätöntä, että useat asemat alkavat lähettää täsmälleen samaan aikaan, tällainen tilanne on epätodennäköinen. On paljon todennäköisempää, että törmäys johtuu siitä, että yksi solmu aloittaa lähetyksen ennen toista, mutta ensimmäisen signaaleilla ei yksinkertaisesti ole aikaa päästä toiseen solmuun siihen mennessä, kun toinen solmu päättää aloittaa kehyksen lähettämisen. . Toisin sanoen törmäykset ovat seurausta verkon hajautetusta luonteesta.

Jotta törmäys voidaan käsitellä oikein, kaikki asemat valvovat samanaikaisesti kaapelissa näkyviä signaaleja. Jos lähetetyt ja havaitut signaalit eroavat toisistaan, havaitaan törmäysilmaisu (CD). Kaikkien verkkoasemien varhaisen törmäyksen havaitsemisen todennäköisyyden lisäämiseksi törmäyksen havainnut asema keskeyttää kehyksensä lähetyksen (mielivaltaisessa paikassa, ei mahdollisesti tavurajalla) ja vahvistaa törmäystilannetta lähettämällä erikoisjonon 32 bittiä verkkoon, jota kutsutaan jam-sekvenssiksi.

Kaikkien verkon asemien törmäysten tarkka tunnistaminen oli välttämätön edellytys varhaisten Ethernet -muutosten verkon oikealle toiminnalle . Nykyaikaisissa kytketyissä langallisissa Ethernet-verkoissa vain kaksi verkkoporttia on kytketty datasiirtolinjan kuhunkin segmenttiin (kierretty parikaapeli tai optinen kaapeli) duplex-lähetystilassa ja törmäykset ovat pohjimmiltaan mahdottomia.