پروتکل CSMA/CD یا Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection، یک روش کنترل دسترسی به رسانه است که بطور گسترده در تکنولوژی های اترنت یا شبکه های LAN مورد استفاده قرار می گیرد. بر فرض مثال، یک سناریویی را تصور کنید که در یک لینک یا مدیای مشترک، N تا سیستم یا Node وجود دارند که همگی در حال انتظار برای انتقال اطلاعات از طریق همان لینک یا مدیا هستند. در این شرایط همه سیستم ها یا node ها خواهان دسترسی به مدیا(link/channel) برای انتقال اطلاعات خودشان هستند. مشکل زمانی رخ می دهد که بیش از یک دستگاه در یک زمان و یا به عبارت بهتر بصورت همزمان قصد انتقال اطلاعات را دارند. در این صورت وقوع collisions یا تصادم در stations های مختلف وجود دارد.


در این شرایط پروتکل CSMA/CD می تواند به کمک آید و این پروتکل تصمیم می گیرد که کدام node انتقال اطلاعات داشته باشد تا Data corrupt بوجود نیاید و اطلاعاتی سالم به مقصد برسند.

How CSMA/CD works?

خب، با این این دید از پروتکل CSMA/CD، بیایید نگاهی به طرز کار این پروتکل داشته باشیم.

Step 1:

گام نخست این است که بررسی می کند آیا فرستنده آماده ارسال بسته های اطلاعاتی است یا خیر.

Step 2:

در گام به بعد، به بررسی اینکه آیا لینک انتقال در وضعیت idle است می پردازد. فرستنده باید در صورت لزوم، transmission link/medium را بررسی کند چرا که از سایر Node بصورت پیوسته، ارسال احساس می کند. فرستنده داده های ساختگی را در لینک می فرستد، اگر هیچ سیگنال collisions را دریافت نکرد، این بدان معنی است که خط idle و آزاد است و اگر متوجه آزاد بودن خط انتقال شد و هیچ collisions وجود ندارد، در این شرایط شروع به ارسال داده می کند و در غیر اینصورت از ارسال اطلاعات خودداری می کند.

Step 3:

انتقال اطلاعات انجام شده و collision بررسی می شود.
فرستنده، اطلاعاتی را که باید ارسال کند را روی خط قرار می دهد. پروتکل CSMA / CD از سیستم تایید(acknowledgement) استفاده نمی کند. انتقال موفق یا ناموفق فقط از طریق سیگنال های collision بررسی می شود. در حین انتقال، اگر سیگنال collision با node دریافت شود، انتقال متوقف می شود. سپس Node یک سیگنال jam را بر روی لینک ارسال می کند و قبل از ارسال مجددا Frame، برای بازه های زمانی Random ای منتظر می ماند. پس از چندین random time، دوبراه درصدد انتقال اطلاعات برآمده و فرآیند فوق را تکرار می کند.

Step 4:

اگر هیچ collision رخ نداد یا شناسایی نشد، فرستنده ارسال فریم را تکمیل می کند.



وضعیت فوق را در نظر بگیرید. دو سیستم A & B
Propagation Time یا زمان انتشار، یک ساعت است. یعنی یک ساعت طول خواهد کشید تا سیگنال از A به B برود.
پس از اینکه collision رخ دهد، یک سیگنال collision ایجاد شده و برای سیستم های A و B ارسال می شود تا به این سیستم ها از وجود collision اطلاع رسانی کند. سیگنال collision هم 30 دقیقه طول خواهد کشید تا به دست دو سیستم A و B برسد.
این سیگنال collision به تمام سیستم های متصل به این لینک ارسال خواهد شد و آنها این سیگنال collision را دریافت می کنند.

Transmission time یا Tt > Propagation Time یا Tp

این بدین علت است که ما میخواهیم قبل از اینکه آخرین bit از اطلاعات خود را از سیستم خود انتقال دهیم، باید اطمینان حاصل کنیم که برخی از بیت ها به مقصد رسیده اند. این مورد تضمین می کند که خط مشغول نبوده و collision رخ نخواهد داد.
اما بیایید بدترین سناریو را در نظر بگیریم، ما زمان گرفته شده توسط سیگنال collision برای بازگشت به خودمان را در نظر نگرفته ایم.



این collision دقیقا قبل از اینکه داده به B برسد رخ داده است. حال سیگنال collision در مدت زمان 59:59 دقیقه به A می رسد. از این رو، collision اطلاعات collision را تقریبا پس از دو ساعت دریافت می کند.2*Tp
این حداکثر زمان collision است که سیستم می تواند تشخیص دهد آیا برای اطلاعات آن collision رخ داده است.