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1CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. CSMA/CD Zugriffsverfahren.

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Präsentation zum Thema: "1CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. CSMA/CD Zugriffsverfahren."—  Präsentation transkript:

1 1CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. CSMA/CD Zugriffsverfahren

2 2CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. CSMA/CD-Zugriffsverfahren CSMA/CD Carrier Sense, Multiple Access with Collision Detection Trägererkennung (Träger da?), Mehrfachzugriff mit Kollisionserkennung

3 3CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. CSMA/CD-Zugriffsverfahren Carrier Sense - alle Teilnehmer hören mit, ob das Medium frei ist - Sendeversuch nur bei freiem Medium listen before talk Multiple Access - jeder Teilnehmer darf selbständig auf das Medium zugreifen, Mehrfachzugriff ist möglich

4 4CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. CSMA/CD-Zugriffsverfahren Collision Detection - Kollisionen ereignen sich nur bei freiem Medium und dem gleichzeitigen Sendeversuch von zwei oder mehr Teilnehmern - jeder Teilnehmer kann Kollisionen feststellen listen while talking

5 5CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. CSMA/CD-Zugriffsverfahren

6 6CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. CSMA/CD-Zugriffsverfahren

7 7CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. 10 Mbit/s Ethernet Bekannteste CSMA/CD-Anwendung - Ethernet (nach IEEE / ISO/IEC z.B. - 10Base5 - 10Base2 - 10BaseT - 10BaseFB - 10BaseFL - FOIRL

8 8CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. 10Base5 10Base5 10 = 10 Mbit/s Datenübertragungsrate Base = Basisbandübertragung 5 = 500 m maximale Segmentlänge mit dickem Koaxkabel (RG8, Yellow Cable)

9 9CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. 10Base2 10Base2 10 = 10 Mbit/s Datenübertragungsrate Base = Basisbandübertragung 2 = ca. 200 m maximale Segmentlänge (185 m dünnes Koaxkabel, Thin Coax, Cheaper Net, RG58)

10 10CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. 10BaseT 10BaseT 10 = 10 Mbit/s Datenübertragungsrate Base = Basisbandübertragung T = Twisted Pair-Kabel der Kategorie 3 oder höher (symmetrische Kabel) mit 100 m maximaler Segmentlänge

11 11CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. 10 Mbit/s Ethernet über LWL 10BaseFB FB = Fiber Backbone max. 2 km über Multimode LWL 62,5/125µm 10BaseFL FL = Fiber Link max. 2 km über Multimode LWL 62,5/125µm Achtung! Die Standards FB und FL sind nicht kompatibel!

12 12CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Ethernet Datenrahmen Ethernet-Datenrahmen (nach IEEE 802.3) - minimale Datenrahmenlänge = 64 Byte => gewährleistet Kollisionserkennung - maximale Datenrahmenlänge = 1518 Byte

13 13CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Ethernet Datenrahmen Ethernet-Datenrahmen (nach IEEE 802.3)

14 14CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Backoff Wartezeit nach Kollisionen - Um die Wiederholung von Kollisionen zu vermeiden, warten die beteiligten Stationen vor dem erneuten Sende- versuch eine Zufallszeit ab. - Zeitintervall t slot * 2 n t slot = 512 Bit : 10 Mbit/s = 51,2 s

15 15CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Backoff Das TBEB-Verfahren Truncated Binary Exponential Backoff - Bei einer erneuten Kollision wird das Intervall, dem die Zufallszeit entnommen wird, verdoppelt. - Durch dieses Verfahren sinkt die Wahr- scheinlichkeit, dass die Stationen erneut miteinander kollidieren, mit jeder Wiederholung.

16 16CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. CSMA/CD-Zugriffsverfahren

17 17CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. CSMA/CD-Zugriffsverfahren falsch! S1 K7.3.4, Bild 9

18 18CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Backoff Das TBEB-Verfahren - Maximale Zahl der Intervallverdopplungen: 10 - Maximale Zahl der Wiederholungsversuche: 16 (danach erfolgt Abbruch mit Fehlermeldung) Zeitintervall t n = 2 n * t slot n = 1,..., 10

19 19CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Backoff Das TBEB-Verfahren - Inter Frame Gap = 9,6 s (Zeitraum zwischen zwei Frames ohne Kollision) - 1. Kollision, n = 1 Zeitintervall t 1 = 2 1 * 51,2 s = 102,4 s Kollision in Folge, n = 10 Zeitintervall t 10 = 2 10 * 51,2 s = ,8 s

20 20CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Backoff

21 21CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Netzprojektierung Konsequenzen für die Netzprojektierung - Eine Kollision muss von der aktiven Station spätestens nach dem 511. Bit erkannt werden. - Maximale Signallaufzeit zwischen den zwei entferntesten Stationen in der CSMA/CD-Kollisionsdomäne: t max = (511 Bit : 10 Mbit/s)/2 = 25,55 s

22 22CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. MAC-Parameter MAC-Parameter für 10BaseX-LANs ParameterWert Slot Time512 Bitzeiten Inter Frame Gap9,6 s Attempt Limit16 Backoff Limit10 Jam Size32 Bit Min. Frame Size64 Bytes Max. Frame Size1518 Bytes Address Size48 Bit

23 23CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Eigenschaften von CSMA/CD Wichtige Eigenschaften von CSMA/CD - Das Netz-Design muss die Kollisionserkennung in einer Slotzeit (der Übertragungsdauer eines 64 Bytes langen Datenrahmens) ermöglichen. - Die Mindestdatenrahmenlänge von 64 Bytes darf nicht unterschritten werden. Zu kleine PDUs werden durch das PAD-Feld auf die Mindestrahmenlänge aufgefüllt. - CSMA/CD ist nicht deterministisch, eine Zugriffszeit bei gemeinsam genutzten Medien kann nicht garantiert werden. - Die Kollisionsdomänen müssen möglichst klein gehalten werden.

24 24CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Netzausdehnung für 10BaseT Maximale Netzausdehnung für eine Kollisisionsdomäne für 10BaseT - 4 Repeaterregel Auf dem Weg zwischen zwei beliebigen Stationen dürfen maximal 4 Repeater liegen. >> Maximal 5 Kabelsegmente mit je max. 100 m Länge >> Maximale Netzausdehnung: 500 m

25 25CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Fast Ethernet Fast Ethernet nach IEEE 802.3u - 100BaseTX - 100BaseT BaseFX

26 26CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Fast Ethernet 100BaseTX Mbit/s Datenübertragungsrate - Basisbandübertragung - Datenübertragung über zwei Paare symmetrisches Kabel (Twisted Pair-Kabel) der Kategorie 5 oder höher - maximale Segmentlänge: 100 m

27 27CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Fast Ethernet 100BaseT Mbit/s Datenübertragungsrate - Basisbandübertragung - Datenübertragung über vier Paare symmetrisches Kabel (Twisted Pair-Kabel) der Kategorie 3 oder höher - 3 Paare zum Senden - 1 Paar zum Empfangen - maximale Segmentlänge: 100 m

28 28CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Fast Ethernet 100BaseFX Mbit/s Datenübertragungsrate - Basisbandübertragung - Datenübertragung über zwei Fasern Multimode- Glasfaserkabel im Duplexmodus (dx), z.B. von Switch zu Switch - maximale Segmentlänge: 2000 m

29 29CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Netzausdehnung für 100BaseX Maximale Netzausdehnung für eine Kollisisionsdomäne für 100BaseX

30 30CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet 1000BaseT nach IEEE 802.3ab Mbit/s = 1 Gbit/s Datenübertragungsrate - Basisbandübertragung - Maximal 100 m Segmentlänge - 4 Paare symmetrische Kabel (Twisted Pair- Kabel) der Kategorie 5e oder höher

31 31CSMA/CD © 2001, Cisco Systems, Inc. Gigabit Ethernet 1000BaseT - Maximale Netzausdehnung für eine Kollisisionsdomäne nach IEEE 802.3ab: 200 m - Vergrößerung der minimalen Datenrahmenlänge auf 512 Bytes - Nur ein Repeater


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