Wie erkennt Ethernet eine Kollision in der CSMA / CD-Methode?

Ich verstehe, dass Carrier Sense im Wesentlichen die Netzwerkkarte ist, die das Medium für Übertragungen "abhört". Mehrfachzugriff bedeutet, dass mehrere Geräte im Netzwerk das Medium "abhören" können, und Kollisionserkennung ist das Verfahren, das durchlaufen wird, wenn ein Frame vorhanden ist Kollision. Meine Frage ist, wie eine Netzwerkkarte tatsächlich feststellt, ob eine Kollision aufgetreten ist. Gibt es eine Diskrepanz in den Spannungen oder was?

Angenommen, Sie haben die folgende Situation ...

• PC mit der auf 100 Mbit / s fest codierten Netzwerkkarte, Vollduplex
• RJ45-Kabel, festgesteckt EIA-568B (nicht, dass die Farben in der Pinbelegung eine Rolle spielen)
• Cisco Catalyst Switch mit automatischer Verhandlung (bei 100 Mbit / s)

Da die Netzwerkkarte des PCs auf 100 / voll gesperrt ist, schlägt die Ethernet-Autonegotiation des Cisco fehl und fällt auf 100 / halb zurück. Jetzt gibt es eine Duplex-Nichtübereinstimmung in der Leitung. Der Cisco-Switch verwendet CSMA / CD für den Zugriff auf die Verbindung.

Nehmen wir an, der PC und der Cisco senden beide genau zum gleichen Zeitpunkt. Das logische Diagramm und das Diagramm der physischen Schicht zeigen dasselbe Verhalten aus zwei verschiedenen Perspektiven, aber das Diagramm der physischen Schicht ist für Ihre Frage am relevantesten.

  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

In den obigen Diagrammen befindet sich links der PC (Vollduplex) und rechts der Cisco Switch (Halbduplex). Beide Seiten senden gleichzeitig (Tx) an den Pins 1 und 2, dieses Pin-Paar wird als D1 bezeichnet.

Wenn die Netzwerkkarte am Switch den PC-Frame am D2-Paar empfängt, während der Switch gleichzeitig am D1-Paar sendet, registriert der Switch eine Kollision ( Antwortreferenz ). Die Kollision wird nur am Switch registriert, da er sich im Halbduplexmodus befindet.

Hinweise zu GigabitEthernet:

• Halbduplex wird in der Standardnote ^{1 genannt} ; Tatsächlich verwendet jedoch niemand Halbduplex-GigE. Dies bedeutet, dass GE CSMA / CD nicht verwendet
• GE verwendet alle 8 Pins im RJ45-Mod-Stecker und die spezifischen TX / RX-Pins werden dynamisch zugewiesen.

End Notes :

^{Anmerkung 1} Zitieren von IEEE 802.3-2012 4.1 (kursiv hervorgehoben)):

4.1.2.1.2 Empfang ohne Streit

Im Halbduplexmodus können bei einer Betriebsgeschwindigkeit von 1000 Mbit / s Rahmen von der Sendestation unter den in 4.2.3.4 beschriebenen Bedingungen erweitert werden. Die Erweiterung wird von der MAC-Unterschicht der Empfangsstation verworfen, wie im Verfahrensmodell in 4.2.9 definiert.

In den alten Tagen (10base-2) wurde eine Kollision durch Stromerfassung festgestellt - es benötigt mehr Leistung (elektrischer Strom), wenn zwei Sender aufeinander treten. Für die 10/100/1000-baseT-Spezifikationen ist es so einfach, das RX-Paar zu betrachten, während Sie auf Ihrem TX-Paar senden. (oder Paare im Fall von 1000, aber Gig-E macht niemals Halbduplex.)

Moderne (für 10base-X Tech) Transceiver verwenden die Echokompensation, um ihr Signal vom Draht zu subtrahieren und auf andere Signale zu warten.

Der MAC oder Repeater (Hub) wird vom PHY über eine Kollision informiert

Wenn ein MAC über eine Kollision informiert wird, durchläuft er die Kollisionserkennungsprozedur (zufälliges Backoff).

Wenn ein Repeater (Hub) über eine Kollision informiert wird, generiert er an allen Ports ein "JAM-Signal", um sicherzustellen, dass die Kollision von den MACs erkannt wird, die die kollidierenden Frames gesendet haben, und dass andere Hosts die Leitung korrekt als besetzt erkennen.

Wie der Phy die Kollision erkennt, ist medientypspezifisch. Für Koaxial - Ethernet wird es auf der Gleichspannung an dem Koax - Basis https://books.google.co.uk/books?id=MRChaUQr0Q0C&pg=PA54&lpg=PA54&dq=coaxial+ethernet+collision+detection&source=bl&ots=oGaQGcNnkN&sig=OayChWr1zEIc8heoihW6Dm-p8JY&hl = en & sa = X & redir_esc = y # v = onepage & q = koaxial% 20ethernet% 20collision% 20detection & f = false

Die gängigen Varianten von Twisted Pair und Glasfaser-Ethernet sind Vollduplex auf elektrischer Ebene. Aus Kompatibilitätsgründen und um den Betrieb in Netzwerken mit Repeatern (Hubs) zu ermöglichen, mussten sie jedoch im Halbduplex-Modus arbeiten können. Dies erfolgt durch Behandeln gleichzeitiger Aktivitäten auf den Sende- und Empfangsdatenpfaden als Kollision.

Beachten Sie, dass Links, die im Vollduplexmodus ausgeführt werden, kein CSMA / CD verwenden. Kollisionen können dort einfach nicht auftreten. Bei 10 Mbit / s war CSMA / CD die Norm. In den frühen Tagen von 100 Mbit / s wurde CSMA / CD noch zur Unterstützung von Hubs (Repeatern) verwendet, aber als Switches (Bridges) übernahmen und die Autonegotiation ausgereift war, wurde Vollduplex zur Norm. Bei 1 Gbit / s gibt es in den Standards einen Halbduplex-Modus, aber niemand hat jemals einen Hub verkauft, was ihn irgendwie sinnlos macht. Bei höheren Geschwindigkeiten wird Halbduplex überhaupt nicht unterstützt.

CSMA / CD ist heutzutage eine Funktion für die Kompatibilität mit älteren Geräten.