イーサネットが共有メディアで動作する場合、Csma/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)と呼ばれるネットワークアクセス方式プロトコルを使用します。 CSMA/CDの仕組みは、以下の簡単な方法で説明されています。

イーサネットLAN技術が古くから進化したとき、共有メディア上で動作しました。 共有メディアローカルエリアネットワーク(LAN)では、ネットワーク内の使用可能な帯域幅の合計がすべてのデバイスと共有されます。 初期のイーサネット規格は10base2と10base5であった。 10base2と10base5ベースのイーサネットネットワークでは、デバイスはバストポロジで同軸ケーブルを使用して一緒に接続されました。

共有メディアの別の例は、イーサネットネットワーク内のデバイスがハブを使用して接続されている場合です。 ハブを使用して接続すると、そのイーサネットネットワーク内のすべてのデバイスが論理的に同じメディアを共有します。 共有メディアでは、通常、放送を使用するデバイス間で通信が行われます。

最近、共有メディアを使用して動作するイーサネットネットワークは見つかりません。

CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)Access Methodプロトコルでは、すべてのホストがワイヤに平等にアクセスでき、ワイヤがトラフィックから解放されているときにデータをワイヤに配置することができます。 換言すれば、デバイスは、listen-before-transmit carrier senseモードである。

デバイスが伝送のためにワイヤ上にデータを配置したい場合、ワイヤ上に既に信号があるかどうかを見つけるためにワイヤを”感知”します。 メディアにすでにトラフィックがある場合、デバイスはランダムな時間を待って再び”感知”します。

csma-cd-carrier-sense。jpg

トラフィックがない場合(ワイヤに信号がない場合)、デバイスはデータを媒体に配置します。 同時に、デバイスは他のデバイスが同時に送信していないことを確認したいため、デバイスはメディアからリッスンしています。

csma-cd-マルチプルアクセス。jpg

しかし、二つのデバイスが同じインスタンスでメディア上にデータを配置すると、信号は互いに衝突し、データを破壊します。 データ信号が衝突のために送信中に破壊され、失われたデータ信号を再送信する必要がある場合。

csma-cd-衝突検出。jpg

衝突が発生して検出されると、衝突に関与するデバイスは短時間”ジャム信号”を送信し、ネットワーク内のすべてのデバイスが衝突が起こったこと “ジャム信号”は、共有イーサネットメディア上の他のすべてのデバイスに衝突が起こったことを示し、誰もワイヤ上にデータを置くべきではありません。

csma-cd-jam-signal.jpg

すべてのデバイスがネットワーク内で衝突が起こったことを検出すると、デバイスはランダムな期間送信を停止します。 待機するランダムな期間は、バックオフアルゴリズムによって決定されます。

csma-cd-random-backoff.jpg

ランダムな期間が満了すると、各デバイスは共有メディアに再びアクセスできます。

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