CSMA و کاربرد آن چیست؟

با سلام خدمت شما دوستان عزیز  و همراهان همیشگی شبکه کالا ، امروز میخواهیم درباره پروتکل CSMA و کاربرد آن و عملکرد و نحوه کار آن صحبت کنیم. که مخفف کلمه ( Carrier Sense Multiple Access) است.

درباره پروتکل CSMA :

امروزه در شبکه‌های رایانه‌ای، روش دسترسی چندجانبه در شبکه‌های بی‍سیم می‌باشد. وقتی که قصد ارسال اطلاعات دارید باید مدت زمان مشخصی را به کانال گوش دهد و تشخیص دهد،

که آیا نقطه ارسال دیگری قصد ارسال اطلاعات بر روی کانال را در حوزه بی‌سیم مربوط به خودش دارد اگر کانال آزاد باشد، سپس نقطه اتصال برای ارسال اجازه می‌یابد تا فرایند ارسال را انجام دهد.

اما اگر کانال ما مشغول باشد، نقطه اتصال جلوی فرایند ارسال را به زمان دیگری موکول می‌کند.

به محض اینکه مبادله اطلاعات آغاز شد، باز این امکان وجود دارد که ارسال واقعی اطلاعات رخ ندهد.

پیشگیری از اختلال برای بهبود کارایی CSMA مورد استفاده قرار می‌گیرد.

روش کار بدین صورت است که اگر نودی در حال ارسال اطلاعات باشد، نود دیگر اجازه ارسال نخواهد داشت، بنابراین با این کار احتمال تصادم به حداقل می‌رسد.

CSMA/CA یک روش دسترسی لایه ۲ است، اما در مدل OSI یک پروتکل جداگانه نیست.

در CSMA را می‌توان به صورت اختیاری با تبادل بسته RTS یا تقاضا برای ارسال (Request to Send) که توسط فرستنده S و بسته CTS یا مجوز ارسال (Clear to Send) که توسط گیرنده R ارسال می‌شود، همراه کرد.

بنابراین با این روش، به تمام نقطه های اتصال ارسال هشدار داده می‌شود که در محدوده فرستنده، گیرنده یا هر دو، در تبادل اطلاعات، هیچگونه ارسالی انجام نشود.

از این اصول با عنوان تبادل IEEE RTS/CTS یاد می‌کنند.

با پیاده‌سازی RTS/CTS می‌توان به مشکل پایانه پنهان که اغلب در شبکه‌های بی‌سیم رخ می‌دهد میتوان پایان داد.

روش کار CSMA :

1. ابتدا خط را شنود یاگوش می دهیم تا مطمئن شویم که فضای رسانه انتقال مشغول نیست.
2.  مدت زمان تصادفی قبل از ارسال فریم را صبر می‌کنیم تا از لحاظ آماری احتمال ارسال اطلاعات توسط دیگر نقطه های اتصال را کاهش دهیم.
3.  اگر مدت زمان تصادفی پایان یافت، دوباره به رسانه گوش می‌دهیم تا مطمئن شویم خط شلوغ نباشد. اگر نبود، اطلاعات را ارسال می‌کنیم.
4.  پس از اینکه تمام اطلاعات را ارسال کردیم، منتظر پیغام اجازه باشید.
5. اگر هیچ پیغام اجاره ای دریافت نشد، دوباره اطلاعات را ارسال می‌کنیم، و با استفاده از منطق CSMA مدت زمان مناسبی را برای ارسال دوباره منتظر می‌مانیم.

کارایی CSMA :

عمدتا به اصول مدولاسیونی که در ارسال اطلاعات بین نقطه اتصال ها استفاده می‌شود، بستگی دارد.

مطالعات نشان داده‌است که در شرایط ارسال ایده‌آل شبیه‌سازی‌ها ، تکنیک توالی مستقیم طیف گسترده یا DSSS، بالاترین خروجی را برای تمامی نقطه های ارسال شبکه زمانیکه وارد بر شبکه سبک باشد فراهم می‌آورد.

اصول پرش فرکانس طیف وسیعی یا FHSS با فاصله زیادی در پشت DSSS قرار می‌گیرد. این قواعد زمانی می‌تواند خروجی مطلوبی بدهد که بار وارد شده بر شبکه به‌طور قابل توجهی افزایش یابد.

با این وجود، در دنیای واقعی هر دو اصول خروجی یکسانی ارائه می‌دهند.

کاربردهای CSMA :

1. GNET : یک پروتکل اختصاصی LAN قدیمی LocalTalk Apple روش CSMA/CA را با استفاده از سیگنال پارازیت سه بایتی در شبکه خطی پیاده‌سازی می‌کند.
2. RTS/CTS با استفاده از پیغام‌های درخواست برای ارسال (RTS) و مجوز برای ارسال (CTS) در WLAN، شنود مجازی حامل را مهیا می‌کند.
3. (Wireless PAN) : از CSMA/CA استفاده می‌کند.
4. NCR WaveLAN: پروتکل اختصاصی شبکه‌های بی‌سیم است.
5. HomePNA
6. استاندارد ITU-T G.hn که با استفاده از سیم کشی‌های موجود در منازل، یک شبکه محلی پرسرعت  ۱ گیگابیت در ثانیه را با کمک CSMA/CA به عنوان روش دسترسی کانال ارائه می‌دهد.