Zugriffsverfahren


Zugriffsverfahren sind bestimmte Verfahren, die genau festlegen, wie auf ein Medium im LAN zugegriffen wird. Diese Methoden des Netzwerkzugriffs auf das Übertragungsmedium sind auf der 2. Schicht des OSI-Modells angesiedelt. Einsatzgebiet des CSMA/CD Protokolls sind Netzwerke in der Bus-Topologie.


CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

CSMA/CD ist ein nicht deterministisches Zugriffsverfahren, d.h. bei diesem Verfahren wird davon ausgegangen, dass Kollisionen von Datenpaketen auftreten. Jede Station im Netzwerk kann hier jederzeit senden (wahlfreier zugriff).

CSMA/CD wird vorallem im Ethernet eingesezt und enthält Techniken zur Kollisionserkennung und behandlung.


  • Carrier Sense - Trägerfrequenzsensitiv
    Das bedeutet, dass eine sendewillige Station das Übertragungsmedium zuerst abhört, ob bereits Datenverkehr darauf abläuft. Sollte dies der Fall sein, wird der Sendewunsch zurückgestellt, bis das Übertragungsmedium frei ist. Ist dieses frei, so wird die Übertragung sofort aufgenommen. Folgerung: Jeder Teilnehmer kann anfangen zu senden, wenn nicht schon ein anderer sendet.

  • Multiple Access - Mehrfachzugriff
    Daraus geht hervor, dass alle Stationen, die Zugang zum Übertragungsmedium haben, gleichberchtigt sind. So können mehrere Rechner zur gleichen Zeit einen Sendeversuch starten.

  • Collision Detection - Kollisionserkennung
    Dies ist der Mechanismus zur Behandlung von Kollisionen. Kollisionen werden an der Überlagerung von Signalen (überhöhte Signalpegel, Phasenverschiebung der Signale) erkannt. Nachdem eine Kollision erkannt wurde, werden weitere 4-6 Byte (in der Regel 01-Bitmuster) gesendet, um allen anderen Stationen genügend Zeit zur Kollisionserkennung zu geben (Jam Signal).Nach Ende aller Übertragungen dieses Vorgangs warten alle Stationen 9,6 Mikrosekunden (Interframe Gap).Um das Risiko einer erneuten Kollision zu verringern, wird der sogenannte Backoff-Algorithmus durchlaufen:
    Alle Kollisionserzeugenden Stationen warten noch ein Vielfaches i(i = Zufallszahl zwischen 0 und 2k, k = Anzahl der Übertragungsversuche für ein Paket, max. 10) der Slot time (512 Bit, 64 Byte, 51,2 Mikrosekunden). Nach Ablauf der Wartezeit beginnt dieder Vorgang erneut.
    Die Maximale Signallaufzeit und die minimale Paketlänge müssen unter Berücksichtigung der Übertragungsrate so aufeinander abgestimmt sein, dass das Senden eines Paketes von minimaler Größe länger als die doppelte Maximale Signallaufzeit im Netz dauert.


CSMA/CA - Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance

CSMA/CA ist ein Zgriffsverfahren, bei dem alle Teilnehmer, die auf das Medium zugreifen, gleichberechtigt sind. Anders als bei CSMA/CD, wo Kollisionen erkannt werden sollen, versucht man mit CSMA/CA Kollisionen zu vermeiden. CSMA/CA kommt hauptsächlich im Wireless LAN zum Einsatz.

Das Medium wird hier ebenfalls abgehört, ob bereits eine Übertragung stattfindet. Sollte dies nicht der Fall sein, so wartet die Station noch eine vorbestimmte Zeit, bis sie mit der Übertragung beginnt. Sollte innerhalb dieses Zeitfensters das Medium nicht besetzt werden, so wird mit der Übertragung begonnen, andernfalls wird der Zeitzähler angehalten und bei Beendigung der Übertragung der anderen Station fortgesetzt.



TOKEN PASSING

Token Passing wird in der Ring-Topologie eingesetzt. Beim Token Passing Vefahren wird ein Rahmen, ein sogenannter Token von einer Station zur nächsten weitergegeben. Die Station, die gerade den Frei-Token hat, hat Sendeberechtigung. Ein Token ist ein bestimmtes Bitmuster, das den Rahmen für die eigentlichen Nutzdaten darstellt. Das Token Passing Verfahren besitzt Routinen, die die Aufnahme und das Austreten von Stationen aus dem Ring regeln. Weiter gibt es Korrekturen, falls eine Station während der Übertragung ausfällt. Token Passing ist ein deterministisches Zugriffsverfahren, es kann also nicht zu Kollisionen kommen.