Åtkomstmetoder

Transmissionsmedier i ett nätverk delas av alla nätverksenheter som är anslutna till det. För att undvika kollisioner, där ramar deformeras på grund av samtidiga överföringar, används kontrollmekanismer och metoder för att reglera åtkomsten till transmissionsmedierna. Dessa metoder definieras av komplexa protokoll som erbjuder tillförlitlig åtkomst till transmissionsmedierna, men det kan också innebära extra overhead i form av styrinformation.

dl-9
Bild 1: Åtkomstkontroller

Det finns två grundläggande metoder för åtkomstkontroll till delade transmissionsmedier:

Kontrollerad åtkomst

Varje nätverksenhet turas om att använda transmissionsmediet i en given sekvens. Denna metod kallas också för deterministisk åtkomst. Om en nätverksenhet inte har data att skicka vid en given tidpunkt, överlåts möjligheten att använda transmissionsmediet till nästa enhet. När en nätverksenhet skickar en ram på transmissionsmediet får ingen annan enhet göra det förrän ramen har nått destinationen och har behandlats där. Exempel på kontrollerad åtkomst är äldre tekniker som Token Ring och ARCNET.

dl-10
Bild 2: Kontrollerad åtkomst

Kollisionsbaserad åtkomst

Kollisionsbaserad åtkomst (Contention-based) metod, även känd som icke-deterministisk åtkomst, innebär att det inte finns någon central kontroll över åtkomsten till transmissionsmediet. Alla nätverksenheter tävlar om att få tillgång till transmissionsmediet och när det är upptaget väntar de tills det blir ledigt igen. Endast en enhet tillåts att använda transmissionsmediet och sända data åt gången.

dl-11
Bild 3: Kollisionsbaserad åtkomst

För att undvika totalt kaos i tävlingen om transmissionsmediet används en process som kallas Carrier Sense Multiple Access (CSMA). Processen innebär att enheterna först kontrollerar om det finns någon signal på transmissionsmediet. Det finns två möjliga situationer vid denna kontroll:

  • Om en signal upptäcks på transmissionsmediet betyder det att en annan enhet redan sänder, och då väntar de övriga enheterna en viss tid innan de försöker igen.
  • Om ingen signal detekteras på transmissionsmediet skickar nätverks enheten sin data.

Det kan hända att CSMA-processen misslyckas ibland, vilket kan resultera i att två enheter sänder samtidigt. Detta leder till datakollision, där ramarna deformeras. Om en datakollision inträffar skickas ramarna om igen.

Kollisionsbaserade metoder har mindre overhead jämfört med kontrollerad åtkomst, vilket gör dem mer effektiva för högre användning av transmissionsmedierna. Dock kräver kollisionsbaserade system återhämtningsmekanismer för att hantera fel som uppstår på grund av kollisioner, vilket kan påverka nätverkets prestanda negativt.

CSMA implementeras ofta tillsammans med ytterligare metoder för att lösa tekniska problem vid medieåtkomst. De två vanligaste metoderna är CSMA med kollisionsdetektering (CSMA/CD) och CSMA med kollisionsundvikande (CSMA/CA).

  • CSMA/Collision Detection – CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) övervakar transmissionsmediet för att detektera närvaron av datasignaler. Om ingen datasignal detekteras betyder det att transmissionsmediet är ledigt och nätverksenheter kan skicka sina data. När datasignaler upptäcks i transmissionsmediet väntar enheterna en viss tidsperiod innan de försöker igen.
  • CSMA/Collision Avoidance – CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) undersöker transmissionsmediet för att avgöra om det är ledigt. Om mediet är fritt skickar en enhet en signal till alla enheter i nätverket för att meddela sin avsikt att använda transmissionsmediet. Sedan börjar enheten att skicka data. CSMA/CA används vanligtvis i trådlösa nätverk som är kompatibla med 802.11-standarden.

Dessa metoder för åtkomstkontroll bidrar till att reglera och säkerställa en effektiv användning av transmissionsmedierna i nätverket.