Düğümlerde Tx ve Rx için farklı devreler kullanıldığı için kabloda tam olarak bir Ethernet çarpışması olur mu?

Ethernet'de bir çarpışmanın nasıl gerçekleştiğini anlamaya çalışıyorum, özellikle de bir dubleks uyumsuzluğu olduğunda veya eski bir Ethernet ağında iki düğüm aynı anda iletildiğinde.

Herkes çarpışmayı üst seviyede açıklar (biri gönderilirken diğeri alınırken iki çerçeve çarpışır). Bununla birlikte, aşağıdaki grafik, Rx ve Tx için farklı devrelerin olduğunu göstermektedir. Çerçeve göndermek ve almak için özel devreler bulunduğundan nasıl bir çarpışma olabilir?

DÜZENLEME : Belki "Hub MDI-X" etiketi sorumun noktasıyla ilgili bazı karışıklıklara neden oluyor. Bir hub'ın işlevselliğinin nasıl çarpışmaya neden olabileceğini sormuyorum. Odak noktam MDI veya MDI-X arayüzlü iki düğüm arasındaki iletişimdir (hub ve anahtarların MDI-X arayüzleri vardır). Bu iki durumdan herhangi birinde, dubleks uyumsuzluğu olduğunda iki düğüm arasında nasıl bir çarpışma olurken, dubleks uyumsuzluğunda Rx ve Tx'in özel devreleri hala vardır?

Bunu anlamak için tarihsel bağlamı anlamanız gerekir.

Başlangıçta Ethernet, ortak bir koaksiyel kablo kullanıyordu. Bu seferde yalnızca bir cihaz başarılı bir şekilde iletim yapabilir. İki cihaz aynı anda iletilirse, bir çarpışma olarak kabul edildi.

Sonra mesafeyi uzatmak ve düğüm sayısını artırmak için tekrarlayıcılar geldi. Bir tekrarlayıcı hangi portun ilettiğini tespit eder, daha sonra bu sinyali diğer portlarda tekrarlar. Çarpışma tespitini sürdürmek için tekrarlayıcıların tüm düğümlerin bir çarpışma tespit etmesini sağlamak için bazı işlevlere sahip olması gerekiyordu. İlk tekrarlayıcıların sadece iki portu vardı, ancak daha sonra tekrarlayıcıların birden fazla portu olabilir ve bunlar özellikle bükümlü çift kablolarla birlikte kullanıldığında hub olarak bilinir. Tekrarlayıcılar oldukça aptalca cihazlardı, elektrik sinyallerini yeniden üretiyorlardı ama biraz daha fazla.

Daha sonra fark ettiğiniz gibi her yön için özel veri kanalları olan 10BASE-T geldi. Yine de mevcut modele uyması gerekiyordu, bu yüzden varsayılan olarak bir koaksiyel kablo taklit ettiği bir "yarı çift yönlü" modda çalıştı. Sinyaller aslında tel üzerinde çarpışmadı, ancak alıcı-vericiler sanki onlar gibi davrandılar ve tekrarlayıcılar bunun ağda görülmesini sağlamak için önceki adımlarla aynı adımları atacaklardı.

Çift bükümlü Ethernet, "tam çift yönlü" modu da destekleyebilir. Bu modda, çarpışmayla ilgili tüm donanımlar devre dışı bırakılır ve her iki uç da her zaman iletim yapabilir. Ancak bu mod birkaç büyük dezavantaj getirdi.

• Tekrarlayıcı göbekleri ile uyumsuzdu. Çarpışma tespit mekanizmaları olmasaydı, merkezlerin aynı anda iletim yapan iki cihazı idare etmeleri mümkün olmazdı.
• Bir bağlantının her iki ucu da aynı dubleks mod için ayarlanacak, eğer değilse o zaman kötü şeyler olacak.

Bu sorunlar, pratikte 10BASE-T sistemlerinin neredeyse her zaman yarı çift yönlü modda çalıştığı anlamına geliyordu.

100BASE-TX için durum önemli ölçüde iyileşti. Ethernet anahtarları (teknik olarak hızlı çok bağlantı noktalı köprüler), aptal tekrarlayıcı hub'larının ortadan kaldırılabileceği noktaya kadar fiyat düştü. Otomatik anlaşma, ağ kartlarının hataya eğilimli manuel yapılandırma olmadan tam çift yönlü bağlantılar kurmasına izin verdi. Bir geçiş kablosuyla birlikte iki 100BASE-TX NIC bağlarsanız veya bir anahtara 100BASE-TX NIC bağlarsanız ve bir şeyleri el ile geçersiz kılmak için adımlar atmazsanız, neredeyse tamamen çift yönlü modda pazarlık yaparlar.

1000BASE-T'nin teorik olarak, bazı NIC'lerin desteklediği iddia edilen yarı dubleks bir modu vardır ve gigabit çok portlu tekrarlayıcılar için bir spesifikasyon vardı, ancak hiç kimsenin bir tane sattığına dair hiçbir kanıt görmedim. Uygulamada bir gigabit bağlantısı neredeyse kesinlikle tam çift yönlü modda çalışacaktır.

Daha yüksek hızlar yarı çift yönlü modu tamamen terk etti.

Bir hub gerçekten sadece bir arayüzde aldığı her sinyali diğer tüm arayüzlere tekrarlayan bir güç kablosudur. İki cihaz aynı anda hub arayüzlerinin alımına iletilirse, hub her iki sinyali aynı anda diğer tüm hub arayüzlerinin iletimine tekrarlar ve alınan her iki sinyal de diğer arayüzlerin iletiminde çarpışır. aynı anda iki sinyal olduğu için diğer tüm arayüzlerin çöp sinyallerine sahip olduğu bir çarpışmanız var. Eşzamanlı olarak gönderilen ve başka bir sinyal duyan ana bilgisayarlar, bir seferde birden fazla mesajın gönderildiğini fark edecek ve bir çarpışma olduğunu belirleyecektir.

Bu şekilde düşünün, her hub arabiriminin alınması diğer tüm arabirimlerin iletimine bağlanır. Hub içinde, iletim ve alma, arayüzde ayrı olsalar bile bağlanır.

Anahtar arabiriminde her bağlantının sonlandırıldığı ve anahtarın birbirine bağlı arabirimlerin bulunmadığı bir anahtarla kontrast yapın. Bunun yerine, anahtarın bir arabirimde aldığı karelerin nereye gönderileceğini belirlemek ve anahtarın içindeki çarpışmaları önlemek için mantığı vardır (genellikle donanıma gömülüdür).

Anahtar, yüksek yoğunluklu bir köprüdür. Orijinal köprüler, çoklu arayüzlü PC'lere benziyordu. Birden çok arabirime sahip bir bilgisayarın, birden çok arabirimde eşzamanlı çerçeve aldığı takdirde çarpışma olmasını beklemezsiniz.

Düzenle:

Yorumlarınız beni yukarıda hub'lar hakkında ne yazdığımı anlamadığınıza inandırıyor.

UTP ve bir hub kullanılırken çarpışmaların algılanma şekli, gönderme sırasında başka bir sinyal işiten gönderen cihazlardır. UTP kullanan bir cihaz yarı çift yönlü olarak yapılandırılırsa, gönderirken bir sinyal duyduğunda bir çarpışma olduğuna inanır.

Çift yönlü uyumsuzluğunuz olduğunda, tam çift yönlü için yapılandırılmış olan aygıt, yarım çift yönlü için yapılandırılmış aygıttan alırken mutlu bir şekilde gönderilir. Öte yandan, yarı çift yönlü için yapılandırılan aygıt, gönderirken bir çarpışma olduğuna inanır ve tam çift yönlü için yapılandırılmış aygıttan gelen sinyali duyar. Yarım dubleks için yapılandırılan aygıt çerçeveyi göndermeyi durduracağından (bir runta neden olur) ve tam dubleks için yapılandırılmış cihazın beklemediğinden bir sıkışma sinyali göndereceği için bu, her türlü soruna neden olur. Tam çift yönlü için yapılandırılan aygıt, çerçevesini göndermeyi durduracaktır.

Harika bir soru.

Tam çift yönlüde, "soldan sağa" trafik için ayrılmış bir kanal ve "sağdan sola" gelen trafik için ayrılmış bir kanal vardır:

Bu nedenle, tam çift yönlü olarak, her iki NIC de aynı anda iletilse bile , çarpışmalar imkansızdır .

Olarak yarım dupleks Ancak her iki yönde trafik yalnızca tel, bir seferde tek bir yöne kullanımı kastedilmektedir. Fiziksel olarak, hala özel kanallar olsa da, mantıksal olarak bir NIC iletim sırasında bir şey alırsa, onu bir çarpışma olarak kaydeder. Bitler / sinyal aslında tel üzerinde "çarpışmaz" - NIC aynı anda Alıp İletirken bir çarpışma sayacı artırılır.

Bükümlü çift ve tekrarlayıcı hub ile hub, dijital bir amplifikatörden çok daha fazlası değildir. Bunun için bir bağlantı noktasındaki gelen sinyalden bir taşıyıcı algılar ve diğer tüm bağlantı noktalarını çıkış moduna geçirir. Bu çıkış modunda, gelen diğer taşıyıcılar bir çarpışmadır. Bu, çarpışmayı yaymak ve gönderenin iletimi durdurmasını sağlamak için bir sıkışma sinyalini tetikler.

Bu tekrarlama yöntemi, tekrarlayıcının yalnızca fiziksel segment bağlantıları veya çizgi genişleticiler olarak kullanıldığı önceki paylaşılan medya Ethernet varyantlarının (10BASE5 ve 10BASE2) davranışını taklit eder. Elbette haklısınız: bükülmüş çift, tel seviyesinde, telin kendisinde değil, sadece üst fiziksel katmanda bir çarpışma meydana gelen tam bir dubleks ortamdır.

Bir tekrarlayıcı aynı anda birden fazla gönderene izin veremez. Birden fazla eşzamanlı iletim, çıkış bağlantı noktalarında karışır ve anlaşılmaz gürültü üretir. Benzer şekilde, yarım dubleks modundaki herhangi bir düğüm, tam dubleks iletimden aciz, paylaşılan bir ortam varsayar. Aktarım sırasında algılanan herhangi bir taşıyıcı, gönderenin geri çekilmesine neden olan bir çarpışmadır. Ortamın tam dubleks özellikli (fiber, bükümlü çift) olup olmadığı (koaksiyel) önemli değildir.

Çift taraflı uyumsuzlukta, bir bağlantı ucu yarı çift yönlü modda, diğeri tam çift yönlü moddadır. Şimdi, yarı çift yönlü (HDX) taraf iletim yaparken, alıcısındaki herhangi bir taşıyıcı bir çarpışmanın algılanmasına neden olur. Bununla birlikte, tam dubleks (FDX) taraf, HDX tarafından alınırken mutlu bir şekilde gönderiyor olabilir ve uzak tarafta yarattığı çarpışmalardan tamamen habersizdir. HDX tarafının iletimi durdurması ve bir sıkışma sinyali göndermesi gerekir. FDX tarafı iddia edilen çarpışmayı tespit edemediğinden, kısmi ve dolayısıyla hasarlı bir çerçeve tespit eder.

Düşük frekanslı ve küçük çerçevelerin bu dubleks uyumsuzluğunu atlatmak için makul bir şansı vardır, bu yüzden pinggerçekten işe yarayabilir. Bununla birlikte, herhangi bir ciddi iletim başlamaya çalıştığında, daha yüksek kare frekansı ve daha büyük boyut, iletimlerin çok güvenilir bir şekilde başarısız olmasını sağlayacaktır.

Yönetilmeyen anahtarlarda, özellikle ana bilgisayar NIC'leri bile çift yönlü modlarını düzgün bir şekilde rapor etmediğinde, bir dupleks uyumsuzluğunun algılanması çok zor olabilir.

Yönetilen anahtarlarda, genellikle bağlantı noktası hata sayaçlarınız olur. Bir tarafta çarpışmaların artması (HDX) ve diğer tarafta artışın artması ve FCS hataları (FDX), dubleks uyumsuzluğunun çok güçlü göstergeleridir.

Temel olarak, Otomatik Müzakere'ye dayanmak, dubleks uyumsuzluklardan kaçınmak için çok iyi bir uygulamadır. Hızı ve dupleks modunu manuel olarak yapılandırmak, özellikle birkaç yıl sonra ekipmanı değiştirirken genellikle bir uyumsuzluk yaratmaya eğilimlidir. Neyse ki tüm yarı çift yönlü şema Gigabit Ethernet ve daha hızlı gitti.

A makinesinin B makinesine veri göndermeye başladığını varsayalım. Paket gönderilmeye başladığında, C makinesi B makinesine farklı veriler göndermeye başlar. B makinesine yalnızca bir sinyal yolu vardır, bu nedenle A ve C'den gelen iletimler çarpışabilir ve B muhtemelen ikisini de al.

Makine B'den makine A'ya ve makine C'ye iletim için farklı bir devre kullanılması gerçeği yardımcı olmaz. Bütün bunlar, A ve C'nin aynı anda B makinesine iletmeye çalıştığı ve B makinesine sadece bir sinyal yolu olduğudur.