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Netzwerkgrundlagen

CSMA/CA

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Die Verwendung des CSMA/CA-Verfahrens dient dazu, Kollisionen beim Zugriff auf ein Medium zu vermeiden. Der Einsatz dieses Verfahrens erfolgt hauptsächlich in WLAN.

Transkript

In diesem Video wollen wir ein Medienzugriffsverfahren kennenlernen, das zum Beispiel von Wireless LAN verwendet wird, und CSMA/CA heißt. Im Vergleich zu CSMA/CD geht es bei CSMA/CA nicht um die Kollisionserkennung, sondern um die Kollisionsvermeidung. Aus der Vogelperspektive betrachtet wird CSMA/CA so definiert. Wir haben also auch hier einen Carrier Sense, was bedeutet, eine sendewillige Station muss zunächst am Medium lauschen, wenn das Medium frei ist, dann darf sie senden, wenn das Medium belegt ist, muss die Station warten, und es dann später noch einmal probieren. Auch beim CSMA/CA können Kollisionen nicht vollständig vermieden werden, man kann die Wahrscheinlichkeit nur minimieren, deswegen ist prinzipiell auch bei CSMA/CA ein Multiple Access, also ein gleichzeitiger Zugriff, möglich. Die Collision Avoidance, also die Kollisionsvermeidung, umfasst diverse Mechanismen, und die wollen wir uns jetzt gleich mal anschauen. Ja, - wie läuft also jetzt so ein CSMA/CA ab? Zunächst hört die Station das Medium, also in dem Fall die Luft, ab, und das Medium muss für den Zeitraum eines DIFS zunächst frei sein, dann interpretiert der Sender das als frei, und was ist DIFS? Das steht für Distributed Coordination Function Interframe Spacing, ein furchtbares Wort, aber das entspricht praktisch der Zeitspanne, der vordefinierten Zeitspanne, die der Sender warten muss. Dann kommt nochmal eine Zeit obendrauf, und zwar ist das eine Zufallszeit, das ist die Backoff-Zeit, und nach diesem Gesamtzeitraum darf die Station dann senden. Sollte das Medium belegt sein, dann muss die Station zunächst warten, bevor sie einen neuen Versuch startet, und zwar gibt es auch hier wieder diverse Zeiträume, die gewartet werden muss, da haben wir zunächst den Network Allocation Vector, das ist praktisch eine Tabelle, und die pflegt jeder Client für sich selbst, und der Punkt ist der, dass im MAC-Layer Frame von so einem Wireless-Paket da gibt es einen kleinen Abschnitt, der nennt sich Duration, und innerhalb dieser Duration steht drin, wie lange ich jetzt ungefähr das Medium beanspruche, wie lange ich es belegen möchte, und die anderen Clients, die das mitbekommen, die pflegen also aus dieser Information ihren eigenen Network Allocation Vector, es würde ja nichts bringen, wenn ich jetzt hier los sende, während ich doch schon ganz genau von jemand anderem weiß, dass er jetzt gerade das Medium belegt, oder dass er jetzt vorhat, für einen bestimmten Zeitraum das Medium zu belegen. Ja, dann haben wir wieder diese Backoff-Time, die Zufallszeit, und dann nochmal das furchtbare Wort, DIFS, das ist also nochmal ein Zusatzzeitraum, und diese drei Zeiträume zusammen, wenn die vergangen sind, dann kann ich nochmal versuchen, das Medium abzuhören. So, das Medium ist jetzt also frei, und wir können unsere Daten los senden. Die Daten werden also direkt in einem Rutsch zum Empfänger geschickt. Was jetzt anders ist, als in anderen Zugriffsverfahren, der Empfänger wartet den Zeitraum eines SIFS, das ist ein Short Interframe Spacing, und das ist wieder ein vordefinierter Zeitraum, und nach diesem SIFS-Zeitraum schickt er ein Acknowledge-Paket zurück, so dass auch der Sender weiß, dass sein Paket im Vorfeld angekommen ist. Ein zusätzlicher Sicherheitsmechanismus in CSMA/CA ist folgender: Ein Sender beziehungsweise der Empfänger nutzen die Ready-to-Send beziehungsweise Clear-to-Send Möglichkeiten. Ja, beim Ready-to-Send geht es eigentlich nur darum, dass im Vorfeld, noch bevor ich die eigentlichen Nutzdaten senden möchte, sende ich dem Empfänger ein sogenanntes Ready-to-Send Signal, der emfängt dieses Ready-to-Send Signal, und quittiert es dann praktisch, wenn er denn frei ist, und wenn das Medium frei ist, mit einem Clear-to-Send Signal. Dieses Ready-to-Send und Clear-to-Send System bekommen natürlich auch alle anderen Stationen in der Umgebung mit, ja, und die wissen dann eben, dass sie jetzt in diesem Zeitraum nicht mehr versuchen müssen zu senden.

Netzwerkgrundlagen

Lassen Sie sich die grundlegenden Netzwerktechniken erklären und erfahren Sie anhand vieler Beispiele, wie Netzwerke in der Praxis aufgebaut werden und wie sie funktionieren.

6 Std. 38 min (63 Videos)
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