Pengertian CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) - Lab Wisnu

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection atau sering disingkat menjadi CSMA/CD adalah sebuah metode media access control (MAC) yang digunakan oleh teknologi jaringan Ethernet. Dengan metode ini, sebuah node jaringan yang akan mengirim data ke node  tujuan pertama-tama akan memastikan bahwa jaringan sedang tidak dipakai untuk transfer dari dan oleh node lainnya. Jika pada tahap pengecekan ditemukan transmisi data lain dan terjadi tabrakan (collision), maka node tersebut diharuskan mengulang permohonan (request) pengiriman pada selang waktu berikutnya yang dilakukan secara acak (random). Dengan demikian maka jaringan efektif bisa digunakan secara bergantian.

Ethernet adalah protokol klasik CSMA/CD. Setiap interface harus menunggu sampai tidak ada sinyal pada channel, kemudian baru memulai transmisi. Jika beberapa interace men-transmisikan maka akan ada sinyal pada channel(carrier). Semua interface yang lain harus menunggu sampai carrier berhenti sebelum mencoba untuk men-transmisikan(carrier sense). Semua interface ethernet memiliki kemampuan dan hak yang sama untuk mengirim frame ke jaringan(network), demokrasi berlaku di sini(multiple access). Karena sinyal membutuhkan waktu terbatas untuk berjalan dari akhir suatu sistem ethernet ke yang lain, bit-bit pertama dari frame yang ditransmisi tidak mencapai semua bagian dari network secara simultan. Oleh karena itu ada kemungkinan bagi dua interface untuk mendeteksi bahwa network sedang menganggur(idle).Ketika hal ini terjadi, sistem ethernet memiliki cara untuk mendeteksi tabrakan sinyal dan menghentikan transmisi dan mengirim kembali sinyal(collision detection).

CSMA/CA(Carier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) merupakan modifikasi dari CSMA. Collision avoidance digunakan untuk meningkatkan performa dari CSMA dengan mencoba menjadi sedikit lebih serakah dalam menggunakan channel. Jika channel dirasakan sibuk sebelum transmisi kemudian transmisi dihentikan untuk interval random. Hal ini akan mengurangi probabilitas collision pada channel. CSMA/CA(Carier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) memiliki esensi yang sama dengan CSMA/CD yaitu setiap stasiun perlu memastikan bahwa channel apakah sedang idle sebelum men-transmisikan sinyal. Jika channel dirasa sedang sibuk makan stasiun tersebut harus menghentikan transmisinya. Akan tetapi CSMA/CA digunakan ketika CSMA/CD tidak dapat diimplementasikan berhubung sifat dasar channel.

CSMA/CA digunakan pada 802.11 berdasarkan wireless LANs. Salah satu dari problem wireless LANs adalah tidak memungkinkannya untuk berada dalam mode mendengar(listen) sementara mengirim(sending). Oleh karena itu collision detection tidak mungkin dilakukan. Alasan lain

adalah hidden terminal problem, di mana node A, berada dalam range dari receiver R, tidak berada dalam range dari sender S, dan oleh karena itu node A tidak tahu apakah S sedang mentransmisikan ke R.

CSMA/CA dapat secara optional disupplementasikan dengan pergantian sebuah Request to Send(RTS) packet yang dikirim oleh sender S dan sebuah Clear to Send(CTS) packet yang dikirim oleh receiver R yang dimaksud, dengan memberi alert ke semua node yang berada dalam range dari sender, receiver, ataupun keduanya, untuk tetap diam selama durasi transmisi paket utama. Ini dikenal sebagai IEEE 802.11 RTS/CTS exchange.

Metoda akses : CSMA/CD

Metoda akses yang digunakan ethernet dalam LAN disebut carrier sense multiple access with collision detection disingkat CSMA/CD. Maksudnya, sebelum komputer/device mengirim data, komputer tersebut “menyimak/mendengar” dulu media yang akan dilalui sebagai pengecekan apakah komputer lain sedang menggunakannya, jika tidak ada maka komputer/device akan mengirimkan data nya. Terkadang akan terjadi dua atau lebih komputer yang mengirimkan data secara bersamaan dan itu akan mengakibatkan collision (tabrakan). Bila collision terjadi maka seluruh komputer yang ada akan mengabaikan data yang hancur tersebut. Namun bagi komputer pengirim data, dalam periode waktu tertentu maka komputer pengirim akan mengerim kembali data yang hancur akibat tabrakan tersebut.

Addressing (pengalamatan)

Setiap komputer, device atau stasion dalam LAN memiliki NIC (Network Interface Card). NIC ini memiliki 6-byte alamat fisik (physical address).

Data rate (laju data)

Ethernet LAN dapat mendukung laju data antara 1 sampai 10 Mbps, sedangkan Fast Ethernet mendukung hingga 100 Mbps dan yang terakhir GigaBit Ethernet hingga 1Gbps.

Frame Format (format bingkai)

Pada Gambar berikut ini dapat dilihat sebuah Ethernet frame. Sebagai catatan tambahan, bahwa Ethernet tidak menyediakan suatu mekanisme untuk acknowledge frame yang diterima, sehingga hal ini bisa dikatakan sebagai media yang unreliabel. Namun demikian acknowledgement diimplementasikan pada layer di atasnya. Sebagai keterangan isi bingkai ethernet adalah sbb:

• Preamble : memuat 7 byte (56 bit) rangkaian bolak-balik bit 0 dan 1.  Kegunaannya untuk sinkronisasi pada komputer penerima.
• Start frame delimiter : berisi 1 byte dengan nilai (10101011). Digunakan sebagai flag dan sinyal mulainya frame.
• Destination address : Berisi 6 byte yang memuat physical address untuk komputer yang dituju.
• Source address : Berisi 6 byte yang memuat physical address untuk komputer pengirim.
• Type : berisi informasi yang menentukan jenis data yang dibungkus (encapsulated) pada frame.
• Data : berisi data dari lapisan di atasnya. Panjang data harus berkisar antara 46 dan 1500 byte. Apabila data yang didapat dari lapisan di atasnya kurang dari 46 byte, maka ditambahkan byte2 yg disebut padding sehingga melengkapi jumlah minimum yakni 46 byte. Namun apablia besar data lebih dari 1500 byte, maka lapisan di atasnya harus mengfargmentasikannya dalam pecahan-pecahan 1500 byte.
• Cyclic redudancy check : berisi 4 byte sebagai error detection. Jenis CRC yang digunakan adalah CRC-32.

GAMBAR Format Frame Ethernet

Implementasi LAN

Seluruh Ethernet LAN dikonfigurasikan sebagai logical bus dan secara fisik dapat diimplementasikan dalam bentuk topologi bus atau star.

• 10BASE2       : Implementasi ini disebut thin ethernet. Ada yang menyebutnya: thin-net, cheap-net atau thin-wire Ethernet. Konsepnya sama dengan 10BASE5, namun thin-net ini lebih murah dan lebih ringan kabelnya sehingga lebih luwes dibanding thick-net. Kelemahannya dibanding thick-net adalah jarak kabel yang tidak melebihi 185 meter dan hanya mampu mengakomodasi sedikit komputer. Gambar di bawah ini memperlihatkan contoh thin-net.
• 
  • 10BASE-T : Implementasi LAN ini adalah yang sangat populer, disebut Twisted-pair Ethernet. Topologi yang digunakan pada implementasi LAN ini adalah topologi star. 10BASE-T ini mampu mendukung data hingga 10 MBps untuk panjang kawat maksimum 100 meter.
  Fast Ethernet
  Semakin berkembangnya aplikasi lewat LAN seperti CAD, image processing, audio dan video di mana dibutuhkan transportasi data yang menuntut kapasitas yang lebih besar dalam LAN maka ada implementasi LAN lagi yang disebut Fast Ethernet atau disimbolkan dengan 100BASE-T. Fast Ethernet mampu mentransfer data hingga 100 MBps. Topologi Fast Ethernet tidak jauh beda dengan 10BASE-T.
  Versi-versi terbaru Fast Ethernet ini pun sudah banyak macam ragamnya. Misal: 100BASE-T4 (menggunakan UTP 4 pair seperti 10BASET), 100BASE-XT (menggunakan STP atau UTP 2 pair) dan 100BASE-XF (menggunakan dua kabel serat optik pada masing2 jalur pengirim dan penerima).

Carrier sense multiple access with collision detection atau lebih sering disingkat CSMA/CD adalah metode media access control  yang digunakan pada jaringan yang menggunakan teknologi awal Ethernet. CSMA/CD memanfaatkan skema operator penginderaan yang di mana stasiun mendeteksi transmisi misi data sinyal sementara yang lainnya mentrasnmisikan frame. Ia akan berhenti mentransmisikan frame yang mengirimkan sinyal analog, dan kemudian menunggu untuk interval waktu yang acak sebelum mencoba untuk mengirim ulang frame. CSMA/CD adalah modifikasi murni rasa pembawa multiple access (CSMA).

Berikut ini adalah prosedur yang menjelaskan bagaimana proses transmisi dimulai. Prosedur ini akan selesai ketika frame berhasil ditransmisikan atau terdapat terdeteksinya tabrakan selama proses transmisi.

1. Apakah frame saya siap untuk transmisi? Jika ya, ia pergi ke titik berikutnya.
2. Tidak berjalan ketika berada di tengah proses? Jika tidak, tunggu sampai menjadi siap.
3. Jalankan transmisi dan pantaulah tabrakan yang terjadi selama proses transmisi berlangsung.
4. Jika tabrakan terjadi, maka perhatikan bagian prosedur tabrakan terdeteksi yang ada dibawah.
5. Reset counter transmisi dan transmisi frame akhir.

Prosedur jika Terdeteksi Adanya Tabrakan

Berikut ini adalah prosedur yang digunakan untuk mengatasi apabila terdeteksi tabrakan. Prosedur ini akan selesai ketika transmisi dijalankan atau transmisi ulang tersebut dibatalkan karena banyak proses yang bertabrakan.

1. Lanjutkanlah transmisi (dengan sinyal analog bukan pada header frame/data/CRC) hingga sampai pada waktu paket minimum yang dicapai untuk memastikan bahwa semua penerima mendeteksi adanya tabrakan.
2. Kenaikan atau tingginya jumlah pengiriman ulang yang berlawanan.
3. Jika jumlah maksimum transmisi telah mencukupi, maka batalkan transmisi.
4. Menghitung dan menunggu pengacakan back off pada periode yang berdasarkan jumlah tabrakan.
5. Lakukan kembali prosedur utama pada tahap 1.

Hal ini dapat disamakan dengan apa yang terjadi di sebuah pesta makan malam, di mana semua tamu berbicara satu sama lain melalui media umum (udara). Sebelum berbicara, para tamu dengan sopan menunggu seorang pembawa acara untuk menyelesaikan pembicaraannya.

Jika ada dua tamu yang berbicara pada saat yang sama, baik berhenti dan menunggu singkat, periode waktu yang acak (di Ethernet, saat ini diukur dalam mikrodetik). Harapannya adalah bahwa dengan masing­masing memilih jangka waktu yang acak, turis tidak akan memilih waktu yang sama untuk mencoba untuk berbicara lagi, sehingga menghindari tabrakan lain.

Metode untuk mendeteksi tabrakan adalah bergantung pada media yang digunakan, tetapi pada bus listrik seperti 10BASE5 atau 10BASE2 , tabrakan dapat dideteksi dengan membandingkan data yang dikirimkan dengan data yang diterima atau dengan mengakui lebih tinggi dari biasanya amplitudo sinyal di bus.

Sinyal Analog

Sinyal analog atau jamming sinyal adalah sinyal yang membawa 32­bit pola biner yang dikirim oleh stasiun data untuk menginformasikan stasiun lain dari tumbukan dan bahwa mereka tidak harus dikirimkan.

Maksimum analog-analog dihitung sebagai berikut: Diameter maksimum yang diperbolehkan dari Ethernet instalasi terbatas untuk 232 bit. Hal ini membuat round­trip­time dari 464 bit. Sebagai slot waktu di Ethernet adalah 512 bit, perbedaan antara slot waktu dan round­trip­time adalah 48 bit (6 byte), yang merupakan maksimum "waktu analog".

Pada gilirannya hal ini berarti: Sebuah stasiun mencatat sebuah tabrakan yang telah terjadi mengirimkan pola lama 4 sampai 6 byte terdiri dari kombinasi 16 1­0 bit. Catatan: Ukuran sinyal analog ini jelas melampaui minimum diperbolehkan frame­ukuran 64 byte.

Tujuan dari ini adalah untuk memastikan bahwa setiap simpul lain yang mungkin saat menerima bingkai akan menerima sinyal jam di tempat yang benar 32­bit MAC CRC, ini menyebabkan receiver lain untuk membuang frame karena kesalahan CRC.

Akhir tabrakan Sebuah tabrakan akhir adalah jenis tabrakan yang terjadi lebih lanjut ke paket dari yang diperbolehkan oleh standar protokol yang bersangkutan. Dalam 10 megabit bersama media Ethernet, jika kesalahan tabrakan terjadi setelah pertama 512 bit data yang ditransmisikan oleh stasiun pemancar, tabrakan akhir dikatakan telah terjadi. Yang penting, tabrakan akhir tidak dikirim ulang oleh NIC tidak seperti tabrakan terjadi sebelum 64 oktet pertama; yang tersisa untuk lapisan atas dari tumpukan protokol untuk menentukan bahwa ada hilangnya data.

Sebagai benar mengatur CSMA link jaringan / CD seharusnya tidak tabrakan terlambat, kemungkinan penyebab yang biasa full­duplex / setengah­duplex mismatch, melebihi batas panjang kabel Ethernet, atau perangkat keras yang rusak seperti salah kabel, jumlah non­compliant hub dalam jaringan, atau NIC buruk. CSMA / CD digunakan untuk meningkatkan kinerja CSMA dengan mengakhiri transmisi secepat tabrakan terdeteksi, sehingga memperpendek waktu yang dibutuhkan sebelum retry dapat dicoba. CSMA / CD digunakan untuk meningkatkan kinerja CSMA dengan mengakhiri transmisi secepat tabrakan terdeteksi, sehingga memperpendek waktu yang diperlukan sebelum retry dapat dicoba.

Aplikasi

CSMA / CD digunakan sekarang­usang media bersama Ethernet varian ( 10BASE5 , 10BASE2 ) dan dalam versi awal twisted­pair Ethernet yang digunakan hub repeater . Jaringan Ethernet modern, dibangun dengan switch dan full­duplex koneksi, tidak perlu lagi menggunakan CSMA / CD karena setiap segmen Ethernet, atau domain tabrakan , kini terisolasi. CSMA / CD masih didukung untuk kompatibilitas mundur dan untuk koneksi half­duplex. IEEEStd 802.3 , yang mendefinisikan semua varian Ethernet, untuk alasan historis masih menyandang gelar "rasa pembawa multiple access dengan collision detection (CSMA / CD) metode akses dan spesifikasi lapisan fisik". 

Sumber :

www.homefage-ga

mimamee.blogspot-com

Related Posts