تفاوت Early Collision و Late Collision در چیست؟
واژه Collision برای دوستانی که هر روز با شبکه سروکار دارند و کسانی که حداقل دوره Network+ شرکت CompTIA را گذرانده باشند واژه ی جدیدی نیست. اگر تا به حال این واژه را نشنیده اید، اصلا نگران نباشید چرا که دلیل اینکه در حال خواندن این مطلب هستید همین است.
دوره های شبکه، برنامه نویسی، مجازی سازی، امنیت، نفوذ و ... با برترین های ایران
سرفصل های این مطلب
واژه شناسی
- اگر در مترجم گوگل یا دیگر مترجم ها و دیکشنری های موجود کلمه Collision را جستجو کنید، با معنی : برخورد دو شی یا دو کس با یکدیگر را مشاهده خواهید کرد
- اما زمانی که ما از واژه ی Collision در شبکه استفاده می کنیم، به چه معنی است؟ با مثالی پیش کوتاهی پیش می رویم : هنگامی که دو ایستگاه (Station) همزمان شروع به صحبت کردن (Talk) روی سیم کنند، Collision رخ داده است
انواع Collision
اما بیشتر افراد در اینکه Collision چیست و چه زمانی رخ می دهد را میدانند. نکته حائز اهمیت این مطلب این است که، دو گونه (Type) تصادف (Collision) در شبکه ممکن است رخ بدهد:
- به اصطلاح تصادف زود هنگام (Early Ethernet Collision)
- به اصطلاح تصادف دیر هنگام (Late Ethernet Collision)
در این مطلب قصد داریم تا به صورت مثال محور پیش برویم و قدم به قدم مثال ها را بشکافیم تا با تفاوت این دو نوع Collision آشنا شویم.
تصادف زودهنگام (Early Collision):
شبکه (Ethernet) را تصور کنید که شامل ایستگاه های از قبیل ایستگاه های زیر می باشد:
- ایستگاه A
- ایستگاه B
- دیگر ایستگاه ها ...
در نظر بگیرید که سیم در حال حاضر بیکار است و از آخرین فعالیت آن 9.6 میکروثانیه می گذرد.
تصادف زودهنگام (Early Collision) قبل از 512 بیت اول فریم (Frame) ارسالی بر روی سیم اتفاق می افتد.
خب یعنی چی؟!!
نگاهی عمیق تر می اندازیم:
- ایستگاه A تشخیص (Detect) می دهد که سیم (Wire) برای مدت 9.6 میروثانیه بیکار بوده است و شروع به انتقال دیتا فریم های خود می کند. در ابتدا 64 بیت (preamble) را انتقال می دهد. در هنگام انتقال اطلاعات ایستگاه A همچنین برای ولتاژ های غیر معمول (سیگنال اتفاق افتادن تصادف) هم بر روی سیم گوش می دهد.
- مقدار زمانی ای بعد، قبل تر از اینکه سیگنال ایستگاه A زمانی برای پخش شدن به سمت ایستگاه B را داشته باشد؛ ایستگاه B تشخیص می دهد که سیم به مدت 9.6 میکروثانیه بیکار یا خالی بوده است و شروع به انتقال اطلاعات بر روی بستر سیم می کند و این ایستگاه هم 64 بیت اولیه (Preamble) را می فرستد و همانند A به سیم گوش می دهد تا اگر زمانی ولتاژ غیر معمولی را شنید متوجه شود که تصادفی (Collision) رخ داده است.
- در نقطه ای میان A و B، سیگنال الکترونیکی همپوشانی (Overlap) می شود و اون نقطه جایی است که باعث شکل گیری ولتاژ غیر معمولی می شود. سیگنال ادامه به پخش شدن خود در سیم می دهد و به سوی ایستگاه های A و B می رود.
- چون که ایستگاه A ایستگاهی است که از لحاظ فیزیکی به سیگنال همپوشانی شده نزدیکتر است پس اول ایستگاه A تصادف (Collision) را شناسایی می کند.
- ایستگاه A ولتاژ غیر معمول را شناسایی کرده و پی به تصادف (Collision) می برد و همان موقع انتقال دیتا را متوقف ساخته و یک JAM سیگنال 32 بیتی در سیم منتشر می کند. (JAM سیگنال - سیگنالی است که از صحبت کردن باقی ایستگاه ها بر روی سیم جلوگیری می کند و وقفه ای برای هر ایستگاه ایجاد می کند تا بعد از آن وقفه مجاز به گوش دادن به سیم شوند و در صورت خالی بودن خط شروع به انتقال اطلاعات کنند. توضیح شیوه کار JAM سیگنال از این مطلب خارج است، در مطلبی جدا به آن پرداخته خواهد شد)
- بعد از ایستگاه A، ایستگاه B تصادف (Collision) را شناسایی می کند و این ایستگاه هم نیز JAM سیگنالی را از خود منتشر می کند
تصادف زود هنگام (Early Collision) به طور منطم در یک شبکه اترنت نرمال یا معمولی هدایت می شود. هیچ نقص سخت افزاری وجود نداشته و هیچ ایستگاهی رفتار نامناسب از خود نشان نمی دهد. یا به عبارت دیگر زمانی اتفاق می افتد که دو NIC (کارت شبکه) شروع به صحبت کردن بر روی سیم به صورت همزمان کنند و عموما بعد از اینکه صحبت کننده ها الگوریتمی را پیاده سازی می کنند که طراحی شده است تا دوباره صحبت کردن به صورت همزمان شکل نگیرد؛ ایستگاه های فریم های خود را روی سیم می گذارند. این فرایند معمولا بیش تر از 2 الی 3 ثانیه برای ایستگاه ها به طول نمی انجامد تا از تصادف بازگردانی شود و با موفقیت دوباره فریم ها را منتقل کند.
تصادف دیرهنگام (Late Collision):
این گونه از تصادف (Collision)، تصادفی معمول نیست و معمولا نتیجه ی کابل کشی های نامناسب و غیر استاندارد یا نقص آدابتور (Adapter) است.
در این بررسی مثال قبل را خواهیم داشت تنها با یک تفاوت که مدیر یا سرپرست شبکه استاندارد کابل کشی را نقص کرده است و بیشتر از طول استاندارد کابل کشی کرده است(برای مثال بیشتر از 500 متر برای 10BASEE5 thick Ethernet یا 185 متر برای 10BASEE2 thin Ethernet) و از تعداد زیادی تکرارکننده (Repeater) و تعداد زیادی سیم بین ایستگاه A و B استفاده کرده است.
تصادف دیرهنگام (Late Collision) بعد از 512 بیت اول فریم اسال شده بر روی سیم رخ می دهد.
باز هم نگاه عمیق تری میاندازیم:
- ایستگاه A، شناسایی می کند که سیم به مدت 9.6 میکروثانیه بیکار بوده است و شروع به انتقال دیتا فریم می کند (باز هم 64 بیت Preamble). ایستگاه A مقدار 256 بیت از فریم ها را انتقال می دهد. اگر کابل کش به اصطلاح در مشخصات باشد یا به بیان دیگر درست شکل گرفته باشد و ایستگاه B شروع به انتقال کند، تصادف رخ می دهد و حتی اگر A و B در دورترین نقطه سیم از یکدیگر باشند قبل از اتمام انتقال 512 بیت انتقالی از A، ایستگاه A تشخیص می دهد که Collision رخ داده است.(اما اینجا کابل کشی درست انجام نشده!!!)
- ایستگاه A به انتقال بیت های خود ادامه می دهد و در طرف دیگر سیم درست قبل از رسیدن سیگنال الکرتیکی به ایستگاه B، ایستگاه B شناسایی می کند که سیم به مدت 9.6 میکروثانیه بیکار بوده است.
- زمانی بعد، تصادف (Collision) اتفاق می افتد و ایستگاه B بسیار نزدیک به تصادف (Collision) است پس آن را شناسایی کرده و یک JAM سیگنال 32 بیتی از خود بر روی بستر سیم منتشر می کند.
- JAM سیگنال منتشر شده از ایستگاه B به سمت ایستگاه A می رود تا باعث ایجاد ولتاژ غیر معمول شود و می دانیم که ایستگاه A در هنگام انتقال اطلاعات بر روی بستر سیم گوش می دهد تا ولتاژ غیر معمول را اگر اتفاق افتاد شناسایی کند و بفهمد که تصادف (Collision) رخ داده است.
- اما به دلیل کابل کشی نامناسب و خارج از استاندارد، زمانی که به ایستگاه A می رسد، ایستگاه A انتقال اطلاعات را به اتمام رسانده است و دیگر برای تغییر ولتاژ سیم یا شناسایی تصادف (Collision) به خط گوش نمی دهد و ایستگاه A به صورت کامل غافل است از اتفاق افتادن تصادف (Collision)
دلیل این که برخورد دیر هنگام همچین مشکلی ایجاد می کند این است که به محض اینکه NIC واقعیت اینکه یک تصادف (Collision) رخ داده است را از دست ندهد ، بازیابی و انتقال مجدد به لایه های بالایی واگذار می شود و زمان ریکاوری به طرز چشمگیری بالا می رود. در حالی که یک NIC به طور معمول یک فریم را در 2-3 میلی ثانیه بازیابی می کند و انتقال می دهد در حالی که در لایه های بالاتر این زمان ۱۰ تا ۱۰۰ برابر بیشتر به طول می انجامد