إيثرنت
التصادم

تتصل العقد A و B و C و D جميعها إلى Medium وحيد فهي تؤلف مقطعاً Segment.. وبفرض أرادت العقدة A إرسال بيانيات للعقدة B عبر الشبكة، عندها سينتقل الطرد المرسل من A إلى كافة العقد المتصلة بالشبكة وستقوم كل منها بمقارنة عنوان الـ MAC الخاص بها مع عنوان المستقبل DA الوارد في الطرد لتتأكد إن كان الطرد يخصها وإلا فإنها تهمله (و هو ما تقوم به العقدتان C و D في هذه الحالة).
و في حال كان عنوان المستقبل هو العنوان العام (BroadCast) ستعتبر كل عقدة من هذه العقد أن الطرد المرسل يخصها وستقوم بمعالجته.
و بناء على هذه البنية يحدث التصادم في حال أرادت عقدتان إرسال إطار في وقت واحد.
آلية الإصغاء في النفاذ المتعدد وكشف التصادم (Carrier Sence Multiple Access with Collision Detection CSMA/CD) :
الإصغاء: وتعني أن أي عقدة قبل أن تقوم بإرسال أي طرد إلى الوسط فإنها «تصغي» إلى الوسط أي تستشعر وجود إشارة حاملة Carrier يجري إرسالها على الكابل في الوقت الحالي.. وذلك بهدف معرفة إن كانت هناك عقدة أخرى في حالة إرسال أو كان الوسط فارغاً وجاهزاً لاستقبال طرد لإيصاله إلى باقي العقد.
النفاذ المتعدد: ومعناه أن إي طرد يجري إرساله عبر الوسط يجري استقباله من كافة عقد الوسط (لأنها جميعاً في حالة إصغاء) ومن ثم اتخاذ القرار بإهماله أم معالجته.
كشف التصادم: يحدث التصادم عندما تستشعر عقدتان أن الوسط فارغ وتبدأان بإرسال الطرود في الوقت نفسه.. وبما أن أي عقدة متصلة بالشبكة تصغي إلى الشبكة في نفس الوقت الذي ترسل فيه طروداً عبر الشبكة لتتأكد من أنها العقدة الوحيدة المرسلة على الشبكة، فما يحدث عند التصادم هو أن العقدة المرسلة ستعود إليها الإشارة المرسلة ولكن بشكل مشوه (grambled) وعندها ستستشعر وجود التصادم وستتوقف عن الإرسال وتنتظر فترة زمنية حتى يتم تفريغ الوسط هذه الفترة الزمنية تدعى غرامة/زمن التأخير (back off time/delay) طول هذه الفترة عشوائي أي أنه يختلف من عقدة إلى أخرى وذلك لتفادي حدوث التصادم من جديد في حال قيام العقد بإعادة الإرسال بعد انقضاء نفس الزمن.
تقطيع الشبكة إلى عدة مقاطع Segmentation :
يؤلف المقطع الوحيد Segment مجال تصادم Collision Domain تصبح معالجة مشكلة التصادم عليه أعقد وأصعب وتستغرق وقتاً أكثر كلما زاد عدد العقد المتصلة بمقطع وحيد ومن هنا تظهر أهمية عملية تقسيم الشبكة إلى مقاطع متعدد تشكل مجالات تصادم متعددة Multiple Collision Domain يسهل حل التصادم على كل منها وفي نفس الوقت جرى توسيع للشبكة وإضافة عدد جديد من العناصر المنتمية للشبكة.
آليات مختلفة لتقطيع الشبكة Segmentation :
إن عملية التقطيع Segmentation قسمت الشبكة إلى عدة مقاطع غير متصلة مع بعضها.. فلا بد من إيجاد طريقة للوصل بحيث تستطيع عقد تنتمي إلى مقاطع مختلفة تبادل المعلومات فيما بينها، وهنا جرى استخدام نقاط (عناصر) وسيطة.. إذ لم تعد الشبكة في هذه الحالة مؤلفة من عقد متصلة بكابل فحسب وإنما أصبحت الشبكة مؤلفة من نوعين أساسيين من الأجهزة:
النوع الأول يدعى عناصر الشبكة الطرفية (Data Terminal Equipment DTE) وتتمثل بكل ما الأجهزة التي بإنمانها إرسال البيانات واستقبالها.
و النوع الثاني يدعى عناصر الشبكة الوسيطة (Data communication equipment DCE) نقاط وسطى تستقبل الطرود من جهة وتمررها إلى جهات أخرى وفق آليات مختلفة وتتمثل في أجهزة مثل مكرر الإشارة repeater (نفس مبدأ عمل المركّز موزع تقريباً) والـ Bridge والمبدّلة switch والـ routers وجميعها تمثل صلة الوصل بين أكثر من مقطع Segment وتتيح توسيع حجم الشبكة كما تعتبر بطاقات الشبكة Network Interface Cards NICs من أحد أنواع عناصر التواصل في الشبكة.
استخدام المركّز موزع أو بين مقاطع الشبكة:
يقوم المركّز موزع ببساطة بتمرير الإطار Frame الوارد إلى دخله إلى كافة مخارجه أي أنه يمرر أي إطار متواجد على أي من المقاطع المتصلة به إلى كافة المقاطع الأخرى حيث يجري تعميمها على كافة العناصر المرتبطة بهذا المقطع Segment ولكن هذه الطريقة في تعميم الإطارات تسبب الكثير من الهدر في عمليات النقل وهذا ما يجعل استخدام محصوراً بالشبكات الصغيرة التي تتميز بمعدلات منخفضة من المعطيات التي يجري نقلها.
استخدام الـ جسر بين مقاطع الشبكة:
يصل الـ جسر بين مقاطعن مختلفة من الشبكة ولكنه يختلف عن المركّز موزع بأنه يختبر عنوان المستقبل فلا يقوم بإرسال الإطار من المقطع الحاوي على العقدة المرسلة إلى كافة المقاطع المتصلة به وإنما يرسله فقط إلى المقطع الحاوي على العقدة ذات العنوان المستقبل.. أي أن الـ جسر يصل بين مقطعين فقط على عكس المركّز Hubالذي كان يصل بين مقطع من جهة وعدة مقاطع من جهة أخرى.
و في حال كان المرسل والمستقبل ينتميان إلى نفس المقطع فإن الـ جسر لا يقوم بتمرير إي إطار إلى أي مقطع خارجي آخر وهذا ما يجعله قادراً على القيام بعمليات نقل داخلية (ضمن مقطع واحد) متعددة في أكثر من مقطع في الوقت نفسه (على التوازي).
استخدام المبدّلة Switch بين مقاطع الشبكة:
تتألف المبدّلة Switch من عدة بوابات Ports تتصل كل منها بعنصر شبكة وحيد (قد يكون DCE - مثل المركّز Hubأوالمبدّلة switch أخرى مثلاً- أو DTE - كأن يكون حاسباً أو طابعة أو..) أي أن المبدّلة Switch تصل بين عدة مقاطع كل مقطع مؤلف من عقدة Node وحيدة متصلة بالكابل مما يجعل الشبكات التي تستخدم المبدّلة Switch (Switched Networks) خالية تماماً من التصادم Collision Free.
تقوم المبدّلة Switch باستقبال الطرد من المرسل وتحديد وجهة هذا الطرد.. وبما أن كل مقطع Segment متصل إلى أحد بوابات المبدّلة Switch مؤلف من عنصر وحيد فإن عنوان المستقبل سيجري تمريره إلى منفذ port وحيدة متصلة مباشرة بالمستقبل نفسه وبالتالي تمرير الإطار إلى الجهة المستقبلة وحدها دون شغل أي عنصر من عناصر الشبكة باستقبال إطار قد لا يخصه.
تعمل المبدّلة Switch بإحدى التقنيتين: Full Duplex technology أو Half-Duplex Technology
حيث تعني التقنية Half Duplex أن كل منفذ port من منافذ المبدّلة switch وما يتصل به من DCE أو DTE أو NIC يستطيع أن يقوم بالإرسال فقط أو الاستقبال فقط في وقت واحد.
أما التقنية Full Duplex تعني أن المنفذ port وما يتصل به يستطيع أن يقوم بإرسال البيانات واستقبالها في وقت واحد مما يضاعف من عرض الحزمة.. فمثلاً إن كان معدل النقل يعادل 100Mbps وكانت التقنية المستخدمة هي Full Duplex فهذا يعني أن سرعة النقل المجملة أصبحت تعادل 200Mbps.
- الحقل trailer: وهو عبارة عن 4Bytes يختتم به الإطار ويستخدم للكشف عن الأخطاء حيث تخزن فيه قيمة تدعى Frame Check Sequence FCS والتي يجري حسابها وفقاً لخوارزمية لكشف الأخطاء (Cyclic Redundancy Check CSC) والتي لها أنواع مختلفة ويجري تطبيقها على الحقول بدءاً من DA وحتى نهاية الإطار وأثناء الحساب تؤخذ قيمة FCS أصفاراً، وعند الاستقبال يقوم المستقبل بتطبيق نفس خوارزمية كشف الأخطاء وإيجاد الناتج ومقارنته مع الحقل FCS للتأكد من خلو الطرد من أخطاء أثناء عملية النقل.
بنية الإطار Ethernet 802.3 :
نلاحظ أن الحقول جميعها مطابقة للحقول السابقة عدا أحد حقول الترويسة وهو الحقل Length وهو نفس الـ 2Bytes السابقتين ولكنها تلعب دورا في تحديد الحقل MAC-client data وهو حقل جزئي من حقل البيانات data.