Funcionamiento de CSMA en redes LAN concepto diferencia con CSMACD y CSMACA
CSMA son las siglas que se utilizan para designar uno de los procesos esenciales en la regulación de la comunicación entre los miembros de una red que utilizan un medio de transmisión compartido de manera descentralizada. Este método incluye tres variantes diferentes según el tipo de medio de transmisión empleado: CSMA/CA, CSMA/CD y CSMA/CR. Mientras que la primera se utiliza principalmente en redes inalámbricas, CSMA/CD fue desarrollado específicamente para Ethernet. En cambio, CSMA/CR se usa en conjunto con el protocolo de comunicación Controller Area Networks (CAN), el cual es ampliamente utilizado en máquinas y vehículos.
Comprendiendo el Significado y Función de CSMACA
En una red de área local (LAN), todos los integrantes comparten un medio de transmisión único conocido como bus. Por otro lado, en las redes inalámbricas (WLAN) no se emplea ningún tipo de cable, pero la información sigue siendo enviada y recibida a través de un único medio: las ondas de radio. Por tanto, una red WLAN (IEEE 802.11) se asemeja a las redes Ethernet semidúplex y requiere de un protocolo para regular el uso del medio.La premisa fundamental de estos procesos de comunicación indica que dos o más dispositivos –también llamados nodos, estaciones o miembros– no deben enviar información simultáneamente. Esto es aplicable en situaciones comunicativas diversas, como por ejemplo, una comida en familia donde todos hablan al mismo tiempo y la comunicación se vuelve incomprensible. De manera similar, en una red, los paquetes de información de cada miembro pueden superponerse, lo que se conoce como una colisión. Con el objetivo de disminuir el riesgo de colisión y establecer un plan de acción en caso de que suceda, se utiliza el protocolo CSMA/CA. Este protocolo es especialmente importante en las redes inalámbricas debido a la naturaleza caótica de su tecnología, que dificulta la organización del tráfico de información. Además, en redes descentralizadas, es crucial que todos los miembros sigan las mismas reglas y colaboren para una comunicación eficiente.CSMACA vs CSMACD
El protocolo CSMA/CA se basa en los procedimientos de colisión CSMA/CD utilizados en redes Ethernet semidúplex, adaptándolos a las redes inalámbricas. Esto se debe a que en una red inalámbrica, las colisiones pueden ser más frecuentes y complicadas de manejar.
A diferencia del protocolo CSMA/CD, que asume y resuelve las colisiones, CSMA/CA implementa un mecanismo para evitar que se produzcan múltiples colisiones en caso de un primer intento fallido de una transmisión. Este mecanismo consiste en un periodo de espera aleatorio (backoff o mecanismo de contienda), en el cual los nodos deben esperar antes de realizar un nuevo intento de transmisión.
Sin embargo, en una red inalámbrica, las colisiones pueden ser causadas por un segundo emisor (C) que se encuentre fuera del alcance del primer emisor (A), pero que envía simultáneamente al mismo receptor (B). Como el alcance de cada emisor es diferente, ninguno de ellos puede percibir los intentos de envío del otro, lo que aumenta la posibilidad de colisiones. Por lo tanto, el principal objetivo en una red inalámbrica es reducir la probabilidad de colisiones.
Para lograrlo, el protocolo CSMA/CA también utiliza el mecanismo de contienda, pero de manera diferente. En lugar de aplicarse después del primer intento, se activa antes de cada intento de transmisión. Así, se disminuye la probabilidad de que dos emisores diferentes comiencen a transmitir al mismo tiempo.
Qué es el CSMACD
CSMA/CD es un protocolo que proviene del inglés Carrier sense multiple access / Collision detection. La detección de colisiones (CD) es una mejora del mismo. Este algoritmo establece una forma de regular la comunicación en una red con un medio compartido para la transmisión de datos. La mejora introducida también establece pautas para manejar colisiones, las cuales ocurren cuando dos o más participantes intentan enviar paquetes de datos simultáneamente a través del medio (Bus) y estos se interfieren entre sí.La Carrier Sense (CS), o detección del estado del canal, garantiza que todos los participantes de la red verifiquen que el medio esté verdaderamente libre antes de iniciar una transmisión de datos.
Por otro lado, la detección de colisiones (CD) es una mejora del protocolo original que establece cómo proceder en caso de que ocurra una colisión entre paquetes de datos.
Cómo funciona CSMACD
El procedimiento del protocolo CSMA/CD consta de varias etapas. Es frecuente comparar su funcionamiento con el de un grupo de personas que conversan de manera respetuosa: para que la comunicación sea fluida, es necesario que no todos hablen al mismo tiempo, sino que lo hagan de forma secuencial, de esta manera, cada uno puede entender completamente las aportaciones de los demás. Al igual que en una conversación, seguimos un protocolo: cuando alguien está hablando, nosotros simplemente escuchamos.
Una vez que el interlocutor ha terminado su intervención, esperamos un tiempo antes de comenzar a hablar, para asegurarnos de que él u otro interlocutor no van a iniciar una nueva aportación. Si por accidente empezamos a hablar al mismo tiempo que otro, dejamos de intentarlo y aguardamos de nuevo antes de retomar la conversación.
De manera similar, el protocolo CSMA/CD se basa en un procedimiento similar. Primero, la estación examina el medio de transmisión. Mientras dicho medio esté ocupado, la estación sigue analizándolo. Solo cuando el medio queda libre, es cuando ésta envía un paquete de datos durante un lapso de tiempo determinado (conocido también como "espacio entre tramas"). Mientras tanto, el transmisor sigue monitoreando el medio en busca de posibles colisiones. Si ninguna otra estación ha intentado enviar sus datos a través del medio compartido antes de que termine la transmisión, es decir, si no ocurre ninguna colisión, la transmisión se lleva a cabo exitosamente.
PROTOCOLO CSMACD
"CSMA/CD" es el acrónimo de "Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection" que equivale a "Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones". Esta técnica es comúnmente utilizada en redes para mejorar su rendimiento. Previamente a su implementación, se empleaban las técnicas de "Aloha puro" y "Aloha ranurado", las cuales tenían un rendimiento muy bajo. Por esta razón, surgieron el CSMA y posteriormente el CSMA/CD como mejoras de estas tecnologías.
La principal meta de este protocolo es minimizar al máximo las colisiones entre los equipos. Una de sus características distintivas de AlohaNet es que todos los equipos monitorizan el medio y detectan posibles colisiones. A continuación se presenta un esquema que muestra cómo funciona el protocolo CSMA, el cual es muy similar al de AlohaNet.
Su funcionamiento es el siguiente: 1. Una estación que tiene un mensaje para enviar escucha el medio para comprobar si otra estación está transmitiendo un mensaje.
Método de acceso portadorsense múltiple MACS
El protocolo de red CSMA (Carrier Sense Multiple Access) es una herramienta clave para mejorar la eficiencia de transmisión de datos en redes compartidas como Ethernet. Su función principal es escuchar una señal de operador antes de transmitir datos, lo que reduce las posibles colisiones y optimiza el rendimiento de la red. CSMA es cada vez más relevante en la era de la alta demanda de comunicación de datos confiable y rápida en las redes modernas.
En lugar de intentar transmitir inmediatamente, CSMA permite a los dispositivos verificar la disponibilidad del canal de comunicación antes de enviar datos. Si el canal está ocupado, el dispositivo esperará un tiempo aleatorio antes de volver a intentar la transmisión. Este proceso reduce significativamente la probabilidad de colisiones, que pueden causar pérdida de datos y disminución del rendimiento de la red.
CSMA tiene varias variaciones, cada una con su enfoque único para mejorar la eficiencia de la red. Una de estas variaciones es CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), utilizada principalmente en redes Ethernet cableadas. En CSMA/CD, además de escuchar la señal portadora, los dispositivos también detectan colisiones. Si se produce una colisión, los dispositivos interrumpen inmediatamente la transmisión y esperan antes de intentar retransmitir, evitando así la posible pérdida de datos y minimizando su impacto en el rendimiento de la red.
