Bei Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection kurz CSMA/CD handelt sich um ein Zugriffsverfahren das beim klassischen LAN benutzt wird.

Die einzelnen Schritte von CSMA/CD:

1. Leitung abhören ob Übertragungsmedium frei ist
2. Ist frei → Station fängt an zu senden
3. Während der Übertragung wird die Leitung Permanent weiter abgehört. Falls eine Kollision auftritt wird ein Jam Signal gesendet und geht’s weiter mit Schritt 5
4. Tritt keine Kollision auf war die Übertragung erfolgreich
5. Leitung ist belegt→ Überprüfung der Anzahl der Übertragungsversuche. Wurde das Maximum nicht erreicht: Eine Zufällige Backoff-Zeit abwarten

Maximum erreicht: Weiter mit schritt 6

6. Fehler: Die Maximale Anzahl an Übertragungsversuchen wurde überschritten.
7. Ende

Jam Signal: Das Jam-Signal wird bei einer Kollision auf den Übertragungskanal gelegt damit die anderen Stationen erkenne das eine Kollision aufgetreten ist. Nachdem das Jam-Signal gesendet wurde wird eine Zufällige Zeit abgewartet bevor ein neuer Übertragungsversuch gestartet wird.

Wenn die Übertragung wegen einer Kollision abgebrochen wurde, so würde es zu einem erneuten Problem führen, wenn die Stationen nach dem Abbruch erneut senden würden daher müssen sie eine unterschiedlich lange Pause einlegen.

Bei WLAN gilt das sich alle Teilnehmer dasd Übertragungsmedium teilen müssen. Damit die Übertragung störungsfrei abläuft braucht man das Zugriffsverfahren CSMA/CA denn es regelt den Zugriff um den Mehrbenutzerbetrieb zu ermöglichen.

CSMA sieht vor das jeder Teilnehemer vor dem Senden prüfen muss, ob das Medium zum Übertragen frei ist. Wenn kein anderer Teilnehmer sendet ist das Übertragen erlaubt. Es kann aber auch passieren das zwei Teilnehemer das Übertragungsmedium als frei erkennen und dann gleichzeitig senden. Dann kommt es zur Kollision wobei sich die Signale überlagern und die Daten für einen Empfänger unbrauchbar werden.

Bevor ein WLAN Client sendet überprüft er das der Empfänger zum Empfangen bereit ist. Dieses vorgehen nennt man Listen-Before-Talk (LBT). Ist die Leitung belegt wartet er eine zufällige Zeit ab und hört dann nochmal rein. Diese zufällige Zeit liegt bei 42 bis 178 µs.

Eine Kollision kann bei diesem Verfahren nicht festgestelt werden daher arbeitet CSMA/CA mit ACKs was Bestätigungspakete sind, die den Empfang bei dem Absender bestätigen das dass Paket Empfangen wurden.

Ein Ethernet Frame hat verschiedene Felder. Die Mindestgröße eines Frames beträgt 64 bytes und die Maximalgröße beträgt 1518 bytes.

Präambel:

Der Präambel dient zur Synchronisation. Der Frame kündigt sich durch die Präambel an denn beim empfangen des Singnals könnte es sich auch um eine Störung oder Signalrauschen handeln. Damit das Gerät aber weiß das jetzt ein Ethernet-Frame mit Daten kommt kündigt der Präambel diese mit einer vordefinierten Bitfolge an, auf diese folgt dann der Start Frame Delimiter (SFD)

Start Frame Delimiter (SFD):

Nach der Präambel folgt der Start Frame Delimiter was sowas wie der Start des eigentlichen Frames is. Nach der Präambel ist klar das es sich um einen Ethernet-Frame handelt nun muss noch mitgeteilt werden wann der Ethernet-Frame beginnt. Das passiert durch auch Start of Frame genannt mit zwei aufeinander folgenden Einserbits.

Zieladresse: 

MAC-Adresse des Empfängers

Quelladresse: 

MAC-Adresse des Senders

Typ:

Das Typ Feld gibt auskunft über das Protokoll der nächst höheren Schicht.

Daten: 

Die Nutzdaten in einem Ethernet Frame müssen mindesten 46 bytes groß sein und maximal 1500 bytes haben.

PAD-Feld:

Das PAD-Feld ist in dem Bild nicht abgebildet da es nur zum einsatz kommt wenn der Ethernet Frame nicht auf Mindestgröße von 64 bytes kommt. Das PAD-Feld dient also dazu den Ethernet-Frame auf die größe von 64 bytes aufzufüllen das ist wichtig damit es nicht zu Problemen bei Kollisionserkennungen kommt. Das Typ-Feld in dem das nächst höhere Protokoll steht trägt sorge dafür das die im PAD-Feld eingefügten Bytes nicht als Daten interpretiert werden.

FCS:

FCS ist die Abkürzung für Frame Check Sequenz. Die FCS steht am ende des Frames und beinhaltet eine 32 Bit große Prüfsumme. Beim Sender wird die FCS erstellt und an den Frame gehängt. Mit der Ziel Mac-Adresse beginnt die Berechnung des SCF und endet mit dem PAD-Feld. Beim Empfänger des Frames wird dann eine CRC-Beerechnugn gemacht und falls die beiden Ergebnise nicht übereinstimmen wird davon ausgegangen das die Übertragung fehlerhaft war und verwirft den Datebnblock.

OSI (Open Systems Interconnection Model) ist ein Referenzmodell das zur anschaulichen beschreibung dient wie die Kommunikation in einem Netzwerk abläuft. Das Schichtenmodell wurde von der International Organization for Standardization standartisiert. Die Kommunikation in einem Netzwerk läuft über verschiedene Protokolle diese werden im OSI Modell dargestellt.

Das OSI-Modell betseht aus 7 Schichten:

7. Anwendung

6. Darstellung

5. Kommunikation

4. Transport

3. Vermittlung

2. Sicherung

1. Übertragung

Die Kommunikation in einem Netzwerk erfolgt immer zwischen einer Quelle (Absender) und einem Ziel (Empfänger) und die Informationen werden als Datenpakete bezeichnet. Wenn Computer A Informationen zu Computer B schicken will müssen die Daten erstmal zu Datenpaketen gepackt werden. Dieser vorgang wird Kapselung genannt. Bei der Kapselung wird dem Datenpaket ein Header auf jeder Schicht hinzugefügt. In diesen Headern sind zusätzlich zu den eigentlichen Nutzdaten noch die benötigten Verwaltungsinformationen enthalten. Auf der Schicht zwei gibt es die besonderheit das zum Layer 2 Header zusätzlich noch eine Frame Check Sequenz hinzugefügt wird die dazu dient die Vollständigkeit des Gesamt Paketes zu überprüfen. Auf Layer 1 erfoglt dann nur noch die Übertragung des Pakets.