Возможны ли коллизии Ethernet между портом коммутатора и полудуплексным устройством

Обновлено: 04.07.2024

В телекоммуникациях дуплексная система связи — это двухточечная система, состоящая из двух устройств, которые могут обмениваться данными друг с другом в обоих направлениях. Эти два типа дуплексных систем связи существуют в средах Ethernet:

полудуплексный — порт может отправлять данные только тогда, когда он не принимает данные. Другими словами, он не может отправлять и получать данные одновременно. Сетевые концентраторы работают в полудуплексном режиме, чтобы предотвратить коллизии. Поскольку концентраторы в современных локальных сетях встречаются редко, полудуплексная система больше не используется широко в сетях Ethernet.
полный дуплекс — все узлы могут одновременно отправлять и получать данные через свой порт. В полнодуплексном режиме коллизий нет, но сетевая карта хоста и порт коммутатора должны поддерживать полнодуплексный режим. Полнодуплексный Ethernet использует две пары проводов одновременно вместо одной пары проводов, как в полудуплексе.

Следующее изображение иллюстрирует эту концепцию:

Поскольку концентраторы могут работать только в полудуплексном режиме, коммутатор и концентратор согласуют использование полудуплекса, что означает, что только одно устройство может отправлять данные в данный момент времени. Рабочая станция справа поддерживает полнодуплексный режим, поэтому соединение между коммутатором и рабочей станцией будет использовать полнодуплексный режим, при котором оба устройства отправляют данные одновременно.

Каждый сетевой адаптер и порт коммутатора имеют настройку дуплекса. Для всех соединений между хостами и коммутаторами или между коммутаторами следует использовать полнодуплексный режим. Однако для всех каналов, подключенных к концентратору локальной сети, следует использовать полудуплексный режим, чтобы предотвратить несоответствие дуплексного режима, которое может снизить производительность сети.

В Windows вы можете настроить параметры двусторонней печати в окне свойств сетевого адаптера:

Загрузите наше бесплатное учебное пособие CCNA в формате PDF, чтобы получить полные заметки по всем темам экзамена CCNA 200–301 в одной книге.

Мы рекомендуем Cisco CCNA Gold Bootcamp в качестве основного учебного курса CCNA. Это онлайн-курс Cisco с самым высоким рейтингом со средней оценкой 4,8 из более чем 30 000 общедоступных обзоров и золотой стандарт в обучении CCNA:

Каждый интерфейс коммутатора считается доменом коллизий. Интерфейсы коммутатора работают в дуплексном режиме, мы можем передавать и получать одновременно. В коммутируемой сети коллизий не происходит, если у вас нет неисправных интерфейсов или сетевых карт.

Могут ли коллизии на коммутаторе оправдать ваш ответ?

Эти, казалось бы, простые функции коммутатора обеспечивают значительное повышение производительности по сравнению с концентраторами. . Если к каждому порту коммутатора подключено только одно устройство, коллизии не могут возникнуть. Устройства, подключенные к одному порту коммутатора, не делят свою пропускную способность с устройствами, подключенными к другому порту коммутатора.

Что вызывает коллизии на порту коммутатора?

Конфликт возникает, когда отправляющее устройство не получает четкого ответа в течение отведенного времени. Это вызывает проблему для обоих сетевых устройств, поскольку им обоим приходится ждать постоянно увеличивающийся период, пока они не смогут четко передавать данные.

Что такое коллизия в коммутаторе?

Конфликт возникает, когда два устройства одновременно отправляют пакет в общем сегменте сети. . Коллизии часто возникают в среде концентратора, поскольку каждый порт концентратора находится в одном и том же домене коллизий. Напротив, каждый порт моста, коммутатора или маршрутизатора находится в отдельном домене коллизий.

Какой переключатель исключает возможность внутреннего конфликта в переключателе?

При прямом подключении каждого устройства к порту коммутатора каждый порт коммутатора становится собственным доменом коллизий (в случае полудуплексных каналов) или полностью исключается возможность коллизий в случае полного -дуплексные ссылки.

Проблемы с интерфейсом и кабелем |коллизии, ошибки, дуплекс, несоответствие скорости| объяснил |CCNA 200-301

Найдено 32 похожих вопроса

Как коммутатор нарушает домен коллизий?

Говорят, что коммутатор разбивает домены коллизий, потому что каждый его порт является собственным доменом коллизий, в отличие, например, от концентратора, где все его порты принадлежат к одному и тому же домену коллизий. Мост: расширяет широковещательные домены и разбивает домены конфликтов. . Каждый порт моста является собственным доменом конфликтов.

Как можно уменьшить количество внутренних коллизий?

Конфликтов в большинстве случаев можно избежать, используя коммутаторы вместо концентраторов. Коммутаторы позволяют сегментировать сети Ethernet на меньший домен коллизий. В то время как использование концентратора создает большой единый домен коллизий, каждый порт коммутатора представляет собой отдельный домен коллизий.

Сколько доменов коллизий в 16-портовом коммутаторе?

Итак, есть 2 широковещательных домена и 5 доменов конфликтов.

Сколько доменов коллизий может быть у коммутатора?

Коммутатор создает 12 доменов коллизий и 1 широковещательный домен. Коммутатор создает один широковещательный домен, а не отдельные широковещательные домены, поэтому любой ответ с 12 широковещательными доменами неверен. Коммутатор создает отдельные домены коллизий для каждого порта, а не единый домен коллизий для всего коммутатора.

Какие устройства создают домены коллизий?

Маршрутизатор не только разбивает коллизии доменов, но и разбивает широковещательные домены, что означает, что это как коллизии, так и разделители широковещательных доменов. Маршрутизатор создает соединение между двумя сетями.

Какие две причины вызывают поздние конфликты?

Обычными возможными причинами являются несоответствие полнодуплексного/полудуплексного режима, превышение ограничений по длине кабеля Ethernet или неисправное оборудование, например неправильное подключение кабелей, несоответствующее количество концентраторов в сети или неисправная сетевая карта. Поздние конфликты никогда не должны возникать в правильно спроектированной сети Ethernet.

Как обнаруживается коллизия в Ethernet?

В типичном проводе 10Base5 коллизии можно обнаружить, распознав более высокую, чем обычно, амплитуду сигнала на коммуникационной шине или сравнив данные, отправленные с данными, для обнаружения любых ошибок передачи.

Что приводит к увеличению поздних конфликтов?

Поздние коллизии могут возникать из-за неисправных приемопередатчиков Ethernet, из-за слишком большого количества ретрансляторов между станциями или из-за превышения спецификаций Ethernet для максимальных расстояний между узлами.

В чем преимущество использования переключателя?

Преимущества коммутаторов

➨Они увеличивают доступную пропускную способность сети. ➨Они помогают снизить нагрузку на отдельные хост-компьютеры. ➨Увеличивают производительность сети. ➨В сетях, использующих коммутаторы, будет меньше коллизий кадров.

Какие преимущества дает использование переключателей?

Увеличивает емкость. Они увеличивают доступную емкость передачи данных в организации.
Снижает нагрузку — .
Увеличить представление — .
Меньше воздействия на обсадную колонну — .
Прямо – .
Увеличивает пропускную способность — .
Меньше коллизий кадров — .
Более безопасный –

Какова цель CSMA CD?

CSMA/CD используется для повышения производительности CSMA за счет прерывания передачи при обнаружении коллизии, что сокращает время, необходимое для повторной попытки.

Какая VLAN верна?

Что из следующего верно в отношении VLAN? Все VLAN настраиваются на самом быстром коммутаторе и по умолчанию распространяют эту информацию на все остальные коммутаторы. VTP используется для отправки информации VLAN на коммутаторы в настроенном домене VTP. В одном домене VTP не должно быть более 10 коммутаторов.

Разделяют ли коммутаторы широковещательные домены?

Коммутаторы никогда не сломаются в широковещательном домене. В домене коллизий каждый порт маршрутизатора находится в отдельных широковещательных доменах. Все порты коммутатора или концентратора, скорее всего, находятся в одном широковещательном домене.

Сколько доменов коллизий связано с 24-портовым коммутатором?

Каждый порт коммутатора действует как собственный домен коллизий, поэтому на коммутаторе с 24 портами имеется 24 домена коллизий.

Создают ли концентраторы домены коллизий?

Концентраторы рассылают информацию всем хостам в сегменте, создавая общий домен коллизий. Коммутаторы имеют один домен коллизий на порт и ведут таблицу адресов MAC-адресов, связанных с каждым портом.

Как исправить домен коллизии?

Чтобы уменьшить количество доменов коллизий, физически сегментируйте сеть, уменьшив количество узлов, совместно использующих сеть, и создайте более одной физической сети. Сегментация сети физически создает отдельные сети, которые не могут взаимодействовать друг с другом.

Почему хабы больше не используются?

Концентраторы не могут поддерживать сети размером с коммутатор, поскольку концентраторы отправляют весь трафик на все устройства в сети. Чем больше устройств вы добавляете, тем медленнее становится сеть, и в конечном итоге она становится непригодной для использования.

Какую информацию использует коммутатор для заполнения таблицы MAC-адресов?

Коммутатор создает свою таблицу MAC-адресов, записывая MAC-адреса каждого устройства, подключенного к каждому из его портов. Коммутатор использует информацию из таблицы MAC-адресов для отправки кадров, предназначенных для определенного устройства, через порт, назначенный этому устройству.

Что такое поздние конфликты?

Поздняя коллизия определяется как любая коллизия, возникающая после передачи 512 бит кадра. . к тому времени, когда он доберется до станции A, станция A уже закончила передачу и больше не ожидает коллизий!

Коммутаторы заменяют концентраторы во многих кампусных сетях. Порт коммутатора, работающий в полудуплексном режиме, следует обычным правилам CSMA/CD. Порт определяет несущую, при необходимости откладывает, обнаруживает коллизии, отключается и повторно передает. Возможна ли коллизия, зависит от того, что подключено к коммутируемому порту.Если к коммутатору подключена общая среда, могут возникнуть коллизии. Хорошее эмпирическое правило заключается в том, что менее 0,1 процента кадров должны сталкиваться с коллизиями. Не должно быть поздних столкновений. Поздние коллизии — это коллизии, которые происходят после того, как порт или интерфейс отправил первые 64 байта кадра.

Если порт коммутатора подключает одно устройство, например другой коммутатор, сервер или одну рабочую станцию, то оба конца этой двухточечной связи должны быть настроены на полнодуплексный режим. В этом случае столкновений быть не должно. Полнодуплексный Ethernet — это не CSMA/CD. Есть только две станции, которые могут передавать, потому что для полного дуплекса требуется двухточечная связь, и каждая станция имеет свой собственный частный канал передачи. Таким образом, полный дуплекс не является множественным доступом (MA). Станции не нужно определять несущую, чтобы увидеть, не отправляет ли кто-то еще по ее каналу передачи. Нет никого другого. Таким образом, полный дуплекс не использует определение несущей (CS). Столкновений нет. Обе станции посылают одновременно, это нормально. Прием при отправке - это нормально. Таким образом, отсутствует и обнаружение столкновений (CD).

К сожалению, автосогласование между полудуплексом и полным дуплексом на протяжении многих лет было сопряжено с проблемами, в результате чего один конец двухточечного канала устанавливался в полудуплексный режим, а другой — в полнодуплексный. Это неверная конфигурация, и ее необходимо исправить. Проблемы с автосогласованием могут возникать из-за несовместимости оборудования и старых или дефектных драйверов программного обеспечения Ethernet. Сетевые карты или коммутаторы некоторых поставщиков не полностью соответствуют спецификации IEEE 802.3u, что приводит к несовместимости. Аппаратная несовместимость также может возникать, когда поставщики добавляют дополнительные функции, такие как автополярность, которых нет в спецификации IEEE 802.3u. (Автополярность корректирует обратную полярность на приемной и передающей витых парах.)

Автосогласование скорости обычно не представляет проблемы. Если скорость не согласована правильно, интерфейс не работает, и администратор, надеюсь, заметит и немедленно устранит проблему. Ручная настройка скорости на 10, 100 или 1000 Мбит/с обычно не требуется (за исключением случаев, когда пользовательский интерфейс требует этого, прежде чем он разрешит ручную настройку дуплексного режима). Однако, если в локальной сети все еще есть кабели категории 3, рекомендуется вручную настроить скорость до 10 Мбит/с. Ошибки могут увеличиться в локальной сети с автоматическим согласованием скорости 100 или 1000 Мбит/с, если есть кабели категории 3, которые не поддерживают высокочастотный сигнал, используемый в Ethernet со скоростью 100 или 1000 Мбит/с.

Дуплексное согласование происходит после согласования скорости. Проблемы с дуплексным согласованием обнаружить труднее, потому что любое влияние на производительность зависит от партнеров по каналу, передающих в одно и то же время. Пользователь рабочей станции, который не отправляет много трафика, может не заметить проблемы, в то время как сервер может серьезно пострадать от несоответствия дуплекса. В рамках анализа производительности существующей сети обязательно проверьте наличие проблем несоответствия дуплексных режимов. Удивительно большое количество сетей годами ковыляли из-за проблем с производительностью, связанных с несоответствием дуплексного режима.

Чтобы обнаружить несоответствие дуплекса, посмотрите на количество и тип ошибок на обоих концах ссылки. Вы можете просмотреть ошибки с помощью команды show interface или show port на маршрутизаторах и коммутаторах Cisco. Ищите ошибки CRC и runt на одной стороне и коллизии на другой стороне ссылки. Сторона, настроенная на полнодуплексный режим, может отправлять в любое время. Ему не нужно ощущать носитель. Сторона, настроенная на полудуплекс, обнаруживает несущую и прекращает передачу, если обнаружит одновременную передачу с другой стороны. Он отступит и повторит передачу, а также сообщит о столкновении. Результатом остановки передачи полудуплексной станции обычно является рант-фрейм (короче 64 байт) и всегда кадр с ошибкой CRC.

Полнодуплексная сторона получает ранты и кадры с ошибками CRC и сообщает об этих ошибках. Полудуплексная станция сообщает о коллизиях. Большинство из них будут юридическими коллизиями; некоторые могут быть незаконными поздними столкновениями. При проверке работоспособности локальных сетей Ethernet проверьте наличие этих ошибок. Обратите внимание на асимметрию ошибок при несоответствии дуплекса. Если вы видите коллизии и ошибки CRC на обеих сторонах канала, проблема, вероятно, не в несоответствии дуплексного режима, а в проводке или неисправном сетевом адаптере.

До недавнего времени большинство инженеров рекомендовали избегать автосогласования, но ситуация меняется. Улучшения функциональной совместимости автосогласования и зрелость технологии означают, что, как правило, безопаснее полагаться на автосогласование, чем не полагаться на него.

Существует множество проблем, связанных с тем, что не используется автосогласование. Самый очевидный из них — человеческий фактор. Сетевой инженер устанавливает один конец канала и забывает настроить другой конец. Другая проблема заключается в том, что некоторые сетевые карты и порты коммутатора не участвуют в автосогласовании, если они установлены вручную.Это означает, что они не отправляют импульсы связи, чтобы сообщить о своих настройках.

Как партнер должен реагировать на такую ситуацию? Ответ не определен. Некоторые сетевые карты и порты коммутатора предполагают, что другая сторона слишком старая, чтобы понимать полный дуплекс, и должна использовать половину. Это приводит к тому, что порт сетевой карты или коммутатора устанавливается наполовину. Это серьезная проблема, если другая сторона вручную настроена на полную. С другой стороны, бывают случаи, когда автосогласование просто не работает, и вам может потребоваться тщательная настройка режима вручную.

Домен коллизий — это термин, который не столь очевиден для большинства людей, плохо знакомых с сетями. Это то, с чем нам пришлось иметь дело давным-давно, когда мы использовали старые стандарты Ethernet и концентраторы вместо коммутаторов.

Чтобы понять, что такое домен коллизий, нам придется прыгнуть в прошлое...

10BASE-T

Стандарт 10BASE-T стал большим изменением для Ethernet. До 10BASE-T у нас были более старые стандарты Ethernet, такие как 10BASE2 и 10BASE5.

Ниже вы можете увидеть изображение коаксиального кабеля, который использовался для сетей 10BASE2:

Все компьютеры были подключены к одному длинному коаксиальному кабелю.

10BASE-T представил кабели UTP, которые мы используем до сих пор, и имеет центральное устройство посередине, создавая звездообразную топологию. Тогда это центральное устройство было концентратором Ethernet:

Концентратор — это простое устройство; это в основном не что иное, как повторитель. Когда он получает электрический сигнал, он повторяет его на всех интерфейсах, кроме того, на котором был получен сигнал. Эта логика отлично работает в следующей ситуации:

Выше мы видим, что H3 отправляет кадр Ethernet. Допустим, этот кадр предназначен для H1. Когда концентратор получит этот кадр, он реплицирует его на интерфейсах в направлении H1 и H2.

H1 хочет его получить, H2 это не волнует, поэтому он отбрасывает кадр. Без проблем! Наша цель по отправке кадра из H3 в H1 достигнута.

У нас есть проблема, когда H1 и H2 отправляют кадр одновременно, как в следующей ситуации:

Когда H1 и H2 отправляют кадр одновременно, наш концентратор реплицирует их на интерфейсе, подключенном к H3. В этом случае произойдет коллизия, и H3 ничего не получит.

Чтобы справиться с этими коллизиями, мы используем протокол обнаружения коллизий под названием CSMA/CD, который я объяснял в своем введении в Ethernet.

CSMA/CD — это простой протокол. Все компьютеры в сети будут прослушивать, если кто-то передает. Когда мы хотим что-то отправить, а никто не передает, мы можем передать кадр. Это полудуплекс; мы не можем передавать и получать одновременно. Когда два компьютера решают, что они могут передавать, мы все равно получаем коллизию. CSMA/CD также описывает, как мы можем повторно передать кадр.

CSMA/CD выполняется нашими компьютерами, а не концентратором; это всего лишь тупой физический повторитель.

Поскольку мы можем получать коллизии с концентратором, мы называем это доменом коллизий:

Мы можем получать коллизии на каждом интерфейсе, подключенном к концентратору, все они принадлежат к одному и тому же домену коллизий.

Мосты Ethernet

10BASE-T с кабелем UTP и центральным концентратором был большим улучшением по сравнению со старыми коаксиальными сетями, но проблемы все еще оставались. Чем больше у вас было сетевых устройств, тем больше у вас было коллизий. Логика CSMA/CD, когда устройствам приходилось ждать, прежде чем они смогут (повторно) передавать, влияет на производительность.

Если бы сетевые устройства каким-то образом могли передавать и получать одновременно (полный дуплекс) без конфликтов, мы могли бы добиться значительного повышения производительности.

Именно тогда был представлен мост Ethernet. Этот предшественник коммутатора мог запоминать MAC-адреса и пересылать кадры Ethernet только тогда, когда это требовалось. Он также мог хранить кадры Ethernet в памяти, чтобы предотвратить коллизии. Эти мосты были размещены между нашими хабами:

Мост разделил бы наш домен коллизий на две части. На каждой стороне моста все еще могут происходить столкновения из-за наших хабов.Столкновения не могут происходить с одной стороны нашего моста на другую сторону нашего моста.

Коммутатор Ethernet

Наш коммутатор, который мы используем до сих пор, имеет ту же логику моста. Он изучает MAC-адреса, сохраняет кадры Ethernet и пересылает их только при необходимости. Разница в том, что он намного быстрее, использует специализированное оборудование и имеет множество интерфейсов.

Когда мы используем коммутатор, мы можем одновременно передавать и получать данные (полный дуплекс), поэтому каждый интерфейс на коммутаторе считается отдельным доменом коллизий:

При использовании коммутатора все интерфейсы могут передавать/принимать данные одновременно, поэтому мы используем полнодуплексный режим. Поскольку мы не можем получать коллизии, CSMA/CD отключены на этих интерфейсах.

Поскольку мы используем коммутаторы, а коллизии больше не происходят в современных сетях, зачем нам до сих пор заботиться об этих доменах коллизий?

Одна вещь, которую следует учитывать, это то, что если вы подключите концентратор к своему коммутатору, у вас все равно будут коллизии. Вот пример:

Столкновения все еще могут происходить в сегменте, где находится наш концентратор. Интерфейс коммутатора, который подключается к концентратору, должен будет использовать полудуплекс и CSMA/CD. Другая причина, по которой вы можете увидеть коллизии, заключается в том, что у вас неисправная сетевая карта или неисправный интерфейс на вашем коммутаторе. Когда интерфейс отправляет мусор, могут возникнуть коллизии.

Как насчет маршрутизаторов? Маршрутизаторы не переключают кадры Ethernet с одного интерфейса на другой. Маршрутизатор — еще один способ разорвать домен коллизий.

Читайте также: