イーサネットはどのようにしてCSMA / CD方式の衝突を検出しますか？

Carrier Senseは、本質的に、あらゆる送信に対してメディアをNICが「リッスン」すること、マルチアクセスはネットワーク上の複数のデバイスがメディアを「リッスン」できること、そしてフレームがある場合に衝突検出が通過する手順であることを理解しています衝突。私の質問は、NICが衝突があったかどうかを実際にどのように決定するのですか？電圧に違いはありますか？

次の状況があるとします...

• NICが100MbpsにハードコードされたPC、全二重
• RJ45ケーブル、ピン留めされたEIA-568B（ピン配置の色は関係ありません）
• Cisco Catalystスイッチ、自動ネゴシエーションを使用（100Mbps）

PCのNICは100 /フルでロックされているため、Ciscoのイーサネット自動ネゴシエーションは失敗し、100 /半分にフォールバックします。これで、回線にデュプレックスのミスマッチがあります。Ciscoスイッチは、リンクへのアクセスにCSMA / CDを使用します。

PCとCiscoの両方がまったく同じ瞬間に送信すると仮定しましょう。論理図と物理層図は、2つの異なる観点から同じ動作を示しますが、物理層図が質問に最も関連しています。

  LOGICAL DIAGRAM
  ===============

                   Tx                     Tx
  100/full       ----->                 <-----   100/half
  PC        -----------------------------------  Cisco Catalyst Switch


  PHYSICAL LAYER PIN DIAGRAM
  ==========================

      PC                                         Cisco Catalyst Switch
      100/full                                   100/half

                    Tx D1             
                    ----->
      568B                                       568B
      Pin Signal                                 Pin Signal
      1   TX+ D1    ---------------------------  3   RX+ D2
      2   TX- D1    ---------------------------  6   RX- D2
      3   RX+ D2    ---------------------------  1   TX+ D1
      6   RX- D2    ---------------------------  2   TX- D1

                                         <------
                                           Tx D1

上の図では、PC（全二重）が左側にあり、Ciscoスイッチ（半二重）が右側にあります。両側がピン1と2で同時に送信（Tx）します。このピンのペアはD1と呼ばれます。

スイッチがD1ペアで同時に送信しているときに、スイッチのNICがD2ペアでPCのフレームを受信すると、スイッチは衝突を登録します（応答リファレンス）。半二重モードであるため、衝突はスイッチでのみ登録されます。

GigabitEthernetに関するメモ：

• 半二重は標準^注1で呼び出されています。ただし、実際に半二重のGigEを使用する人はいません。これは、GEがCSMA / CDを使用しないことを意味します
• GEはRJ45 modプラグの8つのピンすべてを使用し、特定のTX / RXピンは動的に割り当てられます。

エンドノート：

^注1 IEEE 802.3-2012 4.1の引用（斜体の強調）：

4.1.2.1.2競合のない受信

半二重モードでは、動作速度1000 Mb / sで、4.2.3.4で説明されている条件下で、フレームが送信ステーションによって拡張されます。4.2.9の手順モデルで定義されているように、拡張は受信ステーションのMACサブレイヤーによって破棄されます。

昔（10base-2）では、衝突が電流検知によって検出されました。2つの送信機が互いに踏み込むと、より多くの電力（電流）が必要になります。10/100 / 1000-baseT仕様の場合、TXペアで送信中にRXペアを確認するのと同じくらい簡単です。（または1000の場合はペアになりますが、gig-eは半二重を行いません。）

最新の（10base-X技術向け）トランシーバーは、エコーキャンセレーションを使用して、ワイヤーから信号を差し引き、他の信号をリッスンします。

MACまたはリピーター（ハブ）は、PHYによって衝突が通知されます

MACに衝突が通知されると、MACは衝突検出手順（ランダムバックオフ）を実行します。

リピーター（ハブ）が衝突を通知されると、すべてのポートで「JAM信号」が生成され、衝突フレームを送信したMACによって衝突が検出され、他のホストが回線をビジーとして正しく検出します。

PHYが衝突を検出する方法は、メディアタイプによって異なります。同軸イーサネットの場合は、同軸のDC電圧に基づいています= en＆sa = X＆redir_esc = y＃v = onepage＆q = coaxis％20ethernet％20collision％20detection＆f = false

ツイストペアとファイバーイーサネットの一般的なバリアントは、電気レベルで全二重ですが、互換性の理由と、リピーター（ハブ）のあるネットワークでの動作を可能にするために、半二重モードで動作できる必要がありました。これは、送信と受信のデータパスでの同時のアクティビティを衝突として扱うことで行われます。

全二重モードで実行されているリンクはCSMA / CDを使用しないことに注意してください。衝突はそこで発生しません。10MbpsではCSMA / CDが標準でした。100Mbpsの初期の段階では、CSMA / CDは依然としてハブ（リピーター）をサポートするために使用されていましたが、スイッチ（ブリッジ）が引き継ぎ、自動ネゴシエーションが成熟すると、全二重が標準になりました。標準では1Gbpsの半二重モードが存在しますが、ハブを販売して誰もそれを無意味なものにしたことはありません。より高速では、半二重はまったくサポートされません。

最近のCSMA / CDは、レガシー機器との互換性のための機能です。