Netzzugriffsverfahren#

Collision Domain - Gruppe von vernetzten Geräten, die gleichzeitig eine Spannungsspitze erkennen

Ein Netzzugriffsverfahren dient der Steuerung des Zugriffs auf ein Medium.

Verfahren	Erklärung	Funktionsweise	Vorteile	Nachteile
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)	Wird in kabelgebundenen Ethernet-Netzwerken verwendet, um Kollisionen zu erkennen und zu beheben.	- Geräte hören den Kanal ab (Carrier Sense). - Mehrere Geräte können auf denselben Kanal zugreifen (Multiple Access). - Kollisionen werden erkannt und behoben (Collision Detection).	- Effiziente Nutzung des Kanals bei geringer Auslastung. - Einfache Implementierung.	- Leistungseinbußen bei hoher Netzwerkauslastung. - Nicht geeignet für drahtlose Netzwerke.
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)	Wird in drahtlosen Netzwerken wie WLAN verwendet, um Kollisionen zu vermeiden.	- Geräte hören den Kanal ab (Carrier Sense). - Kollisionen werden vermieden, indem ein Signal gesendet wird, bevor Daten übertragen werden (Collision Avoidance).	- Reduziert die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen. - Besser geeignet für drahtlose Netzwerke.	- Höherer Overhead durch zusätzliche Signale. - Kann bei hoher Netzwerkauslastung ineffizient sein.
Token Passing	Ein spezielles Datenpaket (Token) wird im Netzwerk zirkuliert, und nur das Gerät mit dem Token darf senden.	- Das Token wird im Netzwerk weitergegeben. - Ein Gerät muss auf das Token warten, um Daten zu senden. - Nach dem Senden wird das Token weitergegeben.	- Keine Kollisionen, da immer nur ein Gerät senden darf. - Deterministische Leistung, gut für zeitkritische Anwendungen.	- Höhere Latenz bei geringer Netzwerkauslastung. - Komplexere Implementierung und Verwaltung.

CSMA/CD – Ablauf bei einer Kollision#

flowchart TD
  A[Gerät will senden] --> B{Kanal frei?<br/>Carrier Sense}
  B -- Nein, belegt --> C[Warten]
  C --> B
  B -- Ja --> D[Senden]
  D --> E{Kollision erkannt?}
  E -- Nein --> F[Übertragung erfolgreich]
  E -- Ja --> G[Jam-Signal senden]
  G --> H[Zufällige Wartezeit<br/>Backoff]
  H --> B

CSMA/CA – Vermeidung statt Erkennung#

Da sich Kollisionen im Funkmedium (WLAN) schlecht erkennen lassen, versucht CSMA/CA sie von vornherein zu vermeiden:

1. Kanal abhören (Carrier Sense)
2. Kanal frei? → Zufällige Wartezeit abwarten (nicht sofort senden!)
3. Immer noch frei? → RTS senden ("Request to Send")
4. Empfänger antwortet mit CTS ("Clear to Send")
5. Erst jetzt: Daten senden

Token Passing – Ring-Topologie#

flowchart LR
  A((Gerät A)) -- Token --> B((Gerät B))
  B -- Token --> C((Gerät C))
  C -- Token --> D((Gerät D))
  D -- Token --> A

Nur das Gerät, das gerade das Token besitzt, darf senden — danach reicht es das Token an das nächste Gerät im Ring weiter. Dadurch sind Kollisionen von vornherein ausgeschlossen.

Quiz#

❓ Welches Netzzugriffsverfahren wird in kabelgebundenem Ethernet zur Kollisionserkennung eingesetzt?

❓ Warum verwendet WLAN CSMA/CA statt CSMA/CD?

❓ Was passiert bei Token Passing, sobald ein Gerät das Token besitzt?

Siehe auch#

netzwerktopologie — CSMA/CD in Bus-Topologie, Token Passing in Ring-Topologie
wlan grundlagen — CSMA/CA als Netzzugriffsverfahren im WLAN (IEEE 802.11)
osi modell — Netzzugriffsverfahren auf Schicht 1 und 2 einordnen
tcp ip — Netzzugang-Schicht im TCP/IP-Modell