Protocolo Csma/Cd

El protocolo CSMA/CD
Respecto a lo que supondría un protocolo basado en el puro azar, como es el caso de ALOHA, el
CSMA/CD incorpora dos mejoras que aumentan el rendimiento: en primer lugar, no se transmite si
hay otra estación hablando (CSMA, Carrier Sense Multiple Access) y en segundo, si mientras se
está transmitiendo detecta que otra estación también transmite (es decir se produce unacolisión) la
estación se calla, en lugar de seguir transmitiendo inútilmente hasta el final de la trama (CD,
Colision Detect). Mucho se ha dicho (y no siempre acertadamente) sobre las colisiones y su efecto
en el rendimiento de Ethernet, por lo que este tema merece tratarse con cierto detalle.
Se produce una colisión cuando dos o más estaciones empiezan a transmitir simultáneamente, o con
unaseparación en el tiempo menor que el tiempo de propagación que las separa1. Por ejemplo en la
red que aparece en la tabla 7 de la Parte II (2t=5,06 µs) se producirá una colisión siempre que los
dos ordenadores transmitan con una separación en el tiempo menor de 2,53 µs. Si la separación es
mayor que 2,53 µs no se producirá colisión ya que el segundo detectará el medio ocupado cuando
vaya atransmitir; en ese caso esperará a que el primero termine y transmitirá inmediatamente a
continuación, respetando eso sí el tiempo del hueco entre tramas, que para una red de 100 Mb/s
como la de este ejemplo es de 0,96 µs. Aunque transcurridos t µs ya no puede ocurrir colisión,
desde el punto de vista de la estación emisora la garantía de no colisión sólo se tiene pasados 2t µs,
ya que si otraestación empieza a transmitir justamente t-e µs después (siendo e arbitrariamente
pequeño), entonces la colisión se producirá justo en el otro extremo de la red y tendrán que
transcurrir otros t µs para que la primera estación detecte la colisión.
Siguiendo con nuestro ejemplo de la tabla 7 de la Parte II supongamos que los dos ordenadores
intentan transmitir con una separación en el tiempo menorque 2,53 µs. Al detectar la colisión
ambos dejan de transmitir y a partir de ese momento dividen el tiempo en intervalos de 5,12µs 2 .
Entonces esperan 0 ó 1 intervalos para reintentar (la elección entre 0 y 1 la hace cada uno
independientemente de forma aleatoria, por lo que la probabilidad de colisión es ahora de 0,5); si se
produce la segunda colisión cada ordenador espera aleatoriamente 0,1, 2 ó 3 intervalos para
reintentar, con lo que la probabilidad de colisión baja a 0,25. Si siguen colisionando el número de
intervalos se duplica en cada intento sucesivo, con lo que la probabilidad de colisión decrece
exponencialmente, hasta que eventualmente ambos eligen intervalos distintos, momento en el cual
el que elige el intervalo más bajo transmite primero. El segundo lo hará mástarde, cuando llegue su
intervalo elegido, siempre y cuando el primero ya haya terminado para entonces; de lo contrario el
segundo quedará entonces a la espera de que el primero termine para transmitir inmediatamente
después. El cómputo del tiempo a efecto del cálculo de intervalos discurre independientemente de
que el medio físico se encuentre libre u ocupado. Este mecanismo se conoce con elnombre de
retroceso exponencial binario.
Supongamos ahora que una estación ha sufrido una primera colisión, por lo que se encuentra en su
segundo intento; aquí elegirá uno de dos posibles intervalos (0 y 1). Si elige el primero transmitirá
inmediatamente, mientras que si elige el segundo esperará 51,2 µs. Por tanto el primer reintento
introduce de media un retardo de 25,6 µs (suponiendo unreparto equitativo entre ambos intervalos).
Si se produce una segunda colisión la estación tendrá que iniciar un tercer intento, eligiendo esta
vez entre cuatro posibles intervalos (0, 1, 2 y 3) lo cual introducirá un retardo medio adicional de
76,8 µs (0+51,2+102,4+153,6=307,2/4=76,8). Como este segundo retardo se sumará al ya sufrido
en el primer intento podemos estimar que el retardo...