روش‌های دسترسی به خط انتقال

به مجموعه قوانینی که تعیین می‌کنند داده‌ها چگونه در کابل شبکه قرار گیرند و یا اینکه داده‌ها چگونه از کابل شبکه دریافت شوند «روش دسترسی» (Access Method) می‌گویند.

هنگامی که داده‌ها در شبکه در حال حرکت هستند، روش‌های دسترسی به تنظیم ترافیک شبکه کمک می‌کند.

فرض کنید چندین قطار در ریل راه‌آهن در حال حرکت هستند، همانطور که می‌دانید مسیرها در ایستگاه راه‌آهن از هم جدا می‌شوند. قطارها در طول مسیر از قوانین خاصی پیروی می‌کنند تا زمان خاصی به ایستگاه راه‌آهن رسیده و برخورد به وجود نیاید (هر چند این مقایسه کامل نیست).

در شبکه، رایانه‌ها به کابل شبکه؛ دسترسی اشتراکی دارند. با این حال اگر دو رایانه همزمان داده در کابل شبکه قرار دهند احتمال برخورد وجود خواهد داشت.

ضمناً اگر رایانه‌های موجود در شبکه از روش‌های دسترسی مختلف استفاده کنند کل شبکه از کار خواهد افتاد چون به ازای روش‌های دسترسی مختلف، نوع کابل شبکه نیز متفاوت خواهد بود.

روش‌های دسترسی؛ از دسترسی همزمان رایانه‌ها به کابل شبکه جلوگیری می‌کنند. و یا به عبارت دیگر باعث حصول اطمینان از ارسال و دریافت داده بر اساس یک فرآیند منظم می‌شوند.

انواع روش های رایج برای دسترسی به خط انتقال

الف) روش دسترسی چندگانه تشخیص حامل (با تشخیص برخورد) CSMA/CD

ب) روش عبور نشانه (Token Passing)

ج) روش اولویت تقاضا (Demand-priority methods)

روش CSMA/CD: هر رایانه اعم از سرویس‌دهنده یا سرویس‌گیرنده کابل شبکه را برای ترافیک چک می‌کند. یعنی فقط وقتی که رایانه تشخیص دهد یا حس کند (Sense) کابل شبکه آزاد است و ترافیکی روی شبکه وجود ندارد داده را روی کابل ارسال می‌کند و تا زمانی که داده روی کابل به مقصد نرسد رایانه دیگری نمی‌تواند روی کابل داده ارسال کند.

این روش شبیه صحبت در یک اتاق شلوغ است. در چنین اتاقی شخصی که می‌خواهد صحبت کند باید با گوش دادن، مطمئن شود که فرد دیگری درحال صحبت نیست و سپس اقدام به صحبت کند.

اگر شخص دیگری در حال صحبت کردن است، نفر اول باید تا پایان صحبت شخص دوم سکوت کند. این شخص، پس از اتمام صحبت فردی که زودتر از دیگران شروع به صحبت کرده است، می‌تواند به صحبت خود ادامه دهد و بقیه باید تا پایان صحبت منتظر بمانند. هرگاه پس از برقراری سکوت، دو نفر باهم شروع به صحبت کنند، هر دو سکوت کرده، پس از طی یک زمان کوتاه نامشخص، یکی از آن‌ها شروع به صحبت خواهد کرد. این دقیقاً روشی است که در CSMA/CD از آن استفاده می‌شود:

• رایانه «تشخیص می‌دهد» که کابل آزاد است یعنی ترافیک در کابل وجود ندارد (Sense).
• رایانه می‌تواند داده‌ها را ارسال نماید.
• اگر داده‌ها در کابل وجود داشته باشند، تا زمانی که داده به مقصد خود برسند و کابل مجدداً آزاد گردد، هیچ رایانه‌ای داده‌ای را منتقل نمی‌کند.

یادآوری: اگر دو یا چند رایانه دقیقاً به طور همزمان روی کابل شبکه داده ارسال کنند برخورد (Collision) به وجود می‌آید و وقتی چنین اتفاقی بیفتد، دو رایانه درگیر برای یک دوره زمانی تصادفی، انتقال را متوقف می‌سازند و سپس سعی در ارسال مجدد می‌نمایند.

فرض کنیم A در حال ارسال اطلاعات برای B باشد، هم زمان C هم می‌خواهد اطلاعاتی را برای D بفرستد در این حالت، چون فقط یک محیط انتقال وجود دارد که آن هم بین همه مشترک است. به محض آنکه A اطلاعات خود را روی خط بفرستد، خط اشغال شده و بقیه باید صبر کنند تا ارسال A به اتمام برسد و خط مجدداً آزاد شود. البته اگر رایانه A کارش طولانی باشد باید کار خود را به صورت مقطعی انجام دهد بدین معنی که پس از ارسال قسمتی از اطلاعات، خط را آزاد می‌کند تا بقیه هم امکان دسترسی و استفاده از خط را داشته باشند. در صورتی که به طور همزمان C نیز بخواهد برای D اطلاعاتی را ارسال نماید باعث برخورد (Collision) شده، سیگنال‌ها به هم می‌ریزد. بنابراین در یک لحظه مشخص فقط یک فرستنده می‌تواند وجود داشته باشد.

CSMA/CD به عنوان روش کشمکش یا روش رقابتی (Contention Method) شناخته می‌شود زیرا رایانه‌های شبکه برای به دست آوردن فرصتی در ارسال داده‌ها، باهم رقابت می‌کنند.

در روش دسترسی CSMA/CD هر چقدر تعداد رایانه‌ها بیشتر شود ترافیک شبکه نیز بیشتر خواهد شد. در نتیجه برای اجتناب از برخورد، شبکه کند می‌شود.

قابلیت تشخیص برخورد پارامتر مهمی در محدودیت فاصله در CSMA/CD می‌باشد. روش دسترسی CSMA/CD دارای پایین‌ترین سطح محبوبیت بین روش‌های دسترسی دیگر می‌باشد.

روش عبور نشانه (Token-Passing): در عبور نشانه، بسته خاصی به نام نشانه (Token) به صورت حلقوی از طریق کابل از یک رایانه به رایانه دیگر گردش می‌کند. وقتی رایانه‌ای بخواهد داده‌ها را در طول شبکه ارسال کند باید منتظر نشانه (Token) آزاد بماند. وقتی نشانه آزاد تشخیص داده شد، رایانه می‌تواند داده‌ها را انتقال دهد.

مادامی که نشانه توسط یک رایانه مورد استفاده قرار می‌گیرد، سایر رایانه‌ها نمی‌توانند داده‌ای را منتقل کنند چون در این روش در هر لحظه فقط یک رایانه می‌تواند از نشانه استفاده کند. در این روش رقابت و برخورد وجود ندارد و هیچ زمانی برای ارسال مجدد داده صرف نمی‌شود و ترافیکی هم بر روی شبکه به وجود نمی‌آید.

روش اولویت تقاضا: این روش از روش‌های جدید دسترسی به خط انتقال می باشد که توسط مؤسسه مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) مورد تأئید قرار گرفته است. در این روش کنترل دسترسی شبکه از ایستگاه کاری به هاب انتقال می‌یابد. (این روش دسترسی در توپولوژی ستاره‌ای استفاده می‌شود). رایانه‌ای که می‌خواهد داده ارسال کند آن را به هاب واگذار می‌کند.

در روش اولویت تقاضا، ارتباط بین رایانه فرستنده با هاب و هاب با رایانه مقصد بر قرار می‌باشد. این روش دارای راندمان بیشتری نسبت به روش CSMA/CD می‌باشد.

در روش اولویت تقاضا از 4 زوج سیم استفاده می‌شود که این کار باعث خواهد شد تا رایانه‌ها به طور همزمان هم ارسال و هم دریافت داده داشته باشند.