Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection atau sering disingkat menjadi CSMA/CD adalah
sebuah metode media access control (MAC) yang digunakan oleh teknologi
jaringan Ethernet. Dengan metode ini, sebuah node jaringan yang akan
mengirim data ke node tujuan pertama-tama akan memastikan bahwa
jaringan sedang tidak dipakai untuk transfer dari dan oleh node lainnya.
Jika pada tahap pengecekan ditemukan transmisi data lain dan terjadi
tabrakan (collision), maka node tersebut diharuskan mengulang permohonan
(request) pengiriman pada selang waktu berikutnya yang dilakukan secara
acak (random). Dengan demikian maka jaringan efektif bisa digunakan
secara bergantian.
Ethernet adalah protokol klasik CSMA/CD. Setiap interface harus menunggu
sampai tidak ada sinyal pada channel, kemudian baru memulai transmisi.
Jika beberapa interace men-transmisikan maka akan ada sinyal pada
channel(carrier). Semua interface yang lain harus menunggu sampai
carrier berhenti sebelum mencoba untuk men-transmisikan(carrier sense).
Semua interface ethernet memiliki kemampuan dan hak yang sama untuk
mengirim frame ke jaringan(network), demokrasi berlaku di sini(multiple
access). Karena sinyal membutuhkan waktu terbatas untuk berjalan dari
akhir suatu sistem ethernet ke yang lain, bit-bit pertama dari frame
yang ditransmisi tidak mencapai semua bagian dari network secara
simultan. Oleh karena itu ada kemungkinan bagi dua interface untuk
mendeteksi bahwa network sedang menganggur(idle).Ketika hal ini terjadi,
sistem ethernet memiliki cara untuk mendeteksi tabrakan sinyal dan
menghentikan transmisi dan mengirim kembali sinyal(collision detection).
CSMA/CA(Carier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) merupakan
modifikasi dari CSMA. Collision avoidance digunakan untuk meningkatkan
performa dari CSMA dengan mencoba menjadi sedikit lebih serakah dalam
menggunakan channel. Jika channel dirasakan sibuk sebelum transmisi
kemudian transmisi dihentikan untuk interval random. Hal ini akan
mengurangi probabilitas collision pada channel. CSMA/CA(Carier Sense
Multiple Access/Collision Avoidance) memiliki esensi yang sama dengan
CSMA/CD yaitu setiap stasiun perlu memastikan bahwa channel apakah
sedang idle sebelum men-transmisikan sinyal. Jika channel dirasa sedang
sibuk makan stasiun tersebut harus menghentikan transmisinya. Akan
tetapi CSMA/CA digunakan ketika CSMA/CD tidak dapat diimplementasikan
berhubung sifat dasar channel.
CSMA/CA digunakan pada 802.11 berdasarkan wireless LANs. Salah satu dari
problem wireless LANs adalah tidak memungkinkannya untuk berada dalam
mode mendengar(listen) sementara mengirim(sending). Oleh karena itu
collision detection tidak mungkin dilakukan. Alasan lain
adalah hidden terminal problem, di mana node A, berada dalam range dari
receiver R, tidak berada dalam range dari sender S, dan oleh karena itu
node A tidak tahu apakah S sedang mentransmisikan ke R.
CSMA/CA dapat secara optional disupplementasikan dengan pergantian
sebuah Request to Send(RTS) packet yang dikirim oleh sender S dan sebuah
Clear to Send(CTS) packet yang dikirim oleh receiver R yang dimaksud,
dengan memberi alert ke semua node yang berada dalam range dari sender,
receiver, ataupun keduanya, untuk tetap diam selama durasi transmisi
paket utama. Ini dikenal sebagai IEEE 802.11 RTS/CTS exchange.
Metoda akses : CSMA/CD
Metoda akses yang digunakan ethernet dalam LAN disebut
carrier sense multiple access with collision detection disingkat
CSMA/CD. Maksudnya, sebelum komputer/device mengirim data, komputer
tersebut “menyimak/mendengar” dulu media yang akan dilalui sebagai
pengecekan apakah komputer lain sedang menggunakannya, jika tidak ada
maka komputer/device akan mengirimkan data nya. Terkadang akan terjadi
dua atau lebih komputer yang mengirimkan data secara bersamaan dan itu
akan mengakibatkan collision (tabrakan). Bila collision terjadi maka
seluruh komputer yang ada akan mengabaikan data yang hancur tersebut.
Namun bagi komputer pengirim data, dalam periode waktu tertentu maka
komputer pengirim akan mengerim kembali data yang hancur akibat tabrakan
tersebut.
Addressing (pengalamatan)
Setiap komputer, device atau stasion dalam LAN memiliki NIC (Network Interface Card). NIC ini memiliki 6-byte alamat fisik (physical address).
Data rate (laju data)
Ethernet LAN dapat mendukung laju data antara 1 sampai 10 Mbps,
sedangkan Fast Ethernet mendukung hingga 100 Mbps dan yang terakhir
GigaBit Ethernet hingga 1Gbps.
Frame Format (format bingkai)
Pada Gambar berikut ini dapat dilihat sebuah Ethernet frame. Sebagai
catatan tambahan, bahwa Ethernet tidak menyediakan suatu mekanisme untuk
acknowledge frame yang diterima, sehingga hal ini bisa dikatakan
sebagai media yang unreliabel. Namun demikian acknowledgement
diimplementasikan pada layer di atasnya. Sebagai keterangan isi bingkai
ethernet adalah sbb:
- Preamble : memuat 7 byte (56 bit) rangkaian bolak-balik bit 0 dan 1. Kegunaannya untuk sinkronisasi pada komputer penerima.
- Start frame delimiter : berisi 1 byte dengan nilai (10101011). Digunakan sebagai flag dan sinyal mulainya frame.
- Destination address : Berisi 6 byte yang memuat physical address untuk komputer yang dituju.
- Source address : Berisi 6 byte yang memuat physical address untuk komputer pengirim.
- Type : berisi informasi yang menentukan jenis data yang dibungkus (encapsulated) pada frame.
- Data : berisi data dari lapisan di atasnya. Panjang data harus berkisar antara 46 dan 1500 byte. Apabila data yang didapat dari lapisan di atasnya kurang dari 46 byte, maka ditambahkan byte2 yg disebut padding sehingga melengkapi jumlah minimum yakni 46 byte. Namun apablia besar data lebih dari 1500 byte, maka lapisan di atasnya harus mengfargmentasikannya dalam pecahan-pecahan 1500 byte.
- Cyclic redudancy check : berisi 4 byte sebagai error detection. Jenis CRC yang digunakan adalah CRC-32.
GAMBAR Format Frame Ethernet
Implementasi LAN
Seluruh Ethernet LAN dikonfigurasikan sebagai logical bus dan secara
fisik dapat diimplementasikan dalam bentuk topologi bus atau star.
- 10BASE2 : Implementasi ini disebut thin ethernet. Ada yang menyebutnya: thin-net, cheap-net atau thin-wire Ethernet. Konsepnya sama dengan 10BASE5, namun thin-net ini lebih murah dan lebih ringan kabelnya sehingga lebih luwes dibanding thick-net. Kelemahannya dibanding thick-net adalah jarak kabel yang tidak melebihi 185 meter dan hanya mampu mengakomodasi sedikit komputer. Gambar di bawah ini memperlihatkan contoh thin-net.
- 10BASE-T : Implementasi LAN ini adalah yang sangat populer, disebut Twisted-pair Ethernet. Topologi yang digunakan pada implementasi LAN ini adalah topologi star. 10BASE-T ini mampu mendukung data hingga 10 MBps untuk panjang kawat maksimum 100 meter.
Fast EthernetSemakin berkembangnya aplikasi lewat LAN seperti CAD, image processing, audio dan video di mana dibutuhkan transportasi data yang menuntut kapasitas yang lebih besar dalam LAN maka ada implementasi LAN lagi yang disebut Fast Ethernet atau disimbolkan dengan 100BASE-T. Fast Ethernet mampu mentransfer data hingga 100 MBps. Topologi Fast Ethernet tidak jauh beda dengan 10BASE-T.Versi-versi terbaru Fast Ethernet ini pun sudah banyak macam ragamnya. Misal: 100BASE-T4 (menggunakan UTP 4 pair seperti 10BASET), 100BASE-XT (menggunakan STP atau UTP 2 pair) dan 100BASE-XF (menggunakan dua kabel serat optik pada masing2 jalur pengirim dan penerima).