¿Explique el funcionamiento del método de control de acceso a medios CSMA-CD?

CSMA-CD (Acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones) es un método de control de acceso a medios (MAC) utilizado en redes de área local (LAN) para administrar cómo los dispositivos comparten el acceso a un medio de comunicación compartido, como un cable Ethernet. Opera permitiendo que múltiples dispositivos "escuchen" la red antes de transmitir datos para evitar colisiones.

Aquí hay una explicación detallada de cómo funciona CSMA-CD:

1. Detección de portadora:antes de transmitir datos, un dispositivo escucha la red para verificar si otro dispositivo ya está transmitiendo. Si el medio es claro (ningún otro dispositivo está transmitiendo), el dispositivo puede transmitir. Si el medio está ocupado, el dispositivo espera hasta que esté libre antes de intentar transmitir.

2. Detección de colisiones:mientras se transmiten datos, un dispositivo monitorea continuamente la red para detectar posibles colisiones. Si dos o más dispositivos comienzan a transmitir al mismo tiempo, sus señales colisionarán y se dañarán los datos. Cuando se detecta una colisión, todos los dispositivos transmisores dejan de transmitir inmediatamente.

3. Prevención de colisiones (CD):CSMA-CD también incorpora un mecanismo llamado prevención de colisiones, que ayuda a reducir la probabilidad de colisiones. Antes de transmitir datos, un dispositivo primero envía una breve "señal de interferencia" a la red. Esta señal alerta a otros dispositivos de que el medio está ocupado y que deben abstenerse de transmitir durante un breve periodo de tiempo.

4. Retroceso:después de que ocurre una colisión, los dispositivos que estuvieron involucrados en la colisión esperan un período de tiempo aleatorio antes de intentar transmitir nuevamente. Esto se hace para evitar que todos los dispositivos intenten transmitir al mismo tiempo, reduciendo aún más las posibilidades de colisiones adicionales.

5. Reintentar:después del período de interrupción aleatoria, los dispositivos intentan transmitir nuevamente, siguiendo los pasos de detección de portadora y detección de colisiones. Si no hay colisiones, la transmisión de datos se realiza correctamente.

CSMA-CD se usa comúnmente en LAN Ethernet más antiguas, particularmente en redes Ethernet de 10 Mbps. Es un protocolo MAC eficiente y confiable, pero puede ser susceptible a la degradación del rendimiento en redes muy cargadas debido a la mayor probabilidad de colisiones. En las redes inalámbricas modernas se utilizan protocolos MAC más avanzados como CSMA-CA (Acceso múltiple con detección de portador y prevención de colisiones) para solucionar este problema.