To‘qnashuv domenlari (Collision Domains)

To‘qnashuv domenining asosiy tushunchasi

To‘qnashuv domeni — bu tarmoq segmenti bo‘lib, bir vaqtning o‘zida ikkita yoki undan ortiq qurilma ma’lumot uzatishga harakat qilganda, ma’lumot uzatish signalining bir-biriga aralashib ketishi (to‘qnashuvi) sodir bo‘ladigan joy. Ushbu muammo odatda Ethernet tarmoqlarida yuzaga keladi, ayniqsa hub yoki umumiy kabeldan foydalanilgan tarmoqlarda.

To‘qnashuv yuzaga kelganda:

1. Tarmoq qurilmalari signalning buzilganini sezadi.
2. Qurilmalar ma’lumot uzatishni to‘xtatadi.
3. Qurilmalar qayta urinib ma’lumotni uzatishga harakat qiladi.

CSMA/CD texnologiyasi

Ethernet tarmoqlarda to‘qnashuvlarni boshqarish uchun Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) ishlatiladi:

1. Carrier Sense (CS): Qurilma kabel bo‘sh yoki bandligini aniqlash uchun tarmoqni "tinglaydi".
2. Multiple Access (MA): Bir nechta qurilma bitta kabelni foydalanish imkoniga ega.
3. Collision Detection (CD): Agar ikki qurilma bir vaqtning o‘zida ma’lumot uzatsa, to‘qnashuv yuz beradi va bu signal seziladi.

CSMA/CD ishlash jarayoni:

• Agar kabel band bo‘lsa, qurilma uzatishni kutadi.
• To‘qnashuv yuz bersa, qurilmalar tasodifiy vaqtdan keyin qayta urinadi.

Eslatma: CSMA/CD texnologiyasi yarim dupleks rejimda ishlaydi va bugungi tarmoqlarda to‘liq dupleks ishlatilgan joylarda ishlatilmaydi.

To‘qnashuv domenlari qayerda yuzaga keladi?

Hub asosidagi tarmoq:

• Hub barcha portlarni bitta segmentga birlashtiradi, ya’ni barcha qurilmalar bitta to‘qnashuv domenida joylashadi.
• Barcha qurilmalar bir xil kabeldan foydalanib ma’lumot uzatadi.
• Agar bir vaqtning o‘zida bir nechta qurilma uzatishga harakat qilsa, to‘qnashuv yuz beradi.

Switch asosidagi tarmoq:

• Switch har bir port uchun alohida to‘qnashuv domeni yaratadi.
• Qurilmalar bir-biriga alohida portlar orqali ulanishadi.
• Bu to‘liq dupleks rejimda ishlaydi, ya’ni bir vaqtning o‘zida ma’lumot uzatish va qabul qilish mumkin.
• Switch MAC-jadvaldan foydalanib, paketlarni kerakli portga yo‘naltiradi.

Hub va switch o‘rtasidagi farq

To‘qnashuv domenlarini kamaytirish usullari

1. Switchlardan foydalanish

• Switch har bir qurilma uchun alohida to‘qnashuv domenini yaratadi.
• Barcha qurilmalar mustaqil uzatish va qabul qilish imkoniyatiga ega bo‘ladi.

2. VLAN’larni ishlatish

• VLAN yordamida tarmoqni bir nechta virtual segmentlarga bo‘lish mumkin.
• Har bir VLAN o‘z to‘qnashuv va broadcast domeniga ega bo‘ladi.

3. To‘liq dupleks rejimini joriy qilish

• Qurilmalar bir vaqtning o‘zida ma’lumot uzatishi va qabul qilishi mumkin.
• Bu holatda to‘qnashuvlar yuz bermaydi, chunki ma’lumotlar alohida yo‘nalishlarda oqadi.

4. Routerlardan foydalanish

• Routerlar segmentlarni ajratib, to‘qnashuv domenlari o‘rtasida ma’lumot uzatishni boshqaradi.

Misol: To‘qnashuv domeni diagrammasi

Hub bilan to‘qnashuv domeni:

• Diagramma tavsifi:
• Uchta kompyuter (PC1, PC2, PC3) bitta hubga ulanadi.
• PC1 va PC2 o‘rtasida aloqa bo‘lsa, PC3 ham ushbu trafikni qabul qiladi.
• PC3 ma’lumotni qayta ishlaydi va o‘ziga tegishli emasligini aniqlagandan so‘ng, paketni tashlaydi.
• Shu bilan birga, PC3 uzatish uchun PC1 va PC2 o‘rtasidagi aloqa tugashini kutadi.

Switch bilan to‘qnashuv domeni:

• Diagramma tavsifi:
• Har bir kompyuter (PC1, PC2, PC3) switchning alohida portiga ulangan.
• PC1 va PC2 o‘rtasidagi trafik faqat ularga tegishli portlar orqali amalga oshiriladi.
• PC3 bu trafikdan mustaqil bo‘lib, o‘z ma’lumotlarini bemalol uzatishi mumkin.

To‘qnashuv domenining tarmoq samaradorligiga ta’siri

• Katta to‘qnashuv domenlari:
• Tarmoq resurslarini ortiqcha yuklaydi.
• Ma’lumot uzatishda kechikishlar ko‘payadi.
• Bandwidth samaradorligi pasayadi.
• Kichik to‘qnashuv domenlari:
• Samaradorlik oshadi.
• Qurilmalar bir vaqtning o‘zida ishlay oladi.
• Kechikishlar minimallashtiriladi.

Agar paketda manzil MAC manzili switchning MAC manzillar jadvalida mavjud bo‘lmasa, switch ushbu paketni barcha switch portlari orqali uzatadi. Bu holat noma’lum unicast tarqalishi deb ataladi, chunki manzil MAC manzili noma’lum.

Broadcast trafik — bu mahalliy tarmoqdagi barcha qurilmalar uchun mo‘ljallangan trafik bo‘lib, switchning barcha portlariga uzatiladi. Bu tarmoq samaradorligini pasaytiradi, chunki bu holat switchning hubga nisbatan samarali ishlash afzalligini kamaytiradi. Bu CSMA/CD mexanizmi sababli tarmoq qurilmalarining o‘zaro muloqot qilishini to‘xtatishga olib kelishi mumkin. Broadcast paketlar Layer 3 chegarasidan (masalan, bir subnetdan boshqasiga) o‘tmaydi. Barcha Layer 2 segmentdagi qurilmalar bitta broadcast domenida joylashgan deb hisoblanadi.

1-3-rasm SW1 switchining MAC manzillar jadvalini ko‘rsatadi, u mahalliy kompyuterlarni tegishli switch portlari bilan bog‘laydi.

• Chap tarafdagi holatda PC-A PC-B ga unicast trafik uzatmoqda. SW1 ma’lumotni Gi0/2 yoki Gi0/3 interfeyslar orqali uzatmaydi (bu boshqa qurilmalar o‘rtasidagi uzatmalarga xalal berishi mumkin edi).
• O‘ng tarafdagi holatda esa PC-A broadcast tarmoq trafikini uzatmoqda. Bu paketlar barcha faol switch portlari orqali tarqatiladi.

Unknown Unicast Flooding — bu switchning trafikni yo‘naltirish qoidalariga asoslangan vaqtinchalik mexanizm bo‘lib, maqsad MAC manzili aniqlangunga qadar amal qiladi.