O que é um domínio de colisão?
Em relação a diversas tecnologias de rede, frequentemente se menciona o termo «domínio de colisão». Em que consiste este fenómeno e em que difere um domínio de colisão de um domínio de difusão? Vamos explicar-lhe.
O que é um domínio de colisão?
Um domínio de colisão (Collision Domain em inglês) é uma rede de computadores composta, entre outras coisas, por linhas e estações de nível 1 no modelo OSI.
Uma característica do domínio de colisão é que apenas um dispositivo pode enviar dados através de um meio físico de transmissão. Quando dois ou mais dispositivos tentam transmitir dados, ocorre uma colisão. Isso significa que os dados que se deseja transmitir não chegam ao seu destino. O motivo: quando vários dispositivos acedem ao meio, a tensão exercida sobre ele aumenta e os sinais se sobrepõem. Quanto mais dispositivos acederem ao meio de transmissão ao mesmo tempo, mais provável será que ocorra uma colisão. Uma distância muito grande entre as diferentes estações também favorece as colisões.
Detectar e evitar colisões: como funciona o processo CSMA/CD
Um método comprovado com o qual é possível detetar e evitar colisões é o Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD). Em português, o termo significa algo como «acesso múltiplo por deteção de portadora e prevenção de colisões». No que diz respeito à Ethernet, este chamado controlo de fluxo está sujeito à norma IEEE 802.3.
No procedimento, as estações incluídas no domínio controlam a tensão existente no meio. Assim que duas estações enviam dados simultaneamente, os valores limite previamente definidos são excedidos durante a sobreposição de sinais. Portanto, a colisão foi detetada corretamente e o processo de transmissão é repetido após um breve período de espera. Se, pelo contrário, o meio estiver livre, os sinais de dados podem ser enviados sem interferências.
Quais são as limitações para o tamanho do domínio de colisão?
Para que o procedimento CSMA/CD funcione como desejado, é possível conectar um máximo de 1023 estações ao domínio respectivo na Ethernet em questão. Além disso, é possível utilizar um máximo de cinco segmentos de cabo e até quatro repetidores, e apenas três segmentos podem ter estações finais conectadas. Se esses valores máximos forem excedidos, o domínio de colisão será muito grande e as colisões não poderão mais ser detectadas pelo procedimento descrito acima.
Como delimitar um domínio de colisão
A forma de delimitar um domínio de colisão depende dos segmentos de rede que pertencem a ele. As pontes e os comutadores atuam basicamente como estações separadoras. Ambos os componentes são elementos de acoplamento que se encontram na camada OSI 2 e têm a função de reencaminhar pacotes de dados. Os comutadores geralmente têm acesso a mais de duas portas. Cada uma dessas portas está conectada a uma estação por cabo e forma com ela o seu próprio domínio de colisão.
O caso é diferente se um hub fizer parte da rede. Ao contrário das pontes e dos comutadores, os hubs funcionam na camada OSI 1. Eles conectam várias estações de rede entre si e têm a função de distribuidor. Um hub e as estações conectadas a ele formam um único domínio de colisão. Esta constelação tem como consequência que apenas uma estação pode trocar sinais de dados de cada vez com o hub. Assim que outro dispositivo deseja transmitir dados para o hub, estes não chegam ao seu destino.
Desvantagens dos domínios de colisão
As colisões simples são mais ou menos comuns nos meios de comunicação e, em princípio, não representam um problema grave. No entanto, isso só é verdade se não ocorrerem com demasiada frequência. Uma elevada taxa de colisões interrompe o tráfego de dados e obriga a interromper o processo de transmissão. Por este motivo, os domínios de colisão não são ou são pouco escaláveis, uma vez que, se as colisões ocorrerem com demasiada frequência, o resultado é uma sobrecarga da rede. Isto, por sua vez, provoca perdas sensíveis de desempenho.
Este problema é um inconveniente, na medida em que as economias de escala são essenciais para o sucesso a longo prazo de uma empresa (ver o conceito «Economias de escala»). O procedimento CSMA/CD é, em princípio, uma solução eficaz para detetar colisões, mas a administração e a manutenção do protocolo são, por vezes, bastante complexas .
Domínio de colisão vs. domínio de difusão: principais diferenças
Em primeiro lugar, tanto os domínios de colisão como os domínios de difusão são fenómenos que descrevem uma subdivisão lógica de uma rede. No entanto, existe uma diferença em termos do nível e da limitação respetivos.
Um domínio de difusão é um cluster que inclui um ou mais domínios de colisão. Dentro de um domínio de difusão, o tráfego de difusão é enviado e recebido. As VLANs ou um router servem como componentes limitadores. Se dois dispositivos finais estiverem conectados entre si por meio de routers, pontes ou hubs, não ocorre nenhuma colisão entre eles. No entanto, pode ocorrer uma colisão entre o dispositivo final e o hub. O motivo: um domínio de colisão e um domínio de difusão operam em camadas diferentes do modelo OSI.