《CSMA冲突检测和冲突避免》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CSMA冲突检测和冲突避免（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、CSMA/CDCSMA/CD （Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect即载波监听多路访问/冲突检测方法在以太网中，所有的节点共享传输介质。如何保证传输介质有 序、高效地为许多节点提供传输服务，就是以太网的介质访问控制协 议要解决的问题。一i、基础篇：是一种争用型的介质访问控制协议。它起源于美国夏威夷大学开 发的ALOHA网所采用的争用型协议，并进行了改进，使之具有比 ALOHA协议更高的介质利用率。CSMA/CD控制方式的优点是：原理比较简单，技术上易实现，网络中各工作站处于平等地位， 不需集中控制，不提供优先级控制。但在网络负载增大时，发
2、送时间 增长，发送效率急剧下降。CSMA/CD应用在OSI 7层里的数据链路层它的工作原理是：发送数据前 先监听信道是否空闲，若空闲则 立即发送数据.在发送数据时，边发送边继续监听.若监听到冲突，则立 即停止发送数据.等待一段随即时间，再重新尝试.二、进阶篇：CSMA/CD控制规程：控制规程的核心问题：解决在公共通道上以广播方式传送数据中 可能出现的问题（主要是数据碰撞问题）控制过程包含四个处理内容：侦听、发送、检测、冲突处理（1）侦听：通过专门的检测机构，在站点准备发送前先侦听一下总线上是 否有数据正在传送（线路是否忙）？若 忙”则进入后述的 退避”处理程序，进而进一步反复进行侦听 工作。若
3、闱”，则一定算法原则（“X坚持”算法）决定如何发送。（2）发送：当确定要发送后，通过发送机构，向总线发送数据。检测：数据发送后，也可能发生数据碰撞。因此，要对数据边发送，边接收，以判断是否冲突了。（参5P127图）（4）冲突处理：当确认发生冲突后，进入冲突处理程序。有两种冲突情况：侦听中发现线路忙 发送过程中发现数据碰撞 若在侦听中发现线路忙，则等待一个延时后再次侦听，若仍 然忙，则继续延迟等待，一直到可以发送为止。每次延时的时间不一 致，由退避算法确定延时值。 若发送过程中发现数据碰撞，先发送阻塞信息，强化冲突， 再进行侦听工作，以待下次重新发送（方法同）几个概念:上述两种冲突情况都会涉及一
4、个共同算法一一退避算法。 退避算法：当出现线路冲突时，如果冲突的各站点都采用同 样的退避间隔时间，则很容易产生二次、三次的碰撞。因此，要求各 个站点的退避间隔时间具有差异性。这要求通过退避算法来实现。截断的二进制指数退避算法（退避算法之一）：当一个站点发现线路忙时，要等待一个延时时间M,然后再进行侦听工作。延时时间 M以以下算法决定：M = 2 minn,16 ms其中，n表示连续侦听的次数（记数值）。该表达式的含义是： 第一次延迟2ms,再冲突则延迟22ms,以后每次连续的冲突次数记 数都比前一次增加一倍的延迟时间，但最长的延迟时间不超过 216ms。（即：超过16次做特殊处理）特殊阻塞信息
5、：是一组特殊数据信息。在发送数据后发现冲 突时，立即发送特殊阻塞信息（连续几个字节的全1）,以强化冲突信号，使线路上站点可以尽早探测得到冲突的信号，从而减少造成新冲突的可能性。 冲突检测时间=2% : 口表示网络中最远两个站点的传输线路 延迟时间。该式表示检测时间必须保证最远站点发出数据产生冲突后 被对方感知的最短时间。在 2%时间里没有感知冲突，则保证发出的 数据没有产生冲突。（只要保证检测2/寸间，没有必要整个发送过程 都进行检测）X-坚持的CSMA算法：当在侦听中发现线路空闲时，不一定马上发送数据，而采用X-坚持的CSMA算法决定如何进行数据发送： 三种算法及特点：- 非坚持的CSMA:
6、线路忙，等待一段时间，再侦听；不忙时， 立即发送；减少冲突，信道利用率降低：- 1坚持的CSMA:线路忙，继续侦听；不忙时，立即发送；提 高信道利用率，增大冲突：- p坚持的CSMA:线路忙，继续侦听；不忙时，根据 p概率进 行发送，另外的1-p概率为继续侦听(p是一个指定概率值)；有效平 衡，但复杂：(5)控制流程图(右上角图)：(6) CSMA控制规程的特征简单具有广播功能平均带宽：f = F / n绝对平等，无优先级低负荷高效，高负荷低效延时时间不可预测传输速率与传输距离为一定值CSMA/CA无线局域网标准802.11的MAC和802.3协议的MAC非常相似，都是在一个共享媒体之上支持多
7、个用户共享资源，由发送者在发送数 据前先进行网络的可用性。在802.3协议中，是由一种称为CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的协 议来完成调节，这个协议解决了在Ethernet上的各个工作站如何在线 缆上进行传输的问题，利用它检测和避免当两个或两个以上的网络设 备需要进行数据传送时网络上的冲突。在 802.11无线局域网协议中， 冲突的检测存在一定的问题，这个问题称为Near/Fa产现象，这是由于要检测冲突，设备必须能够一边接受数据信号一边传送数据信号， 而这在无线系统中是无法办到的。鉴于这个差异，在8
8、02.11中对CSMA/CD进行了一些调整，采 用了新的协议 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)或者 DCF(Distributed Coordination Function) o CSMA/CA 利用ACK信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到网 络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的。CSMA/CA协议的工作流程是：一个工作站希望在无线网络中传 送数据，如果没有探测到网络中正在传送数据，则附加等待一段时间， 再随机选择一个时间片继续探测，如果无线网路中仍旧没有活动的 话，
9、就将数据发送出去。接受端的工作站如果受到发送端送出的完整 的数据则回发一个ACK数据报，如果这个ACK数据报被接收端收 到，则这个数据发送过程完成，如果发送端没有收到ACK数据报，则或者发送的数据没有被完整地收到，或者ACK信号的发送失败，不管是哪种现象发生，数据报都在发送端等待一段时间后被重传。CSMA/CA通过这种方式来提供无线的共享访问，这种显式的ACK机制在处理无线问题时非常有效。然而不管是对于 802.11还是802.3来说，这种方式都增加了额外的负担，所以 802.11网络和类似的Ethernet网比较总是在性能上稍逊一筹。CSMA/CD和CSMA/CA的主要差别对比如下：CSMA
10、/CD :即载波监听多路访问/冲突检测方法CSMA/CA :带有冲突避免的载波侦听多路访问，发送包的同时 不能检测到信道上有无冲突，只能尽量避免；1 .两者的传输介质不同，CSMA/CD用于总线以太，而CSMA/CA 则用于无线局域网802.11b;2 .检测方式不同,CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测，当数 据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生变化； 而CSMA/CA采用 能量检测（ED）、载波检测（CS）和能量载波混合检测三种检测信道空闲 的方式；3 .WLAN中，对某个节点来说，其刚刚发出的信号强度要远高于 来自其他节点的信号强度，也就是说它自己的信号会把其他的信号给 覆盖掉；4 .本节点处有冲突并不意味着在接收节点处就有冲突；综上，在 WLAN中实现CSMA/CD是比较困难的。
