CSMACA协议的基本原理

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1、计算机网络研讨2016.10.25题目描述:学习无线局域网中CSMA/CA协议的基本原理以及与CSMA/CD协议的异同点。CONTENT4312相同点CAMS/CA协议CSMA/CD协议不同点目录CSMA/CD协议CSMA/CD协议,意思是载波监听多点接入/碰撞检测。它的基本原理是:所有节点都共享网络传输信道,节点在发送数据之前,首先检测信道是否空闲,如果信道空闲则发送,否则就等待;在发送出信息后,再对冲突进行检测,当发现冲突时,则取消发送。CSMA/CD协议例:假假设有有这一一层楼,两旁住了几十楼,两旁住了几十户人,中人,中间只有一条只有一条仅供一人同供一人同行的走道行的走道。情况。情况如下

2、如下:当当这些住些住户要要经过走道出来走道出来时,首先探出首先探出头来看看走道上有没有来看看走道上有没有人(人(这就是就是载波波监听),如果没听),如果没有,就通有,就通过走道出来走道出来;如果走道上有人走,那么就一如果走道上有人走,那么就一直直盯着走道,直到走道上没人着走道,直到走道上没人时再出来(再出来(1-坚持持监听算法)听算法);如果有两人同如果有两人同时看到走道上没看到走道上没有人,而同有人,而同时走向走道(冲突走向走道(冲突检测),),则两个人两个人发现时就就马上回上回到自己屋里。到自己屋里。(1)首先)首先检测信道是信道是否有使用,如果否有使用,如果检测出出信道繁忙,信道繁忙,则

3、等待一段等待一段随机随机时间后,才送出数后,才送出数据。据。(2)接收端如果正确)接收端如果正确收到此收到此帧,则经过一段一段时间间隔后,向隔后,向发送端送端发送确送确认帧ACK。(3)发送端收到送端收到ACK帧,确定数据正确确定数据正确传输,在,在经历一段一段时间间隔后,隔后,会出会出现一段空一段空闲时间。CSMA/CA协议工作流程1.送出数据前,监听媒体状态,等没有人使用媒体,维持一段时间后,才送出数据。由於每个设备采用的随机时间不同,所以可以减少冲突的机会。2.送出数据前,先送一段小小的请求传送报文(RTS : Request to Send)给目标端,等待目标端回应(CTS: Clea

4、r to Send)报文后,才开始传送。 利用RTS-CTS握手(handshake)程序,确保接下来传送资料时,不会被碰撞。站A的无线信号覆盖范围:站B、站C、站E。站B的无线信号覆盖范围:站A、站D、站E。若站A要向站B发送数据,则:1.站A在发送数据帧之前,要先向站B发送一个请求发送帧请求发送帧RTSRTS(Request To Send)。在RTS帧中已说明将要发送的数据帧的长度。站B收到RTS帧后就向站A回应一个允许允许发送帧发送帧CTSCTS(Clear To Send)。在CTS帧中也附上A欲发送的数据帧的长度(从RTS帧中将此数据复制到CTS帧中)。站A收到CTS帧后就可发送其

5、数据帧了。2.对于站C,站C处于站A的无线传输范围内,但不在站B的无线传输范围内。因此站C能够收听到站A发送的RTS帧,但经过一小段时间后,站C收听不到站B发送的CTS帧。这样,在站A向站B发送数据的同时,站C也可以发送自己的数据而不会干扰站B接收数据(注意:站C收听不到站B的信号表明,站B也收听不到站C的信号)。3.对于站D,站D收听不到站A发送的RTS帧,但能收听到站B发送的CTS帧。因此,站D在收到站B发送的CTS帧后,应在站B随后接收数据帧的时间内关闭数据发送操作,以避免干扰站B接收自A站发来的数据。4.对于站E,它能收到RTS帧和CTS帧,因此,站E在站A发送数据帧的整个过程中不能发

6、送数据。例尽管协议经过了精心设计,但冲突仍然会发生。例如:站B和站C同时向站A发送RTS帧。这两个RTS帧发生冲突后,使得站A收不到正确的RTS帧因而站A就不会发送后续的CTS帧。这时,站B和站C像以太网发生冲突那样,各自随机地推迟一段时间后重新发送其RTS帧。推迟时间的算法也是使用二进制指数退避。CSMA/CD:带有冲突检测的载波监听多路访问,发送包的同时可以检测到信道上有无冲突但无法“避免”冲突;CSMA/CA:带有冲突避免的载波监听多路访问,发送包的同时不能检测到信道上有无冲突,只能尽量“避免”冲突。异同点函数编写1.两者的传输介质不同,CSMA/CD用于总线式以太网,而CSMA/CA则用于无线局域网802.11a/b/g/n等等;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。结束谢谢

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