CSMA协议:改进的ALOHA协议
载波侦听多路访问协议(CSMA)分类
特点:先听后发,改进的ALOHA协议(多了一个"听"的策略)
多点接入(MA):表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上
载波侦听(CS):指网络中的计算机在发送数据之前,会“侦听”线缆,判断是否已经有其他数据传输
非持续式:
- 经侦听,如果介质空闲,开始发送
- 如果介质忙,则等待一个随机分布的时间,然后重复步骤1
优点:等待一个随机时间可以减少再次碰撞冲突的可能性
缺点:如果在这个随机时间内介质上没有数据传送,则会发生浪费
1-持续式:
- 经侦听,如介质空闲,开始发送
- 如介质忙,持续侦听,一旦空闲立即发送
- 如果发生冲突,等待一个随机分布的时间再重复步骤1
优点:持续式的延迟时间要少于非持续式
缺点:如果两个以上的站等待发送,一旦介质空闲就一定会发生冲突
p-持续式:
- 经侦听,如介质空闲,那么以p的概率发送,以(1–p)的概率延迟一个时间单元发送
- 如介质忙,持续侦听,一旦空闲重复步骤1
- 如果发送已推迟一个时间单元,再重复步骤1
它是1-持续式的一种特殊情况,用时间去换取更少的冲突
带冲突检测的载波侦听多路访问协议(CSMA/CD)
本质是1-持续的CSMA,先听后发,边发边听
- 经侦听,如介质空闲,则发送
- 如介质忙,持续侦听,一旦空闲立即发送
- 如果发生冲突,等待一个随机分布的时间再重复步骤1
为什么需要CSMA/CD?
冲突窗口:
由于传播延迟时间的存在,某个站发出报文后仍会遇到冲突
发生冲突时间的上限,即发送站发出帧后能检测到碰撞的最长时间,数值上等于最远两站传播时间的两倍,即2τ
设帧在媒体上往返传输时间=1,帧在媒体上单向传播时间 = 0.5,有
冲突窗口时间的计算
所有工作站在发送的同时也接收自己的信号,监测发送的情况,一旦收到的信号与发出的不一致,就说明发生了冲突
发送站感知冲突后立即停止帧的发送,并且发一个简短的堵塞信号(称强化冲突信号,Jamming signal),通知网上各站已经发生冲突,本站及网上所有站都等待一段随机分布的时间,然后再按CSMA/CD方式重发该帧
冲突检测和处理
- 冲突检测方法:比较发送信号(A→B)与回复信号(B→A)的能量或脉冲宽度变化
- 最大冲突检测时间(冲突窗口):两个最远距离站点间的传输时间为k,则网络的最大冲突检测时间为2k
冲突检测的要求
- 时隙宽度 = 最大冲突检测时间,保证在一个时隙内能够检测到最远距离的冲突
- 发送有效帧的时间 ≥ 最大冲突检测时间防止因在发生冲突时已完成短帧发送而造成的异常情况
- 冲突后,发送帧重传的策略