s4-3 CSMA
载波侦听多路访问协议
CSMA:Carrier Sense Multiple Access
特点:“先听后发”
改进ALOHA协议的侦听/发送策略
分类
非持续式
持续式
•1-持续CSMA
•P-持续CSMA
非持续式
特点:
①经侦听,如果介质空闲,开始发送。
②如果介质忙,则等待一个随机分布的时间,然后重复步骤①。
等待一个随机时间可以减少再次碰撞冲突的可能性。但缺点是
等待时间内介质上没有数据传送,这段时间是浪费的。
持续式(指1-持续式)
特点:
①经侦听,如介质空闲,则发送。
②如介质忙,持续侦听,一旦空闲立即发送。
③如果发生冲突,等待一个随机分布的时间再重复步骤①。
持续式的延迟时间要少于非持续式。
主要问题是: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
特点:
①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。
②如介质忙,持续侦听,一旦空闲重复①。
③如果发送已推迟一个时间单元,再重复步骤①。
可见,1-持续式是p-持续式的特例。
CSMA工作方式如侦听到介质上无报文则可发送,发送后会发生冲突吗?
原因:(1)同时再传送;(2)传播延迟时间
信号在介质上的传播速度只有在自由空间的65%左右,一般近似为:200m/μs
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
传播延迟对载波侦听的影响
冲突窗口
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
帧在媒体上往返传输时间=1
帧在媒体上单向传播时延=0.5
冲突窗口时间的计算
CSMA/CD (1-持续)
CSMA with Collision Detection
“先听后发、边发边听”
特点:
①经侦听,如介质空闲,则发送。
②如介质忙,持续侦听,一旦空闲立即发送。
③如果发生冲突,等待一个随机分布的时间再重复步骤①。
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。
CSMA/CD的原理图示
冲突检测和处理
冲突检测方法
比较发送信号(AB)与回复信号(AB)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,则网络的最大冲突检测时间为2。
冲突检测和处理
冲突检测的要求
要求1: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
要求2:发送有效帧的时间 大于等于 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
冲突检测时间与时隙的关系
CSMA的基本原理:先听后发
CSMA/CD的基本原理:先听后发,边发边听
• 半双工以太网中使用
冲突窗口
• 冲突危险期
• 数值上等同于:信号在最远两个工作站的传
输延迟的2倍
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