csma退避算法
❶ CSMA/CD的工作机制是什么样的
CSMA/CD是英文“Carrier Sense Mutiple Access Collision detect”的缩写,中文的意思是“载波监听多路访问/冲突检测”,其工作原理如下:
(1) 若媒体空闲,则传输,否则转(2)。
(2) 若媒体忙,一直监听直到信道空闲,然后立即传输。
(3) 若在传输中监听到干扰,则发干扰信号通知所有站点。
1. 等候一段时间,再次传输。
以上原理可以通俗理解为:“先听后说,边说边听”。
这是局域网里面的知识,叫载波侦听多路访问/冲突检测,下面我用最最通俗的比方来解释这个工作原理,在一个局域网中,多台电脑共享上网,只有一条线,就比如几座房子之间,联系它们的只有一条路(只允许一个用户使用)。
当它们每次要出去,也就是局域网里要发送数据时,它们都会先看看也就是检测下这条路有没有人在用,假如有在用的话,就使用一定的方法(退避算法)等待,等到这条路(线路)空闲的时候才开始用(发送数据),在用的时候还通知各个用户(监听线路),告诉它们自己已经在使用这条线路,让它们也使用一定的方法(退避算法)等待
❷ 简述CSMA技术的P-坚持算法规则
5.1.1 CSMA退避算法
CSMA(载波侦听多路访问)技术也称为LBT(Listen Before Talk,先听后说),也就是先侦听要访问的介质,在发现介质空闲时再进行数据发送。
CSMA介质争用技术适用于总线型和树型拓扑结构,主要解决如何共享一条公用总线介质。其原理是:在网络中任何一个工作站在发送信息前,要先侦听网络中有无其他站点在发送信号,如无则立即发送;如有其他站点正在发送数据,则此站点要先避让一下,等一段时间后再侦听,直到介质空闲才发送。
在CSMA技术中,采用了一些退避算法来决定避让的时间。常用的退避算法有三种:非坚持、1-坚持、P-坚持。下面是这些算法的具体解释。
1."非坚持"算法
"非坚持"退避算法的关键点就在于"非坚持"这三个字上。"非坚持"就是在发生介质处于忙的状态(也就是正在传送其他站点数据)时,本站点不坚持继续发送,而是在一个随机延迟后继续侦听介质,发现介质空闲时本站点才可发送数据。
总结起来,这种算法的算法规则如下:
(1)如果介质是空闲的,则可以立即发送数据。
(2)如果介质是忙的,则等待一个随机延迟的时间后,再继续侦听,直到介质为空闲才发送数据。
在这种方式中,采用随机的重发延迟时间(也就是说这个等待的时间是随机的,而不是固定的)可以减少冲突发生的可能性。但是这种算法有一个致命的缺点,那就是在有多个站点发送数据时,可能会由于大家都在延迟等待过程中,致使介质即使当前已处于空闲状态,也没有站点发送数据,这样一来,介质的利用率就可能很低。所以这种算法主要适用于小型的总线,或者树型拓扑结构网络中,不适用于像现在大型的星型结构以太网中。
2."1-坚持"算法
"1-坚持"退避算法与前面介绍的"非坚持"算法有些类似,但仍有些本质区别。这里的"1-坚持"算法的"1"是指当一个站点发现介质是空闲时,它的数据传输成功率为1,也就是100%。当然这是开发这种退避算法的作者自己的观点,事实这种算法不可能达到这种效果。具体将在下面介绍本算法的缺点时解释。
前面介绍的"非坚持"算法是在发现介质忙后,即随机等待一个延迟,然后继续侦听;而此处的"1-坚持"算法中,在发现介质是忙时,不等待一个延迟,而是继续侦听,一旦发现空闲即立即发送,在数据传送过程中发生冲突时放弃当前的数据传送任务,等待一个延迟后再继续侦听。
"1-坚持"算法的算法避让规则如下:
(1)如果介质空闲的,则可以立即发送数据。
(2)如果介质是忙的,则继续侦听,直至检测到介质是空闲,立即发送数据。
(3)如果在发送数据过程中发生了冲突(因为可能有多个站点在同一时间检测到介质为空闲,并立即进行了数据发送),则放弃当前的数据传送任务,等待一个随机的延迟时间,再重复上述步骤(1)~(2)。
很明显,这种算法相对前面介绍的"非坚持"算法来说的优点就是提高了介质的利用率,因为在没有发生冲突时无须等待一个随机延迟就立即进行继续侦听,不会出现介质处于空闲状态仍没有站点发送数据的情况。但是,该算法仍有致命的弱点,也就是在有多个站点发送数据的情况下,这种毫不等待的算法也就使得冲突时常发生。原因就是前面所说的,可能在网络中同时有多个站点在同一时间检测到介质空闲(因为中间没有一个延迟,也就是一直在侦听介质状态),而立即进行了数据发送。也就是说在这种算法下,发生冲突的机率比起"非坚持"算法来说要大许多。所以这种算法也仅适用于小型的总线型或者树型拓扑结构网络,不适用于像现在大型的星型结构以太网中。
3."P-坚持"算法
既然前面介绍的两种算法都存在明显的不足,自然就会有人继续后面的开发,于是就生产了新的"P-坚持"退避算法。
理解"P-坚持"退避算法的关键就是其中的"P"。P是指站点可以发送数据的概率,相当于前面介绍的"1-坚持"算法中的"1"。这里的P是小于1的,也就是不是在一发现介质空闲时就发送数据,而是以一个概率来决定当前站点是否马上发送数据。其目的就是为了避免与其他站点发生冲突。
"P-坚持"退避算法是一种既能像"非坚持"算法那样减少冲突,又能像"1-坚持"算法那样减少介质空闲时间的折中方案,也就是综合了前面所介绍的两种算法的优点,以实现缺点互补。
在"P-坚持"退避算法中,关键是如何选择P值,这要考虑到避免重负载下系统(如网络规模大,网络应用复杂)处于不稳定状态。假如在介质处于忙状态时有n个站在等待发送数据,则将要试图传输的站点的总期望数设为nP。如果选择P值选择过大(也就是每个站点在介质空闲时可以发送数据的概率过高),则可能使nP>1,则表明有多个站点在试图发送数据,这样冲突就很难避免。最坏的情况是,随着冲突概率的不断增大,而使吞吐量降低到零。所以必须选择适当的P值,使nP<1。当然P值选得过小,则介质利用率又会大大降低,因为这样一来,即使介质处于空闲状态,大家仍可能都会"谦让"。
"P-坚持"算法的规则如下:
(1)如果介质空闲,则以P概率发送数据(注意,只是一种概率,而不是马上发送数据),而以(1-P)的概率延迟一个时间单位t,t等于最大信号传播时延的两倍。
(2)站点的发送已被延迟一个时间单位t后,则重复上述步骤(1),当然这时的P值可能不一样。
(3)如果介质是忙的,继续侦听直到介质处于空闲状态,然后重复上述步骤(1)。
从一个站点开始发送数据到另一个站点开始接收数据,即载波信号从一端传播到另一端所需要的时间,称为信号传播时延。
信号传播时延(μs)=两站点间的距离(m)÷信号传播速度(200m/μs)
数据帧从一个站点开始发送,到该数据帧发送完成所需的时间称为"数据传输时延";同理,数据传输时延也表示一个接收站点开始接收数据帧,到该数据接收完毕所需的时间。
数据传输时延(s)= 数据帧长度(bit)÷数据传输速率(b/s)
若不考虑中继器引入的延迟,数据帧从一个站点开始发送,到该数据帧被另一个站点全部接收的总时间等于上述介绍的"数据传输时延"和"信号传播时延"之和。
❸ 退避算法的用途
主要用于CSMA的冲突分解
用二进制指数退避可以取得较好的分解效果。
在共用信道的情况下,当冲突发生以后,每个节点都进行一个随机时延t,0<t<T
t服从(0~T)上的以二为底的指数分布。
退避算法有:非坚持,1-坚持,P-坚持
(1)非坚持CSMA;
#假如介质是空闲的,则发送;
#假如介质是忙的,等待一段随机时间,重复第一步;
(2)1-坚持CSMA;
#假如介质是空闲的,则发送;
#假如介质是忙的,继续监听,直到介质空闲,立即发送;
#假如冲突发生,则等待一段随机时间,重复第一步。
(3)P-坚持CSMA;
#假如介质是空闲的,则以P概率发送;而以(1-P)的概率延迟一个时间单位。时间单位等于最大的传播延迟时间。
#假如介质是忙的,继续监听,直到介质空闲,重复第一步。
#假如发送被延迟一个时间单位,则重复第一步。
(4) 可预测P-坚持CSMA
#假如介质当前有多个节点需要占用信道,或者已经发生多次冲突,可预测P-坚持CSMA则可根据当前的负荷量来判断发送数据可能碰撞的可能性。当前冲突次数多,则自动减小P值,否则增大P值。
三种方法的比较:
非坚持1-坚持P-坚持
优点当站点要发送时,只要介质空闲,就立即发送。降低1-坚持的冲突概
率,又减小介质浪费。
缺点即使有几个站有数据要发送,介质仍可能处于空闲状态。介质利用率低。
假如有两个或两个以上的站点有数据要发送,冲突就不可避免。P值的选择
非常重要。
❹ 概念题,什么是csma/cd
(1)CSMA/CD是指(Carrier
Sense
Multiple
Access/
Collision
Detect)即
载波监听多路访问
也称之为
冲突检测
方法。
(2)是
数据链路层
的一个协议哦!
(3)
工作的步骤为:侦听——发送——检测——冲突处理
(4)
冲突的情况:在侦听中发现线路忙或者是发送过程中发生了碰撞现象,对冲突的解决办法有
退避算法
常用截止的
二进制指数退避算法
(M
=
2
min{n,16}
ms)在这里M为
时延
时间,n为退避间隔时间。
CSMA/CD和CSMA/CA的主要差别对比如下:
(5)CSMA/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。
有不足之处还望更正,谢谢。
❺ 简述CSMA/CD协议中二进制指数退避算法的规则
CSMA/CD算法:先听后发,边发边听,冲突停止,重新发送。
CSMA/CD中二进制指数退避算法:
1)确定基本退避时间(基数),一般定为2τ,也就是一个争用期时间,对于以太网就是51.2μs
2)定义一个参数K,为重传次数,K=min[重传次数,10],可见K≤10
3)从离散型整数集合[0,1,2,……,(2^k-1)]中,随机取出一个数记做R
那么重传所需要的退避时间为R倍的基本退避时间:即:T=R×2τ。
4)同时,重传也不是无休止的进行,当重传16次不成功,就丢弃该帧,传输失败,报告给高层协议
❻ csma/cd协议中使用的二进制指数退避算法的优点和缺点
科大的吧,你是。
当冲突少时,结点可以以较少的时间延迟发送数据;
当冲突严重时,r可以获得更大的取值范围,有助于避免再次冲突;
当冲突次数大于10时,为了避免过长的延迟时间,所以限制K=10
有可能使无碰撞或者碰撞次数较少的站点
长时间地占有信道发送权,这种现象称之为
“捕获效应”,捕获效应不能保证发送机
会的公平性。
❼ 冲突检测的二进制指数退避算法
在CSMA/CD协议中,一旦检测到冲突,为降低再冲突的概率,需要等待一个随机时间,然后再使用CSMA方法试图传输。为了保证这种退避维持稳定,采用了二进制指数退避算法的技术,其算法过程如下:
1. 将冲突发生后的时间划分为长度为2t的时隙
2. 发生第一次冲突后,各个站点等待0或1个时隙在开始重传
3. 发生第二次冲突后,各个站点随机地选择等待0,1,2或3个时隙在开始重传
4. 第i次冲突后,在0至2的i次方减一间随机地选择一个等待的时隙数,在开始重传
5. 10次冲突后,选择等待的时隙数固定在0至1023(2的10次方减一)间
6. 16次冲突后,发送失败,报告上层。
❽ 计算机网络选择题 高手帮我
1 CSMA(载波监听多路访问)控制策略中有三种坚持退避算法,其中一种是:“一旦介质空闲就发送数据,假如介质是忙的,继续监听,直到介质空闲后立即发送数据;如果有冲突就退避,然后再尝试”这种退避算法称为 (1) 算法。这种算法的主要特点是 (2) 。CSMA/CD在CSMA的基础上增加了冲突检测功能。网络中的某个发送站点一旦检测到冲突,它就立即停止发送,并发冲突码,其他站点都会 (3) 。如果站点发……
1 CSMA(载波监听多路访问)控制策略中有三种坚持退避算法,其中一种是:“一旦介质空闲就发送数据,假如介质是忙的,继续监听,直到介质空闲后立即发送数据;如果有冲突就退避,然后再尝试”这种退避算法称为 (1) 算法。这种算法的主要特点是 (2) 。CSMA/CD在CSMA的基础上增加了冲突检测功能。网络中的某个发送站点一旦检测到冲突,它就立即停止发送,并发冲突码,其他站点都会 (3) 。如果站点发送时间为1,任意两个站之间的传播延迟为t,若能正常检测到冲突,对于基带总线网络,t的值应为 (4) ;对于宽带总线网络,t的值应为 (5) 。 (2001年试题)
(1)A.1-坚持CSMA B.非坚持CSMA C.P-坚持CSMA D.O-坚持CSMA
(2)A.介质利用率低,但可以有效避免冲突
B.介质利用率高,但无法避免冲突
C.介质利用率低,且无法避免冲突
D.介质利用率高,且可以有效避免冲突
(3)A.处于待发送状态 B.相继竞争发送权 C.接收到阻塞信号 D.有可能继续发送数据
(4)A.t≤0.5 B.t>0.5 C.t≥1 D.0.5(5)A.t>0.25 B.t≥0.5 C.t≤0.25 D.0.25解析
本题考查的是CSMA/CD协议的相关知识点。
载波监听(Carrier Sense)的思想是:站点在发送帧访问传输信道之前,首先监听信道有无载波,若有载波,说明已有用户在使用信道,则不发送帧以避免冲突。多路访问(Multiple Access)是指多个用户共用一条线路。
CSMA技术中要解决的一个问题是当侦听信道已经被占用时,如何确定再次发送的时间,通常有以下几种方法:
坚持型CSMA(1—persistent CSMA):其原理是若站点有数据发送,先监听信道,若站点发现信道空闲,则发送;若信道忙,则继续监听直至发现信道空闲,然后完成发送;若产生冲突,等待一随机时间,然后重新开始发送过程。其优点是减少了信道空闲时间;缺点是增加了发生冲突的概率;广播延迟对协议性能的影响:广播延迟越大,发生冲突的可能性越大,协议性能越差。
非坚持型CSMA(nonpersistent CSMA):其原理是若站点有数据发送,先监听信道,若站点发现信道空闲,则发送;若信道忙,等待一随机时间,然后重新开始发送过程;若产生冲突,等待一随机时间,然后重新开始发送过程。它的优点是减少了冲突的概率;缺点是增加了信道空闲时间,数据发送延迟增大;信道效率比1-坚持CSMA高,传输延迟比1-坚持CSMA大。
p-坚持型CSMA(p-persistent CSMA):适用于分槽信道,它的原理是若站点有数据发送,先监听信道,若站点发现信道空闲,则以概率p发送数据,以概率q=l-p延迟至下一个时槽发送。若下一个时槽仍空闲,重复此过程,直至数据发出或时槽被其他站点所占用;若忙,则等待下一个时槽,重新开始发送;若产生冲突,等待一随机时间,然后重新开始发送。
CSMA/CD载波侦听多路存取/冲突检测的原理是站点使用CSMA协议进行数据发送,在发送期间如果检测到冲突,立即终止发送,并发出一个瞬间干扰信号,使所有的站点都知道发生了冲突,在发出干扰信号后,等待一段随机时间,再重复上述过程。
CSMA/CD的代价是用于检测冲突所花费的时间。对于基带总线而言,最坏情况下用于检测一个冲突的时间等于任意两个站之间传播时延的两倍。因此2t≤1,即t≤0.5。对于宽带总线而言,由于单向传输的原因,冲突检测时间等于任意两个站之间最大传播时延的4倍。因此4t≤1,即t≤0.25。
答案 (1)A (2)B (3)C (4)A (5)C
2 IEEE802.5令牌环(Token Ring)网中,时延是由 (1) 决定。要保证环网的正常运行,环的时延必须有一个最低限度,即 (2) 。如果达不到这个要求,可以采用的一种办法是通过增加电缆长度,人为地增加时延来解决。设有某—个令牌环网长度为400m,环上有28个站点,其数据传输率为4Mbit/s,环上信号的传播速度为200m/μs,每个站点具有1bit时延,则环上可能存在的最小和最大时延分别是 (3) bit和 (4) bit。当始终有一半站点打开工作时,要保证环网的正常运行,至少还要将电缆的长度增加 (5) 。(2002年试题)
(1)A.站点时廷和信号传话时廷 B.令牌帧长短和数据帧长短
C.电缆长度和站点个数 D.数据传输单和信号传播速度
(2)A.数据帧长 B.令牌帧长 C.信号传播时延 D.站点个数
(3)A.1 B.8 C.20 D.24
(4)A.9 B.28 C.36 D.48
(5)A.50 B.100 C.200 D.400
解析
本题考查令牌环网的相关知识,应该牢固掌握。
首先要了解令牌环网的工作原理。当节点A想要发送数据时的步骤如下:
①A节点要等待令牌的到来,并检测该令牌是否为空闲状态。若是空闲状态进行步骤2,否则继续等待;
②将得到的令牌改为忙碌(busy)状态;
③构成一个信息帧,即将数据(data)与忙碌的Token附在一起发送出去;
④当忙碌的token沿着环型网经过每一个节点时,每个节点首先会先检查数据单元中的目的地址。如果目的地址与本节点地址相符,则由本节点将数据接收下来,进行拷贝操作,并以应答报文的形式作出回答,然后再传送给下一个节点。当忙碌的Token与数据单元回到原来发送节点时,该节点将会除去数据单元,并将忙碌的Token改为空闲状态;
⑤接着检查目的节点送来的应答信息,如果为ACK(确认),则表示目的节点接收正确,至此,完成了一次数据传送。反之,需要等待再得到令牌时进行重发。
因此令牌环内需要保证三个字节令牌帧的流动,即时延不能低于24bit。
当网络取得最小时延即在每个站点都不停留,得400/200=2μs,2×10-6×4×106=8bit,即最小时延8bit。
网络取得最大时延时即在每个站点都停留,这时增加1×28bit,共36bit
当网络中始终有一半站点工作时,使用类似的方法可得这时的最大时延是8+14=22bit,而为了保证令牌不网正常工作,还需要添加2bit,即增加2/(4*106)=0.5μs,可知需要增加0.5×200=100m的电缆。
答案 (1)A (2)B (3)B (4)C (5)B
3 采用星型拓扑结构的局域网典型实例是( )。
CBX(计算机交换分机)
FDDI(光纤分布数据接口)
Ethernet(以太网)
Token Ring(令牌环)
解析
本题考查的是局域网的拓扑结构。
局域网采用的拓扑结构通常有星型、环型、总线型和树型4种。在题中给出的4类局域网中,CBX(计算机交换分机)以数字交换网络为整个网络的中心,各部件与数字交换网络相连,构成了星型结构。FDDI(光纤分布数据接口)的拓扑结构物理上是反向循环的双环,环上有各类工作的站和集中器,集中器可以与一些工作站相连,构成以集中器为中心的星型结构,即FDDI网络的拓扑结构为环型+星型。Ethernet(以太网)采用的拓扑结构为总线型,网上的服务器与工作站均与总线相连,通过总线传输数据,采用CSMA/CD介质访问控制方式。Token Ring(令牌环)采用环型拓扑结构,各结点依次互连,构成环型结构,所有数据及令牌均沿环依次传递,采用Token Ring协议。由以上分析可知,采用星型拓扑结构的局域网典型实例应为CBX。
答案 A
4 通常认为,决定局域网特性的主要技术有3个,它们是( ) 。
传输媒体、差错检测方法和网络操作系统
通信方式、同步方式和拓扑结构
传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方式
数据编码技术、媒体访问控制方法和数据交换技术
解析
本题考查的是局域网的基本知识。
局域网是一种地理范围有限的计算机网络,其典型特性如下:
(1)高数据速率(0.1~1000Mbit/s)
(2)短距离(0.1~25km)
(3)低误码率(10-8~10-11)
通常,决定局域网特性的主要技术有传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方式(MAC)。因此本题选C
答案 C
5 令牌总线网中,当所有站都有报文要发送时,最坏情况下等待获得令牌和发送报文的时间应等于( )。
所有站点传送令牌的时间总和
所有站点传送令牌和发送报文的时间的总和
所有站点传送令牌时间和的一半
所有站点传送令牌和发送报文时间的总和的一半
解析
本题考查的是令牌总线的工作原理。
IEEE 802.4标准描述令牌总线的媒体访问控制方法。令牌总线媒体访问控制是将物理总线上的站点构成一个逻辑环,每一个站都在一个有序的序列中被指定一个逻辑位置,而序列中最后一个成员又跟着第一个成员,每个站都知道在它之前和之后的站的标识。在物理结构上它是一个总线结构局域网,但是,在逻辑结构上,又成了一种环型结构的局域网。和令牌环一样,站点只有取得令牌,才能发送帧,而令牌在逻辑环上依次传递。在正常运行时,当站点做完该做的工作或者时间终了时,它将令牌传递给逻辑序列中的下一个站。从逻辑上看,令牌是按地址的递减顺序传送至下一个站点,但从物理上看,带有目的地址的令牌帧广播到总线上所有的站点,当目的站识别出符合它的地址,即把该令牌帧接收。总线上站的实际顺序与逻辑顺序并无关系。只有收到令牌帧的站点才能将信息帧送到总线上,取得令牌的站点有报文要发送则可发送,随后,将令牌传递给下一个站点。如果取得令牌的站点没有报文要发送,则立刻把令牌传递到下一站点。由于站点接收到令牌的过程是顺序依次进行的,因此对所有站点都有机会传递数据。令牌总线的每个站传输之前必须等待的时间总量总是确定的,这是因为对每个站发送帧的最大长度可以加以限制。此外,当所有站都有报文要发送,则最坏的情况下等待取得令牌和发送报文的时间应该等于全部令牌传送时间和报文发送时间的总和。另一方面,如果只有一个站点有报文要发送,则最坏情况下等待时间只是全部令牌传递时间之总和,实际等待时间在这一区间范围内。对于应用于控制过程的局域网,这个等待访问时间是一个很关键的参数,可以根据需求,选定网中的站点数及最大的报文长度,从而保证在限定的时间内,任一站点可以取得令牌权。由以上对令牌总线协议的叙述可知,B选项是正确答案。
答案 B
6 从介质访问控制方法的角度来对局域网进行分类,它们是( )。
A.快速以太网和慢速以太网 B.光纤局域网和铜线局域网
C.环型局域网和星型局域网 D.共享式局域网和交换式局域网
解析
本题考查的是对局域网进行分类的方法。
局域网从介质访问控制方法的角度可以分为两类:共享介质局域网与交换型局域网。总线型局域网通常采用的介质访问控制方法是共享介质方式。
A是根据传送速度来分;B是根据使用介质来分;C是拓扑结构来分。还可以根据操作系统来分等。
答案 D
❾ CSMA/CD规定的是什么技术并简述该技术的工作原理
从以上叙述可以看出,能够明显的感知,则放弃发送,即一边发送数据,这时就可以发送信包了,然后重新竞争发送,csma/,如果不空闲则随机等待一定时间:“边听边说”,若这时检测总线是“空闲”。在总线上如果某个工作站有信包要发送;cd载波监听/,先检测一下总线是“忙”还是“空闲”,即在总线上不段的发出信号去探测线路是否空闲。直到发出型号为止。csma/,传送信息是以“包”为单位的;cd的工作原理可用四个字来表示,如果检测的结果是“忙”,它就立即放弃本次发送。而且在信包的发送过程中,在继续探测,也就相当于增强冲突信号),并且所有发生冲突的结点都将按一种退避算法等待一段随机的时间,总线上的各站点收到此干扰串后,一边检测是否产生冲突:在ethernet中,则发送站会随机延迟一段时间,当发送站一旦检测到产生冲突;冲突检测,它在向总线上发送信包之前,发送站还要检测其发到总线上的信包是否与其它站点的信包产生了冲突,再次去检测总线,简称信包csma/,并向总线上发出一串干扰串(发出干扰串的目的是让那些可能参与碰撞但尚未感知到冲突的结点,属于计算机网络以太网的工作类型;cd工作原理
❿ CSMA/CD的意义是什么
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)
即载波监听多路访问/冲突检测方法
一、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,发送时间增长,发送效率急剧下降。
CSMA/CD应用在 ISO7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“闲”,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。
(3) 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:
① 侦听中发现线路忙
② 发送过程中发现数据碰撞
① 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。
② 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①)
几个概念:
上述两种冲突情况都会涉及一个共同算法——退避算法。
① 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 min{n,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)
② 特殊阻塞信息: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。
③ 冲突检测时间>=2α: α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2α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2α时间,没有必要整个发送过程都进行检测)
④ 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: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
① 简单
② 具有广播功能
③ 平均带宽: f = F / n
④ 绝对平等,无优先级
⑤ 低负荷高效,高负荷低效
⑥ 延时时间不可预测
⑦ 传输速率与传输距离为一定值