文章目錄

• • • • 小前言
• 一. ALOHA協議
• • • 純ALOHA協議
    • 時隙ALOHA協議
    • ALOHA對比
• CSMA協議
• • • 定義與分類
    • ① 1-堅持CSMA
    • ② 非堅持CSMA
    • ③ p-堅持CSMA
    • 總結
• CSMA/CD協議
• • • 傳播時延對載波監聽的影響
    • 確定重傳時機：截斷二進制指數規避算法
    • 最小幀長問題
• CSMA/CA協議
• • • 工作原理
    • CSMA/CD 與 CSMA/CA的對比

PPT截自王道考研B站教程

小前言

為什么要有這ALOHA等幾個協議？
因為隨機介質訪問控制，有隨機發送、發送時占用全部帶寬的特點。
而這一特點，可能會導致不協調，從而造成沖突。
這個就是我們的協議要解決的問題。

一. ALOHA協議

ALOHA是夏威夷的打招呼方式

純ALOHA協議

思想：不監聽信道，不按時間槽發送，隨機重發。想發就發。

這個T0就是時間槽，代表成功發送一個幀所需的時間。

沖突檢測：發生沖突的情況，接收方會檢測出差錯，而后不發送確認。發送方在一段時間收不到確認就判斷發生沖突。（感覺類似超時計時器）

沖突解決：超時后等一隨機時間再重傳。

容易發現，這個協議還是挺粗糙任性的，因此經過改進后，我們有下面的改進版ALOHA協議

時隙ALOHA協議

簡單說一下改進的地方：相當于一個隨機出去蹦迪的人，現在都是整點出去蹦迪。
改進目的：控制“想發就發”的隨意性

ALOHA對比

純ALOHA吞吐量和效率更低是可預見的：因為過于隨意，很容易導致沖突。

CSMA協議

定義與分類

• 圖中灰底字可以不看，這就是CS的檢測原理。
• MA：形成一個總線型結構
  

① 1-堅持CSMA

• 堅持：在CSMA的監聽基礎上，加上對信道忙后的堅持繼續監聽。
• 缺點：如果多個站點都在堅持監聽，那么空閑后將會導致多個站點同時馬上傳輸，由此導致沖突
  

② 非堅持CSMA

• 非堅持：與上文的堅持相反。
• 由其特點，將不會出現①的必定沖突情況，但是這也導致了媒體(信道)空閑狀態的可能，降低了媒體利用率。
  

③ p-堅持CSMA

• p是一個概率。
• 注意：這里PPT可能錯了，信道忙的情況應該是和①一樣繼續等待。
• 結合了①、②的優點。
  

總結

• 實際上，這三種協議還有弊端：發生沖突后還是會堅持把數據幀發完，造成浪費。
  
  可以參考一個例子：到奶茶店買奶茶
  
  （當然，這里第三個人可能要改成：到我按概率買，沒到我就排隊等）

CSMA/CD協議

• 這里的內容很重要。
• 總線型 && 半雙工
• 加入CD：碰撞的時候，咱就停止發送幀，防止浪費！
• 還會沖突原因：物理原因，實際上的發送還是需要時間的，而非一發就到了。
  （可見接下來的內容講解）
  

傳播時延對載波監聽的影響

• 看成A傳河水，B傳沙子。碰撞后變成混水，繼續發送（出錯數據）
• 為啥碰撞：傳播時延，導致A發送后，B檢測還是信道空閑，因此B也發送。
• 最遲2τ可以知道是否碰撞。
  

確定重傳時機：截斷二進制指數規避算法

定義：

例子1：

算法優點：

例子2：

• 見定義2，k = min[11,10] = 10.
• 見定義3，集合{0,1,…，2^10 - 1},即0 ~ 1023

最小幀長問題

問題來源：
CSMA/CD是建立在幀碰撞后及時停止發送，達到不浪費的效果。但有這種情況：由于幀太短了，還沒停止發送，就發完了。

為了避免這種情況，有這一要求：

CSMA/CA協議

• 與CD不同，CA旨在避免碰撞
  

工作原理

• RTS，CTS（可以沒有）
• 預約信道
• 概況來說，就是依靠RTS，CTS及預約信道，達到發送時其他站點不能發送的效果，來避免沖突。
  

CSMA/CD 與 CSMA/CA的對比

• 重傳：CD是16次，CA此處不延展學習
• CD不用于無線：做不到全面檢測碰撞
  

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【学习笔记】数据链路层——随机访问介质访问控制（ALOHA、CSMA、CSMA/CD、CSMA/CA），截断二进制指数规避算法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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