s4-3 CSMA
載波偵聽多路訪問協議
?
CSMA:Carrier Sense Multiple Access
特點:“先聽后發”
?改進ALOHA協議的偵聽/發送策略
?
分類
?非持續式
?持續式
?1-持續CSMA
?P-持續CSMA
非持續式
? 特點:
①經偵聽,如果介質空閑,開始發送。
②如果介質忙,則等待一個隨機分布的時間,然后重復步驟①。
? 等待一個隨機時間可以減少再次碰撞沖突的可能性。但缺點是
等待時間內介質上沒有數據傳送,這段時間是浪費的。
持續式(指1-持續式)
? 特點:
?①經偵聽,如介質空閑,則發送。
?②如介質忙,持續偵聽,一旦空閑立即發送。
?③如果發生沖突,等待一個隨機分布的時間再重復步驟①。
? 持續式的延遲時間要少于非持續式。
? 主要問題是:如果兩個以上的站等待發送,一旦介質空閑就一定會發生沖突。
p-持續式
? 特點:
?①經偵聽,如介質空閑,那么以p的概率發送,以(1–p)的概率延遲一個時間單元發送。
?②如介質忙,持續偵聽,一旦空閑重復①。
?③如果發送已推遲一個時間單元,再重復步驟①。
? 可見,1-持續式是p-持續式的特例。
CSMA工作方式如偵聽到介質上無報文則可發送,發送后會發生沖突嗎?
? 原因:(1)同時再傳送;(2)傳播延遲時間
? 信號在介質上的傳播速度只有在自由空間的65%左右,一般近似為:200m/μs
? 由于傳播延遲時間的存在,某個站發出報文后仍會遇到沖突
傳播延遲對載波偵聽的影響
沖突窗口
發生沖突時間的上限,即發送
站發出幀后能檢測到碰撞的最
長時間,數值上等于最遠兩站
傳播時間的兩倍,即2τ
幀在媒體上往返傳輸時間=1
幀在媒體上單向傳播時延=0.5
沖突窗口時間的計算
CSMA/CD (1-持續)
? CSMA with Collision Detection
? “先聽后發、邊發邊聽”
? 特點:
?①經偵聽,如介質空閑,則發送。
?②如介質忙,持續偵聽,一旦空閑立即發送。
?③如果發生沖突,等待一個隨機分布的時間再重復步驟①。
所有工作站在發送的同時也接收自己的信號,監測發送的情況,一旦收到的信號與發出的不一致,就說明發生了沖突。
? 發送站感知沖突后立即停止幀的發送,并且發一個簡短的堵塞信號(稱強化沖突信號,Jamming signal),通知網上各站已經發生沖突,本站及網上所有站都等待一段隨機分布的時間,然后再按CSMA/CD方式重發該幀。
CSMA/CD的原理圖示
沖突檢測和處理
? 沖突檢測方法
?比較發送信號(A?B)與回復信號(A?B)的能量或脈沖寬度變化
?最大沖突檢測時間(沖突窗口):兩個最遠距離站點間的傳輸時間為?,則網絡的最大沖突檢測時間為2?。
沖突檢測和處理
? 沖突檢測的要求
?要求1:時隙寬度 = 最大沖突檢測時間
保證在一個時隙內能夠檢測到最遠距離的沖突
?要求2:發送有效幀的時間 ?大于等于? 最大沖突檢測時間
防止因在發生沖突時已完成短幀發送而造成的異常情況
? 沖突后,發送幀重傳的策略
沖突檢測時間與時隙的關系
CSMA的基本原理:先聽后發
? CSMA/CD的基本原理:先聽后發,邊發邊聽
? 半雙工以太網中使用
? 沖突窗口
? 沖突危險期
? 數值上等同于:信號在最遠兩個工作站的傳
輸延遲的2倍
總結
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