(最新整理)CSMA沖突檢測和沖突避免

1、(完整)csma沖突檢測和沖突避免(完整)csma沖突檢測和沖突避免 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進行仔細校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)csma沖突檢測和沖突避免）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進步的源泉，前進的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進步，以下為(完整)csma沖突檢測和沖突避免的全部內(nèi)容。csma/cdcsma/cd(carrier sense multiple a

2、ccess/collision detect）即載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測方法在以太網(wǎng)中，所有的節(jié)點共享傳輸介質(zhì).如何保證傳輸介質(zhì)有序、高效地為許多節(jié)點提供傳輸服務(wù)，就是以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議要解決的問題.一、基礎(chǔ)篇：是一種爭用型的介質(zhì)訪問控制協(xié)議。它起源于美國夏威夷大學(xué)開發(fā)的aloha網(wǎng)所采用的爭用型協(xié)議，并進行了改進，使之具有比aloha協(xié)議更高的介質(zhì)利用率。csma/cd控制方式的優(yōu)點是：原理比較簡單，技術(shù)上易實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)中各工作站處于平等地位，不需集中控制,不提供優(yōu)先級控制.但在網(wǎng)絡(luò)負載增大時，發(fā)送時間增長,發(fā)送效率急劇下降。csma/cd應(yīng)用在 osi 7層里的數(shù)據(jù)鏈路層它的工作原理

3、是: 發(fā)送數(shù)據(jù)前 先監(jiān)聽信道是否空閑 ，若空閑則立即發(fā)送數(shù)據(jù)。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，邊發(fā)送邊繼續(xù)監(jiān)聽。若監(jiān)聽到?jīng)_突,則立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)。等待一段隨即時間,再重新嘗試.二、進階篇：csma/cd控制規(guī)程：控制規(guī)程的核心問題：解決在公共通道上以廣播方式傳送數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的問題（主要是數(shù)據(jù)碰撞問題）控制過程包含四個處理內(nèi)容：偵聽、發(fā)送、檢測、沖突處理（1) 偵聽:通過專門的檢測機構(gòu)，在站點準備發(fā)送前先偵聽一下總線上是否有數(shù)據(jù)正在傳送（線路是否忙）？若“忙”則進入后述的“退避”處理程序，進而進一步反復(fù)進行偵聽工作。若“閑”，則一定算法原則(“x堅持”算法）決定如何發(fā)送。(2） 發(fā)送：當確定要發(fā)送后,通過發(fā)送機

4、構(gòu)，向總線發(fā)送數(shù)據(jù)。(3) 檢測:數(shù)據(jù)發(fā)送后,也可能發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞.因此,要對數(shù)據(jù)邊發(fā)送，邊接收，以判斷是否沖突了。（參5p127圖)（4)沖突處理:當確認發(fā)生沖突后，進入沖突處理程序.有兩種沖突情況： 偵聽中發(fā)現(xiàn)線路忙 發(fā)送過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞 若在偵聽中發(fā)現(xiàn)線路忙，則等待一個延時后再次偵聽,若仍然忙,則繼續(xù)延遲等待，一直到可以發(fā)送為止。每次延時的時間不一致，由退避算法確定延時值。 若發(fā)送過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞，先發(fā)送阻塞信息，強化沖突，再進行偵聽工作，以待下次重新發(fā)送（方法同)幾個概念：上述兩種沖突情況都會涉及一個共同算法退避算法. 退避算法：當出現(xiàn)線路沖突時,如果沖突的各站點都采用同樣的退避間隔

5、時間,則很容易產(chǎn)生二次、三次的碰撞。因此，要求各個站點的退避間隔時間具有差異性。這要求通過退避算法來實現(xiàn).截斷的二進制指數(shù)退避算法（退避算法之一）：當一個站點發(fā)現(xiàn)線路忙時，要等待一個延時時間m，然后再進行偵聽工作。延時時間m以以下算法決定：m = 2 minn，16 ms其中，n表示連續(xù)偵聽的次數(shù)(記數(shù)值）。該表達式的含義是：第一次延遲2ms,再沖突則延遲22ms，以后每次連續(xù)的沖突次數(shù)記數(shù)都比前一次增加一倍的延遲時間，但最長的延遲時間不超過216ms。（即：超過16次做特殊處理) 特殊阻塞信息：是一組特殊數(shù)據(jù)信息.在發(fā)送數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)沖突時,立即發(fā)送特殊阻塞信息（連續(xù)幾個字節(jié)的全1），以強化沖突

6、信號，使線路上站點可以盡早探測得到?jīng)_突的信號，從而減少造成新沖突的可能性。 沖突檢測時間=2： 表示網(wǎng)絡(luò)中最遠兩個站點的傳輸線路延遲時間。該式表示檢測時間必須保證最遠站點發(fā)出數(shù)據(jù)產(chǎn)生沖突后被對方感知的最短時間。在2時間里沒有感知沖突，則保證發(fā)出的數(shù)據(jù)沒有產(chǎn)生沖突。（只要保證檢測2時間，沒有必要整個發(fā)送過程都進行檢測） x-堅持的csma算法：當在偵聽中發(fā)現(xiàn)線路空閑時，不一定馬上發(fā)送數(shù)據(jù)，而采用x堅持的csma算法決定如何進行數(shù)據(jù)發(fā)送：三種算法及特點:- 非堅持的csma：線路忙,等待一段時間，再偵聽；不忙時，立即發(fā)送;減少沖突,信道利用率降低：- 1堅持的csma:線路忙,繼續(xù)偵聽;不忙時，立

7、即發(fā)送;提高信道利用率，增大沖突：- p堅持的csma：線路忙,繼續(xù)偵聽；不忙時,根據(jù)p概率進行發(fā)送，另外的1-p概率為繼續(xù)偵聽（p是一個指定概率值）；有效平衡，但復(fù)雜：（5）控制流程圖（右上角圖)：（6）csma控制規(guī)程的特征 簡單 具有廣播功能 平均帶寬： f = f / n 絕對平等，無優(yōu)先級 低負荷高效，高負荷低效 延時時間不可預(yù)測 傳輸速率與傳輸距離為一定值csma/ca無線局域網(wǎng)標準802.11的mac和802.3協(xié)議的mac非常相似，都是在一個共享媒體之上支持多個用戶共享資源，由發(fā)送者在發(fā)送數(shù)據(jù)前先進行網(wǎng)絡(luò)的可用性。在802.3協(xié)議中，是由一種稱為csma/cd(carrier

8、sense multiple access with collision detection)的協(xié)議來完成調(diào)節(jié)，這個協(xié)議解決了在ethernet上的各個工作站如何在線纜上進行傳輸?shù)膯栴}，利用它檢測和避免當兩個或兩個以上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要進行數(shù)據(jù)傳送時網(wǎng)絡(luò)上的沖突。在802.11無線局域網(wǎng)協(xié)議中，沖突的檢測存在一定的問題，這個問題稱為”near/far”現(xiàn)象,這是由于要檢測沖突,設(shè)備必須能夠一邊接受數(shù)據(jù)信號一邊傳送數(shù)據(jù)信號,而這在無線系統(tǒng)中是無法辦到的。鑒于這個差異，在802.11中對csma/cd進行了一些調(diào)整，采用了新的協(xié)議csma/ca（carrier sense multiple acces

9、s with collision avoidance)或者dcf（distributed coordination function)。 csma/ca利用ack信號來避免沖突的發(fā)生,也就是說,只有當客戶端收到網(wǎng)絡(luò)上返回的ack信號后才確認送出的數(shù)據(jù)已經(jīng)正確到達目的。csma/ca協(xié)議的工作流程是：一個工作站希望在無線網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)，如果沒有探測到網(wǎng)絡(luò)中正在傳送數(shù)據(jù)，則附加等待一段時間，再隨機選擇一個時間片繼續(xù)探測，如果無線網(wǎng)路中仍舊沒有活動的話,就將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。接受端的工作站如果受到發(fā)送端送出的完整的數(shù)據(jù)則回發(fā)一個ack數(shù)據(jù)報,如果這個ack數(shù)據(jù)報被接收端收到，則這個數(shù)據(jù)發(fā)送過程完成,如果

10、發(fā)送端沒有收到ack數(shù)據(jù)報，則或者發(fā)送的數(shù)據(jù)沒有被完整地收到,或者ack信號的發(fā)送失敗,不管是哪種現(xiàn)象發(fā)生,數(shù)據(jù)報都在發(fā)送端等待一段時間后被重傳。csma/ca通過這種方式來提供無線的共享訪問,這種顯式的ack機制在處理無線問題時非常有效。然而不管是對于802。11還是802.3來說,這種方式都增加了額外的負擔，所以802.11網(wǎng)絡(luò)和類似的ethernet網(wǎng)比較總是在性能上稍遜一籌.csma/cd和csma/ca的主要差別對比如下：csma/cd：即載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測方法csma/ca:帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問，發(fā)送包的同時不能檢測到信道上有無沖突,只能盡量避免；1。兩者的傳輸介質(zhì)不同，csma/cd用于總線以太，而csma/ca則用于無線局域網(wǎng)802.11b；2。檢測方式不同，csma/cd通過電纜中電壓的變化來檢測，當數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞時，電纜中的電壓就會隨著發(fā)生變化；