CSMA-CA 简介

    载波侦听（Carrier Sense）：任何连接到介质的设备在欲发送帧前，必须对介质进行侦听，当确认其空闲时，才可以发送。

    多路访问（Multiple Access）：多个设备可以同时访问介质，一个设备发送的帧也可以被多个设备接收。

    所以，CSMA ( Carrier Sense Multiple Access) 就是载波侦听多路访问。 CSMA 工作在OSI参考模型的数据链路层的介质访问控制子层，是一种抢占型的半双工介质访问控制协议。CSMA 扔旧无法解决数据发送的碰撞问题。若考虑具体解决碰撞问题的策略，CSMA则分为：

-----CSMA/CD --载波侦听多路访问/碰撞检测

-----CSMA/CA --载波侦听多路访问/碰撞避免

-----CSMA/BA -- 载波侦听多路访问/位仲裁

    不同的应用场景会使用不同的策略。 总线型局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD。 由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突，因此802.11全新定义了一种新的协议，即载波侦听多点接入/避免冲撞CSMA/CA（with Collision Avoidance）。CSMA/CA 采用主动避免碰撞而非被动侦测的方式来解决碰撞问题，可以满足例如无线网域一类的不易准确侦测是否有碰撞发生的需求。 一方面，载波侦听----查看介质是否空闲；另一方面，避免冲撞----通过随机的时间等待，使信号冲突发生的概率减到最小，当介质被侦听到空闲时，优先发送。不仅如此，为了系统更加稳固，802.11还提供了带确认帧ACK的CSMA/CA。也就是说，只有当客户端收到网络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的地址。在一旦遭受其他噪声干扰，或者由于侦听失败时，信号冲突就有可能发生，而这种工作于MAC层的ACK此时能够提供快速的恢复能力。

CSMA/CA协议主要使用两种方法来避免碰撞：

    1.设备欲发送讯框，且讯框听到通道空闲时，维持一段时间后，再等待一段随机的时间依然空闲时，才提交数据。由于各个设备的等待时间是分别随机产生的，因此很大可能有所区别，由此可以减少碰撞的可能性。

    2.RTS-CTS三向握手：设备欲发送讯框前，先发送一个很小的RTS（Request to Send）讯框给目标端，等待目标端回应CTS（Clear to Send）帧后，才开始传送。此方式可以确保接下来传送数据时，不会发生碰撞。同时由于RTS帧与CTS帧都很小，让传送的无效开销变小。此方案应用于无线局域网的IEEE 802.11标准。

    现在来看 IEEE 802.15.4 中的CSMA/CA机制。 

    在IEEE 802.15.4 CSMA/CA机制中，协调器在网络中，会向所在信道发出信标给所有的节点，而对于有数据需传送的设备来说，它们会向网络协调器要求进行传送，由于在一个时间内只能有一个设备进行传输，因此所有想要传输的节点设备就会通过CSMA/CA机制来竞争传输媒体的使用权。也就是说ＣＳＭＡ／ＣＡ 算法是在数据发送前进行的。所有准备传输数据的设备，会监测目前的信道是否有其他设备在使用中，如果为空闲，此时，这些设备会产生一个倒退延迟时间，来错开这些设备同时送出数据从而造成碰撞的可能。若目前的无线传输媒体是忙碌中的，则这些设备将会在监测到媒体为空闲后，再进行CSMA/CA的竞争。zigbee网络组建后，信道是不会变的，只是需要在数据发送时对其进行判断是否可用。 CSMA/CA算法是用于节点数据传输时的信道争用机制。