计算机网络(十)CSMA详解

随机访问截止访问控制（所有用户可随机发送信息，发送信息时占全部带宽）

分类：     CSMA:先听再说

                CSMA/CD:先听再说，边听边说

                CSMA/CA:

CSMA协议（载波监听多路访问协议）

        CS：载波监听，每个站点在发送数据之前要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据

        MA：多点接入，多点接入同一总线

        协议思想

                发送帧之前，监听信道。监听结果分为：信道空闲（发送完整帧）

                                                                                 信道忙（推迟发送）

       1-坚持CSMA

                        如果信道忙则会一直监听，直到空闲马上进行传输

                        如果一段时间没有收到回复，则等待一个随机长时间后再监听，重复上述过程。

                优点：只要媒体空闲，就会立马发送，避免了媒体利用率的损失

                缺点：两个以上的信道会不可避免的产生冲突

        非坚持CSMA

                发送帧前监听信道，如果忙则等待一个随机时间后再监听（不会一直监听）

                优点：采用随机的重发延迟时间可以减少冲突发生的可能

                缺点：可能大家在延迟等待的时候信道空闲，降低了媒体使用率

        p-坚持CSMA

                p：对监听信道空闲的处理

                空闲则以p概率直接传输；概率1-p等待到下一个时间槽再传输（不一定直接发送）

                如果忙则等待一个随机时间后再监听（不会一直监听）

                优点：技能像非坚持一样减少冲突，又能像1-坚持一样减少媒体空闲时间

                缺点：如果发生冲突后还会坚持将数据帧传输完，造成浪费

 CSMA/CA协议（载波监听多点接入/碰撞避免）

        协议思路

                发送前，检测信道是否空闲

                空闲则发出RTS，RTS包括发射端的地址、接收端的地址、下一份数据将持续发送的时间；信道忙则等待。

                接收端收到RTS，将响应CTS。

                发送端收到CTS后，开始发送数据帧（同时预约信道：发送方告诉其他站点自己要传多久）

                接收方收到数据帧后，将用CRC检验数据，正确则响应ACK帧

                发送方收到ACK之后可以发送下一个数据，如果一直没收到就会重传直到到达次数为止（会有一个延迟）。

CSMA/CD协议（载波监听多点接入/碰撞检测）

        CS：载波监听。站点在发送数据前和发送数据时需要检测是否有其他用户发送

        MA：多点接入（总线型网络）

        CD：碰撞检测，边发送边监听，半双工网络

        检测碰撞的时延 0 ~ ,（为单程传播时延）

        重传：截断二进制指数规避算法

                1.确定基本规避（推迟）时间为争用期

                2.定义参数k，它等于重传次数，但k不超过10次，即k=min[重传次数，10] 

                3.从离散的整数集合[0,1,2..,2^k-1]中随机选取一个数r，重传所需的退避时间就是r倍的基本退避时间（2r）

                4.重传16次依旧不成功，则向上层报错

         最小帧长：至少两倍于信号在总线中的传播时延=X 数据传输速率

        工作过程

                准备发送：适配器从网络层获得一个分组，加上以太网的首部和尾部，组成以太网帧，，放入网卡的缓存中，但在发送之前，必须先检测信道。

                检测信道：不停地检测信道，等待信道空闲，就立刻发送这个帧。

                在发送过程中仍不停地检测信道，即网络适配器要边发送边监听：

                        发送成功：在争用期内一直未检测到碰撞，这个帧发送成功

                        发送失败：在争用期内检测到碰撞，这是立即停止发送数据，并按规定发送认为干扰信号。适配器接着就执行指数退避算法，等待r倍512比特时间后，返回到检测信道，继续检测信道。若重传16次仍不能成功，则停止重传向上报错。