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CSMA/CD协议要点
 
来源:计算机网络(第5版)  编辑:xjh  2017-11-02

CSMA/CD协议要点:

1)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,放入适配器的缓存中,准备发送。(打包发送)

2)若适配器检测到信道空闲(即在96比特时间内没有检测到信道上有信号),就发送这个帧。若检测到信道忙,则继续检测并等待信道转为空闲,然后发送这个帧。(发前先听)

3)在发送过程中继续检测信道,若一直未检测到碰撞,就顺利把这个帧发送完毕。若检测到碰撞,则中止数据的发送,并发送人为干扰信号。(边发边听)

4)在中止发送后,适配器就执行指数退避算法,等待r倍512比特时间后,返回到步骤2。(冲突停止,稍等重发)

强化碰撞:当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时,除了立即停止发送数据外,还要继续发送32比特或48比特的人为干扰信号,以便让所有的用户都知道现在已经发生了碰撞。

碰撞窗口(争用期)讨论:

端到端往返时延2T,即经过争用期这段时间还没有检测到碰撞,才能肯定这次发送没有发生碰撞,没有错误,这是很重要的一个参数,以太网把争用期定位51.2us,即51.2*10^-6S,恰好是在双绞线信号的工作频段10^4---10^6HZ。

信道利用率讨论:

定义参数:a=t/T0,t为端到端单程传播时延, T0为发送时延,T0=帧长/发送速率。信道利用率定义为S=T0/(T0+t)=1/(1+a),为提高信道利用率,参数a应该尽可能小,意味着t不能太大,而t=端到端距离 L / 双绞线传播速率 c,可见,两端距离不能太远;同理,T0也不能太小,推知帧长不能太小,正好验证说明了以太网距离不能超过100米,帧长不能小于64字节的道理。

总结:

1)适配器每发送一个新的帧,就要执行一次CSMA/CD算法,并且适配器不记得过去发生的碰撞。当几个适配器在执行指数退避算法时,若有一个适配器发送的帧能够立即插入到信道中,得到了发言权。

2)以太网在发送数据时,如果帧的前64个字节没有发生冲突,那么后续的数据就不会发生冲突。或者说如果发生冲突,就一定是在发送的前64字节以内。以太网规定,最短有效帧长为64个字节,长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧。

3)在使用CSMA/CD协议时,一个站不可能同时进行发送和接收,也就是说,只能进行双向交替通信,也就是半双工通信。

参考:
谢希仁,《计算机网络(第5版)》,电子工业出版社,p82-83


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