3-2 CSMA CD

3-2 CSMA/CD

局域网的架构

局域网标准由IEEE机构制定，其标准代号为802，一般数据链路层都是由IEEE进行规范，网络层则由RFC机构进行规范(RFC文档)

早期将数据链路层划分为两个子层：

逻辑链路控制子层LLC：用于向上对接网络层
MAC子层：物理介质访问控制层，更偏向于向下对接物理层

最早的局域网有许多标准：如以太网、令牌总线、令牌环网、光纤环、无线局域网、等等

时至今日，随着其他技术淘汰，现在最常用的标准是：

802.3 CSMA/CD标准，即以太网
802.11 标准，即无线局域网

局域网的拓扑结构

局域网的主要特征由网络的拓扑结构、所采用的协议类型，以及介质访问控制方法决定。

局域网的拓扑结构是指连接网络设备的传输介质的铺设形式，局域网的拓扑结构主要有星型、总线
型、环型和混合型。

CSMA(CarrierSense MultipleAccess)

CSMA/CD简介

CSMA/CD：对总线型、星型（中间用HUB的星形网络，用交换机的话不影响）和树型拓扑访问控制协议是CSMA/CD，中文译作载波监听多点接入冲突检测，CSMA/CD是共享型网络中解决冲突的技术

Carrier Sense[载波监听]
MultipleAccess[多点接入]
Collision Detection[冲突检测]

基本原理：发送数据之前，先监听信道上是否有人在发送。若有，说明信道正忙，否则说明信道是空
闲的，然后根据预定的策略决定：

若信道空闲，是否立即发送。
若信道忙，是否继续监听。

如果连续发生16次碰撞后，认为网络繁忙有问题，就不再尝试发送。上面提到的预定的策略正是CSMA的三种监听算法

非坚持型：后退随机时间

（1）非坚持型监听算法：后退随机时间。如果空闲，则发送；否则后退，再试(发现厕所有人，我回去等半个小时再来)

由于随机时延后退，从而减少了冲突的概率。问题是因为后退而使信道闲置一段时间，这使信道的利用率
降低，而且增加了发送时延

1-坚持型：继续监听，不后退等待

（2）1-坚持型监听算法：继续监听，不等待。只要信道变闲，就可立即发送；如果冲突，后退再继续监听(发现厕所有人，就在厕所门口等着即监听厕所状态)

有利于抢占信道，减少信道空闲时间。但是，多个站同时都在监听信道时必然会发生冲突

冲突概率和利用率都高 (双高)

P-坚持型

（3）P-坚持型监听算法：若信道空闲并不马上发，而是以概率P发送，以概率(1-P)延迟一个时间单位，P大小可调整(是上面2种策略的结合)

例题

解析：1-坚持型监听算法的特点是双高：介质利用率和冲突概率都高

CD(Collision Detection)冲突检测原理

载波监听只能减小冲突的概率，不能完全避免冲突。

若帧比较长或两个帧发生冲突还继续发送，会浪费网络带宽。为改进带宽的利用率，发送站应采取边发边听的冲突检测方法，即：

发送期间同时接收，并把接收的数据与站中存储的数据进行比较。
若比较结果一致，说明没有冲突，重复（1）。
若比较结果不一致，说明发生了冲突，立即停止发送，并发送一个简短的干扰信号(Jamming),使所有站都停止发送。
发送Jamming信号后，等待一段随机长的时间，重新监听，再试着发送。

对总线型、星型和树型拓扑访问控制协议是CSMA/CD(Carrier Sense MultipleAccess/Collision Detection，载波侦听多路访问/冲突检测）

带冲突检测的监听算法把浪费带宽的时间减少到检测冲突的时间。