·带冲突检测的CSMA:CSMA/CD
CSMA在发送数据之前进行载波监听,所以减少了冲突机会,但由于传播时延的存在,仍然可能冲突。考虑2个站点的模型,其中一个先发送信息,由于传送时延使另-个站点也发现倍道是空闲的,于是也发送信息,结果2个站点的信息在途中冲突,但2个站均不知道,一直要将数据帧余下部分发完,等到有错再重发送。这样明显造成了信道的浪费,加大了通信开销。能否在发送时检测到冲突并在冲突后立即停发?这就是CSMA/CD(Carrior Sense Multiple Access With Collision Detection)的思想。
通俗地讲,CSMA/CD就是"先听后讲,边讲边听",这种边发边监听的功能称为冲突检测。
源站点在发送数据帧之前,首先监听信道是否忙,如监听到信道上有载波信号,则推迟发送,直到空闲为止,这就是CSMA。对传播时延小的网络,CSMA可降低冲突次数,减少冲突时间,但对传播时延大的网络,CSMA无多大价值。源站点监听到信道空闲后.就发送数据,并边发边监听,若监听到干扰信号,则表示检测到冲突,于是立即停止发送,并发一串阻塞信号增加冲突,以便网中其他站点均可知道冲突,然后准备重发冲突受损的帧。
如何估算所需的冲突检测时间呢?对基带总线而言,此时用于检测冲突的时间不会超过任意2站之间的最大传输延迟的2倍。在CSMA/CD中,通过检测总线上是否存在信号以实现。
载波监听,发送站的收发器同时检测冲突,如果收发器电缆上的信号超过收发器本身发送信号的幅度(应该是根据发送和接收的电平判断是否一样)就判断出冲突。
在CSMA/CD算法中,一旦检测到冲突,需要等待一段随机时间,然后再次使用CSMA方法传输。延迟时间采用一种称为二进制指数的退避算法实现。其算法过程如下:
① 对每个帧,当第一次发生冲突时,设置参数L=2。
② 退避重发时间在1~L个时隙中随机抽取。
③ 当帧再次冲突时,L加倍,即L=2L。
④ 退避重发时间仍在1~L个时隙中随机抽取。
⑤ 当冲突n次,L=2n。
⑥ 设置一个最大重传次数,超过此值,不再重发,并报告出错。
此算法的效果是,不冲突或少冲突的帧重发的机会大,冲突多的帧重发的机会小。
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在有交换机的基础上就不再是总线结构了,所以没有冲突。这时如果网卡和交换机都采取全双工,交换机就不会把网卡发送出去的数据再发回去;采用半双工就发回去。(如果网卡或交换器其中一个是全双工另一个是半双工呢?)
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