CSMA/CD
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)即带冲突检测的载波监听多路访问技术1。
CSMA/CD的基本原理是:所有节点都共享网络传输信道,节点在发送数据之前,首先检测信道是否空闲,如果信道空闲则发送,否则就等待;在发送出信息后,再对冲突进行检测,当发现冲突时,则取消发送2。
基本信息
- 中文名
CSMA/CD
- 外文名
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
- 定义
载波监听多路访问技术
- 开发单位
美国夏威夷大学
基础篇
CSMA/CD是一种争用型的 介质访问控制协议。它起源于 美国夏威夷大学开发的ALOHA网所采用的争用型协议,并进行了改进,使之具有比ALOHA协议更高的介质利用率。主要应用于现场总线Ethernet中。另一个改进是,对于每一个站而言,一旦它检测到有冲突,它就放弃它当前的传送任务。换句话说,如果两个站都检测到信道是空闲的,并且同时开始传送数据,则它们几乎立刻就会检测到有冲突发生。它们不应该再继续传送它们的帧,因为这样只会产生垃圾而已;相反一旦检测到冲突之后,它们应该立即停止传送数据。快速地终止被损坏的帧可以节省时间和带宽。
CSMA/CD控制方式的优点是:
原理比较简单,技术上易实现,网络中各工作站处于平等地位 ,不需集中控制,不提供优先级控制。但在网络负载增大时,发送时间增长,发送效率急剧下降。
CSMA/CD应用在 OSI 的第二层 数据链路层
它的工作原理是: 发送数据前 先侦听信道是否空闲 ,若空闲,则立即发送数据。若信道忙碌,则等待一段时间至信道中的信息传输结束后再发送数据;若在上一段信息发送结束后,同时有两个或两个以上的节点都提出发送请求,则判定为冲突。若侦听到冲突,则立即停止发送数据,等待一段随机时间,再重新尝试。
其原理简单总结为:先听后发,边发边听,冲突停发,随机延迟后重发
CSMA/CD采用 IEEE 802.3标准。
它的主要目的是:提供寻址和媒体存取的控制方式,使得不同设备或网络上的 节点可以在多点的网络上通信而不相互冲突。
有人将CSMA/CD的工作过程形象的比喻成很多人在一间黑屋子中举行讨论会,参加会议的人都是只能听到其他人的声音。每个人在说话前必须先倾听,只有等会场安静下来后,他才能够发言。人们将发言前监听以确定是否已有人在发言的动作称为"载波监听";将在会场安静的情况下每人都有平等机会讲话成为“多路访问”;如果有两人或两人以上同时说话,大家就无法听清其中任何一人的发言,这种情况称为发生“冲突”。发言人在发言过程中要及时发现是否发生冲突,这个动作称为“ 冲突检测”。如果发言人发现冲突已经发生,这时他需要停止讲话,然后随机后退延迟,再次重复上述过程,直至讲话成功。如果失败次数太多,他也许就放弃这次发言的想法。通常尝试16次后放弃。
进阶篇
控制规程
控制规程的核心问题:解决在公共通道上以广播方式传送数据中可能出现的问题(主要是数据碰撞问题)
控制过程包含四个处理内容:监听、发送、检测、冲突处理
(1) 监听:
通过专门的检测机构,在站点准备发送前先侦听一下总线上是否有数据正在传送(线路是否忙)?
若“忙”则进入后述的“退避”处理程序,进而进一步反复进行侦听工作。
若“闲”,则一定算法原则(“X坚持”算法)决定如何发送。