CSMA/CD协议（一目了然，看过都说好）

2024-01-17 22:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

本文参考计算机网络微课堂

1. CSMA/CD协议介绍

当多个主机同时发送数据时，如何解决碰撞冲突问题呢？在这里插入图片描述早期的共享式以太网采用载波监听多址接入/碰撞检测，即CSMA/CD协议来解决碰撞冲突问题

多址接入MA

多个站连接在一条总线上，竞争使用总线

载波监听CS

每一个站在发送帧之前先要检测一下总线上是否有其他站点在发送帧（先听后说）：若检测到总线空闲 96 比特时间，则发送这个帧若检测到总线忙，则继续检测并等待总线转为空闲 96 比特时间，然后发送这个帧 96 比特时间是指发送 96 比特所耗费的时间，也称为帧间最小间隔。其作用是使接收方可以检测出一个帧的结束，同时也使得其他站点有机会平等竞争信道并发送帧

碰撞检测CD

每一个正在发送帧的站边发送边检测碰撞（边听边说）：一旦发现总线上出现碰撞，则立即停止发送，退避一段随机时间后再次发送 2. 基本原理

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。

假设在主机 B 发送帧的过程中，主机 C 也要发送帧。主机 C 进行载波监听，发现总线空闲 96 比特后立即发送帧，这必然导致碰撞在这里插入图片描述

碰撞信号沿总线传播，主机 C 比主机 B 更早检测到碰撞并停止发送，退避一段随机时间后，重新发送之前所发送的帧在这里插入图片描述

当主线 B 检测到碰撞后，同样也停止发送退避一段随机时间，重新发送之前所发送的帧在这里插入图片描述

以太网还采用了一种强化碰撞的措施，这就是当发送帧的站点一旦检测到碰撞，除了立即停止发送帧外，还要继续发送 32 比特或 48 比特的人为干扰信号（Jamming Signal），以便有足够多的碰撞信号使所有站点都能检测出碰撞。

3. 争用期（碰撞窗口）

在这里插入图片描述

经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞每一个主机在自己发送帧之后的一小段时间内，存在着偶遇碰撞的可能性。这一小段时间取决于另一个发送帧的主机到本主机的距离，但不会超过总线端到端的往返传播时延，也就是一个争用期时间显然，在以太网中发送帧的主机越多，端到端往返传播时延越大，发生碰撞的概率就越大。因此，共享式以太网不能连接太多的主机，使用的总线也不能太长 4. 最小帧长

在这里插入图片描述

以太网规定最小帧长为 64 字节，即 512 比特（512 比特时间即为争用期）如果要发送的数据非常少，那么必须加入一些填充字节，使帧长不少于 64 字节以太网的最小帧长确保了主机可在帧发送完成之前就检测到该帧的发送过程中是否遭遇了碰撞如果在争用期（共发送 64 字节）没有检测到碰撞，那么后续发送的数据就一定不会发生碰撞如果在争用期内检测到碰撞，就立即中止发送，这时已经发送出去的数据一定小于 64 字节。因此，凡长度小于 64 字节的帧都是由于碰撞而异常中止的无效帧 5. 最大帧长

在这里插入图片描述