CSMA/CD 的效率
CSMA/CD(載波偵聽多路訪問/衝突檢測)是一種網路協議,更準確地說是一種訪問協議,其標準為 IEEE802.3,用於廣播鏈路,廣泛用於乙太網網路系統。它非常有效且易於實現。但是,CSMA/CD 的效率是一個重要因素,它決定了其在不同型別的網路拓撲和環境中的使用。在本文中,我們將探討 CSMA/CD 在處理網路擁塞和最大限度地減少衝突次數方面的效率。
CSMA/CD 的工作原理(基礎)
CSMA/CD 透過檢測廣播通道是否空閒來工作,如果任何站點檢測到通道正在傳輸資料,它將不會傳輸。如果兩個站點同時嘗試傳輸,則會發生衝突,並且資料會損壞。在這種情況下,兩個站點都停止傳輸,並等待隨機的時間。然後他們再試一次。等待時間稱為退避時間,並使用退避演算法計算,該演算法確保站點等待不同的時間以避免衝突。
CSMA/CD 的效率
CSMA/CD 的效率受許多因素影響,包括網路拓撲、連線到廣播通道的站點數量以及傳輸速度。在具有較少傳輸站點的較小規模網路中,CSMA/CD 可以非常高效,因為發生衝突的可能性較小,並且站點之間的等待時間較短。然而,在具有許多傳輸站點的更大規模網路中。
另一個可能影響 CSMA/CD 效率的因素是傳輸速率。在高速頻寬網路中,由於單位大小資料包傳輸時間較短,衝突發生的頻率可能更高。這可能導致更多的等待時間並降低網路效率。為了解決這個問題,乙太網網路使用一種稱為載波擴充套件的技術,它可以延長傳輸時間,以便站點有更多時間來檢測和響應衝突。
效率的基本公式為:
$$\mathrm{\eta\:=\frac{有效時間}{週期時間}}$$
經過複雜的推導後,簡化的公式為:
$$\mathrm{\eta\:=\frac{1}{1\:+6.44a}}$$
其中 $\mathrm{a\:=\:T_{P} /T_{t}}$,
Tt 是傳輸延遲,Tp 是傳播延遲
關鍵要點
CSMA/CD 可以有效地處理網路流量
可以透過增加傳輸之間的等待時間來減少高網路流量
這減少了總體網路流量並提高了效率
較大的資料包不可取,因為它們需要更長的傳輸時間並增加衝突的可能性
較小的資料包有利於高速頻寬和網路效率
正如我們上面所討論的,傳輸延遲和傳播延遲也決定了 CSMA/CD 網路的良好效率,如公式所示,如果 Tt(傳輸延遲)增加,分母增加,效率降低;類似地,我們可以與傳播延遲相關聯,如果 Tp 增加,分母減少,整體效率增加。
儘管 CSMA/CD 非常有效,但它也有一些限制會影響其效率。例如,CSMA/CD 不適用於高頻寬要求或低延遲至關重要的場合。在這種情況下,其他協議(例如 CSMA/CA 載波偵聽多路訪問/衝突避免)會有所幫助。
如果我們展開 Tt 的公式,它是 L/B,其中 L 是資料包大小,B 是頻寬;對於 Tp =d/v,其中 d 表示兩個站點之間的距離,v 表示傳輸速度,它通常是光速的 70%,但在問題陳述中會給出。
如果我們考慮 Tp 和 Tt,如果資料包長度增加,效率會增加,因為衝突的可能性會降低。如果兩個傳輸站點之間的距離增加,效率會降低。
總的來說,我們可以得出結論:CSMA/CD 更適合 LAN,而不適合 WAN。CSMA/CD 用於有線 LAN。CSMA/CD 的問題在於,它不會採取任何措施來防止衝突,除非衝突已經發生。
結論
CSMA/CD 的效率 (η) 取決於許多因素,包括網路拓撲型別、傳輸站點的數量,以及我們討論的資料包長度和傳輸速度。雖然 CSMA/CD 由於其有效性和易於實現而被廣泛使用,但其效率可能會受到網路流量和連線到廣播鏈路的站點數量的影響,它不適合廣域網 (WAN),更適合區域網 (LAN)。此技術用於乙太網協議。
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