什麼是帶有衝突檢測的CSMA?


載波偵聽多路訪問(CSMA)是一種隨機訪問協議(多址訪問協議),用於最大限度地減少衝突的可能性並提高效能。其主要原理是“傳送前偵聽”。CSMA使用共享介質,這意味著任何資料都透過公共互連網路傳遞。

載波偵聽多路訪問(CSMA)協議的示意圖如下:

假設傳送方在未感知通道狀態的情況下放置幀,如果其他節點也向共享記憶體傳送幀,則會導致與其他節點的衝突。因此,我們在傳輸前進行偵聽。

載波主要有兩種狀態,如下所示:

  • 載波繁忙 - 進行傳輸

  • 載波空閒 - 不進行傳輸。

CSMA解釋

載波偵聽多路訪問(CSMA)協議的分步解釋如下:

步驟1 - 只有在載波空閒時才會發生衝突,否則資料將被傳輸。因此,衝突的主要原因是傳播延遲。

步驟2 - 傳送方和接收方之間的距離越大,衝突的可能性也越高。

步驟3 - 假設傳送方想要向接收方傳送資料,同時另一個節點1也使用公共通道,則會發生衝突。這也被稱為傳播延遲。

步驟4 - 基本CSMA的變體包括新增衝突避免、衝突檢測和衝突解決技術。

步驟5 - 主要用於乙太網和無線保真技術。

用於避免衝突的重要版本如下:

  • CSMA/CD - CSMA衝突檢測

  • CSMA/CA - CSMA衝突避免

現在讓我們看看衝突檢測(CSMA/CD)的概念

CSMA/CD - CSMA衝突檢測

衝突檢測(CSMA/CD)的概念分步解釋如下

步驟1 - 如果兩個站點檢測到通道空閒,並且它們開始同時傳輸併發生衝突,則它們不應該完成幀的傳輸,而應該在檢測到衝突時立即停止幀的傳輸。

步驟2 - 透過終止幀可以節省時間和頻寬。這稱為CSMA/CD。

步驟3 - 它主要用於MAC子層(資料鏈路層網路的一部分)和乙太網中的區域網。

CSMA/CD可以處於競爭、傳輸或空閒狀態。讓我們看看下面的圖表來理解這個概念:

這裡:

  • 在t0時刻,轉換週期結束,在下一個幀傳送之間存在競爭週期。

  • 此週期是主機必須傳輸的最小時間,以便它可以確保沒有其他主機正在打包它。

  • 這將是最小週期。透過這種方式,我們可以避免衝突。

  • 可以透過檢視接收訊號的功率或脈衝寬度並將其與傳送訊號進行比較來檢測衝突。

  • 功率訊號優於傳送訊號。理想週期是所有站點都處於靜默狀態。

  • 因此,在連續的傳輸和競爭週期中,幀可以檢查是否發現衝突。

主要缺點是不適合長距離傳輸,不能用於無線技術。

讓我們看一下CSMA/CD的演算法和流程圖,以便更詳細地理解該概念:

演算法

CSMA/CD的演算法如下:

步驟1 - 檢查想要傳輸資料的站點是否感知到通道繁忙或空閒。如果載波空閒,則進行傳輸。

步驟2 - 傳輸站點使用條件Tt >= 2 * Tp檢測衝突,其中Tt是傳輸延遲,Tp是傳播延遲。

步驟3 - 每當檢測到衝突時,站點都會釋放阻塞訊號。

步驟4 - 發生衝突後,傳輸站點停止傳輸並等待一定量的隨機時間,稱為“回退時間”。在此時間之後,站點再次重新傳輸。

流程圖

CSMA/CD的流程圖如下:

更新於:2021年9月11日

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