CSMA／CD协议[编辑]

简介

　　CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Derect），即载波监听多路访问/冲突检测方法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。

工作原理

　　CSMA/CD是一种分布式介质访问控制协议，网中的各个站（节点）都能独立地决定数据帧的发送与接收。每个站在发送数据帧之前，首先要进行载波监听，只有介质空闲时，才允许发送帧。这时，如果两个以上的站同时监听到介质空闲并发送帧，则会产生冲突现象，这使发送的帧都成为无效帧，发送随即宣告失败。每个站必须有能力随时检测冲突是否发生，一旦发生冲突，则应停止发送，以免介质带宽因传送无效帧而被白白浪费，然后随机延时一段时间后，再重新争用介质，重发送帧。CSMA/CD协议简单、可靠，其网络系统（如Ethernet）被广泛使用。

CSMA/CD介质访问控制协议中冲突检测的方法

　　冲突检测的方法很多，通常以硬件技术实现。一种方法是比较接收到的信号的电压大小。只要接收到的信号的电压摆动值超过某一门限值，就可以认为发生了冲突。另一种方法是在发送帧的同时进行接收，将收到的信号逐比特地与发送的信号相比较，如果有不符合的，就说明出现了冲突。

CSMA/CD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：侦听、发送、检测、冲突处理

　　（1） 侦听：

　　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。

　　（2） 发送：

　　当确定要发送后，通过发送机构，向总线发送数据。

　　（3） 检测：

　　数据发送后，也可能发生数据碰撞。因此，要对数据边发送，边检测，以判断是否冲突了。

　　（4）冲突处理：

　　当确认发生冲突后，进入冲突处理程序。有两种冲突情况：

　　① 侦听中发现线路忙

　　② 发送过程中发现数据碰撞

　　① 若在侦听中发现线路忙，则等待一个延时后再次侦听，若仍然忙，则继续延迟等待，一直到可以发送为止。每次延时的时间不一致，由退避算法确定延时值。

　　② 若发送过程中发现数据碰撞，先发送阻塞信息，强化冲突，再进行侦听工作，以待下次重新发送（方法同①）

CSMA/CD应用

CSMA/CD 曾经用于各种总线结构以太网（bus topology Ethernet）和双绞线以太网(twisted-pair Ethernet)的早期版本中。现代以太网基于交换机和全双工连接建立，不会有碰撞，因此没有必要使用CSMA/CD。

　　CSMA/CD网络上进行传输时，必须按下列五个步骤来进行

　　（1）传输前侦听

　　（2）如果忙则等待

　　（3）传输并检测冲突

　　（4）如果冲突发生，重传前等待

　　（5）重传或夭折

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