总线型以太网--------CSMA/CD

本文介绍了以太网的CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)机制,包括其目的、工作原理和后退算法。在CSMA/CD中,终端在发送数据前需侦听总线是否空闲,并在侦听到空闲后等待帧间最小间隔才开始发送。在发送过程中,终端需持续检测冲突,一旦发现冲突则停止发送并采用截断二进制指数退避算法来避免持续冲突。然而,这种机制可能导致捕获效应,即一个终端长时间占用总线,而其他终端无法获取发送机会。

载波侦听(carrier sence)、多点接入(multiple access)/冲突检测(collision detection)

目的

  解决多个终端争用总线的问题

工作原理

(1)、先听(侦听)再讲(发送数据):某个终端要想发送数据,必须先侦听总线是否空闲,在确定了总线空闲(无载波)之后才能开始发送数据。一旦终端开始发送数据,就会有电信号在总线上传播,那么连接在总线上的其他终端都能侦听到总线的存在。

(2)、等待帧间最小间隔(IFG):并不是一帧听到总线空闲就发送数据,而是要侦听到总线空闲一段时间(称帧间最小间隔:以太网规定IFG为9.6us)后,才能开始发送数据。这样做的原因:

   1)若发送终端向接收终端发送数据后,紧接着发送终端或者其他终
      端又向接收终端发送数据,可能会出现前一帧数据在接收端的接
      收缓冲区中还未取走而后一帧数据又发来,造成数丢失。
   2)一个终端不能一直占用总线,发送完一帧之后必须和其他终端公
      平争用发送下一帧的机会。
   3)为了让总线上的其他终端正确的监测先导码和帧开始定界符。

(3)、边讲边听(边发送边侦听):因为载波在总线上传播有时延,所有可能会出现总线上有数据在传输,但是某个终端在帧间最小间隔内未侦听到载波,然后开始发送数据,导致冲突发生。所以,某个终端开始发送数据后,必须一直检测总线上是否有冲突发生,若有,停止正常的数据传输,发送4字节或者6字节的阻塞信号(干扰信号),加重冲突,让所有发送数据的终端都能检测到冲突的发生。

(4)、退后再讲:冲突发生后,数据停止发送,延迟一段时间后再开始侦听总线。

后退算法

冲突发生后,两个终端的延迟时间必须不同,否则会一直陷入冲突->延迟->侦听-&g

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