陳玲娟

摘要：載波監(jiān)聽多路訪問CSMA是一種搶占型的半雙工介質(zhì)訪問控制協(xié)議，采用分布式控制方法，其工作在OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層的介質(zhì)訪問控制子層，被廣泛應用在控制計算機對媒體訪問權(quán)上面。載波偵聽CS指任何連接到介質(zhì)的設(shè)備在欲發(fā)送幀前，必須對介質(zhì)進行偵聽，當確認其空閑時，才可以發(fā)送。本文對載波偵聽/沖突檢測 （CSMA/CD）進行一個分析。

關(guān)鍵詞：載波偵聽多路訪問 設(shè)備 協(xié)議 訪問 分析

1 CSMA/CD概述

CSMA/CD：CSMA/CD表示Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection。CSMA/CD即為載波偵聽多路訪問/沖突檢測機制，采用該機制的站點在發(fā)送數(shù)據(jù)時邊發(fā)邊檢測，一旦檢測到?jīng)_突，站點立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，有效地減少的沖突的發(fā)生，減低了誤碼率，提高了信道利用率。

我們也需要對幾個名詞進行了解：“多點接入”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上；“載波監(jiān)聽”是指每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞；“碰撞檢測”就是計算機邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號電壓大小。

正確使用以上策略可以在一定程度上減少沖突的發(fā)生，但無法徹底解決沖突問題。CSMA/CD控制方式的優(yōu)點是：原理比較簡單，技術(shù)上易實現(xiàn)，網(wǎng)絡中各工作站處于平等地位，不需集中控制，不提供優(yōu)先級控制。但在網(wǎng)絡負載增大時，發(fā)送時間增長，發(fā)送效率急劇下降。

2 CSMA/CD即載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測方法

我們知道，在以太網(wǎng)中，傳輸介質(zhì)被所有的節(jié)點所共享。

所有節(jié)點要求傳輸介質(zhì)提供有序、高效的傳輸服務，而這也正是以太網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議要解決的問題，下面我們對此展開一個分析

2.1 CSMA控制規(guī)程的特征

①簡單。

②具有廣播功能。

③平均帶寬：f=F/n。

④絕對平等，無優(yōu)先級。

⑤低負荷高效，高負荷低效。

⑥延時時間不可預測。

⑦傳輸速率與傳輸距離為一定值。

2.2 載波偵聽多路訪問/沖突檢測方案

要求設(shè)備在發(fā)送幀的同時要對信道進行偵聽，以確定是否發(fā)生沖突，若在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中檢測到?jīng)_突，則進行如下沖突處理操作：

①發(fā)送特殊阻塞信息并立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)：特殊阻塞信息是連續(xù)幾個字節(jié)的全1信號，此舉意在強化沖突，以使得其它設(shè)備能盡快檢測到?jīng)_突發(fā)生。

②在固定時間（一開始是1 contention period times）內(nèi)等待隨機的時間，再次發(fā)送。

③若依舊碰撞，則采用截斷二進制指數(shù)避退算法進行發(fā)送。即十次之內(nèi)停止前一次“固定時間”的兩倍時間內(nèi)隨機再發(fā)送，十次后則停止前一次“固定時間”內(nèi)隨機再發(fā)送。嘗試16次之后仍然失敗則放棄傳送。

此方案應用于以太網(wǎng)（DIX Ethernet V2）標準，IEEE 802.3標準。

3 CSMA/CD沖突檢測原理

CSMA/CD是標準以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)中統(tǒng)一采用的介質(zhì)爭用處理協(xié)議（但在萬兆以太網(wǎng)中，由于采用的是全雙工通信，所以不再采用這一協(xié)議）。之所以稱之為“載波偵聽”（“載波”就是承載信號的電磁波），而不是稱之為“介質(zhì)偵聽”，那是因為如果介質(zhì)上正在有載波存在，則證明介質(zhì)處于忙的狀態(tài)（因為信號或者數(shù)據(jù)不是直接傳輸?shù)?，而是通過電磁載波進行的）；如果沒有載波存在，則介質(zhì)是空閑狀態(tài)。也就是通過載波的檢測，可以得知介質(zhì)的狀態(tài)，而不能直接來偵聽介質(zhì)本身得出其空閑狀態(tài)。

CSMA/CD的工作原理可以用以下幾句話來概括：先聽后說，邊聽邊說。一旦沖突，立即停說。等待時機，然后再說。這里的“聽”即監(jiān)聽、檢測之意；“說”即發(fā)送數(shù)據(jù)之意。CSMA/CD控制方式的優(yōu)點是：原理比較簡單，技術(shù)上易實現(xiàn)，網(wǎng)絡中各工作站處于平等地位，不需集中控制，不提供優(yōu)先級控制。但在網(wǎng)絡負載增大時，發(fā)送時間增長，發(fā)送效率急劇下降

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