CSMACA协议的基本原理
CSMA CD和CSMA CA详解
CSMA/CD
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)
即载波监听多路访问/冲突检测方法
在以太网中,所有的节点共享传输介质。如何保证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务,就是以太网的介质访问控制协议要解决的问题。
一、基础篇:
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。
CSMA/CD控制方式的优点是:
原理比较简单,技术上易实现,网络中各工作站处于平等地位,不需集中控制,不提供优先级控制。但在网络负载增大时,发送时间增长,发送效率急剧下降。
CSMA/CD应用在 OSI 7层里的数据链路层
它的工作原理是: 发送数据前先监听信道是否空闲 ,若空闲则立即发送数据.在发送数据时,边发送边继续监听.若监听到冲突,则立即停止发送数据.等待一段随即时间,再重新尝试.
二、进阶篇:
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:
csmaca协议工作原理
csmaca协议工作原理
CSMACA协议是一种用于共享介质以及协调通信的协议。其
工作原理如下:
1. 空闲状态:当网络中没有节点进行传输时,所有节点都可以按需发送数据。
2. 数据传输:当一个节点准备发送数据时,它首先监听信道,如果发现信道空闲,就发送数据。如果信道被其他节点占用,该节点则等待直到信道空闲。
3. 碰撞检测:当一个节点发送数据时,其他节点也在监听信道。如果多个节点同时尝试发送数据,就会发生碰撞。当检测到碰撞时,所有节点都停止发送数据,并等待一段随机时间(退避时间)后重新尝试发送。
4. 退避机制:在发生碰撞后,节点会通过随机生成一个等待时间来避免继续发生碰撞。每个节点生成的等待时间都是不同的,因此在退避时间结束后,节点们重新尝试发送数据时,有可能会发生较少的碰撞。
5. 持续监听:当一个节点发送数据后,它仍然持续监听信道。如果在数据发送过程中发生碰撞,节点会立即停止发送数据并等待退避时间后重新尝试。
6. 优先级设置:CSMACA协议可以根据节点的需求设置优先级。具有较高优先级的节点可以在信道空闲时立即发送数据,
而较低优先级的节点则需要等待空闲。
综上所述,CSMACA协议通过空闲监听、碰撞检测、退避机制和优先级设置来实现共享介质的可靠通信。它能够有效避免节点之间的碰撞,并提高传输的成功率和整体效率。
CSMACA协议
CSMACA协议
1.1 载波侦听多路访问
根据具体的监听/发送策略,可将CSMA分为:
⾮持续CSMA(英语:non-persistent CSMA)
当要发送帧的设备侦听到线路忙或发⽣冲突时,会随机等待⼀段时间再进⾏侦听;若发现不忙则⽴即发送;此策略可以减少冲突,但会导致信道利⽤率降低,以及较长的延迟。
1-持续CSMA(英语:1-persistent CSMA)
当要发送帧的设备侦听到线路忙或发⽣冲突时,会持续侦听;若发现不忙则⽴即发送。当传播延迟较长或多个设备同时发送帧的可能性较⼤时,此策略会导致较多的冲突,导致性能降低。
p-持续CSMA(英语:p-persistent CSMA)
当要发送帧的设备侦听到线路忙或发⽣冲突时,会持续侦听;若发现不忙,则根据⼀个事先指定的概率p来决定是发送帧还是继续侦听(以p 的概率发送,1-p的概率继续侦听);此种策略可以达到⼀定的平衡,但对于参数p的配置会涉及⽐较复杂的考量。
正确使⽤以上策略可以在⼀定程度上减少冲突的发⽣,但⽆法彻底解决冲突问题。
1.2 CSMA/CD
载波监听多路访问/冲突检测,此⽅案要求设备在发送帧的同时要对信道进⾏侦听,以确定是否发⽣冲突,若在发送数据过程中检测到冲突,则进⾏如下冲突处理操作:
发送特殊阻塞信息并⽴即停⽌发送数据:特殊阻塞信息是连续⼏个字节的全1信号,此举意在强化冲突,以使得其它设备能尽快检测到冲突发⽣。
在固定时间內等待随机的时间,再次发送。
此⽅案应⽤于以太⽹(DIX Ethernet V2)标准,IEEE 802.3标准
CSMACA
CSMA/CA
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)载波侦听多路访问。
1,CSMA简介
(1)网络发展初期,网络中通信数据量很小,这个时候经常采用的接入方法是ALOHA 协议。其基本思想是:如果网络中的一个节点有数据要发送,那么它就发送数据包,而不管共享信道当前的状态。这是一种完全随机的计入方法。如果源节点在规定时间内收到目的的节点相应,那么就认为通信成功;否则认为失败,源节点重新发送这一帧数据。
(2)随着网络的发展,网络上的数据流量不断增加,传输数据时,共享信道上产生冲突的可能性变得很大了,在这种情况下,ALOHA协议就不再能够有效的工作。为了适应网络的发展,人们设计出了一种新的随机接入方法,即载波侦听多址接入(CSMA),其基本思想是。如果网络中一个节点有数据要发送,那么它首先监听信道,如果当前信道空闲,它就发送数据包;如果信道忙,它就等信道空闲后再发数据包。如果源节点在规定时间内收到目的节点相应,那么久认为通信成功;否则认为通信失败,源节点等待一个随机的时间之后重新发送这一帧数据。
(3)CSMA协议对ALOHA协议进行了改进,在发数据前首先检测信道,从而减小了冲突发生的可能性。如果收不到目的节点的ACK,则等待随机时间再重发送数据,从而减小了再次冲突的可能性。
2,CSMA/CA工作过程
2.1帧间间隔
为了尽量避免碰撞,802.11规定,所有的站在完成发送后,必须再等待一段很短的时间(继续监听)才能发送下一帧、这段时间的通称四帧间间隔IFS。帧间间隔的长短取决于该站要发送的帧类型。高优先级的帧需要等待的时间较短,因此可以优先获得发送权,但低优先级帧就必须等待较长的时间。若低优先级帧还没来得及发送而其他高优先级帧已发送到媒体,则媒体变为忙态因而低优先级帧就只能再推迟发送了。这样就减少了发生碰撞的机会。至于各种帧间间隔的具体长度,这取决于使用物理层特性。三种帧间间隔的作用。
CSMACA协议
CSMACA协议
802.11中采⽤CSMA/CA协议来规定多个⼯作节点共⽤信道的问题。
CSMA/CA的全称是Carrier sense multiple access with collision avoidance
该协议可以分为两个部分来看:
1.Carrier sence:每个节点在传输之前,先对信道进⾏监听,看有没有其他节点在占⽤信道进⾏传输。
2.collision avoidance:如果有节点占⽤信道,则等待⼀段时间,再进⾏监听。
在监听信道的时候,有隐藏节点问题存在。例如:
三个节点A,B,D. A的监听范围只覆盖到B,覆盖不到D;D的监听范围只覆盖到B,覆盖不到A。
假如A给B发送数据,⽽D监听不到这⼀情况,D也给B发送数据,此时就会发⽣碰撞,导致B⽆法正常接收A或D的数据。
降低隐藏节点影响的⽅法是使⽤RTS/CTS包。
A发送RTS包给B,B收到RTS后,发送CTS给A,A收到CTS后才能给B发送数据。在此同时:
C探测到A发送的RTS,但是探测不到B发送的CTS,因此C可以发送数据包,不会影响B接收A的数据包。
D探测不到A发送的RTS,但是探测到B发送的CTS,因此D不能发送数据包,因为会影响B接收A的数据包。
E能探测到RTS和CTS,因此也不能发送数据包。
当节点使⽤信道发送了数据之后,要收到对端发来的ACK才知道数据正确被对⽅接收了,否则可能发⽣碰撞导致丢包,此刻就要等待重发,等待的时间采⽤退避算法。t,2t,4t...
CSMACD和CSMACA之原理和区别
CSMA/CD:带有冲突检测的载波监听多路访问,可以检测冲突,但无法“避免” CSMA/CA:带有冲突避免的载波侦听多路访问,发送包的同时不能检测到信道上有无冲突,只能尽量‘避免’; 1.两者的传输介质不同,CSMA/CD用于总线式以太网,而CSMA/CA则用于无线局域网802.11a/b/g/n等等; 2.检测方式不同,CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测,当数据发生碰撞时,电缆中的电压就会随着发生变化;而CSMA/CA采用能量检测(ED)、载波检测(CS)和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式; 3.WLAN中,对某个节点来说,其刚刚发出的信号强度要远高于来自其他节点的信号强度,也就是说它自己的信号会把其他的信号给覆盖掉; 4.本节点处有冲突并不意味着在接收节点处就有冲突; 主要区别就是CD可以一边检测冲突,一边收发数据,一旦检测到冲突,立刻停止数据收发。CA则是必须先检测是否有冲突,得到对端确认后,再发送数据,而不能同时进行,是根据无线网络的特点设计出来的.4.CSMA/CA与CSMA/CD的区别 (1)载波检测方式:因传输介质不同,CSMA/CD与CSMA/CA的检测方式也不同。CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测,当数据发生碰撞时,电缆中的电压就会随着发生变化;而CSMA/CA采用能量检测(ED)、载波检测(CS)和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式。 (2)信道利用率比较CSMA/CA协议信道利用率低于CSMA/CD协议信道利用率。但是由于无线传输的特性,在无线局域网不能采用有线局域网的CSMA/CD办议。信道利用率受传输距离和空旷程度的影响,当距离远或者有障碍物影响时会存在隐藏终端问题,降低信道利用率。CSMA/CD CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) 即载波监听多路访问/冲突检测方法 在以太网中,所有的节点共享传输介质。如何保证传输介质有序、高效地为许多节点提供传输服务,就是以太网的介质访问控制协议要解决的问题。 一、基础篇: 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。 CSMA/CD控制方式的优点是: 原理比较简单,技术上易实现,网络中各工作站处于平等地位,不需集中控制,不提供优先级控制。但在网络负载增大时,发送时间增长,发送效率急剧下降。 CSMA/CD应用在 ISO7层里的数据链路层 它的工作原理是: 发送数据前 先监听信道是否空闲 ,若空闲则立即发送数据.在发送数据时,边发送边继续监听.若监听到冲突,则立即停止发
csmacd的应用原理
CSMACD的应用原理
1. 概述
在计算机网络中,CSMACD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)是一种常用的访问控制协议。它被广泛应用于局域网(LAN)中,用于协调多个设备之间的数据传输。CSMACD的基本原理是通过侦听信道的使用情况,当信道空闲时,设备可以发送数据,如果多个设备同时发送数据导致冲突,则会进行冲突检测并重新发送。
2. 原理详解
CSMACD的原理可以分为以下几个关键步骤:
2.1 载波侦听(Carrier Sense)
在发送数据之前,设备首先会检测信道是否正在被其他设备使用。如果设备检
测到信道空闲,即无其他设备在发送数据,则设备可以开始发送数据帧。
2.2 冲突检测(Collision Detection)
如果多个设备同时开始发送数据帧,信道将会发生冲突。要检测冲突是否发生,设备会同时接收并检测正在发送的数据帧的信号。如果设备检测到冲突,则设备会发送一个“撞击”信号,表示冲突已经发生。
2.3 退避算法(Backoff Algorithm)
一旦设备检测到冲突,它将会进行退避算法。设备随机选择一个退避时间,在
该时间内等待,并再次使用载波侦听机制来检测信道是否空闲。如果信道仍然空闲,设备将重新发送数据帧。如果再次发生冲突,设备将重新选择退避时间,并再次尝试发送。
2.4 成功传输与重传(Successful Transmission and Retransmission)
当设备成功发送数据帧时,其他设备会接收到该数据帧并进行确认。如果接收
csmacd工作原理
csmacd工作原理
CSMACD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,带碰撞检测的载波监听多路访问)是一种常用的局域网访问协议,用于解决多个设备共享一个通信介质时可能发生冲突的问题。
CSMACD协议的工作原理是基于三个主要步骤:载波监听、碰撞检测和退避机制。
首先,在发送数据之前,设备会监听通信介质,检测是否有其他设备在传输数据。如果发现介质空闲,则设备可以开始发送数据;如果介质被其他设备占用,设备会等待空闲时隙来发送数据。
其次,设备在发送数据的同时也在持续监听通信介质。如果设备在发送数据时发现冲突(即与其他设备同时发送数据),会立即停止发送,并发送一个碰撞信号。
最后,设备在发送碰撞信号后,会启动退避机制。设备会等待一个随机的时间段,然后重新开始从步骤一的载波监听开始。
这种退避机制可以有效地减少碰撞事件的发生概率。因为设备等待的时间是随机的,所以每个设备都会有不同的等待时间,从而减少了再次发生碰撞的可能性。当设备成功发送数据后,其他设备会检测到介质空闲并开始发送自己的数据。
总体而言,CSMACD协议通过载波监听、碰撞检测和退避机
制的结合,实现了多个设备在共享介质上进行数据传输时的冲突解决。这种协议能够使设备在保持高效传输的同时避免冲突,提高了局域网的性能和可靠性。
CSMA-CA协议分析
《CSMA/CA协议研究分析》
一.概述
无线局域网标准802.11的MAC和802.3协议的MAC非常相似,都是在一个共享媒体之上支持多个用户共享资源,由发送者在发送数据前先进行网络的可用性检测。在802.3协议中,是由一种称为CSM/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的协议来完成调节,这个协议解决了在Ethernet上的各个工作站如何在线缆上进行传输的问题,利用它检测和避免当两个或两个以上的网络设备需要进行数据传送时网络上的冲突。
二.CSMA/CA协议
1.CSMA/CD为什么不能应用无线局域网以及CSMA/CA的由来
CSMA/CD协议已成功地应用有线连接的局域网,但在无线局域网的环境下,确不能简单的搬用CSMA/CD协议,特别是碰撞检测部分。原因如下:
第一,在无线局域网的适配器上,接收信号的强度往往小于发送信号的强度,因此若要实现碰撞检测,那么在硬件上需要的花费就会过大。
第二,在无线局域网中,并非所有的站点都能够听见对方,而“所有的站点都能够听见对方”正是实现CSMA/CD协议必须具备的基础。
下面用图一的例子来说明这点。虽然无线电波能够向所有方向传播,但其传播距离受限,而且当电磁波在传播过程中遇到障碍时,其传播距离就更短。图一中画有四个无线站点,并假设无线信号传播范围是以发送站为圆心的一个圆形面积。
图一(a)表示站点A和C想和B通信。但A和C相距较远,彼此都听不见对方。当A和C检测到信道空闲时,就想向B发送数据,结果发生了碰撞。(这祌未能检测其他站点信号的问题叫做隐蔽站问题。)
csma ca 的工作原理
csma ca 的工作原理
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,带冲突避免的载波侦听多路访问)是一种用于无
线网络中的多路访问协议。该协议的工作原理如下:
1. 载波侦听:当一个设备想要发送数据时,它首先监听信道,以检测是否有其他设备正在发送数据。如果信道空闲,设备将开始发送数据。
2. 随机退避:如果设备检测到信道被其他设备使用(即发现冲突),它将等待一个随机的时间片段后重新尝试发送数据。通过使用随机退避,可以减少冲突的可能性。
3. 冲突避免:CSMA/CA还引入了一种冲突避免机制,称为RTS/CTS(Request To Send/Clear To Send)。在发送数据之前,发送设备将先发送一个“请求发送”(RTS)帧给接收设备。接
收设备收到RTS帧后,会回复一个“允许发送”(CTS)帧。
只有在收到CTS帧后,发送设备才会开始发送实际数据。这
个过程可以避免隐藏节点问题,减少冲突的发生。
4. 碰撞检测:CSMA/CA还使用了碰撞检测,当发送设备在发
送数据的同时检测到信道上有其他设备发送数据,它会立即停止发送并等待一个随机时间片段后重新尝试发送。
通过上述机制,CSMA/CA可以实现在无线网络中有效地共享
信道资源,减少冲突和碰撞,提高数据传输的可靠性和效率。
csma cd协议工作原理
csma cd协议工作原理
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)是一种网络协议,用于解决共享介质网络中的冲突问题。它是一种基于载波感知的多路访问协议,通过监听介质上的信号来判断是否有其他设备正在发送数据。如果检测到信道空闲,则可以开始发送数据;如果信道忙碌,则需要等待空闲再发送。
CSMA/CD的工作原理如下:
1. 载波感知:设备首先会监听介质上的电信号,以检测当前是否有其他设备在发送数据。如果没有检测到信号,表示信道空闲,设备可以准备发送数据。
2. 冲突检测:当设备准备发送数据时,它会继续监听信道,以确保其他设备没有在同一时间发送数据。如果有其他设备发送数据导致冲突,设备会立即停止发送,将信号发送出去,通知其他设备发生了冲突。
3. 随机退避:在发生冲突后,设备会随机选择一个时间段,等待一段时间后再次尝试发送数据。这样可以避免多个设备同时再次发送数据导致再次冲突。
4. 重传机制:如果设备在一定次数内仍然无法成功发送数据,那么它会放弃发送,并将该消息标记为发送失败。然后,设备可以选择重新发送失败的消息。
通过使用CSMA/CD协议,多个设备可以在共享介质网络上进行通信,有效地避免了冲突问题。这种协议被广泛应用在Ethernet局域网中,以实现高效的数据传输。
wifi传输原理
wifi传输原理
Wi-Fi(Wireless Fidelity)是一种无线局域网技术,通过无线
信号传输数据。它基于IEEE 802.11标准,主要工作在
2.4GHz和5GHz频段。Wi-Fi的传输原理是通过无线电波进行
数据的传输。
Wi-Fi传输的数据是通过无线电波在发送和接收设备之间进行
传输的。发送设备通常是一个Wi-Fi路由器或者接入点,而接
收设备可以是手机、电脑、平板等。在发送设备中,数据会通过无线电信号转换成无线电波,通过天线发射出去。在接收设备中,天线会接收到无线电波,并将其转换为电信号,然后被连接的设备通过硬件接口接收和处理这些电信号,最终将数据转化为可读的信息。
Wi-Fi使用的是CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)协议,该协议用于无线网络的接入控制。CSMA/CA协议主要包括两个步骤。首先,设备要检测无线信
道是否闲置,以确保没有其他设备正在传输数据。如果信道闲置,设备就可以开始发送数据。然后,设备在发送数据之前会随机生成一段等待时间,以避免与其他设备同时发送数据,导致碰撞和数据丢失。这种碰撞避免机制可以提高Wi-Fi网络的
性能和可靠性。
同时,Wi-Fi还支持加密技术来保护数据的安全性。常见的加
密方式有WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)和WPA2等。这些加密方式使用密钥将数
据进行加密,只有拥有正确密钥的设备才能解密并读取数据。
MAC协议
MAC协议
MAC协议全称是媒体访问控制协议(Media Access Control Protocol),是指在计算机网络中,用于控制多个节点同时访问共享信道的协议。其作用是协调传输站点之间的顺序,使得数据包能够顺利地传输并减少冲突的发生。
MAC协议是在数据链路层中实现的,主要功能有:选择合适的传输介质、规定帧的格式和访问方式、控制帧的传输以及解决帧冲突等。MAC协议的设计必须考虑到多个节点同时访问共享信道的情况,并且要避免节点之间的冲突,以确保数据传输的顺利进行。
常见的MAC协议有以下几种:
1. CSMA/CD协议:该协议是最常用的MAC协议之一,全称是“载波侦听多路访问/冲突检测(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)”。它通过先监听信道是否被占用,然后再发送数据,以避免冲突的发生。如果发生冲突,则发送方会采取一定的算法进行重传。
2. CSMA/CA协议:该协议是无线局域网中常见的MAC协议,全称是“载波侦听多路访问/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access/Coll ision Avoidance)”。它采用了一些控制机制来减少冲突的发生,如网络分区、数据帧传输时间的随机化等。
3. TDMA协议:该协议采用时分多路复用的方式,将时间分成若干时隙,每个节点只有在自己的时隙内才能发送数据。它可以保证数据传输的实时性和可靠性,但同时也会浪费一部
分时隙资源。
4. Token Ring协议:该协议使用了令牌环的方式来规定节点之间的通信顺序。只有当节点拥有令牌时,才能发送数据。该协议可以有效避免冲突的发生,但同时也会增加系统的延迟。
wifi通信原理
wifi通信原理
WiFi通信原理。
WiFi通信是一种无线局域网技术,它使用无线电波进行数据传输,可以让设备在没有物理连接的情况下进行通信。在现代社会,WiFi通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分,它广泛应用于家庭、办公室、公共场所等各种场合。那么,WiFi通信是如何实现的呢?本文将从WiFi通信的原理入手,为大家详细介绍WiFi通信的基本原理和工作方式。
首先,WiFi通信的原理基于无线电波的传输。无线电波是一种电磁波,它可以在空间中传播,并携带着数据信息。WiFi设备通过无线电波进行通信,发送和接收数据,实现无线网络连接。WiFi通信使用的频段通常在2.4GHz和5GHz之间,这些频段是经过国际协商确定的,以避免干扰和冲突。
其次,WiFi通信采用了CSMA/CA协议。CSMA/CA是一种用于无线局域网的多路访问协议,它通过监听信道的方式来避免碰撞。当一个设备要发送数据时,它首先会监听信道,确保信道空闲,然后再发送数据。如果信道被其他设备占用,就会等待一段随机时间后
再次尝试发送。这样可以有效地避免数据碰撞,提高通信效率。
另外,WiFi通信还采用了OFDM调制技术。OFDM是一种多载波调制技术,它将高速数据流分成多个低速数据流,并通过并行传输的方式来提高数据传输速率。在WiFi通信中,OFDM技术可以有效地抵抗多径传播和频率选择性衰落,提高信号的抗干扰能力,保证数据传输的稳定性和可靠性。
此外,WiFi通信还使用了WPA/WPA2加密协议。WPA/WPA2是一种用于无线网络的安全协议,它采用了强大的加密算法和密钥管理机制,保护数据传输的安全性。通过WPA/WPA2加密,可以防止黑客和恶意用户对WiFi网络进行攻击,保护用户的隐私和数据安全。
CSMACA协议的基本原理
4
目录
CAMS/CA协议
CSMA/CD协议
CSMA/CD协议
CSMA/CD协议,意思是 载波监听多点接入/碰撞检 测。它的基本原理是:所 有节点都共享网络传输信 道,节点在发送数据之前, 首先检测信道是否空闲, 如果信道空闲则发送,否 则就等待;在发送出信息 后,再对冲突进行检测, 当发现冲突时,则取消发 送。
尽管协议经过了精心设计,但冲突仍然会发 生。 例如:站B和站C同时向站A发送RTS帧。这两 个RTS帧发生冲突后,使得站A收不到正确的 RTS帧因而站A就不会发送后续的CTS帧。这时, 站B和站C像以太网发生冲突那样,各自随机 地推迟一段时间后重新发送其RTS帧。推迟时 间的算法也是使用二进制指数退避。
1首先检测信道是否有使用如果检测出信道繁忙则等待一段随机时间后才送出数2接收端如果正确收到此帧则经过一段时间间隔后向发送端发送确认帧ack
计算机网络研讨
2016.10.25
题目描述:
学习无线局域网中 CSMA/CA协议的基本原 理以及与CSMA/CD协议 的异同点。
CSMA/CD协议
不同点
1 2 3
站A的无线信号覆盖范围:站B、站C、站E。 站B的无线信号覆盖范围:站A、站D、站E。 若站A要向站B发送数据,则: 1.站A在发送数据帧之前,要先向站B发送一个请求发送帧RTS(Request To Send)。 在RTS帧中已说明将要发送的数据帧的长度。站B收到RTS帧后就向站A回应一个允许 发送帧CTS(Clear To Send)。在CTS帧中也附上A欲发送的数据帧的长度(从RTS帧中 将此数据复制到CTS帧中)。站A收到CTS帧后就可发送其数据帧了。 2.对于站C,站C处于站A的无线传输范围内,但不在站B的无线传输范围内。因此站C 能够收听到站A发送的RTS帧,但经过一小段时间后,站C收听不到站B发送的CTS帧。 这样,在站A向站B发送数据的同时,站C也可以发送自己的数据而不会干扰站B接收 数据(注意:站C收听不到站B的信号表明,站B也收听不到站C的信号)。 3.对于站D,站D收听不到站A发送的RTS帧,但能收听到站B发送的CTS帧。因此,站D 在收到站B发送的CTS帧后,应在站B随后接收数据帧的时间内关闭数据发送操作,以 避免干扰站B接收自A站发来的数据。 4.对于站E,它能收到RTS帧和CTS帧,因此,站E在站A发送数据帧的整个过程中不能 发送数据。
CSMA CA
与CSMA/CD的差别
CSMA/CD可以检测冲突,但无法避免冲突;对于CSMA/CA,在发送包的同时不能检测到信道上有无冲突,只能 尽量避免。CSMA/CD和CSMA/CA的主要差别表现在:
(1)两者的传输介质不同:CSMA/CD用于总线式以太,而CSMA/CA用于无线局域802.11a/b/g/n等。
CSMA CA
计算机科学算法
01 产Hale Waihona Puke Baidu背景
03 分类
目录
02 工作流程 04 与CSMA/CD的差别
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoid,即带有冲突避免的载波侦听多路访 问)是一种数据传输时避免各站点之间数据传输冲突的算法,其特点是发送包的同时不能检测到信道上有无冲突, 只能尽量“避免”。例如,如果计算机A和计算机C同时给计算机B发送一个控制消息,它们将同时到达计算机B, 导致冲突的发生。当这种冲突发生时,发送者可以随机等待一段时间,然后重发控制消息。因为控制消息比数据 敏要短得多,所以发生第二次冲突的可能性也要比传统以太要小很多。最终将有一个控制消息正确到达,然后计 算机B发送一个响应消息。通常CSMA/CA利用ACK信号来避免冲突的发生,也就是说,只有当客户端收到络上返回 的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的。
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异同点
பைடு நூலகம்
CSMA/CD:带有冲突检测的载 波监听多路访问,发送包的同 时可以检测到信道上有无冲突 但无法“避免”冲突;
CSMA/CA:带有冲突避免的载 波监听多路访问,发送包的同 时不能检测到信道上有无冲突, 只能尽量“避免”冲突。
函数编写
1.两者的传输介质不 同,CSMA/CD用于总线式以太网, 而CSMA/CA则用于无线局域网 802.11a/b/g/n等等; 2.检测方式不同,CSMA/CD通过 电缆中电压的变化来检测,当 数据发生碰撞时,电缆中的电 压就会随着发生变化;而 CSMA/CA采用能量检测(ED)、载 波检测(CS)和能量载波混合检 测三种检测信道空闲的方式; 3.WLAN中,对某个节点来说, 其刚刚发出的信号强度要远高 于来自其他节点的信号强度, 也就是说它自己的信号会把其 他的信号给覆盖掉; 4.本节点处有冲突并不意味着 在接收节点处就有冲突。
工作流程
1.送出数据前,监听媒体状 态,等没有人使用媒体,维 持一段时间后,才送出数据。 由於每个设备采用的随机时 间不同,所以可以减少冲突 的机会。 2.送出数据前,先送一段小 小的请求传送报文(RTS : Request to Send)给目标端, 等待目标端回应(CTS: Clear to Send)报文后,才 开始传送。 利用RTS-CTS握 手(handshake)程序,确保 接下来传送资料时,不会被 碰撞。
站A的无线信号覆盖范围:站B、站C、站E。 站B的无线信号覆盖范围:站A、站D、站E。 若站A要向站B发送数据,则: 1.站A在发送数据帧之前,要先向站B发送一个请求发送帧RTS(Request To Send)。 在RTS帧中已说明将要发送的数据帧的长度。站B收到RTS帧后就向站A回应一个允许 发送帧CTS(Clear To Send)。在CTS帧中也附上A欲发送的数据帧的长度(从RTS帧中 将此数据复制到CTS帧中)。站A收到CTS帧后就可发送其数据帧了。 2.对于站C,站C处于站A的无线传输范围内,但不在站B的无线传输范围内。因此站C 能够收听到站A发送的RTS帧,但经过一小段时间后,站C收听不到站B发送的CTS帧。 这样,在站A向站B发送数据的同时,站C也可以发送自己的数据而不会干扰站B接收 数据(注意:站C收听不到站B的信号表明,站B也收听不到站C的信号)。 3.对于站D,站D收听不到站A发送的RTS帧,但能收听到站B发送的CTS帧。因此,站D 在收到站B发送的CTS帧后,应在站B随后接收数据帧的时间内关闭数据发送操作,以 避免干扰站B接收自A站发来的数据。 4.对于站E,它能收到RTS帧和CTS帧,因此,站E在站A发送数据帧的整个过程中不能 发送数据。
谢谢
尽管协议经过了精心设计,但冲突仍然会发 生。 例如:站B和站C同时向站A发送RTS帧。这两 个RTS帧发生冲突后,使得站A收不到正确的 RTS帧因而站A就不会发送后续的CTS帧。这时, 站B和站C像以太网发生冲突那样,各自随机 地推迟一段时间后重新发送其RTS帧。推迟时 间的算法也是使用二进制指数退避。
CSMA/CA协议
• (1)首先检测信道是 否有使用,如果检测出 信道繁忙,则等待一段 随机时间后,才送出数 据。 • (2)接收端如果正确 收到此帧,则经过一段 时间间隔后,向发送端 发送确认帧ACK。 • (3)发送端收到ACK帧, 确定数据正确传输,在 经历一段时间间隔后, 会出现一段空闲时间。
计算机网络研讨
2016.10.25
题目描述:
学习无线局域网中 CSMA/CA协议的基本原 理以及与CSMA/CD协议 的异同点。
CSMA/CD协议
不同点
1 2 3
相同点
4
目录
CAMS/CA协议
CSMA/CD协议
CSMA/CD协议
CSMA/CD协议,意思是 载波监听多点接入/碰撞检 测。它的基本原理是:所 有节点都共享网络传输信 道,节点在发送数据之前, 首先检测信道是否空闲, 如果信道空闲则发送,否 则就等待;在发送出信息 后,再对冲突进行检测, 当发现冲突时,则取消发 送。
例:
假设有这一层楼,两旁住了几十 户人,中间只有一条仅供一人同 行的走道。情况如下: ①当这些住户要经过走道出来 时,首先探出头来看看走道上有 没有人(这就是载波监听),如 果没有,就通过走道出来; ②如果走道上有人走,那么就 一直盯着走道,直到走道上没人 时再出来(1-坚持监听算法); ③如果有两人同时看到走道上 没有人,而同时走向走道(冲突 检测),则两个人发现时就马上 回到自己屋里。