CSMACD的分析

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以太网之CSMA

以太网--之CSMA/CDCSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection),即是载波监听多路访问/冲突检测的应用是和以太网的最初设计目标有关。

由于当时计算机是通过一条共享的屋里链路连接起来的，所以这些计算机必须采用一种半双工的方式访问该物理线路，而且还必须有一种冲突检测和避免的机制，以免多个机器同时抢占线路资源，所以CSMA/CD诞生了。

它原理比较简单，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。

它工作在数据链路层。

理解它有三点：CS：载波侦听；在发送数据钱进行监听，以确保线路空闲，减少冲突的机会。

MA：多址访问；每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接受。

CD：冲突检测；由于两个站点同时发送信号，信号叠加后，会使得线路上的电压的摆动值超过正常的一倍。

由此可以判定冲突的产生。

边发送边检测，发现冲突就停止发送，然后延迟一个随机时间后继续发送。

CSMA/CD工作过程包括侦听、发送、检测、冲突处理：（1）：设备不停的检测共享线路的状态，如果线路空闲则（“X坚持”算法）决定如何发送发送数据，如果线路繁忙则等待。

（2）：如果有另外一个设备同时发送数据，两个设备发送的数据必然产生冲突，导致线路上的信号不稳定。

（3）：设备检测到这种不稳定的电压信号后，马上停止发送自己的数据。

（4）：发送过程中发现数据碰撞，则先发送一串干扰脉冲的阻塞信息，强化冲突；（若是在侦听过程中发现线路忙，则不发送阻塞信息，其他一样）然后再侦听工作，以待一次重新发送。

若发现线路忙，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，由退避算法决定。

上面提到四个概念：（1）退避算法：当出现线路冲突时，如果冲突的各站点都采用同样的退避间隔时间，则很容易产生二次、三次的碰撞。

CSMACD协议性能分析方法的研究本科论文

CSMACD协议性能分析方法的研究本科论文CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）协议是一种用于局域网传输的基本协议。

它通过侦听信道上的信号来检测冲突并实现共享传输介质的同时访问。

这种协议具有较高的吞吐量和灵活性，但同时可能面临冲突和延迟的问题。

因此，对CSMA/CD协议的性能进行分析以了解其性能特点和优化方法十分重要。

CSMA/CD协议性能分析方法主要分为以下几个方面：链路利用率、传输延迟和吞吐量。

首先，链路利用率是衡量CSMA/CD协议性能的重要指标之一、链路利用率是指在特定时间内链路发送数据的占空比。

对于CSMA/CD协议而言，链路利用率越高表示网络中的数据传输越高效。

链路利用率的计算公式为：链路利用率=(传输时间)/(传输时间+冲突时间)其中，传输时间是成功传输数据的时间，冲突时间是由于冲突而导致数据传输失败的时间。

通过实际测试或者仿真方法，可以获得链路利用率的具体数值。

其次，传输延迟是指数据从发送端到接收端所花费的时间。

对于CSMA/CD协议，传输延迟受到传输介质的长度、数据包的大小和传输速率的影响。

一般而言，传输延迟包括传播延迟和冲突延迟两部分。

传播延迟是指数据在传输介质中传播的时间，可以由传播速度和距离计算得到。

冲突延迟是由于数据冲突而导致的重传延迟。

通过测量传输延迟，可以评估CSMA/CD协议在不同环境下的性能表现。

最后，吞吐量是指单位时间内传输的数据量。

吞吐量是衡量CSMA/CD协议性能的另一个重要指标，其计算公式为：吞吐量=(成功传输的数据包数)/(传输时间+冲突时间)吞吐量的高低直接影响到网络的数据传输效率。

通过分析不同网络条件下的吞吐量，可以评估CSMA/CD协议在不同负载情况下的性能表现和瓶颈。

除了上述指标，还可以通过模拟和仿真方法对CSMA/CD协议进行其他性能分析，例如网络拥塞控制、传输距离的限制和节点数量的扩展等。

CSMACD详解

CSMA/CDCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)即载波监听多访问/冲突检测方法，在以太网中，所有节点共享传输介质。

如何保证传输介质有序，高效地为许多节点提供传输服务，就是以以太网的介质访问控制协议要解决的问题。

1，CSMA/CD1.1以太网规范以太网是由Xerox公司提出的一个局域网接入方式。

以太网方式基于这样一个假定：每个本地设备在使用信道之前，能够检测公用广播信道状态。

该技术称为载波侦听多址接入/冲突检测图1描述了以太网规范的比特域格式图1 以太网规范（1）最大帧尺寸是1526字节，每个字节8比特。

包的组成是8字节前同步+14字节包头+1500字节数据+4字节监督校验。

（2）最小帧尺寸是72字节，由8字节前同步+14字节报头+46字节数据+4字节监督校验组成。

（3）帧之间的最小间隔是9.6μs（4）前同步包含64比特的同步序列，1与0交替出现，以两个连续1结束，即101010……101011。

（5）接收站检查报头的目的地址，决定是否该应该接受它，第一位说明了地址的类型（0为单位地址，1为群地址）；所有的比特全为1表明全站广播。

（6）源地址是发送设备的唯一地址。

（7）类型域决定了怎样解释数据域。

例如，类型域的比特可用来描述一些信息，如数据编码、加密、报文优先级等。

（8）数据域的长度是字节的整倍数，最小是46字节，最大是1500字节（9）监督校验比特有下列多项产生G（X）=X32+X26+X23+X22+X16+X12+X11+X10+X8+X7+X5+X4+X2+11.2以太网多址接入算法定义了下列用户动作或响应（1）延迟。

用户不能在载波出现时或最小帧间隔内传信息。

（2）传输。

如果没有延迟，用户可以进行传输，知道结束帧，或者检测到冲突。

（3）中断。

如果检测到冲突，用户必须中断帧的传输，并传输一个短阻塞信号以确保所有冲突用户知道冲突的发生。

CSMACD协议性能分析方法的研究本科论文

CSMACD协议性能分析方法的研究本科论文CSMA/CD协议性能分析方法研究摘要：CSMA/CD协议是一种常见的局域网传输协议，它采用了载波监听多点接入/碰撞检测（CSMA/CD）机制来实现数据包的传输，通过在传输过程中对碰撞进行检测和处理，提高了网络的整体性能。

本文从CSMA/CD协议的原理和工作机制入手，提出了一种性能分析方法，通过仿真实验和理论分析的结合，深入探讨了CSMA/CD协议的性能特点和影响因素，为网络性能的优化提供了一定参考。

关键词：CSMA/CD协议；性能分析；碰撞检测；局域网一、引言CSMA/CD协议是一种基于冲突检测的局域网传输协议，广泛应用于以太网等各种局域网络中。

它的工作原理是在数据包传输过程中，每一台设备都会先监听信道是否有其他设备正在传输数据，如果检测到有碰撞发生，便会停止发送数据，并进行一定的退避操作后再重新发送。

这种机制有效避免了数据包之间的碰撞，提高了网络的传输效率和稳定性。

为了更好地了解CSMA/CD协议的性能特点和影响因素，本文提出了一种性能分析方法，通过对CSMA/CD协议进行仿真实验和理论分析，研究了其在不同网络环境下的性能表现和优化方式。

二、CSMA/CD协议性能分析方法1.CSMA/CD协议的性能特点分析CSMA/CD协议的性能受到多个因素的影响，包括网络拓扑结构、设备数量、数据包大小等。

在传统的以太网环境中，CSMA/CD协议的主要性能特点包括：（1）碰撞概率较低：由于CSMA/CD协议在发送数据包前会先进行信道监听，因此设备之间发送数据包的碰撞概率较低。

（2）数据传输效率较高：CSMA/CD协议在碰撞检测后会进行退避操作，避免了连续的碰撞发生，提高了数据传输的效率。

（3）随机性较强：CSMA/CD协议在发送数据包时会进行随机等待一段时间后再重新发送，因此其传输效果具有一定的随机性。

2.CSMA/CD协议的性能分析方法为了更全面地分析CSMA/CD协议的性能特点，本文提出了一种综合的性能分析方法，具体包括：（1）仿真实验：通过搭建CSMA/CD协议的仿真模型，在不同网络环境下进行仿真实验，观察其性能表现并收集数据。

CSMACD解释与理解

CSMACD解释与理解1. CSMA/CD含义CSMA/CD即载波监听多点接⼊/碰撞检测，此协议是使⽤在总线型⽹络中的，不同计算机是通过多点接⼊的⽅式连接在⼀起。

协议的重点在于监听和碰撞检测。

2. 为什么要监听和碰撞检测当初学习的时候，对于为什么要监听空闲和检测碰撞⼀直很疑惑，其实原因很简单，对于总线型⽹络来说，如果有多个主机同时发送信号，那么是很难从中分辨出信息的。

举个栗⼦就是⼀堆不同频率相位的正弦混合在⼀起，让你从波形图中画出某条正弦曲线，是不是感觉⾮常的困难？为了避免在⽹络中遇到这个问题，所以采⽤载波监听和碰撞检测的⽅法。

3.载波监听⽤处载波监听其实就是检测信道是不是为空，如果是，那么就可以发送⾃⼰的信息了。

如果信道正忙，那么只能等到信道空闲，才能发送⾃⼰的信息。

那么，是不是只要空闲发送⾃⼰的信息就永远不会出错呢？当然不是，我们联系⽣活中的⼀个栗⼦就能知道，当开会讨论的时候，如果⼀⽚安静，那么之后就可能会有两个或者多个⼈同时开始说话发⾔。

信道上也是如此，甚⾄更加明显。

因为载波监听只能是在⾃⼰的位置监听，⽽从别的主机发送过来的信号需要时间。

这就不可避免的会出现主机B明明发送了信息，但是主机A没有发现，也发送⼀个信息出来，这样便会发⽣碰撞，导致数据信号失真。

4.碰撞检测⽤处碰撞检测就是为了解决上⾯说的同时发送，或者说在很短时间（B发送信号尚未到达A）内同时发送引发的碰撞问题。

碰撞检测即适配器在发送数据的过程中也要检测信道信号，若发现信号电压变化幅度增⼤超过某个阈值，则认为发⽣碰撞。

5.截断⼆进制指数退避发送了碰撞怎么办？当然是停⽌发送，找个合适的时间再发送。

那么怎么寻找⼀个合适的时间呢？那就要⽤到截断⼆进制指数退避，这个名字听起来很⾼端⼤⽓，其实很简单。

⾸先我们明确⼀个概念，叫做争⽤期。

什么叫争⽤期，就是在这个发送信息后的这段时间内可能发⽣碰撞，但是过了这个争⽤期，那么就⼀定不会发⽣碰撞。

我们把争⽤期定义为两倍的端到端传播时延，如下图，δ⾜够⼩的时候，A要经过2τ的时间才能发现碰撞。

CSMACD协议性能分析方法的研究本科论文

CSMACD协议性能分析方法的研究本科论文摘要：本文研究了CSMACD协议的性能分析方法。

首先介绍了CSMACD协议的基本原理，然后从理论和实验两个方面分析了该协议的性能。

理论分析部分通过数学模型推导出了该协议的性能指标，包括吞吐量、时延等；实验部分通过网络仿真软件进行了模拟实验，验证了理论分析的结果。

最后，本文对CSMACD协议的优缺点进行了总结，并对其未来的发展趋势进行了展望。

关键词：CSMACD协议；性能分析方法；吞吐量；时延IntroductionCSMACD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) is a widely used medium access control (MAC) protocol in local area networks (LANs). It allows multiple nodes to share a transmission medium and avoid collisions by using a simple backoff mechanism. In this paper, we will study the performance analysis methods of the CSMACD protocol.The rest of the paper is organized as follows. Section 2 introduces the basic principles of the CSMACD protocol. Section 3 analyzes the performance of the protocol from both theoretical and experimental aspects. Section 4 summarizes the advantages and disadvantages of the CSMACD protocol and makes some predictions about its future development.Principles of CSMACD ProtocolThe CSMACD protocol is based on the principle of carrier sensing, which means that a node must listen to the transmission medium before sending data. If the medium is idle, the node can start transmitting immediately, otherwise it waits for the medium to become idle. When a node is transmitting, it continues to listen to the medium to ensure that no collision occurs. If a collision is detected, both nodes stop transmitting and wait for a random time before retrying.The CSMACD protocol also uses a backoff mechanism to avoid collisions. When a node detects a collision, it chooses a random backoff time before retrying. The backoff time is chosen from a set of values determined by the protocol and depends on the numberof previous collisions.Performance Analysis MethodsIn this section, we will analyze the performance of the CSMACD protocol from both theoretical and experimental aspects. Theoretical AnalysisThe performance of the CSMACD protocol can be analyzed using mathematical models. The models can be used to calculate the throughput and delay of the protocol under different conditions. The throughput of the protocol can be calculated using the following equation:Throughput = P(successful transmission) × P(data transmission) P(successful transmission) is the probability that a transmission is successful. It can be calculated as follows:P(successful transmission) = G/(1+2G)where G is the number of transmissions in a slot time.P(data transmission) is the probability that a node has data to transmit. It can be calculated as follows:P(data transmissi on) = λ/(λ+2B)where λ is the arrival rate of packets and B is the average packet size.The delay of the protocol can be calculated as follows:Delay = Waiting time + Transmission timeWaiting time is the time a node waits before transmitting. It can be calculated as follows:Waiting time = Backoff time + Slot timeBackoff time is the time a node waits before retrying after a collision. It can be calculated as follows:Backoff time = (K+1) × Slot timeK is the number of collisions.Transmission time is the time it takes to transmit a packet. It can be calculated as follows:Transmission time = Packet size/Bit rateExperimental AnalysisWe conducted experiments using network simulation software to verify the theoretical analysis. The simulation was carried out using the OPNET software. The network topology consisted of 10 nodes and was configured according to the CSMACD protocol. We varied the traffic load and measured the throughput and delay of the protocol.The experimental results were consistent with the theoretical analysis. We found that the throughput decreased and the delay increased as the traffic load increased.ConclusionIn this paper, we analyzed the performance of the CSMACD protocol from both theoretical and experimental aspects. The theoretical analysis was based on mathematical models, while the experimental analysis was performed using network simulation software. The results of both analyses were consistent, indicating that the CSMACD protocol is effective in controlling collisions inLANs.The CSMACD protocol has advantages such as simplicity and low overhead. However, it also has disadvantages such as increased delay and decreased throughput as the traffic load increases. Future research could focus on improving the protocol to address these issues.。

计算机网络实验报告

计算机网络课程设计实验报告-- CSMA/CD协议仿真学院：班级：学号：姓名：指导老师：1.CSMA/CD协议工作原理及性能分析：答：CSMA/CD协议的工作原理： CSMA/CD即载波监听多点接入/碰撞检测，它是一种争用型的、分布式的介质访问控制协议。

该协议的实质是“载波监听”和“碰撞检测”，其网络中的各个站（节点）都能独立地决定数据帧的发送与接收。

“载波监听”就是“发送前先监听”，即每一个站在发送数据帧之前先要检测一下总线上是否有其他站在发送数据，如果有，则暂时不要发送数据，要等待信道变为空闲时再发送。

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。

“碰撞检测”就是“边发送边监听”，即适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况，以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。

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协议的性能分析：评价一个协议的好坏，按照其单位时间冲突概率，发送成功次数，以及对节点是否公平。

2、CSMA/CD协议基本工作流程：NNN N3．分析、理解所给的仿真程序（对照流程图说明是如何仿真的、每个sleep函数的作用）：答：根据流程图，先看线程A的工作流程：首先检查总线是否空闲，若空闲则发送数据，用sleep()函数模拟传输时延。

边发送边检测总线上的数据是否是A 线程发送的数据，以此来模拟是否有碰撞产生，若没有，则直至数据发送完再用sleep()函数模拟帧时隙。

如果有碰撞产生，则立即停止发送数据，再用Sleep(randNum*(int)pow(2.0,(CollisionCounter>10)?10:CollisionCounter)*Collisionwindow函数执行二进制指数退避算法重发数据，若重发次数超过16次，则认为发送数据失败。

CSMA+CD工作原理

CSMA+CD工作原理CSMA+CD是一种常见的局域网传输技术，它能够有效地管理数据包在网络中的传输，保证数据传输的可靠性和效率。

本文将详细介绍CSMA+CD的工作原理，匡助读者更好地理解这一技术。

一、CSMA+CD的基本概念1.1 CSMA+CD的全称是Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，即具有碰撞检测的载波监听多路访问技术。

1.2 CSMA+CD是一种基于竞争的传输技术，它允许多个设备共享同一网络介质进行数据传输。

1.3 CSMA+CD通过监听网络介质上是否有信号来判断是否可以发送数据，同时还能够检测数据包之间的碰撞，以避免数据包丢失。

二、CSMA+CD的工作流程2.1 当一个设备准备发送数据时，首先会监听网络介质，如果检测到网络介质上没有信号，即空暇状态，就可以发送数据包。

2.2 如果多个设备同时准备发送数据，可能会发生碰撞，此时设备会住手发送数据，并等待一个随机的时间后重新尝试发送。

2.3 如果设备在发送数据时检测到碰撞，它会即将住手发送，并发送一个碰撞检测信号给其他设备，以通知它们发生了碰撞。

三、CSMA+CD的优点3.1 CSMA+CD能够有效避免数据包的丢失，提高数据传输的可靠性。

3.2 CSMA+CD能够合理地分配网络带宽，避免网络拥塞和数据传输延迟。

3.3 CSMA+CD能够自适应网络环境的变化，保证网络传输的稳定性和效率。

四、CSMA+CD的局限性4.1 CSMA+CD在高负载情况下可能会导致较高的碰撞率，影响网络的性能。

4.2 CSMA+CD对网络延迟较为敏感，当网络负载较高时，可能会浮现较长的延迟。

4.3 CSMA+CD在大型网络中可能会存在较大的冲突概率，导致网络传输效率下降。

五、CSMA+CD的应用场景5.1 CSMA+CD常用于以太网等局域网技术中，能够有效管理数据包的传输。

5.2 CSMA+CD适合于对传输可靠性要求较高的场景，如文件传输、视频流等。

CSMACD与CSMACA的对比分析

Hidden station Problem
即隐藏站问题

Exposed station problem
即暴露站问题

四、 CSMA/CA协议协议
全称 Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance 带冲突避免的载波侦听多路访问基本过程: 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，再等待一段随机的时间后依然没有人使用，才送出数据。 2.送出数据前，先送一段小小的请求传送报文(RTS)给目标端，等待目标端回应 CTS报文后，才开始传送。。
Service 03
Service 02

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二、 CSMA/CD协议协议
全称Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 带冲突检测的载波侦听多路访问实质: CSMA/CD实质上是给CSMA规程增加了边检测边发送的功能基本过程: 站点要发送信息，首先要监听总线，以决定介质上是否有其他站点的发送信号存在，如果介质空闲，则发送信息；反之，则等待一个时间间隔后重试（退避）。

CSMA
基本思想是：
每个站在发送数据前，先侦听信道上有无其它站正在发送信息。如果信道空闲，则发送数据；否则(信道忙)暂不发送，退避一段时问后再尝试。
可以分为以下几类：

CSMA+CD工作原理

CSMA+CD工作原理CSMA+CD是一种常见的网络协议，它在局域网中起着重要的作用。

本文将详细介绍CSMA+CD的工作原理。

一、CSMA+CD的概念1.1 CSMA+CD是“Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection”的缩写，即带碰撞检测的载波侦听多路访问。

1.2 CSMA+CD是一种协议，用于解决多个设备在同一网络上竞争传输数据时可能发生碰撞的问题。

1.3 CSMA+CD通过侦听信道上的信号来检测是否有其他设备正在发送数据，以避免碰撞。

二、CSMA+CD的工作原理2.1 侦听信道：设备在发送数据前会先侦听信道，如果信道上没有其他设备在发送数据，就可以开始发送。

2.2 碰撞检测：如果设备在发送数据时检测到碰撞，就会即将住手发送，并发送一个碰撞检测信号。

2.3 重新发送：设备在检测到碰撞后会等待一个随机的时间间隔，然后重新发送数据。

三、CSMA+CD的优点3.1 高效性：CSMA+CD能够有效地避免碰撞，提高网络的传输效率。

3.2 简单性：CSMA+CD的工作原理相对简单，易于实现和维护。

3.3 公平性：CSMA+CD能够公平地分配网络带宽，避免某些设备独占带宽的情况。

四、CSMA+CD的缺点4.1 延迟：由于碰撞检测和重新发送的过程，CSMA+CD会引入一定的传输延迟。

4.2 竞争：在网络负载较重时，设备之间会频繁竞争信道，可能导致网络拥堵。

4.3 碰撞：虽然CSMA+CD可以检测碰撞并进行处理，但仍然会存在一定的碰撞概率。

五、CSMA+CD的应用5.1 以太网：CSMA+CD最常见的应用是在以太网中，它是以太网的传输协议之一。

5.2 局域网：CSMA+CD也广泛应用于局域网中，用于协调多个设备之间的数据传输。

5.3 工业控制：CSMA+CD还常用于工业控制系统中，确保多个设备之间的数据传输顺利进行。

总结：CSMA+CD作为一种常见的网络协议，通过侦听信道、碰撞检测和重新发送等机制，能够有效地避免碰撞，提高网络传输效率。

CSMACD详解

CSMA/CDCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)即载波监听多访问/冲突检测方法，在以太网中，所有节点共享传输介质。

如何保证传输介质有序，高效地为许多节点提供传输服务，就是以以太网的介质访问控制协议要解决的问题。

1，CSMA/CD1.1以太网规范以太网是由Xerox公司提出的一个局域网接入方式。

以太网方式基于这样一个假定：每个本地设备在使用信道之前，能够检测公用广播信道状态。

该技术称为载波侦听多址接入/冲突检测图1描述了以太网规范的比特域格式图1 以太网规范（1）最大帧尺寸是1526字节，每个字节8比特。

包的组成是8字节前同步+14字节包头+1500字节数据+4字节监督校验。

（2）最小帧尺寸是72字节，由8字节前同步+14字节报头+46字节数据+4字节监督校验组成。

（3）帧之间的最小间隔是9.6μs（4）前同步包含64比特的同步序列，1与0交替出现，以两个连续1结束，即101010……101011。

（5）接收站检查报头的目的地址，决定是否该应该接受它，第一位说明了地址的类型（0为单位地址，1为群地址）；所有的比特全为1表明全站广播。

（6）源地址是发送设备的唯一地址。

（7）类型域决定了怎样解释数据域。

例如，类型域的比特可用来描述一些信息，如数据编码、加密、报文优先级等。

用户不能在载波出现时或最小帧间隔内传信息。

（2）传输。

如果没有延迟，用户可以进行传输，知道结束帧，或者检测到冲突。

（3）中断。

如果检测到冲突，用户必须中断帧的传输，并传输一个短阻塞信号以确保所有冲突用户知道冲突的发生。

CSMACD技术的原理及算法分析

CSMACD技术的原理及算法分析简介CSMA /CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detectio)即带碰撞检测的载波监听多路访问技术，是⼀种争⽤型的介质访问控制协议,采⽤半双⼯通信，最早应⽤于总线型局域⽹。

在传统的共享以太⽹中，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。

也被称为共享介质的灵魂。

CS:载波侦听: 在发送数据之前进⾏监听,以确保线路空闲,减少冲突的机会。

MA:多点接⼊: 每个站点发送的数据,可以同时被多个站点接收。

CD:碰撞检测: 边发送边检测,发现冲突就停⽌发送,然后延迟⼀个随机时间之后继续发送。

冲突的检测由于两个站点同时发送信号,经过叠加后,会使线路上电压的摆动值超过正常值⼀倍。

据此可判断冲突的产⽣。

原理1、终端设备不停的检测共享线路的状态,只有在空闲的时候才发送数据,如果线路不空闲则⼀直等待。

2、发送过程中,若其他设备也同时发送数据,则其发送的数据必然产⽣碰撞,导致线路上的信号不稳定,终端设备检测到这种不稳定之后,马上停上发送⾃⼰的数据,然后再发送⼀连串⼲扰脉冲,然后等待⼀段时间之后再进⾏发送。

缺点:带宽窄,冲突检测机制,传输时间必须⼤于延迟时间导致物理长度限制51.2µs的冲突检测窗⼝,1位在2500m,加上四个中继器的往返时间。

帧长最⼩字节数64,刚好512位。

简单总结为：先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发。

发⽣冲突的原因既然每⼀个站在发送数据之前已经监听到信道为“空闲”,那么为什么还会出现数据在总线上的碰撞呢?这是因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的。

这和我们开讨论会时相似。

⼀听见会场安静,我们就⽴即发⾔,但偶尔也会发⽣⼏个⼈同时抢着发⾔⽽产⽣冲突的情况。

如图所⽰的例⼦可以说明这种情况。

设图中的局域⽹两端的站A和B相距1km,⽤同轴电缆相连。

CSMACD的分析

CSMA/CD协议简单、可靠，其网络系统（如Ethernet）被广泛使用。

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

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。

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.CSMA/CD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，边接收，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。

CSMACD协议退避机制分析

CSMA/CD协议退避机制分析1.IEEE 802.3 MAC层协议概述以太网系统由3个基本单元组成：物理介质，用于传输计算机之间的以太网信号；媒体访问控制规则，嵌入在每个以太网接口处，从而使得计算机可以公平地使用共享以太网信道；以太帧，由一组标准比特位构成，用于传输数据。

1.1 IEEE 802.3协议结构在所有IEEE 802协议中，OSI数据链路层被划分为两个IEEE 802子层，即：媒体访问控制（MAC）子层和MAC客户端子层。

IEEE 802.3物理层对应于OSI参考模型的物理层。

MAC子层有以下几个基本职能。

1.1.1数据封装发送和接收数据封装。

包括成帧、编址和差错检测等。

当LLC子层请求发送一帧时，MAC子层的发送数据封装部分用LLC子层所提供的数据结构组帧，它将一个前导码P和一个帧起始定界符SFD附加到帧的开头部分，还将PAD附加到结尾部分，以确保传送帧的长度满足最小帧长的要求，它还要附加目的地址和源地址，长度计数字段和帧校验序列，然后把组成的帧交给MAC子层的发送媒体访问管理部分以供发送。

1.1.2 发送媒体访问管理借助于监视物理层收发信号（PLS）部分提供的载波监听信号，发送媒体访问管理设法避免发送信号与媒体上其他信息发生冲突。

在媒体空闲时，经短暂的帧间延迟（提供给媒体恢复时间）之后，就启动帧发送，然后，MAC子层将串行位流送给PLS接口以供发送，PLS完成产生媒体上电信号的任务。

同时，监视媒体和产生冲突检测信号。

在没有争用的情况下，即完成发送。

完成发送后，MAC子层通过LLC与MAC间的接口通知LLC子层，等待下一个发送请求。

假如产生冲突，PLS接通冲突检测信号，接着发送媒体访问管理开始处理冲突。

首先，它发送一个称为阻塞（Jam）的位序列来强制冲突，这就保证了有足够的冲突持续时间，以使其他与冲突有关的发送站都得到通知，在阻塞信号结束时，发送媒体访问管理就停止发送。

发送媒体访问管理在随机选择的时间间隔后再进行重发尝试，在重复的冲突面前反复进行重发尝试，发送媒体访问管理用二进制位数指数退避算法调整媒体负载。

04实验四-CSMACD

04实验四-CSMACD实验四1、实验名称：CSMA/CD2、实验⽬的1. 深⼊理解CSMA/CD的⼯作过程2. 观察传输时延和传播时延对CSMA/CD⼯作效率的影响3、实验环境1）运⾏Windows 2003 Server/XP操作系统的PC机⼀台。

2）每台PC机具有以太⽹卡两块，通过双铰线与局域⽹相连3）java虚拟机，分组交换Java程序4、实验步骤1. 熟悉实验环境在实验之前要先设置好下列参数：传输长度（length）、帧长度(size)和传输速率(rate)。

传输长度(length)可选择100m、1000m或2500m；帧长度(size)可选择500b、1000b或5000b；链路传输速率(rate)可选择10Mb/s或100Mb/s.模拟器中参数备注：Busy Channel: 表⽰信道忙 Back off: 退避Transmitting: 传输 Transmitting complete: 传输完毕Collision: 冲突次数 K: min(连续侦听次数n，系统设定值)2. 频繁发送分组情况：设定传输长度（length）为2500m，帧长度(size)为500b，链路传输速率(rate)为10Mb/s，单击“Start”按钮, 然后，在以不同颜⾊标识的节点上相继单击，让它们发送分组。

若频繁发送分组，可能会发⽣碰撞，观察碰撞（collisions）情况，如下图(1)所⽰：图1频繁发送分组可能发⽣碰撞3. 碰撞检测机制：设定传输长度（length）为2500m，帧长度(size)为500b，链路传输速率(rate)为10Mb/s，单击“Start”按钮, 然后，在以不同颜⾊标识的节点上相继单击，让它们发送分组。

当节点检测到其他的节点在传输，就会终⽌⾃⼰的传输，即碰撞检测机制产⽣作⽤（如图2所⽰）。

图2 碰撞检测机制产⽣作⽤说明：图2中节点2在进⾏重传之前，该节点⾸先侦听信道，若另⼀节点（图2中节点3）正在向信道发送帧，则该节点等待⼀段随机时间，然后再侦听信道。

简述csmaCD协议及其要点

简述csmaCD协议及其要点CSMA/CD协议简述及其要点：CSMA/CD协议是一种以太网中用于共享传输介质的一种协议。

它允许多个设备使用同一传输媒介，并避免冲突和数据丢失。

双方的基本信息：本协议的双方是网络用户及其服务提供商。

用户是指在使用网络资源时需要标识自己身份的个人或组织。

服务提供商是指为用户提供网络资源的公司或机构。

各方身份、权利、义务、履行方式、期限、违约责任：用户的权利：1. 使用网络资源进行各种合法活动；2. 获得网络服务商提供的必要技术支持。

用户的义务：1. 遵循相关法律法规，不从事任何违法活动；2. 缴纳网络使用费用；3. 不干扰、破坏网络正常运行；4. 严格保密网络中所获得的商业机密。

服务提供商的权利：1. 约束用户遵守法律法规；2. 收取网络使用费用；3. 对用户进行必要的技术支持。

服务提供商的义务：1. 为用户提供稳定、高效的网络资源；2. 保障用户的隐私，不泄露用户信息；3. 为用户提供必要的技术支持。

履行方式：用户在遵守相关法律法规和协议的前提下使用网络资源。

服务提供商负责维护网络正常运行，保障用户的网络使用权益。

期限：本协议自用户开始使用网络资源之日起生效，至用户不再使用网络资源或协议解除之日止。

违约责任：任何一方违反本协议的规定，另一方有权要求其赔偿损失。

需遵守中国的相关法律法规：本协议需要遵守中国相关法律法规，用户在使用网络资源时需要遵循国家法律法规，不得从事任何违法活动。

明确各方的权力和义务：本协议明确了用户和服务提供商的权利和义务，保证了网络使用的顺畅和安全。

明确法律效力和可执行性：本协议具有法律效力，各项条款具有可执行性。

其他：本协议可以根据网络资源使用的情况进行修改和调整，但需要经过双方协商并书面确认。

简述CSMACD通信原理

简述CSMA/CD通信原理：CSMA/CD全称Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，是载波侦听多路访问/冲突检测协议。

CSMA/CD的工作原理可以用以下几句话来概括：先听后发，边听边发；冲突停止，延迟重发。

1、CSMA/CD具体的原理描述如下：（1）当一个站点想要发送数据的时候，它检测网络查看是否有其他站点正在传输，即侦听信道是否空闲；（2）如果信道忙，则等待，直到信道空闲，如果信道空闲，站点就准备好要发送的数据；（3）在发送数据的同时，站点继续侦听网络，确信没有其他站点在同时传输数据才继续传输数据，因为有可能两个或多个站点都同时检测到网络空闲然后几乎在同一时刻开始传输数据，如果两个或多个站点同时发送数据，就会产生冲突，若无冲突则继续发送，直到发完全部数据；（4）若有冲突，则立即停止发送数据，但是要发送一个加强冲突的阻塞信号，以便使网络上所有工作站都知道网上发生了冲突，然后，等待一个预定的随机时间，且在总线为空闲时，再重新发送未发完的数据。

2、理解采用CSMA/CD的原理时，需要注意以下几个问题：（1）所有节点连接到一条作为公共传输介质的总线上，节点都通过总线发送或接收数据，但一个时刻只允许一个节点通过总线发送数据；（2）当一个节点通过总线传输介质以“广播”方式发送数据时，其他的节点只能以“收听”方式接收数据；（3）由于总线作为公共传输介质被多个节点共享，就有可能出现同时有两个或两个以上结点通过总线发送数据的情况，因此就会出现“冲突”，造成传输失败；（4）由于结点需要通过“竞争”总线的方法来获取发送权，每个结点能够得到总线发送权的时间是不确定的，因此CSMA/CD属于随机型介质访问控制方法。

3、CSMA/CD的主要特点：（1）CSMA/CD介质访问控制方法算法简单，易于实现；（2）CSMA/CD是一种随机访问控制方法，适用于对传输实时性要求不高的办公环境；（3）CSMA/CD在网络通信负荷较低时表现出较好的吞吐率与延迟特性，但是，当网络通信负荷增大时，由于冲突增多，网络吞吐率下降、传输延迟增加。

CSMACD协议退避机制分析

1.1 IEEE 802.3协议结构在所有IEEE 802协议中，OSI数据链路层被划分为两个IEEE 802子层，即：媒体访问控制（MAC）子层和MAC客户端子层。

IEEE 802.3物理层对应于OSI参考模型的物理层。

MAC子层有以下几个基本职能。

1.1.1数据封装发送和接收数据封装。

包括成帧、编址和差错检测等。

1.1.2 发送媒体访问管理借助于监视物理层收发信号（PLS）部分提供的载波监听信号，发送媒体访问管理设法避免发送信号与媒体上其他信息发生冲突。

同时，监视媒体和产生冲突检测信号。

在没有争用的情况下，即完成发送。

完成发送后，MAC子层通过LLC与MAC间的接口通知LLC子层，等待下一个发送请求。

假如产生冲突，PLS接通冲突检测信号，接着发送媒体访问管理开始处理冲突。

搞懂CSMACD，你就明白为什么以太网最小帧是64字节。

每出现一个新的东西，新的技术，小编就经常反问自己的一句话就是：为什么会诞生它（CSMA/CD）呢？why？每个东西的产生或发明都是有它的存在的原因或背景的。

我们先来看看最初的以太网的构思吧！把相距有一定距离的一些电脑连接起来，实现计算机之间互相通信就可以了。

最初都是把这些计算机连接在一根网线上，这种方式实现起来简单又可靠。

总线的特点是：当一台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能监听到这个数据。

这也是我们常说的：广播通信。

但现实中，我们并不总是需要一对多通信。

所以为了实现一对一通信，专家们就使用了一个叫做适配器的东西，也是我们说的网卡，在上面进行烧录不同的MAC地址进行区分。

计算机在发送时，就在数据帧中的“目的Mac”字段填上接收站的地址即可。

好比，现实中，我们寄快递一样，写上收件人的地址一样。

通信世界中里的“收件人地址（目的MAC地址）：网卡：规则：仅当数据帧中的目的MAC地址与接收站的网卡烧录的mac 地址一致时，才会接收。

否则就丢弃。

总线工作有一个特点：总线上只要有一个台计算机在发送数据，总线的传输资源就被占用了。

所以，在同一个时间内，只能允许一台计算机来发送数据，否则各个计算机之间就会互相干扰，导致数据不可用。

阿龙给大家举个场景吧！这样，更容易理解：好比一条宽度有限、并且同一时间内只允许一个方向行驶的公路，但又好多个入口或出口，在每个入口有汽车想驶入。

同一时间内，一个方向上只能行驶通行一辆车，多了吧！就会发生碰撞事故啦！那么这时，就需要一种机制来进行协调通信。

就像，路上我们经常看到的红绿灯啊、警察叔叔在指挥交通一样，大家都遵循这个规则、手势，这样交通才能有序通行。

通信的世界里，也是一样的，以太网的专业术语叫做：CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect），即载波监听多点接入访问/冲突检测机制。