第三节 IEEE802.3-CSMA-CD 2.载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)介质访问控制 是对CSMA的改进方案，增加了“冲突检测”的功能 >工作原理：《边发边听”，发送前连续监听，如果空闲立即发送；发送后继 续监听，检测有无冲突发生，若检测到冲突发生，则冲突各方立即停止发送， 并发出一串固定格式的阻塞信号以强化冲突，然后退让一段时间再重发。 >实现冲突检测的几种方法： >CSMA/CD流程图： ①通过硬件检查因信号迭加引起的 接收信号电平摆动变大是否超过某 <有帧待发> 一阀值，来判断是否有冲突发生； ②通过检查曼彻斯特编码信号的每 信道忙2> 位中间有无过零点（零点是否偏移） N 发送 延迟一个随机时间 来判断是否发生冲突； ③边发边收，将发送的信号与接收 冲突2 强化冲突 的信号相比较，若不一致则说明有 N 重发次数太多放弃发送 冲突存在。 出▣
第三节 IEEE802.3－CSMA-CD 2．载波监听多路访问／冲突检测(CSMA/CD)介质访问控制 ——是对CSMA的改进方案，增加了 “冲突检测”的功能 ➢工作原理：“边发边听” ，发送前连续监听，如果空闲立即发送；发送后继 续监听，检测有无冲突发生，若检测到冲突发生，则冲突各方立即停止发送， 并发出一串固定格式的阻塞信号以强化冲突，然后退让一段时间再重发。 ➢实现冲突检测的几种方法： ➢CSMA/CD流程图: 通过硬件检查因信号迭加引起的 接收信号电平摆动变大是否超过某 一阀值，来判断是否有冲突发生； 通过检查曼彻斯特编码信号的每 位中间有无过零点(零点是否偏移) 来判断是否发生冲突； 边发边收，将发送的信号与接收 的信号相比较，若不一致则说明有 冲突存在。 有帧待发？ 信道忙？ 发送 冲突？ 强化冲突 重发次数太多放弃发送 延迟一个随机时间 Y Y N N 出口
第三节 IEEE802.3-CSMA-CD >一旦有冲突发生，需要多长时间来检测冲突？ >定理1：对基带总线而言，最坏情况下用于检测一个冲突的时间为任意两个 站点之间最大传播时延的两倍。 *信号传播时延t。：从一个站点开始发送数据帧到另一个站点开始接收数据 帧所需要的时间。 信号传播时延t。=两站间的距离(m)/信号传播速度(200m/μs) *例：假设A、B两站相距最远，帧发送时间为1，A到B的传播延迟为0.5，从下图可见 冲突检测所需时间为传播延迟的两倍。 ① 口 ③ to a=0.5 to+0.5 A B A开始发送 检测到冲突 ② ④ tota-8 to+1-8H A B A☐ B开始发送 当帧发送结果前A检测到冲突
第三节 IEEE802.3－CSMA-CD ➢一旦有冲突发生，需要多长时间来检测冲突？ ➢定理1：对基带总线而言，最坏情况下用于检测一个冲突的时间为任意两个 站点之间最大传播时延的两倍。 信号传播时延tp ：从一个站点开始发送数据帧到另一个站点开始接收数据 帧所需要的时间。 信号传播时延tp =两站间的距离(m)/信号传播速度(200m/s) 例：假设A、B两站相距最远，帧发送时间为1，A到B的传播延迟为0.5，从下图可见 冲突检测所需时间为传播延迟的两倍。 A B a=0.5 t0 A开始发送 A B t0+a-ε B开始发送 A B t0+0.5 B检测到冲突 A B t0+1-ε 当帧发送结果前A检测到冲突
第三节 IEEE802.3-CSMA-CD >定理2：若不考虑中继器的延迟，数据帧从一个站点开始发送到该数据帧被 另一个站点全部接收所需的时间，等于数据传输时延与信号传播时延之和。 *数据传输时延：从一个站点开始发送数据帧到另一个站点全部接收数据帧 所需要的时间。 数据传输时延=数据帧的长度(6it)/数据传输速度(bit/s) >定理3：为了确保发送站点能在传输时检测到可能存在的冲突，数据帧的传 输时延至少要两倍于信号传播时延，即数据传输时延≥2t。。 *最短数据帧长(bit)= 2(任意两站间的最大距离/信号传播速度)×数据速率bit/s >二进制指数退避算法：一种确定随机延迟时间T的算法，当重复发生一次冲 突，就使后退延迟加倍，即后退延迟按二进制指数增长的办法。 T=R-T *其中：T为时间片，等于传播延迟2倍；R是(0,2必一1)范围内的均匀分布的 随机数；k满足： k=min (n,10) 这里n为重发次数
第三节 IEEE802.3－CSMA-CD ➢定理2：若不考虑中继器的延迟，数据帧从一个站点开始发送到该数据帧被 另一个站点全部接收所需的时间，等于数据传输时延与信号传播时延之和。 数据传输时延：从一个站点开始发送数据帧到另一个站点全部接收数据帧 所需要的时间。 数据传输时延=数据帧的长度(bit)/数据传输速度(bit/s) ➢定理3：为了确保发送站点能在传输时检测到可能存在的冲突，数据帧的传 输时延至少要两倍于信号传播时延，即数据传输时延≥2tp 。 最短数据帧长(bit)= 2(任意两站间的最大距离/信号传播速度)数据速率bit/s ➢二进制指数退避算法：一种确定随机延迟时间Td的算法，当重复发生一次冲 突，就使后退延迟加倍，即后退延迟按二进制指数增长的办法。 Td =R·Tr 其中：Tr为时间片，等于传播延迟2倍；R是（0,2k－1）范围内的均匀分布的 随机数；k满足： k=min(n,10) 这里n为重发次数
第三节 IEEE802.3-CSMA-CD >算法： *第一次冲突产生后， 每个站点等待0或1个位 后退延迟LL,L。T) 时间片；第二次冲突发 n=最大重传次数(16) 生后，从0,1,2,3中 取一随机数，该数即等 I=1 待的时间片数；依此类 L≤N2N 推，达到第10次冲突后， 放弃、返回错误信息 最大时间片个数固定为 Y L=2L,□ 210-1=1023;16次冲 突后，不再传送，向计 后退延迟在1-L中任选一个随机 算机报告发送失败，由 I=I+1 数(1、L,、2L0、3L0、…) 高层恢复。 监听 >目的：减少再次冲突 信道闲2> 的次数，需多延迟、多 发送 等待，与信道负载有关
第三节 IEEE802.3－CSMA-CD 第一次冲突产生后， 每个站点等待0或l个位 时间片；第二次冲突发 生后，从0，l，2，3中 取一随机数，该数即等 待的时间片数；依此类 推，达到第10次冲突后， 最大时间片个数固定为 2 10－1＝1023；16次冲 突后，不再传送，向计 算机报告发送失败，由 高层恢复。 ➢目的：减少再次冲突 的次数，需多延迟、多 等待，与信道负载有关。 I ≤ N？ 发送 L=2I •L0 后退延迟在1-L中任选一个随机 数(1、L0 、2L0 、3L0 、…… ) 放弃、返回错误信息 Y 监听 N 信道闲？ I=I+1 后退延迟L=L0 (L0 =τ) n =最大重传次数(16) I=1 ➢算法：
第四节 环型网介质访问方法 >环型网采用无冲突的介质访问方法，主要有令牌环、分槽（时间片）环及寄 存器插入环。 5.4.1令牌环 >IEEE802委员会于1984年公布了802.5令牌环介质访问方法及相应物理层规范协议。 1.令牌环工作原理 旁路节点 >令牌环：是由环接口及点一点链 环接口 工作节点 路连接而成的环，工作站连接到环接 口上，介质是共享的，但并非广播的。 *令牌：采用一个特殊的字段或分组 作为发送权的控制标志。 *空令牌：当环中所有节点都无信息 发送时，节点间传递的令牌。 >工作原理：单击此处看工作原理流程图
第四节 环型网介质访问方法 旁路节点 2 环接口 工作节点 ➢环型网采用无冲突的介质访问方法，主要有令牌环、分槽(时间片)环及寄 存器插入环。 5.4.1 令牌环 ➢IEEE802委员会于1984年公布了802.5令牌环介质访问方法及相应物理层规范协议。 1．令牌环工作原理 ➢令牌环：是由环接口及点——点链 路连接而成的环，工作站连接到环接 口上，介质是共享的，但并非广播的。 令牌：采用一个特殊的字段或分组 作为发送权的控制标志。 空令牌：当环中所有节点都无信息 发送时，节点间传递的令牌。 ➢工作原理：单击此处看工作原理流程图