CSMA综述.ppt

小组成员：孟 波 朱 江邱孝兵 张天雷CSMA综述一一.概述概述何为CSMA：CSMA：Carrier Sense Multiple Access.即载波侦听多路访问。基本思想：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。在802.11无线局域网协议中，冲突的检测 存 在 一 定 的 问 题，这 个 问 题 称 为 “Near/Far”现象，这是由于要检测冲突，设备必须能够一边接受数据信号一边传送数据信号，而这在无线系统中是无法办到的。鉴于这个差异，在802.11中对CSMA/CD进行了一些调整，采用了新的协议CSMA/CA或者DCF。CSMA/CA利用ACK信号来避免冲突的发生，也就是说，只有当客户端收到网络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的地址。二二.实现过程实现过程采用分布式控制方法，各个结点通过竞争方式，获得总线使用权。只有获得使用权的结点才可以向总线发送信息帧，该信息帧将被所有结点感知。包括以下三个要点：载波侦听多路访问冲突检测 CSMA/CD的标准如图所示。三三.实现分类实现分类CSMA是载波检测（侦听）多路访问.它检测其他站的活动情况，据此调整自己的行为.分为以下几类：1.1-持 续 CSMA(1-persistent CSMA）2.非持续CSMA3.p-持续CSMA四四.CSMA/CD.CSMA/CD和和CSMA/CCSMA/CA A1.1.CSMA/CDCSMA/CD协议协议a.全称:带冲突检测的载波侦听多路访问b.实质:CSMA/CD实质上是给CSMA规程增加了边检测边发送的功能。c.基本过程:监听总线确定介质是否空闲发送信息或退避d.CSMA/CD协议发送帧的工作流程图：e.CSMA/CD协议接收帧的工作流程图:d.CSMA/CD的工作原理:概括如下：先听后说，边听边说；一旦冲突，立即停说；等待时机，然后再说；注：“听”，即监听、检测之意；“说”，即发送数据之意。e.CSMA/CD 应用CSMA/CD网络上进行传输时，必须按下列五个步骤来进行：（1）传输前侦听（2）如果忙则等待（3）传输并检测冲突（4）如果冲突发生，重传前等待（5）重传或夭折2.2.CSMA/CACSMA/CA协议协议a.全称：带冲突避免的载波侦听多路访问。b.基本过程:（1）送出数据前，监听媒体状态，确定没人使用，维持一段时间，再等待一段随机时间后依然无人使用，送出数据。（2）送出数据前，发送请求传送报文(RTS)给目标端，等待目标端回应CTS报文后，才开始传送。c.CSMA/CA协议的工作流程：d.CSMA/CA 的工作原理这种协议实际上就是在发送数据帧之前先对信道进行预约。请先看下图。（1）在图中，站B、站C、站E在站A的无线信号覆盖的范围内，站D不在其内。站A、站E、站D在站B的无线信号覆盖的范围内，站C不在其内。（2）如果站A要向站B发送数据，站A首先向站B发送一个RTS，说明要发送的数据帧长度。站B收到后就向站A发送CTS，A和B两个站附近的一些站将要做出的反应如下：附上A欲发送的数据帧长度。站A收到CTS帧后就可发送数据了。对于站C，能够收听到站A发送的RTS帧，但收听不到站B发送的CTS帧。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。对于站E，能收到RTS帧和CTS帧。（3）使用RTS和CTS帧的优缺点：缺点：网络的效率下降优点：两种控制帧都很短，开销小。相反，若不使用，则一旦发生冲突而导致数据帧重发，则浪费的时间就更大。虽然如此，但协议还是设有三种情况供用户选择:1使用RTS和CTS帧；2当数据帧的长度超过某一数值时才使用RTS和CTS帧；3不使用RTS和CTS帧。（4）尽管协议经过了精心设计，但冲突仍然会发生。（5）为了尽量减少冲突，802.11标准设计了独特的MAC子层。六六.CSMA/CA.CSMA/CA与与CDCD的区别的区别1.二进制退避算法不同 退避算法是指当出现线路冲突时，如果冲突的各站点采用同样的退避间隔时间，则很容易产生二次、三次的碰撞。2.采用避让算法的时机不同CSMA/CD可以通过电压变化知道是否发生冲突。CSMA/CA则是监听到介质空闲后，等待一个JFG(帧间隙)的时间，再等待另一个随机时间，尽量避免发生冲突，发送的时候用定时器检测确认信息，如果出错，再采用避让算法。3.载波检测方式不同因传输介质不同，CSMA/CD与CSMA/CA的检测方式也不同。4.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。5.信道利用率不同因传输介质不同，CSMA/CD与CSMA/CA的检测方式也不同。综上所述，CSMA/CD和CSMA/CA的主要差别如下: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。以上都是对ALOHA的改进.当信道忙时，所有站都不传输帧。1.两者的传输介质不同 2.检测方式不同 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。4.本节点处有冲突并不意味着在接收节点处就有冲突。综上，在WLAN中实现CSMA/CD是比较困难的。两者之间没有孰优孰劣之说，它们适用于不同的应用场合，在有线局域网中CSMA/CD明显要比CSMA/CA有更好的性能表现，但是在无线网络，施行冲突检测是不可能的，带冲突避免的载波侦听多路接入协议(CSMA/CA)也就有了用武之地。