【2017年整理】CSMACD工作原理.doc

CSMA/CD 工作原理在 CSMA 中，由于信道传播时延的存在，即使通信双方的站点都没有侦听到载波信号，在发送数据时仍可能会发生冲突，因为他们可能会在检测到介质空闲时同时发送数据，致使冲突发生尽管 CSMA 可以发现冲突，但它并没有先知的冲突检测和阻止功能，致使冲突发生频繁一种 CSMA 的改进方案是使发送站点在传输过程中仍继续侦听介质，以检测是否存在冲突如果两个站点都在某一时间检测到信道是空闲的，并且同时开始传送数据，则它们几乎立刻就会检测到有冲突发生如果发生冲突，信道上可以检测到超过发送站点本身发送的载波信号幅度的电磁波，由此判断出冲突的存在一旦检测到冲突，发送站点就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，用以通知总线上通信的对方站点，快速地终止被破坏的帧，可以节省时间和带宽这种方案就是本节要介绍的 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，载波侦听多路访问 /冲突检测协议），已广泛应用于局域网中所谓载波侦听（Carrier Sense），意思是网络上各个工作站在发送数据前都要确认总线上有没有数据传输。

若有数据传输（称总线为忙），则不发送数据；若无数据传输（称总线为空），立即发送准备好的数据所谓多路访问（Multiple Access），意思是网络上所有工作站收发数据共同使用同一条总线，且发送数据是广播式的所谓冲突（Collision ），意思是若网上有两个或两个以上工作站同时发送数据，在总线上就会产生信号的混合，这样哪个工作站都辨别不出真正的数据是什么这种情况称为数据冲突，又称为碰撞为了减少冲突发生后的影响，工作站在发送数据过程中还要不停地检测自己发送的数据，看有没有在传输过程中与其他工作站的数据发生冲突，这就是冲突检测（Collision Detected）1．CSMA/CD 冲突检测原理CSMA/CD 是标准以太网、快速以太网和千兆以太网中统一采用的介质争用处理协议（但在万兆以太网中，由于采用的是全双工通信，所以不再采用这一协议）之所以称之为"载波侦听 "（"载波"就是承载信号的电磁波），而不是称之为"介质侦听" ，那是因为如果介质上正在有载波存在，则证明介质处于忙的状态（因为信号或者数据不是直接传输的，而是通过电磁载波进行的）；如果没有载波存在，则介质是空闲状态也就是通过载波的检测，可以得知介质的状态，而不能直接来侦听介质本身得出其空闲状态。

说明】其实这里侦听的应该是"信道" ，而不是"介质"本身，因为在一条传输介质中，可能包含有多条信道，用于不同的传输链路前面说了，CSMA/CD 相对 CSMA 来说的进步就是具有冲突检测功能，随之问题就来了，CSMA/CD 是如何检测冲突呢？ CSMA/CD 的工作原理可以用以下几句话来概括：先听后说，边听边说一旦冲突，立即停说等待时机，然后再说这里的" 听" 即监听、检测之意；"说"即发送数据之意具体的检测原理描述如下：（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 JAM（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。

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。