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本科毕业论文题目：CSMA/CD协议性能分析方法的研究摘要现今，关于CSMA/CD协议的论文大部分都只给出性能分析的结果而未给出分析的方法及过程，关于CSMA/CD协议性能分析方面的论文寥寥可数。
在早期版本中各种总线结构中,CSMA/CD网（bus topology Ethernet）和双绞线以太网(twisted-pair Ethernet)使用比较多，而现代以太网是基于交换机和全双工连接建立，不会有碰撞，因此没有必要使用CSMA/CD。
这也是导致很少有人去研究CSMA/CD协议的原因。
CSMA/CD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。
在许多的要求价格低廉，快速组网，布线简单，接入终端少的情况下使用CSMA/CD协议是非常好的选择。
这时CSMA/CD协议性能分析就显得尤为重要。
关键词：CSMA/CD；性能分析；以太网；局域网AbstractNowadays, the performance on the CSMA / CD protocol only was given analysis results without the method and process, in the paper most of the performance analysis. And the paper , on CSMA / CD protocol performance analysis, difficult to be found. In earlier versions of the structure of the bus ,CSMA / CD network (bus topology Ethernet) and twisted-pair Ethernet (twisted-pair Ethernet) were used more widely. But, the modern Ethernet based on Switch and full duplex connection and established, no collision .So it is no need to use CSMA / CD in modern Ethernet. This also is an important reason for the few people to study the CSMA / CD protocol .CSMA/CD protocol is relatively simple , technically easy to achieve and the network status of each workstation is equal, without centralizing control and providing priority control. In many of cases that require low prices, fast networking, cabling simple ,a few access terminal. using the CSMA / CD protocol is a very good choice. At this time CSMA / CD protocol performance analysis is particularly important.Keywords: CSMA/CD; performance analysis; Ethernet; LAN目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 CSMA/CD协议的发展历史 (1)1.2 CSMA/CD的三种算法 (1)1.3 CSMA/CD协议的研究内容 (2)第二章多址技术分类、特点、应用范围 (3)2.1 多址协议 (3)2.2 多址协议的分类 (3)2.2.1固定多址接入协议 (3)2.2.2随机多址接入协议 (4)2.3多址协议的特点及应用范围 (5)2.3.1固定多址协议 (5)2.3.2随机多址接入协议 (7)第三章CSMA/CD的工作过程和研究方法 (8)3.1前人研究CSMA/CD协议主要采用的方法 (8)3.2 CSMA/CD协议的工作原理 (9)3.2.1两种流行的CSMA／CD协议数据发送过程 (9)3.2.2 CSMA／CD协议数据的接收过程 (11)3.3 CSMA/CD模型建立及分析 (12)第四章CSMA/CD的性能分析 (14)4.1CSMA/CD协议的性能分析 (14)4.1.1 CSMA/CD碰撞发生的原因分析 (14)4.1.2 模型假设 (16)4.1.3 CSMA/CD协议的性能的数学分析 (18)4.1.4有限用户的信道利用率分析 (20)4.2CSMA/CD性能的MATLAB分析 (21)4.2.1 帧长与吞吐量关系的MATLAB分析 (21)4.2.2 三种CSMA/CD协议性能的比较分析 (22)4.2.3传输速率对CSMA/CD协议性能的影响 (23)4.3CSMA/CD性能评价 (23)结论 (25)参考文献 (26)谢辞 (27)第一章绪论1.1 CSMA/CD协议的发展历史1968年美国夏威夷大学为了解决夏威夷群岛之间的通信问题开始一项研究计划取名aloha，随后开发了ALOHA协议。
第3章局域网基础【考点一】局域网基本概念1.局域网的主要技术特点(1)局域网覆盖有限的地理范围，它适用于机关、公司、校园、军营、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求。
(2)局域网具有高数据传输速率(10Mbps～1 000 Mbps)、低误码率、高质量的数据传输环境。
(3)局域网一般属于一个单位所有，易于建立、维护和扩展。
(4)决定局域网特性的主要技术要素是：网络拓扑、传输介质访问控制方法。
(5)局域网从介质访问控制方法的角度可以分为两类：共享介质局域网与交换式局域网。
2.局域网拓扑构型局域网在网络拓扑上主要采用了总线型、环型与星型结构；在网络传输介质上主要采用了双绞线、同轴电缆与光纤。
3.局域网传输介质类型与特点局域网常用的传输介质有：同轴电缆、双绞线、光纤与无线通信信道。
局域网产品中使用的双绞可以分为两类：屏蔽双绞线(STP，Shielded Twisted Pair)与非屏蔽双绞线(UTP，Unshiekede Twisted Pair)。
【考点二】局域网介质访问控制方法目前被普遍采用并形成国际标准的介质访问控制方法主要有以下3种：(1)带有冲突检测的域波侦听多路访问(CSMA/CD)方法。
(2)令牌总线(Token Bus)方法。
(3)令牌环(Token Ring)方法。
1.IEEE 802模型与协议IEE 802委员会为局域网制定了一系列标准，统称为IEEE 802标准。
这些标准主要是：(1)IEEE 802.1标准，它包括局域网体系结构、网络互连，以及网络管理与性能测试。
(2)IEEE 802.2标准，定义了逻辑链路控制LLC子层功能与服务。
(3)IEEE 802.3标准，定义了CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理层规范。
(4)IEEE 802.4标准，定义了令牌总线(Token Bus)介质访问控制子层与物理层规范。
(5)IEEE 802.5标准，定义了令牌环(Token Ring)介质访问控制子层与物理层规范。
计算机通信网课后习题及考试要点一．概论1.计算机网络的定义：指以通信方式连接区域内相对分散的多个独立的计算机系统、终端设备和数据设备，实现资源共享，并在协议控制下进行数据交换的系统。
2.发展趋势:1开放性方向发展2一体化方向发展3多媒体网络方向发展4高效、安全的网络管理方向发展5智能化网络方向发展功能:实现资源共享/突破地域界限/增加可靠性/提高处理能力/进行数据通信3.通信子网：实现通信功能的部分，资源子网：实现数据处理功能的部分。
4.分类:1.按拓扑结构：总线形、环形、星形、网状结构2.按地域范围：lan、man、wan3.按传输技术：广播网络、点到点网络4.按传输介质：有线网络、无线网络5.数字调制功能：实现信息的远程传输6.多路复用的作用：有效地利用通信线路，提高信道利用率7.差错控制的定义：能够在数据通信过程中发现或纠正错误，并将错误控制在尽可能小的允许范围内的技术和方法。
目标：提高可靠性方法：\echo\method//voting\method/ARQ method/FEC/HEC8.数据交换技术分类：电路/报文/分组交换技术9.分组交换分类：数据报/虚拟电路原理：存储转发交换是一种将分组分段转发的方法，利用流水线效应共享级联数据链路和缓存，提高通信效率和可靠性10.路径选法：1确定式路径选择:泛送式/固定式/概率分配方式2适应式路径选择:集中/孤立/混合/分布式.算法:最短路径算法/后补路径算法/链路状态路由算法/概率路径算法11.网络协议：语法、语义和时序12.简述osi/rm及其特征：osi模型是一种将异构系统互连的分层结构。
物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层。
物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层。
特征:1提供了控制互联系统交互规则的标准框架2定义了一种抽象结构,而并非具体实现的描述3不同系统上的相同层的实体称为同等层实体4同等层之间的通信由该层的协议管理5相邻层之间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务6所提供的公共服务是面向连接或无连接的数据服务7直接的数据传送仅在最底层实现8每层完成所定义的功能,修改本层的功能并不影响其它层13.OSI层的功能：1）物理层：在物理媒体上传输原始数据的比特流；2）数据链路层：通过验证、确认和反馈重传，将原始的、易出错的物理连接转换为无差错的数据链路；3）网络层：它与通信子网的操作控制有关，主要任务是将网络协议数据单元从源传输到目标。
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。
以太网技术基本原理以太网是一种局域网技术，其基本原理是基于CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）协议，采用共享介质的方式实现各个终端设备之间的数据通信。
以下是以太网技术的基本原理的详细介绍。
1.CSMA/CD协议：CSMA/CD协议是以太网的核心协议，用于解决多个终端设备同时访问共享介质时产生的冲突问题。
其工作原理是，在发送数据之前，终端设备会先监听共享介质上是否有信号传输，如果没有，则可以开始发送自己的数据。
如果检测到有信号传输，表示介质正在被占用，终端设备会等待一段随机的时间后再次进行监听，以便选择合适的时机进行数据发送。
如果在发送数据的过程中，终端设备检测到介质上有冲突，就会终止发送并等待一段时间，再次检测介质是否被占用，然后重新开始发送数据。
通过这种方式，CSMA/CD协议可以有效地解决冲突问题，实现数据的可靠传输。
2.介质访问控制：以太网采用的是共享介质的方式，多个终端设备共享同一根传输介质。
为了保证每个终端设备的公平性和均衡性，以太网采用了介质访问控制机制。
具体来说，以太网将共享介质分割为多个时隙，并将每个时隙划分为一个最小的数据传输单元（称为“帧”）。
终端设备在进行数据传输之前，需要等待一个空闲的时隙，然后按照时隙进行数据发送。
这种介质访问控制机制能够有效地保证每个终端设备的公平访问权，并避免了数据传输的混乱和冲突。
3.MAC地址：以太网使用MAC（媒体访问控制）地址来唯一标识网络中的每个终端设备。
MAC地址是一个48位的全球唯一标识符，由6个字节组成。
其中前3个字节是由IEEE管理的组织唯一标识符（OUI），用于标识设备的生产厂商，后3个字节由设备厂商自行分配。
每个终端设备在生产时都会被分配一个唯一的MAC地址，以太网通过这个地址来确定数据应该发送到哪个设备。
4.帧格式：以太网的数据传输通过帧来进行，每个帧是一个完整的数据包。
以太网的帧格式包括了源MAC地址、目标MAC地址、协议类型和数据部分。
介质访问控制方法1 介质访问控制方法介质访问控制(Media Access Control，MAC)是一种网络控制协议，负责处理节点之间的数据传输，确保网络以有序、有效的方式发挥作用。
它的实现机制可以用来建立、维护和配置网络连接、传输信息和资源管理等。
2 工作原理MAC是一种底层协议，通过决定何时发送和接收报文，控制实体进入总线或介质，以确保数据传输的稳定性。
它是一种半双工收发机制，只允许实体通过访问介质的权限进行数据传输。
只有在有效的媒介控制码（Media Access Control Code，MAC）的情况下，实体才能够得到控制权，并且只有实体之间有正确的传出授权时，传输才可以正确完成。
3 类型介质访问控制方法有两种：随机介质访问控制法（CSMA / CA）和相位播放介质访问控制法（CSMA / CD）。
其中，CSMA / CA是一种半双工协议，它主要利用节点之间双向无线传输的特性，并在发送端采用介质访问控制技术，防止出现多个节点同时占用信道的现象；而CSMA / CD是一种介质访问控制的极大竞争系统，它主要利用了信道上传播延迟的特性，提供了一种有效的信息传输机制，使得网络可以以有序、有效的方式进行数据传输。
4 优缺点采用介质访问控制方法，可以保证网络的稳定性和有效性，使终端能够优先接收到信息，减少了网络冲突。
然而，MAC机制也存在一些缺点，比如，在短时间内可能会出现信道占用和冲突，这样会有可能影响数据传输的顺利进行。
此外，由于它的实现机制稍微复杂，会给网络通信带来一定的效率降低。
介质访问控制方法是保证网络稳定和有效的一种重要手段，但是要避免繁琐的操作步骤，有时还需要结合其它管理机制，如网络层或应用层协议，才能有效地实现介质访问控制。
《局域网组建与维护》模拟试卷一一、选择题（每题2分）1.下列＿C＿不符合局域网的基本定义。
A．局域网是一个专用的通信网络。
B．局域网的地理范围相对较小。
C．局域网与外部网络的接口有多个。
D．局域网可以跨越多个建筑物。
2.星型网、总线型网、环型网和网状型网是按照＿＿B＿＿分类。
A．网络功能B．网络拓扑C．管理性质D．网络覆盖3.在计算机网络中，一般不使用 B 技术进行数据传输。
A．电路交换B．报文交换C．分组交换D．虚电路交换4.下列哪项内容不属于网络可管理性的内容？ BA．性能管理B．文件管理C．安全管理D．记账管理5.下列属于网络设备规划的是 C D 。
A．关键设备位置B．服务器规格、型号，硬件配置C．人员培训费用D．安排网络管理和维护人员6.下列不属于网卡接口类型的是 D 。
A．RJ45 B．BNC C．AUI D．PCI7.下列不属于传输介质的是 C 。
A．双绞线B．光纤C．声波D．电磁波8.当两个不同类型的网络彼此相连时，必须使用的设备是 B 。
A．交换机B．路由器C．收发器D．中继器9.CSMA/CD的发送流程可以简单地用4句话（①随机重发②冲突停止③边发边听④先听后发）概括，其正确的排列顺序为 D 。
A．①②③④B．②①③④C．③②④①D．④③②①10.路由器上的每个接口属于一个 C 域，不同的接口属于不同的 B 域。
A．路由B．冲突C．广播D．交换二、填空题（每题3分）1.计算机网络可以划分为由通信子网和资源子网组成的二级子网结构。
2.从拓扑学的角度来看，梯形、四边形、圆等都属于不同的几何结构，但是具有相同的拓扑。
3.按照网络的传输技术，可以将计算机网络分为有线网络、无线网络。
4.在分组交换技术中，数据报分组交换适用于短报文交换，虚电路分组交换适用于长报文交换。
5.对等进程不一定非是相同的程序，但其功能必须完全一致，且采用相同的协议。
6.访问控制方法CSMA/CD的中文全称是带有冲突检测的载波侦听多路访问。
介质访问控制的方法
介质访问控制（MAC）是一种网络协议，用于控制多个计算机或设备在共享同一物理介质（如Ethernet或WiFi）上的访问。
以下是一些常见的MAC方法：
1. CSMA/CD（带冲突检测的载波侦听多路接入）：在这种方法中，计算机听取信道上的信号，如果信道上没有其他计算机发送数据，则发送数据。
如果检测到碰撞，则停止发送数据，并等待随机时间后再次尝试发送。
2. CSMA/CA（带冲突避免的载波侦听多路接入）：在这种方法中，计算机在发送数据之前，首先发送一个请求访问信号，等待其他计算机的确认，并等待一段时间，然后再发送数据。
3. Token Passing（令牌环）：在这种方法中，一个特殊的令牌沿着物理环路传递，只有拥有令牌的计算机才能发送数据。
当计算机完成发送数据后，会将令牌传递给下一个计算机。
4. Polling（轮询）：在这种方法中，一个中心节点（如服务器）轮流询问每个节点是否有数据要发送，然后处理节点的请求。
5. Reservation（预约）：在这种方法中，节点先发送一个请求访问信号，并指定一个特定的时间段，然后其他节点在该时间段中不能发送数据。
如果时间段内
有碰撞，则节点必须重新发送请求信号。
CH1 答案一．填空题1．通信2．实现资源共享3．局域网广域网4．资源子网通信子网二．选择题DDBBCCA三．简答题1．答：所谓计算机网络，就是指以能够相互共享资源的方式互连起来的自治计算机系统的集合。
2．答：计算机网络技术的开展大致可以分为四个阶段。
第一阶段计算机网络的开展是从20世纪50年代中期至20世纪60年代末期，计算机技术与通信技术初步结合，形成了计算机网络的雏形。
此时的计算机网络，是指以单台计算机为中心的远程联机系统。
第二阶段是从20世纪60年代末期至20世纪70年代中后期，计算机网络完成了计算机网络体系结构与协议的研究，形成了初级计算机网络。
第三阶段是从20世纪70年代初期至20世纪90年代中期。
国际标准化组织〔ISO〕提出了开放系统互联〔OSI〕参考模型，从而促进了符合国际标准化的计算机网络技术的开展。
第四阶段是从20世纪90年代开始。
这个阶段最富有挑战性的话题是互联网应用技术、无线网络技术、对等网技术与网络平安技术。
3．网络的拓扑结构主要主要有：星型拓扑、总线型拓扑、环型拓扑、树型拓扑结构、网状型拓扑结构。
〔1〕星型拓扑优点：控制简单、故障诊断和隔离容易、效劳方便；缺点：电缆需量大和安装工作量大；中心结点的负担较重，容易形成瓶颈；各结点的分布处理能力较低。
〔2〕树型拓扑优点：易于扩展、故障隔离较容易；缺点是各个结点对根的依赖性太大，如果根结点发生故障，那么整个网络都不能正常工作。
〔3〕总线型拓扑的优点如下：总线结构所需要的电缆数量少；总线结构简单，又是无源工作，有较高的可靠性；易于扩充，增加或减少用户比拟方便。
总线型拓扑的缺点如下：总线的传输距离有限，通信范围受到限制。
故障诊断和隔离较困难。
总线型网络中所有设备共享总线这一条传输信道，因此存在信道争用问题，〔4〕环型拓扑的优点如下：拓扑结构简单，传输延时确定。
电缆长度短。
环型拓扑网络所需的电缆长度和总线型拓扑网络相似，比星型拓扑网络所需的电缆短。
