CSMACD介质访问控制方法算法简单

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。

简述csma cd的工作原理
CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）是一种用于共享传输介质的多路访问协议，其工作原理如下：
1. 帧检测：当一个节点有数据要发送时，它首先会监听传输媒介，检测是否有其他节点正在发送数据。

如果媒介空闲，即没有其他节点正在发送数据，那么该节点可以开始发送数据。

2. 碰撞检测：如果一个节点在发送数据时检测到了其他节点正在发送数据，即发生了碰撞，那么它会中断发送过程，并发送一个短的干扰信号，以通知其他节点发生了碰撞。

3. 退避算法：当节点发生碰撞时，它会根据一定的算法来确定一个随机的退避时间。

节点会等待该退避时间之后再次尝试发送数据。

退避时间的长度是根据冲突次数和媒介的传输能力来决定的。

4. 重传：节点在退避时间结束后重新发送数据，如果再次发生碰撞，节点会继续重复退避算法，直到成功发送数据为止。

通过CSMA/CD协议，多个节点能够共享同一传输媒介，并避免碰撞冲突。

当发生碰撞时，节点使用退避算法来避免再次发生碰撞，从而保证数据的可靠传输。

这样，多个节点可以在同一传输媒介上进行数据通信，提高了传输效率。

计算机网络介质访问控制方法局域网的数据链路层分为逻辑链路层LLC和介质访问控制MAC两个子层。

逻辑链路控制是局域网中数据链路数据链路层的上层部分，IEEE 802.2中定义了逻辑链路控制协议。

用户的数据链路服务通过LLC 子层为网络层提供统一的接口。

在LLC子层下面是MAC子层。

介质访问控制属于LLC（LogicalLinkControl）下的一个子层。

是局域网中公用信道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用这种分配信道使用权方法称之为介质访问控制方法。

1适合总线结构的带冲突监测的载波监听多路访问（CSMA/CD）方法。

2适合环形结构的令牌环（TOKEN RING）方法。

3适合令牌环总线（TOKEN BUS）访问控制方法。

介质访问控制方法三带冲突监测的载波监听多路访问（CSMA/CD ）CSMA/CD适合于总线型和树型的网络拓扑结构，CSMA/CD有效解决了介质共享、信道分配和信道共享的问题，是目前局域网中最常用的一种介质访问控制方法。

Collision Detection介质访问控制方法四CSMA/CD 各部分含义CSMA/CD 各部分含义所谓载波侦听（Carrier Sense ），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。

所谓多路访问（Multiple Access 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 ）是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，这种情况称为数据冲突，又称为碰撞。

介质访问控制方法五CSMA/CD 冲突检测原理01020304侦听信道是否空闲。

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。

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。

若无冲突则继续发送，直到发完全部数据。

若有冲突，则立即停止发送数据，发送一个加强冲突的JAM （阻塞）信号。

简述常见的介质访问控制方法的基本原理
常见的介质访问控制方法包括CSMA/CD、CSMA/CA、令牌环、令牌总线、纯ALOHA和时隙ALOHA等。

以下是它们的基本原理：
1. CSMA/CD：这是一种分布式控制技术，各节点在竞争的基础上访问传输介质。

具体来说，每个节点在发送数据之前先监听信道，如果总线上没有其他站点发送信号，则该站点发送数据；否则，需等待一段时间后再重新监听，再根据情况决定是否发送数据。

发送数据的同时检测信道上是否有冲突发生，若有，则采用截断二进制数退避算法等待一段时间后再重发。

2. CSMA/CA：该方法用于无线网络，特别是WiFi。

与CSMA/CD不同，CSMA/CA使用确认和重传机制来确保数据的可靠传输。

3. 令牌环和令牌总线：这两种方法中，数据传输的权利由一个称为“令牌”的特殊标记来控制。

令牌环既可用于环形结构也可用于总线形结构。

4. 纯ALOHA：此协议中，各站点不监听信道，也不按时间槽发送数据。

当冲突发生时，站点会随机重发数据。

5. 时隙ALOHA：这种方法下，站点不监听信道，但会按照预定的时间槽发送数据。

当发生冲突时，站点同样会随机重发数据。

这些控制方法在计算机网络中被广泛使用，各有其适用场景和优缺点。

计算机网络应用CSMA CD媒体访问控制原理在以太网中，所有的节点共享传输介质，各节点通过共享介质发送自己的帧，其它节点通过共享介质接收这个帧。

当仅有一个节点发送数据时，才能够发送成功；当有两个或两个以上节点同时发送数据时，共享介质上的信息将是多个节点发送信息的混合，目标节点是无法辨认这样的混合信息的，因此发送失败。

我们将这种信息在共享介质上的混合称为“冲突”。

载波监听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multi-Access/Collision Detection，CSMA/CD）是一种设备通过采用竞争的方法来获取对总线使用权的技术，它只适用于逻辑上属于总线型拓扑结构的网络，它包括载波监听多路访问（CSMA）和冲突检测（CD）两种技术。

CSMA是减少冲突的主要技术。

在总线网络中的一个工作站在发送数据前，首先侦听总线查看信道上是否有信息发送，用来测试总线上有无其它工作站正在发送信息。

如果侦测到其它工作站正在发送信息，即信道已经被占用时，则该工作站在等待一段时间后再次争取发送权；如果侦听得知信道是空闲的，没有其它工作站在发送信息，那么就立刻抢占总线并发送信息。

当信道处于空闲时刻，如果总线上有两个或两个以上的工作站同时需要发送数据时，那么在这个时刻它们都可能检测到信道是空闲的，同时认为是可以发送信息的。

结果导致他们同时发送数据，产生了冲突。

另一种情况，某工作站侦听到信道是空闲的，但这种空闲可能是较远站点已经发送了数据但由于在传输介质上信号的传播存在延时，该数据还未到此站点的缘故，如果此站点又发送信息，则也将产生冲突。

因此，利用CSMA冲突也是不可避免的，为了解决这种冲突，从而引入了冲突检测（CD）技术。

冲突检测技术是指，站点一边将信息传送到共享介质上，一边从共享介质上接收信息，然后将发送出去的信息和接收的信息进行按位比较。

一旦检测到冲突，发送站点就停止发送已开始发送的帧，而不必将很长的数据帧全部发完，并向总线发送一串阻塞信号，让总线上的其它站点均能感知到冲突已经发生，然后强化冲突，再进行侦听工作，以待下一次重新发送。

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。

第5章局域网一、填空题1．局域网中的数据通信被限制在几米至几千米的地理范围内，能够使用具有中等或较高传输速率的物理信道，并且具有较低的误码率。

2．IEEE 802参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与物理层，它将数据链路层划分为逻辑链路控制子层与介质访问控制子层。

3．以太网最大的特性在于信号是以广播的方式在介质中传播。

4．以太网的核心技术是它的CSMA/CD方法，即带有冲突检测的载波侦听多路访问方法。

5．CSMA/CD的发送流程可以简单地概括为先听后发，边发边听，冲突停止，随机重发。

6．万兆以太网只支持双工模式，而不支持单工模式，而以往的各种以太网标准均支持单工/双工模式。

7．为了实现在端口之间转发数据，交换机在内部维护着一个动态的端口-MAC地址映射表。

8．以太网交换机对数据帧的转发方式可以分为直接交换方式、存储转发方式和改进的直接交换方式3类。

9．简单地说，多层交换技术就是第二层交换技术＋第三层转发技术。

10．VLAN隔离了广播风暴，同时也隔离了各个不同的VLAN之间的通讯，所以不同的VLAN之间的通讯是需要有路由来完成的。

11．VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的VLAN。

12．无线局域网一般分为有固定基础设施和无固定基础设施两大类。

13．目前常用的无线网络标准主要有802.11 标准、蓝牙（Bluetooth）标准以及HomeRF标准等。

14．无线网络的拓扑结构分为无中心拓扑结构和有中心拓扑结构。

二、简答题1.简述CSMA/CD的工作原理。

在采用CSMA/CD介质访问控制方法的总线型局域网中，每一个节点利用总线发送数据时，首先要侦听总线的忙、闲状态。

如果总线上已经有数据信号传输，则为总线忙；如果总线上没有数据传输，则为总线空闲。

如果一个节点准备好了要发送的数据帧，并且此时总线空闲，它就可以启动发送。

同时也存在着这种可能，那就是在几乎相同的时刻，有两个或两个以上节点发送了数据，那么就会产生冲突，因此节点在发送数据的同时应该进行冲突检测。

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。