CSMACA协议的基本原理

1、计算机网络研讨,2016.10.25,题目描述： 学习无线局域网中CSMA/CA协议的基本原理以及与CSMA/CD协议的异同点。,CONTENT,相同点,CAMS/CA协议,CSMA/CD协议,不同点,CSMA/CD协议,CSMA/CD协议，意思是载波监听多点接入/碰撞检测。它的基本原理是：所有节点都共享网络传输信道，节点在发送数据之前，首先检测信道是否空闲，如果信道空闲则发送，否则就等待；在发送出信息后，再对冲突进行检测，当发现冲突时，则取消发送。,假设有这一层楼，两旁住了几十户人，中间只有一条仅供一人同行的走道。情况如下： 当这些住户要经过走道出来时，首先探出头来看看走道上有没有人（这就是

2、载波监听），如果没有，就通过走道出来； 如果走道上有人走，那么就一直盯着走道，直到走道上没人时再出来（1-坚持监听算法）； 如果有两人同时看到走道上没有人，而同时走向走道（冲突检测），则两个人发现时就马上回到自己屋里。,（1）首先检测信道是否有使用，如果检测出信道繁忙，则等待一段随机时间后，才送出数据。 （2）接收端如果正确收到此帧，则经过一段时间间隔后，向发送端发送确认帧ACK。 （3）发送端收到ACK帧，确定数据正确传输，在经历一段时间间隔后，会出现一段空闲时间。,1.送出数据前，监听媒体状态，等没有人使用媒体，维持一段时间后，才送出数据。由於每个设备采用的随机时间不同，所以可以减少冲突的

3、机会。 2.送出数据前，先送一段小小的请求传送报文（RTS : Request to Send）给目标端，等待目标端回应（CTS: Clear to Send）报文后，才开始传送。 利用RTS-CTS握手（handshake）程序，确保接下来传送资料时，不会被碰撞。,站A的无线信号覆盖范围：站B、站C、站E。站B的无线信号覆盖范围：站A、站D、站E。若站A要向站B发送数据，则：1.站A在发送数据帧之前，要先向站B发送一个请求发送帧RTS(Request To Send)。在RTS帧中已说明将要发送的数据帧的长度。站B收到RTS帧后就向站A回应一个允许发送帧CTS(Clear To Send)。

4、在CTS帧中也附上A欲发送的数据帧的长度(从RTS帧中将此数据复制到CTS帧中)。站A收到CTS帧后就可发送其数据帧了。2.对于站C，站C处于站A的无线传输范围内，但不在站B的无线传输范围内。因此站C能够收听到站A发送的RTS帧，但经过一小段时间后，站C收听不到站B发送的CTS帧。这样，在站A向站B发送数据的同时，站C也可以发送自己的数据而不会干扰站B接收数据(注意：站C收听不到站B的信号表明，站B也收听不到站C的信号)。3.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。因此，站D在收到站B发送的CTS帧后，应在站B随后接收数据帧的时间内关闭数据发送操作，以避免干扰站

5、B接收自A站发来的数据。4.对于站E，它能收到RTS帧和CTS帧，因此，站E在站A发送数据帧的整个过程中不能发送数据。,例,尽管协议经过了精心设计，但冲突仍然会发生。 例如：站B和站C同时向站A发送RTS帧。这两个RTS帧发生冲突后，使得站A收不到正确的RTS帧因而站A就不会发送后续的CTS帧。这时，站B和站C像以太网发生冲突那样，各自随机地推迟一段时间后重新发送其RTS帧。推迟时间的算法也是使用二进制指数退避。,CSMA/CD：带有冲突检测的载波监听多路访问，发送包的同时可以检测到信道上有无冲突但无法“避免”冲突； CSMA/CA：带有冲突避免的载波监听多路访问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲突，只能尽量“避免”冲突。,1.两者的传输介质不同,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； 2.检测方式不同,CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生变化；而CSMA/CA采用能量检测(ED)、载波检测(CS)和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式； 3.WLAN中，对