CSMA CD介质访问控制协议
CSMACD协议性能分析方法的研究本科论文
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。
计算机基础网络试题
11. 路由选择协议位于【】
A. 物理层 B. 数据链路层
C. 网络层 D. 应用层
12. 快速以太网的帧结构与传统以太网 (10BASET) 的帧结构 【】
2. 常用的网络操作系统(写出3个):_ Windows NT _，__ UNIX __和__ NetWare __。
3. 计算机网络拓扑结构有：星型、树型、网状、 和 等三种。
4. 报文分组交换技术有两种实现方法： 虚电路 和 数据报 。
5. 将模拟信号转变为数字信号采用PCM体制，常分为取样、 量化 和 编码 三个阶段。
34Internet称为国际（互连网）。
35信息高速公路的基本特征是高速、（交互）和广域。
36WWW是当前（Internet）上最受欢迎、最流行、最新的信息检索服务程序。
1. 网络互联时，中继器是工作在OSI参考模型的_物理 (或第一) 层。
2. 共享型以太网采用__ CSMA/CD __媒体访问控制技术。
6．在HDLC的中，帧被分为三种类型。指出下列不属于HDLC规程的帧。【】
A、信息帧 B、MAC帧
C、无编号帧 D、监控帧
7. 以太网媒体访问控制技术CSMA
23目前，局域网的传输介质主要有双绞线、（同轴电缆）和光纤。
24局域网的两种工作模式是（对等模式）和客户/服务器模式。
25个人计算机接入的主要方式是采用（PPP拨号）接入方式。
26为了利用邮电系统公用电话网的线路来传输计算机数字信号，必须配置（调制解调器）
27目前，在计算机广域网中主要采用（报文分组交换）技术。
9. 使用4B/5B编码，将4bit数据流编成5bit数据流在媒体上传输，其效率为 80% ，即100MBps的数据率，要求在光纤媒体上传送光信号的码元速率为125Mbaud，只比数据率增大了 25% 。
介质访问控制方法
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。
介质访问控制
拓扑结构： 工作原理： Token Bus 在物理总系线上建立逻辑环。 逻辑环上，令牌是站点可以发送数据的必要条件。 令牌在逻辑环中按地址的递减顺序传送到下一站点。 从物理上看，含DA的令牌帧广播到BUS上，所有站点按DA = 本站地址判断收否。 特点： 无冲突，令牌环的信息帧长度可按需而定。 顺序接收Fairness (公平性），站点等待Token的时间是确知的。 （需限定每个站发送帧的最大值） 因检测冲突需要填充信息位（不允许小于46字节）
介质访问控制(medium access control)简称MAC。 是解决当局域网中共用信道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用权问题 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。 MAC属于局域网数据链路层下的一个子层。局域网中目前广泛采用的两种介质访问控制方法，分别是： 1 争用型介质访问控制，又称随机型的介质访问控制协议，如CSMA/CD方式。 2 确定型介质访问控制，又称有序的访问控制协议，如Token(令牌）方式 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 令牌访问控制工作原理 令牌访问控制方法可分为令牌环访问控制和令牌总线访问控制两类。目前已较少采用令牌总线访问控制。 下面介绍令牌环访问控制原理。
csmacd工作原理
csmacd工作原理
CSMACD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，带碰撞检测的载波监听多路访问）是一种常用的局域网访问协议，用于解决多个设备共享一个通信介质时可能发生冲突的问题。
CSMACD协议的工作原理是基于三个主要步骤：载波监听、碰撞检测和退避机制。
首先，在发送数据之前，设备会监听通信介质，检测是否有其他设备在传输数据。
如果发现介质空闲，则设备可以开始发送数据；如果介质被其他设备占用，设备会等待空闲时隙来发送数据。
其次，设备在发送数据的同时也在持续监听通信介质。
如果设备在发送数据时发现冲突（即与其他设备同时发送数据），会立即停止发送，并发送一个碰撞信号。
最后，设备在发送碰撞信号后，会启动退避机制。
设备会等待一个随机的时间段，然后重新开始从步骤一的载波监听开始。
这种退避机制可以有效地减少碰撞事件的发生概率。
因为设备等待的时间是随机的，所以每个设备都会有不同的等待时间，从而减少了再次发生碰撞的可能性。
当设备成功发送数据后，其他设备会检测到介质空闲并开始发送自己的数据。
总体而言，CSMACD协议通过载波监听、碰撞检测和退避机
制的结合，实现了多个设备在共享介质上进行数据传输时的冲突解决。
这种协议能够使设备在保持高效传输的同时避免冲突，提高了局域网的性能和可靠性。
CSMA令牌环令牌总线比较
CSMA令牌环令牌总线⽐较CSMA/CD,令牌环,令牌总线1.CSMA/CDCSMA全拼为Carrier Sense Multiple Access（载波侦听多路访问），是⼯作在OSI参考模型的数据链路层的介质访问控制⼦层。
是⼀种抢占型的半双⼯介质访问控制协议，采⽤分布式控制⽅法。
其中：载波侦听（Carrier Sense，CS）指任何连接到介质的设备在欲发送帧前，必须对介质进⾏侦听，当确认其空闲时，才可以发送。
多路访问（Multiple Access，MA）指多个设备可以同时访问介质，⼀个设备发送的帧也可以被多个设备接收。
根据发⽣冲突时的解决策略，CSMA可分为CSMA/BA, CSMA/CA,CSMA/CD,CSMA/CP四种，其中CSMA/CD是最为常见的⼀种，CSMA/CD 在发送时检测冲突，并采取适当措施进⾏补救。
CSMA/CD是⼴泛⽤于总线或树形局部⽹络的⼀种访问协议。
在基带系统中, 最早采⽤这种访问协议的是著名的原型以太⽹( 1976年) , 最早采⽤此类访问协议的宽带系统是MITERNET (1979年) 。
其基本思想起源于ALOHA系统,ALOHA⽅式具体可分为纯ALOHA和时间⽚ALOHA两种形式, 最⼤吞吐量分别只有18.4%和39.8%。
造成ALOHA⽅式信道效率低的根本原因是节点的发送意图与信道状态⽆关。
为克服此弱点, CSMA/CD⽅式应运⽽⽣, 其主要改进是增添了“讲前先听”的功能。
它具体可分为三种形式1.断续监听式2.1-持续监听式和3.P-持续监听式。
断续监听式CSMA遵守如下规则。
( 1 ) 若信道闲, 发送节点可发送信包, ( 2 ) 若信道忙,则后退⼀随机时间⽚, 然后再次监听信道, 并重复以上算法。
对于1-持续式CSMA , 发送节点遵守下列规则：< 1 >若信道闲, 则以概1发送信包, < 2 >若信道忙, 则持续监听信道, 直到信道由忙变闲为⽌, 然后以概率1发送。
介质访问控制的方法
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。
CSMA+CD工作原理
CSMA+CD工作原理CSMA+CD是一种常见的局域网传输技术，它能够有效地管理数据包在网络中的传输，保证数据传输的可靠性和效率。
本文将详细介绍CSMA+CD的工作原理，匡助读者更好地理解这一技术。
一、CSMA+CD的基本概念1.1 CSMA+CD的全称是Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，即具有碰撞检测的载波监听多路访问技术。
1.2 CSMA+CD是一种基于竞争的传输技术，它允许多个设备共享同一网络介质进行数据传输。
1.3 CSMA+CD通过监听网络介质上是否有信号来判断是否可以发送数据，同时还能够检测数据包之间的碰撞，以避免数据包丢失。
二、CSMA+CD的工作流程2.1 当一个设备准备发送数据时，首先会监听网络介质，如果检测到网络介质上没有信号，即空暇状态，就可以发送数据包。
2.2 如果多个设备同时准备发送数据，可能会发生碰撞，此时设备会住手发送数据，并等待一个随机的时间后重新尝试发送。
2.3 如果设备在发送数据时检测到碰撞，它会即将住手发送，并发送一个碰撞检测信号给其他设备，以通知它们发生了碰撞。
三、CSMA+CD的优点3.1 CSMA+CD能够有效避免数据包的丢失，提高数据传输的可靠性。
3.2 CSMA+CD能够合理地分配网络带宽，避免网络拥塞和数据传输延迟。
3.3 CSMA+CD能够自适应网络环境的变化，保证网络传输的稳定性和效率。
四、CSMA+CD的局限性4.1 CSMA+CD在高负载情况下可能会导致较高的碰撞率，影响网络的性能。
4.2 CSMA+CD对网络延迟较为敏感，当网络负载较高时，可能会浮现较长的延迟。
4.3 CSMA+CD在大型网络中可能会存在较大的冲突概率，导致网络传输效率下降。
五、CSMA+CD的应用场景5.1 CSMA+CD常用于以太网等局域网技术中，能够有效管理数据包的传输。
5.2 CSMA+CD适合于对传输可靠性要求较高的场景，如文件传输、视频流等。
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CSMA CD介质访问控制协议
CSMA/CD介质访问控制协议
MA-DATA.request 、MA-DATA.indication、MA-DATA.confirm
CSMA/CD的MAC帧由8个字段组成:前导码;帧起始定界符SFD;帧的源和目的地址DA、SA;表示信息字段长度的字段;逻辑连接控制帧LLC;填充的字段PAD;帧检验序列字段FCS。
前导码:包含7个字节，每个字节为10101010，它用于使PLS电路和收到的帧定时达到稳态同步。
帧起始定界符:字段是10101011序列，它紧跟在前导码后，表示一幅帧的开始。
帧检验序列:发送和接收算法两者都使用循环冗余检验(CRC)来产生FCS字段的CRC值。
IEEE802.3标准提供了介质访问控制子层的功能说明，有两个主要的功能:数据封装(发送和接收)，完成成帧(帧定界、帧同步)、编址(源和目的地址处理)、差错检测(物理介质传输差错的检测);介质访问管理，完成介质分配避免冲突和解决争用处理冲突。
MAC(medium aess control)属于LLC(Logical Link Control)下的一个子层。
局域网中目前广泛采用的.两种介质访问控制方法，分别是：
1 争用型介质访问控制，又称随机型的介质访问控制协议，如CSMA/CD方式。
2 确定型介质访问控制，又称有序的访问控制协议，如Token(令牌)方式
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 Aess 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。
模板,内容仅供参考。