CSMA

Carrier Sense Multiple Access，載波偵聽多路訪問。CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection），即載波監聽多路訪問/衝突檢測方法和CSMA/CA(Carrier Sense multiple Access/Collision Avoidance),即載波監聽多路訪問/衝突避免，都是爭用型的介質訪問控制協定，位於數據鏈路層，前者用於有線網路而後者用於無線網路。

基本介紹

• 中文名：載波監聽多路訪問
• 外文名：Carrier Sense Multiple Access
• 可用於：無線和有線區域網路的數據鏈路層
• 英文縮寫：CSMA/CD

概念

它起源於美國夏威夷大學開發的ALOHA網所採用的爭用型協定，並進行了改進，使之具有比ALOHA協定更高的介質利用率。CSMA/CD是一種分散式介質訪問控制協定，網中的各個站（節點）都能獨立地決定數據幀的傳送與接收。每個站在傳送數據幀之前，首先要進行載波監聽，只有介質空閒時，才允許傳送幀。這時，如果兩個以上的站同時監聽到介質空閒並傳送幀，則會產生衝突現象，這使傳送的幀都成為無效幀，傳送隨即宣告失敗。每個站必須有能力隨時檢測衝突是否發生，一旦發生衝突，則應停止傳送，以免介質頻寬因傳送無效幀而被白白浪費，然後隨機延時一段時間後，再重新爭用介質，重傳送幀。CSMA/CD協定簡單、可靠，其網路系統（如Ethernet）被廣泛使用。CSMA/CD控制方式的優點是：原理比較簡單，技術上易實現，網路中各工作站處於平等地位 ，不需集中控制，不提供優先權控制。但在網路負載增大時，傳送時間增長，傳送效率急劇下降。CSMA/CD套用在OSI7層里的數據鏈路層，它的工作原理是：傳送數據前先監聽信道是否空閒，若空閒則立即傳送數據.在傳送數據時，邊傳送邊繼續監聽.若監聽到衝突，則立即停止傳送數據.等待一段隨機時間，再重新嘗試.

實現過程

採用分散式控制方法，附接匯流排的各個結點通過競爭的方式，獲得匯流排的使用權。只有獲得使用權的結點才可以向匯流排傳送信息幀，該信息幀將被附接匯流排的所有結點感知。包括以下三個要點：載波偵聽——傳送結點在傳送信息幀之前，必須偵聽媒體是否處於空閒狀態；多路訪問——具有兩種含義，既表示多個結點可以同時訪問媒體，也表示一個結點傳送的信息幀可以被多個結點所接收；衝突檢測——傳送結點在發出信息幀的同時，還必須監聽媒體，判斷是否發生衝突（同一時刻，有無其他結點也在傳送信息幀）。IEEE 802.3或者OSI 8802/3定義了CSMA/CD的標準。

CSMA

實現的分類

CSMA是載波檢測（偵聽）多路訪問.它檢測其他站的活動情況，據此調整自己的行為.分為以下幾類：

• 1-持續CSMA(1-persistent CSMA)：當信道忙或發生衝突時，要傳送幀的站，不斷持續偵聽，一有空閒，便可傳送. 其中，長的傳播延遲和同時傳送幀，會導致多次衝突，降低系統性能.
• 非持續CSMA：它並不持續偵聽信道，而是在衝突時，等待隨機的一段時間.它有更好的信道利用率，但導致更長延遲.
• p-持續CSMA：它套用於分槽信道，按照P機率傳送幀.即信道空閒時，這個時槽，欲傳送的站P機率傳送，Q=1-P機率不傳送.若不傳送，下一時槽仍空閒，同理進行傳送.若信道忙，則等待下一時槽，若衝突，則等待隨機的一段時間，重新開始.

以上都是對ALOHA的改進.當信道忙時，所有站都不傳輸幀.

• 帶衝突檢測的CSMA(CSMA/CD:CSMA with Collision Detection)：它一旦檢測到衝突，立即終止當前傳輸中的幀，節省時間和頻寬，並等待一段時間，重新嘗試.它廣泛用於LAN中MAC子層,是當前乙太網LAN的基礎.

概念時間模型

其概念時間模型分為三個時期：傳輸周期，競爭周期和空閒周期.

值得一提的是，監聽的機制：傳輸數據時，他的硬體進行監聽電纜，如果讀回來的信息與傳送的不一致，便知傳送衝突了.這裡，當然需要一種特殊的信號編碼方案，能夠檢測出兩個OV信號衝突.（或者在此衝突下，故意不檢測，因信號沒有損壞）

有線網中，衝突檢測的最核心內容是 幀碎片（即檢測到網路中有小於這個大小的幀就認為是幀碎片，因為傳輸2端都在傳輸造成衝突，2端數據在網路中都只有1部分，即不完整，產生碎片）。

在無線網中由於有隱藏結點（即每個結點不知道也不可能知道整個網路的實時情況），因此無法“檢測”所以CSMA/CA（CSMA with Collision Avoidance）載波偵聽多路訪問衝突避免 就應運而生了，它是利用RTS/CTS（即類似TCP的握手協定)的應答策略來保證在傳輸中結點不會再接受請求，從而解決了無線網中的衝突。

總之：先聽後發，邊聽邊發，衝突不發，稍後再發。