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眼明手快搶先機(jī)
IEEE802.3或Ethernet所用的媒體訪(fǎng)問(wèn)法為“帶有碰撞檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)”(CSMA/CD)。很拗口。但如果分開(kāi)來(lái)看,你會(huì)明白Ethernet如何工作(如果你想知道)。
“載波偵聽(tīng)”(CS,Carrier Sense)意思是當(dāng)計(jì)算機(jī)(工作站)想在網(wǎng)絡(luò)電纜上發(fā)送信息時(shí),它首先傾聽(tīng)電纜,看是否有別人已經(jīng)送了信息。如它未聽(tīng)到電纜上有別的信息,計(jì)算機(jī)就認(rèn)為電纜是可用的,可發(fā)送信息。
“多路訪(fǎng)問(wèn)”(MA,Multiple Access)意思是無(wú)法防止兩臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)同時(shí)發(fā)送信息。當(dāng)然,發(fā)送前每臺(tái)計(jì)算機(jī)都在傾聽(tīng)。但假如兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)傾聽(tīng)而什么也沒(méi)聽(tīng)到,然后各自開(kāi)始發(fā)送信息呢?設(shè)想一下,當(dāng)你和別人同時(shí)到達(dá)十字路口,你揮手讓他過(guò),他揮手讓你過(guò),你再揮手,他又揮手,這時(shí)你們誰(shuí)也過(guò)不了。
“帶有碰撞檢測(cè)”(CD,with Collision Detection)意思是計(jì)算機(jī)向網(wǎng)上傳送信息后,它就仔細(xì)傾聽(tīng),看信息是否碰到另一條信息。類(lèi)似于在十字路口傾聽(tīng)剎車(chē)聲。如果計(jì)算機(jī)聽(tīng)到了剎車(chē)聲,它就等待一段隨機(jī)時(shí)間,再試發(fā)送。因?yàn)檠舆t是隨機(jī)的,碰撞的兩條信息經(jīng)過(guò)不同的延遲時(shí)間后再次發(fā)送,仍可能再次碰撞。
按照這種方法,一個(gè)工作站在發(fā)送前,首先偵聽(tīng)媒體上是否有活動(dòng),即稱(chēng)為“談前聽(tīng)”協(xié)議。所謂活動(dòng)是指媒體上有無(wú)傳輸,也就是載波是否存在。如果偵聽(tīng)到有載波存在,工作站便推遲自己的傳輸。在偵聽(tīng)的結(jié)果為媒體空閑時(shí),則立即開(kāi)始進(jìn)行傳輸。在偵聽(tīng)到媒體忙而等待傳輸情況下,當(dāng)傳輸中的幀最后一個(gè)數(shù)據(jù)位通過(guò)后,應(yīng)繼續(xù)等待至少9.6uμs,以提供適當(dāng)?shù)膸g間隔,隨后便可進(jìn)行傳輸。
如果兩個(gè)工作站同時(shí)試圖進(jìn)行傳輸,將會(huì)造成廢幀,這種現(xiàn)象稱(chēng)為碰撞,并認(rèn)為是一種正,F(xiàn)象,因以為媒體上連接的所有工作站的發(fā)送都基于媒體上是否有載波,所以稱(chēng)為載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)(CSMA)。為保證這種操作機(jī)制能夠運(yùn)行,還需要具備檢測(cè)有無(wú)碰撞的機(jī)制,這便是碰撞檢測(cè)(CD)。也就是說(shuō),在一個(gè)工作站發(fā)送過(guò)程中仍要不斷檢測(cè)是否出現(xiàn)碰撞。出現(xiàn)碰撞的另一種情況是由下述原因造成的,即信號(hào)在LAN上傳播有一定時(shí)延,對(duì)于粗纜而言,信號(hào)在其上的傳播速度是光速的77%。對(duì)于細(xì)纜,在其上的傳播速度為光速的65%。由于這種傳播時(shí)延,雖然LAN上某一工作站已開(kāi)始發(fā)送,但由于另外一工作站尚未檢測(cè)到第一站的傳輸也啟動(dòng)發(fā)送,從而造成碰撞。
而且,幀長(zhǎng)度要足以在發(fā)完之前就能檢測(cè)到碰撞,否則碰撞檢測(cè)就失去意義。因此,在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)中定義了一個(gè)間隙時(shí)間,其大小為住往返傳播時(shí)間與和為強(qiáng)化碰撞而有意發(fā)送的干擾序列時(shí)間之和。這個(gè)間隙時(shí)間可用來(lái)確定最小的MAN幀長(zhǎng)。
檢測(cè)到碰撞之后,涉及該次碰撞的站要丟棄各自開(kāi)始的傳輸,轉(zhuǎn)而繼續(xù)發(fā)送一種特殊的干擾信號(hào),使碰撞更加嚴(yán)重以便警告LAN上的所有工作站,碰撞出現(xiàn)了!在此之后,兩個(gè)碰撞的站都采退避策略,即都設(shè)置一個(gè)隨機(jī)間隔時(shí)間,另有當(dāng)此時(shí)間間隔滿(mǎn)期后才能啟動(dòng)發(fā)送。當(dāng)然如果這兩個(gè)工作站所選的隨機(jī)間隔時(shí)間相同,碰撞將會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生。為避免這種情況的出現(xiàn),退避時(shí)間應(yīng)為一個(gè)服從均勻分布的隨機(jī)量。同時(shí),由于碰撞產(chǎn)生的重傳加大了網(wǎng)絡(luò)的通信流量,所以當(dāng)出現(xiàn)多次碰撞后,它應(yīng)退避一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間。
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