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前言
引言
CSMA/CD协议
CSMA与CSMA/CD的区别
CSMA/CD流程
前言
本博客是博主用于复习计算机网络的博客，如果疏忽出现错误，还望各位指正。
引言
最早的以太网，许多计算机都连接在一根总线上工作——广播通信方式。
总线的特点想必不用多说，当一台计算机发送数据时，总线上所有的计算机都能检测到这个数据。
But当两台计算机同时发送数据时候，就可能产生信号上的叠加，导致出现差错。
为了在总线上实现一对一通信，可以使每个适配器都拥有一个独一无二的地址，在发送数据帧时，在帧的首部写明接收站的地址。
仅当数据帧中的目的地址与适配器ROM中存放的硬件地址一致时候，才接收，其余的丢了。
这样具有广播性质的总线上就实现了一对一通信。But也会发生冲突。
然后之后为简化通讯，以太网采取两种措施：
一种是以太网发送的数据都使用曼彻斯特编码——解决二进制基带数字信号出现连续1或0无法提取比特同步信号的问题，不过自身也有弊端，占频带宽度比原始的基带信号增加一倍。
另一种就是采用较为灵活的无连接工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。
怎么个事儿呢？
就是适配器对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。
以太网提供的服务是尽最大努力地交付，不可靠交付，对有差错帧是否要重传由高层决定。
比如CRC出错，直接扔了，TCP发现丢失数据，就会要求重传，但是以太网并不知道这是重传的，认为是新的帧。
然后我们知道，总线上只要有一台计算机在发送数据，总线的传输资源就被占用，在同一时间只允许一台计算机发送数据。
于是，如何协调总线上计算机的工作就成了以太网要解决的一个重要问题。
以太网采取最简单的随机接入
（“随机接入”是指在无线通信中,用户可以在任意时刻,任意地点,以任意的方式进行接入,而不受时间、地点、方式的限制。）。
但是有很好的协议用来减少冲突发生的概率——引出我们的CSMA/CD协议！
CSMA/CD协议
全名（Carrier Sense Multiple Access/collision detection，载波监听多点接入/冲突检测）
CSMA与CSMA/CD的区别
CSMA和CSMA/CD的主要区别在于冲突处理机制，具体如下：
- CSMA。是一种基本的载波侦听多路访问协议，它要求节点在发送数据前先监听信道，如果信道空闲，则立即发送数据；如果信道忙碌，则等待直到信道空闲后再发送。当多个节点同时检测到信道为空闲并尝试发送数据时，可能会发生冲突，CSMA协议在这种情况下不会采取任何措施来避免或检测冲突。听我们老师上课讲的是使用CSMA协议的需要返回确认帧确认，而CSMA/CD协议就不会。
- CSMA/CD。是CSMA的一种改进版本，特别适用于总线型局域网拓扑结构。在CSMA/CD中，节点在发送数据的同时监测信道上是否发生冲突，如果检测到冲突（例如，通过监测信号电压的变化），节点会立即停止发送数据，并等待一段时间后再次尝试发送。这种机制可以有效减少或避免数据碰撞，提高网络效率。
说白了，载波监听就是在发送数据之前，需要检测信道，加上冲突检测（边发送边监听，不发送不监听），就构成了CSMA/CD协议。
CSMA/CD流程
- 准备发送。网卡从网络层获得一个分组，加上头尾，组成以太帧，放入网卡缓存。
- 检测信道。在帧间最小间隔（以太网规定是96比特时间）内信道保持空闲就发送该帧。
- 冲突检测。边发送边监听。然后看成功与否
- 如果成功，两种情况，要么没事，要么CRC错了，返回第一步重传去。
- 如果失败，先发送人为干扰信号，一般是32或者48比特，发完之后，阶段二进制指数退避算法咔咔一算，然后回到第二步。
先了解了流程，别慌，后面还会介绍一些以太网的规定。我们先来看两道题。3-24和3-25题。
看到这个题。明确一点，以太网，为了避免某种情况，规定一个最短帧长64字节，凡是长度小于64字节的帧，都是由于冲突而异常终止的无效帧。
某种情况：比如某个站发送了一个很短的帧，但在发送完毕之前并没有检测到碰撞，而这个帧继续传播和别的发生了碰撞，但是发送站这时候就不知道了，因为边发送边监听，不发送不监听，所以不会重传这个帧。
所以要保证，极限情况，到头发生碰撞，一来一回的时间（以太网端到端往返时间2——争用期）要小于传输时间，才能保证这个数据顺利发送完毕。
争用期按理来说应该和传输往返时间相关。
但是10Mbit/s以太网规定规定，注意是规定51.2μs为争用期！！
如果是100Mbit/s，争用期就该5.12μs。
一般往返时间比这个小就没问题，要是超了的话我们老师说可能会出问题。具体啥问题我也不知道。
然后发现了一个博主讲的不错：
里面的内容很简要但是一点就透！
争用期，最小帧等知识，看看就悟了
我觉得中间那句话是最重要的，前64B之内出问题，不出后面的也不会出，就相当于来回建立了“连接”，后面都是我自己一个人站着这个道。
好啦，我们来做题，读题：
同一个10Mbit/s的以太网
好！以太网什么规定，争用期51.2μs，检测信道96比特时间(就是1bit的发送时间)。
所以一开始假设都检测信道没问题，AB就发。
假设B在225比特时间发
(因为题目是单向传播是225比特时间，所以我们统一一下)
那么225比特时间，B刚发就碰撞，碰撞信号B立马收到，B随即发送人为干扰信号，32或者48bit，因为下一个题是48bit，所以统一一下，发完干扰信号之后，退避算法，然后检测信道。
然后碰撞信号往回传225比特时间，在450比特时间到A，A也发送人为干扰信号，退避算法，然后检测信道。
OK，题目问A发送完数据之前会不会检测到碰撞，我这多写了，不过下一题你可以按这个流程画。
肯定会碰撞，因为A是最短帧长64字节，即512bit，10Mbit/s要用512比特时间才传完，450＜512，所以会碰撞。
(其实更长，因为题目说MAC还有什么同步码和帧定界，那个是8字节，512+64=576，书上有)
然后要是没检测到，说明可以认为后面安全，看前面，我说的那个中间重要那句，那就是解释。
下一题不讲啦，直接贴个答案链接吧，不过可能有所出入，理解了就行。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-850335.html
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