什么是载波侦听多路访问协议?
在这些协议中,站点侦听载波并相应地采取行动,这些协议称为载波侦听协议。多路访问表明多个节点在介质上发送和接收的事实。
一个节点的传输由使用该介质的所有其他节点接收。载波侦听多路访问 (CSMA) 是一种概率性介质访问控制 (MAC) 协议,其中节点在共享物理介质(例如电总线或电磁频谱带)上传输之前,会验证是否存在其他流量。
载波侦听多路访问 (CSMA) 协议
以下三个协议讨论了各种实现:-
- 1-持久 CSMA
- 非持久 CSMA
- p-持久 CSMA
1-持久 CSMA
下面将分步骤解释 1-持久 CSMA。
步骤 1 - 当节点有数据要发送时,它首先侦听信道以查看是否有任何人在传输。
步骤 2 - 如果信道繁忙,则站点等待直到它空闲。
步骤 3 - 当站点识别出空闲信道时,它会传输帧。
步骤 4 - 如果发生冲突,则站点等待随机时间并开始重传。
唯一的缺点是传播延迟时间会影响 1-持久 CSMA 协议。
示例
让我们考虑一个示例,就在站点 A 开始传输后,站点 B 也准备好发送其数据并检测信道。如果站点 A 信号尚未到达站点 B,则站点 B 会检测到信道空闲并开始传输。这将导致冲突。
即使传播延迟时间为零,也会发生冲突。如果两个站点在第三个站点的传输中间变得准备就绪,则这两个站点将等待直到第一个站点的传输结束,然后这两个站点将完全同时开始传输。这也会导致冲突。
非持久 CSMA
下面将分步骤解释非持久 CSMA。
步骤 1 - 试图比持久性不那么贪婪。
步骤 2 - 有帧要发送的节点首先检测信道。如果信道空闲,则立即检测。
步骤 3 - 如果信道繁忙,则等待随机时间,然后再次检测信道。
步骤 4 - 在非持久 CSMA 中,站点不会持续检测信道以在检测到先前传输结束时捕获它。
步骤 5 - 因此,这种非持久性导致更好的信道利用率,但延迟比 1-持久 CSMA 更长。在这里,碰撞次数减少了。
优点是它减少了碰撞的可能性,因为节点在传输前等待随机时间。
缺点是它降低了网络的效率,因为当可能有站点有帧要发送时,信道保持空闲状态。这是因为节点在传输前等待随机时间。
P-持久
下面将分步骤解释 P-持久 CSMA。
步骤 1 - 它适用于时隙信道,以便时隙持续时间等于或大于最大传播延迟时间。
步骤 2 - 当站点准备好发送时,它会检测信道。
步骤 3 - 如果它空闲,则以概率 p 传输。以概率 q=1-p,它推迟到下一个时隙。
步骤 4 - 如果该时隙空闲,它要么传输要么再次推迟,概率为 p 和 q。此过程重复进行,直到帧已传输或另一个节点已开始传输。
步骤 5 - 在后一种情况下,节点的行为就像发生了冲突一样。
步骤 6 - 如果站点最初检测到信道繁忙,它会等到下一个时隙,然后应用上述算法。
步骤 7 - IEEE 802.11 使用 p-持久 CSMA 的改进。
优点是 P-持久性减少了碰撞的可能性并提高了网络的效率。
让我们看看各种随机访问协议的信道利用率与负载的比较:-