1.CSMA(載波偵聽多路訪問協議)
CSMA 當其他節點檢測到信道被占用時不發送數據。但是當數據發送完后其他節點同時檢測到信道為空閑,之后又在同一時刻發送數據,可能再次產生沖突。
2.CSMA/CD(帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協議)
由於以太網(Ethernet)成為現存局域網絡結構的絕大多形式,CSMA/CD(Carrier Sense Multiple ACcess/Collision Detection)載波監測多址接人協議也成為局域網采用最多的MAC協議。CSMA/CD適宜於總線型局域網拓撲結構的隨機競爭型媒體訪問控制。總線型網絡允許同一時刻只有一個節點(Node)發送數據,一旦兩個或以上節點同時發送數據,則會發生數據碰撞,數據不能正常發送和接收。CSMA/CD協議就是盡可能保證網絡上同時只有一個節點發送數據,減小數據“碰撞”概率。
CSMA/CD工作過程
當MAC收到LLG發來的數據以后,首先監測網絡電纜上是否具有數據,即載波傳送。
發送數據前 先偵聽信道是否空閑 ,若空閑 則立即發送數據.在發送數據時,邊發送邊繼續偵聽.若偵聽到沖突,則立即停止發送數據。等待一段隨機時間(通過二進制指數回退算法),再重新嘗試。
先聽后發,邊發邊聽,沖突停發,隨即延遲后重發
CSMA/CD使用條件
L/R >= 2*T(L為發送數據包的大小,R為帶寬,T為從發送端到接收端的傳播時延)。
3.CSMA/CA協議(帶沖突避免的載波偵聽多路訪問協議)
CSMA作為隨機競爭類MAC協議,算法簡單而且性能豐富,所以在實際局域網的使用中得到了廣泛的應用。但是在無線局域網中,由於無線傳輸媒體固有的特性及移動性的影響,無線局域網的MAC在差錯控制、解決隱藏終端等方面存在應有別於有線局域網。因此WLAN與有線局域網所采用的CSMA備一定的差異。WLAN采用CSMA/CA(CSMA/Collision Avoidance)協議,其與CSMA/CD最大的不同點在於其采取避免沖突工作方式。
與CSMA/CD不同,WLAN媒體訪問控制(MAC)層采用的CSMA/CA(CSMA/Collision Avoidance)協議,由於在RF傳輸網絡中沖突檢測比較困難,所以該協議用避免沖突檢測代替802.3協議使用的沖突檢測,采用沖突避免機制盡量減小沖突碰撞發生的概率,以提高網絡吞吐性能與遲延性能。協議使用信道空閑評估(CCA)算法來決定信道是否空閑,通過測試天線能量和決定接收信號強度RSSI來完成,並且使用RTS、CTS和ACK幀減少沖突。數據加密與普通局域網的等同加密(WEP)算法一樣,使用64位密鑰和RC4加密算法。
CSMA/CA工作過程
當發射端希望發送數據時,首先檢測介質是否空閑,若是介質為空閑時,送出RTS(Request To Send請求發送),RTS信號包括發射端的地址、接收端的地址、下一筆數據將持續發送的時間等信息,接收端收到RTS信號后,將響應短信號CTS(Clear To Send),CTS信號上也RTS內記錄的持續發送的時間,當發射端收到CTS包后,隨即開始發送數據包。接收端收到數據包后,將以包內的CRC(CyClic Redundancy Check,循環冗余校驗)的數值來檢驗包數據是否正確,若是檢驗結果正確時,接收端將響應ACK包,告知發射端數據己經被成功地接收。當發射端沒有收到接收端的ACK包時,將認為包在傳輸過程中丟失,而一直重新發送包。
4.CSMA/CA與CSMA/CD的區別
(1)載波檢測方式:因傳輸介質不同,CSMA/CD與CSMA/CA的檢測方式也不同。CSMA/CD通過電纜中電壓的變化來檢測,當數據發生碰撞時,電纜中的電壓就會隨着發生變化;而CSMA/CA采用能量檢測(ED)、載波檢測(CS)和能量載波混合檢測三種檢測信道空閑的方式。
(2)信道利用率比較CSMA/CA協議信道利用率低於CSMA/CD協議信道利用率。但是由於無線傳輸的特性,在無線局域網不能采用有線局域網的CSMA/CD協議。信道利用率受傳輸距離和空曠程度的影響,當距離遠或者有障礙物影響時會存在隱藏終端問題,降低信道利用率。
具體最高的信道利用率與傳輸速率有關。在IEEE802.11b無線局域網中,在1Mb/s速率時最高信道利用率可到90%,而在11Mb/s時最高信道利用率只有65%左右。
