CSMA/CD协议学习卡片

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CSMA/CD核心原则

  • 16字口诀:先听后发,边听边发,冲突停发,随机重发
  • 冲突处理:检测到冲突立即停止发送,采用截断二进制指数退避算法确定重发时间
  • 操作流程:先听后发 → 边听边发 → 冲突停发 → 随机重发
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争用期

  • 定义:确认成功占用信道所需的最长时间段
  • 计算公式:争用期 = 2 × 最大单向传播时延
  • 物理意义:若争用期内未检测到冲突,则确认传输成功
  • 示例计算
    • 节点距离6000m,信号速度200m/μs
    • 最大单向传播时延 = 6000/200 = 30μs
    • 争用期 = 2×30μs = 60μs
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帧长限制

  • 最短帧长
    • 计算公式:最短帧长 = 2×最大单向传播时延×信道带宽
    • 以太网规定:64字节(512比特)
    • 作用:确保发送方能检测到冲突
  • 最长帧长
    • 以太网规定:1518字节
    • 目的:防止节点长期独占信道
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退避算法

  • 随机等待时间 = r × 争用期
  • 随机数r的确定
    • 冲突次数k ≤ 10:r ∈ [0, 2ᵏ-1]
    • k > 10:r ∈ [0, 2¹⁰-1]
  • 关键阈值
    • 第10次冲突:随机数区间分水岭
    • 第16次冲突:放弃传输并报告网络层
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接收方处理流程

  1. 检查帧长是否≥最短帧长
  2. 确认目的地址是否匹配
  3. 进行CRC差错校验
  4. 异常处理
    • 短帧直接丢弃
    • 非目标地址帧丢弃
    • 校验错误帧丢弃
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最短 vs 最长帧长

最短帧长
目的:确保冲突检测
以太网规定:64字节
计算公式:2×传播时延×带宽
最长帧长
目的:防止信道独占
以太网规定:1518字节
无计算公式(固定值)