thinkphp网站建设课程,wordpress360收录插件,天津通用网站建设方案,wordpress建站有什么好处随机访问控制就像一群人在自由讨论会上发言——谁想说话就随时开口#xff0c;但可能会撞车#xff0c;所以需要一套“避免打架”的规则。它用于解决多个设备共享同一信道时的冲突问题。
随机访问控制是一种多个设备抢占通信信道的方式#xff0c;谁先抢到谁就可以先发…随机访问控制就像一群人在自由讨论会上发言——谁想说话就随时开口但可能会撞车所以需要一套“避免打架”的规则。它用于解决多个设备共享同一信道时的冲突问题。
随机访问控制是一种多个设备抢占通信信道的方式谁先抢到谁就可以先发送数据没抢到的等下一轮。 纯ALOHA协议
纯ALOHA协议就像一场“无规则抢答比赛”——谁想发言就直接开口撞车了再重来。它是最早的去中心化随机访问协议核心逻辑是完全自由冲突后随机重试。
发送规则 设备有数据帧就立刻发送无需监听信道或等待时隙。 完全不考虑其他设备是否正在发送。
冲突处理 如果多个设备的发送时间重叠哪怕只有1比特的重叠所有帧都会损坏。 发送方等待随机时间后重传直到成功。 时隙ALOHA
时隙ALOHA就像一场“按节拍抢答”的比赛——所有人只能在固定的时间点发言避免乱成一团。它是纯ALOHA的升级版通过强制时间同步减少冲突信道利用率翻倍。 核心规则按时间槽发言
时间分割 将时间划分为等长的时隙Slot每个时隙的长度 一帧数据的发送时间。例如若发送一帧需1ms则时隙长度固定为1ms。
发送规则 设备必须在时隙的起点才能发送数据。若在非起点时刻有数据要发送需等待下一个时隙开始。
冲突处理 如果多个设备在同一时隙发送则全部冲突帧损毁。冲突后设备随机等待若干个时隙再重试。 CSMA协议
CSMA协议载波侦听多路访问就像一场“文明讨论会”——发言前先竖起耳朵听有没有人说话避免打断别人。它通过先监听再发送的规则显著降低了冲突概率是随机访问协议中的“优雅派”。
第一步听Carrier Sense 设备在发送数据前先检测信道是否空闲 信道空闲 → 立即发送数据。 信道忙 → 等待直到信道空闲。
第二步说Transmit 确认信道空闲后设备开始发送数据。
冲突处理 若多个设备同时检测到空闲并发送 → 冲突发生 → 数据损坏。 冲突后设备随机退避等待再重新尝试。 三种坚持策略不同“礼貌程度” 1-坚持CSMA:监听信道只要空闲就立刻发送。若信道忙持续监听直到空闲然后立即发送。 非坚持 CSMA:站点在发送数据前先监听信道若信道忙则放弃监听等待一个随机时间后再监听若信道空闲则发送数据。 P-坚持CSMA 将时间划分为时隙slot每个时隙长度 最大传播时延。监听信道若空闲以概率 P 发送以概率 1-P 延迟一个时隙再试。若信道忙持续监听直到空闲。 CSMA/CD协议
CSMA/CD协议载波侦听多路访问/冲突检测就像一场“边说话边听声”的会议——发言时时刻竖起耳朵一旦发现有人插话立刻闭嘴并协商重试。它是传统以太网使用集线器的网络的核心协议核心目标是快速检测冲突减少带宽浪费。
第一步载波侦听Carrier Sense 发送前先监听信道若空闲则开始发送。
第二步边发边听Collision Detection 发送数据时持续检测信道电压或信号波形判断是否发生冲突。
第三步冲突处理 一旦检测到冲突立即停止发送并发送一个拥塞信号Jamming Signal通知所有设备。 执行二进制指数退避算法随机等待时间 随机数×时隙时间×2^冲突次数冲突次数越多等待时间越长。 关键场景最坏冲突检测时间
假设网络中有两个设备A和B位于链路两端相距最远传播时延为 τ。
步骤1A开始发送数据信号需经过时间 τ 才能到达B。 步骤2在A的信号即将到达B的瞬间时间差趋近于0B也开始发送数据导致冲突。 步骤3冲突信号B发送的干扰信号需再经过时间 τ 才能传回A。 总时间 τA到B τB到A 2τ → 这就是争用期的长度。 生活类比两人隔山喊话 场景两人A和B站在山谷两侧距离导致喊话需10秒传到对方耳中。 步骤1A喊话“你好”声音10秒后传到B。 步骤2B在A喊话即将到达时第9.9秒也喊“喂”两声音冲突。B在第9.9秒时以为信道是空闲的 步骤3冲突后的混合声音需再10秒传回A → A在第20秒才知冲突。 结论A必须持续喊话至少20秒才能确保听到冲突回音否则可能误以为发送成功。 CSMA/CD协议限制最小帧长bit数充满整个信道就像给快递包裹设置“最小尺寸”——太小的包裹可能在运输中被其他包裹撞坏却无人察觉。核心原因在于确保发送方能检测到冲突。 以下是通俗解释
冲突检测的“安全时间”
场景类比A和B在一条长走廊两端喊话声音传播需要10秒。 A喊话后如果B在A喊完前比如第9秒也开始喊A需要再等10秒才能听到B的回声总共20秒才能确认是否冲突。 规则A必须至少喊20秒才能覆盖“冲突回声”的时间窗口。 对应到网络最小帧长 数据传输速率 × 2倍最大传播时延争用期。 例子10Mbps以太网中争用期51.2μs → 最小帧长10Mbps×51.2μs64字节。 意义发送方必须发满64字节才能确保在发完前检测到最远端的冲突。 CSMA/CA协议
