在CSMA/CD中几乎可以避免冲突。它们在竞争期间仍然会发生。竞争期间的冲突会对系统性能产生不利影响,当电缆较长而数据包长度较短时会发生这种情况。随着光纤网络的使用,这个问题变得严重。在这里,我们将讨论一些解决争用期间冲突的协议。
- 位图协议
- 二进制倒计时
- 有限争用协议
- 自适应树漫步协议
Pure和slotted Aloha、CSMA和CSMA/CD是基于竞争的协议:
- 尝试-如果碰撞-重试
- 不保证性能
- 如果网络负载高会怎样?
无碰撞协议:
- 支付恒定的开销以实现性能保证
- 网络负载高时很好
1.位图协议:
位图协议是无碰撞协议在位图协议方法中,每个争用周期正好由N个时隙组成。如果任何站必须发送帧,则它在相应的时隙中发送 1 位。例如,如果站 2 有一个帧要发送,它会在第二个时隙期间发送 1 位。通常,站 1 通过在时隙 1 中插入 1 位来宣布它有帧问题的事实。这样,每个站都完全知道哪个站希望发送。永远不会有任何冲突,因为每个人都同意接下来谁去。像这样的协议,其中传输的愿望是为实际传输而广播的,称为预留协议。 为了分析该协议的性能,我们将以竞争位槽为单位测量时间,数据帧由d 个时间单位组成。在低负载条件下,位图将简单地重复一遍又一遍,因为缺少数据帧。所有站在高负载时一直有东西要发送,N 位争用周期按比例分配在 N 帧上,产生的开销为每帧只有 1 位。
通常,高编号站必须等待半个扫描才能开始传输低编号站必须等待半个扫描(N/2 位时隙)才能开始传输,低编号站必须平均等待 1.5 N 个时隙. 2.二进制倒计时:
二进制倒计时协议用于克服每个二进制站 1 位的开销。在二进制倒计时中,使用二进制站地址。想要使用该频道的站以二进制位字符串广播其地址,从高位开始。假定所有地址的长度相同。在这里,我们将看到示例来说明二进制倒计时的工作。在这种方法中,不同的站地址被“或”在一起,决定了传输的优先级。如果这些站点0001、1001、1100、1011都试图抢占信道进行传输。所有站点首先广播它们的最高有效地址位,分别为0、1、1、1。最高有效位一起进行或运算。站 0001 看到另一个站地址中的 1MSB 并且知道更高编号的站正在竞争该信道,因此它放弃当前轮次。
其他三个站1001、1100、1011继续。下一位在1100站为1,瑞士站1011和1001放弃。然后站110开始传输一个帧,之后另一个投标周期开始。 有限争用协议:
- 当网络负载较低时,基于冲突的协议(纯和时隙 ALOHA、CSMA/CD)是很好的。
- 当负载很高时,无冲突协议(位图、二进制倒计时)很好。
- 如何结合他们的优势
- 在轻负载下表现得像 ALOHA 方案
- 在重负载下表现得像位图方案。
自适应树漫步协议:
- 划分站组并限制每个时隙的争用。
- 在轻负载下,每个人都可以像 aloha 一样尝试每个插槽
- 重载下,每个槽只有一组可以尝试
- 我们该怎么做呢:
- 将每个站点视为二叉树的叶子
- 第一个时隙(成功传输后),所有站
可以尝试获取插槽(在根节点下)。 - 如果没有冲突,很好
- 如果发生冲突,只有子树下的节点才能尝试下一个。 (深度优先搜索)
例如:
- Slot-0: C*、E*、F*、H*(节点0下的所有节点都可以试试哪个要发送),冲突
- Slot-1: C*(节点1下的所有节点都可以尝试},C发送
- Slot-2: E*、F*、H*(节点2下的所有节点都可以尝试},冲突
- Slot-3: E*,F*(节点5下的所有节点都可以尝试发送),冲突
- Slot-4: E*(E下的所有节点都可以尝试),E发送
- Slot-5: F*(F下的所有节点都可以尝试),F发送
- Slot-6: H*(节点6下的所有节点都可以尝试发送),H发送。
- 不保证性能