载波侦听多路访问 (CSMA)

先决条件 – 多访问协议
当两个或更多站开始通过数据链路层发送它们的信号时，开发此方法是为了减少冲突的机会。载波侦听多路访问要求每个站点在发送之前首先检查介质的状态。

脆弱的时间——

Vulnerable time = Propagation time (Tp)

当信道忙/闲时，可以应用持久性方法来帮助站点采取行动。

1. 带有冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD) –

在这种方法中，站点在发送帧后监视介质以查看传输是否成功。如果成功，则该站结束，如果不成功，则再次发送该帧。

在图中，A 在 t1 开始发送其帧的第一位，并且由于 C 在 t2 看到信道空闲，因此在 t2 开始发送其帧。 C 在 t3 检测到 A 的帧并中止传输。 A 在 t4 检测到 C 的帧并中止其传输。因此，C 帧的传输时间为$t3-t2$对于 A 的框架是$t4-t1$ .

因此，帧传输时间 (Tfr) 应至少是最大传播时间 (Tp) 的两倍。当涉及碰撞的两个站相距最大距离时，可以推断出这一点。

过程 –
碰撞检测的整个过程可以解释如下：

吞吐量和效率——CSMA/CD 的吞吐量远大于纯 ALOHA 或开槽 ALOHA。

• 对于 1-持久方法，当 G=1 时，吞吐量为 50%。
• 对于非持久性方法，吞吐量可高达 90%。

2. 具有冲突避免的载波侦听多路访问 (CSMA/CA) –

CSMA/CA 背后的基本思想是，站点应该能够在发送的同时进行接收，以检测来自不同站点的冲突。在有线网络中，如果发生碰撞，接收信号的能量几乎翻倍，站点可以感知碰撞的可能性。在无线网络中，大部分能量用于传输，如果发生碰撞，接收信号的能量仅增加 5-10%。车站不能使用它来感知碰撞。因此CSMA/CA 是专门为无线网络设计的。

这些是三种类型的策略：

1. 帧间空间 (IFS) –当站点发现信道忙时，它会等待一段时间，称为 IFS 时间。 IFS 还可用于定义站或帧的优先级。 IFS 越高越优先。
2. 竞争窗口 –它是划分为时隙的时间量。准备发送帧的站选择随机数量的时隙作为等待时间。
3. 确认 –肯定确认和超时计时器有助于保证帧的成功传输。

过程 –
整个避免碰撞的过程可以解释如下：