PPT截自王道考研B站教程

小前言

为什么要有这ALOHA等几个协议？
因为随机介质访问控制，有随机发送、发送时占用全部带宽的特点。
而这一特点，可能会导致不协调，从而造成冲突。
这个就是我们的协议要解决的问题。

一. ALOHA协议

ALOHA是夏威夷的打招呼方式

纯ALOHA协议

思想：不监听信道，不按时间槽发送，随机重发。想发就发。

这个T0就是时间槽，代表成功发送一个帧所需的时间。

冲突检测：发生冲突的情况，接收方会检测出差错，而后不发送确认。发送方在一段时间收不到确认就判断发生冲突。（感觉类似超时计时器）

冲突解决：超时后等一随机时间再重传。

容易发现，这个协议还是挺粗糙任性的，因此经过改进后，我们有下面的改进版ALOHA协议

时隙ALOHA协议

简单说一下改进的地方：相当于一个随机出去蹦迪的人，现在都是整点出去蹦迪。
改进目的：控制“想发就发”的随意性

ALOHA对比

纯ALOHA吞吐量和效率更低是可预见的：因为过于随意，很容易导致冲突。

CSMA协议

定义与分类

• 图中灰底字可以不看，这就是CS的检测原理。
• MA：形成一个总线型结构
  

① 1-坚持CSMA

• 坚持：在CSMA的监听基础上，加上对信道忙后的坚持继续监听。
• 缺点：如果多个站点都在坚持监听，那么空闲后将会导致多个站点同时马上传输，由此导致冲突
  

② 非坚持CSMA

• 非坚持：与上文的坚持相反。
• 由其特点，将不会出现①的必定冲突情况，但是这也导致了媒体(信道)空闲状态的可能，降低了媒体利用率。
  

③ p-坚持CSMA

• p是一个概率。
• 注意：这里PPT可能错了，信道忙的情况应该是和①一样继续等待。
• 结合了①、②的优点。
  

总结

• 实际上，这三种协议还有弊端：发生冲突后还是会坚持把数据帧发完，造成浪费。
  
  可以参考一个例子：到奶茶店买奶茶
  
  （当然，这里第三个人可能要改成：到我按概率买，没到我就排队等）

CSMA/CD协议

• 这里的内容很重要。
• 总线型 && 半双工
• 加入CD：碰撞的时候，咱就停止发送帧，防止浪费！
• 还会冲突原因：物理原因，实际上的发送还是需要时间的，而非一发就到了。
  （可见接下来的内容讲解）
  

传播时延对载波监听的影响

• 看成A传河水，B传沙子。碰撞后变成混水，继续发送（出错数据）
• 为啥碰撞：传播时延，导致A发送后，B检测还是信道空闲，因此B也发送。
• 最迟2τ可以知道是否碰撞。
  

确定重传时机：截断二进制指数规避算法

定义：

例子1：

算法优点：

例子2：

• 见定义2，k = min[11,10] = 10.
• 见定义3，集合{0,1,…，2^10 - 1},即0 ~ 1023

最小帧长问题

问题来源：
CSMA/CD是建立在帧碰撞后及时停止发送，达到不浪费的效果。但有这种情况：由于帧太短了，还没停止发送，就发完了。

为了避免这种情况，有这一要求：

CSMA/CA协议

• 与CD不同，CA旨在避免碰撞
  

工作原理

• RTS，CTS（可以没有）
• 预约信道
• 概况来说，就是依靠RTS，CTS及预约信道，达到发送时其他站点不能发送的效果，来避免冲突。
  

CSMA/CD 与 CSMA/CA的对比

• 重传：CD是16次，CA此处不延展学习
• CD不用于无线：做不到全面检测碰撞