计算机网络 --- 数据链路层CSMA/CA协议

CSMA/CA全称

载波监听多点接入/碰撞避免CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidence)

CSMA/CA协议与CSMA/CD协议的主要区别在应用场景不同。

为什么要有CSMA/CA协议

CSMA/CA协议主要应用于无线局域网,CSMA/CD协议主要应用于总线型。CSMA/CD协议无法应用与无线局域网的原因时其无法做到360度全面检测冲突。其次是隐蔽站,当A和C都检测不到信号,认为信道空闲时,同时向B发送数据,就会导致冲突。此时C相对于A来说就是一个隐蔽站。 

CSMA/CA协议工作原理

发送数据前,先检测信道是否空闲。空闲则发出RTS(request to send),RTS包括发送端的地址,接收端的地址,下一份数据将持续发送的时间等信息:信道忙则等待。

接收端收到RTS,将响应CTS(clear to send)。

发送端收到CTS后,开始发送数据帧(同时预约信道:发送方告知其他站点自己要传多久数据)。

接收端收到数据帧后,将用CRC来检验数据是否正确,正确则相应ACK帧。

发送方收到ACK就可以进行下一个数据帧的发送,若没有则一直重传至规定重发次数为止(采用二进制指数退避算法来确定随机的推迟时间)。

  1. 预约信道
  2. ACK帧
  3. RTS/CTS帧(可选)

CSMA/CA,CSMA/CD的异同

相同点:

CSMA/CA,CSMA/CD机制都从属于CSMA的思路,其核心是先听再说。换言之,两个在接入信道之前都需要进行监听。当发现信道空闲后,才能进行接入。

不同点:

  • 传输介质不同:CSMA/CD用于总线式以太网(有线),而CSMA/CA用于无线局域网(无线)。
  • 载波检测方式不同:因传输介质不同,CSMA/CA,CSMA/CD检测方式也不同。CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测,当数据发生碰撞时,电缆中的电压就会随着发生变化;而CSMA/CA采用能量检测(ED),载波检测(CS)和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式。
  • CSMA/CA避免冲突,CSMA/CD检测冲突,二者出现冲突后都会进行有上限的重传。

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