CSDM与CD的优缺点综述.doc

CSDM/CD的优缺点综述 目录 引言 3 正文 5 光纤以太网的发展简史 5 标准以太网 5 快速以太网 5 千兆以太网 5 万兆以太网 5 光纤以太网的体系结构 6 CSMA/CD工作原理 7 CSMA/CD冲突检测原理 7 CSMA/CD二进制指数退避算法 10 结论 11 参考文献 12 结语 13 引言 以太网技术最初是由Xerox公司开发的一种基带局域网技术，使用同轴电缆作为网络媒体,采用载波多路访问和冲突检测机制。以太网凭其其性价比高、扩展性强、容易安装开通、可靠性高以及通信速率高等优点而成为网络运营商的首选。然而以太网采用CSMA/ CD 碰撞检测方式,网络负荷较大时,网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求,这是必须首要解决的问题。以太网的 MAC 层协议采用CSMA/CD协议（IEEE802.3），CSMA/CD 是以太网中各个节点对总线资源访问的仲裁机制，是以太网的基础，再者，CSMA/CD 网络在长期试错中己经从单总线型网络发展到了堆叠式网络,但其不确定性本质上并未得到解决，对其进行研究有利于深入了解以太网性能（如平均包延时和吞吐量）。 为了避免它的不确定性，人们尝试了很多种冲突仲裁技术。 硬件技术：将以太网交换机或集线器将网络划分成更小的网段,达到减小冲突域的目的。实践表明这种方法是行之有效的,然而它在提高节点的访问率的同时也增加了硬件设备的投资。 软件技术：将 CSMA/CD 协议改进成一种 Token-CSM/CD 混合控制协议。负荷较轻时，采用 CSMA/CD 协议具有很好的实时性；负荷较重时,采用总线优先级轮循 Token bus 方式更佳,但该方法增加了网络的负担。 以上无论是哪种技术都是基于“网络分级”的思想,即把一个大网络分级，形成数级网络。 随着快速以太网交换式以太网技术的发展，以太网的非确定性问题，使一应用成为可能。 的通信速率从10M、100M增到如今的1000M、10G在相同的数据吞吐量情况下，通信速率的提高减轻网络负荷减小网络传输的延时，大大降网络碰撞机率。 采用星型网络拓扑结构，交换机网络划分为若干个网段交换机数据存储、转发的功能，使各端口之间输入和输出数据帧得到缓冲，发生碰撞；同时交换机还过滤网络上传输的数据，每个网段内节点间数据只限在本地网段内进行传输，不需经过主干网，也不占用其它网段的带宽，降低了所有网段和主干网的网络负荷。全双工通端口上分别同时接收和发送报文帧，也不会发生冲突。因此，采用交换式集线器和全双工通信，可使网络上的冲突域不复存在（全双工通信），或碰撞机率大大降低（半双工），因此使通信确定性和实时性大大提高标准以太网 快速以太网传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求千兆以太网万兆以太网 以太网的数据单元成为帧在帧中使用MAC地址来标记发送方和接收方。 字段 前同步码 帧首定字符 目的地址 源地址 长度/类型 帧数据 填充字节 CRC校验 字节数 7 1 6 6 2 0-1500 46-0 4  CSMA/CD工作原理 CSMA/CD冲突检测原理 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 载波侦听，多址接入/碰撞检测）是一种基于共享媒质网络访问采用半双工方式工作技术，已广泛应用于局域网中。 CSMA/CD的工作原理可以用以下几句话来概括：先听后发，边听边发，冲突停发，延迟重发。 （1）当一个站点想要发送数据时，首先检测网络，查看是否有其它站点正在传输数据。 如果信道忙，则等待，直到信道空闲；如果信道空闲，站点就准备好要发送的数据。 在发送数据的同时，站点继续侦听网络，确信没有其他站点在同时传输数据才继续传输数据。因为可能存在两个(或多个)站点都同时等待发送，并检测到网络空闲，然后几乎在同一时刻开始传输数据。如果两个或多个站点同时发送数据，就会产生冲突。若无冲突则继续发送，直到发完全部数据。 若有冲突，则立即停止发送数据，并进行碰撞处理。这时需要发送一个32bit的加强冲突JAM（阻塞）信号通知网络上所有工作站——网路上发生了冲突。然后，等待一个预定的随机时间，当在总线为空闲时，再重新发送未发完的数据。  图1和图2的差异是：等待一个延迟后,需不需要再监听信道。这个算法是按照后进先出的次序控制的,即未发生冲突或很少发生冲突的帧,具有优先发送的概率,而过多冲突的帧,发送成功的概率反而小。 CSMA/CD二进制指数退避算法 二进制指数退避算法是按后进先出（Last In First Out，LIFO）的次序控制的，即未发生冲突或很少发生冲突的数据帧具有优先发送的概率；而发生过多次冲突的数据帧，发送成功的概率更少。二进制指数退避算法