CSMA/CD即載波偵聽多路訪問/衝突檢測，是廣播型信道中採用一種隨機訪問技術的競爭型訪問方法，具有多目標地址的特點。它處於一種匯流排型區域網路結構，其物理拓撲結構正逐步向星型發展。CSMA/CD採用分散式控制方法，所有結點之間不存在控制與被控制的關係。
基本介紹
- 中文名：載波偵聽多路訪問/衝突檢測
- 外文名：Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
- 簡稱：CSMA/CD
- 採用標準：IEEE802.3或者ISO8802/3
- 特點：算法簡單，易於實現等
- 所屬領域：計算機科學技術
產生背景,概念,工作原理,特點,
產生背景
CSMA協定要求站點在傳送數據之前先監聽信道。如果信道空閒，站點就可以傳送數據；如果信道忙，則站點不能傳送數據。但是，如果兩個站點都檢測到信道是空閒的，並且同時開始傳送數據，那么這幾乎會立即導致衝突。另外，站點在監聽信道時，聽到信道是空閒的，但這並不意味著信道真的空閒，因為其他站點的數據此時可能正在信道上傳送，但由於傳播時延，信號還沒有到達正在監聽的站點，從而引起對信道狀態的錯誤判斷。在早期的CSMA傳輸方式中，由於信道傳播時延的存在，即使通信雙方的站點，都沒有偵聽到載波信號，在傳送數據時仍可能會發生衝突。因為它們可能會在檢測到介質空閒時，同時傳送數據，致使衝突發生。儘管CSMA可以發現衝突，但它並沒有先知的衝突檢測和阻止功能，致使衝突發生頻繁。
可以對CSMA協定作進一步的改進，使傳送站點在傳輸過程中仍繼續偵聽介質，以檢測是否存在衝突。如果兩個站點都在某一時間檢測到信道是空閒的，並且同時開始傳送數據，則它們幾乎立刻就會檢測到有衝突發生。如果發生衝突，信道上可以檢測到超過傳送站點本身傳送的載波信號幅度的電磁波，由此判斷出衝突的存在。一旦檢測到衝突，傳送站點就立即停止傳送，並向匯流排上發一串阻塞信號，用以通知匯流排上通信的對方站點，快速地終止被破壞的幀，可以節省時間和頻寬要求站點在傳送數據過程中進行衝突檢測，而一旦檢測到衝突立即停止傳送數據。這樣的協定被稱為帶衝突檢測的載波監聽多路訪問協定，即 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）協定。
概念
CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，載波偵聽多路訪問/衝突檢測協定），早期主要是乙太網絡中數據傳輸方式，廣泛套用於乙太網中。
載波偵聽（Carrier Sense），意思是網路上各個工作站在傳送數據前，都要確認匯流排上有沒有數據傳輸。若有數據傳輸（稱匯流排為忙），則不傳送數據；若無數據傳輸（稱匯流排為空），立即傳送準備好的數據。
多路訪問（Multiple Access），意思是網路上所有工作站收發數據，共同使用同一條匯流排，且傳送數據是廣播式。
“衝突檢測”是指傳送結點在發出信息幀的同時，還必須監聽媒體，判斷是否發生衝突（同一時刻，有無其他結點也在傳送信息幀）。
CSMA/CD的標準為IEEE802.3或者ISO8802/3。。
工作原理
實際上CSMA/CD的工作流程與人際間通話非常相似，可以用以下7步來說明。
第一步：載波監聽，想傳送信息包的節點要確保現在沒有其他節點在使用共享介質，所以該節點首先要監聽信道上的動靜（即先聽後說）。
第二步：如果信道在一定時段內寂靜無聲（稱為幀間縫隙IFG），則該節點就開始傳輸（無聲則講）。
第三步：如果信道一直很忙碌，就一直監視信道，直到出現最小的IFG時段時，該節點才開始傳送它的數據（有空就說）。
第四步：衝突檢測，如果兩個節點或更多的節點都在監聽和等待傳送，然後在信道空時同時決定立即（幾乎同時）開始傳送數據，此時就發生碰撞。這一事件會導致衝突，並使雙方信息包都受到損壞。乙太網在傳輸過程中不斷地監聽信道，以檢測碰撞衝突（邊聽邊說）。
第五步：如果一個節點在傳輸期間檢測出碰撞衝突，則立即停止該次傳輸，並向信道發出一個“擁擠”信號，以確保其他所有節點也發現該衝突，從而摒棄可能一直在接收的受損的信息包（衝突停止，即一次只能一人講）。
第六步：多路存取，在等待一段時間（稱為後退）後，想傳送的節點試圖進行新的傳送。
這時採用一種叫二進制指數退避策略（Binary Exponential Back off Policy）的算法來決定不同的節點在試圖再次傳送數據前要等待一段時間（隨機延遲）。
第七步：返回到第一步。
實際上，衝突是乙太網電纜傳輸距離限制的一個因素。例如，如果兩個連線到同一匯流排的節點間距離超過2500米，數據傳播將發生延遲，這種延遲將阻止CSMA/CD的衝突檢測例程正確進行。
特點
（1）CSMA/CD介質訪問控制方法算法簡單，易於實現。目前有多種VLSI可以實現CSMA/CD方法，這對降低Ethernet成本、擴大套用範圍是非常有利的。
（2）CSMA/CD是一種用戶訪問匯流排時間不確定的隨機競爭匯流排的方法，適用於辦公自動化等對數據傳輸實時性要求不嚴格的套用環境。
（3）CSMA/CD在網路通信負荷較低時表現出較好的吞吐率與延遲特性。但是，當網路通信負荷增大時，由於衝突增多，網路吞吐率下降、傳輸延遲增加，因此，CSMA/CD方法一般用於通信負荷較輕的套用環境中。
