CSMA/CD

定义

CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，载波侦听多路访问/碰撞检测）是一种用于有线局域网的介质访问控制协议，经典应用于传统以太网。

工作流程

1. 载波侦听：发送前先监听信道是否空闲
2. 多路访问：多个站点共享同一信道
3. 碰撞检测：发送过程中持续检测是否发生冲突
4. 指数退避：冲突后等待随机时间再重传

指数退避算法

• 基本退避时间 = $2\tau$（争用期）
• 重传次数 $k=\min [$重传次数$,10]$
• 从 $[0,1,...,2^k-1]$ 随机取 $r$，退避时间 = $2r\tau$
• 重传 16 次仍失败则放弃并报告上层

关键参数

• 最小帧长 = 总线传播时延 $\times$ 数据传输速率 $\times$ 2
• 例如 10Mb/s 以太网争用期 51.2$\mu$s，最小帧长 64B
• 采用 CSMA/CD 的以太网只能实现半双工通信

应用

• 传统有线以太网（总线型、集线器组网）
• 现代全双工交换式以太网不再使用 CSMA/CD