【计算机网络学习笔记12】交换技术（上）

经典局域网的交换技术

概念

以太网是由Xerox公司创建并由Xerox、intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。

CSMA/CD协议

CSMA/CD协议是为了解决多个站点共享总线的问题而存在的，其工作主要内容包括：

1. 多址接入

多址接入是指多个站点共享一根总线的传输资源，这种方式又称为多点访问。

2. 载波监听

载波监听是指站点在发送数据前先检测信道的状态，是否有其他站点在发送数据信道处于忙碌状态时无法处理其他站点的数据，则暂时不要发送数据，等待信道变为空闲时再发送。其实信到上并没有载波，此处是指监听信道上是否有其他站点发送数据时产生的信号电压。

3. 碰撞检测

碰撞检测是指“边发送边监听”，即适配器边发送数据边检测信道上的信号电压的变化情况，以判断自己再发送数据时其他站点是否也在发送数据。当几个站同时在总线上发送数据时，总线上的信号电压变化幅度将会增大（互相叠加）。当适配器（网卡）检测到的信号电压变化幅度超过一定的门限值时，就认为总线上至少有两个站点同时在发送数据，即信号发生了碰撞（或冲突），又称为”冲突检测”。发生碰撞时，总线上传输的信号发生了严重的失真，无法从中会恢复出有用的信息来。因此，每一个正在发送数据的站点，一旦发现总线上出现了碰撞，适配器都要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段随机时间后再次发送。

4. 延迟重发

延迟重发是指每一个正在发送数据的站点，一旦发现总线上出现了碰撞，适配都要立即停止发送，免得继续浪费网络资源，然后等待一段时间后再次发送。
二进制指数退避技术
发生碰撞的站点不能在等待信道变成空闲后马上再发送数据，因为这样会导致再次碰撞。以太网采用二进制指数退避算法（Binary Exponential Backoff）来解决碰撞后何时进行重传的问题。这种算法让发生碰撞的站点在停止发送数据后，推迟（即退避）一个随机的时间再监听信道进行重传。如果重传又发生了碰撞，则将随机选择的退避时间范围扩大一倍。这样做可以使得重传时再次发生冲突的概率减小。
因为站点确认数据没有冲突的时间是2τ，即一个争用期，所以退避的时间范围以争用期为单位计算。第i次的碰撞后退避的时间范围为2^