csma三种算法的程序代码

‘壹’ 计算机网络选择题 高手帮我

1 CSMA(载波监听多路访问)控制策略中有三种坚持退避算法，其中一种是：“一旦介质空闲就发送数据，假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲后立即发送数据；如果有冲突就退避，然后再尝试”这种退避算法称为 （1） 算法。这种算法的主要特点是 （2） 。CSMA/CD在CSMA的基础上增加了冲突检测功能。网络中的某个发送站点一旦检测到冲突，它就立即停止发送，并发冲突码，其他站点都会 （3） 。如果站点发……
1 CSMA(载波监听多路访问)控制策略中有三种坚持退避算法，其中一种是：“一旦介质空闲就发送数据，假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲后立即发送数据；如果有冲突就退避，然后再尝试”这种退避算法称为 （1） 算法。这种算法的主要特点是 （2） 。CSMA/CD在CSMA的基础上增加了冲突检测功能。网络中的某个发送站点一旦检测到冲突，它就立即停止发送，并发冲突码，其他站点都会 （3） 。如果站点发送时间为1，任意两个站之间的传播延迟为t，若能正常检测到冲突，对于基带总线网络，t的值应为 （4） ；对于宽带总线网络，t的值应为 （5） 。 (2001年试题)

(1)A．1-坚持CSMA B．非坚持CSMA C．P-坚持CSMA D．O-坚持CSMA

(2)A．介质利用率低，但可以有效避免冲突

B．介质利用率高，但无法避免冲突

C．介质利用率低，且无法避免冲突

D．介质利用率高，且可以有效避免冲突

(3)A．处于待发送状态 B．相继竞争发送权 C．接收到阻塞信号 D．有可能继续发送数据

(4)A．t≤0.5 B．t>0.5 C．t≥1 D．0.5(5)A．t>0.25 B．t≥0.5 C．t≤0.25 D．0.25解析

本题考查的是CSMA/CD协议的相关知识点。

载波监听(Carrier Sense)的思想是：站点在发送帧访问传输信道之前，首先监听信道有无载波，若有载波，说明已有用户在使用信道，则不发送帧以避免冲突。多路访问(Multiple Access)是指多个用户共用一条线路。

CSMA技术中要解决的一个问题是当侦听信道已经被占用时，如何确定再次发送的时间，通常有以下几种方法：

坚持型CSMA(1—persistent CSMA)：其原理是若站点有数据发送，先监听信道，若站点发现信道空闲，则发送；若信道忙，则继续监听直至发现信道空闲，然后完成发送；若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。其优点是减少了信道空闲时间；缺点是增加了发生冲突的概率；广播延迟对协议性能的影响：广播延迟越大，发生冲突的可能性越大，协议性能越差。

非坚持型CSMA(nonpersistent CSMA)：其原理是若站点有数据发送，先监听信道，若站点发现信道空闲，则发送；若信道忙，等待一随机时间，然后重新开始发送过程；若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。它的优点是减少了冲突的概率；缺点是增加了信道空闲时间，数据发送延迟增大；信道效率比1-坚持CSMA高，传输延迟比1-坚持CSMA大。

p-坚持型CSMA(p-persistent CSMA)：适用于分槽信道，它的原理是若站点有数据发送，先监听信道，若站点发现信道空闲，则以概率p发送数据，以概率q=l-p延迟至下一个时槽发送。若下一个时槽仍空闲，重复此过程，直至数据发出或时槽被其他站点所占用；若忙，则等待下一个时槽，重新开始发送；若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送。

CSMA/CD载波侦听多路存取/冲突检测的原理是站点使用CSMA协议进行数据发送，在发送期间如果检测到冲突，立即终止发送，并发出一个瞬间干扰信号，使所有的站点都知道发生了冲突，在发出干扰信号后，等待一段随机时间，再重复上述过程。

CSMA/CD的代价是用于检测冲突所花费的时间。对于基带总线而言，最坏情况下用于检测一个冲突的时间等于任意两个站之间传播时延的两倍。因此2t≤1，即t≤0.5。对于宽带总线而言，由于单向传输的原因，冲突检测时间等于任意两个站之间最大传播时延的4倍。因此4t≤1，即t≤0.25。

答案 (1)A (2)B (3)C (4)A (5)C

2 IEEE802.5令牌环(Token Ring)网中，时延是由 (1) 决定。要保证环网的正常运行，环的时延必须有一个最低限度，即 (2) 。如果达不到这个要求，可以采用的一种办法是通过增加电缆长度，人为地增加时延来解决。设有某—个令牌环网长度为400m，环上有28个站点，其数据传输率为4Mbit/s，环上信号的传播速度为200m/μs，每个站点具有1bit时延，则环上可能存在的最小和最大时延分别是 (3) bit和 (4) bit。当始终有一半站点打开工作时，要保证环网的正常运行，至少还要将电缆的长度增加 (5) 。(2002年试题)

(1)A．站点时廷和信号传话时廷 B．令牌帧长短和数据帧长短

C．电缆长度和站点个数 D．数据传输单和信号传播速度

(2)A．数据帧长 B．令牌帧长 C．信号传播时延 D．站点个数

(3)A．1 B．8 C．20 D．24

(4)A．9 B．28 C．36 D．48

(5)A．50 B．100 C．200 D．400

解析

本题考查令牌环网的相关知识，应该牢固掌握。

首先要了解令牌环网的工作原理。当节点A想要发送数据时的步骤如下：

①A节点要等待令牌的到来，并检测该令牌是否为空闲状态。若是空闲状态进行步骤2，否则继续等待；

②将得到的令牌改为忙碌(busy)状态；

③构成一个信息帧，即将数据(data)与忙碌的Token附在一起发送出去；

④当忙碌的token沿着环型网经过每一个节点时，每个节点首先会先检查数据单元中的目的地址。如果目的地址与本节点地址相符，则由本节点将数据接收下来，进行拷贝操作，并以应答报文的形式作出回答，然后再传送给下一个节点。当忙碌的Token与数据单元回到原来发送节点时，该节点将会除去数据单元，并将忙碌的Token改为空闲状态；

⑤接着检查目的节点送来的应答信息，如果为ACK(确认)，则表示目的节点接收正确，至此，完成了一次数据传送。反之，需要等待再得到令牌时进行重发。

因此令牌环内需要保证三个字节令牌帧的流动，即时延不能低于24bit。

当网络取得最小时延即在每个站点都不停留，得400/200=2μs，2×10-6×4×106=8bit，即最小时延8bit。

网络取得最大时延时即在每个站点都停留，这时增加1×28bit，共36bit

当网络中始终有一半站点工作时，使用类似的方法可得这时的最大时延是8+14=22bit，而为了保证令牌不网正常工作，还需要添加2bit，即增加2/(4*106)=0.5μs，可知需要增加0.5×200=100m的电缆。

答案 (1)A (2)B (3)B (4)C (5)B

3 采用星型拓扑结构的局域网典型实例是（ ）。

CBX(计算机交换分机)

FDDI(光纤分布数据接口)

Ethernet(以太网)

Token Ring(令牌环)

解析

本题考查的是局域网的拓扑结构。

局域网采用的拓扑结构通常有星型、环型、总线型和树型4种。在题中给出的4类局域网中，CBX(计算机交换分机)以数字交换网络为整个网络的中心，各部件与数字交换网络相连，构成了星型结构。FDDI(光纤分布数据接口)的拓扑结构物理上是反向循环的双环，环上有各类工作的站和集中器，集中器可以与一些工作站相连，构成以集中器为中心的星型结构，即FDDI网络的拓扑结构为环型+星型。Ethernet(以太网)采用的拓扑结构为总线型，网上的服务器与工作站均与总线相连，通过总线传输数据，采用CSMA/CD介质访问控制方式。Token Ring(令牌环)采用环型拓扑结构，各结点依次互连，构成环型结构，所有数据及令牌均沿环依次传递，采用Token Ring协议。由以上分析可知，采用星型拓扑结构的局域网典型实例应为CBX。

答案 A

4 通常认为，决定局域网特性的主要技术有3个，它们是（ ） 。

传输媒体、差错检测方法和网络操作系统

通信方式、同步方式和拓扑结构

传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方式

数据编码技术、媒体访问控制方法和数据交换技术

解析

本题考查的是局域网的基本知识。

局域网是一种地理范围有限的计算机网络，其典型特性如下：

(1)高数据速率(0.1～1000Mbit/s)

(2)短距离(0.1～25km)

(3)低误码率(10-8～10-11)

通常，决定局域网特性的主要技术有传输媒体、拓扑结构和媒体访问控制方式(MAC)。因此本题选C

答案 C

5 令牌总线网中，当所有站都有报文要发送时，最坏情况下等待获得令牌和发送报文的时间应等于（ ）。

所有站点传送令牌的时间总和

所有站点传送令牌和发送报文的时间的总和

所有站点传送令牌时间和的一半

所有站点传送令牌和发送报文时间的总和的一半

解析

本题考查的是令牌总线的工作原理。

IEEE 802.4标准描述令牌总线的媒体访问控制方法。令牌总线媒体访问控制是将物理总线上的站点构成一个逻辑环，每一个站都在一个有序的序列中被指定一个逻辑位置，而序列中最后一个成员又跟着第一个成员，每个站都知道在它之前和之后的站的标识。在物理结构上它是一个总线结构局域网，但是，在逻辑结构上，又成了一种环型结构的局域网。和令牌环一样，站点只有取得令牌，才能发送帧，而令牌在逻辑环上依次传递。在正常运行时，当站点做完该做的工作或者时间终了时，它将令牌传递给逻辑序列中的下一个站。从逻辑上看，令牌是按地址的递减顺序传送至下一个站点，但从物理上看，带有目的地址的令牌帧广播到总线上所有的站点，当目的站识别出符合它的地址，即把该令牌帧接收。总线上站的实际顺序与逻辑顺序并无关系。只有收到令牌帧的站点才能将信息帧送到总线上，取得令牌的站点有报文要发送则可发送，随后，将令牌传递给下一个站点。如果取得令牌的站点没有报文要发送，则立刻把令牌传递到下一站点。由于站点接收到令牌的过程是顺序依次进行的，因此对所有站点都有机会传递数据。令牌总线的每个站传输之前必须等待的时间总量总是确定的，这是因为对每个站发送帧的最大长度可以加以限制。此外，当所有站都有报文要发送，则最坏的情况下等待取得令牌和发送报文的时间应该等于全部令牌传送时间和报文发送时间的总和。另一方面，如果只有一个站点有报文要发送，则最坏情况下等待时间只是全部令牌传递时间之总和，实际等待时间在这一区间范围内。对于应用于控制过程的局域网，这个等待访问时间是一个很关键的参数，可以根据需求，选定网中的站点数及最大的报文长度，从而保证在限定的时间内，任一站点可以取得令牌权。由以上对令牌总线协议的叙述可知，B选项是正确答案。

答案 B

6 从介质访问控制方法的角度来对局域网进行分类，它们是（ ）。

A．快速以太网和慢速以太网 B．光纤局域网和铜线局域网

C．环型局域网和星型局域网 D．共享式局域网和交换式局域网

解析

本题考查的是对局域网进行分类的方法。

局域网从介质访问控制方法的角度可以分为两类：共享介质局域网与交换型局域网。总线型局域网通常采用的介质访问控制方法是共享介质方式。

A是根据传送速度来分；B是根据使用介质来分；C是拓扑结构来分。还可以根据操作系统来分等。

答案 D

‘贰’ 简述CSMA/CD协议中二进制指数退避算法的规则

CSMA/CD算法：先听后发，边发边听，冲突停止，重新发送。
CSMA/CD中二进制指数退避算法：
1）确定基本退避时间（基数），一般定为2τ，也就是一个争用期时间，对于以太网就是51.2μs
2）定义一个参数K，为重传次数，K＝min[重传次数，10]，可见K≤10
3）从离散型整数集合[0，1，2，……，(2^k－1)]中，随机取出一个数记做R
那么重传所需要的退避时间为R倍的基本退避时间：即：T＝R×2τ。
4）同时，重传也不是无休止的进行，当重传16次不成功，就丢弃该帧，传输失败，报告给高层协议

‘叁’ 退避算法的用途

主要用于CSMA的冲突分解
用二进制指数退避可以取得较好的分解效果。
在共用信道的情况下，当冲突发生以后，每个节点都进行一个随机时延t,0<t<T
t服从(0~T)上的以二为底的指数分布。
退避算法有:非坚持,1-坚持,P-坚持
（1）非坚持CSMA；
#假如介质是空闲的，则发送；
#假如介质是忙的，等待一段随机时间，重复第一步；
（2）1-坚持CSMA；
#假如介质是空闲的，则发送；
#假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲，立即发送；
#假如冲突发生，则等待一段随机时间，重复第一步。
（3）P-坚持CSMA；
#假如介质是空闲的，则以P概率发送；而以（1-P）的概率延迟一个时间单位。时间单位等于最大的传播延迟时间。
#假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲，重复第一步。
#假如发送被延迟一个时间单位，则重复第一步。
(4) 可预测P-坚持CSMA
#假如介质当前有多个节点需要占用信道，或者已经发生多次冲突，可预测P-坚持CSMA则可根据当前的负荷量来判断发送数据可能碰撞的可能性。当前冲突次数多，则自动减小P值，否则增大P值。
三种方法的比较：
非坚持1-坚持P-坚持
优点当站点要发送时，只要介质空闲，就立即发送。降低1-坚持的冲突概
率，又减小介质浪费。
缺点即使有几个站有数据要发送，介质仍可能处于空闲状态。介质利用率低。
假如有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避免。P值的选择
非常重要。

‘肆’ 概念题，什么是csma/cd

（1）CSMA/CD是指（Carrier
Sense
Multiple
Access/
Collision
Detect）即
载波监听多路访问
也称之为
冲突检测
方法。
（2）是
数据链路层
的一个协议哦！
（3）
工作的步骤为：侦听——发送——检测——冲突处理
(4)
冲突的情况：在侦听中发现线路忙或者是发送过程中发生了碰撞现象，对冲突的解决办法有
退避算法
常用截止的
二进制指数退避算法
（M
=
2
min{n,16}
ms）在这里M为
时延
时间，n为退避间隔时间。
CSMA/CD和CSMA/CA的主要差别对比如下：
(5)CSMA/CD：即载波监听多路访问/冲突检测方法
CSMA/CA：带有冲突避免的
载波侦听
多路访问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲突，只能尽量‘避免’；
1.两者的
传输介质
不同,CSMA/CD用于总线以太,而CSMA/CA则用于
无线局域网
802.11b
；
2.检测方式不同,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；
3.WLAN中，对某个节点来说，其刚刚发出的信号强度要远高于来自其他节点的信号强度，也就是说它自己的信号会把其他的信号给覆盖掉；
4.本节点处有冲突并不意味着在接收节点处就有冲突；
综上，在WLAN中实现CSMA/CD是比较困难的。
有不足之处还望更正，谢谢。

‘伍’ csma协议有几种算法

csma协议是指csma/cd网络协议退避算法，算法有三种：
1、不坚持CSMA协议。
2、I-坚持CSMA协议。
3、P-坚持CSMA协议。