商用資料通訊Ch5筆記_Ethernet 802.3 LANs_part4.

 

碰撞網域：

交換式集線器個別連接埠所連線的網段則稱之為碰撞網域，這樣的網路範圍可

以只是單一個網路節點，也可以是一個單位、一間實驗室的範圍，相同碰撞網

域內的所有電腦節點，依循著乙太網路 CSMA/CD 傳輸機制進行通訊。

多重存取協定(Multiple Access Protocol)

規範節點 (如工作站) 共用廣播通道的傳輸，以避免同時兩個或更多節點的傳送

造成碰撞。各式各樣的網路環境都需要多重存取協定，其中包括有線及無線區域

網路。

隨機存取協定(Random access protocols)

(1)工作站的傳輸沒有排程，傳輸是隨機的。

(2)沒有規範誰是下一個傳送者。工作站要彼此競爭以取得媒體

ALOHA：

只要訊框準備好，不用先監聽，便立即傳送出去，然後再進行監聽，以判定

是否有碰撞發生。若發生碰撞時，隨機地等待一段時間再重送。

優點：可用於監聽不易進行或監聽結果不準確的環境。

缺點：碰撞機率較高。

CSMA(Carrier Sense Multiple Access)：載波感測多重存取

step1.先偵測通道是否有載波，若沒有立刻傳送出訊框。

step2.若通道有其它訊框已經在傳送，則等候一段時間再繼續偵測。

step3.傳送後等候接收端的回覆 (ACK)，若一段時間之後仍未有回覆，則可以

可能發生了碰撞，則隨機等待一段時間再重新嘗試。

優點：碰撞機率較低 (因為通道有其它訊框傳送就不傳)。

缺點：通道利用率 (channel utilization) 較低。

CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

應用於IEEE802.3 有線網路

CSMA 沒有定義碰撞處理程序，主要判斷是否收到 ACK。

CSMA/CD 增加碰撞處理程序。採用邊傳邊偵測碰撞的方式，不必

在訊息傳遞後等待回應訊息

每一台工作站先偵測通道是否有載波，若沒有時立刻傳送出訊框。

傳送訊框同時也要繼續偵測同軸電纜上的訊號是否發生碰撞。如果傳送過

程中偵測到碰撞，則立即停止傳送訊框，然後傳送一個擾亂訊號，使得其他工

作站能儘快檢測到碰撞發生。

優點：適合封包小且非定時的資料流。

缺點：因為 CSMA/CD 常常產生網路瓶頸，較不適宜傳送較大封包資料。

CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)

應用於IEEE802.11 無線網路

無線網路不適用CSMA/CD 是因為無線傳輸速度慢，若是使用 CD 機制，

會讓重送時間長，並且增加重送成本。因此，無線網路採用 CSMA/CA。

採用主動避免碰撞而非被動偵測的方式來解決碰撞問題。可以滿足那些不易準

確偵測是否有碰撞發生的需求，例如無線網路。CSMA/CA 在發現傳輸媒介由

忙碌變成空閒時，先產生一段隨機延遲時間，又稱訊框間隔(Interframe Space, IFS)，然後才傳送訊框。

其傳送訊框和產生隨機延遲時間的順序正好和 CSMA/CD 的做法相反。

先產生隨機延遲時間的目的是想預先避免發生碰撞，所以此方法叫碰撞避免 (collisionavoidance)。

這樣做主要是因為在無線網路的系統中碰撞偵測的任務較不容易順利完成，無法做的像有線網路中那樣好。

因為在無線網路系統中，不同工作站在傳輸媒介上所使用的信號強度範圍是不定的，

因此實體層很難在每次碰撞發生時，都能偵測出發生碰撞。

集線器(Hub) OSI layer 1

將多條乙太網路雙絞線或光纖集合連接在同一段物理介質下的裝置。

可以視作多埠的中繼器，若它偵測到碰撞，它會送出阻塞訊號

1.封包沒有過濾,半雙工

2.封包轉送

交換器(Switch) OSI layer 2

區域網路的交換，在區域網路裡，設備之間是用 MAC 去溝通而不是 IP

1.可以連結兩個同質的區域網路

2.根據訊框中的第二層位址(MAC address) 來進行訊框交換傳送的工作

3.封包交換

路由器(Router) OSI layer 3

1.負責管理路由，也就是該封包要怎麼被轉送到另一個子網路

2.根據網路位址來選擇路徑，轉送封包；路由器之間可相互交換路由資訊來建立路由表

3.封包繞送

橋接器(Bridge) OSI layer 2

1.可以連結兩個同質或不同質的區域網路，使得不同網路上的工作站彼此之間可以互相通訊。

2.收到訊框時會檢查其中的鏈結層目的地位址，如果該位址不在原來網路上，則將訊框轉送到另外一個或多個網路上，否則便不轉送，即有所謂的訊框過濾功能