隨機訪問控制??就像一群人在自由討論會上發(fā)言——誰想說話就隨時開口，但可能會撞車，所以需要一套“避免打架”的規(guī)則。它用于解決多個設(shè)備共享同一信道時的沖突問題。

隨機訪問控制是一種多個設(shè)備搶占通信信道的方式，誰先搶到誰就可以先發(fā)送數(shù)據(jù)，沒搶到的等下一輪。

?

純ALOHA協(xié)議

純ALOHA協(xié)議??就像一場“無規(guī)則搶答比賽”——誰想發(fā)言就直接開口，撞車了再重來。它是??最早的去中心化隨機訪問協(xié)議??，核心邏輯是??完全自由，沖突后隨機重試??。

發(fā)送規(guī)則??：
設(shè)備有數(shù)據(jù)幀就??立刻發(fā)送??，無需監(jiān)聽信道或等待時隙。
完全不考慮其他設(shè)備是否正在發(fā)送。

沖突處理??：
如果多個設(shè)備的發(fā)送時間重疊（哪怕只有1比特的重疊），所有幀都會損壞。
發(fā)送方等待??隨機時間??后重傳，直到成功。

時隙ALOHA

時隙ALOHA??就像一場“按節(jié)拍搶答”的比賽——所有人只能在固定的時間點發(fā)言，避免亂成一團。它是純ALOHA的升級版，通過??強制時間同步??減少沖突，??信道利用率翻倍??。

?

核心規(guī)則：按時間槽發(fā)言??

?時間分割??：
將時間劃分為等長的??時隙（Slot）??，每個時隙的長度 = ??一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送時間??。例如，若發(fā)送一幀需1ms，則時隙長度固定為1ms。

發(fā)送規(guī)則??：
設(shè)備??必須??在時隙的起點才能發(fā)送數(shù)據(jù)。若在非起點時刻有數(shù)據(jù)要發(fā)送，需等待下一個時隙開始。

??沖突處理??：
如果多個設(shè)備在同一時隙發(fā)送，則全部沖突，幀損毀。沖突后，設(shè)備隨機等待若干個時隙再重試。

CSMA協(xié)議??

CSMA協(xié)議??（載波偵聽多路訪問）就像一場“文明討論會”——發(fā)言前先豎起耳朵聽有沒有人說話，避免打斷別人。它通過??先監(jiān)聽再發(fā)送??的規(guī)則，顯著降低了沖突概率，是隨機訪問協(xié)議中的“優(yōu)雅派”。
?

第一步：聽（Carrier Sense）??
設(shè)備在發(fā)送數(shù)據(jù)前，先??檢測信道是否空閑??：
??信道空閑?? → 立即發(fā)送數(shù)據(jù)。
??信道忙?? → 等待直到信道空閑。

??第二步：說（Transmit）??
確認信道空閑后，設(shè)備開始發(fā)送數(shù)據(jù)。

?沖突處理??：
若多個設(shè)備同時檢測到空閑并發(fā)送 → 沖突發(fā)生 → 數(shù)據(jù)損壞。
沖突后設(shè)備??隨機退避等待??，再重新嘗試。

??三種堅持策略：不同“禮貌程度”?

1-堅持CSMA:監(jiān)聽信道，??只要空閑就立刻發(fā)送??。若信道忙，持續(xù)監(jiān)聽直到空閑，然后立即發(fā)送。

非堅持 CSMA:站點在發(fā)送數(shù)據(jù)前先監(jiān)聽信道，若信道忙則放棄監(jiān)聽，等待一個隨機時間后再監(jiān)聽，若信道空閑則發(fā)送數(shù)據(jù)。

??P-堅持CSMA?
將時間劃分為??時隙??（slot），每個時隙長度 = 最大傳播時延。監(jiān)聽信道：若空閑，以概率 ??P?? 發(fā)送，以概率 ??1-P?? 延遲一個時隙再試。若信道忙，持續(xù)監(jiān)聽直到空閑。

CSMA/CD協(xié)議?

CSMA/CD協(xié)議??（載波偵聽多路訪問/沖突檢測）就像一場“邊說話邊聽聲”的會議——發(fā)言時時刻豎起耳朵，一旦發(fā)現(xiàn)有人插話，立刻閉嘴并協(xié)商重試。它是??傳統(tǒng)以太網(wǎng)（使用集線器的網(wǎng)絡(luò)）的核心協(xié)議??，核心目標是??快速檢測沖突，減少帶寬浪費??。

第一步：載波偵聽（Carrier Sense）??
發(fā)送前先監(jiān)聽信道，若空閑則開始發(fā)送。

??第二步：邊發(fā)邊聽（Collision Detection）??
發(fā)送數(shù)據(jù)時??持續(xù)檢測信道電壓或信號波形??，判斷是否發(fā)生沖突。

第三步：沖突處理??
一旦檢測到?jīng)_突，立即停止發(fā)送，并發(fā)送一個??擁塞信號（Jamming Signal）??通知所有設(shè)備。
執(zhí)行??二進制指數(shù)退避算法??：隨機等待時間 =?隨機數(shù)×?xí)r隙時間×2^沖突次數(shù)，沖突次數(shù)越多，等待時間越長。

?

??關(guān)鍵場景：最壞沖突檢測時間??

假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中有兩個設(shè)備A和B，位于鏈路兩端，相距最遠（傳播時延為 ??τ??）。

??步驟1??：A開始發(fā)送數(shù)據(jù)，信號需經(jīng)過時間 ??τ?? 才能到達B。??
步驟2??：在A的信號即將到達B的瞬間（時間差趨近于0），B也開始發(fā)送數(shù)據(jù)，導(dǎo)致沖突。?
步驟3??：沖突信號（B發(fā)送的干擾信號）需再經(jīng)過時間 ??τ?? 才能傳回A。
總時間?? = τ（A到B） + τ（B到A） = ??2τ?? → 這就是??爭用期的長度??。

??生活類比：兩人隔山喊話??
場景??：兩人A和B站在山谷兩側(cè)，距離導(dǎo)致喊話需10秒傳到對方耳中。??
步驟1??：A喊話“你好”，聲音10秒后傳到B。
??步驟2??：B在A喊話即將到達時（第9.9秒）也喊“喂”，兩聲音沖突。（B在第9.9秒時以為信道是空閑的）
??步驟3??：沖突后的混合聲音需再10秒傳回A → A在第20秒才知沖突。
結(jié)論??：A必須持續(xù)喊話至少20秒，才能確保聽到?jīng)_突回音，否則可能誤以為發(fā)送成功。

?

?

??CSMA/CD協(xié)議限制最小幀長（bit數(shù)充滿整個信道）??，就像給快遞包裹設(shè)置“最小尺寸”——太小的包裹可能在運輸中被其他包裹撞壞，卻無人察覺。核心原因在于??確保發(fā)送方能檢測到?jīng)_突??。

?

?

以下是通俗解釋：

??沖突檢測的“安全時間”??

場景類比??：A和B在一條長走廊兩端喊話，聲音傳播需要10秒。
A喊話后，如果B在A喊完前（比如第9秒）也開始喊，A需要再等10秒才能聽到B的回聲，總共20秒才能確認是否沖突。
??規(guī)則??：A必須至少喊20秒，才能覆蓋“沖突回聲”的時間窗口。
??對應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)??：最小幀長 = 數(shù)據(jù)傳輸速率 × ??2倍最大傳播時延（爭用期）??。
例子??：10Mbps以太網(wǎng)中，爭用期=51.2μs → 最小幀長=10Mbps×51.2μs=64字節(jié)。
??意義??：發(fā)送方必須發(fā)滿64字節(jié)，才能確保在發(fā)完前檢測到最遠端的沖突。

?

??CSMA/CA協(xié)議

?