可以说,这种冰火两重天的局面,是理论和实践、学术和商业,在局域网技术实现原理上认知分歧的反映。
逻辑上,以太网采取了总线型拓扑结构,并使用了CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection——CSMA/CD,即载波侦听多路访问/碰撞侦测的总线争用技术。
网络上各个节点即电脑之间,从发送到接收的这个过程里,会产生一个传输单元,即数据封包——帧的概念。
CarrierSense——CS即载波侦听是指任何连接到网络的电脑,在发送帧之前,必须对网络进行侦听,当确认其空闲时,才可以发送。
MultipleAccess——MA即多路访问是指多个电脑可以同时访问网络,一个电脑发送的帧也可以被多个电脑接收,这一点类似于广播。
显然意见,这种网络使用方式,必然会产生帧碰撞的现象。
就像一条双向二车道,机动车、非机动车、人、宠物等等的“帧”,都争抢着上路,难免会发生剐蹭之类的事故。
碰撞问题无法根治,但可以通过某些侦听/发送的策略,进行缓解,其中的一个方案就是CollisionDetection——CD即碰撞侦测。
其要求电脑在发送帧的同时,要对网络进行侦听,以确定是否发生碰撞。
如果发送数据过程中检测到碰撞。则进行如下碰撞处理操作:
首先。发送特殊阻塞信息。并立即停止发送数据,特殊阻塞信息是连续几个字节的全1信号,此举意在强化碰撞,以使得其它电脑能尽快检测到碰撞发生。
形象点说就是破罐子破摔,让大家看到交通拥挤,不要上路了。
其次,在固定时间内等待随机的时间,再次发送。
最后。如果依旧碰撞,则采用“截断二进制指数避退算法”进行发送。即十次之内,停止前一次“固定时间”的两倍时间内随机再发送,十次后,则停止前一次“固定时间”内随机再发送。尝试16次之后,仍然失败就放弃传送。
这个方式就好像交通拥挤的大都市,有关部门按照车牌号码安排单双号限行一样。
显而易见,以太网运行中的碰撞,会造成资源的一定程度浪费,在执行效率上欠缺优势。
与此形成鲜明对比的是。一个4M的令牌环网络,和一个10M的以太网数据传送率相当。一个16M的令牌环网络的数据传送率,接近一个100M的以太网。
之所以会有如此明显的差距,当然是因为彼此的基本运行原理迥然不同的缘故。
令牌环网络利用代表发讯号的许可——令牌,来避免网络中的冲突。
得到令牌的电脑,好比拉着警报的警车独享车道一样,
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