CSMA/CD协议之计算最短帧长问题

前言

本篇博客主要论述了如何计算 CSMA/CD 协议下的网络帧长问题，从概念入手，结合例题进行详细的分析。

CSMA/CD协议

概念：

① 载波监听多点接入/碰撞检测
② 半双工通信
③ 先听后发、边听边发、冲突停发、延迟重发

计算最短帧长

1. 一个 CSMA/CD 基带总线网长度为 $4000$ m，信号传播速度为 $2\ast 10^8$ m/s，假如位于总线两端的两台计算机在发送数据时发生了冲突，试问：
   （1）两台计算机间的信号传播延迟是多少？往返传播时间是多少？
   （2）每台计算机最多需要多长时间可以检测到冲突？
   （3）若建立传输速率为 10 Mb/s 的网络，最短帧长为多少？
   解：
   （1）信号传播延迟 = 总线网长度/信号传播速度：
   $t=4000/(2\ast 10^8)=2\ast 10^{-5}s$ → $RTT=2t=4\ast 10^{-5}s$
   （2）检测冲突最长时间是一端发送数据到达另一端时另一端刚发出：
   $t_{max}=2t=4\ast 10^{-5}s$
   （3）最短帧长 = 双倍传播时延（检测冲突最长时间） * 传输速率：
   $x_{min}=t_{max}\ast v=4\ast 10^{-5}\ast 10^7=400bit=80B$

2. 一个速度为 2 Gbps、跨距为 2 km 的 CSMA/CD 网络，假设不使用中继器，传播速率为 5 km/μs，请问该网络的最小帧长是多少？
   解：
   ① 计算 $t=2/5=0.4\mu s=4\ast 10^{-5}s$
   ② 最小帧长 $x_{min}=2t\ast v=2\ast 2\ast 10^9\ast 4\ast 10^{-5}=1600bit=200B$