爭用

爭用（Contention），即“爭用期”。

由於總線型網絡通過集線器、網橋、交換機、路由器等設備，對網絡實現共享功能，使用CSMA/CD協議，而當兩台計算機或兩台以上的計算機在進行共享網絡的時候，信道通過CSMA/CD進行載波監聽多路訪問，避免碰撞，那麼信道就只允許一台計算機發出命令，所以就有了爭用期的概念。 ^[1] 

爭用發生在使用共享介質和載波監聽多路訪問(CSMA)方法的網絡，主要是以太網上。站點共享介質競爭並使用其通信信道。當兩個或更多個設備同時企圖使用信道時就會發生爭用，這時，所有工作站都等待一段隨機時間然後再次企圖訪問。許多站點爭用電纜時情況就變得更糟，因為等待時間降低了性能，而且工作站需要不斷申請使用電纜。 ^[2] 

CSMA/CD網中的各個站（節點）都能獨立地決定數據幀的發送與接收。每個站在發送數據幀之前，首先要進行載波監聽，只有介質空閒時，才允許發送幀。這時，如果兩個以上的站同時監聽到介質空閒併發送幀，則會產生衝突現象，這使發送的幀都成為無效幀，發送隨即宣告失敗。每個站必須有能力隨時檢測衝突是否發生，一旦發生衝突，則應停止發送，以免介質帶寬因傳送無效幀而被白白浪費，然後隨機延時一段時間後，再重新爭用介質，重發送幀。CSMA/CD協議簡單、可靠，其網絡系統（如Ethernet）被廣泛使用。

– t--端到端傳播時延，2t--往返時延

– 由於信號在信道上以有限速度傳輸，所以採用載波監聽並不能完全消除衝突。

– 例如局域網上的兩個站A和B。這兩個站相距1km，傳播速度=2/3*C=200m/us，因此1km電纜需要 t=5us 的傳播時延。

– A向B發出的信息，在5us後才能傳送到B。B若在A發送的信息到達B之前發送自己的幀(因為這時載波監聽檢測不到A所發送的信息)，則發生衝突。

– 衝突的結果是兩個幀都變得無用。A可以檢測到自己發送的幀已經和其他站發送的幀產生了衝突。

CSMA/CD採用曼徹斯特編碼（每比特中間有跳變，先高後低代表“1”）

· 比較接收到的信號的電壓（因為距離會造成信號衰減，因此使用不多）。

· 電壓的過零點是在每一比特的正中央。當發生衝突時，疊加的過零點將改變位置。

· 發送幀時也同時進行接收，再比較。

· 強化衝突：發送幀的站一旦發現衝突，立即停止發送數據，還要再繼續發送若干比特的人為干擾信號。

· Why? 原因：設衝突點離A很遠，離B很近(例如40米，即B發送2bit後衝突，4bit後停發），4bit的疊加數據遠距離傳到A，可能被A忽略。A繼續發送，浪費時間。

· 強化衝突的違規碼長度介於32-64比特之間，不易被忽略。

截斷二進制指數類型(truncated binary exponential type)的退避算法，決定重傳幀所需的時延Delay

· 先確定基本退避時間，取為2t（51.2微秒，2.5公里，中間允許經過4箇中繼器）

· K=Min[當前重傳次數，10]（最多16次重傳）

· 從離散的整數集合[0，1，…，2-1]中隨機地取出一個數，記為r

· Delay = r * 2t

· 因此第一次重發在0，1之間取一個值，第二次重發在0，1，2，3之間取一個，第三次是0到7，… ^[3]