局域网与城域网实验报告.doc

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1、电子科技大学实验报告课程名称：局域网与城域网学号学生姓名：通信与信息工程学院16实验项目1：CSMA和CSMA/CD协议模拟实验一、实验目的通过对CSMA、CSMA/CD协议的模拟测试，分析并比较这两个协议的性能。加深对CSMA、CSMA/CD协议的理解。二、实验内容a.各协议的“信道负载——信道效率”测试b.各协议的“信道负载——成功概率”测试c.各协议运行相同时间时，发送帧数与成功帧数测试三、实验器材PC机1台，协议模拟程序四、实验原理CSMA、CSMA/CD协议是以ALOHA为基础发展起来的MAC访问控制协议。CSMA的基本思想：对A

2、LOHA系统发送时“不侦听信道”进行改进。要求站点发送前先监听信道，若信道闲，可以启动传输，若信道忙，则必须等待，以避免冲突。等待时间由退避算法决定。常用的退避算法有三种：非坚持（0坚持）、1-坚持、P-坚持。0坚持CSMA：①若信道闲，立即发送②若信道忙，则不再监听信道，而是等待一个随机时间后再按①进行。0坚持CSM优点是降低了冲突概率，重负载时，吞吐率较高；缺点是轻负载时，信道上有较多空闲时间，效率低。1-坚持CSMA：①若信道闲，立即发送②若信道忙，则继续监听至信道闲，并立即发送。1-坚持CSMA优点是轻负载时，能有效减少信道的空闲时

3、间，提高传输效率；缺点是发生再次冲突的可能性大，重负载时冲突严重，极限时吞吐量趋于0。P-坚持：①若信道闲，立即启动发送②若信道忙，则一直监听直到信道闲，以概率P立即发送，以概率（1-P）不发送，并等待一个随机时间后再按①进行。P值的选取不能太大。若P太大，使np＞1，表示冲突后有多个站试图发送，会重复冲突，故一般选np＜1。当然p也不能太小，若p太小，则站点延迟大。对于负载未知的网络，p值应适当选取，对于固定的p值，网络的性能会随站点数量n而变化。16P-坚持的优点是可根据不同的负载选取不同的P值，最大程度的提高信道利用率和提高吞吐率；缺

4、点是选取一个合适的P值是一件困难的事情。CSMA/CD的基本思想：对CSMA再作改进。因为基本的CSMA与ALOHA和SlottedALOHA相比，虽然通过发送前侦听信道，能一定程度减少冲突的可能性，但仍然存在以下问题：即站点一旦发送一帧，就必须将一帧发送完，即使冲突已经产生。而一旦发生冲突后，继续发送的将是无用信号，会造成信道资源的浪费，同时降低网络的吞吐率。因此，在CSMA的基础上，CSMA/CD增加站点冲突检测的能力。站点不仅发送数据前要先侦听信道，开始发送后还要一边发送数据，一边检测信道。一旦检测到冲突，不必等一帧传完就立即停止受损

5、帧的传输，尽早释放信道，避免资源的浪费。同时，向总线上发一串阻塞信号（冲突码），通知各站冲突已发生，以提高信道利用率。如果传输过程中检测到信道无冲突发生，则传输成功。CSMA/CD的优点是能及时检测到冲突，停止发送，减少冲突可能性，同时也能提高信道利用率。一、实验步骤1、实验前准备①安装并启动模拟程序：执行文件，直接复制到PC机里，然后启动。②熟悉程序界面：运行程序，出现图中界面，说明如下：控制仿真运行暂停停止运行参数配置颜色配置参数配置节点数：信道负载（%）：协议：坚持概率（%）：帧类型：快慢信道统计运行时间：空闲时间：通信负载：空闲率（

6、%）：负载率（%）：帧统计发送总帧数：成功总帧数：成功总帧长：发送成功概率（%）：信道效率（%）：界面说明：参数配置域：参数配置按钮可配置协议，节点数等参数（右上部参数会显示）颜色配置按钮可选择成功帧、冲突帧及背景颜色（中间的运行区）16控制域：配置好参数后，选择仿真运行按钮开始运行，中间暂停按暂停，停止按停止运行。中间区域：帧运行观察区速度控制域：通过移动中间的“移动条”控制帧发送的快慢信道统计域：运行时间、空闲时间、通信负载在仿真运行中实时显示的是折算的比特数。负载率为动态值，运行稳定后趋近于设置的信道负载。帧统计域：动态统计并显示帧的

7、发送情况。成功发送概率=成功总帧数/发送总帧数信道效率=成功总帧数/运行时间（折算成比特）2、实验操作步骤①配置：l点击“参数配置”按钮，选择协议：CSMA(1坚持)，节点数：50，信道负载：5%，帧类型：固定，坚持概率：100%l点击“颜色配置”按钮，根据自己的喜好选择成功帧、冲突帧以及背景颜色。也可不选，直接采用默认色。l用鼠标拖动“移动条”，将速度调整到一个合适的位置（通过观察中间运行区来改变,为了节省时间，建议调到较快的速度）。②运行：点击“仿真运行”按钮开始运行，并观察帧的运行和统计值。③记录：当运行稳定且在“运行时间”为2000

8、比特时，按“运行停止”，记录表中所列各项参数（允许2000～2050比特范围）④改变信道负载分别为10%、20%、30%、50%、70%、100%、150%、200%，其他配置保