CSMA/CA机制：局域网传输优化方案

在802.3 协议中，MAC 协议使用的是CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)，即载波监听多路访问/冲突检测机制。这个协议解决了如何在有线以太网上检测和避免当两个(或两个以上)网络设备需要同时进行数据传输时网络上的冲突。其工作原理可以总结为: 先听后说；边听边说；一旦冲突，立即停说；等待时机，以后再说。但这并不适合无线局域网。在无线局域网中，无线电波传输距离受限，不是所有结点都能监听到信号；而且，无线网卡工作在半双工模式下，设备无法一边接收数据信号，一边传送数据信号。此外，无线带宽本就不高，一旦发生碰撞，重新发送数据，就会降低吞吐量。

为此，在802.11 协议中，对CSMA/CD 进行了一些修改，采用了新的协议CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)，即载波监听多路访问/冲突避免机制，利用ACK 信号来避免冲突的发生。也就是说，只有当站收到网络上返回的ACK 信号后，才确认送出的数据已经正确到达目的地址。CSMA/CA 协议为了尽量避免碰撞，要求所有站在完成帧的发送后，必须等待一段很短的时间才能发送下一帧，这段时间叫作帧间间隔(IFS)。帧间间隔的长短取决于该站要发送的帧的类型。高优先级的帧需要等待的时间较短，因此可以优先获得发送权，但低优先级帧就必须等待较长的时间。若低优先级帧还没来得及发送而其他高优先级帧已发送到媒体，则媒体变为忙态，此时，低优先级帧就只能推迟发送，从而就减少发生碰撞的机会。(www.xing528.com)

为了尽量减少碰撞的机会，802.11 协议采用了一种叫作虚拟载波监听地的机制，这就是让源站把它要占用的信道时间(包括目的站发回确认帧所需的时间)写入所发送的数据帧，(即在首部的“持续时间”字段中写入需要占用信道的时间，以微秒为单位，直到目的站把帧全部确认为止)，以便其他站在这一段时间都不发送数据。“虚拟载波监听”的意思是其他各站并没有监听信道，而是由于这些站都知道了源站正在用信道才不发送数据，就好像其他站都监听了信道。当站点检测到正在通信中传送的帧“持续时间”字段时，就调整自己的网络分配向量(NAV)。NAV 指出了信道处于忙状态的持续时间。信道处于忙状态就表示: 要么由于物理层的载波监听检测到信道忙，要么由于MAC 层的虚拟载波监听机制指出了信道忙。