二进制指数退避算法

2019/12/18

二进制指数退避算法（来自于百度百科）

　　CSMA/CD采用二进制指数退避算法，又称为二元指数后退算法。退避算法是以冲突窗口大小为基准的，每个节点有一个冲突计数器C。退避的时间与冲突次数具有指数关系，冲突次数越多，退避的时间就可能越长，若达到限定的冲突次数，该节点就停止发送数据。

 定义

　　二进制退避技术（Binary Exponential Back off）. 指在遇到重复的冲突时，站点将重复传输，但在每一次冲突之后，随着时延的平均值将加倍。二进制指数退避算法提供了一个处理重负荷的方法。尝试传输的重复失败导致更长的退避时间，这将有助于负荷的平滑。如果没有这样的退避，以下状况可能发生：两个或多站点同时尝试传输，这将导致冲突，之后这些站点又立即尝试重传，导致一个新冲突。

应用

在CSMA/CD协议中，一旦检测到冲突，为降低再冲突的概率，需要等待一个随机时间，然后再使用CSMA方法试图传输。为了保证这种退避维持稳定，采用了二进制指数退避算法的技术，其算法过程如下：

1.确定基本退避时间，一般为端到端的往返时间为2t，2t也称为冲突窗口或争用期。

2. 定义参数k，k与冲突次数有关，规定k不能超过10，k=Min[冲突次数，10]。在冲突次数大于10，小于16时，k不再增大，一直取值为10。

3. 从离散的整数集合[0,1,2，……，(2k-1)]中随机的取出一个数r，等待的时延为r倍的基本退避时间，等于r x 2t。r的取值范围与冲突次数k有关，r可选的随机取值为2k个、这也是称为二进制退避算法的起因。

4.当冲突次数大于10以后，都是从0—2¹⁰-1个2t中随机选择一个作为等待时间。

5. 当冲突次数超过16次后，发送失败，丢弃传输的帧，发送错误报告。

举例

如果第二次发生碰撞：

n = 2

k = MIN(2,10) = 2

R = {0, 1, 2, 3)

延迟时间 = R * 512 * Bit-time

其中：Bit-time = 1 / Debit

例如：

对于传输速率Debit = 10 Mbit/s,

那么Bit-time = 0.1 us

延迟时间={0, 51.2 us, 102.4 us, 153.6 us} 其中任取一

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