CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，載波偵聽多重存取及碰撞偵測）是一種網路協議，主要應用於以太網（Ethernet）技術中，用於管理和協調多個設備在共享介質上的數據傳輸。它的運作方式如下：
運作步驟
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載波偵聽（Carrier Sense）：
- 當設備想要傳輸數據時，首先會監聽網路介質（通常是同軸電纜或雙絞線）以檢測是否有其他設備正在傳輸數據。如果檢測到介質空閒（即沒有其他數據傳輸），則該設備可以開始傳輸數據。
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多重存取（Multiple Access）：
- 多個設備可以共享同一網路介質。每個設備都可以在任意時間嘗試傳輸數據，但前提是必須先確保介質空閒。這是多重存取的核心概念，即多個設備能夠同時訪問和使用相同的傳輸介質。
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碰撞檢測（Collision Detection）：
- 在數據傳輸過程中，如果有兩個或更多設備同時開始傳輸數據，這些數據信號會在介質中發生碰撞。設備在傳輸數據時會同時監聽介質，以檢測是否發生碰撞。如果檢測到碰撞，則所有正在傳輸的設備會立即停止傳輸。
碰撞處理步驟
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停止傳輸：
- 一旦檢測到碰撞，每個設備會發送一個稱為「碰撞擾亂信號」（Jam Signal）來通知網路上的其他設備發生了碰撞。這個信號會強制所有正在傳輸的設備停止傳輸數據。
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隨機退避（Random Backoff）：
- 在發送擾亂信號後，每個設備都會等待一段隨機的時間（退避時間）後，再次嘗試傳輸數據。這段時間是隨機的，以減少再次碰撞的機率。退避時間的計算通常基於一個退避算法，例如二進制指數退避（Binary Exponential Backoff）。
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重試傳輸：
- 在隨機退避時間結束後，設備會重新進行載波偵聽。如果介質仍然空閒，則設備可以重新嘗試傳輸數據。如果再次發生碰撞，設備將重複上述的停止傳輸和隨機退避過程。
總結
CSMA/CD 協議通過載波偵聽、多重存取和碰撞檢測，實現了多個設備在共享介質上的協調傳輸。其運作機制有效地減少了碰撞，並在發生碰撞時進行適當的處理，確保網路能夠高效和可靠地運行。儘管 CSMA/CD 在現代高速以太網（如全雙工千兆以太網）中不再使用，但它在網路協議歷史上具有重要意義，為理解其他網路協議和技術奠定了基礎。
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