计算机网络原理：第四章 介质访问子层.pptx

文档介绍：第四章　介质访问子层
信道分配问题
多路访问协议
以太网
无线LAN
数据链路层交换
信道分配问题
计算机网络可以分成两类
点到点连接的网络 —— 大多数广域网
广播信道（多路访问信道或随机访问信道）的网络——局域网
关键MA的使用条件是：报文在信道的传输延迟大大小于报文发送时间。因为，若传输延迟很长，某一站发一帧后，经过较长时间才能使信道上其他站知道该站在发送，这期间其他站点认为信道空闲，而造成冲突。所以，局域网传输距离小，使用CSMA是有效的。
二、载波监听多路访问协议CSMA（Carrier Sense Multiple Access Protocols）
1-坚持型CSMA（1-persistent CSMA）
原理
若站点有数据发送，先监听信道；
若站点发现信道空闲，则发送；
若信道忙，则继续监听直至发现信道空闲，然后完成发送；
若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。
优点：减少了信道空闲时间；
缺点：增加了发生冲突的概率；
二、载波监听多路访问协议CSMA（Carrier Sense Multiple Access Protocols）
非坚持型CSMA（nonpersistent CSMA）
原理
若站点有数据发送，先监听信道；
若站点发现信道空闲，则发送；
若信道忙，等待一随机时间，然后重新开始算法；
若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送过程。
优点：减少了冲突的概率；
缺点：增加了信道空闲时间，数据发送延迟增大；
信道效率比 1-坚持CSMA高，传输延迟比 1-坚持CSMA大。
二、载波监听多路访问协议CSMA（Carrier Sense Multiple Access Protocols）
p-坚持型CSMA（p-persistent CSMA）
适用于分槽信道
原理
若站点有数据发送，先监听信道；
若站点发现信道空闲，则以概率p发送数据，以概率q =1- p 延迟至下一个时槽发送。若下一个时槽仍空闲，重复此过程，直至数据发出或时槽被其他站点所占用；
若信道忙，则等待下一个时槽，重新开始发送；
若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送。
五种多路访问协议性能比较
带冲突检测的CSMA
CSMA/CD引入原因
两个帧发生冲突时，两个被损坏帧继续传送毫无意义，而且信道无法被其他站点使用。如果站点边发送边监听，并在监听到冲突之后立即停止发送，可以提高信道的利用率，因此产生了CSMA/CD
原理
站点使用CSMA协议进行数据发送；
在发送期间如果检测到冲突，立即终止发送，并发出一个瞬间干扰信号，使所有的站点都知道发生了冲突；
在发出干扰信号后，等待一段随机时间，再重复上述过程。
假设两个站同时在t0时刻开始传输数据，它们需要多长时间才能意识到已经发生冲突，最差一个站点确定发生冲突要花多少时间？即经过多长时间可以抓住信道。
三、无冲突协议（Collision-Free Protocols）
基本位图协议（A Bit-Map Protocol）
工作原理
共享信道上有N个站，竞争周期分为N个时槽，如果一个站有帧发送，则在对应的时槽内发送比特1；
N个时槽之后，每个站都知道哪个站要发送帧，这时按站序号发送。
最后一个站传送完帧后，另一个N位的竞争周期又开始了。
三、无冲突协议（２）
象这样在实际发送信息前先广播发送请求的协议称为预留协议（reservation protocol）
效率
轻负载下，效率为 d / (N + d)，数据帧由d个时间单位组成；
重负载下，效率为 d / (d + 1)。
缺点
与站序号有关的不平等性，序号大的站得到的服务好；
每个站都有 1 比特的开销。
三、无冲突协议　（３）自学
二进制倒计数协议（Binary Countdown）
工作原理
所有站的地址用等长二进制位串表示，若要占用信道，则广播该位串；
不同站发的地址中的位做“或”操作，一旦某站了解到比本站地址高位更高的位置被置为“1”，便放弃发送请求。
效率
d / (d + log2N)
四、有限竞争协议（Limited-Contention Protocols）
占用信道的策略
竞争方法
例，CSMA；
轻负载下，发送延迟小；重负载下，信道效率低。
无冲突方法
例，基本位图法；
轻负载下，发送延迟大；重负载下，信道效率高。
有限竞争方法
结合以上两种方法，轻负载下使用竞争，重负载下使用无冲突方法。
减少竞争的站的数目可以增加获取信道的概率；
基本思路：将站分组，组内竞争；
自适应树搜索协议（The Adaptive Tree Walk Protocol）
工作原理
站点组织成二叉树；
一次成功传输之后，第0槽全部站可竞争信道，只