3.5 介质访问控制

介质访问控制思维导图

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静态划分信道:信道划分介质访问控制(MAC)

MAC(multiple access control)

信道划分介质访问控制:就是在下图共享信道中将A1,B1,C1划分开,合理分配给网络上的其他设备(A2,B22,C2)

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频分多路复用技术(FDM)

类似于“并发”
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时分多路复用技术(TDM)

类似于“并行”:

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统计时分多路复用(STDM)

假设TDM和STDM帧发送速率都是8000b/s,对于前者,每人最高发送速率为8000/4=2000b/s,而后者每人最高发送速率为8000b/s(原因是集中器可以把A中的两个帧放在同一个STDM帧中,使得A发送速率很快)

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波分多路复用技术(WDM)

光的频分多路复用

码分多路服用技术(CDM)(常考)

题1:
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题2:
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动态划分信道

信道不是预先分配给用户,而是随叫随到

随机访问介质访问控制

所有用户可以随机发送信息,发送信息时占全部带宽(会引起冲突问题,所以引入了以下几个协议)

ALOHA协议

信息想发就发,冲突后重发

改进方法:时隙ALOHA协议:

在每个时间片开始才能发送

重点:

  1. 纯ALOHA协议的吞吐量低
  2. 纯ALOHA协议想发就发,而时隙ALOHA协议在每个时间片开始才能发送

CSMA协议

先听再说:(carrier sence multiple access)

CS:载波监听

MA:多点接入

监听结果:
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1-坚持CSMA思想:忙就一直监听,直到空闲马上传输

优点:只要媒体空闲,马上传输

缺点:如果有两个或者以上的站点有数据要发送,冲突就不可避免

非坚持CSMA:空闲时就直接传输,无需等待

忙则等待一个随机的时间之后再进行监听

p坚持CSMA:如果一个主机要发送消息,则先监听信道,

空闲则以p的概率直接输出,概率1-p则等待到下一个时间槽再传输

忙则等待一个随机的时间再进行监听

对比三种监听方式
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CSMA/CD协议

为什么先监听信道,在发送数据为什么还会有冲突?

原因就是电磁波有自己的速度,有传播时间,如果在这个传播时间内又有另一台计算机发送信号,就会出现冲突,而CSMA/CD协议就是为了检测这种冲突。

(carrier sence multiple access with collision detection)
检测冲突(常应用于以太网)

CS:载波监听:每一个站在发送数据前和发送数据时都要检测总线上是否有其他计算机在发送数据

MA:多点接入==(总线型网络)==

CD:碰撞检测/冲突检测,边发送边监听(所以网络为半双工网络,因为如果2台计算机都发送数据的话,就会发生冲突,所以不可能是全双工)

传播时延对载波监听的影响

如果发生了冲突,两台计算机发送的信息就会混起来,就会传递错误的信息,检测到冲突后,就会停止发送,选择重传
下面是重传要用到的算法:
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最小帧长的问题
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CSMA/CA协议

(carrier sence multiple access with collision avoidance)

步骤:

  1. 预约信道
  2. ACK帧
  3. RTS/CTS帧

CSMA/CD和CSMA/CA的区别和相似点:

相同点:先听再说

不同点:

1.传输介质不同,CSMA/CD用的是总线式以太网,CSMA/CA用的是无限局域网
2.CSMA/CD检测冲突,CSMA/CA避免冲突

轮询访问介质访问控制

轮询协议

主机轮流邀请从属主机发送数据:

令牌传递协议

没有碰撞
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