介质访问控制MAC

介质访问控制MAC
常见的MAC地址
在OSI的模型第⼆层也就是数据链路层的主要⼀个功能就是提供MAC码；他还有很多的别称：
局域⽹地址（LAN Address）， MAC 位址，以太⽹地址（Ethernet Address）或物理地址（Physical Address）
由⽹络设备制造商⽣产时烧录在⽹卡 (Network lnterface Card) 的 EPROM(⼀种闪存芯⽚，通常可以通过程序擦写)。

IP 地址与 MAC 地址在计算机⾥都是以⼆进制表⽰的，IP 地址是 32 位的，⽽ MAC 地址则是 48 位的
使⽤的⽬的是为了使得公⽤⼀条⼼到的时候，使得结点之间的通信不会互相⼲扰。

常见的三种介质访问控制⽅法：
信道划分介质访问控制：
多路复⽤技术：通过在⼀条介质上携带多个传输信号的⽅法来提⾼传输系统的利⽤率。

⼀条链路多个信道；
⼀般就是通过分时，分频，分码等⽅式把⼴播信道转变成点到点的信道
1. 频分多路复⽤ FDM
将多路的信号调制到不同的频率载波上。

叠加成⼀个复合的信号的多路复⽤技术。

物理的信道的可⽤带宽超过单个原始信号带宽的情况下；
在实际应⽤中，不同信道之间会加⼊保护屏带，防⽌信道之间的⼲扰；利⽤了传输介质的带宽，系统效率⾼，技术成熟，实现容易；
2. 时分多路复⽤技术 TDM
物理信道按照时间分成若⼲时间⽚，轮流的分配给多个信号使⽤。

每个时间⽚复⽤的⼀个信号占⽤。

⽽不是FDM同⼀个时间同时发送多路信号。

但是由于计算机数据的突发性，⼀个⽤户对于已经分配到的⼦信道利⽤率部不⾼，统计时分多路复⽤，STDM，异步时分多路复⽤技术。

有数据传送时才会分配到时间⽚。

3. 波分多路复⽤技术 WDM
不同波长{频率} 就是光的频分多路复⽤技术
使⽤的设备是合波器，合分波器
4. 码分多路复⽤ CDM
根据不同的编码格式来区分原始信号的
CDMA : S T (S-T)
随机访问介质访问控制
在随机访问中不通过集中式控制⽅式解决信息发送的次序问题；任意⽤户都可以按照⾃⼰的意愿随机的发送信息，占⽤全部的速率。

在总线⽹络中两个或者多个⽤户发送信息就会产⽣帧冲突（碰撞，相互⼲扰）
为了解决随机接⼊发⽣的碰撞，每个⽤户需要按照⼀定的规则来返沪重传他的帧，直到⽆碰撞的通过。

常⽤的协议： ALOHA，CSMA , CSMA/CD, CSMA/CA 协议，都是通过胜利者获得信道以及发送权，都是争⽤型协议；
既不共享空间，⼜不共享时间。

在某个时间段将⼴播信道装化成点到点的信道；
ALOHA协议分成纯ALOHA协议和时隙ALOHA协议两种
ALOHA协议，当⼀个点需要发送数据是，不进⾏任何检测就发送数据，⼀段时间内没有收到确认，认定发⽣冲突。

等待⼀段时间后重新发送；
假设⽹络负载位G，发送成功和重传的帧数，吞吐率S=Ge^-2G,当G=0.5 时候达到最⼤值=0.184 ⾮常的低
为了克服这⼀却缺点，改进后产⽣的新的标准时隙ALOHA协议将
时隙ALOHA协议：将各个站点在时间上同步起来，将时间划分成⼀段段等长的时隙slot，只能在时隙开始的时候发送⼀个帧，避免了随意性
减少了数据冲突的可能性S=Ge^-G当G=1的时候最⼤0.368
CSMA协议载波侦听多路访问 Carrier Sense Multiple Access
相对与ALOHA协议，多了⼀道侦听的设备步骤。

1 - 坚持 CSMA ：如果空闲⽴刻发送数据，如果忙那么等待。

同时侦听到直到信道空闲。

发⽣冲突随机等待⼀段时间后继续侦听
发送帧信道空闲之后概率位1 ，⽴即发送；传播时延主要是影响的因素。

⾮坚持CSMA ：如果空闲⽴刻发送，如果忙，等待⼀段时间再侦听
增加了平均延时，信道的利⽤率提⾼使⽤增加数据再⽹络中延时位代价的
p 坚持CSMA 如果忙，继续侦听，如果空闲概率p发送数据，剩下的概率下⼀个时隙发送。

CSMA/CD 载波侦听多路访问/碰撞检测协议
CSMA改进型的⽅案，适⽤于总线型⽹络和半双⼯⽹络环境。

碰撞检测就是便发送便侦听，适配器便发送便检测信道信号电压变化情况
先听后发，边听边发
总线的传播时延对CSMA/CD 影响挺⼤，CSMA/CD不可能同时进⾏发送和接受因此CSMA/CD以太⽹不可以进⾏全双⼯通信，只能进⾏半双⼯；
以太⽹端到端的往返时间2tao称之为争⽤期，或者冲突窗⼝，碰撞窗⼝；
因此需要再碰着信号回来之前，下⼀个帧不能发送出去，因此帧的⼤⼩有⼀定限制⼤于最⼩帧长
最⼩帧长 = 总线传播时延 * 2 * 数据传输率
⼆进制指数退避算法避免碰撞
基本退避时间 2tao 争⽤期
重传次数不超过10
离散整数集[0,1,2^k-1]⾥⾯去⼀个整数乘以基本退避时间
重传16次还未发出，认为永远⽆法发出，报错
曾经成功应⽤于有线连接的局域⽹中。

对于⽆线拒绝王不能简单是⽤这个协议
1. 接受强度往往⼩于发送强度，检测硬件花费⼤
2. ⽆锡通信中并⾮所有站点都可以听到
CSMA/CA 802.11 ⽆线局域⽹，碰撞避免
使⽤预约信道，ACK帧，RTS/CTS帧等3中机制来实现碰撞避免
预约信道：通知其他展厅⾃⼰传输数据需要的时间长度，让其他信道再这时间内不发送数据
ACk帧：接受成功发送⼀个ACK帧，失败不做⼼动，发送⽅没有收到ACK帧认为发送失败重发；
RTS、CTS：解决⽆线⽹中隐蔽站的问题；增加了⽹络的流量 IEEE802.11 ⽆线⽹络利⽤率⽐以太⽹差⼀点
⽐较差异：
CD：检测不避免； CA避免不检测
CD: 总线型以太⽹；CA ⽆线局域⽹ 802.11a/b/g/n
CD: 电压检测；CA 能量检测早搏检测和混合检测
轮询访问介质访问控制，令牌传递协议
⽤户不能随意的发送信息，集中通过⼀个集中控制的监控站，⼄循环的⽅式询问每个节点，再决定信道的分配，独占信道的时候其他的都不能使⽤信道；
存在于令牌环局域⽹中。