计算机网络原理 网络介质访问控制方法
介质控制协议
介质控制协议引言介质控制协议是在计算机网络中，用于控制和管理传输介质的一种协议。
它负责管理和调度网络中的物理介质，以确保数据的可靠传输和网络的高效运行。
本文将介绍介质控制协议的基本概念、工作原理和常见的应用。
什么是介质控制协议？在计算机网络中，介质控制协议是一种用于确保数据在传输介质中可靠传输的协议。
它负责协调网络中多个节点之间的访问介质，以避免冲突和碰撞，并调度数据包的传输。
介质控制协议通常在数据链路层或物理层中实现。
介质访问控制方法介质控制协议使用介质访问控制方法来调度节点对传输介质的访问。
常见的介质访问控制方法包括以下几种：1. 基于载波侦听多路访问（CSMA）CSMA是一种基本的介质访问控制方法，它通过监听传输介质上的载波活动来确定是否可以发送数据。
当传输介质空闲时，节点可以发送数据；当传输介质被占用时，节点将等待，并在合适的时机再次尝试发送。
常见的CSMA协议包括CSMA/CD（用于以太网）和CSMA/CA（用于无线网络）。
2. 碰撞检测（Collision Detection）碰撞检测是一种用于检测传输介质上的碰撞的方法。
当多个节点同时发送数据包时，可能会发生碰撞，导致数据包损坏。
碰撞检测方法会在发送数据过程中不断检测是否发生碰撞，并进行相应的处理，如重新发送数据包。
碰撞检测常用于以太网等共享介质的网络中。
3. 时间分割多路访问（Time Division Multiple Access）时间分割多路访问是一种通过时间划分的方式来实现对传输介质的访问控制的方法。
在时间分割多路访问中，传输介质被划分为多个时隙，每个节点在特定的时隙中进行数据传输。
这种方法可以避免碰撞和冲突，但可能导致传输效率降低。
4. 频分多路复用（Frequency Division Multiplexing）频分多路复用是一种通过频率划分的方式来实现对传输介质的访问控制的方法。
在频分多路复用中，不同节点使用不同的频率进行数据传输，以避免碰撞和冲突。
局域网介质访问控制方法
局域⽹介质访问控制⽅法传输访问控制⽅式与局域⽹的拓扑结构/⼯作过程有密切关系.⽬前,计算机局域⽹常⽤的访问控制⽅式有三种,分别⽤于不同的拓扑结构:带有冲突检测的载波侦听多路访问法(CSMA/CD),令牌环访问控制法(Token Ring),令牌总线访问控制法(token bus).1 CSMA/CD最早的CSMA⽅法起源于美国夏威夷⼤学的ALOHA⼴播分组⽹络，1980年美国DEC、Intel和Xerox公司联合宣布Ethernet⽹采⽤CSMA技术，并增加了检测碰撞功能，称之为CSMA/CD。
这种⽅式适⽤于总线型和树形拓扑结构，主要解决如何共享⼀条公⽤⼴播传输介质。
其简单原理是：在⽹络中，任何⼀个⼯作站在发送信息前，要侦听⼀下⽹络中有⽆其它⼯作站在发送信号，如⽆则⽴即发送，如有，即信道被占⽤，此⼯作站要等⼀段时间再争取发送权。
等待时间可由⼆种⽅法确定，⼀种是某⼯作站检测到信道被占⽤后，继续检测，直到信道出现空闲。
另⼀种是检测到信道被占⽤后，等待⼀个随机时间进⾏检测，直到信道出现空闲后再发送。
CSMA/CD要解决的另⼀主要问题是如何检测冲突。
当⽹络处于空闲的某⼀瞬间，有两个或两个以上⼯作站要同时发送信息，这时，同步发送的信号就会引起冲突，现由IEEE802.3标准确定的CSMA/CD检测冲突的⽅法是：当⼀个⼯作站开始占⽤信道进⾏发送信息时，再⽤碰撞检测器继续对⽹络检测⼀段时间，即⼀边发送，⼀边监听，把发送的信息与监听的信息进⾏⽐较，如结果⼀致，则说明发送正常，抢占总线成功，可继续发送。
如结果不⼀致，则说明有冲突，应⽴即停⽌发送。
等待⼀随机时间后，再重复上述过程进⾏发送。
CSMA/CD控制⽅式的优点是：原理⽐较简单，技术上易实现，⽹络中各⼯作站处于平等地位，不需集中控制，不提供优先级控制。
但在⽹络负载增⼤时，发送时间增长，发送效率急剧下降。
2 令牌环令牌环只适⽤于环形拓扑结构的局域⽹。
其主要原理是：使⽤⼀个称之为“令牌”的控制标志(令牌是⼀个⼆进制数的字节，它由“空闲”与“忙”两种编码标志来实现，既⽆⽬的地址，也⽆源地址)，当⽆信息在环上传送时，令牌处于“空闲”状态，它沿环从⼀个⼯作站到另⼀个⼯作站不停地进⾏传递。
计算机网络 IEEE802.11介质访问控制
计算机网络IEEE802.11介质访问控制通过对前面章节的学习，我们已经知道IEEE 802.3标准的以太网采用CSMA/CD的访问控制方法。
在这种戒指访问控制方式下，准备传输数据的设备首先检测载波信道，如果在同一时间内没有侦听到载波，那么这个设备就可以发送数据。
如果两个设备同时传送数据，就会发生冲突碰撞，并被所有冲突设备检测到，这种冲突便延缓了数据的重传，使得它们在间隔一段时间后才发送数据。
由于在无线网络传输中侦听载波及冲突检测都是不可靠的，而且侦听载波也是相当困难的。
另外，在通常情况下，无线电波经由天线发送出去时，是无法监视的，因此冲突检测实际上是做不到的。
而在IEEE 802.11x系列标准中的IEEE 802.11b标准定义的无线局域网中，使用的介质访问控制方式为载波监听多路访问/冲突避免（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance，CSMA/CA）。
在IEEE802.11介质访问控制中，将冲突检测（Collision Detection）变成了冲突避免（Collision Avoidance），其侦听载波技术由两种方式来实现，一种是实际的去侦听是否有电波在传送，然后加上优先权控制；另一种是虚拟的侦听载波，并告知其等待多久时间后可以传送数据，通过这样的方法来防止冲突发生。
具体的来讲，它定义了一个帧间隔（Inter Frame Spacing，IFS）时间和后退计数器。
其中，后者的初始值是由随机数生成器随机设置的，递减计数一直到归零为止。
其工作过程如下：●如果一个工作站需要发送数据并且监听到信道忙，则产生一个随机数设置自己的后退计数器并坚持监听。
●当监听到信道空闲后等待一个IFS时间，并开始计数。
最先完成技术的工作站开始发送数据。
●其它工作站监听到有新的工作站开始发送数据后暂停计数，在新的工作站发送完成后在等待一个IFS时间继续计数，直到计数完成后开始发送数据。
计算机网络技术《4.4.3介质访问控制-3》
介质访问控制 LAN 拓扑
介质访问控制方法 某些多路访问网络需要使用规那么来管理设备共享物理介质的方式。对于共享介质， 有两种根本的访问控制方法： 争用访问 受控访问
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内容总结
第 4 章：网络访问。第 4 章：网络访问。第 4 章 - 章节和目标。制作以太网中使用的 UTP 电缆〔范围 - 不包括布线区域讨论〕。描述 LAN 拓扑上介质访问控制方法的根本特 征。物理 LAN 拓扑 上，终 端设备可以使用以下物理拓扑互连：。受控访问
第 4 章：网络访问
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第 4 章 - 章节和目标
41 物理层协议 确定设备连接选项。 描述网络中物理层的用途和功能。 描述物理层标准的根本原那么。 42 网络介质 确定铜缆的根本特征。 制作以太网中使用的 UTP 电缆〔范围 - 不包括布线区域讨论〕。 描述光纤电缆及其相对于其他介质的主要优势。 使用有线和无线介质连接设备。 43 数据链路层协议 描述数据链路层在准备通过特定介质传输通信时的用途和功能。 44 介质访问控制 比较逻辑拓扑和物理拓扑的功能。 描述 WAN 拓扑上介质访问控制方法的根本特征。 描述 LAN 拓扑上介质访第问二页控，共制七页方。 法的根本特征。
443 LAN拓扑
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介质访问控制 LAN 拓扑
物理 LAN 拓扑 物理拓扑定义了终端系统的物理互连方式。在共享介质 LAN 上，终端设备可以使用以 下物理拓扑互连： 星型 扩展星型 总线 环
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介质访问控制 LAN 拓扑
半双工和全双工 双工通信是指两台设备之间数据传输的方向。半双工通信会将每次的数据交换限制 为一个方向，而全双工允许同时发送和接收数据。 半双工通信 全双工通信
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争用型介质访问控制方法
争用型介质访问控制方法引言：争用型介质访问控制是计算机网络中常用的一种访问控制方法，它用于解决多个节点同时访问共享介质时可能发生的冲突问题。
本文将介绍争用型介质访问控制方法的原理、分类以及应用场景。
一、原理：争用型介质访问控制方法是基于共享介质的网络通信方式。
在这种方式下，多个节点共享同一条传输介质，比如以太网中的电缆。
当多个节点同时发送数据时，就会发生冲突，导致数据传输失败。
争用型介质访问控制的目标是通过一定的机制，使得多个节点能够公平地竞争访问介质，从而解决冲突问题。
二、分类：争用型介质访问控制方法主要有以下几种分类方式：1.载波监听多路访问/碰撞检测（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，CSMA/CD）：CSMA/CD是以太网中常用的一种争用型介质访问控制方法。
它的原理是在发送数据之前，节点会先监听介质上是否有其他节点正在发送数据。
如果介质上没有检测到信号，则节点可以发送数据；如果介质上检测到信号，则表示有其他节点正在发送数据，节点需要等待一段时间再尝试发送。
2.载波监听多路访问/碰撞避免（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance，CSMA/CA）：CSMA/CA是无线局域网中常用的一种争用型介质访问控制方法。
它与CSMA/CD的区别在于，CSMA/CA采用了碰撞避免机制，通过发送RTS（请求发送）和CTS（清除发送）帧来避免冲突。
节点在发送数据之前，会先发送RTS帧向其他节点请求发送权限，其他节点收到RTS帧后会回复CTS帧，表示同意发送。
只有得到CTS帧的节点才能发送数据，从而避免了碰撞。
3.时分多路复用（Time Division Multiple Access，TDMA）：TDMA是一种按时间划分的争用型介质访问控制方法。
在TDMA中，每个节点被分配一个固定的时间片，只有在自己的时间片内才能发送数据。
局域网介质访问控制方法
5.3.1 信道分配问题通常,可将信道分配方法划分为两类:静态分配方法和动态分配方法.1.静态分配方法所谓静态分配方法,也是传统的分配方法,它采用频分多路复用或时分多路复用的办法将单个信道划分后静态地分配给多个用户. 当用户站数较多或使用信道的站数在不断变化或者通信量的变化具有突发性时,静态频分多路复用方法的性能较差,因此,传统的静态分配方法,不完全适合计算机网络.2.动态分配方法所谓动态分配方法就是动态地为每个用户站点分配信道使用权.动态分配方法通常有3种:轮转,预约和争用.①轮转:使每个用户站点轮流获得发送的机会,这种技术称为轮转.它适合于交互式终端对主机的通信.②预约:预约是指将传输介质上的时间分隔成时间片,网上用户站点若要发送,必须事先预约能占用的时间片.这种技术适用于数据流的通信.③争用:若所有用户站点都能争用介质,这种技术称为争用.它实现起来简单,对轻负载或中等负载的系统比较有效,适合于突发式通信. 争用方法属于随机访问技术,而轮转和预约的方法则属于控制访问技术.5.3.2 介质访问控制方法介质访问控制（ MAC ）方法是在局域网中对数据传输介质进行访问管理的方法。
介质访问控制方法的主要内容有两个方面:一是要确定网络上每一个结点能够将信息发送到介质上去的特定时刻;二是要解决如何对共享介质访问和利用加以控制.传统局域网采用共享介质方式的载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)、标记环传递或FDDI等方法，但随着LAN应用的扩展，这种共享介质方式对任何端口上的数据帧都不加区别地进行传送时，经常会引起网络冲突，甚至阻塞，所以采用网桥、交换机等方法将网络分段，去减少甚至取消网络冲突是目前经常采用的方法。
一、共享介质方式中最常用的为CSMA/CD和标记环传递方法。
1.带冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CDCSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)是采用争用技术的一种介质访问控制方法.CSMA/CD通常用于总线形拓扑结构和星形拓扑结构的局域网中. CSMA/CD是以太网中采用的MAC方法。
介质访问控制方法
计算机网络介质访问控制方法局域网的数据链路层分为逻辑链路层LLC和介质访问控制MAC两个子层。
逻辑链路控制是局域网中数据链路数据链路层的上层部分，IEEE 802.2中定义了逻辑链路控制协议。
用户的数据链路服务通过LLC 子层为网络层提供统一的接口。
在LLC子层下面是MAC子层。
介质访问控制属于LLC（LogicalLinkControl）下的一个子层。
是局域网中公用信道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用这种分配信道使用权方法称之为介质访问控制方法。
1适合总线结构的带冲突监测的载波监听多路访问（CSMA/CD）方法。
2适合环形结构的令牌环（TOKEN RING）方法。
3适合令牌环总线（TOKEN BUS）访问控制方法。
介质访问控制方法三带冲突监测的载波监听多路访问（CSMA/CD ）CSMA/CD适合于总线型和树型的网络拓扑结构，CSMA/CD有效解决了介质共享、信道分配和信道共享的问题，是目前局域网中最常用的一种介质访问控制方法。
Collision Detection介质访问控制方法四CSMA/CD 各部分含义CSMA/CD 各部分含义所谓载波侦听（Carrier Sense ），是网络上各个工作站在发送数据前都要确认总线上有没有数据传输。
所谓多路访问（Multiple Access 是网络上所有工作站收发数据共同使用同一条总线，且发送数据是广播式的。
所谓冲突（Collision ）是有两个或两个以上工作站同时发送数据，在总线上就会产生信号的混合，这种情况称为数据冲突，又称为碰撞。
介质访问控制方法五CSMA/CD 冲突检测原理01020304侦听信道是否空闲。
如果信道忙，则等待，直到信道空闲；如果信道空闲，站点就准备好要发送的数据。
在发送数据的同时，站点继续侦听网络，确信没有其他站点在同时传输数据才继续传输数据。
若无冲突则继续发送，直到发完全部数据。
若有冲突，则立即停止发送数据，发送一个加强冲突的JAM （阻塞）信号。
介质访问控制方法
介质访问控制方法介质访问控制（MAC）是一种用于管理计算机系统或网络中设备对资源访问的安全机制。
它通过对设备、用户或进程的身份进行验证和授权，来限制其对系统资源的访问权限。
在现代网络环境中，介质访问控制方法扮演着至关重要的角色，它不仅可以保护系统免受未经授权的访问和攻击，还可以确保敏感数据的保密性和完整性。
本文将介绍几种常见的介质访问控制方法，以及它们的优缺点和应用场景。
一、基于身份验证的介质访问控制。
基于身份验证的介质访问控制是最常见的一种方法，它通过验证用户或设备的身份来确定其对系统资源的访问权限。
常见的身份验证方式包括密码、数字证书、生物特征识别等。
在这种方法中，用户需要提供有效的身份凭证，系统根据凭证的有效性来决定是否允许其访问资源。
这种方法的优点是实现简单，易于管理，但缺点是可能存在密码泄露、生物特征伪造等安全问题。
二、基于访问控制列表（ACL）的介质访问控制。
ACL是一种用于限制对资源访问的列表，它包含了一系列的访问规则，用于控制特定用户或设备对资源的访问权限。
ACL可以根据用户、用户组、时间、位置等条件来进行访问控制，管理员可以根据实际需求对ACL进行灵活配置。
这种方法的优点是精细化的权限控制，但缺点是管理复杂，容易产生访问冲突。
三、基于角色的介质访问控制。
基于角色的介质访问控制是一种将用户与角色进行关联，再将角色与权限进行关联的访问控制方法。
通过将用户与角色进行解耦，可以简化权限管理的复杂性。
管理员只需管理角色的权限，而不需要管理每个用户的权限，这样可以降低管理成本，提高系统的安全性。
但是，这种方法也存在角色权限划分不清、角色滥用等问题。
四、基于动态访问控制的介质访问控制。
基于动态访问控制的介质访问控制是一种根据实际情况动态调整访问权限的方法。
它可以根据用户的身份、行为、环境等动态因素来进行访问控制，从而更加灵活地应对各种访问场景。
这种方法的优点是能够及时应对安全威胁，但缺点是实现复杂，可能会影响系统性能。
简述常见的介质访问控制方法的基本原理
简述常见的介质访问控制方法的基本原理
常见的介质访问控制方法包括CSMA/CD、CSMA/CA、令牌环、令牌总线、纯ALOHA和时隙ALOHA等。
以下是它们的基本原理：
1. CSMA/CD：这是一种分布式控制技术，各节点在竞争的基础上访问传输介质。
具体来说，每个节点在发送数据之前先监听信道，如果总线上没有其他站点发送信号，则该站点发送数据；否则，需等待一段时间后再重新监听，再根据情况决定是否发送数据。
发送数据的同时检测信道上是否有冲突发生，若有，则采用截断二进制数退避算法等待一段时间后再重发。
2. CSMA/CA：该方法用于无线网络，特别是WiFi。
与CSMA/CD不同，CSMA/CA使用确认和重传机制来确保数据的可靠传输。
3. 令牌环和令牌总线：这两种方法中，数据传输的权利由一个称为“令牌”的特殊标记来控制。
令牌环既可用于环形结构也可用于总线形结构。
4. 纯ALOHA：此协议中，各站点不监听信道，也不按时间槽发送数据。
当冲突发生时，站点会随机重发数据。
5. 时隙ALOHA：这种方法下，站点不监听信道，但会按照预定的时间槽发送数据。
当发生冲突时，站点同样会随机重发数据。
这些控制方法在计算机网络中被广泛使用，各有其适用场景和优缺点。
计算机网络应用 CSMA CD媒体访问控制原理
计算机网络应用CSMA CD媒体访问控制原理在以太网中，所有的节点共享传输介质，各节点通过共享介质发送自己的帧，其它节点通过共享介质接收这个帧。
当仅有一个节点发送数据时，才能够发送成功；当有两个或两个以上节点同时发送数据时，共享介质上的信息将是多个节点发送信息的混合，目标节点是无法辨认这样的混合信息的，因此发送失败。
我们将这种信息在共享介质上的混合称为“冲突”。
载波监听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multi-Access/Collision Detection，CSMA/CD）是一种设备通过采用竞争的方法来获取对总线使用权的技术，它只适用于逻辑上属于总线型拓扑结构的网络，它包括载波监听多路访问（CSMA）和冲突检测（CD）两种技术。
CSMA是减少冲突的主要技术。
在总线网络中的一个工作站在发送数据前，首先侦听总线查看信道上是否有信息发送，用来测试总线上有无其它工作站正在发送信息。
如果侦测到其它工作站正在发送信息，即信道已经被占用时，则该工作站在等待一段时间后再次争取发送权；如果侦听得知信道是空闲的，没有其它工作站在发送信息，那么就立刻抢占总线并发送信息。
当信道处于空闲时刻，如果总线上有两个或两个以上的工作站同时需要发送数据时，那么在这个时刻它们都可能检测到信道是空闲的，同时认为是可以发送信息的。
结果导致他们同时发送数据，产生了冲突。
另一种情况，某工作站侦听到信道是空闲的，但这种空闲可能是较远站点已经发送了数据但由于在传输介质上信号的传播存在延时，该数据还未到此站点的缘故，如果此站点又发送信息，则也将产生冲突。
因此，利用CSMA冲突也是不可避免的，为了解决这种冲突，从而引入了冲突检测（CD）技术。
冲突检测技术是指，站点一边将信息传送到共享介质上，一边从共享介质上接收信息，然后将发送出去的信息和接收的信息进行按位比较。
一旦检测到冲突，发送站点就停止发送已开始发送的帧，而不必将很长的数据帧全部发完，并向总线发送一串阻塞信号，让总线上的其它站点均能感知到冲突已经发生，然后强化冲突，再进行侦听工作，以待下一次重新发送。
简述以太网的介质访问控制方式的工作原理
简述以太网的介质访问控制方式的工作原理以太网的介质访问控制（MAC）方式是一种基于软件和硬件的技术，它可以控制计算机网络中节点对网络介质的访问。
MAC在许多现代局域网中被广泛使用，它是一种控制节点访问网络介质的机制，可以有效地抵抗网络中的干扰，允许网络中的节点在有限的带宽情况下进行特定的任务。
MAC方式的定义基于局域网中的服务范围，它是指网络中节点间通信的一种协议，它允许节点访问网络介质，让每个节点都能够顺利传输数据。
MAC是一种特殊的应用层协议，它由应用层协议定义，直接运作在物理层在介质访问控制的机制上，以实现数据的可靠传输。
MAC方式的工作原理是在网络中的每个节点分配一个唯一的MAC地址，这个地址可以用来标识终端设备的身份，并在网络上传输数据，可以用来表示某一设备的识别标识。
MAC方式允许每个节点在网络中发送数据，首先发送方需要在网络中广播一条源MAC地址信息，通知接收方让接收方准备接受数据，并确定发送方的位置，这个过程就是MAC方式的工作原理。
在发送数据之前，需要确定网络介质是否空闲，即无其他节点正在传输数据。
根据CSMA/CD（载波侦听多路径系统/检测冲突）的协议，使用的方法是源节点从网络介质中接收信号，如果介质发出信号，表示介质中有其他节点正在发送数据，此时源节点需要停止发送数据，等待信道空闲，当信道空闲时，源节点才能发送数据。
源节点发送帧信息时，帧中还会包括一组序列号，此序列号可以用来标识此次发送数据的位置，以便接收方确定收到的数据帧的次序。
此外，每个帧信息中还有一个CRC校验和，可以用来检测数据传输时的错误，如果发现错误，接收方就会发送一个错误报文进行错误确认，然后要求发送方再次发送数据，以确保数据在网络中传输的正确性。
以太网的MAC方式可以有效地抑制网络干扰，保证网络中各节点访问网络介质的有序性，这样就可以实现数据可靠传输，同时还可以保证网络中的节点在有限的带宽情况下完成特定的任务。
计算机网络基础与Internet应用(第四版)复习要点与练习题
第一章计算机网络：把分布在不同地理位置上的具有独立功能的多台计算机、终端及其附属设备在物理上互连，按照网络协议相互通信，以硬件、软件和数据资源为目标的系统称为计算机网络。
介质访问控制方式：CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）星型拓扑结构：优点：①非中心节点出现故障时影响小。
②网络扩展容易③控制和诊断方便④访问协议简单。
缺点：过分依赖中心节点。
星型拓扑结构中，中心节点是整个网络的瓶颈，一旦出现故障会使整个网络瘫痪。
总线型拓扑结构：优点：①硬件的角度看可靠性高（结构简单，无源元件）②易于扩充，增加新的站点容易③使用电缆较少，安装容易④使用的设备相对简单，可靠性高缺点：①故障诊断困难②故障隔离困难环形拓扑结构：优点：①路由选择控制简单②电缆长度短③适用于光纤缺点：①节点故障引起整个网络瘫痪②诊断故障困难时延：指一个数据包从一个网络的一端传送到另一端所需要的时间，主要由发送时延、传播时延、处理等待时延组成。
发送时延：指在发送数据时数据块从节点进入到传输媒体所需要的时间。
发送时延=数据块长度（比特）/信道宽带（比特/秒）传播时延：指电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。
传播时延=信道长度（米）/信号在信道上的传播速率（米/秒）OSI（开放系统互连参考模型）：“系统”是指计算机、终端、外部设备、信息传输设备、操作员及相应的集合；“开放”指按照OSI参考模型建立的任意两系统之间的连接或操作。
OSI将整个网络的通信功能划分成七个层次由低到高是：物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。
（优点：①各层之间是独立的②灵活性好③结构上可分割开④易于实现和维护⑤能促进标准化工作）一、物理层（比特）：作用是尽可能的屏蔽这些差异，对数据链路层提供统一的服务。
主要关心的是在连接各种计算机的传输媒体上传输数据的比特流。
二、数据链路层（帧）：作用通过数据链路层协议在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。
介质访问控制 名词解释
介质访问控制（Medium Access Control，MAC）是计算机网络中的一个重要的数据链路层协议，用于控制网络中多个终端设备在共享网络介质（如以太网）时的访问权限。
以下是一些基本的相关概念的词汇解释：
1. 帧：是数据链路层通信中的基本数据单位，包含数据部分和控制信息部分。
2. CSMA/CD：是介质访问控制协议的一种方法，用于减少数据冲突，提高数据传输效率。
3. 令牌桶：是一种流量控制算法，用于限制网络中一段时间内的数据发送速率，防止网络拥塞。
4. 媒体访问控制地址（MAC地址）：是一个物理地址，由网卡厂商唯一制定，用于标识网络中各个终端设备的身份。
5. 帧同步：是为了确保接收方能够正常解析数据帧，发送方在发送数据帧前需要先发送一组特定的同步信号，以确保数据的同步。
6. Token Ring：是一种介质访问控制协议，用于控制局域网
中各节点对网络介质的访问权限和流量控制。
7. MAC层协议数据单元（MPDU）：是网络中数据链路层的数据传输单元，是由MAC层处理和传输的数据单元，通常包含一定的控制信息和纠错编码，用于控制数据在传输过程中的可靠性。
以上是介质访问控制相关的一些基本概念的解释，希望对您理解介质访问控制协议有所帮助。
【计算机网络】介质访问控制
【计算机⽹络】介质访问控制【背景】今天讲介质访问控制，介质访问控制是针对局域⽹的，因为局域⽹是⼀种⼴播式⽹络。
这就意味着局域⽹中所有联机的计算机都共享⼀个公共信道，所以需要⼀种⽅法能够有效的分配传输介质的使⽤权，使得两对节点之间的通信不会互相⼲扰的情况，这种功能就叫介质访问控制。
频分多路复⽤信道划分介质访问控制时分多路复⽤波分多路复⽤码分多路复⽤介质访问控制ALOHA协议随机访问介质访问控制CSMA协议CSMA/CD协议CSMA/CA协议轮询访问介质访问控制令牌传递协议信道划分介质访问控制信道划分介质访问控制将使⽤介质的每个设备与来⾃同⼀通信信道上的其他设备的通信隔离开来，把时域和频域资源合理地分配给⽹络上的设备。
信道划分的实质就是通过分时、分频、分波，分码等⽅法把原来的⼀条⼴播信道，逻辑上分为⼏条⽤于两个结点之间通信的互不⼲扰的⼦信道，实际上就是把⼴播信道转变为点对点信道。
信道划分介质访问控制分为以下4 种：频分多路复⽤（Frequency division multiplexing FDM）频分多路复⽤是⼀种将多路基带信号调制到不同频上，再叠加形成⼀个复合信号的多路复⽤ 技术。
每个⼦信道分配的带宽可不相同，但它们的总和必须不超过信道的总带宽。
在实际应⽤中，为了防⽌⼦信道之间的⼲扰，相邻信道之间需要加⼊“保护频带”。
频分多路复⽤的优点在于充分利⽤了传输介质的带宽，系统效率较⾼；由于技术⽐较成熟，实现也较容易。
缺点在于⽆法灵活地适应站点数及其通信量的变化。
时分多路复⽤（Time division multiplexing TDM）时分多路复⽤是将⼀条物理信道按时间分成若⼲时间⽚，轮流地分配给多个信号使⽤。
每个时间⽚ 由复⽤的⼀个信号占⽤。
就某个时刻来看，时分多路复⽤信道上传送的仅是某⼀对设备之间的信号；就某段时间⽽⾔，传送的是按时间分割的多路复⽤信号。
但由于计算机数据的突发性，⼀个⽤户对已经分配到的⼦信道的利⽤率⼀般不⾼。
以太网及介质访问控制方法
5-3 以太网及介质访问控制方法1、CSNM/CD媒体访问控制方法所谓媒体访问控制，就是控制网上各工作站在什么情况下才可以发送数据，在发送数据过程中，如何发现问题及出现问题后如何处理等管理方法。
CSMA/CD是英文carrier sense multiple access/collision detected 的缩写，可把它翻成“载波侦察听多路访问/ 冲突检测”，或“带有冲突检测的载波侦听多路访问”。
所谓载波侦听（carrier sense），意思是网络上各个工作站在发送数据前都要总线上有没有数据传输。
若干数据传输（称总线为忙），则不发送数据；若无数据传输（称总线为空），立即发送准备好的数据。
所谓多路访问（multiple access)意思是网络上所有工作站收发数据共同使用同一条总线，且发送数据是广播式的。
所谓冲突（collision），意思是，若网上有两个或两个以上工作站同时发送数据，在总线上就会产生信号的混合，哪个工作站都同时发送数据，在总线上就会产生信号的混合，哪个工作站都辨别不出真正的数据是什么。
这种情况称数据冲突又称碰撞。
为了减少冲突发生后又的影响。
工作站在发送数据过程中还要不停地检测自己发送的数据，有没有在传输过程中与其它工作站的数据发生冲突，这就是冲突检测（collision detected）。
CSNM/CD媒体访问控制方法的工作原理，可以概括如下：先听后说，边听边说；一旦冲突，立即停说；等待时机，然后再说；听，即监听、检测之意；说，即发送数据之意。
上面几句话在发送数据前，先监听总线是否空闲。
若总线忙，则不发送。
若总线空闲，则把准备好的数据发送到总线上。
在发送数据的过程中，工作站边发送检测总线，是否自己发送的数据有冲突。
若无冲突则继续发送直到发完全部数据；若有冲突，则立即停止发送数据，但是要发送一个加强冲突的JAM信号，以便使网络上所有工作站都知道网上发生了冲突，然后，等待一个预定的随机时间，且在总线为空闲时，再重新发送未发完的数据。
计算机网络传输介质与介质访问控制
计算机网络传输介质与介质访问控制计算机网络是当代信息交流与共享的重要载体，而传输介质和介质访问控制技术则是计算机网络中不可或缺的重要组成部分。
本文将重点探讨计算机网络传输介质的多样性以及介质访问控制技术的原理和应用。
一、传输介质的类型和特点计算机网络传输介质是指信息传递的物理媒介，常见的传输介质包括有线介质和无线介质。
有线介质主要包括双绞线、同轴电缆和光纤。
双绞线是最常见的有线传输介质，其通过双股线缆将信号传输到目标设备。
同轴电缆则采用同轴构造，能够实现更远距离的传输和更高的带宽。
而光纤则利用光的传输来实现高速、远距离的数据传输，具有抗干扰性强、传输损耗低等优点。
而无线介质则是指通过无线信号进行数据传输的介质，包括了无线电波、红外线和蓝牙等。
其中，无线电波广泛应用于无线局域网(WLAN)和蜂窝移动通信系统中，红外线则主要用于红外线通信和红外遥控等。
而蓝牙技术则是一种短距离无线通信技术，具有低功耗、低成本和广泛的应用前景。
不同的传输介质具有不同的特点和适用范围。
有线介质通常具有较高的稳定性和传输速度，适用于对稳定性要求较高的场景。
而无线介质则具有灵活性好、便捷性高等优点，适用于移动、无线化的场景和设备。
二、介质访问控制的原理和技术介质访问控制是指对多个节点共享同一传输介质的访问进行控制和调度的技术。
常见和主要的介质访问控制技术包括载波监听多路访问(CSMA)、令牌环网和频分多路复用(FDM)等。
1. CSMA载波监听多路访问是一种常用的介质访问控制技术，其工作原理是在发送数据之前检测线路是否有信号，如果有信号则等待一段时间再发送数据。
CSMA技术根据检测到的信号来判断是否可发送数据，以避免碰撞和冲突。
CSMA技术可细分为非持续型、1-坚持型和p-坚持型等多个变种。
2. 令牌环网令牌环网是一种通过传递令牌的方式控制访问的技术，其工作原理是在网络中设置一个特殊的令牌，并按照一定规则传递给需要发送数据的节点。
介质访问控制方法
介质访问控制方法介质访问控制（Media Access Control，MAC）方法是计算机网络中用于协调多个节点对共享媒体的访问的一种技术。
它定义了在共享媒体上的数据传输的协议规则和机制，以确保多个节点之间能够有效地进行通信。
介质访问控制方法对于网络的性能、吞吐量和公平性都起着重要的作用。
常见的介质访问控制方法包括随机接入方法、非均匀间隔时间划分多路复用方法和载波侦听多址方法等。
1. 随机接入方法：随机接入方法的核心思想是在发送数据前随机选取一个时间槽进行发送。
其中最常见的随机接入方法是ALOHA协议和CSMA/CA（CSMA with Collision Avoidance）协议。
ALOHA协议是最早提出的一种随机接入方法。
它将传输时间划分为若干个相等的时间间隔，在每个时间间隔内，节点根据需要发送数据，然后等待反馈。
如果反馈收到，说明数据发送成功；如果反馈未收到，则会在下一个时间间隔内重新发送。
ALOHA协议简化了访问控制的过程，但由于没有进行冲突检测，可能会造成冲突。
CSMA/CA协议是一种改进的随机接入方法，它引入了冲突避免机制。
节点在发送数据之前，先进行载波侦听，如果检测到其他节点正在发送数据，则等到传输完成后再发送。
这样可以避免冲突，提高了传输效率。
2. 非均匀间隔时间划分多路复用方法：非均匀间隔时间划分多路复用方法将传输时间划分为多个时间片段，每个时间片段内的传输权由各节点根据一定的规则确定。
常见的非均匀间隔时间划分多路复用方法有轮流传输法、位图法和字典法等。
轮流传输法是一种简单的时间划分方法，各节点按照一定的顺序依次获得传输权。
这种方法简化了传输冲突的处理，但也可能导致传输时间不均衡。
位图法是一种用位图表示回应传输权的方法。
每个节点都拥有一个位图，当某个节点需要传输时，它将自己的位图中相应位置为1，其他节点根据位图的内容来获取传输权。
位图法可以根据实际需要进行调整，具有较好的灵活性和可扩展性。
介质访问控制
令牌控制法
令牌是一种特殊的控制帧 令牌在网络中传送，只有获得令牌的节点才能启
动帧的发送 分:
令牌环访问控制（Token Ring） 令牌总线访问控制(Token Bus)
具体过程如下：
l 当一个站点想要发送数据的时候，它检测网络察看是否 有其他站点正在传输，即侦听信道是否空闲。
l 如果信道忙，则等待，直到信道空闲。 l 如果信道闲，站点就传输数据。 l在发送数据的同时，站点继续侦听网络确信没有其他站 点在同时传输数据。如果两个或多个站点同时发送数据， 就会产生冲突。 l 当一个传输节点识别出一个冲突，它就发送一个拥塞 信号，这个信号使得冲突的时间足够长，让其他的节点都 有能发现。 l 其它节点收到拥塞信号后，都停止传输，等待一个随 机产生的时间间隙（回退时间Backoff Time）后重发。
B
C A
令牌环访问控制
D
令牌环工作原理
各站点通过站接口连接成物理环型拓朴，令牌在物理环 中逐站传送。 当一个站点想发送帧时，必须获得空闲令牌，并在启动 数据帧的传送前将令牌帧中的忙/闲状态位置于“忙”。 由于只存在一个令牌，所以任何时候，环中只能有一个 节点发送数据，而其余站点只能允许接收帧。 当数据帧沿途经过各站的环接口时，各站将该帧的目的 地址与本站地址进行比较，若不相符，则转发该帧；若 相符，则放入接收BUFFER以送入本站，并修改环上帧的 接收状态位，修改后的帧在环上继续流动直到循环一周 后回到发送站，由发送站将帧移去。 若发送站数据发送完毕，则释放令牌。
计算机网络技术
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计算机网络原理网络介质访问控制方法
在计算机网络里，访问资源意味着使用资源。
访问资源的方法在将数据发送到网络过程中的作用主要说明3种访问资源的方法：载波侦听多路访问方法、令牌传递和按优先权满足要求。
定义计算机如何把数据发送到网络电缆上以及如何从电缆上获取数据的一套规则叫做访问方法。
一旦数据开始在网络上传送，访问方法就可以帮助调整网络上的数据流量。
例如，网络从某种程度来讲与铁路线路有些相似。
有几辆火车必须遵守一个规程，这个规程规定了火车应该如何以及什么时候加入到车流中。
如果没有这个规程，加入到车流的火车就会和已经在线路上的火车碰撞。
但是，铁路系统和计算机网络系统之间有着重要区别。
在计算机网络上，所有的通信量看起来都是连续的没有中断。
事实上，这是外表上的连续只是一种假象。
实际上，计算机以很短的时间访问网络。
计算机网络通信量的高速传输也产生了更多的不同之处。
多台计算机必须共享对连接它们的电缆的访问。
但是，如果两台计算机同时把数据发送到电缆上，一台计算机发送的数据包就会和另一台计算机发送的数据包发生冲突，导至两个数据包全部被破坏。
图8-5给出了两台计算机同时试图访问网络时的情形。
图8-5 如果两台计算机同时把数据发送到电缆上就会发生冲突
如果数据通过网络从一个用户发送到另一个用户，或者从服务器上访问数据，就需要使用某种方法使该数据不与其他的数据冲突。
而且，接收数据的计算机必须具有某种保障机制来使数据在传送中不会受到数据冲突的破坏。
不同的访问方法在处理数据上的方式上应一致。
如果不同的计算机使用不同的访问方法，那么某些访问方法会独占电缆，所以会导致网络瘫痪。
访问方法要避免计算机同时访问电缆。
通过保证某一时刻只有一台计算机可以向网络发送数据，访问方法能够保证网络数据的发送和接收是有序过程。
用来防止连续使用网络介质的3种访问方法：
●载波侦听多路访问方法
●令牌传递方法允许只有一台计算机可以发送数据
●按优先权满足请求方法
1．带有冲突检测的载波侦听多路存取访问方法
使用带有冲突检测的载波侦听多路存取方法，网络上的每台计算机均检测网络的通信量。
图8-6给出了计算机何时可以发送数据，何时不可以发送数据的情形。
集线器
集线器
图8-6 只要电缆空闲，计算机就可以发送数据
只有当计算机“侦听”到电缆空闲而且没有通信量时，它才能发送数据。
一旦有一台计算机将数据发送到电缆上，在原始数据到达目的地和电缆再次空闲之前，其他的计算机均不能发送数据。
记住，如果两台计算机恰好同时发送了数据就会导致数据冲突。
当发生数据冲突时，这两台计算机在一段随机的时间段里停止发送数据，然后试图重新发送。
每台计算机都有不同的等待期这就降低了再一次同时发送数据可能性。
知道了上述几点，您应该已经理解了访问方法名称（带有冲突检测的载波侦听多路存取）的含义。
计算机监听或者侦听电缆（载波侦听）。
通常，网络上的多台计算机试图发送数据（多路访问），每台计算机首先监听检测任何可能的冲突。
如果一台计算机检测到可能发生的冲突，它就会随机等待一段时间（冲突检测）再发送数据。
● 争用方法
我们知道，CSMA/CD 是一种争用方法，因为网络上的计算机争用或者争夺发送数据的机会。
CSMA/CD 看来似乎是把数据发送到电缆上的比较笨的方法。
但是，实际上CSMA/CD 相当快，以至于网络用户甚至并不知道他们正在使用争用访问方法。
● CSMA/CD 因素
网络上计算机越多，网络的通信量就越大。
更大的通信量会导致更多的冲突避免和冲突的增加，从而导致网络速度变慢，因此CSMA/CD 是一种比较慢的访问方法。
在每次冲突后，两个计算机都会试图重新发送数据。
如果网络繁忙，就有可能导致与来自网络上其他计算机的数据包产生冲突。
如果发生这种情况，这四台计算机（两台始发计算机和后来与始发计算机重新发送的数据包发生冲突的计算机）会试图重新发送数据。
这种重新发送的方式会减慢网络的速度到接近停止。
这个问题的出现取决于试图使用网络的用户数目和他们使用的应用程序类型。
数据库应用程序比字处理应用程序的网络通信量更大。
根据硬件部件、电缆、网络软件的不同，有许多用户运行数据库应用程序的CSMA/CD 网络常常不能满足用户的要求，因为网络通信量太大。
● 带有避免冲突的载波侦听多路存取方法
带有避免冲突的载波侦听多路存取（CSMA/CA ）在三种主要的访问方法中是最不普通的一种在CSMA/CA 中每台计算机在实际发送数据之前，都先要发送信号来表明它要发送数据的意图。
计算机以这种方式侦听可能发生的冲突，这样可以避免发送数据的冲突。
不过，广播发送数据的意图会增加网络电缆的通信量而导致网络性能变差。
2．令牌传递访问方法
在令牌传递访问方法中，一个叫做令牌的特殊类型的数据包绕着电缆环从一台计算机发送到另一台计算机当环上的任何一台计算机需要通过网络发送数据时，它必须等待一个空的令牌。
当检测到一个空令牌时，如果计算机有数据要发送，那么它就会获取这个令牌。
现在，计算机可以发送数据了，数据以帧的形式发送，并附加一些其他信息，例如地址以报头和报尾的形式附加在数据帧上。
这些本章将在后面讨论。
图8-7中，服务器正在发送数据。
它获取环上的一个空令牌并将数据发送至地址为E计算机。
图8-7 令牌传递访问方法
当一台计算机使用令牌时，其他的计算机不能发送数据。
因为同一时刻只能有一台计算机使用令牌，这样才不会发生争用和冲突，也无需把时间花费在电缆上的网络通信量导致的计算机重新发送令牌上。
3．按先权满足请求访问方法
按优先权满足请求
访问方法是为100Mbps以太网标准（即100VG-AnyLAN)设计的，它是相对较新的方问方法，IEEE在802.12规范中对它进行认可，并作了标准化，本章后面将对此进行更详细的讨论。
按优先权满足请求方法基于这样一个事实，即中继器和端点是构成100VG-AnyLAN的两个部件，图8-8给出了按优先权满足请求的网络。
中继器通过循环调度方式搜索来自网络所有节点的请求，从而管理对网络的访问。
集线器或者中继器负责标记所有的地址、链接和端节点，并保证它们正常运行。
根据100VG-AnyLAN定义，端节点可以是计算机、网桥、路由器或者交换机。
集线器
图8-8 100VG -AnyLAN 的星型总线网络访问方法是按做先权满足请求访问方法
● 优先争用
与CSMD/CD 方法一样，使用按优先权满足请求方法的两台计算机如果同时发送数据，也会导致争用。
但是使用按优先权满足请求方法可以采用一个方案，就是在有争用时，给不同的数据赋以不同的优先权。
如果集线器或者中继器同时接收到两个请求，将先服务优先权级别高的请求。
如果两个请求的优先权级别相同，那么设备将会为两者交替服务。
在按优先权满足请求网络里，计算机可以同时发送和接收数据，因为电缆方案就是为这种访问方法而设计的。
在按优先权满足请求网络里，使用4对电线支持4重信号发送，每根电缆发送的信号频率是25MHZ.。
● 按优先权满足请求考虑因素
在按优先权满足请求网络里，通信仅仅存在于发送数据的计算机、集线器和目标计算机之间这比向整个网络广播发送信息的CSMA/CD 方法更加有效。
在按优先权满足请求网络里，每个集线器只识别端点和直接连接到它上面的中继器，而在CSMA/CD 环境中，每台集线器识别所有网络节点的地址。
与CSMA/CD 方法相比较，按优先权满足请求方法有如下优点：通过使用四对电缆，计算机可以同时发送和接收数据；数据并不是向网络上的计算机广播。
计算机自身并不争用对电缆的访问，而是在集线器的集中控制下工作。