【数据通信与网络】Lecture10-MultipleAccessAndLAN
数据通信与网络基础知识
数据通信与网络基础知识在现代社会中,数据通信和网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的重要组成部分。
无论是通过互联网进行信息传输,还是通过手机进行通话和短信交流,都少不了数据通信和网络的支持。
本文将深入介绍数据通信和网络的基础知识,包括数据通信的基本原理、传输介质、网络结构以及网络管理和安全等方面。
首先,数据通信是指将数据从一个地方传输到另一个地方的过程。
它是通过使用不同的传输介质和协议来实现的。
在数据通信中,数据的传输可以通过有线或无线的方式进行。
有线传输通常使用电缆作为传输介质,如网线、电信线等。
无线传输则通过无线电波进行,如Wi-Fi、蓝牙等。
数据通信过程中使用的协议也非常重要,如TCP/IP协议、HTTP协议等。
这些协议规定了数据的传输方式、格式和处理过程,确保数据能够准确地传输和接收。
传输介质是数据通信中起到桥梁作用的物理媒介。
有线传输中,常用的传输介质包括光纤、铜缆等。
光纤传输具有高速、高带宽和抗干扰能力强的特点,广泛应用于长距离和大容量的数据传输;铜缆传输则便宜、易于安装和维护,适用于短距离和低带宽的数据传输。
无线传输中,常用的传输介质包括电磁波、无线电波等。
电磁波传输适用于广播和电视信号的传输;无线电波传输适用于无线通信和互联网接入等。
数据通信的基本原理是将数据转换成电信号,通过传输介质传输,然后在接收端将电信号还原为数据。
在这个过程中,需要使用调制解调器(Modem)将数据转换成电信号,并使用解调器将电信号还原为数据。
调制解调器是数据通信中重要的设备,它将数字信号转换成模拟信号,以便通过传输介质进行传输,并在接收端将模拟信号还原成数字信号。
调制解调器的速率决定了数据的传输速度,通常以波特率(bps)表示。
数据通信不仅仅是指点对点的数据传输,更多时候是通过网络进行的。
网络是由多个设备和传输介质组成的,它们通过互联网协议(IP)互相连接。
网络按局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网(Internet)划分。
数据通信与网络概论
数据通信与网络的发展正在改变人类的生活方式和日常活动。
今天的商业、工业、科学、教育、卫生、体育与娱乐,都要依赖于数据通信与网络互联。
一场巨大的技术革命正发生在数据通信与网络领域。
遍布全球的电话网、无线电广播和电视、计算机网络和通信卫星正在迅速地融合,信息收集、数据传输、存储和处理之间的差别正逐步消失。
数据通信的信道带宽越来越大。
网络的服务功能更加人性化、智能化。
人们的心愿总有一天会实现:在世界上任何地方,任何时刻都能登录Internet,快速而准确地下载和上传信息。
本章将讨论数据通信与网络的定义,计算机网络的组成、分类和拓扑结构,网络协议和标准,网络参考模型。
1.1 数据通信1.1.1 数据通信的组成数据通信(data communication)是指两台设备之间通过某种形式的传输介质进行的数据交换。
这些通信设备必然成为由软件与硬件组成的通信系统的一部分。
一个通信系统要达到的最基本目的是完成双方的数据交换。
通信双方可以借助于电话机、工作站、服务器或其他数据处理设备、交换传输设备等实现通信的目的。
一个简化的通信模型如图1-1所示。
1.通信模型的主要功能现将该模型的几个要素及其主要作用说明如下:•源站(source)源站设备产生传输的数据。
•发送器(transmitter)将源站的数据转化并编码适应于传输系统的电磁信号,如电话网上传输的模拟信号。
•传输系统(transmission system)可能是一根单独的传输线,也可能是复杂的网络通信系统。
数据通信与网络应用2•接收器(receiver)接收器接收来自传输系统的信号,并转换成目的设备能处理的信息。
如将模拟信号转换成数字比特流。
•目的站(destination)目的站设备从接收器获取信息并对其加以处理。
图1-1 简化的通信模型2.通信过程的主要任务上述简单的描述掩盖了通信技术的复杂性。
实际上,通信系统应在不同层次上完成多项复杂的任务。
•传输系统的复用技术,为防止服务过载,要求引入拥塞控制。
数据通信与计算机网络(第二版)课件:数据通信基础
根据奈奎斯特(Nyquist)采样定理:在进行模拟/数 字信号的转换过程中,当采样频率大于信号中最高频 率2倍时,采样之后的数字信号完整地保留了原始信 号中的信息频率。
fs 1 2 fm Ts
2.3.3 模拟数据用数字信号表示
这种用起始位开始,停止位结束所构成的一串信 息称为一帧。
第n个字符
0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1
起
停
空
始
第5~8个数据位
止
闲
位
位
位
第n+1个字符
2.2.4 基带传输与频带传输
(1)基带传输。数字数据被转换成电信 号时,利用原有电信号的固有频率和波形 在线路上传输,称为基带传输。
数据传输速率和波特率之间的关系如下:
C
B
log
n 2
2.1.3 基本概念和术语
2.误码率 是指二进制码元在传输系统中被传错的 概率。 若传输总位数为N,传错位数为Ne,则 误码率Pe为:
Pe N e N
2.1.3 基本概念和术语
3.信道带宽 在模拟系统中,“带宽”(handwidth) 是指信号所占用的频带宽度。 对于数字信道,虽仍然延续了“带宽” 这个词,但却是指数字信道的数据传输速 率,单位为比特/秒。
拟信号或数字信号来表示,并以这些形式进行
传输。
模拟数据
电话
模拟信号
数字数据
调制/解调器
模拟信号
模拟数据
编码/解码器
数字信号
数字数据
数字变换器
数字信号
2.1.2 数据通信系统
数据通信与网络课件
?数据传输的速率(比特 /秒)
?比特持续时间或长度 1/R
?发送方发送一个比特所需的时间
?比率r :每个信号元素承载的数据元素的数量(见 P68图) ?调制速率 (modulation rate )
?信号电平改变的速率 ?以波特(baud) 为单位 = 每秒信号元素数
?“传号” (mark ) 和“空号” (space )
?分别是二进制数字 1和0
信号的解读 Interpreting Signals
?接收方必须知道:
?各个比特的定时方式 ——何时起始,何时结束 ?每个比特信号电平的状态 ——是高或低 ?这两项任务都是通过在每个比特间隔的中间位
置采样来进行的
?影响信号成功解读的因素:
?数据率提高会增加误码率 ?信噪比提高会降低误码率 ?带宽增加可提高数据率 ?亦可通过编码方案提高传输性能
单极性编码存在的问题
Problems for Unipolar Encoding
两个问题使得单极性编码在信号传输应用中使用不多:
?直流分量(DC Component )
?信号的平均振幅不是零。 ?不能由没有处理直流分量能力的媒体传输,如微波或变
压器。 ?主要用于光纤传输。
?同步(Synchronization )
?在一个码元时间内,不是有电压(或电流),就是无电压(或 电流) ,电脉冲之间没有间隔,不易区分识别。所以接 收方不能正确识别每一个比特何时开始、何时结束 (原始 数据中出现连续的1或0时)。
同步:问题在哪里 ?
到底有几个” 1”(用高电平表示) ?
当一台设备发送一个比特的数字信号时,它将在一定的
传输不同步:换一种方式理解
我发了几个大 箱几个小箱?
数据通信与计算机网络学习通课后章节答案期末考试题库2023年
数据通信与计算机网络学习通课后章节答案期末考试题库2023年1.按交换方式来分类,计算机网络可以分为__________、__________和__________三种。
参考答案:电路交换、报文交换、分组交换2.在一座大楼内的一个计算机网络系统属于()。
参考答案:LAN3.信道或网络利用率过高会产生非常大的时延。
()参考答案:对4.计算机网络和分布式系统(distributed system)的区别主要在于硬件。
()参考答案:错5.计算机网络从逻辑构成上看可以分为___________和____________两个部分。
参考答案:核心部分、边缘部分6.TCP/IP的四层结构是一种通用的法定国际标准。
()参考答案:错7.在基带传输中采用的编码方式有()参考答案:曼彻斯特编码8.网络协议的组成要素有哪些?各有什么含义?参考答案:网络协议由3个要素组成,分别是语法、语义和同步。
(1)语法,即数据与控制信息的结构或格式;(2)语义,即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应;(3)同步,即事件顺序的详细说明。
9.物理层传输的是()。
参考答案:比特流10.网桥工作在___________层。
参考答案:数据链路层11.在OSI参考模型中,保证端到端的可靠性是在____________上完成的。
参考答案:传输层12.作为一个成功的系统而成为计算机网络技术发展中的一个里程碑的是()。
参考答案:ARPNET13.在OSI/RM的网络层中,数据以()为单位进行传输。
参考答案:分组14.若码元传输速率为2400波特,每个码元可取4种有效离散值,则相应的数据传输速率为()。
参考答案:4800b/s15.网络层处于运输层和应用层之间。
()参考答案:错16.三层交换机在转发数据时,可以根据数据报的MAC地址表进行路由的选择和转发。
()参考答案:对17.路由器在运输层实现网络的互联。
()参考答案:错18.异步传输是以数据块为单位的数据传输。
数据通信与计算机网络第五版(习题答案)——第二章物理层
数据通信与计算机网络第五版第二章物理层2-1物理层要解决哪些问题?物理层协议的主要任务是什么?解答:物理层考虑的是怎样才能在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流,而不是指具体的传输媒体。
因此物理层要考虑如何用电磁信号表示“1”或“0”;考虑所采用的传输媒体的类型,如双绞线、同轴电缆、光缆等;考虑与物理媒体之间接口,如插头的引脚数目和排列等;考虑每秒发送的比特数目,即数据率。
物理层协议的主要任务就是确定与传输媒体的接口有关的一些特性,即机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。
2-2规程与协议有什么区别?解答:用于物理层的协议也常称为物理层规程(procedure)。
其实物理层规程就是物理层协议。
只是在“协议”这个名词出现之前人们就先使用了“规程”这一名词。
2-3物理层的接口有哪几个方面的特性?各包含些什么内容?解答:(1)机械特性指明接口所用接线器的形状和尺寸、引脚数目和排列、固定和锁定装置等。
常见的各种规格的电源接插件都有严格的标准化的规定。
(2)电气特性指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。
(3)功能特性指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
(4)过程特性指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
典,用户目的系统一般也包括以下两个部分:接收器:接收传输系统传送过来的信号,并把它转换为能够被目的设备处理的信息。
典型的接收器就是解调器,它把来自传输线路上的模拟信号进行解调,提取出在发送端置入的消息,还原出发送端产生的数字比特流。
终点:终点设备从接收器获取传送来的数字比特流,然后进行信息输出(例如,把汉字在PC 屏幕上显示出来)。
终点又称为目的站或信宿。
在源系统和目的系统之间的传输系统可以是简单的传输线,也可以是连接在源系统和目的系统之间的复杂网络系统。
2-5 请画出数据流1 0 1 0 0 0 1 1的不归零编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的波形(从高电平开始)。
解答:所求波形图如图所示。
《数据通信:路由交换技术》课件:交换技术与应用
转发。
PC B回应一个帧给PC D 交换机从端口 E1 学习到
PC B的 MAC 地址
端口号 E0 E2 E3 E1
MAC地址 00d0-d001-1111 00d0-d001-2222 00d0-d001-4444 00d0-d001-3333
1
3
2
MAC1 MAC2
MAC3 MAC4
端口号
1 2 3 3
MAC地址
MAC1 MAC2 MAC3 MAC4
交换机工作原理
(1)地址学习 初始MAC地址表是空表
端ห้องสมุดไป่ตู้号
MAC地址
交换机工作原理
(1)地址学习 PC A 发送一个帧给 PC C 交换机从端口 E0 学习到
PC A 的 MAC 地址 交换机查找MAC地址表 交换机将该帧做 “洪泛”
一个特例,它标识了所有的网卡。
MAC地址用来识别一个以太网上的某个单独的设备或一组设备
以太网MAC地址
3.MAC地址的表示方法
单播MAC地址
组播MAC地址
广播MAC地址
第一种:每两位十六进制数1组(即1个字节),一共6组,中间使用中划线连接。 第二种:每四位十六进制数1组(即2个字节),一共3组,中间使用中划线连接。
70年代
80年代
90年代
92年
96年
2002年
共享式以太网工作原理
A
B
C
D
E
①如果中间的线路是共享的, 这条链路在同一时间由谁来 使用呢?如何来保证这些主 机能有序的使用共享线路, 不发生数据的冲突?
CSMA/CD机制
数据通信与计算机网络(第二版)-作业答案
第1章计算机网络概论1、什么是计算机网络?计算机网络的最主要的功能是什么?答:利用通信线路将地理上分散的、具有独立功能的计算机系统和通信设备按不同的形式连接起来,以功能完善的网络软件实现资源共享和信息传递的系统就是计算机网络。
计算机网络的主要功能:资源共享、数据通信、分布式处理、负载均衡、提高系统的可靠性和可用性等等。
2、计算机网络的发展可划分为几个阶段?每个阶段有什么特点?答:计算机网络的发展可划分为三个阶段。
第一个阶段是从单个网络APPANET向互联网发展的过程。
最初只是一个单个的分组交换网,并不是一个互联网络。
后来,ARPA才开始研究多种网络互联的技术。
第二个阶段是建成了三级结构的因特网。
分为:主干网、地区网和校园网(或企业网)。
这种三级网络覆盖了全美国主要的大学和研究所,并且成为因特网中的主要部分。
第三个阶段是逐渐形成了多层次ISP结构的因特网。
3、说明网络协议的分层处理方法的优缺点。
答:优点:可使各层之间互相独立,某一层可以使用其下一层提供的服务而不需知道服务是如何实现的;灵活性好,当某一层发生变化时,只要其接口关系不变,则这层以上或以下的各层均不受影响;结构上可以分割开,各层可以采用最合适的技术来实现;易于实现和维护;能促进标准化工作。
缺点:层次划分得过于严密,以致不能越层调用下层所提供的服务,降低了协议效率。
4、将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较,讨论其异同之处。
答:TCP/IP和OSI的相同点是二者均采用层次结构,而且都是按功能分层,不同点有:OSI分七层,而TCP/IP分为四层;OSI层次间存在严格的调用关系,两个层实体的通信必须通过下一层实体,不能越级,而TCP/IP可以越过紧邻的下一层直接使用更低层次所提供的服务,因而减少了一些不必要的开销,提高了协议效率;OSI只考虑用一种标准的公用数据网。
5、计算机网络的硬件组成包括哪几部分?答:计算机网络的硬件组成包括服务器、主机或端系统设备、通信链路等6、计算机网络可从哪几个方面进行分类?答:计算机网络可以从网络的交换功能、网络的拓扑结构、网络的覆盖范围、网络的使用范围等方面进行分类。
数据通信与计算机网络课后答案(浙江大学出版社)
《数据通信与计算机网络》部分课后习题答案第五章1、谈谈无线局域网采用的传输技术有哪些?答:无线局域网主要采用三种传输技术:1)跳频扩频FHSS2)直接序列扩频DSSS3)红外线技术2、简述WLAN的隐蔽站和暴露站问题,这两个问题说明了无线局域网的什么特点,可采用什么方法解决?答:隐蔽站问题:指无线节点没能检测出信道上已经存在的信号而导致冲突发生。
暴露站问题:在WLAN中,在不发生干扰的前提下允许多个节点进行通信,因检测出信道上已经存在的信号而放弃无冲突的通信。
说明了无线局域网的冲突检测确认难度很大,需采用冲突避免来解决这个问题,具体的就是采用信道预约CSMA/CA技术。
第六章1、谈谈电路交换和分组交换的区别及其优缺点。
答:(1)电路交换:在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路。
优点:传输数据的时延非常小。
实时性强。
不存在失序问题。
控制较简单。
缺点:电路交换的平均连接建立时间长。
信道利用低。
(2)分组交换:分组交换采用存储转发传输方式,但将一个长报文先分割为若干个较短的分组,然后把这些分组(携带源、目的地址和编号信息)逐个地发送出去.优点:加速了数据在网络中的传输。
简化了存储管理。
减少了出错机率和重发数据量。
缺点:仍存在存储转发时延。
增加了处理的时间,使控制复杂,时延增加。
2、什么是复用?复用技术有哪几种?答:复用技术:在一个物理链路上建立多个信道,每个信道具有固定的带宽,相互之间互不干涉。
复用技术主要包括:频分复用,时分复用,波分复用,码分多址等。
第八章1、(a)A,(b)C,(c)A2、(a)是,(b)否,(c)是3、进行子网划分后,网络号包含了子网号,因此本题的网络号为:192.168.5.1204、I和II可成为该主机的默认路由5、主机号为46、域名解析的功能:将域名翻译为对应IP 地址。
域名解析的方式有两种:递归解析和迭代解析。
8、ARP的作用是:在本地网内根据IP地址获取对应的MAC地址的一种映射关系。
数据通信与网络cha课件
电路交换适用于实时、连续的数 据传输,如电话通信。
报文交换
报文交换是一种基于存储-转发原理的交换方式,通信双方 发送完整的报文给交换节点,交换节点根据报文的目的地 址选择输出链路,将报文发送给下一节点。
报文交换的特点是通信链路是动态的,即通信双方在通信 过程中需要多次建立链路。
报文交换适用于非实时的数据传输,如电子邮件、网页浏 览等。
多媒体通信协议
如H.323、SIP等,支持音视频通话、 数据协作等多媒体通信功能,满足不 同应用场景的需求。
04
数据交换技术
电路交换
电路交换是一种传统的通信交换 方式,通过建立一条专用的通信 电路,实现数据或语音的传输。
电路交换的特点是通信链路是静 态的,即通信双方在通信过程中 始终占用该链路,直到通信结束。
详细描述
随着互联网的普及和重要性的提 高,网络安全问题也日益突出。 TCP/IP协议族在设计时主要考虑 的是互联互通性,安全性不是其 首要考虑的问题。因此,在使用 TCP/IP协议族时,需要采取各种 安全措施和技术来保护数据的安 全和隐私。
HTTP协议
总结词
HTTP协议是一种应用层协议,用于在网络中传输超文本 (例如网页)。
入侵检测技术
入侵检测技术
入侵检测技术用于检测和识别网络中异常行为和攻击行为,及时发 出警报和处理。
误用检测
误用检测是指通过预先定义攻击模式和特征库的方式,对网络流量 和日志进行分析和匹配,以检测入侵行为。
异常检测
异常检测是指通过建立正常行为模型的方式,对网络流量和日志进行 分析和比较,以检测异常行为和入侵行为。
分组交换
1
分组交换是一种动态分配通信链路的方式,它将 数据划分为多个数据包(或分组),每个数据包 独立选择路径进行传输。
数据通信与计算机网络(第4版)[电子教案] 第10章 无线网络
因特网
分发系统
接入点(基站)
基本服务集BSS
基本服务集BSS
移动站
扩展服务集ESS
10
10.1.1 无线局域网概述(续5) 有固定基础设施 的无线局域网
局域网
三种类型的站:⑴无转移的站;⑵BSS间转 移的站;⑶ESS间转移的站。转移站可以从 某一个BSS/ESS漫游到另一个BSS/ESS, 而仍可保持与另一转移站保持通信。
技术 性能 红外线 漫射红外线 直接红外线 跳频 扩频 直接序列 窄带微波
速率(Mb/s)
移动性 范围(m) 探测能力 波长和频率
1~4
固定/移动 15~60 可忽略
1~10
视距内固定 25
1~3
移动 30~100 很小
2~50
30~250
10~20
固定/移动 10~40 有一些 902~928MHz 5.2~5.775GHz 18.825~ 19.205GHz FS/QPSK 25mW 保留 ALOHA,CSMA 需要(除ISM外) 15
24
10.1.3 802.11局域网MAC层(续6) 802.11标准的帧间隔IFS
所有的站在完成发送后,必须再等待一段很短的 时间(继续监听) 才能发送下一帧。这段时间的通 称是帧间间隔 IFS(InterFrame Space)。 帧间间隔长度取决于该站欲发送的帧的类型。高 优先级帧需要等待的时间较短,因此可优先获得 发送权。 若低优先级帧还没来得及发送而其他站的高优先 级帧已发送到媒体,则媒体变为忙态因而低优先 级帧就只能再推迟发送了。这样就减少了发生碰 撞的机会。
基本服务集BSS
基本服务集BSS
移动站
扩展服务集ESS
8
数据通信与网络重点总结
《数据通信与计算机网络》复习要点1.以数字信号来传送消息的通信方式称为数字通信,而传输数字信号的通信方式称为数字通信系统。
2.数据通信包括数据传输、数据交换和数据处理。
3.数据通信网络按照覆盖的物理范围可分为广域网、局域网和城域网。
4.计算机网络是通信技术与计算机技术密切结合的产物。
5.计算机网络已经历了由单一网络向互联网发展的过程。
6.计算机网络具有三个主要的组成部份(三大组成要素),即①能向用户提供服务的若干主机;②由一些专用的通信处理机(即通信子网中的结点交换机)和连接这些结点的通信链路所组成的一个或者数个通信子网;③为主机与主机、主机与通信子网,或者通信子网中各个结点之间通信而建立的一系列协议。
7.计算机网络按通信方式分为广播网络和点到点网络。
8.计算机网络主要性能指标,包括速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积和利用率。
9.OSI 模型有七个层次,分别是: (7)应用层; (6)表示层; (5)会话层; (4)运输层; (3)网络层; (2)数据链路层; (1)物理层10.因特网使用的 TCP/IP 参考模型的四个层次是:应用层、传输层、互联网层、网络接入层。
11.协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
协议的语法定义了所交换信息的结构或者格式;协议的语义定义了源端和目的端所要完成的操作。
12.服务指同一开放系统中某一层向它的上一层提供的操作,但不涉及这些操作的具体实现。
13.面向连接服务具有连接建立、数据传输和连接释放三个阶段。
14.标准是由标准化组织、论坛以及政府管理机构共同合作制订的。
标准可分为两大类:法定标准和事实标准。
一.数据通信网络由哪些部份组成?答:从系统设备级的构成出发,可以认为数据通信系统由下面三个子系统组成:(1)终端设备子系统,由数据终端设备及有关的传输控制设备组成。
(2)数据传输子系统,由传输信道和两端的数据电路终接设备组成。
(3)数据处理子系统,指包括通信控制器在内的电子计算机。
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Yes
Busy?
No
No Decrement t No
Collision can only happen if two stations generate same timer value
t=0? Yes Send frame
Data communications and networking
(1) Random Access Prococal
MA—Multiple Access
Data communications and networking
• Aloha (随机多址通信)
– Packet radio protocol – Random-access method based on acknowledgements and backoffs
– Other stations remain quite during this period – Optional, as the overhead may be too high for small frames
Data communications and networking
1-persistent
– Send as soon as channel is idle
Non-persistent
– Wait a random period of time before sensing again
Data communications and networking
p-Persistent
10.2 IEEE802 LANs
10.3 Extending LANs: repeater, bridge, router
10.4 Summary
Data communications and networking
10.1 Multiple Access
Goal: To access a shared media in a controlled fashion.
Data communications and networking
CSMA/CD—— CSMA with Collision Detection
Exponential back-off
– Wait 2N ´ max_propagation_time after collision, where N is number of transmission attempts
Reduces the possibility of collisions
– Does not eliminate collisions – Propagation delay
• Takes time before all other stations can sense a transmission
Tpr
Tpr
Two (or more) stations sending at the same time Collisions must be detected by all stations Minimum packet size and mximum bus length
– 72 bytes (64 bytes at data link layer) and 500 meters for 10Base5 (―Thick Ethernet‖)
Data communications and networking
IEEE 802.11 CSMA/CA Wait Procedure
t = random(0, maxwait)
Sense carrier
When medium becomes idle, wait a random amount of time
Wireless Networks—Signal Strength Problem
• To detect collisions, a station needs to compare transmit and receive signals • The signal from station’s own transmitter is much stronger than the signals from other stations
Station 1
Station 2
Data communications and networking
Binary Exponential Back off Algorithm in CSMA/CD (二进制指数后退算法) How randomization Back off time is done when a collision occurs ?
Data Communications and Networking
Lecture 10. Multiple Access and Local Area Network
数据通信与计算机网络
Lecture 10. Multiple Access and Local Area Networks
10.1 Multiple Access
Data communications and networking
CSMA/CA With RTS/CTS
Request-to-send/clear-to-send (RTS/CTS) handshake
– RTS/CTS frames contain Duration field
• Period of time the medium is reserved for transfer
Data communications and networking
Wireless Networks—Hidden Terminal Problem
• Stations may not detect each others signals
Data communications and networking
Pure ALOHA (纯ALOHA) Slotted ALOHA (开槽ALOHA)
Data communications and networking
Pure ALOHA Basic idea: • let users transmit whenever they have data to be sent. • If the frame was destroyed, the sender just waits a random amount of time and sends it again Rate of channel utilization : 18 percent Slotted ALOHA Basic idea: Divide time into discrete intervals, each interval corresponding to one frame. Channel utilization : 37 percent
Solution: • After a collision, time is divided into discrete slots. slot’s length is twice of maximal propagation time in the network (2). Station waits for 0 or 1 slot. • • • After i collisions, a random number from 0 to 2i - 1 is chosen After ten collisions have been reached, the randomization interval is
Data communications and networking
Carrier Sense Multiple Access (CSMA)
(载波侦听多路访问)
Carrier sense
– Listen (sense) before talk(sending) (LBT) – Do not send unless the medium is idle
Send jam so other stations detect collision as well
Listen When Talk —— LWT :
– Abruptly stop transmitting as soon as the collision is detected
Data communications and networking
Difference: Slot ALOHA limits sending time at every time and Pure ALOHA does not.
Data communications and networking
Aloha Protocol
Data communications and networking
CSMA/CA—Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
– Control signals before transmission – Carrier sense:
• do not transmit immediately when medium gets idle (ppersistence) • Wait random time
Data communications and networking
CSMA/CA
冲突避免的载波侦听多路访问
Collision detection does not work well on wireless networks