计算机网络原理_局域网技术PPT课件汇编

每一个幀在到达后，一般都要在缓冲区中等待一段时间 (该 时间小于T0), 然后在下一时间片开始时才能发送出去。
时隙ALOHA的易损时间区
t
不会碰撞
不会碰撞
易损时间区
t0
t0+t
t0+2t
t0+3t
时间
图4-4 时分ALOHA系统的易损时间区
纯ALOHA和时分ALOHA的性能比较
（3） 载波侦听多重访问（CSMA）协议
1-坚持CSMA
站点在发送数据前先监听信道，若信道忙则坚持监听直至发现信道空闲，一 旦信道空闲立即（概率1）发送数据，发现冲突后随机等待一段时间，然后 重新开始监听信道。
影响协议性能的因素：信号传播延迟，1-坚持的策略。 该协议适合于规模较小和负载较轻的网络。
非坚持CSMA
站点在发送数据前先监听信道，若信道忙则放弃监听，等待一个随机时间后 再监听，若信道空闲则发送数据。
缺点：无法灵活地适应站点数及其通信量的变化
2.动态分配信道分配方法
随机访问和控制访问： 站点模型 每个站点是独立的，有数据要发送时才占用信道，属 异步时分复用。 随机访问（争用） 各个站点有数据就发送，冲突后再协调，重发。 适合负载轻的网络，信道利用率低，延迟短 访问控制 轮转：每个节点轮流获得信道使用权 预约；先声明，获得使用权再发送 无冲突和碰撞，负载重时信道利用率高，负载轻时效 率低。
（2） 时分ALOHA
基本思想
将时间分成离散的时间片（slot），每个时间片用来传输 一个帧，每个用户只能在一个时间片的开始传送帧，其 它与纯ALOHA系统同。该系统要求全局时钟同步。
与纯ALOHA比较，每个帧的易损时间区缩小了，冲 突的概率随之减小，因而系统吞吐量随之提高。
S = Ge-G，当G = 1时，S达到最大值，为0.368。
B 检测到发生碰撞
B B 发送数据
t= t= 单程端到端
传播时延记为
站点开始发送后最多经2τ时间就能确认传输是否成功
t=0 A
1 km
t A 检测到发生碰撞
8.1.2介质访问控制协议
• 争用协议 • 无冲突协议 • 有限冲突协议
1.争用协议
20世纪70年代，美国夏威夷大学的ALOHA网通过无线广播信 道将分散在各个岛屿上的远程终端连接到本部的主机上，是 最早采用争用协议的网络。
有两个版本： 纯ALOHA协议（Pure ALOHA）：每个站点只要有数据就 可发送；通过监听信道来发现是否发生冲突；若冲突，则 等待一段随机时间，再重新发送。 时隙ALOHA协议（Slotted ALOHA）：将信道时间分为离 散的时间片，每个时间片可以用来发送一个帧。一个站点 有数据发送时，必须等到下个时间片的开始才能发送。与 纯ALOHA相比信道的利用率提高一倍。
频分多路复用 FDM（波分复用WDM）
原理：将频带平均分配给每个要参与通信的用户； 优点：适合于用户较少，数目基本固定，各用户 的通信量都较大的情况
缺点：无法灵活地适应站点数及其通信量的变化
时分多路复用 TDM
原理：每个用户拥有固定的信道传送时槽
优点：适合于用户较少，数目基本固定，各用户 的通信量都较大的情况
（1）纯ALOHA
站1
站2
站N－1
站N
接口
发送成功
站1
1
T0
站2
站N－1
冲突重发
6
冲突重发
2
5
冲突重发
3
发送成功
冲突再重发
发送成功
7
站N
4
1

3
4
56
7
帧到达
T0 T0 T0 T0
吞吐量S： 在帧的发送时间T0内成功发送的 平均帧数。0≤S≤1.
网络负载 G：在T0内总共发送的平均帧数。 包括发送成功的帧和因冲突未发送成功的帧。 G=S:未发生冲突，G>S：有冲突
信道利用率高于1-坚持CSMA，但延迟特性要差些 。
1-坚持 CSMA
非坚持 CSMA
p-坚持CSMA
适用于时分信道。站点在发送数据前先监听信道， 信道忙则等到下一个时间片再监听，信道空闲则 以概率p发送数据，以概率1-p将发送推迟到下一 个时间片。下一个时间片执行相同的操作直至发 送成功或检测到信道忙。
在稳定状态下：S=GP P:发送成功的概率
采用定长帧
帧时：发送一帧所需时间
阴影帧的易破坏区
Vulnerable period for the shaded frame.
吞吐量
S
0.20
S＝G e－2G
不稳定区域
0.10 0.184
G
0.5
1.0
1.5
2.0
当G=0.5时，S得到最大值：0.184.
CSMA/CD的状态周期：由竞争周期、传输周期和空闲周期交织而成。 冲突检测方法：
（1） 比较接收到的信号电压的大小 （2） 检测曼彻斯特编码的过零点 （3） 比较接收到的信号与刚发出的信号
CSMA/CD的状态周期
CSMA/CD 检测冲突时间
t=0 A 碰撞
t A 检测到发生碰撞
t = 2
第8章 局域网技术 计算机网络原理
8.1介质访问控制子层 计算机网络可以分成两类
使用点到点连接的网络 —— 广域网 使用广播信道（多路访问信道，随机访问信道）的网
络——局域网
关键问题：如何解决对信道争用
解决信道争用的协议称为介质访问控制协议 MAC （Medium Access Control），是数据链路层协议 的一部分
Bus network
局域网的数据链路层模型
网络层 数据链路层
物理层
Logical Link Control
逻辑链路控制LLC
向上层提供 连接环境
介质访问控制MAC
对下层提供 访问介质方法
Media Access Control
8.1.1 信道分配策略
静态分配策略 动态分配策略
1.静态分配策略
该协议试图在1-坚持CSMA和非坚持CSMA间取 得性能的折衷，影响协议性能的关键在于p的选 择。
p- 坚持 CSMA
几个CSMA协议的性能比较
带有冲突检测的CSMA/CD
工作原理：监听到信道空闲, 就立即发送数据，且边发送边监听, 若监听 到冲突，冲突方立即停止发送，并发送干扰信号串强化冲突，通知全网 站点，使信道很快空闲，随后各自等待一段随机时间，发现信道空闲又 发送数据，经过几轮竞争后有一个节点发送成功。