介质访问控制子层

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4.2 多路访问协议
4.2.1 ALOHA协议
– 纯ALOHA – 分槽ALOHA
4.2.2 载波侦听多路访问协议
– 1坚持CSMA – 非坚持CSMA – p坚持CSMA
第四章 介质访问控制子层
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4.2.1 ALOHA协议
• ALOHA 协 议 是 70 年 代 在 夏 威 夷 大 学 由 Norman Abramson及其同事发明的，目的是为了解决地面 无线电广播信道的争用问题。
– IEEE 802.3 标准 （1985）
– IEEE 802.3u Fast Ethernet 标准（1995）
– IEEE 802.3z Gigabit Ethernet 标准（1998）
– IEEE 802.3ab Gigabit Ethernet 标准（1999）
– 10Gbps Ethernet标准（2001年？）
第四章 介质访问控制子层
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冲突检测时间
第四章 介质访问控制子层
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4.3 Ethernet/IEEE 802.3
• 以太网发展历史
– University of Hawaii 的ALOHA 网络
– Xerox 的 2.94M 以太网（1973）
– Xerox, DEC and Intel 的 10M 以太网（DIX 标 准）（1980 Ver1；1982 Ver2 ）
2)若介质忙，继续监听直到介质空闲，重复第1步
若发送延迟1个时间单位，则重复第1步
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CSMA/CD(冲突检测)
• 某站点想要发送数据，它首先侦听信道，如果信 道空闲，立即发送数据并进行冲突检测；如果信 道忙，根据不同的CSMA协议或等待一段时间， 或继续侦听信道，直到信道变为空闲，发送数据 并进行冲突检测。如果站点在发送数据过程中检 测到冲突，立即停止发送数据并等待一随机长的 时间，重复侦听信道。
• 分槽ALOHA
– Roberts（ 1972年） – 需要全局时间同步 – 信道的最大利用率：36%（1/e）
第四章 介质访问控制子层
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4.2.2 载波侦听多路访问协议
• 在ALOHA协议中，各站点在发送数据时从不考 虑其它站点是否已经在发送数据，这样当然会引 起许多冲突。由于在局域网中，一个站点可以检 测到其它站点在干什么，从而可以相应地调整自 己的动作，这样的协议可以大大提高信道的利用 率。
• 以太网和IEEE802.3就是使用有冲突检测的CSMA。
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CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测）
1. 与CSMA的区别：
检测冲突能力； 若检测到冲突，立即停止发送，向总线发阻塞信号。
2. 以太网
IEEE 802.3：1-坚持CSMA/CD的整个家族； 802.3的特定实现叫做以太网。
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应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
逻辑链路控制层 介质访问控制层
物理层
平时所说的LAN， 一般指下三层 不同：物理层、 数据链路层和 网络层，主要 是下两层不同。 我们指的以太 网、令牌环网 和 FDDI ， 即 指 的是下两层协 议。
LAN 协议层次与 OSI 的比较
第四章 介质访问控制子层
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4.1 信道分配策略
• 静态分配
– FDM – TDM – 均不能解决通信的突发性，所以必须使用信道
的动态分配。
第四章 介质访问控制子层
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信道动态分配的5个关键性假定： 1站模型。 2单通道假设。 3冲突假设。 4连续时间和时隙 5载波侦听和非载波侦听
第四章 介质访问控制子层
• ALOHA协议分为
– 纯ALOHA
– 分槽ALOHA
• 基本思想
– 适用于任何无协调关系的多用户竞争单信道使用权的 系统
– 不进行载波侦听
第四章 介质访问控制子层
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ALOHA协议(2)
• 纯ALOHA
– Norman Abramson
– 无需全局时间同步 – 信道的最大利用率：18%（1/2e）
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CSMA/CD协议工作过程
• 某站点想要发送数据，必须首先侦听信道； • 如果信道空闲，立即发送数据并进行冲突检测； • 如果信道忙，继续侦听信道，直到信道变为空闲，
• 对于站点在发送数据前进行载波侦听，然后再采 取相应动作的协议，人们称其为载波侦听多路访 问CSMA(Carrier Sense Multiple Access)协议。
•
第四章 介质访问控制子层
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CSMA（载波监听多路访问）
1. 主要思想
一个站要发送，监听总线是否空闲 若空闲，则发送 若忙，则等待一定间隔后重试
令牌环访问控制方法和物理层技术规范 都市网访问控制方法和物理层技术规范 FDDI 访问控制方法和物理层技术规范 时间槽访问控制方法和物理层技术规范
第四章 介质访问控制子层
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802.1
802.2
逻辑链路控制
802.3
802.4
802.5
介质访问控制 802.6
各标准相互关系
第四章 介质访问控制子层
第四章 介质访问控制子层
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IEEE 802系列标准
1. 802.1A：体系结构
2. 802.1B：寻址、网间互连、网络管理
3. 802.2： 逻辑链路控制 LLC 协议
4. 802.3： CSMA/CD 访问控制方法和物理层技术规范
5. 802.4：
令牌总线访问控制方法和物理层技术规范
6. 802.5： 7. 802.6： 8. 802.7： 9. 802.8：
2. 缺点
没有检测冲突的能力 降低总线利用率
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CSMA分类
a) 非坚持CSMA
介质空闲则发送；介质忙则等待一段随机时间、重 复CSMA
b) 1—坚持CSMA
介质空闲则发送；
介质忙，继续监听直到介质空闲，立即发送
c) P—坚持CSMA
1)若介质空闲，以P的概率发送，1－P概率延迟1个 时间单位
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• WAN：point-to-point channel no need MAC (except for satellite channel)
• LAN： broadcast channel(shared channel) need MAC(sublayer of DLL)
• Switched LAN：no need MAC protocol