时隙ALOHA协议的信道效率
04741计算机网络原理知识点整理-计算题
设信道上数据传输速率为4Kbps，数据帧长为240bit，信道的传播时延为20ms，采用停等协议，帧的控制信息、确认帧长及帧处理时间均忽略不计。试求出信道的利用率。
解:
数据传输时延 = 240bit/4Kbps = 60ms
信道利用率 = 60ms / (60ms + 20ms*2) = 60%
5000*36/3600s / (1 / 125*10^-6s) = 0.00625次/时隙
有一个电缆长度为2Km的CSMA／CD局域网，数据传输速率为10Mbps，信号传播速度为光速的2／3，数据帧长度是512bit(包括32bit开销)，传输成功后的第一个时隙留给接收方，用于捕获信道并发送一个32bit的确认帧。假设没有冲突发生，试求出有效的数据传输速率(不包括开销)。(光速值为3×10^5Km/s)
有一个电缆长度为1Km的CSMA/CD局域网，数据传输速率为1Gbps，信号传播速度为2×10^5Km/s。试求出最小帧长度。
解:
信号传播时延 = 电缆长度/信号传播速度 = 1Km/(2*10^5Km/s) = 5*10^-6s
时隙时间 = 传播时延*2 = 5*10^-6s *２ = 10*10^-6s
101110110101/11001=11011011 ...110 > 余数不为0 说明传输过程中出错
假设使用调制解调器，并采用1位起始位、1位停止位、无校验位的异步传输模式，在1分钟内传输7200个汉字，调制解调器至少应达到的传输速率为多少？
(1+8+1)*2*7200/60 = 20*7200/60 = 144000/60 = 2400bps
数据传输时延=数据帧长/数据传输速率
信道共享技术定义控制多个用户共用一条信道的协议
22
国
民
航 学 院 计 算 机
– 一个帧如欲发送成功，必须在该帧发送时刻之前和之 后隔一段时间T0内（2个间隔），没有其他帧发送
– 一个帧发送成功的条件：该帧于该帧前后的两个帧的
到达时间间隔均大于T0
顾
• 假设：帧长固定，无限个用户，按泊松分布产生
兆
新帧；发生冲突重传，新旧帧共传k次，遵从泊
军
松分布；
中
10
国
民
航
学
院
计
算
机
系
顾 兆 军
计
无协调关系的用户争用单一共享信道使用权的系统；
算
– 分类：纯ALOHA协议和时隙ALOHA协议
机
纯ALOHA协议
系
– 基本思想：用户有数据要发送时，可以直接发至信
道；然后监听信道看是否产生冲突，若产生冲突，
顾
则等待一段随机的时间重发(冲传策略），直到成功;
兆 军
Fig. 4-1,4-8
中
ALOHA (2)
兆
• 与纯ALOHA协议相比，降低了产生冲突的概率，
军
信道利用率最高为36.8%。
中
时隙ALOHA
17
国
民
航
学 S=Ge-G
院 计
NR=eG-1
算
机
系
顾 兆 军
中
ALOHA (8)
18
国
民
航 学
有限站数的吞吐量：
院
计 算
– S=G(1-G/N)N-1
机
系
顾 兆 军
中
4.2 随机接入： CSMA和CSMA/CD （1）
7
国 民
时隙aloha协议的工作原理
时隙aloha协议的工作原理介绍时隙aloha协议是一种用于多台无线通信设备竞争有限的传输资源的协议。
它通过在不预先分配时间槽的情况下，在不同设备之间进行信息传输的协作，以实现高效的无线通信。
时隙aloha协议的基本原理时隙aloha协议的基本原理是让所有参与通信的设备可以在任意时间选择进行传输，当设备有信息需要传输时，它会尝试在下一个可用的时隙进行传输。
如果遇到冲突，即多个设备在同一时隙尝试传输信息，会发生碰撞，导致传输丢失。
然后，设备会随机选择一个稍后的时隙进行重试。
工作流程1.所有设备都等待一个随机的时间延迟，以避免在同一时刻进行传输。
2.设备在下一个可用的时隙尝试传输信息。
3.如果传输成功，设备完成传输并等待下一个信息传输的时隙。
4.如果传输发生碰撞，设备会随机选择一个稍后的时隙进行重试，并返回步骤2。
设备间的竞争时隙aloha协议中，所有设备都处于平等地位，并且都具有相同的权利来选择传输时隙。
这导致了设备之间的竞争，尤其是在网络负载较重时。
优势和劣势优势•简单易实现：时隙aloha协议的基本原理简单，易于实现。
•分布式：每个设备能够自主选择传输时隙，因此可以快速适应网络条件的变化。
•高效性：虽然会发生碰撞导致传输丢失，但是时隙aloha协议在低网络负载下可以实现高效的信息传输。
劣势•碰撞问题：由于设备之间的竞争，碰撞是不可避免的。
碰撞导致传输丢失，降低了通信效率。
•低网络负载下的效率：在网络负载较低的情况下，设备之间的竞争较少，时隙aloha协议的效率会降低。
•随机重试：由于碰撞的发生是随机的，设备需要随机选择一个稍后的时隙进行重试，这会导致额外的传输延迟。
优化改进为了提高时隙aloha协议的效率，可以进行一些优化改进： 1. 碰撞检测：设备在传输信息时可以检测碰撞的发生，以尽早终止传输，从而减少传输时间的浪费。
2. 退避算法：设备在发生碰撞后，可以根据一定的算法选择稍后的时隙进行重试，以减少碰撞的概率。
卫星通信系统ALOHA技术分析论文
卫星通信系统ALOHA技术分析论文ALOHA技术属于一种随机多址通信技术，对于多个分散的用户来讲，借助ALOHA信道便可以使用中心计算机，完成一点到多点的数据通信。
该项技术建网简单，多个发射机可共用一个信道，即便通信网络中有多个用户存在，一个高速接口即可满足通信需求，同时可以保证不同用户之间信息发送的实效性[1]。
正是由于ALOHA技术所表达出的众多优点，已经被广泛应用于卫星通信系统中。
当前比拟常见的ALOHA技术主要包括纯ALOHA技术、时隙ALOHA技术、扩频ALOHA技术等几种，不同类型技术的工作原理存在一定差异。
首先，纯ALOHA技术出现最早，接入方式也最为简单，当站点有帧存在时，便会马上通过信道发送，在规定时间内收到应答，表示发送成功，否那么需重新发送，重发时需要暂时等待，然后在任意应时间点再次发送，直到最后发送成功。
卫星通信系统中的纯ALOHA技术，数据是否发送成功确实认时间最短为270ms，该技术信道利用率仅有18.4%。
其次，时隙ALOHA技术可以提高信道利用率，最高可达36.8%。
在使用时根据每一帧发送所用时间，将其作为一个时间槽，对信道时间进行划分，时槽开始后才可发送站点，如果发送不成功，那么按照纯ALOHA技术重发策略进行重发，直到发送成功[2]。
现阶段，在卫星通信系统中，时隙ALOHA技术的应用最为普遍，但是在工作过程中，信道负载的增大会影响系统稳定性，为防止饱和与振荡现象的出现，需要采取相应的稳态控制策略，比拟常见的主要包括输入控制、重发控制及输入重发控制三种。
采用输入控制策略时，为防止造成信道拥塞，应设定系统中的最大加压终端数量，对信道做出限制，当超过设定值后，不允许再接入用户分组。
采用重发控制策略时，为防止造成信道拥塞，应设定系统中的最大加压终端数量，并限制分组重发时间，当超过设定值后，延长重发延迟时间。
采用输入重发控制策略时，要同时控制信道内积压终端数量和分组重发时间。
防碰撞算法
一防碰撞的基本算法ALOHA1. 纯-ALOHA(PureALOHA)法即标签只要有数据发送请求就立即发送出去，而不管无线信道中是否已有数据在传输。
它是无线网络中最早采用的多址技术，也是最为简单的一种方法。
在RFID系统中，这种方法仅适用于只读标签(Read only tag)。
ALOHA系统所采用的多址方式基于TDMA，是一种无规则的时分多址，或者叫随机多址。
用于实时性不高的场合基本思想很简单：当用户想要发送数据帧时，它就可以在任何时候发送。
有可能发生冲突。
冲突导致传输不成功。
得不到确认或者本身侦听到错误。
等待随机长时间重发。
通信量越大，碰撞的可能性也越大。
主要特点是各个标签发射时间不需要同步，是完全随机的，实现起来比较简单。
当标签不多时它可以很好的工作。
缺点就是数据帧发送过程中碰撞发生的概率很大。
经过分析，ALOHA法的最大吞吐率只有18.4％，80％以上的信道容量没有被利用。
对于较小的数据包量，无线信道的大部分时间没有被利用，而随着数据包量的增加，标签碰撞的概率又会明显增加。
2.时隙ALOHA法为了提高接入系统的吞吐量，可将时间划分为一段段等长的时隙，记为T0。
规定数据帧只能在时隙的开始才能发送出去。
如果一个时隙内只有一个站点到达，则该分组会传输成功；如果有多于一个的分组到达，将会发生碰撞。
和纯ALOHA一样，发生碰撞后，各标签仍是经过随机时延后分散重发的。
如果有许多标签处于阅读器的作用范围内，在最不利的情况下，经过多次搜索也可能没有发现序列号，因为没有唯一的标签能单独处于一个时隙之中而发送成功。
因此，需要准备足够大量的时隙，这样做法降低了防碰撞算法的性能。
二防碰撞的基本算法二进制碰撞算法1.树分叉算法ISO18000-6协议中使用的是一种二进制树形防碰撞算法，通过标签内随机产生0、1及内置计数器实现标签的防碰撞。
基本思想是：将处于碰撞的标签分成左右两个子集0和1，先查询子集0，若没有碰撞，则正确识别标签，若仍有碰撞则分裂，把1子集分成10和11两个子集，直到识别子集1中所有标签。
准时隙ALOHA-CDMA信道的检测概率
的模型 ， 推导了在子系统 内部 由于碰撞 冲突对传输 性能 的影响 ， 出了这种准 时隙 Ａ Ｏ Ａ Ｃ Ｍ 给 Ｌ Ｈ — Ｄ Ａ信道 的检测
概率． 结果 表明 ： 这种系统不但可以简化设备 ， 还可 以显著 提高网络 的接收机检 测概率 和信道利 用率 ， 于卫星 对 ＶＡ Ｓ Ｔ系统 、 地面分组无线网络等具 有实用价值． ［ 关键词 ］ Ａ Ｏ Ａ， Ｌ Ｈ 扩频多址 ， 检测概率 ［ 中图分 类号 ］Ｔ ９４ ５ ［ Ｎ １． 文献标识 码］Ａ ［ 文章编号 ］０ １ ６ ６ ２ ０ ）３０ ５ － １０ － １ （０ ８ ０ －０４０ ４ ５
ｔｏ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｔ ｔａ ｓｇ ｉ ｃ ｎｔｐｅ ｏｍ ａ ｃ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ａ ａ ｎ ｄ ｂｙ ｕ ｉｇ ａ ｋｎ ｗｌｄｇ ｎ －ｙ ｅ Ｓｏｔ ｄ－ ｉｎ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｗ ｈａ ｉｎｆ ａ ｒ ｒ ｎ ｅ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｃ ｎ ｂｅ ｇ ｉ ｅ ｓｎ ｃ ｏ ｅ ｍｅ ｔｔｐ ｌｔｅ ・ ｉ ｆ － ＡＬＯ・ ・ ＨＡ・ － ＣＤＭ Ａ ｈ ｎｎ ｌｉ ａｅｌｔ ｃ ａ ｅ ｎ ｓ ｔ ｌｉｅ ＶＳＡＴ ｙ ｔｍ ｓ ｎｄ ｒｄｉ ｃ ｅ ｅｗｏ ｋ ｔ ｏ ｃ ｍｐ ｅ ｉ ｎ ｉ ｈ－ ｎ ｗｉｔ ｆｉ ｓ ｓｅ ａ ａ ｏ ｐａ ｋ ｄ ｎ ｔ ｒ ｓ ｗｉｈ ｌｗ ｏ ｌ ｘｔ ａ ｄ ｈ ｇ － ｙ ｂａ ｄ ｄ ｈ ｅｆ・ －
（ ｃｏｌ ｆ ｈ ｓ ｓａｄＴ ｃ ｎｌ ｙ ａｊ ｇＮ ｒ ａ Ｕ ｉ ｒｉ ， ａｊ ｇ２０ ９ ，Ｃ ｉａ Ｓｈｏ ｏ ｙｉ ｎ ｅｈｏｏ ，Ｎ ｎｉ ｏｍ ｌ ｎｖ ｓｙ Ｎ ｎｉ １０ ７ ｈｎ ） Ｐ ｃ ｇ ｎ ｅ ｔ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｋ ｎ ｆａ ｋ ０ ｌ ｄ ｍｅ ｔｔｐ ｌｔ ｄ ＡＬ ｓｒ ｃ ： ｉ ｄ ｏ ｃ ｎ ｗ ｅ ｇ ｎ － ｅ Ｓ ｏｔ — ＯＨＡ－ ｙ ｅ ＣＤＭＡ ｈ ｎ ｅ ，ｗｈｃ ｓｃ ｌ ｄ ＡＣＫ— ＯＨＡ— ＭＡ ｃ ａ ・ ｃａｎｌ ｉｈ ｉ ａｌ ｅ ＡＬ ＣＤ ｈ ｎ
《计算机网络(第三版)》(谢希仁)答案
《计算机网络（第三版）》（谢希仁）部分习题参考题解1-11解：电路交换所需时间T1 = s+x/b+kd，分组交换所需时间T2 = x/b+d+(k-1)(p/b+d) 根据题意应有T2<T1，即x/b+d+(k-1)(p/b+d)< s+x/b+kd移项后得(k-1)p/b< s1-12解：总时延D = k(p+h)/b+(x/p-1)(p+h)/b = [(k-1)p+hx/p+x+kh-h]/b令D(p)′=(k-1)-hx/(bp2)= 0，解得p =[hx/(k-1)]1/23-06解：忽略帧控制信息的影响并假定信道无差错（p=0），已知对于停止等待协议有：λmax = (1-p)/t T，t T≈t f+2t p，t f = L f/C，其中C为信道容量（b/s），L f为帧长度(bits)。
则由式(3-8）和题意得ρmax =λmax t I = (1-p) t I f/ t T = t f / t T≥0.5即t f /( t f+2t p )≥0.5 →t f≥2t p→L f/C≥2t p→L f≥2t p C代入数值得L f≥160（bits）3-15解：忽略帧控制信息的影响，忽略确认帧长及其处理时间；假定信道无差错（p=0）且发送站始终有数据发送；取卫星信道时延（上行+下行）t p = 0.25 (S)；因为t T是可以连续发送帧的最小周期，故取t T为观察时间。
由已知条件可计算出：帧发送时间t f = L f/C = 2000/106 = 0.002（S），t T = t f +2 t p= 0.502（S）取λ表示帧到达率（帧/S），则在t T内的帧到达率λ(t T）= n/ t T（n为t T内实际到达的帧数），且由式（3-11）和式（3-12）知λ(t T）max≈1/ t f= C/ L f=500(帧/S)，对应n max= t Tλ(t T）max= 251(帧)由式（3-13）知归一化吞吐量（即信道利用率）ρ=λt f =（n t f）/ t T,代入数值后得ρ= n/251（1）W T =1 → n =1 →λ(t T）≈2<λ(t T）max→ρ= 1/251（2）W T =7 → n =7 →λ(t T）≈14<λ(t T）max→ρ= 7/251（3）W T =127 → n =127 →λ(t T）≈254<λ(t T）max→ρ= 127/251（4）W T=255 > n max→ρ= 14-04解：纯ALOHA的最大效率为18.4%，则信道实际有效速率≈0.18×2400= 432b/s，每个终端的发送速率=200/（2×60）= 5/3（b/s）则允许终端数= 432/（5/3）= 259.2≈259（个）时隙ALOHA的最大效率提高到37%，相应允许终端数=259×2 = 518（1）帧长度改变成500 bit后，则每个终端的发送速率= 500/（2×60）= 25/6（b/s）纯ALOHA的允许终端数= 432/（25/6）=103（个），时隙ALOHA为206个（2）纯ALOHA的允许终端数389个，时隙ALOHA为777个（3）纯ALOHA的允许终端数518个，时隙ALOHA为1036个4-05 解：由式(4-4）得P= exp（-G）= exp（-0.5）≈0.614-07解：G=10000×18×125×10-6/（60×60）=1/160（帧/S）4-08解：G= 50×0.04 (s) = 2（1）P = exp（-G）= exp（-2）（2）P[第K+1次发送成功] = exp（-2）×（1- exp（-2））K = 0.135×0.865 K（3）平均发送次数= P+2P (1-P ) +3P (1-P ) 2 + ┄┄ = 1/ P = exp (G) = 7.44-09解：由式（4-4）：P = 0.1= exp(-G)，exp(G) = 10，G≈2.3,S= G×exp(-G) = 0.23 4-10解：G=0.1+0.5+0.2×2 = 1，S = G×exp(-G) = 0.368，P = exp(-G) = 0.368S1= S×(G1/G) = 0.037，S2= S×(G2/G) = 0.184，S3= S4= S×(G3/G) = 0.0734-12 解：由式（4-4）：P = 0.65= exp(-G)，exp(G) = 1.54，G≈0.43,S= G×exp(-G) = 0.284-15解：端到端传播时延τ=5×10-6×4=0.02（ms）帧发送时间T0=1000/（5×106）= 0.2（ms）a=τ/ T0=0.02/0.2=0.1由式（4-26）知S max=1/(1+4.44a) =1/1.444≈0.69由式（4-24）S= T0/T A V ，求出成功发送一帧所需时间T A V =0.2/0.69≈0.29（ms）则系统平均最大帧发送速率= 1/ T A V≈ 3450（帧/S）每个站平均最大帧发送速率=3450/100 = 34.5（帧/S）4-16解：（1）τ= 5×10-6×1= 0.005（ms），a =τ/ T0=0.005/0.2 = 0.025S max=1/(1+4.44a)≈0.9，每个站平均最大帧发送速率=44.5（帧/S）（2）T0=1000/（10×106）= 0.1（ms），a =0.02/0.1= 0.2，S max=1/(1+4.44a)≈0.53 每个站平均最大帧发送速率= 53（帧/S）（3）T0=10000/（5×106）=2（ms），a=0.02/2 = 0.01，S max=1/(1+4.44a)≈0.958 每个站平均最大帧发送速率= 4.8（帧/S）4-20解：接收码元与站A的码元内积= +8/8 = +1，故A发送了1接收码元与站B的码元内积= -8/8 = -1，故B发送了0接收码元与站C的码元内积= 0/8 = 0，故C未发送接收码元与站D的码元内积= +8/8 = +1，故D发送了15-05 解：以太网使用的是截断式二进制指数退避算法，其退避等待时间t=R×（2τ），R=[0,1,┄,2K-1]，K=Min[n,10]，n≤16为本帧已冲突次数。
通信网的组成
通信网的组成（用户通信终端）（物理传输链路）（链路的汇聚点）通信网分类（固定电话网）（移动通信网）（A TM网络）（局域网）网络有（子网）：（A TM网络）（X2.5分组数据网）（PSTN公用电话交换网）（ISDN综合业务数字网）（移动通信网|卫星通信网）（FDDI光纤分布式数据接口环网）（局域网）（高速骨干核心网）数据传输链路：在物理传输媒介上利用一定的传输标准形成的传输规定速率（和格式）的数据比特通道。
数据传输链路分为（接入链路）（网络链路）接入链路的形式（Modem链路）（xDSL链路）（ISDN链路）（无线链路）（局域网链路）网络链路的形式（帧中继）（SDH）（WDM）数据传输网络的功能：通过网络中的交换机（或路由设备）为运载用户业务的分组，选择合适的传输链路，从而使这些分组迅速可靠地传送到目的用户。
数据传输网络有（分组交换网）（A TM网）全网互连基本条件（全网统一编址）（路由算法）通信协议：通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的数据通信系统，要使其能协同工作实现信息交换和资源共享，它们之间必须具有共同的语言。
交流什么、怎样交流及何时交流，都必须遵循某种互相都能接受的规则。
运输层协议（TCP）（UDP）应用层协议（文件传送协议FTP）（简单邮件传送协议SMTP）（远程登录协议TELNET）（域名服务DNS）（网络新闻传送协议NNTP）（超文本传送协议HTTP）（简单网络管理协议SNMP）三种组帧方式（面向字符的组帧技术）（面向比特的组帧技术）（采用长度计数的组帧技术）常用的检错方法（奇偶校验）（循环冗余校验CRC）自动请求发端重发ARQ：收端收到一帧后，经过CRC检验，如果发现该帧传输有误，则通过反馈信道以某种反馈规则通知发端重复上述过程，直到收端收到正确的帧为止。
保证自动重传协议的（正确性）（有效性）返回n-ARQ：发端在没有收到对方应答的情况下，可以连续发送n帧。
收端仅接收正确且顺序连续的帧，其应答中的RN表示RN以前的所有帧都已正确接收。
ALOHA[试题]
![ALOHA[试题]](https://img.taocdn.com/s3/m/4ecf7c64f342336c1eb91a37f111f18583d00caf.png)
Aloha百科名片1.000预约ALOHA1.000预约ALOHA展开0由来0英文缩写: Aloha 0中文译名: Aloha协议0分类: 运营与支撑0解释: Aloha协议或称Aloha技术、Aloha网，是世界上最早的无线电计算机通信网。
它是1968年美国夏威夷大学的一项研究计划的名字。
70年代初研制成功一种使用无线广播技术的分组交换计算机网络，也是最早最基本的无线数据通信协议。
取名Aloha，是夏威夷人表示致意的问候语，这项研究计划的目的是要解决夏威夷群岛之间的通信问题。
Aloha网络可以使分散在各岛的多个用户通过无线电信道来使用中心计算机，从而实现一点到多点的数据通信。
0背景0第一个使用无线电广播来代替点到点连接线路作为通信设施的计算机系统是夏威夷大学的ALOHA系统。
0ALO HA系统模型0它始建于1971年，这个系统所采用的技术是地面无线电广播技术，采用的协议就是有名的ALOHA协议，叫做纯ALOHA(Pure ALOHA)。
以后，在此基础时隙ALO HA吞吐量0ALOHA协议的思想很简单，只要用户有数据要发送，就尽管让他们发送。
当然，这样会产生冲突从而造成帧的破坏。
但是，由于广播信道具有反馈性，因此发送方可以在发送数据的过程中进行冲突检测，将接收到的数据与缓冲区的数据进行比较，就可以知道数据帧是否遭到破坏。
同样的道理，其他用户也是按照此过程工作。
如果发送方知道数据帧遭到破坏（即检测到冲突），那么它可以等待一段随机长的时间后重发该帧。
0对于局域网LAN，反馈信息很快就可以得到；而对于卫星网，发送方要在270ms 后才能确认数据发送是否成功。
通过研究证明，纯ALOHA协议的信道利用率最大不超过18.4%（1/2e）。
0纯ALOHA协议的工作原理和特点0工作原理：站点只要产生帧，就立即发送到信道上；规定时间内若收到应答，表示发送成功，否则重发。
0重发策略：等待一段随机的时间，然后重发；如再次冲突，则再等待一段随机的时间，直到重发成功为止0优点：简单易行0缺点：极容易冲突0竞争系统：多个用户以某种可能导致冲突的方式共享公用信道的系统纯ALOHA协议性能分析0T0 帧的发送时延0吞吐量S 在帧的发送时间T0内成功发送的平均帧数0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）。
计算机网络原理知识点整理-计算题
计算机网络原理知识点整理-计算题(总16页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除04741计算机网络原理知识点整理-计算题> 物理层 > 数据通信技术 > 数据传输速率:数据传输速率 = 比特率(bps) = 数据传输速率 = 信道容量信号调制速率 = 波特率(Baud) = 码元速率 = 信号传输速率调制电平数 = 信号编码级数 = 码元所取有效离散值个数 = 码元中bit数量奈奎斯特定律(无噪声):采样频率(Hz) = 码元速率(波特率)(Baud) = 2 * 信道带宽(Hz) 数据传输速率(比特率)(bps) = 采样频率(Hz) * log2^调制电平数数据传输速率(比特率)(bps) = 2 * 信道带宽(Hz) * log2^调制电平数数据传输速率(比特率)(bps) = 码元速率(波特率)(Baud) * log2^调制电平数香农定律(有噪声):数据传输速率(比特率)(bps) = 信道带宽(Hz) * log2^(1 + S/N(信号功率/噪声功率=信噪比))分贝数=10×log10(S/N)*通信时隙时间 = 2 * 链路长度(m) / 信号传播速率(m/s) *通信时隙时间 = 最小帧长度(bit) / 数据传输速率(b/s)> 物理层 > 数据编码 > 模拟信号的数字编码:脉码调制PCM (模拟数据的数字信号编码)脉冲编码调制(Pulse Code Modulation)，简称PCM脉码调制是对连续变化的模拟信号进行采样、量化、编码后转换为数字信号的一种调制方式。
采样频率至少为模拟信号最高频率的2倍量化级 = 描述模拟信号数据需要多大的二进制数据量化级对应的二进制位数 = 量化位数 = 采样位数 = 抽样位数采样位数 = log2^量化级个数 (8 = log2^256)> 数据链路层 > 差错控制 > 循环冗余码(CRC):CRC码字由两部分组成,前部分是信息码,后部分是校验码(冗余码/CRC码)冗余码(CRC码)计算方法:1, 信息码后补0,个数是生成多项式G(X)的最高次幂2, 补0后的信息码除以G(X)(除法中所用减法是模2减法/没有借位减法/异或) 3, 除法得到比除数少一位的余数,即为冗余码(如果余数位少,前补0) 多项式:x5+x3+x+1 = 101011检错能力:1, 可检测出所有奇数位错误2, 可检测出所有双比特的错误3, 可检测出所有小于等于校验位长度的连续错误设利用12MHz的采样频率对信号进行采样，若量化级为4，试计算出在无噪声信道中的数据传输速率和所需的信道带宽。
aloha协议
aloha协议Aloha协议。
Aloha协议是一种用于多点数据传输的协议，最早由夏威夷大学提出。
它是一种简单而有效的协议，适用于无线网络、卫星通信等多点传输场景。
Aloha协议的提出对后来的网络通信协议设计产生了深远的影响，本文将对Aloha协议的原理、特点和应用进行介绍。
Aloha协议的原理非常简单，它允许多个发送方在同一信道上进行数据传输。
当一个发送方有数据要发送时，它就直接发送出去。
如果发送的数据没有发生冲突，那么接收方就能够正确接收到数据；如果发生了冲突，发送方会在一段随机的时间后重新发送数据。
这种随机的重传机制使得Aloha协议具有一定的抗干扰能力，能够在一定程度上提高数据传输的成功率。
Aloha协议有两种不同的实现方式，分别是纯Aloha和载波监听多点接入协议（CSMA）。
纯Aloha是最早提出的版本，它的特点是发送方在发送数据之前不会进行任何检测，直接发送出去。
而CSMA协议则是在发送数据之前会先监听信道，如果信道上有其他数据正在传输，就会等待一段时间再进行发送。
CSMA协议相对于纯Aloha来说，能够减少冲突的发生，提高了信道的利用率。
Aloha协议的应用非常广泛，特别是在无线传感器网络、卫星通信、无线局域网等领域有着重要的地位。
在无线传感器网络中，由于节点分布广泛，很难进行集中式的调度，因此Aloha协议能够很好地满足节点之间的数据传输需求。
在卫星通信领域，Aloha协议能够有效地提高卫星通信系统的数据传输效率，降低成本。
在无线局域网中，Aloha协议也被广泛应用，特别是在低负载情况下，能够提供较高的信道利用率。
总的来说，Aloha协议作为一种简单而有效的多点数据传输协议，对于无线网络、卫星通信等领域有着重要的意义。
它的成功应用不仅促进了相关领域的发展，也为后续的通信协议设计提供了有益的借鉴。
随着通信技术的不断发展，相信Aloha协议在未来会有更广泛的应用。
时隙ALOHA
纯ALOHA算法
纯 ALOHA算法（PA）是 ALOHA类算法中最基础、最易实现的一种随机性标签防碰撞算法，也就是说该算法对 标签的识别是基于随机概率的，所以不能保证所有标签都能被识别出来，所以这类算法应用领域比较少，只应用 在一些标签数量较少且简单的只读标签中。
图1纯 ALOHA算法碰撞原理示意图PA算法的工作原理是基于“标签先发言机制”的方法，也就是说标签进入 阅读器产生的磁场区域后，通过天线接收到电磁波而被激活，激活后的标签主动向阅读器发送消息，这个主动发 送不受时间的先后限制。如果标签未能被阅读器所成功接收，也就是说此时时间信道内有多个标签在传输数据， 由于信道的限制和某些因素产生了数据间的碰撞，一旦此情况发生，阅读器会发送一指令命令所有标签延迟发送 数据。由于标签发送数据时间的随机性和延迟时间的随机性，使得信道内标签的数据呈现三种形式，即完成碰撞、 部分碰撞和成功识别。如下图1所示为纯 ALOHA算法的碰撞原理图。阅读器识别范围内有三个标签，当标签 1和 标签 2发生碰撞后，阅读器命令他们随机延迟一段时间后再发送消息，直到阅读器检测出只有一个标签3与其通 信，则成功识别出该标签。
重要参数
（1）G：表示系统的输入负载，即 T时间内所有标签 N向阅读器发送的总的数据包量。
（2）S：表示系统的吞吐率，也称为识别效率，即所有标签成功传送的、有效的总的数据包量，也就是在时 间 T内标签与阅读器成功通信的平均次数，因此吞吐率S等于 G与成功传送概率的乘积。对于 RFID系统内标签与 阅读器来说，S=1表示每个标签的数据都被成功传送给阅读器，没有发生标签碰撞的情况；S=0表示数据在传送过 程中发生了碰撞，阅读器没有接收到任何数据信息，也可能是无数据传输的情况。由此可以看出，在 RFID系统 中，系统的吞吐率与信道的利用率和标签成功传输的机率成正比关系，与数据错误传输的机率成反比关系。
信道共享技术
每个站需要的带宽是： 1000100=10b/s 因此 N=10304101030 所以最多可以有1030个站即N的最大值是1030
轮询和随机接入的比较
1当站数较少时纯ALOHA时延较小 当站数较多时轮询的时延较小
多
路
接
入
随
纯ALOHA协议
机 接 入
工作原理：站点只要产生帧就立即发送到信道上；规定时间内若 收到应答表示发送成功；否则重发
重发策略：等待一段随机的时间然后重发；如再次冲突则再等待 一段随机的时间直到重发成功为止
方
缺点：极容易冲突
式
性能：网络负载 0. 5 吞吐量 0. 184
N
N-1
2
1
1 帧长变为500bit 2 终端每3分钟发送一个帧 3 线路速率改为4800b/s
解： 每个终端需要的带宽＝200/2*60 =5/3 b/s
纯ALOHA： 信道的可用带宽=0.184*2400 b/s=441.6 b/s 可连接的终端数= 441.6 / 5/3 = 265个
时隙ALOHA： 信道的可用带宽=0.368*2400 b/s=883.2 b/s 可连接的终端数= 883.2 / 5/3 = 530个
2纯ALOHA受约束少通信量强度小的时候 可以得到比较小的时延
轮询系统对每个站的发送时机都有严格限制所以通信量强度 增大时各站不会互相干扰仍然能一个一个地发不会冲突
通信量强度大的时候时延特性好
3站数多的时候轮询不会出现不稳定现象 而两种ALOHA都有不稳定区域
4传播时延大的时候主要用ALOHA及其派生系统
A1
B1
基于捕获与退避的多信道时隙ALOHA协议性能分析
ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｌ ａ ｙ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ ａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｗｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｓ ｄ ｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎ ｔ Ｏ ｉ ｌ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ， ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ａ ｐ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ，ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｏ ｆ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｏ ｆ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｌｓ ａ ．Ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ｌ ａ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ
ｃ ａ ｐ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｂ ａ ｃ ｋ ｏ ｆ ，ｓ ｏ ｍｅ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ，ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｐ ｕ ｔ
Ａｕ ｇ ．２ ０ １ ３
文章编号 ： ０ ２ ５ ８ － ２ ７ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ７ ６ １ － ０ ８
基 于 捕获 与退 避 的 多信 道 时 隙 Ａ Ｌ ＯＨＡ 协 议 性 能 分 析
杨 柳 ， 范平 志 ， 郝 莉
（ 西南交通 大学信息 编码 与传输 省重点实验室 ，四川 成都 ６ １ ０ ０ ３ １ ） 摘 要： 为 拓展 对基 于功率捕获和退避重发 的多信道 时隙 Ａ Ｌ Ｏ ＨＡ协议 理论分析 ， 对该 协议 的数 据包接入 成功
ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ｌ ｅ ａ ｄ ｔ ｏ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｐ ｕ ｔ ，ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｅ ｒ ｄ ｅ ｌ ａ ｙ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ；ｔ ｈ ｅ ｌ ｒｇ ａ ｅ ｒ ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｏ ｆ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｓ ａ ｌ ｓ ｏ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｒ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｐ ｕ ｔ ，ｓ ｈ ｏ ｔ ｒ ｅ ｒ ｄ ｅ ｌ ａ ｙ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｓ Ｕ Ｃ Ｃ Ｅ Ｓ Ｓ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ．Ｔ ｈｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｆ
计算机通信与网络_第3章习题解答
第三章习题解答3.1 简述数据链路层的功能。
答：数据链路层是在物理层提供的比特流传送服务的基础上，通过一系列的控制和管理，构成透明的、相对无差错的数据链路，向网络层提供可靠、有效的数据帧传送的服务。
其主要功能包括：链路管理，帧定界，流量控制，差错控制，数据和控制信息的识别，透明传输，寻址。
3.2 试解释以下名词：数据电路，数据链路，主站，从站，复合站。
答：数据电路是一条点到点的，由传输信道及其两端的DCE构成的物理电路段，中间没有交换节点。
数据电路又称为物理链路，或简称为链路。
数据链路是在数据电路的基础上增加传输控制的功能构成的。
一般来说，通信的收发双方只有建立了一条数据链路，通信才能够有效地进行。
在链路中，所连接的节点称为“站”。
发送命令或信息的站称为“主站”，在通信过程中一般起控制作用；接收数据或命令并做出响应的站称为“从站”，在通信过程中处于受控地位。
同时具有主站和从站功能的，能够发出命令和响应信息的站称为复合站。
3.3 数据链路层流量控制的作用和主要功能是什么？答：流量控制简称“流控”，是协调链路两端的发送站、接收站之间的数据流量，以保证双方的数据发送和接收达到平衡的一种技术。
在计算机网络中，由于接收方往往需要对接收的信息进行识别和处理，需要较多的时间，通常发送方的发送速率要大于接收方的接收能力。
当接收方的接收处理能力小于发送方的发送能力时，必须限制发送方的发送速率，否则会造成数据的丢失。
流量控制就是一种反馈机制，接收方随时向发送方报告自己的接收情况，限制发送方的发送速率。
保证接收方能够正常、有序地接收数据。
3.4 在停止-等待协议中，确认帧是否需要序号？为什么？答：在停止-等待协议中，由于每次只确认一个已经发送的帧，确认帧可以不需要序号。
但在一些特殊情况下会出现问题。
如果发送方在超时重发一个帧后又收到了迟到的确认，就不能确定该应答是对哪一个帧的确认，并可能导致随后的传送过程重新差错。
3.5 解释为什么要从停止-等待协议发展到连续ARQ协议。
RFID习题(含答案)
RFID习题（含答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、奇偶效验位值的选取原则是使码字内（）的个数为奇数和偶数A、2B、1C、0正确答案：B2、由于ASK调制时，其包络线与基带信号成正比，因此采用包络检波，就可以复现信号，这种方法无须同频、同相的副载波基准信号，所以称为（）解调。
A、非相干B、相干C、psk正确答案：A3、RFID技术因其（）识别特性及同时能识别多个个体的特点而具备应用范围广，系统运用效率高，成本低的优势A、体积小B、廉价C、非接触正确答案：C4、（）是最简单的基带数字信号波形。
A、单极性矩形脉冲B、单极性归零码C、双极性矩形脉冲正确答案：A5、高频系统的工作频率范围（）A、>300MHZB、30～300KHZC、3～300MHZ正确答案：C6、低频标签的工作频率范围为（）A、2.45GHzB、3-30MHzC、30-300KHz正确答案：C7、时隙Aloha算法的信道最大吞吐量约为纯Aloha算法信道最大吞吐量的几倍？A、2B、1.5C、3正确答案：A8、（）是信息传输中使用得较早的一种调制方式。
A、PSKB、FSKC、副载波正确答案：B9、全球三大RFID标准体系有A、以上都是B、ISOC、EPCglobalD、UID正确答案：A10、以2倍数据时钟频率，读入的密勒码为1000 0110 0011 1000，其对应的NRZ码值为（）。
A、1011 1100B、1011 0010C、1110 1010正确答案：B11、脉冲调制是指将数据的（）码变换为更高频率的脉冲串A、NRZB、NPCC、NBA正确答案：A12、（）码具有较强的检错能力，且硬件实现简单A、CRCB、奇偶效验码C、线性分组码正确答案：A13、RFID的特点中有数据记忆容量（）的特点A、大B、适中C、小正确答案：A14、调制就是按调制（）去改变载波的某些参数的过程。
A、信号的变化规律B、频谱的搬移C、不同的频率正确答案：A15、（）是负责对物联网收集到的信息进行处理、管理、决策的后台计算处理平台A、感知层B、物理层C、云计算平台正确答案：C16、典型的工作频率有（） kHz、225 kHz和13. 56 MHzA、123B、256C、125正确答案：C17、（）利用磁性载体记录字符与数字信息，用来识别身份或其他用途。
aloha协议
竭诚为您提供优质文档/双击可除aloha协议篇一：aloha协议的性能分析aloha系统性能分析每个用户可以在任意时刻发达自己的帧，发送一帧需要t时间，发送失败的用户会重传帧。
设两者合并起来的帧发送过程是一个泊松过程，到达率为t时间内到达g帧。
显然g必须小于1。
网络的吞吐量s=g*p0，其中p0为一帧成功发送的概率从上图可以看出，当某用户在t0+t时刻发送帧时，当且仅当[t0,t0+2t]时段内没有其他用户发送帧，因此p0=p{[t0,t0+2t]时段内没有其他用户发送帧}=p{k=0}=(g*2)keg*2/k!|k0=e2g2g所以s=g*e当g=0.5时，取最大值0.5e-1=0.184优化方案：每个用户只能在固定的时隙点才能发送帧，即在0，t,2t,3t,…这些点才能发送或重传帧。
则当某用户在t0+t时刻发送帧时，当且仅当[t0,t0+t]时段内没有其他用户想发送帧即可。
所以p0=p{[t0,t0+t]时段内没有其他用户发送帧}=p{k=0}=gkeg/k!|k0=e所以s=g*egg当g=1时，取最大值e-1=0.368p0表示在对应时间段内没有用户发送帧的概率，即p0表示某用户发送成功的概率，1-p0为发送失败的概率。
对于该用户，它发送k次才能成功的概率等于p0*(1-p0)k-1.平均发送次数为p0*(1p0)k1k11egp0说明发送成功需要的发送次数与到达率有指数关系篇二：aloha协议介绍aloha协议和它的后继者csma/cd都是随机访问或者竞争发送协议。
随机访问意味着对任何站都无法预计其发送的时刻；竞争发送是指所有发送的站自由竞争信道的使用权。
aloha协议或称aloha技术、aloha网，是世界上最早的无线电计算机通信网。
aloha协议的思想很简单，只要用户有数据要发送，就尽管让他们发送。
当然，这样会产生冲突从而造成帧的破坏。
但是，由于广播信道具有反馈性，因此发送方可以在发送数据的过程中进行冲突检测，将接收到的数据与缓冲区的数据进行比较，就可以知道数据帧是否遭到破坏。
计算机网络名词解释
1.计算机网络可以向用户提供哪些功能答：数据传输：资源共享：分布处理功能2.简述分组交换的要点。
答：在分组交换网络中，采用存储转发方式工作，数据以短的分组形式传送。
如一个源站有一个长的报文要发送，该报文就会被分割成一系列的分组。
每个分组包含用户数据的一部分加上一些控制信息。
分组交换网的主要优点：①高效。
②灵活。
③迅速。
④可靠。
缺点：分组在节点转发时因排队而造成一定的延时;分组必须携带一些控制信息而产生额外开销;5.网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？答：(1)语法：数据与控制信息的结构或格式。
(2)语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作及执行何种响应。
(3)同步：事件实现顺序的详细说明。
6.客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方？答：前者严格区分服务和被服务者，后者无此区别。
后者实际上是前者的双向应用。
7.衡量计算机网络有哪些常用的指标？答：速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率。
8.协议与服务有何区别？有何联系？答：联系：协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。
在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务，而要实现本层协议，还需要使用下面一层提供服务。
协议和服务的概念的区分：1、协议的实现保证了能够向上一层提供服务。
本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。
下面的协议对上面的服务用户是透明的。
2、协议是“水平的”，即协议是控制两个对等实体进行通信的规则。
但服务是“垂直的”，即服务是由下层通过层间接口向上层9.简要说明因特网的面向连接服务如何提供可靠的传输。
答：在面向连接方法中，在两个端点之间建立了一条数据通信信道（电路）。
这条信道提供了一条在网络上顺序发送报文分组的预定义路径，这个连接类似于语音电话。
发送方与接收方保持联系以协调会话和报文分组接收或失败的信号。
12.Interent网际协议有几层？答：TCP/IP参考模型：应用层，传输层，网际层，网络接口层。
时隙aloha算法
时隙aloha算法时隙Aloha算法（Slotted Aloha）是一种多路访问协议，用于在无线电信道上进行通信。
它是Aloha算法的改进版本，通过将时间分成固定的时隙来提高系统吞吐量和数据传输效率。
在本文中，我们将介绍时隙Aloha算法的工作原理、性能、应用及其与其他协议的比较等方面。
1.时隙Aloha的工作原理时隙Aloha使用固定的时隙来进行数据传输。
这些时隙通常是等长的，并且每个时隙都用于传输一个固定大小的数据包。
当一个节点想要发送数据时，它必须等待下一个可用的时隙，并在该时隙中传输数据包。
如果在同一时隙中，多个节点进行了数据传输，它们的信号将相互干扰，导致数据包丢失。
当一个节点在发送数据包时，它会向其他节点发送ACK（确认）信号，以确认接收到的数据包。
如果一个节点未能收到ACK，则它将等待下一个时隙，并重新发送相同的数据包。
如果其他节点在同一时隙内发送了数据包，则它们的信号将相互干扰，导致数据包丢失。
在这种情况下，发送节点仍然等待确认信号，并在下一个可用的时隙中重新发送数据包。
2.时隙Aloha的性能时隙Aloha算法的性能比Aloha算法更好，因为它将时间分成固定的时隙，并限制了每个时隙的数据传输量。
这有助于减少发生碰撞的机会，提高了数据传输的效率。
然而，实际上，时隙Aloha的性能也受到许多因素的影响，例如节点的数量、数据包大小、时隙长度以及信道质量等等。
如果节点数量过多，可能会导致过多的碰撞，从而影响网络的性能。
相反，如果节点数量太少，则可能导致时间浪费，并减少网络的吞吐量。
3.时隙Aloha的应用时隙Aloha算法在许多无线电通信系统中得到了广泛应用，例如移动电话通信、卫星通信和无线局域网等等。
这些系统需要许多节点在相同的信道上进行通信，时隙Aloha算法提供了一个简单而有效的多路访问协议以支持它们。
4.与其他协议的比较与CSMA / CD和CSMA / CA等协议相比，时隙Aloha 算法具有更少的复杂性，并具有更高的吞吐量。
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分隙ALOHA协议
72年Robert提出。 基本思想： 把信道时间划分成离散的时间隙，隙长为一个帧
所 需的发送时间。每个站点只能在时隙开始时才允
许发 送。其他过程与纯ALOHA协议相同。
时隙ALOHA协议的信道效率
冲突危险区是纯ALOHA的一半，所以 S = G e-G
当G =1.0时， Smax = 0.368。 与纯ALOHA协议相比，降低了产生冲突的概
率，信道利用率最高为36.8%。
2. 载波监听多路访问协议CSMA
CSMA（Carrier Sense Multiple Access Protocols）
是在ALOHA协议的基础上提出来。 主要区别：增加一个载波监听协议（发送前监
“非坚持”：一旦监听到信道忙，就不再坚持听下去， 而是延迟一段随机时间后重新再监听。
1-坚持型CSMA（1-persistent CSMA）
“坚持”：在监听到信道忙时，仍坚持听下去， 一直监到信道空闲为止。
原理：
优点：减少了信道空闲时间； 缺点：增加了发生冲突的概率；
传播延迟的影响
传播延迟越大，发生冲突的可能性越大，协议 性能越差。
非坚持型CSMA（non-persistent CSMA）
纯ALOHA协议
70年美国夏威夷大学提出。用于地面分组无线 电系统。
基本思想：
每个站可随时发送数据帧，然后监听信道看是 否产生冲突，若产生冲突，则等待一段随机的 时间重发，直到重传成功为止。
设发送一帧所需时间为T（帧时），且帧长固 定。
一个帧发送成功的条件：
必须在该帧发送前后各一段时间T内（一共有 2T 的时间间隔）没有其它帧发送。
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隙； 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。
• 动态分配 – 信道分配模型的五个基本假设： »站点模型：每个站点是独立的，并以统计固
计算机网络
COMPUTER NETWORKS
第6章 局域网与介质访问子层
局域网概述 局域网产生的原因 – 80年代，微型机发展迅速，彼此需要相互通信（近距离）， 共享资源； – 功能分布：分布式计算，分布式数据库。 定义 – 局域网是一种将小区域内的各种通信设备互连在一起的通
– 双绞线 – 基带同轴电缆 – 光纤 – 无线
6.3.1 信道分配问题
•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。 多用户共享单一信道，并由此产生冲突，这
样的系统称为竞争系统； 关键问题：如何解决对信道争用。
听）。站点在为发送帧而访问传输信道之前， 首先监听信道有无载波，若有载波，说明已有 用户在使用信道，则不发送帧以避免冲突。 主要类型： 非坚持型CSMA（non-persistent CSMA） 1-坚持型CSMA（1-persistent CSMA） p-坚持型CSMA（p-persistent CSMA）
信网络。
局域网的三个属性 – 局域网是一种通信网络； – 通信设备是广义的； – 在一个小区域内。
局域网的基本特点
– 高数据传输率（10 〜 1000 Mbps） – 短距离（0.1 〜 10 km） – 低出错率（10-8 〜 10-11） 局域网拓扑结构
– 星型结构 – 环型结构 – 总线型结构 – 树型结构 传输介质
6.3.2 多路访问协议
定义：控制多个用户共用一条信道的协议。 1. ALOHA协议 70年代，Norman Abramson设计了
ALOHA协议。 目的：解决信道的动态分配，基本思想可用于
任何无协 调关系的用户争用单一共享信道使用权的系统； 分类：纯ALOHA协议和分隙ALOHA协议。
定的速率产生帧，一帧产生后到被发送走之前， 站点被封锁； »单信道假设：所有的通信都是通过单一的信 道来完成的，各个站点都可以从信道上收发信 息； »冲突假设：若两帧同时发出，会相互重叠， 结果使信号无法辨认，称为冲突。所有的站点 都能检测到冲突，冲突帧必须重发； »连续时间和时间分隙（确定何时发送）； »有载波监听和无载波监听（确定能否发送）。
纯ALOHA协议的信道效率
0≤S≤1 。
若S = 0，意味着信道上无成功数据帧传送； 若S = 1，意味着数据帧一个接一个传送，帧间
无空隙。
网络负载G ：在帧时T内总共发送的平均帧数
（包含发 送成功和未成功）。显然： G ≥S。 若G = S，意味着信道上数据帧不产生冲突。 在稳定状态下：
•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。
信道分配方法
有两种: 静态分配和动态分配。 • 静态分配 – 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
G=S+R 其中， R为帧时T内重发的平均帧数；
假设：帧长固定，无限个用户，按泊松分布产 生新帧，
平均每个帧时产生S 帧（0 < S < 1）；发生 冲突重传。
在2T内产生冲突的概率为1 - e-2G， 因此，在2T内重发的平均帧数为R = G (1 -
e-2G )
G = S + R = S + G (1 - e-2G ) ∴ S = G e-2G 帧当G =0.5时， Smax = 0.184。一般实际选