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  • 一、 局域网、 二、 局域网 拓扑结构、 三、 局域网 传输介质、 四、 局域网 介质访问控制方法、 五、 局域网 分类、 六、 IEEE 802 标准、 六、 数据链路 LLC、MAC 子





    一、 局域网



    局域网 ( Local Area Network , LAN ) 概念 : 某一区域内 , 多台计算机互连组成的 计算机组 , 使用 广播信道 ;

    • 信道类型 说明 :广播信道 相对的是 点对点信道 ;


    局域网 特点 :

    ① 地理范围 : 局域网覆盖范围小 , 只在一个相对独立的局部范围连接 , 如 一栋楼 , 一所学校 ;

    ② 速率高 : 局域网 使用 专门的 传输介质 , 如 双绞线 , 同轴电缆 , 进行联网 , 信道传输速率高 , 10Mb/s ~ 10Gb/s ;

    ③ 可靠性 : 延迟低 , 误码率低 , 可靠性高 ;

    ④ 站点关系 : 局域网中各个站点平等 , 共享传输信道 ;

    ⑤ 通信方式 : 局域网 多采用 分布式控制 , 广播式通信 , 可以进行 广播 , 组播 ;



    局域网 的 主要因素 :

    • 网络拓扑
    • 传输介质
    • 介质访问控制方法




    二、 局域网 拓扑结构



    局域网 拓扑结构 : 推荐使用 总线型拓扑结构 ;

    • 星型拓扑
    • 总线型拓扑
    • 环形拓扑
    • 树形拓扑


    星型拓扑 : 中间是集线器 ;

    ① 优点 : 任意两台主机之间通信 , 只需要两个步骤 ; 传输速度快 , 组网简单 ,控制管理简单 ;

    ② 缺点 : 星型拓扑 可靠性低 , 网络共享能力差 , 存在单点故障问题 ;

    在这里插入图片描述



    总线型拓扑 ( 推荐 ) 优点 : 网络可靠性高 , 节点响应速度快 , 共享资源能力强 , 设备投入量少 , 成本低 , 安装使用方便 ; 单个工作站点出现故障时 , 对整个网络没有影响 ; ( 全是优点 )

    在这里插入图片描述



    环形拓扑 :

    ① 优点 : 节省 通信设备 , 线路 ;

    ② 缺点 : 存在单点故障问题 ; 扩充难度大 , 系统响应延迟大 , 信息传输效率低 ;

    在这里插入图片描述



    树形拓扑 :

    ① 优点 : 拓展容易 , 易于隔离故障 ;

    ② 缺点 : 单点故障 ;

    在这里插入图片描述





    三、 局域网 传输介质



    局域网 传输介质 :

    ① 有线局域网 :

    • 双绞线
    • 同轴电缆
    • 光纤

    ② 无线局域网

    • 电磁波




    四、 局域网 介质访问控制方法



    局域网 介质访问控制方法 :

    ① CSMA / CD : 载波监听多点接入 / 碰撞检测 协议 ;

    • 网络类型 : 总线型局域网 , 树形网络 ;

    ② 令牌总线 :

    • 应用网络类型 : 总线型局域网 , 树形网络 ;
    • 物理拓扑结构 : 总线型 / 树型 拓扑结构 ;
    • 逻辑拓扑结构 : 将 总线型 / 树型 网络 中各个主机 按照一定顺序 排列成 逻辑环 ;
    • 工作机制 : 只有持有 令牌 的主机 , 才能控制总线 , 有发送数据的权利 ;

    ③ 令牌环 : 用于 环境拓扑结构 , 令牌环网 ;





    五、 局域网 分类



    局域网 分类 :

    ① 以太网 : 最广泛的局域网 ;

    • 类型 : 标准以太网 ( 10Mbps ) , 快速以太网 ( 100Mbps ) , 千兆以太网 ( 1000Mbps ) , 10G 以太网 ;

    • 标准 : 符合 IEEE 802.3 标准规范 ;

    • 物理拓扑 : 星型拓扑 , 或 拓展星型 拓扑

    • 逻辑拓扑 : 总线型

    • 介质访问控制方法 : CSMA / CD ;

    ② 令牌环网 : 一个节点挂了 , 整个网络瘫痪 , 已经淘汰 ;

    • 物理拓扑 : 星型拓扑
    • 逻辑拓扑 : 环形拓扑

    ③ FDDI 网 : Fiber Distribute Data Interface , 光纤分布式数据接口 ;

    • 物理拓扑 : 双环拓扑结构
    • 逻辑拓扑 : 环形拓扑结构

    ④ ATM 网 : Asynchronous Transfer Mode , 新型单元交换技术 , 使用 53 字节固定长度单元进行交换 ;

    ⑤ 无线局网 : Wireless Local Area Network , ALAN , 使用 IEEE 802.11 标准 ;





    六、 IEEE 802 标准



    IEEE 802 标准 :

    ① IEEE 802.3 标准 : 以太网介质访问控制协议 ( CSMA/CD ) , 及 物理层技术规范 ;

    ② IEEE 802.5 标准 : 令牌环网 介质访问控制协议 , 及 物理层技术规范 ;

    ③ IEEE 802.8 标准 : 光纤技术咨询组 , 提供光纤联网技术咨询 ;

    ④ IEEE 802.11 标准 : 无线局域网 介质访问控制协议, 及 物理层技术规范 ;





    六、 数据链路层 LLC、MAC 子层



    IEEE 802 标准中 , 将数据链路层划分为

    • 逻辑链路层 LLC 子层
    • 介质访问控制 MAC 子层


    逻辑链路层 LLC 子层 :

    ① 功能 :

    • 识别 网络层 协议 , 对网络层数据进行封装 ;
    • LLC 报头 通知 数据链路层 , 收到帧后 , 如何处理数据包 ;

    ② LLC 子层为网络层 提供的服务 :

    • 无确认无连接服务
    • 面向连接服务
    • 有确认无连接服务
    • 高速传输服务


    介质访问控制 MAC 子层 :

    ① 功能 :

    • 数据帧 封装 / 卸装
    • 帧的 寻址 识别
    • 帧 的 发送 接收
    • 链路管理
    • 帧差错控制

    ② 意义 : MAC 子层 屏蔽了 不同物理链路的差异性 ;

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  • 介质访问控制:用来决定广播信道中信道分配的协议属于数据链路的一个子 信道划分介质访问控制 多路复用:通过在一条介质上同时携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率,把多个信号组合在一条物理信道上...

    3、1介质访问控制

    介质访问控制:用来决定广播信道中信道分配的协议属于数据链路层的一个子层

    信道划分介质访问控制

    多路复用:通过在一条介质上同时携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率,把多个信号组合在一条物理信道上进行传输

    信道划分实质上就是通过分时、分频、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

    频分多路复用(FDM)

    频分多路复用是一种将多路基带信号调制到不同频率载波上,再叠加形成一个复合信号的多路复用技术

    优点:充分利用传输介质的带宽,系统效率较高,由于技术比较成熟实现也较容易

    时分多路复用(TDM)

    时分多路复用将一条物理信道按时间分成若干时间片,轮流的分配给多个信号使用,利用信号在时间上的交叉,就可以在一条物理信道上传输多个信号

    统计时分多路复用(STDM)是TDM的一个改进,采用STDM帧,并不固定的分配时隙,而按需动态分配时隙,当终端有数据要传送时,才会分配到时间片,因此可以提高线路利用率

    波分多路复用(WDM)

    波分多路复用光的频分复用,在一条光纤中传输多种不同波长(频率)的光信号,由于波长(频率)不同,各路光信号互不干扰,最后再用波长分解复用器将各路波长分解出来

    码分多路复用(CDM

    码分多址:(CDMA)是码分复用的一种方式,其原理是每比特时间被分成m个更短的时间槽,称为码片,通常情况下每比特有64或128个码片,每个站点被指定一个唯一的m位代码或码片序列。发送1时,站点发送码片序列;发送0时站点发送码片序列的反码。为从信道中分离出各路信号,要求各个站点的码片序列相互正交。两个不同站的码片序列正交向量规格化内积为0

    随机访问控制

    常用协议(CSMA/CD或CSMA/CA协议核心思想:胜利者通过争用获得信道,从而获得信息的发送权。因此随机访问介质访问控制协议又称争用型协议。···

    ALOHA协议(分为纯ALOHA协议和时隙ALOHA协议)

    纯ALOHA协议

    纯ALOHA协议基本思想:当网络中任何一个站点需要发送数据时可以不进行检测就发送任何数据,如果在一段时间内未收到确认,那么该站点就认为传输过程发生了冲突,发送站点需要等待一段时间后在发送数据,直到发送成功。

    纯ALOHA系统采用的重传策略是让各站点等待一段随机的时间,然后再进行重传,若再次发生碰撞,则需要再等待一段随机的时间,直到重传成功为止,但此方法吞吐量很低

    时隙ALOHA协议

    时隙ALOHA协议把所有各站在时间上同步起来,并将时间划分为一段段等长的时隙,规定只能在每个时隙开始时才能发送一个帧

    CSMA协议(载波侦听多路访问)与ALOHA区别的是多了一个载波侦听装置。

    根据侦听方式和侦听到信道在忙后的处理方式不同,CSMA协议分为三种

    (1)1-坚持CSMA协议

    侦听到信道忙后,继续坚持侦听信道,帧听到信道空闲后,发送帧的概率是1,立即发送数据

    1. 非坚持CSMA

    一个结点要发送数据时,首先侦听信道,如果信道空闲,那么立即发送数据,如果信道忙,那么放弃侦听,等待一段随机的时间后再重复上述过程

    (3)p-坚持CSMA

    用于时分信道,一个结点要发送数据时,首先侦听信道,如果信道忙,那么等待下一个时隙再侦听;如果信道空闲,那么以概率p发送数据,以概率1-p推迟到下一个时隙;如果下一个时隙仍然空闲,那么仍以概率p发送数据,以概率1-p推迟到下一个时隙;这个过程一直持续到数据发送成功或因其他结点发送数据而检测到信道忙为止,若是后者,则等待一个随机的时间后重新开始侦听

    CSMA/CD协议(载波监听多路访问/碰撞检测)

    适用于总线型网络或半双工网络。“载波监听”就是发送前先侦听,发送数据时先检测总线上是否有其他站点正在发送数据,若有则暂时不发送数据,等待信道空闲再发送,“碰撞检测”边发边侦听,适配器边发送数据边检测信道上信号电压的变化情况,以判断自己在发送数据时其他站点是否也在发送数据。

    概况为:先听后发、边听边发(区别CSMA)、冲突停发、随机重发

    站在发送帧后至多经过时间2t,就能知道所发送的帧是否发终止生碰撞,因此,把以太网端到端往返时间2t称为争用期(又称为冲突窗口或碰撞窗口

    最小帧长=总线传播时延*数据传输率*2

    以太网规定最短帧长为64B,凡长度小于64B的都是由于冲突而异常的无效帧

    CSMA/CD采用二进制数退避算法来解决碰撞问题(具体算法手写)

    CSMA/CA协议已成功应用于使用有线连接的局域网,但在无线局域网环境下,不能简单搬用CSMA/CA协议,特别是碰撞检测部分原因

    1. 接收信号的强度往往会远小于发送信号的强度,且在无线介质上信号强度的动态变化范围很大,隐刺若要实现碰撞检测,则硬件上的花费就会过大
    2. 在无线通信中,并非所有结点都能够听到对方,存在“隐蔽站”问题

    CSMA/CA还使用预约信道、ACK帧、RTS/CTS帧(可选的碰撞避免机制,主要用于解决无线网中“隐蔽站”问题)来实现碰撞避免

    CSMA/CD与CSMA/CA区别

    1. CSMA/CD可以检测冲突,但无法避免;CSMA/CA发送包的同时不能检测到信道上有无冲突,本结点处没有冲突并不意味着在接收结点就没有冲突,只能尽量避免。
    2. 传输介质不同。CSMA/CD用于总线形以太网,CSMA/CA采用无线局域网
    3. 检测方式不同。CSMA/CD通过电缆中的电压变化来检测,而CSMA/CA采用能量检测、载波检测和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式
    4. 本结点处有(无)冲突并不意味着在接收结点就有(无)冲突

    总结:CSMA/CA协议是在发送数据时先广播告知其他结点,让其他结点在某段时间内不要发送数据,以免出现碰撞。

    CSMA/CD协议发送前侦听,边发送边侦听,一旦出现碰撞马上停止发送

    轮询访问介质访问控制:令牌传递协议

    令牌是由一组特殊的比特组合成的

    在令牌传递网络中,传输介质的物理拓扑不必是一个环,但是为了把对介质访问的许可从一个设备传递到另一个设备,令牌在设备间的传递通路逻辑上必须是一个环,非常适合负载很高的广播信道

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  • LLC逻辑链路控制

    千次阅读 2017-10-17 21:20:09
    LLC逻辑链路控制
    数据链路层的LLC子层用于设备间单个连接的错误控制,流量控制。
    
            与MAC层不同,LLC和物理媒介全无关系。媒介是CSMA/CD的802.3还是802.5的令牌环都没关系。它在LAN中是独立的802.2。在LLC之上的网络层可以是无连接、响应的无连接或面向连接的不同业务。
            LLC用业务接入点SAP访问上层协议,有了SAP,站点就能在LLC层只用一个接口同时与几个高层协议玩。一个SAP是简单的地址或协议ID,内容则为空的LLC帧。LLC协议数据单元(LLCPDU)即LPDU。它包括:DSAP(目的SAP)/SSAP(源SAP);一个定义吞吐量优先级的控制域(Controlfield);和含带数据的信息域。在接收方,DSAP例如协议ID就是消息要被递送的,通常DSAP和SSAP是一样的,因为两端只有在同种协议间才能通信。例如当SAP为AA,代表SNAP(子层接入协议)。SNAP是个非标准化的,或厂商特定的协议,用于接入协议的业务。例如当SAP为06,则代表IP协议;当SAP为FO,代表NetBIOS(网络基本输入/输出协议)。SAP为FF表示广播的Global协议。

      SNAP机制

            规范种DSAP都只有一个字节,那不足够区分所有协议了。SNAP就来了,而且它支持在LLC帧上传厂商的协议。这样传递的协议就被放入所谓SNAP帧中了。SNAP”ㄍ酚形遄纸冢前三字节为厂商号,后两字节指示协议。
            以太网有两种版本:IEEE(802.2、802.3); DIX(Digital、Intel、Xerox)又称V2以太网。
            DIX帧在源地址之后是两字节的Type,例如IP。
            IEEE以太网帧,在源地址后是帧长度指示,在随后的数据域中才是标准的LPDU封装,包括DSAP/SSAP/控制域/Data。在这个Data中会有协议ID、以太类型指示,例如以太类型806表示地址解析协议ARP。以太网卡通过跳针或软件可以设置需要的以太网版本,DIX通常都设的,因为大约90%的网络都用此版本。请注意网络所有要通信的站点应设成相同版本。
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  • 文章目录(一)简介传输数据使用的两种链路:点对点链路:广播室链路(二)静态划分信道信道划分介质访问控制(1)频分多路复用FDM(2)时分多路复用TDM(3)波分多路复用WDM(4)码分多路复用CDM(三)动态分配信道...


    (一)简介

    传输数据使用的两种链路:

    点对点链路

    两个相邻节点通过一个链路选关联没有第三者。应用:PPP协议,常用于广域网。(例:两个人打电话)

    广播式链路

    所有主机共享通信介质。应用:早期的总线以太网、无线局域网,常用于局域网。(例:工地上用对讲机)
    典型的拓扑结构:总线型、星型(逻辑总线型)

    介质访问控制

    介质访问控制:采取一定的措施,使得两对节点之间的通信不会发生相互干扰的情况。(比如两个对讲机同时说话这样两方都无法获取信息)
    一、静态划分信道(信道划分介质访问控制
    1.频分多路复用(FDM)
    2.时分多路复用(TDM)
    3.波分多路复用(WDM)
    4.码分多路复用(CDM)
    二、动态分配信道
    (1)轮询访问介质访问控制
    令牌传递协议
    (2)随机访问介质访问控制
    ALOHA协议
    CSMA协议
    CSMA/CD协议
    CSMA/CA协议

    (二)静态划分信道(预先分配信道)

    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信道上的其他设备的通信隔离开,把时域和频域资源合理地分配给网络上的设备。
    多路复用技术:把多个信号组合在一条物理信道上进行传输,使得多个计算机或终端设备共享信道资源,提高信道利用率。(把多个信号拧在一起发送出去,在接收端地时候再分离开)在这里插入图片描述
    把一条广播信道,逻辑上分成几条用于两个节点之间通信的互不干扰的信道,实际上就是把广播信道转变为点对点信道

    (1)频分多路复用FDM

    用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽(频率带宽)资源(对讲机用不同的频段)
    在这里插入图片描述
    优点:充分利用传输介质带宽,系统效率较高;由于技术比较成熟,实现也比较容易

    (2)时分多路复用TDM

    交替使用信道。将时间划分为一段段等长的时分复用帧。将时间划分为一段段等长在这里插入代码片的时分复用帧(TDM帧)。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙,所有用户轮流占用信道。(例:三个对讲机。我先说,说固定时间的信息,我说完了我女朋友说,我女朋友说完我老婆说,嘤,然后我继续说,这样重复下去)
    在这里插入图片描述

    改进的时分复用–统计时分复用STDM

    在这里插入图片描述每个STDM帧中的时隙数小于连接在集中器上的用户数。各用户有了数据就随时发往集中器的输入缓存,然后集中器按顺序依次扫描输入缓存,把缓存中的输入数据放入STDM帧中,一个STDM帧满了就发出。STDM帧不是固定分配时隙,而是按需动态分配时隙。
    注:统计时分复用不像TDM时分复用一样一个TDM帧中每个用户都占有一个时隙。而是STDM帧中的时隙数小于用户数,用户有数据了就去用时隙,时隙数凑满了STDM帧就发送。

    (3)波分多路复用WDM

    波分多路复用就是光的频分多路复用,在一根光纤中传输不同波长(频率)的光信号,由于波长(频率)不同,所以各路光信号互不干扰,最后再用波长分解复用器将各路波长分解出来。在这里插入图片描述

    (4)码分多路复用CDM

    码分多址(CDMA)是码分复用的一种方式。
    1)每个比特分为多个码片/芯片(chip),每一个站点被指定一个唯一的m位的芯片序列
    2)发送1时站点发送芯片序列,发送0时发送芯片序列反码(一个规定:通常把0写成-1的形式)
    3)如何不打架:多个站点同时发送数据的时候,要求各个站点芯片序列相互正交 (也就是他们的芯片序列对应位相乘再相加再除以总的位数)
    4)如何合并:各路数据在信道中被线性相加
    5)如何分离:合并的数据和源站规格化内积
    例:现在A和B站点要传输到C站点。A要发送的数据是10.B要发送的数据是01
    假设A站点对应的芯片序列+1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1
    A的1对应的芯片序列为 +1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1
    那么A的0对应的就是芯片序列的反码 -1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 +1
    ——
    假设B站点对应的芯片序列 -1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 +1
    B的1对应的就是 -1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 +1
    B的0对应的就是 +1 -1 +1 -1 +1 -1 -1 -1
    如何AB发送数据的时候不产生干扰:即A和B的芯片序列正交
    如何合并在一块传送数据:线性相加。比如AB都发1:0 0 -2 +2 0 +2 +2 0
    如何分离数据:和并的数据和源站规格化内积。
    合并的数据值得是刚线性相加的数据。
    源站值原站点的芯片序列
    比如现在判断以下A发的什么,(0 0 -2 +2 0 +2 +2 0)*(+1 -1 -1 +1 +1 +1 +1 -1)=0+0+2+2+0+2+2+0/8=1就判断出来了

    注:信道划分介质访问控制是基于多路复用技术划分资源
    当网络负载重的时候,共享信道效率高,且公平
    当网络负载轻的时候,共享信道效率低

    (三)动态分配信道

    动态分配信道又叫做动态媒体接入控制/多点接入。特点是:信道并非在用户通信时固定分配给用户。用户占用的带宽更大。

    一、轮询访问介质访问控制

    既要不产生冲突,又要发送时占全部带宽

    轮询协议

    主结点轮流邀请从属结点发送数据。
    问题:1.轮询开销
    2.等待延迟
    3.单点故障

    令牌传递协议

    令牌:一个特殊格式的MAC控制帧,不含任何信息。控制信道的使用,确保同一时刻只有一个结点独占信道。令牌环网无碰撞。每个结点都可以在一定的时间内(令牌持有时间)获得发送数据的权力,并不是无限制地持有令牌
    问题:1.令牌开销2.等待延迟3.单点故障
    应用于令牌环网(物理星型拓扑,逻辑环形拓扑)
    采用令牌传送方式地网络常用于负载较重、通信量较大地网络中。

    二、随机访问介质访问控制

    网络负载重:产生冲突开销
    网络负载轻:共享信道效率高,单个节点可利用信道全部带宽。
    所有的用户可随机发送信息。发送信息时占全部带宽。可能不协调从而产生冲突。

    (1)ALOHA协议

    纯ALOHA协议思想:不监听信道,不按时间槽发送,随机重发。想发就发。
    在这里插入图片描述
    1)冲突如何检测?如果发生冲突,接收方在就会检测出差错,然后不予确认,发送方在一定时间内收不到就判断发生冲突。
    2)冲突如何解决?超时后等一随机事件再重传。
    时隙ALOHA协议
    时隙ALOHA协议的思想:把时间分成若干个相同的时间片,所有用户在时间片开始时刻同步接入网络通道,若发生冲突,则必须等到下一时间片开始时刻再发送。(控制了想发就发的随意性
    在这里插入图片描述
    注:1.纯ALOHA比时隙ALOHA吞吐量更低,效率更低
    2.纯ALOHA想发就发,时隙ALOHA只有在时间片段开始时才能发送

    (2)CSMA协议(carrier sense multiple access 载波监听多路访问协议)

    CS:载波侦听,每一个站在发送数据之前要检测一下是否有其他计算机在发送数据
    补充:当几个站同时在总线上发送数据时,总线上的信号电压摆动值将会增大(互相叠加)。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限时,就认为总线上至少有两个站在同时发送数据,表明产生了碰撞,即发生冲突。
    MA:多点接入,表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上
    协议思想:发送帧之前,监听信道
    在这里插入图片描述

    1-坚持CSMA

    坚持指的是对监听信道忙之后的坚持
    1-坚持CSMA思想:如果一个主机要发送信息,那么它先监听信道。空闲则直接传输,不必等待。忙则一直监听,知道空闲马上传输。如果有冲突(一段时间内未收到肯定回复),则持续监听,重复上述过程。
    优点:只要媒体空闲,站点就马上发送,避免了媒体利用率的损失

    2-非坚持CSMA

    非坚持指的是对于监听信道忙之后就不继续监听
    非坚持CSMA思想:如果一个主机要发送消息,那么它先监听信道。空闲则直接传输,不必等待。忙则等待一个随机的时间后再进行监听。
    优点:采用随机的重发延迟时间可以减少冲突发生的可能性
    缺点:可能存在大家都在延迟等待过程中,媒体仍可能处于空闲状态,媒体使用率低。

    p-坚持CSMA

    p-坚持指的是对于监听信道空闲的处理。
    p-坚持CSMA思想:如果一个主机要发送消息,那么它先监听信道。空闲则以p概率直接传输,不必等待;概率1-p等待到下一个时间槽再传输。忙则等待一个随机的时间之后再进行监听
    优点:既能像非坚持算法那样减少冲突,又能像1-坚持算法那样减少媒体空闲时间的这种方案
    缺点:发生冲突后还是坚持把数据帧发送完,造成了浪费。
    在这里插入图片描述
    例:疫情在家,哈利、罗恩、赫敏三个人想吃麦当劳,分别打电话叫外卖。哈利占线也继续打,直到打通为止。罗恩打电话占线,就挂了电话,等待一段随机时间后再继续打。赫敏有小脾气,打电话不通,就过一段随机时间再继续打,如果通了的话,有p概率马上说想吃啥,有1-p的概率等待一个固定时间后再说话。
    但到目前为止,还没有考虑传播时延对载波侦听的影响。也就是就算打电话通了,也有可能突然互相占线(collision)导致前功尽弃
    CSMA/CD协议就是考虑到这种情况后的一个完善。在发送的时候也监听信道,如果发生碰撞了就停止发送数据。使数据避免浪费,节省了带宽和资源。

    (3)CSMA/CD协议(carrier sense multiple access with collision detection)载波侦听多点接入碰撞检测

    应用于半双工总线型网络

    CS\MA\CD解释

    CS:载波侦听,每一个站在发送数据之前发送数据时要检测一下是否有其他计算机在发送数据
    补充:当几个站同时在总线上发送数据时,总线上的信号电压摆动值将会增大(互相叠加)。当一个站检测到的信号电压摆动值超过一定的门限时,就认为总线上至少有两个站在同时发送数据,表明产生了碰撞,即发生冲突。
    MA:多点接入,表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上

    CD:碰撞检测(冲突检测),“边发送边监听“,适配器变发送数据边检测信道上信号电压的变化情况,以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。

    传播时延对载波监听的影响

    原因:电磁波再总线上总是以有限的速率传播的
    在这里插入图片描述

    截断二进制指数规避算法

    (1)确定基本退避时间为争用期2τ
    (2)定义一个参数k,它等于重传次数,但k不超过10,即k=min[重传次数,10].当重传次数不超过10的时候。k等于重传次数,当重传次数大于10的时候,k就不再增大而一直等于10
    (3)从离散的数集合【0,1,,2^k-1】中随机取出一个数r,重传所需要退避的时间就是r倍的基本退避时间,即2rτ
    (4)当重传达到16次仍然不成功的时候,说明网络太拥挤,认为此帧永远无法正确发出,抛弃此帧并向高层报告出错。
    第一次重传,k=1,r从{0,1}中选
    重传推迟时间为0或2τ,在这两个时间中随机选取一个
    若再次碰撞,则在第二次在重传时,k=2,r从{0,1,2,3}中选
    重传推迟时间为0或2τ或4τ或6τ,在这四个时间中随机选一个
    若再次碰撞,则第三次重传时,k=3,r从{0,1,2,3,4,5,6,7}中选

    最小帧长=2总线传播时延数据传输速率

    在这里插入图片描述
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    以太网规定最短帧长为64B,凡是长度小于64B的都是由于冲突而异常中止的无效帧

    (4)CSMA/CA协议 (载波侦听多点接入/碰撞避免CSMA/CAcarrier sense multiple access with collision avoidance)

    为什么要有CSMA/CA协议?
    CSMA/CA主要使用于无线局域网。(即应用场景不同)
    无法做到360°全面碰撞检测
    隐蔽站问题:当A和C都检测不到信号认为信道空闲时,同时向终端B发送数据帧,就会导致冲突。

    CSMA/CA协议工作原理

    (1)发送数据前,先检测信道是否空闲。
    (2)空闲则发出RTS(request to send),RTS包括发射端的地址、接收端的地址、下一份数据将持续发送的时间等信息;信道忙则等待。
    (3)接收端收到RTS后,将响应CTS(clear to send)
    (4)发送端收到CTS后,开始发送数据帧(同时预约信道:发送方告知其他站点自己要传多久的数据)
    (5)接受端收到数据帧后,将用CRC来检验数据是否正确,正确响应ACK帧
    (6)发送方收到ACK就可以进行下一个数据帧的发送,若没有则一直重传至规定重发次数为止(采用二进制指数退避算法来确定随机的推迟时间)
    1.预约信道
    2.ACK帧
    3.RTS/CTS(可选)
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空空如也

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介质访问控制层和逻辑链路控制层