4介质访问子层..ppt

4 介质访问子层 网络可分成两大类：使用点到点的网络和使用广播信道的网络 本章讨论广播网络和相应的协议 广播式网络存在的关键问题是： 当存在多方竞争使用信道时，如何确定谁可以使用信道 广播信道也称为多路访问信道或随机访问信道 MAC（Medium Access Control）子层，介质访问控制子层：属于数据链路层的一个子层，用于在多路访问控制信道上确定下一个使用者的协议 MAC子层对LAN来说，非常重要，因为许多LAN使用多路访问信道作为它的通信基础 而WAN则使用点到点的链路，除了卫星网络 信道分配问题 LAN和MAN（城域网 metropolitan area network）中的静态信道分配方案 静态频分多路复用（FDM，Frequency-division multiplexing ） 静态时分多路复用（TDM，Time division multiplexing ） 如果有N个用户，把带宽或时间分成N份，每个用户静态地占用一个。缺点是不能有效地处理突发数据，有的用户无通信量时白白浪费资源。 静态信道分配方案只适用用户数比较少，并且每个用户都有繁重的流量负担的时候 有的用户无通信量时白白浪费资源，对于突发性流量，其效率不高。而网络中的流量经常是突发性的 动态信道分配方案 动态分配：异步时分多路复用。分为两种： 随机访问（争用，contention）：只要有数据，就可直接发送，发生冲突后再采取措施解决冲突。适用于负载轻的网络，负载重时效率低。 控制访问：发送站点必须先获得发送的权利，再发送数据，不会发生冲突。在负载重的网络中可获得很高的信道利用率。主要有轮转（round-robin）和预约（reservation）两种方式。 4.1传统LAN的基本概念 4.1.1LAN的模型 局域网（LAN）是在一个小区域范围内对各种数据通信设备提供了互连的信息网。 决定局域网特性的主要技术： 用以传输数据的传输媒体 用以连接各种设备的拓扑结构 用以共享资源的媒体访问控制方法 OSI LAN 逻辑链路控制(LLC：Logical Link Control)?????????? 隐藏各种802网络的差别?????????? 向网络层提供统一的格式和接口?????????? 属于数据链路层的上半部,MAC属于下半部 提供三种服务:?????????? （1）不可靠的数据报的服务?????????? （2）有确认的数据报的服务?????????? （3）可靠的面向连接的服务 IEEE 802 Architecture 4.1.2LAN的传输媒体 双绞线 同轴电缆 光纤 无线电波 红外 4.1.3局域网的拓扑结构 星型（Star） 环型（Ring） 总线型（Bus） 树型（Tree） 星型（Star）拓扑结构 特点： 集中控制 中心交换节点功能复杂，但其他通信节点负荷相对较轻。 建设成本较大 可扩展性好 环型（Ring） 由一组转发器通过点对点连接成环路构成。 有源网络 分散控制 常采用令牌方式控制媒体访问 单个节点的故障有可能波及全网 总线型（Bus） 通信网络只是传输媒体 成本低 无源网络 分散控制 常采用CSMA/CD或Token方式进行媒体访问控制 广播型网络 树型 其它网络拓扑结构-网状（Mesh） Star Layout - Bus Topology Star layout - Ring Topology 4.2 多路访问协议 争用协议一：ALOHA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。在某些情况下站点可能无法监听，则发送方等待一段随机时间，再次发送该帧 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。 这种方法要求用户遵守统一的时限边界。可以由专门的站点在每个时限起始的时候广播一个信号，告诉其它站点可以发送帧了。 争用协议二：CSMA协议 载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access）协议中，各站点不是随意发送数据帧，而是先要监听一下信道，根据信道的状态来调整自己的动作，只有发现信道空闲后再可发送数据。即“讲前先听” 常见的四种CSMA协议： 1-坚持式CSMA（1-persistent CSMA） 非坚持式CSMA（non-persistent） p-坚持式CSMA