十媒体访问控制和局域网.PPTVIP

第十一章 媒体访问控制和局域网 本章主要内容 11.1 局域网的模型和标准 11.2 多路访问通信协议 11.3 IEEE802.2逻辑电路控制 11.4 IEEE802.3以太网 11.5 IEEE802.5标准：令牌环 11.6 IEEE802.11无线局域网访问协议 11.7 光纤分布式数据接口：FDDI 11.1 局域网的模型和标准 根据网络对通信媒体的控制方式可以分为：点对点连接的网络和广播信道网络。 局域网是一种广播网络，其关键是信道的使用发生竞争时，如何决定其使用权。 局域网的体系结构：物理层、媒体访问控制层和逻辑链路控制层，如图11.1所示。 媒体访问控制层（MAC） 控制各主机访问通信媒体； 提供通信媒体的复用机制； 发送和接收数据帧； 比特流差错检测； 寻址。 逻辑链路控制层（LLC） 实现点到点连接的差错控制和信息流控制。 相同的LLC可用于不同的网络技术传送帧，如总线、环等。 IEEE802工作组定义的局域网标准 802.1—局域网概述、体系结构和网络互连，以及网络管理和性能测量； 802.2—逻辑链路控制，即高层与任何一种局域网MAC接口； 802.3—CSMA-CD，定义了CSMA/CD总线的媒体访问控制和物理层规范； 802.4—令牌总线网，定义了令牌传递总线的媒体访问控制和物理层规范； 802.5—令牌网，定义了令牌传递环网的媒体访问控制和物理层规范； 802.6—城域网，定义城域网的媒体访问控制和物理层规范； 802.7—宽带技术； 802.8—光纤技术； 802.9—综合话音数据局域网； 802.10—可互操作的局域网安全机制； 802.11—无线局域网。 11.2 多路访问通信协议 多路访问通信协议是一套控制众多竞争用户访问一个共同媒体信道的规则。 多路访问信道有：卫星信道、无线网络、光纤和铜线。 评价多路访问协议的性能参数：平均吞吐量、平均分组延时、稳定性和其他参数。 平均吞吐量 是指信道所能利用的信道容量的百分率。更确切地说，平均吞吐量是在一段很长时间间隔内成功传输的分组数与信道所能传输的最大分组数之比。 平均分组延时 是指分组延迟的平均值。而分组延迟是指分组到达信源的时刻与其被成功接收时刻之间的间隔。 多路访问的类型 固定分配 随机分配 分散控制按需分配 集中控制按需分配 混合型 11.2.1 信道固定分配 固定分配协议将信道按时间、频率、码分划为子信道，这些信道以固定的方式分配给业务统计独立的用户。每一个站不论其是否有业务都有专用的子信道所有权。 常见的固定分配方案包括：频分多址访问（FDMA）、时分多址访问（TDMA）和码分多址访问（CDMA）。 频分多址 当用户通信负载重，用户数少且固定时，FDMA是一种简单而有效的分配机制。 当用户数较多且经常变化，通信量具有突发性时，就会传输延迟时间长，效率不高。 FDMA的缺点可以容易从排队论的计算中看出。 时分多路地址（TDMA）时，时间段被分为N个时隙，每个用户静态占用一个，假如用户没有使用分配给它的时隙，这段时间会被闲置，和FDMA一样，会出现类似的传输延迟长，效率不高的现象。 跳频CDMA系统能够允许同时传送的数量取决于所用的调制和编码方式、接收设备、通信媒体的传播特性和要求的性能（如误码率等）。 11.2.2 随机访问技术 随机访问技术的特征是竞争访问信道的站点没有严格的顺序，每个站都随机地单独传输其单独的分组。 竞争协议包括ALOHA协议和CSMA/CD协议。ALOHA协议不需监听信道状态，而CSMA/CD协议在发送数据前需监听信道状态。 11.2.2.1 ALOHA随机访问方式 ALOHA网络终端间不能直接通信，而是要经过中心站转接，主站向各终端以广播方式发送报文分组，各终端以随机访问多路方式向主站发送。 ALOHA协议有两种类型：纯ALOHA（P_ALOHA）和时隙ALOHA（S_ALOHA）。 纯ALOHA系统 纯ALOHA系统由一个中心控制站和N个可随机发送报文分组的终端组成。 各终端互不监听，发信时间不限。在P_ALOHA中，任意一个终端可随时发送报文，因为是广播信道，如果终端只听到自己的传送信号，认为没有冲突，发送成功；若听到其他的发送信号，认为本端发送的报文分组发生冲突，必须重传。 各个终端采用随机的方式重传分组，以减少再次冲突。 S_ALOHA系统 S_ALOHA中信道时间分成时隙，分组的传输时间严格与时隙相等（即所有分组必须有相同的长度）。所有分组只在时隙起始时刻开始传送。 与P_ALOHA相比S_ALOHA提高了信道的利用率。 易损期 11.2.2.2 ALOHA信道吞吐量 ALOHA信道可以视为一个反馈系统。 假设每个周期T平均成功传送的分组数（即信道吞吐量）为S，平均信道业务量（即每