数据通信课件笫4章建立连接幻灯片.ppt

1、原理 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。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。 2、时隙ALOHA协议 思想是用时钟来统一用户的数据发送。办法是将时间分为离散的时间片，用户每次必须等到下一个时间片才能开始发送数据，从而避免了用户发送数据的随意性，减少了数据产生冲突的可能性，提高了信道的利用率。 3、通过量计算 如果假设传输点对频道的使用是符合泊松分布的话,我们可以得以下公式: 纯ALOHA协议: 时隙ALOHA协议: S是通过量, G是提供的流量(每单位时间通过的数据包数量). 从这个公式我们可以看出, 对纯ALOHA来说,当G = 0.5 的时候, S 达到最大值 18.4%. 对分段ALOHA来说, 当G = 1 的时候, S 达到最大值 36%. 4.7.2载波侦听多路访问 在发送数据之前，以太网会“侦听”线缆，判断是否已经有其他数据传输。 可以这样来设想这种情况：假设你有多部电话机挂接到同一根电话线上。如果你拿起其中的一个电话话筒准备打电话时，听到其他人在谈话，这时你必须等待，直到那个人通话完毕。如果没有其他人在使用该线路，你就可以使用它。 1、基本思想 任何站点要向公共介质发送信息时，首先要侦听介质上是否有其他站点正在传送信息。 如果通信介质上无载波，即没有被占用，则可以利用通信介质进行传送； 如果已监听到介质上有载波，即有其它站点正在传送信息，则必须等待介质平静之后才能进行传送的处理，这样就会使信道上的冲突大大减少。 2、监听算法Types of CSMA 使用CSMA，需要某种算法来规定发现信道忙时各站点应该采取的策略。 于是就有了几种采用不同载波监听策略的CSMA技术： 非坚持CSMA 1-坚持CSMA P-坚持CSMA 性能: CSMA 时隙 ALOHA 纯 ALOHA 非坚持CSMA Non-Persistent CSMA 信道监听 如果信道忙，等待一个随机时间，然后再次对信道进行监听。 如果信道空闲，刚立即发送。 发现冲突 等待一个随机时间，然后重新开始。 1-坚持CSMA 1-Persistent CSMA 信道监听 如果信道忙，继续监听信道，一旦发现信道空闲，立即发送。 发现冲突 等待一个随机时间，然后重新开始。 之所以称为“1-坚持”，原因是主机一发现信道空闲，百分之百（即概率为1）肯定发送。 p-坚持CSMA P-Persistent CSMA 信道监听 如果信道忙，等待直到信道空闲。 信道空闲，可能发送(概率为P) ，可能延迟一个时间单位再发送 (概率为1-P)。时间单位通常等于最大传播时延。 发现冲突 等待一个随机时间，然后重新开始。 每个站在发送数据前，先监听信道上有无其他站正在发送信息，若无，则发送数据；则有，则暂不发送，退避一段时间后再尝试。——其最大的特点是“先听后说”。 CSMA的监听策略三种算法对比： 非坚持 一旦监听到信道忙就不再坚持听下去，延迟一段随机时间后再重新监听。（信道利用率不高） 1-坚持 监听到信道忙时仍然坚持听下去，直到空闲为止。一旦信道空闲就发送。如有冲突，等待一随机时间后再监听。（冲突较大） P-坚持 监听到信道忙时仍然坚持听下去，直到空闲为止。当听到信道空闲时，以概率p发送数据。(p=1时，即为1坚持） p-坚持的主要问题是如何确定一个合适的p 值。 轻载时，1坚持CSMA吞吐量特性最好； 重载时，非坚持CSMA吞吐量特性最好，但时间延迟增大。 CSMA协议小结 4.7.3冲突检测 以太网是典型的采用竟争方式解决介质占用问题的局域网技术，它的介质访问规则有三个关键点： 1.连接在介质上的多个节点对介质拥有同等的访问权限。采用竞争的方式来决定某一时刻由哪个节点来占用介质，同一时刻内可能有多个节点访问网络，这就是所谓的“多路访问”。 2.节点判断网络介质是否空闲以及发送是否成功都是通过载波监听的方式来实现的。 3.从1、2两点来看，以太网不可能避免两个节点同时发送数据的情况出现，这就会产生冲突，因此必须设法避免冲突造成的不可恢复的通信差错，这就要进行冲突检测。 CSMA/CD CSMA/CD：Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection，带冲突检测的载波侦听和多路访问 工作过程： 先听后发 边听边发 冲突回退 候时重发 比喻：一个文雅的座