计算机网络CH4介质访问控制子层课件.ppt

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1、计算机网络第4章介质访问控制子层MAC子层第一部分北邮计算机学院：王小茹内容提要4.1信道分配问题4.2多路访问协议4.3以太网4.4无线局域网4.7数据链路层交换多路访问通信模型共享式多路访问介质N91234567前言回顾对等协议（ARQ协议）作用：传输用户信息块。重心：传输过程中帧的丢失、延时和重新排序和流量控制。参与者：仅是两个对等进程的交换。介质访问控制协议（MAC协议）作用：传输用户信息块重心：传输过程中来自其他用户的干扰参与者：需要同一个广播式网络中所有MAC协议实体的协调动作。4.1信道分配问题静态划

2、分信道频分复用时分复用波分复用码分复用动态媒体接入控制（多点接入）随机接入受控接入，如多点线路探询(polling)，或轮询。1.静态划分信道的分配方法北邮计算机学院：王小茹2.动态分配信道的方法北邮计算机学院：王小茹4.2多路随机访问协议北邮计算机学院：王小茹4.2.1ALOHA北邮计算机学院：王小茹1.纯ALOHA北邮计算机学院：王小茹一个帧成功发送的条件北邮计算机学院：王小茹纯ALOHA的效率分析北邮计算机学院：王小茹纯ALOHA的效率分析2.时隙ALOHA北邮计算机学院：王小茹分槽ALOHA的效率分析北邮计

3、算机学院：王小茹4.2.2载波监听多路访问协议Carriersenseprotocol北邮计算机学院：王小茹载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD目标：描述出CSMA/CD工作状态北邮计算机学院：王小茹电磁波在总线上的有限传播速率的影响当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空闲的。A向B发出的信息，要经过一定的时间后才能传送到B。B若在A发送的信息到达B之前发送自己的帧(因为这时B的载波监听检测不到A所发送的信息)，则必然要在某个时间和A发送的帧发生碰撞。碰撞的结果是两个帧都变得无用。1kmABt碰撞t

4、=2A检测到发生碰撞t=B发送数据B检测到发生碰撞t=t=0单程端到端传播时延记为1kmABt碰撞t=B检测到信道空闲发送数据t=/2发生碰撞t=2A检测到发生碰撞t=B发送数据B检测到发生碰撞t=ABABABt=0A检测到信道空闲发送数据ABt=0t=B检测到发生碰撞停止发送STOPt=2A检测到发生碰撞STOPAB单程端到端传播时延记为重要特性使用CSMA/CD协议的以太网不能进行全双工通信而只能进行双向交替通信（半双工通信）。每个站在发送数据之后的一小段时间

5、内，存在着遭遇碰撞的可能性。这种发送的不确定性使整个以太网的平均通信量远小于以太网的最高数据率。争用期最先发送数据帧的站，在发送数据帧后至多经过时间2（两倍的端到端往返时延）就可知道发送的数据帧是否遭受了碰撞。以太网的端到端往返时延2称为争用期，或碰撞窗口。经过争用期这段时间还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞。4.2.3无冲突协议（Collision-FreeProtocols）可不可以在发送时完全避免冲突？空想！？北邮计算机学院：王小茹1.基本位图协议（ABit-MapProtocol）工作原理共

6、享信道上有N个站，竞争周期分为N个时槽，如果一个站有帧发送,则在对应的时槽内发送比特1；N个时槽之后，每个站都知道哪个站要发送帧，这时按站序号发送。（ABit-MapProtocol）象这样在实际发送信息前先广播发送请求的协议称为预留协议（reservationprotocol）效率轻负载下，效率为d/(N+d)，数据帧由d个时间单位组成；重负载下，效率为d/(d+1)。缺点与站序号有关的不平等性,序号大的站得到的服务好；每个站都有1比特的开销。2.二进制下数法（BinaryCountdown）工作原理所有站的地址

7、用等长二进制位串表示，若要占用信道，则广播该位不同站发的地址中的位做“或”操作，一旦某站了解到比本站地址高位更高的位置被置为“1”，便放弃发送请求效率d/(d+log2N)4.2.4有限竞争协议（Limited-ContentionProtocols）占用信道的策略竞争方法例，CSMA；轻负载下，发送延迟小；重负载下，信道效率低无冲突方法例，基本位图法；轻负载下，发送延迟大；重负载下，信道效率高（Limited-ContentionProtocols）有限竞争方法结合以上两种方法，轻负载下使用竞争，重负载下使用无冲

8、突方法。减少竞争的站的数目可以增加获取信道的概率基本思路：将站分组，组内竞争；问题：如何分组？适用树搜索协议。4.2.6无线局域网协议无线局域网产生背景笔记本电脑的普及促进了无线局域网的发展portable≠mobile要做到真正的移动，需要使用无线信号进行通信有固定基础设施的无线局域网基本服务集BSS扩展的服务集ESS基本服务集BSSAB接入点AP接入点A