• 网络——介质访问控制



    介质访问控制就是采取一定的措施,使得局域网两对节点直接的通信不会发生互相干扰的情况。

    信道划分介质访问机制

    属于静态划分信道。预先固定分配好信道,不会产生冲突。这类方法非常不灵活,对于突发性数据传输信道利用率会很低。
    通常在无线桑洛的物理层中使用,而不是在数据链路层中使用。

    频分多路复用FDM

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    时分多路复用TDM

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    统计时分多路复用(STDM,又称异步时分多路复用)是TDM的一种改进,它采用STDM帧,按需动态地分配时隙,可以提高线路的利用率。

    波分多路复用WDM

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    码分多路复用CDM

    采用不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式。它既共享信道的频率,又共享时间。实际上,更常用的名词是码分多址CDMA。
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    1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,发送1时发送芯片序列(通常把0写成-1)

    • 如图所示,A和B两个站点都要给C发送码片序列,那么就要求这两个站点的芯片序列相互正交,规格化内积为0。
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    • 两个向量到了公共信道上,线性相加。
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    • 数据分离:合并的数据和源站规格化内积。
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      【例】(2014年37题)站点A、B、C通过CDMA共享链路,A,B,C的码片序列分别是(1,1,1,1)、(1,-1,1,-1)和(1,1,-1,-1)。若从链路上收到的序列是(2,0,2,0,0,-2,0,-2,0,2,0,2),则C收到A发送的数据是________。
      【分析】题目中给出各站点的码片序列为4位,因此将站点C收到的序列分为三部分,每部分也由4位组成:
      (2,0,2,0),(0,-2,0,-2),(0,2,0,2)
      将站点A的码片序列(1,1,1,1)分别与上述三个部分进行内积运算,根据结果可判断出A发送的数据:
      ( 1 , 1 , 1 , 1 ) ⋅ ( 2 , 0 , 2 , 0 ) (1,1,1,1) \cdot (2,0,2,0) (1,1,1,1)(2,0,2,0)= ( 1 ∗ 2 + 1 ∗ 0 + 1 ∗ 2 + 1 ∗ 0 ) 4 \frac{(1*2+1*0+1*2+1*0) }{4} 4(12+10+12+10)=1,说明发送的比特为1
      ( 1 , 1 , 1 , 1 ) ⋅ ( 0 , − 2 , 0 , − 2 ) (1,1,1,1) \cdot (0,-2,0,-2) (1,1,1,1)(0,2,0,2)= ( 1 ∗ 0 + 1 ∗ − 2 + 1 ∗ 0 + 1 ∗ − 2 ) 4 \frac{(1*0+1*-2+1*0+1*-2) }{4} 4(10+1∗−2+10+1∗−2)=-1,说明发送的比特为0
      ( 1 , 1 , 1 , 1 ) ⋅ ( 0 , 2 , 0 , 2 ) (1,1,1,1) \cdot (0,2,0,2) (1,1,1,1)(0,2,0,2)= ( 1 ∗ 0 + 1 ∗ 2 + 1 ∗ 0 + 1 ∗ 2 ) 4 \frac{(1*0+1*2+1*0+1*2) }{4} 4(10+12+10+12)=1,说明发送的比特为1
      那么C收到A发送的数据为101

    随机访问介质访问机制

    属于动态划分信道。所有站点随机地在信道上发送数据,如果恰巧有两个或者更多站点在统一时刻发送数据,则信号在共享媒体上就会产生冲突。

    ALOHA协议

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    纯ALOHA协议原理:不监听信道,不按时间槽发送,发生冲突则随机重发。
    时隙ALOHA协议原理:不监听信道,按时间槽发送,发生冲突则随机重发。

    CSMA协议

    原理:先监听信道,如果总线上没有其它站点发送信号,则该站点发送数据,否则需等待一段时间后再重新监听,再根据情况决定是否发送数据。
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    CSMA/CD协议

    原理:每个站点在发送数据之前要检测总线上是否有其他计算机在发送数据,若有则暂时不发送数据,以免发生冲突;若没有则发送数据。计算机发送数据的同时检测信道上是否有冲突发生,若有,则采用截断二进制数退避算法等待一段时间后再重发。“先听后发,边听边发,冲突停发,随机重发”

    帧的传输时延至少要两倍于信号在总线中的传播时延。 {\color{Red} 帧的传输时延至少要两倍于信号在总线中的传播时延。} 帧的传输时延至少要两倍于信号在总线中的传播时延。
    最小帧长 = 总线传播时延 × 数据传输速率 × 2 = 数据传输速率 × 争用期 2 τ {\color{Red} 最小帧长=总线传播时延\times数据传输速率\times2=数据传输速率\times争用期2\tau } 最小帧长=总线传播时延×数据传输速率×2=数据传输速率×争用期2τ

    共享式以太网采用CSMA/CD协议
    以太网规定最短帧长为64B

    CSMA/CA协议

    原理:发送数据前,先检测信道是否空闲。
    空闲则发出RTS(request to send)。RST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。
    接收端收到RTS后,将响应CTS(clear to send)
    发送端收到CTS后,开始发送数据帧(同时预约信道:发送方告知其它站点自己要传多久数据)
    接收方收到数据帧后,将用CRC来检验数据是否正确,正确则响应ACK帧。
    发送方收到ACK帧就可以进行下一个数据帧的发送,若没有则已知重传至规定重发次数位置(采用二进制指数退避算法来确定随机的推迟时间)

    IEEE802.11无线局域网采用CSMA/CA协议

    轮询访问介质访问机制

    属于动态划分信道。
    轮询协议,令牌传递协议

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