無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 直到信道空閑。 CSMA/CD工作的三個(gè)周期 ? 傳輸周期 (Transmission period) ? 競(jìng)爭(zhēng)周期 (Contention period) ? 空閑周期 (Idle period) CSMA/CD 中競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間片長(zhǎng)度＝ ？ 競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間片長(zhǎng)度取為網(wǎng)絡(luò)中最大傳輸時(shí)延的 2倍。 規(guī)定最大重發(fā)次數(shù)不超過(guò) 16次。 CSMA/CD 小結(jié) 退避算法：為截?cái)嗟亩M(jìn)制指數(shù)退避算法，來(lái)決定重發(fā)時(shí)延： 從 ? 0, 1, 2, ..., 2k1 ? 中隨機(jī)取一個(gè)數(shù) r，重發(fā)時(shí)延 = r ? (2τ)， 其中 k = min[ 重發(fā)次數(shù)， 10 ] CSMA/CD 小結(jié) 如果只有一個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送，該站點(diǎn)可占用整個(gè)傳輸信道，所以可獲得將近 100%的信道利用率。利用率較高的 LAN將出現(xiàn)高沖突率，傳輸時(shí)間也極可能變化很大（由于退避）。 節(jié)點(diǎn) C是隱藏在節(jié)點(diǎn) A的覆蓋范圍之外的卻又能對(duì)節(jié)點(diǎn) A的發(fā)送形成潛在沖突的節(jié)點(diǎn)。 無(wú)線局域網(wǎng)不能使用 CSMA/CD，而只能使用改進(jìn)的 CSMA 協(xié)議。這段時(shí)間的通稱(chēng)是 幀間間隔 IFS (InterFrame Space)。 三種幀間間隔 時(shí)間 SIFS PIFS DIFS 媒體空閑 發(fā)送第 1 幀 SIFS PIFS 時(shí)間 NAV（媒體忙） DIFS 爭(zhēng)用窗口 發(fā)送下一 幀 推遲接入 等待重試時(shí)間 有幀要發(fā)送 源站 時(shí)間 目的站 ACK SIFS 其他站 有幀要發(fā)送 PIFS，即點(diǎn)協(xié)調(diào)功能幀間間隔，它比 SIFS 長(zhǎng)，是為了在開(kāi)始使用 PCF 方式時(shí)（在 PCF 方式下使用，沒(méi)有爭(zhēng)用）優(yōu)先獲得接入到媒體中。 CSMA/CA 協(xié)議的原理 這是考慮到可能有其他的站有高優(yōu)先級(jí)的幀要發(fā)送。 虛擬載波監(jiān)聽(tīng) 這種效果 好像 是其他站都監(jiān)聽(tīng)了信道。 爭(zhēng)用窗口 (Content Window) =DIFS或者檢測(cè)發(fā)生了碰撞時(shí)，從 [0,CW)隨機(jī)取一個(gè)值，退避計(jì)數(shù)器的值為 Backoff Time= Random()*SlotTime；此后，每當(dāng)站點(diǎn)檢測(cè)到信道空閑時(shí)間 =DIFS時(shí)，啟動(dòng)退避計(jì)數(shù)器； =DIFS，則凍結(jié)并記錄下退避計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值，直到重新出現(xiàn) DIFS空閑期再回復(fù)退避計(jì)數(shù)器的運(yùn)行； 爭(zhēng)用窗口 (Contention Window) 3. 當(dāng)退避計(jì)數(shù)器減至 0時(shí)，立即發(fā)送數(shù)據(jù)； CWmin、 CWmax以及發(fā)生碰撞的次數(shù)： 幀的第一次傳輸時(shí)， CW=CWmin； 每次不成功傳輸都會(huì)使 CW*2，直到增加至 CWmax； 當(dāng)進(jìn)行一次成功傳輸后立即將 CW重設(shè)置為 CWmin. 爭(zhēng)用窗口 (Content Window) 爭(zhēng)用窗口 (Content Window) 站點(diǎn)每經(jīng)歷一個(gè)時(shí)隙的時(shí)間就檢測(cè)一次信道。 CTS A C B D E CTS 若媒體空閑，則目的站 B 就發(fā)送一個(gè)響應(yīng)控制幀， 叫做 允許發(fā)送 CTS (Clear To Send)，它包括這次 通信所需的持續(xù)時(shí)間（從 RTS 幀中將此持續(xù)時(shí)間 復(fù)制到 CTS 幀中）。 RTS/CTS機(jī)制作用？ 1? 分別用 、 、 來(lái)表示上述三個(gè)方面的效率。 這是RTS/CTS對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的正面影響作用 。值得注意的是，隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的繼續(xù)加大，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能得到了一個(gè)很大的改善，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載為 110%時(shí)，吞吐量達(dá)到了最大值 。 RTS閾值 每個(gè)站點(diǎn)自己決定； 當(dāng)幀長(zhǎng)大于 RTS閾值時(shí)采用 RTS/CTS機(jī)制； RTS/CTS機(jī)制作用 —— 小結(jié) 在承載的數(shù)據(jù)包負(fù)荷較大的情況下，采用 RTS/CTS機(jī)制可以通過(guò)降低信道共享效率來(lái)獲得信道沖突避免效率的增益，進(jìn)而得到較好的網(wǎng)絡(luò)吞吐量和媒體接入時(shí)延性能，表現(xiàn)出該機(jī)制對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能正面的影響作用。 發(fā)送的數(shù)據(jù)包大小 P為 128字節(jié) 圖 3 網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能（ P=128字節(jié)） 圖 4媒體接入時(shí)延性能（ P=128字節(jié)） 同時(shí)，此時(shí)的信道接入時(shí)延比不采用該機(jī)制時(shí)還要略微大一些，如圖 4所示。隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的繼續(xù)加大，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量性能并沒(méi)有得到提高。即采用了 RTS/CTS機(jī)制盡管可以提高沖突避免效率 ，但是卻是以降低信道共享效率為代價(jià)的 。 分別用、來(lái)表示上述三個(gè)方面的效率。 A C B D E RTS RTS 源站 A 在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前先發(fā)送一個(gè)短的控制幀， 叫做 請(qǐng)求發(fā)送 RTS (Request To Send)，它包括 源地址、目的地址和這次通信（包括相應(yīng)的確認(rèn)幀） 所需的持續(xù)時(shí)間。這樣做就減少了發(fā)生碰撞的概率。 這樣就大大減少了碰撞的機(jī)會(huì)。 通過(guò)收到的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度是否超過(guò)一定的門(mén)限數(shù)值就可判定是否有其他的移動(dòng)站在信道上發(fā)送數(shù)據(jù)。一個(gè)站應(yīng)當(dāng)能夠在這段時(shí)間內(nèi)從發(fā)送方式切換到接收方式。因此 DCF 向上提供爭(zhēng)用服務(wù)。 節(jié)點(diǎn) C是節(jié)點(diǎn) B的暴露終端。 這種未能檢測(cè)出媒體上已存在的信號(hào)的問(wèn)題 叫做 隱蔽站問(wèn)題 (hidden station problem) A 的作用范圍 C 的作用范圍 A B C D 隱終端就是在發(fā)送節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍以外而在接收節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。為什么一個(gè)共享的以太網(wǎng)要求站點(diǎn)數(shù)不得超過(guò) 1024個(gè)，原因就在此。如果發(fā)現(xiàn)沖突（如同軸電纜上的電流值超過(guò) 24毫安），就立即停止發(fā)送，而改發(fā)一個(gè) 32比特的阻塞碼。 n的實(shí)際取值是由每個(gè)以太網(wǎng)站點(diǎn)的隨機(jī)程序決定的。 ? 其他結(jié)點(diǎn)收到擁塞信號(hào)后，都停止傳輸，等待一個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生的時(shí)間間隙（回退時(shí)間， Backoff Time）后重發(fā)。 輕載時(shí)， 1堅(jiān)持 CSMA吞吐量 特性最好 ； 重載時(shí)，非堅(jiān)持 CSMA吞吐量 特性最好，但時(shí)間延遲增大 。 p堅(jiān)持 CSMA p 堅(jiān)持 CSMA Nonpersistent， 1， P Persistent 最大的特點(diǎn)是“ 先聽(tīng)后說(shuō) ”。希望傳輸?shù)恼臼紫葘?duì)信道進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)以確定是否有別的站在傳輸。 ?所有站點(diǎn)的時(shí)鐘必須保持同步。 ?MAC層處理所有同物理無(wú)線信道的接入，并且完成以下任務(wù)： ?如果設(shè)備是一個(gè)協(xié)調(diào)器則 generating work beacons ?與信標(biāo)同步 ?支持 PAN(個(gè)
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