【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工作原理：只有在時(shí)隙開始時(shí)，站點(diǎn)才能發(fā)送數(shù)據(jù) ? 優(yōu)點(diǎn)：減少?zèng)_突 ? 性能：網(wǎng)絡(luò)負(fù)載 ? 1 吞吐量 ? 0. 368 ? 代價(jià)： 需要全網(wǎng)同步； 可設(shè)置一個(gè)特殊站點(diǎn)，由該站點(diǎn)發(fā)送時(shí)鐘信號(hào) 載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議 CSMA （ Carrier Sense Multiple Access Protocols） ? 載波監(jiān)聽（ Carrier Sense） ? 是 ALOHA的改進(jìn)。站點(diǎn)在為發(fā)送幀而訪問傳輸信道之前，首先監(jiān)聽信道有無載波，若有載波，說明已有用戶在使用信道，則不發(fā)送幀以避免沖突 。 ? 多路訪問（ Multiple Access） ? 多個(gè)用戶共用一條線路 ? 1堅(jiān)持型 CSMA（ 1persistent CSMA） ? 原理 ? 若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道； ? 若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送； ? 若信道忙，則繼續(xù)監(jiān)聽直至發(fā)現(xiàn)信道空閑，然后完成發(fā)送； ? 若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送過程。 （ 1） 1持續(xù)式 CSMA （ 2）非持續(xù)式 CSMA （ 3） P持續(xù)式 CSMA 信道空閑發(fā)送概率為 1 信道忙堅(jiān)持等待 信道空閑發(fā)送概率為 P(0P1) 信道空閑 發(fā)送 N Y QP 信道空閑 發(fā)送 不發(fā)送 產(chǎn)生隨機(jī)數(shù) Q N Y PQ1 信道空閑 發(fā)送 等待隨機(jī)時(shí)間 N Y ? 優(yōu)點(diǎn)：減少了信道空閑時(shí)間； ? 缺點(diǎn)：增加了發(fā)生沖突的概率； ? 廣播延遲對(duì)協(xié)議性能的影響：廣播延遲越大，發(fā)生沖突的可能性越大，協(xié)議性能越差； 載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議 CSMA （ Carrier Sense Multiple Access Protocols） ? 非堅(jiān)持型 CSMA（ nonpersistent CSMA） ? 原理 ?若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道； ?若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則發(fā)送； ?若信道忙，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送過程； ?若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送過程。 ? 優(yōu)點(diǎn)：減少了沖突的概率； ? 缺點(diǎn)：增加了信道空閑時(shí)間，數(shù)據(jù)發(fā)送延遲增大； ? 信道效率比 1堅(jiān)持 CSMA高，傳輸延遲比 1堅(jiān)持CSMA大。 載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議 CSMA （ Carrier Sense Multiple Access Protocols） ? p堅(jiān)持型 CSMA（ ppersistent CSMA） ? 適用于分槽信道 ? 原理 ? 若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)聽信道； ? 若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信道空閑，則以概率 p發(fā)送數(shù)據(jù)，以概率 q =1 p 延遲至下一個(gè)時(shí)槽發(fā)送。若下一個(gè)時(shí)槽仍空閑，重復(fù)此過程，直至數(shù)據(jù)發(fā)出或時(shí)槽被其他站點(diǎn)所占用； ? 若信道忙，則等待下一個(gè)時(shí)槽，重新開始發(fā)送； ? 若產(chǎn)生沖突，等待一隨機(jī)時(shí)間，然后重新開始發(fā)送。 五種多路訪問協(xié)議性能比較 1堅(jiān)持 CSMA：一聽到信道空閑就立即發(fā)送數(shù)據(jù)（以概率 1發(fā)送） p堅(jiān)持 CSMA：聽到信道空閑時(shí)，以概率 p發(fā)送數(shù)據(jù)， 即以概率 1p延遲一段時(shí)間后再發(fā)送 ? 性能：輕載時(shí)， 1堅(jiān)持 CSMA吞吐量最大； 重載時(shí)，非堅(jiān)持 CSMA吞吐量最大。 ?缺點(diǎn)：由于傳播時(shí)延的存在，沖突不可避免 。同時(shí)監(jiān)聽 站 A 站 B ? B監(jiān)聽到信道空閑，發(fā)送 A監(jiān)聽到信道空閑 發(fā)送 ?為 A、 B之間的傳播時(shí)延 堅(jiān)持 CSMA 帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議 帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議CSMA/CD(Collision Detection) ? 引入原因 ? 當(dāng)兩個(gè)幀發(fā)生沖突時(shí)，兩個(gè)被損壞幀繼續(xù)傳送毫無意義，而且信道無法被其他站點(diǎn)使用，對(duì)于有限的信道來講，這是很大的浪費(fèi)。如果站點(diǎn)邊發(fā)送邊監(jiān)聽，并在監(jiān)聽到?jīng)_突之后立即停止發(fā)送，可以提高信道的利用率，因此產(chǎn)生了 CSMA/CD ? 原理 ? 站點(diǎn)使用 CSMA協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送； ? 在發(fā)送期間如果檢測(cè)到?jīng)_突，立即終止發(fā)送，并發(fā)出一個(gè)瞬間干擾信號(hào)，使所有的站點(diǎn)都知道發(fā)生了沖突； ? 在發(fā)出干擾信號(hào)后，等待一段隨機(jī)時(shí)間，再重復(fù)上述過程。 1持續(xù)式 CSMA/CD 站準(zhǔn)備發(fā)送 監(jiān)聽信道 發(fā)送數(shù)據(jù) 并監(jiān)聽信道 停止發(fā)送 發(fā)沖突加強(qiáng)信號(hào) 等待隨機(jī)時(shí)間 忙 空閑 有沖突 無沖突 成功發(fā)送 CSMA/CD 站 A 站 B t 無 CD 有 CD 發(fā)現(xiàn)沖突，立即 結(jié)束發(fā)送 沖突檢測(cè) (CD) ? 原因：有兩個(gè)以上站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送幀 ? 站點(diǎn)在發(fā)送幀的同時(shí)，檢測(cè)信道是否沖突 ? 檢測(cè)方法： 1. 比較接收到的信號(hào)電壓的大小 2. 檢測(cè)曼徹斯特編碼的過零點(diǎn) 3. 比較接收到的信號(hào)與剛發(fā)出的信號(hào) CSMA/CD 信道狀態(tài) 傳送 競(jìng)爭(zhēng) 傳送 空閑 傳送 爭(zhēng)用期 站 A 站 B ? B發(fā)現(xiàn)沖突 A發(fā)現(xiàn)沖突 干擾信號(hào) B監(jiān)聽到信道空閑 TJ TB 設(shè)站 B在站 A發(fā)送之后 TB 時(shí)刻開始 發(fā)送，單程傳播時(shí)延為 ? ，干擾信號(hào) 的發(fā)送時(shí)延為 TJ ，則 爭(zhēng)用期 = ? 爭(zhēng)用期 ? TB + 2 ? + TJ TJ + 2 ? TJ + 3? 2? CSMA/CD 性能 A=Np(1p)N1 p:時(shí)槽內(nèi)發(fā)送的概率， A:發(fā)送成功的概率 p=1/N, N?無窮大 A=1/e(極限值） 競(jìng)爭(zhēng)時(shí)槽為 J的概率 A(1A)j 平均競(jìng)爭(zhēng)時(shí)槽個(gè)數(shù) ： ?jA(1A)j =(1A)/A=1/A1=e1 信道利用率： U=T/(T+2 ?(1A)/A+?)=1/(1+) a= ? /T 無沖突協(xié)議 (CollisionFree Protocols) ? 基本位圖協(xié)議 (A BitMap Protocol) ? 工作原理 ?共享信道上有 N個(gè)站，競(jìng)爭(zhēng)周期分為 N個(gè)時(shí)槽，如果一個(gè)站有幀發(fā)送，則在對(duì)應(yīng)的時(shí)槽內(nèi)發(fā)送比特 1； ? N個(gè)時(shí)槽之后，每個(gè)站都知道哪個(gè)站要發(fā)送幀，這時(shí)按站序號(hào)發(fā)送。 無沖突協(xié)議 ? 象這樣在實(shí)際發(fā)送信息前先廣播發(fā)送請(qǐng)求的協(xié)議稱為預(yù)留協(xié)議 (reservation protocol) ? 效率 ?輕負(fù)載下，效率為 d / (N + d)，數(shù)據(jù)幀由 d個(gè)時(shí)間單位組成； ?重負(fù)載下，效率為 d / (d + 1)。 ? 缺點(diǎn) ?與站序號(hào)有關(guān)的不平等性，序號(hào)大的站得到的服務(wù)好； ?每個(gè)站都有 1 比特的開銷。 無沖突協(xié)議 ?二進(jìn)制下數(shù)法（ Binary Countdown） ? 工作原理 ?所有站的地址用等長(zhǎng)二進(jìn)制位串表示，若要占用信道，則廣播該位串； ?不同站發(fā)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為“ 1‖，便放棄發(fā)送請(qǐng)求。 ? 效率 ? d / (d + log2N) 適應(yīng)樹搜索協(xié)議 （ The Adaptive Tree Walk Protocol） ? 工作原理 ?站點(diǎn)組織成二叉樹； ?一次成功傳輸之后，第 0槽全部站可競(jìng)爭(zhēng)信道，只有一個(gè)站要使用信道則發(fā)送；有沖突則在第 1槽內(nèi)半數(shù)站（ 2以下站）參與競(jìng)爭(zhēng)。如其中之一獲得信道，本幀后的時(shí)槽留給 3以下的站；如發(fā)生沖突，繼續(xù)折半搜索 。 有限競(jìng)爭(zhēng)協(xié)議 (LimitedContention Protocols) ? 占用信道的策略 ? 競(jìng)爭(zhēng)方法 ?例， CSMA； ?輕負(fù)載下，發(fā)送延遲?。恢刎?fù)載下，信道效率低。 ? 無沖突方法 ?例，基本位圖法； ?輕負(fù)載下，發(fā)送延遲大；重負(fù)載下，信道效率高。 ? 有限競(jìng)爭(zhēng)方法 ? 結(jié)合以上兩種方法，輕負(fù)載下使用競(jìng)爭(zhēng)，重負(fù)載下使用無沖突方法。 ? 減少競(jìng)爭(zhēng)的站的數(shù)目可以增加獲取信道的概率； ? 基本思路：將站分組，組內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)。 以太網(wǎng)的 MAC 層 MAC 層的硬件地址 ? 在局域網(wǎng)中， 硬件地址 又稱為 物理地址 ，或 MAC 地址 。 ? 802 標(biāo)準(zhǔn)所說的“地址”嚴(yán)格地講應(yīng)當(dāng)是每一個(gè)站的“名字”或標(biāo)識(shí)符。 ? 但鑒于大家都早已習(xí)慣了將這種 48 bit 的“名字”稱為“地址”，所以本書也采用這種習(xí)慣用法，盡管這種說法并不太嚴(yán)格。 第 1 最高位 最先發(fā)送 最低位 最高位 最低位 最后發(fā)送 00110101 01111011 00010010 00000000 00000000 00000001 最低位 最先發(fā)送 最高位 最低位 最高位 最后發(fā)送 機(jī)構(gòu)惟一標(biāo)志符 OUI 擴(kuò)展標(biāo)志符 高位在前 低位在前 十六進(jìn)制表示的 EUI48 地址： ACDE48000080 二進(jìn)制表示的 EUI48 地址： 第 1 字節(jié) 第 6 字節(jié) I/G 比特 I/G 比特 字節(jié)順序 第 2 第 3 第 4 第 5 第 6 第 1 字節(jié)順序 第 2 第 3 第 4 第 5 第 6 10101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000 網(wǎng)卡檢查 MAC 地址 ? 網(wǎng)卡從網(wǎng)絡(luò)上每收到一個(gè) MAC 幀就首先用硬件檢查 MAC 幀中的 MAC 地址 . ? 如果是發(fā)往本站的幀則收下，然后再進(jìn)行其他的處理。 ? 否則就將此幀丟棄，不再進(jìn)行其他的處理。 ? “發(fā)往本站的幀”包括以下三種幀： ? 單播 (unicast)幀（一對(duì)一） ? 廣播 (broadcast)幀（一對(duì)全體） ? 多播 (multicast)幀（一對(duì)多） 兩種不同的 MAC 幀格式 ? 常用的以太網(wǎng) MAC幀格式有兩種標(biāo)準(zhǔn) ： ?DIX Ether V2 標(biāo)準(zhǔn) ?IEEE 的 標(biāo)準(zhǔn) ? 最常用的 MAC 幀是 以太網(wǎng) V2 的格式 。 MAC 幀 字節(jié) 6 6 2 4