【计算机网络】媒体接入控制

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黑城笑 发表于 2022/06/13 02:52:45 2022/06/13
【摘要】 本文是湖科大教书匠的计算机网络笔记 主要介绍了媒体接入控制

1.媒体接入控制的基本概念

下图是一个总线型的局域网,如果D和C同时发送数据,避让会产生所发生的信号的碰撞。
在这里插入图片描述共享信道要着重考虑的一个问题就是如何协调多个发送和接收站点对一个共享传输媒体的占用,即媒体接入控制MAC(Medium Access Control)。

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2.静态划分信道

2.1 信道复用

复用(Multiplexing)是通信技术中的一个重要概念。复用就是通过一条物理线路同时传输多路用户的信号。
当网络中传输媒体的传输容量大于多条单一信道传输的总通信量时,可利用复用技术在一条物理线路上建立多条通信信道来充分利用传输媒体的带宽。
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常见的复用技术有:

  • 频分复用FDM
  • 时分复用TDM
  • 波分复用WDM
  • 码分复用CDM

2.1.1 频分复用FDM

频分复用的所有用户同时占用不同的频带资源并行通信。

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2.1.2 时分复用TDM

每个用户在所划分的时隙里使用线路传输数据
时分复用技术将时间划分成了一段段等长的时分复用帧。
每一个时分复用的围户在每一个时分复用帧中占用固定序号的时隙,每一个用户所占用的时隙是周期性出现的,其周期就是时分复用帧的长度
时分复用的所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。

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2.1.3 波分复用WDM

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2.1.4 码分复用CDM

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计算

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练习

解析

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3.CSMA/CD协议

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首先进行多址接,即入多个主机连接到一个总线上,各主机随机发送帧;
然后进行载波监听,当检测到总线空闲96比特时间后,就可以发送帧了;
如果在这个时候,主机B也要进行发送帧,这个时候主机B进行载波监听,发现总线忙,于是持续检测总线,一旦发现总线空闲96比特时间就立即发送帧;
主机B边发送帧边进行碰撞检测,没有检测到碰撞则可继续发送帧的剩余部分;
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若主机B发送帧的,B发出去的时候总线还没被占用 C检测到的是空闲主机,C也要发送帧,他俩必然发生碰撞,在产生碰撞时,B和C都在边发送帧边检测碰撞但都检测不到碰撞
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碰撞信号沿着总线传播,主机C会比主机B更早检测到碰撞并停止发送,退避一段时间后再发送
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3.1 争用期(碰撞窗口)

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3.2 最小帧长

主机A给主机D发送帧边发送边检测碰撞,主机A很快就发送完毕了,不再针对该帧检测碰撞;
主机C也想发送帧,它检测到信道空闲96比特时间(但事实上,总线并不空闲)
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3.3 最大帧长

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3.4 截断二进制指数退避算法

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3.5 信道利用率

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3.6 流程图

3.6.1 帧发送流程图

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3.6.2 帧接收流程图

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4.载波监听多址接入/碰撞避免CSMA/CA

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当A和C都想要向B发送消息时无法检测发出的消息是否产生碰撞,所以A和C互为隐蔽站
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4.1 帧间间隔IFS

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4.2 CSMA/CA协议工作原理

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4.3 退避算法

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A发送帧时,B、C、D也想发送帧于是进行载波监听,发现信道忙进行退避,根据退避算法选择出一个随机的退避时间,并在每个时隙信对信道进行一次检测,当检测到信道由忙状态转为空闲状态,且经过DIFS后,退避计时器开始倒计时,C退避结束后立即开始发送帧,B和D发现信道忙则冻结退避时间,E也要发送过程同上,C发送结束帧后,经过DIFSB和D的退避计时器重新开始从上次冻结的退避剩余时间开始倒计时……(剩下看图)等B发送完还有帧需要发送还需要在DIFS时间后再退避一段时间再进行发送

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4.4 信道预约和虚拟载波监听

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之前A和C互为隐蔽站的问题,A主机可以提前发送(RTS)请求帧,尽管C收不到A发送的RTS帧,但C可以收到B发送给A的CTS帧,C就知道了信道要占用多长时间
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例题

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4.5 总结

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链接: 湖科大教书匠:计算机网络微课堂
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