局域网访问的协调（IEEE MAC子层）

1、 受控访问协议

提供分布式形式的统计复用：

轮询 Polling

• 网络使用集中控制器
  •在网络上的站点之间循环
  •提供传输数据包的机会
• 两项通用的轮询策略：
  •循环法令，站之间公平共享
  •优先顺序，某些电台可能会被赋予更高的优先级

保留 Reservation

• 通常使用中央控制器
• 预先计划每轮数据包传输
• 两步过程：
  1.每个潜在的发件人指定在下一轮中是否有要发送的数据包，控制器发送将要发送的电台列表
  2.电台使用该列表知道何时发送
• 通常与卫星传输一起使用

令牌传递 Token Passing

• 已在几种LAN拓扑中使用
• 但主要与环形拓扑相关
• 使用称为令牌的特殊控制消息
• 在任何时候，只有一台计算机拥有令牌
• 虽然没有站要发送任何数据包，但令牌不断循环
• 当工作站有要发送的数据包时，它将等待接收令牌并在发送数据包时保留令牌
• 完成后，它将再次发送令牌

2、 随机访问协议

• 许多网络不使用受控访问机制
• 相反，计算机尝试不协调地访问媒体！

以太网协调

• 计算机可以检测到以太网上何时有信号--载体传感器
• 仅在以太网空闲时才能传输-具有多路访问（CSMA）的载波侦听
• 防止计算机中断正在进行的传输
• 这里的例子是无源总线技术
  •但是大多数最新的有线以太网络可切换（即不是被动的）–请参阅后面的讲座

碰撞检测

• 如果计算机决定同时传输，则可能会发生冲突
• 每台计算机还感觉到传输错误-碰撞
• 称为以太网机制-具有冲突检测功能的载波侦听多路访问-CSMA / CD

碰撞如何发生？

碰撞恢复

• 碰撞后计算机必须等待，然后才能重新传输
• 选择随机延迟d，直至指定的最大值
• 将每次后续碰撞的最大延迟加倍
  •例如 在0和d，0和2d，0和4d...之间发送
  •二进制指数补偿
• 注意：带宽和吞吐量之间有区别！

吞吐量与流量

•提供更多的流量会导致更多的冲突，更多的退避并最终导致拥塞并降低吞吐量

无线局域网

• 使用无线电频率的局域网技术
• 使用CSMA / CA（避免碰撞）
• 示例：无源总线技术

无线局域网和CSMA/CA

• 冲突检测不起作用，因为来自一台计算机的传输只能被其直接邻居接收
• 解决方案是避免碰撞
  •发送方向接收方发送小请求消息
  •接收方以“清除发送”消息作为响应，该消息被所有相邻计算机接收

CSMA / CA –碰撞处理

• 如果计算机1和3尝试同时传输数据包
• 控制消息将发生冲突
• 计算机2将检测到碰撞
• ...不会回复“允许发送”
• 冲突后，在重新发送控制消息之前会应用随机退避

3、信道协议

FDMA 频分多址

• 扩展频分复用
• 机制允许独立电台选择与其他电台使用的载波不冲突的载波频率
• 在某些系统中，使用中央控制器
• 新电台使用保留的控制信道请求未使用的频率
• 控制器告诉电台要使用哪个频率

TDMA 时分多址

• 扩展时分复用
• 最简单的方案如下：
  •为每个活动的参与者分配一个从1→N的序列号
  •电台按此数字顺序发送
• 一些TDMA系统提供动态分配–工作站首次出现在网络上时分配了一个时隙

4、阅读：Chapter 14