计算机网络 --- 数据链路层介质访问控制
引言
傳輸數據使用的兩種鏈路：
- 點對點鏈路：兩個相鄰的節點通過一個鏈路相連，沒有第三者。應用：PPP協議，常用于廣域網。
- 廣播式鏈路：所有主機共享通信介質。應用：早期的總線以太網，無線局域網，常用于局域網。典型拓撲結構：總線型，星型（邏輯總線型）。
點對點的鏈路因為沒有第三者，所以不會有通信互相干擾的情況，但是廣播式鏈路，如果通信雙方想要通信通常會被互相干擾，所以需要設置一定的訪問控制。
介質訪問控制：
介質訪問控制的內容就是，采取一定的措施，使得兩對節點之間的通信不會發生互相干擾的情況。
介質訪問控制的分類：
介質訪問控制分為靜態劃分信道，動態劃分信道。
靜態劃分信道
稱為信道劃分介質訪問控制，分為：
- 頻分多路復用 FDM
- 時分多路復用 TDM
- 波分多路復用 WDM
- 碼分多路復用 CDM
信道劃分介質訪問控制：
將使用介質的每個設備與來自同一信道上的其他設備的通信隔離開，把時域和頻域資源合理地分配給網絡上的設備
多路復用技術：
把多個信號組合放在一條物理信道上進行傳輸，使得多個計算機或終端設備共享信道資源，提高信道利用率。把一條廣播信道，邏輯上分成幾條用于兩個節點之間通信的互不干擾的子信道，實際就是把廣播信道轉變為點對點信道。
頻分多路復用
用戶在分配到一定的頻帶后，在通信過程中自始至終都占用這個頻帶。頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬（頻率帶寬）資源。
優點
充分利用傳輸介質帶寬，系統效率比較高，由于技術比較成熟，實現也比較容易。
時分多路復用
將時間劃分為一段段等長的時分復用幀（TDM幀）。每一個時分復用的用戶在每一個TDM幀中占用固定序號的時隙，所有用戶輪流占用信道。
改進的時分復用 --- 統計時分復用STDM
每一個STDM幀中的時隙數小于連接在集中器上的用戶數，各用戶有了數據就隨時發往集中器的輸入緩存，然后集中器按順序依次掃描輸入緩存，把緩存中的輸入數據放入STDM幀中，一個STDM幀滿了就發出。STDM幀不是固定分配時隙，而是按序動態分配時隙。
波分多路復用
波分多路復用就是光的頻分多路復用，在一根光纖中傳輸多種不同波長（頻率）的光信號，由于波長（頻率）不同，所以各路光信號互不干擾，最后再用波長分解復用器將各路波長分解出來。
碼分多路復用
碼分多址（CDMA）是碼分復用的一種方式。一個比特分為多個碼片/芯片（chip），每一個站點被指定一個唯一的m位的芯片序列。（也就是說不同節點發送0或1時，會指定其發送不同的序列，比如A站點發送1時會要求其發送：+1，-1，+1，+1，-1，-1，-1，+1）
發送1時站點發送芯片序列，發送0時發送芯片序列反碼（通常把0寫成-1，之前舉的例子中比如A要發送0，那就要求其發送：-1，+1，-1，-1，+1，+1，+1，-1）。
如何不打架：
多個站點同時發送數據的時候，要求各個站點芯片序列相互正交（假如A站點的序列是向量，也就是之前說的[+1，-1，+1，+1，-1，-1，-1，+1]，站點B的芯片序列是向量，站點C的芯片序列是向量，要求各個站點的芯片序列相互正交，也就是...= 0.).?
如何合并：
各路數據在信道中被線性相加。（也就是+ ...發送）
如何分離：
合并的數據和源站規格化內積。 （也就是向量各位乘積相加，除以總位數）
動態分配信道
分為：
- 輪詢訪問介質訪問控制 令牌傳遞協議
- 隨機訪問介質訪問控制 分為ALOHA協議，CSMA協議，CSMA/CD協議 CSMA/CA協議
也稱為動態媒體接入控制/多點接入
特點：
信道并非在用戶通信時固定分配給用戶。
隨機訪問介質訪問控制
所有用戶可隨機發送信息，發送信息時可占全部帶寬。
aloha協議
CSMA協議
CSMA/CD協議
CSMA/CA協議
輪詢訪問介質訪問控制
也稱為輪詢訪問MAC協議，輪流協議，輪轉訪問MAC協議，既要不產生沖突，又要發送時占用全部帶寬。主要包括輪詢協議以及令牌傳遞協議。
輪詢協議
主節點輪流“邀請”從屬節點發送數據。
輪詢協議的問題：
- 輪詢開銷
- 等待延遲
- 單點故障
令牌傳遞協議
令牌：
一個特殊格式的MAC控制幀，不包含任何信息?？刂菩诺赖氖褂?#xff0c;確保同一時刻只有一個結點獨占信道。令牌環網無碰撞。
每個結點都可以在一定的時間內（令牌持有時間）獲得發送數據的權利，并不是無限制地持有令牌。
問題：
- 令牌開銷
- 等待延遲
- 單點故障
應用：
應用于令牌環網（物理星型拓撲，邏輯環形拓撲）。采用令牌傳送方式的網絡常用于負載較重，通信量較大的網絡中。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的计算机网络 --- 数据链路层介质访问控制的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： leetcode 110 --- 判断给
- 下一篇： leetcode 1 --- 两数之和