第三章：数据链路层（三）
信道划分介质访问控制
1.传输数据使用的两种链路
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点对点链路：两个相邻节点通过一个链路相连，没有第三者。应用:PPP协议，常用于广域网。
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广播式链路：所有主机共享通信介质。应用:早期的总线以太网、无线局域网，常用于局域网。典型拓扑结构:总线型、星型（逻辑总线型）
2.介质访问控制
介质访问控制的内容就是，采取一定的措施，使得两对节点之间的通信不会发生互相干扰的情况。
介质访问控制分类图：
3.信道划分介质访问控制
信道划分介质访问控制：将使用介质的每个设备与来自同一信道上的其他设备的通信隔离开,把时域和频域资源合理地分配给网络上的设备。
静态划分信道
频分多路复用（FDM）
用户在分配到一定的频带后，在通信过程中自始至终都占用这个频带。频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽（频率带宽）资源。
优点
- 充分利用传输介质带宽，系统效率较高;
- 由于技术比较成熟，实现也比较容易。
时分多路复用（TDM）
将时间划分为一段段等长的时分复用帧（TDM帧）。每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙，所有用户轮流占用信道。
改进的时分复用–统计时分复用
波分多路复用（WDM）
波分多路复用就是光的频分多路复用，在一根光纤中传输多种不同波长（频率）的光信号，由于波长（频率)不同，所以各路光信号互不干扰，最后再用波长分解复用器将各路波长分解出来。
码分多路复用（CDM）
码分多址（CDMA）是码分复用的一种方式。
码分多路复用原理：它既共享信道的频率,也共享时间,是一种真正的动态复用技术.其原理是每比特时间被分成m个更短的时间槽，称为码片（Chip）,通常情况下每比特有64或128个码片.每个站点(通道)被指定一个唯一的m位的代码或码片序列。当发送1时站点就发送码片序列，发送0时就发送码片序列的反码。当两个或多个站点同时发送时，各路数据在信道中被线形相加。为了从信道中分离出各路信号，要求各个站点的码片序列是相互正交的。
动态分配信道
特点：信道并非在用户通信时固定分配给用户。
随机访问介质访问控制
特点：所有用户可随机发送信息。
1.ALOHA协议
ALOHA协议分为：纯ALOHA协议和时隙ALOHA协议。
1.1纯ALOHA协议（了解）
纯ALOHA协议思想:不监听信道，不按时间槽发送，随机重发。
1.2时隙ALOHA协议
时隙ALOHA协议的思想:把时间分成若干个相同的时间片，所有用户在时间片开始时刻同步接入网络信道，若发生冲突，则必须等到下一个时间片开始时刻再发送。
总结（了解）
- 纯ALOHA比时隙ALOHA吞吐量更低，效率更低。
- 纯ALOHA想发就发，时隙ALOHA只有在时间片段开始时才能发。
2.CSMA协议
全名：载波监听多路访问协议CSMA
CS:载波侦听监听，每一个站在发送数据之前要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据。
MA:多点接入，表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。
协议思想：发送帧之前，监听信道。
3 1-坚持CSMA
坚持指的是对于监听信道忙之后的坚持。
4 非坚持CSMA
5 p-坚持CSMA（三种里最好的）
CSMA-CD协议（重要）
载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD
CS:载波侦听/监听，每一个站在发送数据之前以及发送数据时都要检测一下总线上是否有其他计算机在发送数据。
MA:多点接入，表示许多计算机以多点接入的方式连接在一根总线上。应用于总线型网络。
CD:碰撞检测（冲突检测），“边发送边监听”，适配器边发送数据边检测信道上信号电压的变化情况，以便判断自己在发送数据时其他站是否也在发送数据。应用于半双工网络。
传播时延对载波监听的影响
如何确定碰撞后的重传时机？？
截断二进制指数规避算法：
最小帧长问题
CSMA-CA协议（了解）
裁波监听多点接入/碰撞避免CSMA/CA：与CSMA/CD适用于总线以太网不同，CSMA/CA适用于无线局域网！！！
轮询访问介质访问控制
介质访问控制三大协议（复习）：
信道划分介质访问控制（MAC Multiple Access Control）协议:
基于多路复用技术划分资源。
特点：
网络负载重:共享信道效率高，且公平
网络负载轻:共享信道效率低
随机访问MAC协议：（只有该协议会产生冲突！！！）
用户根据意愿随机发送信息，发送信息时可独占信道带宽。
特点：
网络负载重:产生冲突开销。
网络负载轻:共享信道效率高，单个结点可利用信道全部带宽
轮询访问MAC协议/轮流协议/轮转访问MAC协议:
特点：结合了上面两种协议的优点
既要不产生冲突，又要发送时占全部带宽。
轮轮询访问MAC协议主要有以下两类：轮询协议；令牌传递协议（重要）。
轮询协议：（了解）
主结点轮流“邀请”从属结点发送数据。
缺点：
- 轮询开销（主结点需要对每一个从属结点进行访问）
- 等待延迟（如果某个要发送数据的从属结点前面有很多其他无需发送数据的从属结点，那么也需要等待主结点先询问其他从属结点。）
- 单点故障（当主结点出现故障时，其他从属结点发送不了数据）
令牌传递协议
令牌：一个特殊格式的MAC控制帧，不含任何信息。作用：控制信道的使用，确保同一时刻只有一个结点独占信道。
每一次只有一个主机拥有令牌，拥有令牌的主机才能发送数据，其他主机不能动。
问题：
- 令牌开销：产生令牌的开销
- 等待延迟:
- 单点故障:当某个主机发生故障,就无法轮询下去。
应用于令牌环网（物理星型拓扑，逻辑环形拓扑）。
采用令牌传送方式的网络常用于负载较重、通信量较大的网络中。