[network]

一、介質訪問子層的作用

1.1 概述

      在Data Link Layer上提供對通道的控制。

       Network可分爲p-p的網絡和使用broadcast的網絡。後者要處理多臺host競爭使用channel的問題,這種channel又被稱爲multiaccess channel或random access channel。用於在multiaccess channel上確定下一個使用者的協議被稱爲MAC。

        在LAN中,MAC尤爲重要。WAN往往使用p-p鏈路。

1.2  channel方案分析

        第一種是靜態channel分配:FDM(freqency-divided multiplexing)或TDM,可以證明,在用戶數固定而且任務繁忙時,給每一個用戶分配固定的信道,可以得到很好的結果。但是,計算機通信往往是突發性的,大多數信道在大多數時候是空閒的。可以證明這樣極大的提高了傳送的延時。

        第二種是動態channel分配:具體的通信模型爲 station model 生成frame概率爲λ*t,Singel Channel Assumption,COllision Assumption或者令牌網 在擴頻網中是不嚴格的,Continuous Time 或者 Slotted Time,Carrier Sense 或者 No Carrier Sense。主要要解決 Channel Compete問題,即在一次成功的frame發送後,那個station獲得channel。性能標準是低載荷channel延遲和高載荷情況下的信道利用率。

二、具體實現協議

       2.1 ALOHA

          純ALOHA Continuous Time & Carrier Sense 發送方通過Carrier Sense判斷髮送是否成功。如果不能Carrier Sense,可以發送反饋。

          Slotted ALOHA  可以將純ALOHA容量擴大一倍。在這裏,通過Carrier Sense實現Slotted Time。在這裏,核心protocol 確定 何時Carrier Sense,何時發送frame,這是爲了減少發送時的衝突及監聽成本。常用算法有1-持續CSMA(Carrier Sense Multiple Access),nonpersistent CSMA,p-persistent CSMA。另外確定Collision 後怎麼辦。主要有 CSMA/CD(CSMA with Collision Detection)。一旦檢測到衝突了,station立即放棄發送任務,並等待隨機一段時間,然後重新嘗試。也就是所謂的競爭算法。在這裏,station在發送後一段時間內如果沒有detect collision,那麼就可以判斷自己grasp channel了。這個時間是2t,t爲兩相距最遠的station通信的時間。

  2.2 無衝突協議

位圖protocol:每一個競爭週期內保含n個slot。第i個station要發送時就在第i個slot發送一個"1"位,競爭週期後,再按slot中順序發送frame。

二進制倒計數protocol:假設station的傳輸延遲爲零,衝突的信號如果是0和1,那麼可以檢測到1。這樣,對每個station編址,對於位的0 1不同。競爭週期內,要發送的station傳送自己的地址,再根據sense的地址判斷那個發送。爲了避免飢渴情況,對各個station的地址也就是優先級進行輪轉,第i個station成功的發送frame後,變爲最低,其餘各個station優先級一次遞增。

2.3 有限競爭協議

競爭協議低延遲,無競爭協議高利用率,有限競爭協議則把兩者結合起來。

首先,只要減少參與競爭的station的數量,則某個站獲得信道的概率就會增加。

然後,將station分組,每一組競爭某個slot。如果找到某種算法,使得載荷低的時候,參與競爭的station很多;載荷高的時候,參與競爭的station很少。具體的算法有自適應樹算法。每個站是個葉子,載荷高時,訪問級數深,否則,訪問級數低。

2.4 波分多路訪問協議

利用FDM TDM或者兩者結合起來,將信道分成多個子通道,然後動態分配。

光纖波譜被分爲多個通道,每個station得到一個控制信道較窄,一個數據信道,較寬。

2.5 無線LAN協議

不能採用CSMA,因爲問題在於接收者而不是發送者,如hidden station problem,exposed station problem。

MACA(Multiple Access with Collision Avoidance)中發送方刺激一下接收方(發送RTS),讓他輸入一個短frame(發送CTS)。從而expose station。但沒有講怎麼處理exposed station problem。

三、實例

  3.1 以太網

 

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章