介质访问子层:MAC协议与信道分配
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更新于2024-07-01
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"计算机网络:ch4 介质访问子层.pdf"
本资料主要讲解了计算机网络中的介质访问子层(Medium Access Control,简称MAC)以及相关的信道分配问题、多路访问协议、以太网和无线局域网(WLAN)等主题。介质访问子层属于数据链路层的一部分,主要负责解决广播信道上的信道争用问题,确保数据能够正确、高效地在多台设备之间传输。
1. 介质访问子层(MAC)
MAC协议是一种用于多路访问信道上的控制协议,它位于数据链路层的逻辑链路控制(LLC)之下,负责决定哪个设备可以访问共享的物理媒介,以避免冲突并保证网络的正常运行。
2. 信道分配问题
在多用户共享的广播信道中,如何公平有效地分配信道是关键。信道分配有两种主要方法:静态分配和动态分配。
- 静态分配包括频分多路复用(FDM)和时分多路复用(TDM)。FDM是将频率带宽分割成多个子频段,每个用户占用一个子频段;TDM则是将时间分割成多个时隙,每个用户分配固定时隙。这两种方法适用于用户数量和通信量相对固定的环境,但不灵活应对变化。
- 动态分配则更适用于突发性和变化性强的流量场景,它可以根据实时需求分配信道资源。
3. 多路访问协议
这些协议旨在防止或解决多台设备同时发送数据导致的冲突。常见的多路访问协议有载波监听多点接入/冲突检测(CSMA/CD,Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)和载波监听多点接入/冲突避免(CSMA/CA,Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)等。
4. 以太网
以太网是最广泛使用的局域网技术,采用CSMA/CD协议。在以太网中,设备在发送数据前会监听信道是否空闲,如果空闲则立即发送,若检测到冲突则停止发送并等待随机时间后再尝试。
5. 无线LAN
无线局域网使用CSMA/CA协议,因为无线信号无法像有线网络那样检测到物理冲突。在无线环境中,设备在发送数据前不仅要监听信道,还要进行预约或者发送预告信息以避免冲突。
6. 数据链路层交换
数据链路层交换是另一种提高网络效率的方法,它在数据链路层实现,允许数据包直接从源设备到目标设备,而不经过网络层,从而减少延迟和提高吞吐量。
介质访问子层及其相关的信道分配策略和技术是构建高效、可靠的计算机网络不可或缺的部分,尤其是在局域网和无线网络中,它们确保了数据在共享介质上的有序传输。
2022-06-17 上传
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2022-06-17 上传
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