介质访问子层：MAC协议与信道分配

"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。