北航计算机网络讲义：介质访问控制MAC解析

"这份讲义来自北航计算机学院，详细阐述了计算机网络中的介质访问控制（MAC）问题，特别是在数据链路层的应用。内容涵盖了不同网络连接方式的影响、数据链路的分类，以及介质访问控制在点对点和多路访问网络中的作用。" 在计算机网络中，介质访问控制（Media Access Control，MAC）是数据链路层的一个关键功能，它负责管理同一网络中多个设备如何共享通信介质，以避免冲突并确保数据有效传输。这份北航的讲义深入探讨了这一主题。 首先，讲义提出了一个问题：物理网络的连接方式对传输有何影响？网络可以是直接连接，也可以通过网络设备如交换机进行连接。在这一层次，讲义引出了五个核心问题，包括比特编码、帧定界、错误检测、可靠链接以及介质访问控制。这些问题构成了数据链路层的基础任务。 讲义进一步讨论了两种主要的网络连接方式：点到点连接与基于交换的网络。点到点连接通常使用交换机和存储转发技术，类似于网络层的路由，但操作在数据链路层。这种方式在广域网、局域网以及家庭连接中广泛使用。 多路访问网络则涉及多个主机共享同一传输介质，如局域网和无线网络。在这种环境中，介质访问控制显得尤为重要，因为它需要解决多个主机同时发送数据时的冲突问题。讲义提到了竞争机制，即多个主机如何公平地争用传输介质。 讲义还详细介绍了数据链路层的分类，包括基于交换的、多路访问的以及随机访问和预定访问的协议。例如，以太网、802.11无线标准、ALOHA系统、令牌环、FDDI以及桥接局域网等都属于此类别，它们各自采用不同的介质访问策略。 最后，介质访问子层作为数据链路层的一部分，对点对点连接和广播信道的网络进行了区分，针对不同类型的网络设计不同的访问控制策略。在点对点连接中，数据传输相对简单，而在广播信道中，如以太网和无线网络，就需要复杂的MAC协议来协调多个设备的并发访问，如CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）或CSMA/CA（载波监听多路访问/冲突避免）。 这份讲义全面解析了MAC层在计算机网络中的作用，对于理解数据链路层如何处理介质访问控制问题，以及如何在实际网络环境中避免冲突和保证数据传输效率具有重要价值。