第4章局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法

1、4.3局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方法4.局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法 將傳輸介質(zhì)的頻帶有效地分配給網(wǎng)絡(luò)上各結(jié)點(diǎn)的方法稱為介質(zhì)訪問控制方法。換種說法，即是指局域網(wǎng)中共用信道的使用產(chǎn)生競爭時(shí)，如何分配信道的使用權(quán)，這種分配信道的使用權(quán)的方法，稱為介質(zhì)訪問控制方法。 .局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法基于分布式的介質(zhì)訪問控制方法有3種： 適合總線結(jié)構(gòu)的帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多載波監(jiān)聽多路訪問（路訪問（CSMA/CD）方法。 適合令牌環(huán)總線（令牌環(huán)總線（Token BusToken Bus）訪問控制）訪問控制方法。 適合環(huán)型結(jié)構(gòu)的令牌環(huán)環(huán)型結(jié)構(gòu)的令牌環(huán)（Token Ring）方法。CSMA/CD適用于總線型和樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)

2、絡(luò)。CSMA/CD有效地解決了介質(zhì)共享、信道分配和信道沖突等問題，是目前局域網(wǎng)中最常采用的一種介質(zhì)訪問控制方法。4.局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法 CSMA/CD的含義載波偵聽多路訪問（CSMA）沖突檢測（CD）A、一個(gè)結(jié)點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)，先偵聽總、一個(gè)結(jié)點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)，先偵聽總線上是否有其他結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)。線上是否有其他結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)。B、如果總線空閑，則發(fā)送數(shù)據(jù)、如果總線空閑，則發(fā)送數(shù)據(jù)C、如果總線繁忙，則再等待一定時(shí)、如果總線繁忙，則再等待一定時(shí)間間隔再去偵聽。間間隔再去偵聽。載波偵聽多路訪問可以描述為：載波偵聽多路訪問可以描述為： “先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，先聽后發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停止，隨機(jī)延遲后沖突停

3、止，隨機(jī)延遲后重發(fā)重發(fā)”控制過程包括控制過程包括4 4個(gè)步驟個(gè)步驟: : 載波偵聽：載波偵聽：是指用電子技術(shù)檢測總線上有沒是指用電子技術(shù)檢測總線上有沒有其它計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，以免發(fā)生碰撞。有其它計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，以免發(fā)生碰撞。 沖突檢測：沖突檢測：在每個(gè)站發(fā)送幀期間在每個(gè)站發(fā)送幀期間, ,同時(shí)具有同時(shí)具有檢測首先沖突的能力。一旦遇到?jīng)_突，則立即停檢測首先沖突的能力。一旦遇到?jīng)_突，則立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串阻塞信號(hào)，通報(bào)總線止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串阻塞信號(hào)，通報(bào)總線上各站點(diǎn)已發(fā)生沖突。上各站點(diǎn)已發(fā)生沖突。 ? ?多路訪問：多路訪問：當(dāng)檢測到?jīng)_突并在發(fā)完當(dāng)檢測到?jīng)_突并在發(fā)完阻塞信號(hào)后

4、阻塞信號(hào)后, ,需要等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然需要等待一個(gè)隨機(jī)時(shí)間，然后再用后再用CSMACSMA的算法重新發(fā)送。的算法重新發(fā)送。 爭用方式：爭用方式：在總線上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都能在總線上的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都能隨時(shí)發(fā)送信息，但在同一時(shí)刻只允許一對(duì)隨時(shí)發(fā)送信息，但在同一時(shí)刻只允許一對(duì)結(jié)點(diǎn)可以通信，否則，就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)相互結(jié)點(diǎn)可以通信，否則，就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)相互疊加，造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，這就是線路爭用帶疊加，造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，這就是線路爭用帶來的問題。來的問題。 4.局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法發(fā)送幀媒體忙？延遲隨機(jī)時(shí)間YesNo發(fā)送沖突嗎？Yes發(fā)送干擾信號(hào)碰撞次數(shù)N+1N=16？NoYes發(fā)送失敗發(fā)送完？發(fā)送成功YesNoNo圖 4-

5、4 CSMA/CD的工作流程圖.CSMA/CD帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問CSMA/CD方法加強(qiáng)沖突：當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)的站一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)生了碰撞時(shí)，除了立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)外，還要再繼續(xù)發(fā)送若干比特的人為干擾信號(hào)(jamming signal)，以便讓所有用戶都知道現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)生了碰撞。 3、令牌環(huán)訪問控制在令牌環(huán)網(wǎng)中，所有結(jié)點(diǎn)通過接口連成環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所有結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送都由在環(huán)中傳遞的“令牌”進(jìn)行控制。令牌也稱權(quán)標(biāo)，總是沿著環(huán)單向傳遞，結(jié)點(diǎn)必須持有令牌才能發(fā)送數(shù)據(jù)。令牌環(huán)網(wǎng)的工作流程示意令牌環(huán)網(wǎng)的工作流程示意CDAB站點(diǎn)干線耦合器單向環(huán)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路工作的個(gè)步驟（1）獲取令牌并發(fā)送數(shù)據(jù)幀網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)各結(jié)點(diǎn)都沒有幀

6、發(fā)送,只有令牌在環(huán)路上繞行,此時(shí)令牌標(biāo)記00000000，稱為空標(biāo)記。當(dāng)空閑令牌傳到這個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，將空標(biāo)記換為11111111，稱為忙標(biāo)記，然后去掉令牌的尾部，加上數(shù)據(jù)，成為數(shù)據(jù)幀，發(fā)送到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。 接收與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)幀每經(jīng)過一個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)比較數(shù)據(jù)幀中的目的地址，如果不屬于本結(jié)點(diǎn)則轉(zhuǎn)發(fā)出去；否則,在幀中設(shè)置已經(jīng)復(fù)制的標(biāo)志，然后向下一結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。 取消數(shù)據(jù)幀并且重發(fā)令牌： 當(dāng)數(shù)據(jù)幀通過閉環(huán)重新傳到發(fā)送結(jié)點(diǎn)時(shí),發(fā)送結(jié)點(diǎn)不再轉(zhuǎn)發(fā)，而是檢查發(fā)送是否成功。如果數(shù)據(jù)幀傳輸失敗則重發(fā)；如果傳輸成功,則清除該數(shù)據(jù)幀，并且產(chǎn)生一個(gè)新的空閑令牌發(fā)送到環(huán)上。 令牌總線（Token Bus）訪問控制也屬于共享介質(zhì)的局域網(wǎng)，所有計(jì)算機(jī)都連接在總線上，在物理總線上建立一個(gè)邏輯環(huán)，令牌在邏輯環(huán)路中依次傳遞，其工作原理與令牌環(huán)相同。 令牌總線是一種簡單、公平、性能良好的介質(zhì)訪問控制方法,令牌總線的工作流程如圖4-6示。其中，圖4-6（a）是各結(jié)點(diǎn)的物理連接，圖4-6（b）是各結(jié)點(diǎn)形成的邏輯環(huán)，在圖中結(jié)點(diǎn)G沒有加入到邏輯環(huán)中。圖 4-6 令牌總線的工作原理(b) 邏輯環(huán)傳送方向令牌BFCDE