第4章局域网的介质访问控制方法

1、4.3局域网的介质访问控制方法 4.局域网介质访问控制方法 将传输介质的频带有效地分配给网络上各 结点的方法称为介质访问控制方法。 换种说法，即是指局域网中共用信道的使 用产生竞争时，如何分配信道的使用权，这种 分配信道的使用权的方法，称为介质访问控制 方法。 .局域网介质访问控制方法 基于分布式的介质访问控制方法有3种： 适合总线结构的带冲突检测的载波监听多载波监听多 路访问（路访问（CSMA/CD）方法。 适合令牌环总线（令牌环总线（Token BusToken Bus）访问控制）访问控制 方法。 适合环型结构的令牌环环型结构的令牌环（Token Ring）方 法。 CSMA/CD适用于总

2、线型和树形拓扑 结构的网络。 CSMA/CD有效地解决了介质共享、信道分 配和信道冲突等问题，是目前局域网中最常 采用的一种介质访问控制方法。 4.局域网介质访问控制方法 CSMA/CD的含义 载波侦听多路访问（CSMA） 冲突检测（CD） A、一个结点要发送数据，先侦听总、一个结点要发送数据，先侦听总 线上是否有其他结点发送的信号。线上是否有其他结点发送的信号。 B、如果总线空闲，则发送数据、如果总线空闲，则发送数据 C、如果总线繁忙，则再等待一定时、如果总线繁忙，则再等待一定时 间间隔再去侦听。间间隔再去侦听。 载波侦听多路访问可以描述为：载波侦听多路访问可以描述为： “先听后发，边听边发

3、，先听后发，边听边发， 冲突停止，随机延迟后冲突停止，随机延迟后 重发重发” 控制过程包括控制过程包括4 4个步骤个步骤: : 载波侦听：载波侦听：是指用电子技术检测总线上有没是指用电子技术检测总线上有没 有其它计算机发送的数据信号，以免发生碰撞。有其它计算机发送的数据信号，以免发生碰撞。 冲突检测：冲突检测：在每个站发送帧期间在每个站发送帧期间, ,同时具有同时具有 检测首先冲突的能力。一旦遇到冲突，则立即停检测首先冲突的能力。一旦遇到冲突，则立即停 止发送，并向总线上发一串阻塞信号，通报总线止发送，并向总线上发一串阻塞信号，通报总线 上各站点已发生冲突。上各站点已发生冲突。 ? ?多路访问

4、：多路访问：当检测到冲突并在发完当检测到冲突并在发完 阻塞信号后阻塞信号后, ,需要等待一个随机时间，然需要等待一个随机时间，然 后再用后再用CSMACSMA的算法重新发送。的算法重新发送。 争用方式：争用方式：在总线上的每个结点都能在总线上的每个结点都能 随时发送信息，但在同一时刻只允许一对随时发送信息，但在同一时刻只允许一对 结点可以通信，否则，就会导致信号相互结点可以通信，否则，就会导致信号相互 叠加，造成数据错误，这就是线路争用带叠加，造成数据错误，这就是线路争用带 来的问题。来的问题。 4.局域网介质访问控制方法 发送帧 媒体忙？延迟随机时间 Yes No 发送 冲突吗？ Yes 发

5、送干扰信号 碰撞次数N+1 N=16？ No Yes 发送失败 发送完？ 发送成功 Yes No No 图 4-4 CSMA/CD的工作流程图 .CSMA/CD带冲突检测的载波监听多路访问 CSMA/CD方法 加强冲突： 当发送数据的站一旦发现发生了碰 撞时，除了立即停止发送数据外，还 要再继续发送若干比特的人为干扰信 号(jamming signal)，以便让所有用户 都知道现在已经发生了碰撞。 3、 令 牌 环 访 问 控 制 在令牌环网中，所有结点通过接口连成环形 拓扑结构。 所有结点的数据发送都由在环中传递的“令 牌”进行控制。 令牌也称权标，总是沿着环单向传递，结点 必须持有令牌才能

6、发送数据。 令牌环网的工作流程示意令牌环网的工作流程示意 C D A B 站点 干线耦合器 单向环 点到点链路 工作的个步骤 （1）获取令牌并发送数据帧 网络空闲时各结点都没有帧发送, 只有令牌在环路上绕行,此时令牌 标记00000000，称为空标记。当 空闲令牌传到这个结点时，将空 标记换为11111111，称为忙标记， 然后去掉令牌的尾部，加上数据， 成为数据帧，发送到下一个结点。 接收与转发数据： 数据帧每经过一个结点时比较数据帧 中的目的地址，如果不属于本结点则转 发出去；否则,在帧中设置已经复制的 标志，然后向下一结点转发。 取消数据帧并且重发令牌： 当数据帧通过闭环重新传到发送结点

7、时,发送结点 不再转发，而是检查发送是否成功。如果数据帧 传输失败则重发；如果传输成功,则清除该数据帧， 并且产生一个新的空闲令牌发送到环上。 令牌总线（Token Bus）访问控制也属于 共享介质的局域网，所有计算机都连接在总 线上，在物理总线上建立一个逻辑环，令牌 在逻辑环路中依次传递，其工作原理与令牌 环相同。 令牌总线是一种简单、公平、性能良好的介质访 问控制方法,令牌总线的工作流程如图4-6示。其 中，图4-6（a）是各结点的物理连接，图4-6（b） 是各结点形成的逻辑环，在图中结点G没有加入到 逻辑环中。 图 4-6 令牌总线的工作原理 (b) 逻辑环 传送方向 令牌 B F C D E A (a) 令