主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-1
第 6讲, 数据链路层
本讲目标,
? 了解数据链路层服务原
理,
? 错误检测,校正
? 共享广播信道
? 链路层编址
? 可靠数据传输,流量控
制, done!
? 各类链路层技术的实现
和实例
? 教科书参考
? 第 3,4,5,6章
概述,
? 链路层的服务
? 错误检测,校正
? 多点访问技术和 LAN
? 链路层寻址,ARP
? 特定的链路层技术,
? 以太网
? 集线器,网桥,交换机
? IEEE 802.11 LANs
? PPP
? ATM
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-2
链路层, 工作环境
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-3
链路层, 工作环境
? 两个 物理上连接的 设备,
? 主机 -路由器,路由器 -路由器,主机 -主机
? 数据单元, frame（帧）
application
transport
network
link
physical
network
link
physical
M
M
M
M
Ht
HtHn
HtHnHl MHtHnHl
frame物理链路
数据链路协议
接口卡
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-4
链路层的服务
? 成帧,链路访问,
? 将分组封装入帧,加上帧头,帧尾
? 如果是共享介质，则需实现信道的访问,
? ?物理地址’ 放在帧首用来确定信源、信宿
? 不同于 IP地址喔 !
? 在两台物理上连接的设备之间实现可靠传递,
? 可靠传递是什么概念，回顾一下学过的知识 !
? 不太用在误码率低的场合 (光纤,某些双绞线 )
? 无线链路, 误码率相当高
? Q,为什么在链路层和端到端之间都要做可靠性的校验?
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-5
链路层的服务 (续 )
? 流量控制,
?保持收发双方的同步
? 错误检测,
?信号衰减和噪声会导致出错,
?接收端检测到错误时,
? 给发送端信号要求重发或丢弃出错帧
? 错误校正,
?接受端检测多个位错 并加以校正 而无需要求发送端
重发
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-6
链路层, 实现
?通过, adapter（网卡或适配器）” 实现
? e.g.,PCMCIA 卡,以太网卡
?一般适配器都含有, RAM,DSP 芯片,主机的总线接
口,和链路接口
application
transport
network
link
physical
network
link
physical
M
M
M
M
Ht
HtHn
HtHnHl MHtHnHl
framephys,link
data link
protocol
adapter card
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-7
错误检测
EDC= 错误检测校正（ Error Detection and Correction (冗余数据 )）位
D = 由检验位保护的数据,可包括首部字段
? 错误检测不可能达到 100% 可靠 !
? 协议算法可能会忽略了某些错误,但比例极小
? 较大的 EDC 字段可以产生较好的检错和纠错效果
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-8
奇偶校验
单比特校验,
检测一位错误
两维单比特校验,
检测和校正单比特错误
0 0
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-9
因特网校验和
发送端,
? 把数据段的内容看成一
系列 16-bit的整数
? 校验和, 对内容进行累
加 (1?s complement
sum)
? 发送端将校验和放入
UDP 的 checksum 字段
接收端,
? 对接收到的数据段进行校验和
计算
? 检查计算所得的校验和与接收
到值的是否相等,
? NO – 出错了
? YES – 没查出错误, 但有可
能存在错误? ….
目的, 检测 数据段在传输过程中出现的错误 (注意, 仅 用在
传输层 )
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-10
校验计算, 循环校验码
? 把数据比特串,D,看成二进制数据
? 选择一个 r+1 bit 型 (generator),G
? 目的, 选择 r个 CRC位,R,这样
? <D,R> 可为 G 整除 (modulo 2)
? 接收端已知 G,用 G来除 <D,R>,如果余数不为 0,查出错误 !
? 可以查出所有长度不超过 r+1位的突发错误
? 在实践中被广泛应用 (ATM,HDCL)
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-11
CRC 举例
如果要,
D.2r XOR R = nG
则等于,
D.2r = nG XOR R
也就等于,
如果要让 D.2r 被 G整
除,则需要余数 R
R = remainder[ ]D
.2r
G
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-12
多点访问链路和协议
有三种类型的,链路”,
? 点对点 ( e.g,PPP,SLIP)
? 广播式 (共享线路或介质 ; e.g,以太网,无线网,etc.)
? 交换式 (e.g.,交换式以太网,ATM etc)
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-13
多点访问协议
? 一条共享的通信信道
? 两个或多个结点可同时发送信号, 相互干扰
? 在某一时刻只有一个结点可以成功地发送信号
? 多点访问协议,
? 分布式的算法来决定如何共享信道,i.e.,决定工作站何时可以发送
? 注意：有关共享通道的通信（协商）也必须在该通道自身上解决 !
? 我们希望多点访问协议能够解决什么问题,
? 同步还是异步
? 了解其他站点的信息
? 健壮性 (e.g.如何对待信道错误 )
? 性能
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-14
多点访问协议
?断言, 人类在许多场合都使用多点访问协议
?class can "guess" multiple access protocols
? multiaccess protocol 1:
? multiaccess protocol 2:
? multiaccess protocol 3:
? multiaccess protocol 4:
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-15
MAC 协议, 分类
?通道分割
?将信道分割成较小的,片” (时隙,频率 )
?将小片分给各站点使用
?随机访问
?允许冲突
?从冲突中“恢复”
?“排队”
?严格协调访问来避免冲突
目标, 高效,公平,简单,分散控制
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-16
信道分割的 MAC 协议, TDMA
TDMA,time division multiple access （时分多路）
?,依次, 访问信道
? 每次每个站点分得固定长度的时隙 (时长 = 分组的单位
传输时间 )
? 未用的时隙被闲置和浪费
? 例如, 6个站点的 LAN,1,3,4 有分组发送,而 2,5,6的时
隙则被闲置
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-17
信道分割的 MAC 协议, FDMA
FDMA,frequency division multiple access（频分复用）
? 信道按频谱分成若干频段
? 每个站点分得固定的频段
? 在频段不用时该部分信道被闲置和浪费
? 例如, 6各站点的 LAN,1,3,4 发送分组,而 2,5,6 的频段被
闲置
fr
eq
ue
nc
y b
an
ds
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-18
信道分割 (CDMA)
CDMA,Code Division Multiple Access（码分
多路）
? 每个用户分得具有唯一性的,code”; ie,代码集合的分
割
? 大部分应用在无线通信的场合 (cellular,satellite,etc)
? 所有用户共享相同的频道,但每个用户用自己的“码片
”序列 (ie,code) 对数据编码
? 编码信号 = (原始数据 ) X (码片序列 )
? 解码, 编码信号的内积和码片序列
? 允许多个用户共存和发送信号,且相互的干扰极小 (假
设信号码呈,正交,状 )
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-19
CDMA 编码 /解码
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-20
CDMA,两个用户互扰的情况
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-21
随机访问协议
? 当结点有数据要发送时：
? 使用信道全部的传输速率 R.
? 在诸多结点中不存在,预先,协商的机制
? 可能发生两个以上结点同时传输 ->,冲突”
? 随机访问的 MAC协议 定义了,
? 如何检测冲突
? 如何从冲突中恢复 (e.g.,通过延迟重发 )
? 随机访问 MAC协议的实例,
? 时隙 ALOHA
? ALOHA
? CSMA and CSMA/CD
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-22
时隙 Aloha
? 时间划分成等长的时隙 (=分组单元传送的时长 )
? 对待新近到达的分组结点要, 在下一个时隙开始时传输
? 如果冲突, 以 p的概率再后继的时隙重发分组，直到成功
为止,
(S)成功,(C)冲突,(E) 空闲的时隙
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-23
时隙 Aloha 的效率
Q,时隙的利用情况如何?
A,假设有 N站点有数据发送
?每个站点以 p的概率在时隙中传输数据
?传输成功的概率 S为,
对单个结点来说, S= p (1-p)(N-1)
对 N个节点中的任何一个：
S = 概率 (仅有一个站点传输的 )
= N p (1-p)(N-1)
… 选择最佳的 p 当 n -> infty,..
= 1/e =,37
最佳情况, 信道的
使用率为 37%
!
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-24
纯 (无时隙 ) ALOHA
? 无时隙 Aloha,简单,没有同步信号
? 需要传输分组时,
? 立即发送而不必等待时隙的开始
? 冲突的概率增加了,
? 在 t0 时刻发送的分组与在 [t0-1,t0+1]时刻发送的分组冲突
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-25
纯 Aloha (续 )
P(给定节点的成功率 ) = P(节点传输 ),
P(无其他节点在 [p0-1,p0]时刻传输）,
P(无其他节点在 [p0-1,p0]时刻传输）
= p, (1-p), (1-p)
P(在 N结点中任意结点的成功率 ) = N p, (1-p), (1-p)
… 选择最佳的 p 当 n -> infty,..
= 1/(2e) =,18
G = offered load = Np
0.5 1.0 1.5 2.0
0.1
0.2
0.3
0.4
Pure Aloha
Slotted Aloha 协议 限制了信道吞吐量的有效利用 !
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-26
CSMA,Carrier Sense Multiple Access
CSMA,（载波检测多路访问）发送前侦听,
? 如果信道闲置, 发送整个分组
? 如果信道忙,推迟发送
?坚持性 CSMA,当信道闲置时，以 p的概率立即重试 (可
能导致不稳定 )
?非坚持性 CSMA,在某个随机间隔以后再试
? 为人处事的规则之一, 不要打断别人的发言 !
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-27
CSMA 的冲突
冲突可能发生在,
由于传播延迟两个节点可
能听不到对方的发送
冲突,
整个分组的传输时间被浪费
以太网结点间的时空图
注意,
这里的冲突概率是由距离和
传播延迟来决定的
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-28
CSMA/CD (Collision Detection，冲突检测 )
CSMA/CD:
?在冲突发生后，短时间内可 探测到
?立即中断传输,减少信道的时间浪费
?坚持性或非坚持性重传
?冲突检测,
?在有线 LAN中简便易行, 检测信号强度,比较收、发的
信号
?在无线 LAN比较困难, 传输时接收器是关闭的
?人类社会的范例, 彬彬有礼的交谈者
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-29
CSMA/CD 冲突检测
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-30
“轮转式” MAC 协议
信道分割的 MAC 协议,
?在重负荷时共享信道的效率高
?在轻负荷时效率低, 延迟了信道访问,当只有一个结
点激活时，分到的带宽只有信道带宽的 1/N!
随机访问 MAC 协议
?在轻负荷时有效率, 单个节点可以充分利用信道的
带宽
?在重负荷下, 冲突的开销
“轮转式”协议
在两个方面寻求最佳的解决方案 !
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-31
“轮转式” MAC 协议
轮询（ Polling）,
?由主结点“邀请”
从结点依次传输
?Request to Send,
Clear to Send 报
文
?关注,
?轮询的开销
?等待时间
?单点失效 (主结点 )
令牌传递（ Token passing）,
? 控制 令牌 依次通过各个结点
? 令牌报文
? 关注,
? 令牌的开销
? 等待时间
? 单点失效 (token)
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-32
基于预留的协议
分布式轮询（ Distributed Polling）,
? 将时间划分成时隙
? 开始时使用 N个较短的 预留时隙
? 预留时隙的时长等于信道端对端的传播延迟
? 需发报文的站点先发预留信息
? 预留信息被所有其他站点接收到
? 在预留时隙后,报文传输按已知的优先顺序进行
第 6讲, 数据链路层
本讲目标,
? 了解数据链路层服务原
理,
? 错误检测,校正
? 共享广播信道
? 链路层编址
? 可靠数据传输,流量控
制, done!
? 各类链路层技术的实现
和实例
? 教科书参考
? 第 3,4,5,6章
概述,
? 链路层的服务
? 错误检测,校正
? 多点访问技术和 LAN
? 链路层寻址,ARP
? 特定的链路层技术,
? 以太网
? 集线器,网桥,交换机
? IEEE 802.11 LANs
? PPP
? ATM
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-2
链路层, 工作环境
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-3
链路层, 工作环境
? 两个 物理上连接的 设备,
? 主机 -路由器,路由器 -路由器,主机 -主机
? 数据单元, frame（帧）
application
transport
network
link
physical
network
link
physical
M
M
M
M
Ht
HtHn
HtHnHl MHtHnHl
frame物理链路
数据链路协议
接口卡
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-4
链路层的服务
? 成帧,链路访问,
? 将分组封装入帧,加上帧头,帧尾
? 如果是共享介质，则需实现信道的访问,
? ?物理地址’ 放在帧首用来确定信源、信宿
? 不同于 IP地址喔 !
? 在两台物理上连接的设备之间实现可靠传递,
? 可靠传递是什么概念，回顾一下学过的知识 !
? 不太用在误码率低的场合 (光纤,某些双绞线 )
? 无线链路, 误码率相当高
? Q,为什么在链路层和端到端之间都要做可靠性的校验?
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-5
链路层的服务 (续 )
? 流量控制,
?保持收发双方的同步
? 错误检测,
?信号衰减和噪声会导致出错,
?接收端检测到错误时,
? 给发送端信号要求重发或丢弃出错帧
? 错误校正,
?接受端检测多个位错 并加以校正 而无需要求发送端
重发
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-6
链路层, 实现
?通过, adapter（网卡或适配器）” 实现
? e.g.,PCMCIA 卡,以太网卡
?一般适配器都含有, RAM,DSP 芯片,主机的总线接
口,和链路接口
application
transport
network
link
physical
network
link
physical
M
M
M
M
Ht
HtHn
HtHnHl MHtHnHl
framephys,link
data link
protocol
adapter card
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-7
错误检测
EDC= 错误检测校正（ Error Detection and Correction (冗余数据 )）位
D = 由检验位保护的数据,可包括首部字段
? 错误检测不可能达到 100% 可靠 !
? 协议算法可能会忽略了某些错误,但比例极小
? 较大的 EDC 字段可以产生较好的检错和纠错效果
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-8
奇偶校验
单比特校验,
检测一位错误
两维单比特校验,
检测和校正单比特错误
0 0
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-9
因特网校验和
发送端,
? 把数据段的内容看成一
系列 16-bit的整数
? 校验和, 对内容进行累
加 (1?s complement
sum)
? 发送端将校验和放入
UDP 的 checksum 字段
接收端,
? 对接收到的数据段进行校验和
计算
? 检查计算所得的校验和与接收
到值的是否相等,
? NO – 出错了
? YES – 没查出错误, 但有可
能存在错误? ….
目的, 检测 数据段在传输过程中出现的错误 (注意, 仅 用在
传输层 )
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-10
校验计算, 循环校验码
? 把数据比特串,D,看成二进制数据
? 选择一个 r+1 bit 型 (generator),G
? 目的, 选择 r个 CRC位,R,这样
? <D,R> 可为 G 整除 (modulo 2)
? 接收端已知 G,用 G来除 <D,R>,如果余数不为 0,查出错误 !
? 可以查出所有长度不超过 r+1位的突发错误
? 在实践中被广泛应用 (ATM,HDCL)
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-11
CRC 举例
如果要,
D.2r XOR R = nG
则等于,
D.2r = nG XOR R
也就等于,
如果要让 D.2r 被 G整
除,则需要余数 R
R = remainder[ ]D
.2r
G
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-12
多点访问链路和协议
有三种类型的,链路”,
? 点对点 ( e.g,PPP,SLIP)
? 广播式 (共享线路或介质 ; e.g,以太网,无线网,etc.)
? 交换式 (e.g.,交换式以太网,ATM etc)
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-13
多点访问协议
? 一条共享的通信信道
? 两个或多个结点可同时发送信号, 相互干扰
? 在某一时刻只有一个结点可以成功地发送信号
? 多点访问协议,
? 分布式的算法来决定如何共享信道,i.e.,决定工作站何时可以发送
? 注意：有关共享通道的通信（协商）也必须在该通道自身上解决 !
? 我们希望多点访问协议能够解决什么问题,
? 同步还是异步
? 了解其他站点的信息
? 健壮性 (e.g.如何对待信道错误 )
? 性能
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-14
多点访问协议
?断言, 人类在许多场合都使用多点访问协议
?class can "guess" multiple access protocols
? multiaccess protocol 1:
? multiaccess protocol 2:
? multiaccess protocol 3:
? multiaccess protocol 4:
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-15
MAC 协议, 分类
?通道分割
?将信道分割成较小的,片” (时隙,频率 )
?将小片分给各站点使用
?随机访问
?允许冲突
?从冲突中“恢复”
?“排队”
?严格协调访问来避免冲突
目标, 高效,公平,简单,分散控制
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-16
信道分割的 MAC 协议, TDMA
TDMA,time division multiple access （时分多路）
?,依次, 访问信道
? 每次每个站点分得固定长度的时隙 (时长 = 分组的单位
传输时间 )
? 未用的时隙被闲置和浪费
? 例如, 6个站点的 LAN,1,3,4 有分组发送,而 2,5,6的时
隙则被闲置
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-17
信道分割的 MAC 协议, FDMA
FDMA,frequency division multiple access（频分复用）
? 信道按频谱分成若干频段
? 每个站点分得固定的频段
? 在频段不用时该部分信道被闲置和浪费
? 例如, 6各站点的 LAN,1,3,4 发送分组,而 2,5,6 的频段被
闲置
fr
eq
ue
nc
y b
an
ds
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-18
信道分割 (CDMA)
CDMA,Code Division Multiple Access（码分
多路）
? 每个用户分得具有唯一性的,code”; ie,代码集合的分
割
? 大部分应用在无线通信的场合 (cellular,satellite,etc)
? 所有用户共享相同的频道,但每个用户用自己的“码片
”序列 (ie,code) 对数据编码
? 编码信号 = (原始数据 ) X (码片序列 )
? 解码, 编码信号的内积和码片序列
? 允许多个用户共存和发送信号,且相互的干扰极小 (假
设信号码呈,正交,状 )
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-19
CDMA 编码 /解码
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-20
CDMA,两个用户互扰的情况
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-21
随机访问协议
? 当结点有数据要发送时：
? 使用信道全部的传输速率 R.
? 在诸多结点中不存在,预先,协商的机制
? 可能发生两个以上结点同时传输 ->,冲突”
? 随机访问的 MAC协议 定义了,
? 如何检测冲突
? 如何从冲突中恢复 (e.g.,通过延迟重发 )
? 随机访问 MAC协议的实例,
? 时隙 ALOHA
? ALOHA
? CSMA and CSMA/CD
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-22
时隙 Aloha
? 时间划分成等长的时隙 (=分组单元传送的时长 )
? 对待新近到达的分组结点要, 在下一个时隙开始时传输
? 如果冲突, 以 p的概率再后继的时隙重发分组，直到成功
为止,
(S)成功,(C)冲突,(E) 空闲的时隙
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-23
时隙 Aloha 的效率
Q,时隙的利用情况如何?
A,假设有 N站点有数据发送
?每个站点以 p的概率在时隙中传输数据
?传输成功的概率 S为,
对单个结点来说, S= p (1-p)(N-1)
对 N个节点中的任何一个：
S = 概率 (仅有一个站点传输的 )
= N p (1-p)(N-1)
… 选择最佳的 p 当 n -> infty,..
= 1/e =,37
最佳情况, 信道的
使用率为 37%
!
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-24
纯 (无时隙 ) ALOHA
? 无时隙 Aloha,简单,没有同步信号
? 需要传输分组时,
? 立即发送而不必等待时隙的开始
? 冲突的概率增加了,
? 在 t0 时刻发送的分组与在 [t0-1,t0+1]时刻发送的分组冲突
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-25
纯 Aloha (续 )
P(给定节点的成功率 ) = P(节点传输 ),
P(无其他节点在 [p0-1,p0]时刻传输）,
P(无其他节点在 [p0-1,p0]时刻传输）
= p, (1-p), (1-p)
P(在 N结点中任意结点的成功率 ) = N p, (1-p), (1-p)
… 选择最佳的 p 当 n -> infty,..
= 1/(2e) =,18
G = offered load = Np
0.5 1.0 1.5 2.0
0.1
0.2
0.3
0.4
Pure Aloha
Slotted Aloha 协议 限制了信道吞吐量的有效利用 !
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-26
CSMA,Carrier Sense Multiple Access
CSMA,（载波检测多路访问）发送前侦听,
? 如果信道闲置, 发送整个分组
? 如果信道忙,推迟发送
?坚持性 CSMA,当信道闲置时，以 p的概率立即重试 (可
能导致不稳定 )
?非坚持性 CSMA,在某个随机间隔以后再试
? 为人处事的规则之一, 不要打断别人的发言 !
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-27
CSMA 的冲突
冲突可能发生在,
由于传播延迟两个节点可
能听不到对方的发送
冲突,
整个分组的传输时间被浪费
以太网结点间的时空图
注意,
这里的冲突概率是由距离和
传播延迟来决定的
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-28
CSMA/CD (Collision Detection，冲突检测 )
CSMA/CD:
?在冲突发生后，短时间内可 探测到
?立即中断传输,减少信道的时间浪费
?坚持性或非坚持性重传
?冲突检测,
?在有线 LAN中简便易行, 检测信号强度,比较收、发的
信号
?在无线 LAN比较困难, 传输时接收器是关闭的
?人类社会的范例, 彬彬有礼的交谈者
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-29
CSMA/CD 冲突检测
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-30
“轮转式” MAC 协议
信道分割的 MAC 协议,
?在重负荷时共享信道的效率高
?在轻负荷时效率低, 延迟了信道访问,当只有一个结
点激活时，分到的带宽只有信道带宽的 1/N!
随机访问 MAC 协议
?在轻负荷时有效率, 单个节点可以充分利用信道的
带宽
?在重负荷下, 冲突的开销
“轮转式”协议
在两个方面寻求最佳的解决方案 !
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-31
“轮转式” MAC 协议
轮询（ Polling）,
?由主结点“邀请”
从结点依次传输
?Request to Send,
Clear to Send 报
文
?关注,
?轮询的开销
?等待时间
?单点失效 (主结点 )
令牌传递（ Token passing）,
? 控制 令牌 依次通过各个结点
? 令牌报文
? 关注,
? 令牌的开销
? 等待时间
? 单点失效 (token)
主讲人,西安交通大学 程向前 第 6讲 数据链路层之一 6a-32
基于预留的协议
分布式轮询（ Distributed Polling）,
? 将时间划分成时隙
? 开始时使用 N个较短的 预留时隙
? 预留时隙的时长等于信道端对端的传播延迟
? 需发报文的站点先发预留信息
? 预留信息被所有其他站点接收到
? 在预留时隙后,报文传输按已知的优先顺序进行
