做网站的项目实施方案,网站建设最便宜多少钱,网络规划设计师2022,网站后台网址后缀目录
一、网络链路
二、广播信道要解决问题
三、多路访问协议
1、基本介绍
2、多路访问协议的类型#xff08;3#xff09;
四、信道划分协议
1、时分多路访问 TDMA
2、频分多路访问 FDMA
3、码分多路访问 CDMA#xff08;略#xff09;
五、随机访问协议
1、纯…目录
一、网络链路
二、广播信道要解决问题
三、多路访问协议
1、基本介绍
2、多路访问协议的类型3
四、信道划分协议
1、时分多路访问 TDMA
2、频分多路访问 FDMA
3、码分多路访问 CDMA略
五、随机访问协议
1、纯 ALOHA
2、时隙 ALOHA
3、CSMA 载波侦听多路访问
4、CSMA/CD 带冲突检测的
六、轮流协议
1、轮询polling
2、令牌传递token passing 一、网络链路
两种网络链路
点对点链路链路两端各一个节点一个发送和一个接收。广播链路多个发送节点和接收节点连接到一个共享的广播信道。
广播当任何一个节点传输一帧时信号在信道上广播其它节点都可以收到一个拷贝。 广播常用于局域网 LAN 中如早期的以太网和无线局域网即以太网和无线局域网使用的是广播链路层技术。本节主要学习广播链路的信道共享技术。 二、广播信道要解决问题
① 传统的广播电视是单向的广播一个固定的节点向许多接收节点发送。
② 计算机网络广播信道上的所有节点都能够发送和接收。
类似于许多人聚集在一起交谈此时空气是广播信道解决 “谁在什么时候获得说话权力” 问题即谁有权向信道发送。
③ 多路访问问题如何协调多个发送节点和接收节点对共享广播信道的访问。
④ 多路访问协议用于解决多路访问问题的相关技术。 三、多路访问协议
1、基本介绍
① 目的协调多个节点在共享广播信道上的传输。 避免多个节点同时使用信道发生冲突从而产生互相干扰。 ② 冲突collide两个或两个以上的节点同时传输帧使接收方收不到正确的帧。 所有冲突的帧都因受损而被丢失从而造成广播信道时间的浪费。 ③ 多路访问协议可以用于许多不同的网络环境如有线和无线局域网、卫星网等。
④ 理想的多址访问协议对于一个速率为 R bps 的广播信道
当一个节点有数据发送时它能以 R bps 的速率发送当有 M 个节点要发送数据每个节点的平均发送速率为 R/M bps完全分散不需要一个主节点来协调传输不需要时钟、时隙同步简单 需要时钟、时隙同步指的是将在后面介绍的时隙 ALOHA 。ALOHA 协议和 CSMA 协议只有第一个特性而没有第二个特性。 2、多路访问协议的类型3 ① 信道划分协议
把信道划分为小片即时隙给每个节点分配专用的小片
② 随机访问协议
不划分信道允许产生冲突但是必须能够从冲突中恢复
③ 轮流协议
通过轮流访问信道的方式避免冲突要发送的节点越多轮流的时间越长 四、信道划分协议
主要有TDMA、FDMA、CDMA三种。
设信道支持 N 个节点传输速率是 R b/s。 1、时分多路访问 TDMA time division multiple access TDMA将时间划分为时间帧time frame每个时间帧再划分为 N 个时隙slot时隙的长度保证能发送一个分组分别分配给 N 个节点。每个节点只能在固定分配的时隙中传输。 这里的分组就是指的链路层的帧原书为了避免将其和时间帧混淆所以改叫分组。 例具有 6 个节点的 LAN时隙 1、3、4 有分组时隙 2、5、6 空闲。 TDMA 的特点
避免了冲突、公平每个节点专用速率 R/N bps节点速率有限R/N bps效率不高节点必须等待它的传输时隙资源浪费信道可能处于空闲状态。 2、频分多路访问 FDMA frequency division multiple access FDMA将总信道带宽 R bps 划分为 N 个较小信道即划分为 N 个带宽为 R/N 的频段分别分配给 N 个节点。
例具有 6 个节点的 LAN频段 1、3、4 有分组频段 2、5、6 空闲。 FDMA 特点
避免了冲突、公平每个节点专用速率 R/N bps节点带宽有限、效率不高节点带宽为 R/N bps。 3、码分多路访问 CDMA略 frequency division multiple access 每个节点分配一个唯一的编码每个节点用它唯一的编码来对它发送的数据进行编码允许多个节点共存信号可叠加即可以同时传输数据而无冲突 如果编码是正交化的则可以同时传输数据而无冲突。 五、随机访问协议
基本思想
发送节点以信道的全部速率 R bps 发送发生冲突时冲突中的每个节点分别等待一个随机时间等待一个随机时间后再重发直到帧/分组发送成功节点间没有协调者。
典型随机访问协议
ALOHA 协议纯 ALOHA、时隙 ALOHA载波监听多路访问协议 CSMA带冲突检测的载波监听多路访问协议 CSMA/CD带冲突避免的载波监听多路访问协议 CSMA/CA 1、纯 ALOHA 又称非时隙 ALOHA实现简单不需要时隙同步。 基本操作帧一旦到达节点立即进行传输。
冲突处理如果与其它帧产生冲突则在该冲突帧传完之后以概率 p 立即重传该帧或等待一个帧的传输时间再以概率 p 传输该帧或者以概率 1-p 等待另一个帧的时间。
rand(0, 1); // 规定随机数大于p则不传否则则传 以概率 p 立即重传就是等待一个随机时间在计算机中实现就是产生一个随机数若该随机数大于某值则继续产生随机数否则立即重传。 冲突概率 为什么这里链路层的帧都是一样长因为假设了所有帧大小相同。 2、时隙 ALOHA
做出以下假设
所有帧大小相同时间被划分为相同大小的时隙一个时隙等于传送一帧的时间节点只在一个时隙的开始传输帧节点是同步的每个节点都知道时隙何时开始所有节点都能在时隙结束之前检测到冲突 时隙 ALOHA 的实现
当节点要发送新帧时它需要等到下一时隙开始时才能传送
如果没有冲突则节点可以在下一时隙开始时发送新帧如果有冲突则节点在随后的时隙以概率 p 重传该帧直到成功为止。 时隙 ALOHA 的优点
单个活跃节点可以持续以满速率传送帧具有高分散性只需节点的时隙同步实现简单 时隙 ALOHA 的缺点
因为允许冲突所以会浪费时隙存在空闲时隙节点只有在传输数据包时才能检测到冲突 时隙 ALOHA 的效率
效率是指当有很多节点且每个节点有很多帧要发送时成功时隙所占百分比。最佳情况信道有 37% 的有效传输。 3、CSMA 载波侦听多路访问
载波侦听某个节点在发送之前先监听信道。
信道忙该节点随机等待/回退一段时间然后再侦听信道。信道空该节点开始传输整个数据帧。 人类类比在自己说话之前先听一下有没有其他人正在说话不要打断他人说话 CSMA 的特点
节点在发送之前进行监听可以减少冲突。由于存在传播时延因此仍有可能出现冲突从而造成信道浪费。 传播时延信号从一个节点传播到另一个节点所花费的时间。该传播时延越长载波侦听节点不能侦听到网络中另一个节点已经开始传输的机会就越大。 CSMA 发送冲突举例 请忽略图中左侧文字这是后面 CSMA/CD 的功能。 带来问题信道浪费。
注意距离与传播时延对碰撞概率的影响。 节点没有进行冲突检测即使发生了冲突节点仍继续传输它们的帧。但该帧已经被破坏是无用的帧因此信道传输时间被浪费。 4、CSMA/CD 带冲突检测的 具有 “载波侦听” 和 “冲突检测” 这两个功能。 载波侦听传送前侦听
信道忙延迟传送信道闲传送整个帧
冲突检测发送的过程中一旦检测到冲突就立即停止传输尽快重发。
目的缩短无效传送时间提高信道的利用率。 以太网 CSMA/CD 的运行机制
① 适配器从网络层得到分组创建链路层帧。
② 适配器进行载波侦听
信道闲则开始传送帧。信道忙则等到信道闲时再传送帧。
③ 当信道闲时适配器开始传送帧
若适配器在整个发送中都没有检测到其它传送则完成该帧的传送。若适配器在发送中检测到其它传送则放弃传送并发送一个拥塞信号。 前者已经不需要接收方回复确认信息了因为适配器一直在侦听并且没有发现冲突。 ⑤ 适配器放弃传送后进入 指数回退阶段 注意选择范围是连续的一串整数中间没有跳过任何一个整数。 以太网 CSMA/CD 的运行机制讨论
拥塞信号长为 48 比特确保所有传送者知道冲突发生。
比特时间是指发送 1 比特所用的时间。
对于 10 Mbps Ethernet 为 0.1 微秒当 K1023 时等待时间大约为 52 毫秒
指数回退算法
目标适配器依据当前负载情况重传负载越重等待时间越长。
第一次冲突 在 {0, 1} 中选 K 值延迟 Kx512 比特时间传送第二次冲突 在 {0, 1, 2, 3} 中选 K 值延迟 Kx512 比特时间传送10 次以后在 {0, 1, 2, 3, 4, …, 1023} 中选 K 值冲突超过 16 次则放弃重传 K 值是等概率选择的。 六、轮流协议
1、轮询polling 轮询解决了冲突和时隙空闲的问题。 主节点邀请从节点依次传送
由主节点通知从节点 “它可以传输” 并且规定了每个从节点每次能发送的时间。
主节点采用轮询的方式依次给各个从节点分配时间保证了一个节点开始发送后不会再有其它节点开始发送。该从节点发送完毕后将会通知主节点主节点再去轮询去给下一个需要发送的从节点分配时间。 轮询 1你要发吗我要发。那好你发吧但只能发 xx 时间哦发完了告诉我。我发完了。 轮询 2你要发吗我暂时不发。 轮询 3你要发吗我要发。那好你发吧但只能发 xx 时间哦发完了告诉我。我发完了。 轮询的问题
轮询的开销通知一个节点 “它可以传输” 所需的时间单点故障一旦主节点寄了其它从节点都因为没有通知而没办法发 2、令牌传递token passing 控制令牌按顺序从一个节点传递到下一个节点并且规定只能持有令牌 xx 时间。令牌和帧都采用同方向且单方向传输因为如果数据采用双向传输那么它自己都会和自己产生冲突。 PC1 发送完毕将令牌传递给 PC2PC2 因为不需要发送所以直接把令牌传递给 PC3PC3 拿到令牌后开始发送帧。 令牌传递的问题
令牌开销令牌就是数据单点失效token令牌出错则视为丢失谁都发不了 假设令牌持有时间为 2 秒则上图 PC 最多等待 6 秒。若等待时间大于 6 秒则发现令牌丢失从而 PC 们会争相产生新的令牌。
