拨号接入的PPP以太网交换机与主机间的点对点链路
广播链路 (共享介质)
早期的总线以太网HFC的上行链路802.11无线局域网单一共享广播信道
两个或者两个以上结点同时传输：干扰(interference)冲突(collision)：结点同时接收到两个或者多个信号→接收失败！多路访问控制协议(multiple access control protocol)
采用分布式算法决定结点如何共享信道，即决策结点何时可以传输数据必须基于信道本身，通信信道共享协调信息！无带外信道用于协调 1.2 理想MAC协议给定： 速率为R bps的广播信道
期望：
当只有一个结点希望传输数据时，它可以以速率 R发送.当有M个结点期望发送数据时，每个节点平均发送数据的平均速率是R/M完全分散控制:• 无需特定结点协调
• 无需时钟、时隙同步简单 1.3 MAC协议分类
三大类：
信道划分(channel partitioning)MAC协议多路复用技术TDMA、 FDMA、 CDMA、 WDMA等随机访问(random access)MAC协议
信道不划分，允许冲突采用冲突“恢复”机制轮转(“taking turns” )MAC协议
结点轮流使用信道 2 信道划分MAC协议 2.1 信道划分MAC协议： TDMA
TDMA: time division multiple access
“周期性”接入信道每个站点在每个周期，占用固定长度的时隙(e.g.长度=分组传输时间)未用时隙空闲(idle)例如： 6-站点LAN， 1,3,4传输分组， 2,5,6空闲 2.2 信道划分MAC协议： FDMAFDMA: frequency division multiple access
信道频谱划分为若干频带(frequency bands)每个站点分配一个固定的频带无传输频带空闲例如: 6站点LAN, 1,3,4频带传输数据, 2,5,6频带空闲。 3 随机访问MAC协议 当结点要发送分组时：利用信道全部数据速率R发送分组没有事先的结点间协调两个或多个结点同时传输： ➜ “冲突”随机访问MAC协议需要定义:
如何检测冲突如何从冲突中恢复 (e.g., 通过延迟重传)典型的随机访问MAC协议：
时隙(sloted)ALOHAALOHACSMA、 CSMA/CD、 CSMA/CA 3.1 时隙ALOHA协议
假定：
所有帧大小相同时间被划分为等长的时隙(每个时隙可以传输1个帧)结点只能在时隙开始时刻发送帧结点间时钟同步如果2个或2个以上结点在同一时隙发送帧，结点即检测到冲突运行:
当结点有新的帧时，在下一个时隙(slot)发送如果无冲突：该结点可以在下一个时隙继续发送新的帧如果冲突：该结点在下一个时隙以概率p重传该帧，直至成功 优点:
单个结点活动时，可以连续以信道全部速率传输数据高度分散化：只需同步时隙简单缺点:
冲突，浪费时隙空闲时隙结点也许能以远小于分组传输时间检测到冲突时钟同步
效率(efficiency): 长期运行时，成功发送帧的时隙所占比例 (很多结点，有很多帧待发送)。
假设: N个结点有很多帧待传输，每个结点在每个时隙均以概率p发送数据对于给定的一个结点，在一个时隙将帧发送成功的概率= p(1-p)N-1对于任意结点成功发送帧的概率= Np(1-p)N-1最大效率: 求得使Np(1-p)N-1最大的p*对于很多结点，求Np*(1-p*)N-1当N趋近无穷时的极限，可得:最大效率= 1/e = 0.37
最好情况: 信道被成功利用的时间仅占37%！
3.2 ALOHA协议 非时隙(纯)Aloha：更加简单，无需同步当有新的帧生成时立即发送冲突可能性增大:
在t0时刻发送帧，会与在[t0-1, t0+1]期间其他结点发送的帧冲突 3.3 CSMA协议
载波监听多路访问协议CSMA (carrier sense multiple access)
发送帧之前，监听信道(载波)：
信道空闲：发送完整帧信道忙：推迟发送1-坚持CSMA非坚持CSMAP-坚持CSMA冲突可能仍然发生：
信号传播延迟继续发送冲突帧：浪费信道资源 3.4 CSMA/CD协议
CSMA/CD: CSMA with Collision Detection
短时间内可以检测到冲突冲突后传输中止，减少信道浪费冲突检测:有线局域网易于实现：测量信号强度，比较发射信号与接收信号无线局域网很难实现：接收信号强度淹没在本地发射信号强度下
“边发边听，不发不听”
例题
在一个采用CSMA/CD协议的网络中， 传输介质是一根完整的电缆， 传输速率为1 Gbps， 电缆中的信号传播速度是200 000 km/s。 若最小数据帧长度减少800比特， 则最远的两个站点之间的距离至少需要：
A.增加160 m B.增加80 m
C.减少160 m D.减少80 m
CSMA/CD效率
4 轮转访问MAC协议 信道划分MAC协议：网络负载重时，共享信道效率高，且公平网络负载轻时，共享信道效率低！随机访问MAC协议：
网络负载轻时，共享信道效率高，单个结点可以利用信道的全部带宽网络负载重时，产生冲突开销轮转访问MAC协议：
综合两者的优点！ 4.1 轮询(polling) 主结点轮流“邀请”从属结点发送数据典型应用：
“哑(dumb)” 从属设备问题：
轮询开销等待延迟单点故障 4.2 令牌传递(token passing) 控制令牌依次从一个结点传递到下一个结点.令牌：特殊帧问题:
令牌开销等待延迟单点故障 5 MAC协议总结 信道划分MAC协议：时间、频带、码片划分
TDMA、 FDMA、 CDMA随机访问MAC协议：
ALOHA, S-ALOHA, CSMA, CSMA/CDCSMA/CD应用于以太网CSMA/CA应用802.11无线局域网轮转访问MAC协议：
主结点轮询；令牌传递蓝牙、 FDDI、令牌环网