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介质访问控制子层MAC可由用户自定义,介质访问控制mac属于什么层

时间:2023-05-03 23:27:22 阅读:230452 作者:857

一、数据链路层的组成结构

1、介质访问控制(MAC):主要解决当多个站点,共用一个链路,信道资源如何的分配、划分;

不同类型的局域网有不同的MAC协议,比如以太网(802.3---CSMA/CD)、无线网(802.11---CSMA/CA);可以通过网桥将不同的局域网链接起来,进行通信(网桥能将帧拆分、再重新分装称目的地址对应的协议帧)、控制;

2、链路介质访问(LLC):主要是屏蔽不同的MAC子网的具体实现,将其变成统一的LLC界面,从而向网络层提供一致的服务;

3、MAC层只能提供无连接(比如CSMA/CD协议不需要通过连接,信道空闲了直接可以发送)、无确认的(比如CSMA/CD协议如果接收到正确数据了,没有进行确认反馈)服务,而LLC可以再MAC的基础上,为网络层提供不同的服务(有链接有确认,有链接无确认,无连接无确认);

二、链路分类:

1、链接主要有点对点式链接(现代以太网主机和交换机)、广播式链接(共享信道,比如传统以太网总线型、无线网);

2、如果单一的广播共享信道,有两个或者以上的站点同时发送数据的时候,会产生干扰,造成冲突;

三、MAC协议分类:

1、信道划分(静态划分):FDM、CDMA、TDM;

优点:当负载重的时候,信道利用率高;

缺点:当负载低的时候,信道利用率低,无数据传输,还有划分信道,会造成资源浪费;

2、随机访问:ALOHA、时隙ALOHA、CDMA、CDMA/CD、CDMA/CA;

优点:当负载低的时候,机会能占用所有的带宽资源,利用率高;

缺点:当负载高的时候,造成的冲突可能性加大,利用率低,还要有冲突恢复机制;

3、轮询访问:令牌

优点:无冲突,拿到令牌,即可以发送完整个数据;

缺点:令牌(也是一串0、1组成的帧)在运行中不仅要占用一定的信道资源,还可能出错、丢失;需要一个监督管理站点来维护令牌,当令牌丢失后,需要发送一个新的令牌;

四、ALOHA协议:

1、工作原理:任何一个站点,一有数据,就立即发送;然后检测是否产生冲突,有冲突,随机等待一段时间,再次重新发送; 如下图

2、存在问题:有数据立马发送,也不管别人是不是在发送,造成冲突概率太大。损人不利已。信道最高利用率18%。

五、时隙ALOHA协议:

1、工作原理:把信道的时间划分成一个个等长的时隙,每个时隙只能传输一个帧(一个短帧也可以不占用一个时间),每个站点只能在时隙开始的时候才能发送数据(需要站点的时钟同步);然后检测是否产生冲突,有冲突,再一下时隙,以概率P重传;

2、存在问题:虽说这种在时隙开始的时候才能发送数据,但是也是不管别人是不是正在发送,是要时隙一开始就发;还有可能时隙开始的瞬间,多个站点同时发送,也会造成冲突;此外,当一下个时隙可以概率P重传,可能会造成信道的空闲,造成信道资源浪费;信道最高利用率37%;

六、CSMA协议:

1、工作原理:在有数据发生的时候,先监听(信道中是否有载波信号);当监听到信道空闲的时候,立即发送完成的数据(注意:此处是发送完整的数据帧,即使是最后检测出冲突了,也继续发送这个帧的完整数据,这个和CSMA/CD不同);若监听到信道繁忙,则有以下三种处理策略:

(1)1--坚持CSMA:监听到信道繁忙后,一直继续的监听,直到信道空闲,发送完整数据;若发送后产生冲突,等待一随机时间,然后再重新监听,空闲发送;                    提高了信道的利用率,但也增加了冲突的概率;

(2)非---坚持CSMA:监听到信道繁忙后,等待一随机时间,再次监听,空闲发送;若发送后产生冲突,等待一段随机时间,然后再次监听,空间发送;                                     减少了冲突的概率,但是降低了信道的利用率;

(3)P---坚持CSMA;监听到信道繁忙,继续监听;监听到信道空闲,以概率P发送数据,以另外的1-p的概率继续监听; 实现起来相对比较复杂;

七、轮询访问

1、工作原理:令牌在信道中循环转动;当站点有数据发送,拿下令牌,开始发送数据,直到数据发送完毕;数据发送完毕后,释放令牌;当站点无数据的时候,不拿令牌,让其继续转动;

2、存在问题:令牌需要本身就是一个帧(0、1组成的一串二进制数),传输的过程中,可以会使令牌损坏、丢失;需要一个监督管理站点来单独维护令牌;当令牌不存在的时候,往信道中重新发送一个新的令牌;

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