介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)子層的中心論題是相互競(jìng)爭(zhēng)的用戶(hù)之間如何分配一個(gè)單d.u的廣播信道。其分配方法有靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配兩種。而所有傳統(tǒng)的信道靜態(tài)分配方法均不能有效地處理通信的突發(fā)性,所以我們須采用信道動(dòng)態(tài)分配。在各種多路訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議中,本文只介紹與以太網(wǎng)密切相關(guān)的幾種載波偵聽(tīng)協(xié)議。
2、載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議(carrier sense multiple access protocol)
在局域網(wǎng)中,站點(diǎn)可以檢測(cè)到其他站點(diǎn)在干什么,從而相應(yīng)地調(diào)整自己的動(dòng)作。網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)偵聽(tīng)載波是否存在(即有無(wú)傳輸)并相應(yīng)動(dòng)作的協(xié)議,被稱(chēng)為載波偵聽(tīng)協(xié)議(carrier sense protocol)。下面介紹幾種帶沖突檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection)協(xié)議。CSMA/CD協(xié)議是對(duì)ALOHA協(xié)議(一種基于地面無(wú)線(xiàn)廣播通信而創(chuàng)建、適用于無(wú)協(xié)調(diào)關(guān)系的多用戶(hù)競(jìng)爭(zhēng)單信道使用權(quán)的系統(tǒng))的改進(jìn),它保證在偵聽(tīng)到信道忙時(shí)無(wú)新站開(kāi)始發(fā)送;站點(diǎn)檢測(cè)到?jīng)_突就取消傳送,以太網(wǎng)就是它的一個(gè)版本。
2.1、1-持續(xù)CSMA
當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)要傳送數(shù)據(jù)時(shí),它首先偵聽(tīng)信道,看是否有其他站點(diǎn)正在傳送。如果信道正忙,它就持續(xù)等待直到當(dāng)它偵聽(tīng)到信道空閑時(shí),便將數(shù)據(jù)送出。若發(fā)生沖突,站點(diǎn)就等待一個(gè)隨機(jī)長(zhǎng)的時(shí)間,然后重新開(kāi)始。此協(xié)議被稱(chēng)為1-持續(xù)CSMA,是因?yàn)檎军c(diǎn)一旦發(fā)現(xiàn)信道空閑,其發(fā)送數(shù)據(jù)的概率為1。
2.2、非持續(xù)CSMA
在發(fā)送之前,站點(diǎn)會(huì)偵聽(tīng)信道的狀態(tài),如果沒(méi)有其他站點(diǎn)在發(fā)送,它就開(kāi)始發(fā)送。但如果信道正在使用之中,該站點(diǎn)將不再繼續(xù)偵聽(tīng)信道,而是等待一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間后,再重復(fù)上述過(guò)程。
2.3、p-持續(xù)CSMA
一個(gè)站點(diǎn)在發(fā)送之前,首先偵聽(tīng)信道,如果信道空閑,便以概率p傳送,而以概率q=1-p把該次發(fā)送推遲到下一時(shí)隙。此過(guò)程一直重復(fù),直到發(fā)送成功或者另外一站開(kāi)始發(fā)送為止。在后一種情況下,該站的動(dòng)作與發(fā)生沖突時(shí)一樣(即等待一隨機(jī)時(shí)間后重新開(kāi)始)。若站點(diǎn)一開(kāi)始就偵聽(tīng)到信道忙,它就等到下一時(shí)隙,然后開(kāi)始上述過(guò)程。
3、IEEE802.3
IEEE802標(biāo)準(zhǔn)已被ANSI采用未美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),被NIST采用未政府標(biāo)準(zhǔn),并且被ISO作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),稱(chēng)之為ISO 8802。這些標(biāo)準(zhǔn)在物理層和MAC子層上有所不同,但在數(shù)據(jù)鏈路層上是兼容的。
這些標(biāo)準(zhǔn)分成幾個(gè)部分。802.1標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這組標(biāo)準(zhǔn)做了介紹并且定義了接口原語(yǔ);802.2標(biāo)準(zhǔn)描述了數(shù)據(jù)鏈路層的上部,它使用了邏輯鏈路控制LLC(logical link control)協(xié)議。802.3到802.5分別描述了3個(gè)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),分別是CSMA/CD、令牌總線(xiàn)和令牌環(huán)標(biāo)準(zhǔn),每一標(biāo)準(zhǔn)均包括物理層和MAC子層協(xié)議,下面僅介紹802.3。
3.1 IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)及以太網(wǎng)
IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)適用于1-持續(xù)CSMA/CD局域網(wǎng)。其工作原理是:當(dāng)站點(diǎn)希望傳送時(shí),它就等到線(xiàn)路空閑為止,否則就立即傳輸。如果兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)在空閑的電纜上開(kāi)始傳輸,它們就會(huì)沖突。于是所有沖突站點(diǎn)終止傳送,等待一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間后,再重復(fù)上述過(guò)程。
已出版的802.3標(biāo)準(zhǔn)與以太網(wǎng)的細(xì)微差別是:它描述了運(yùn)行在各種介質(zhì)上的從1Mb/s~10Mb/s的1-持續(xù)CSMA/CD系統(tǒng)的整個(gè)家族。另外,二者的一個(gè)頭部字段也有所不同(802.3的長(zhǎng)度字段用作以太網(wǎng)的分組類(lèi)型)。
許多人(錯(cuò)誤地)把“以太網(wǎng)”作為CSMA/CD協(xié)議的總稱(chēng),盡管這一名詞只表示了實(shí)現(xiàn)802.3的某個(gè)特定產(chǎn)品。
3.2 802.3的電纜
3.2.1四種電纜
此處按歷史順序介紹。
y.i種是10Base5電纜,它通常被稱(chēng)為“粗以太網(wǎng)(thick ethernet)”電纜,802.3標(biāo)準(zhǔn)建議為黃色,每隔2.5m一個(gè)標(biāo)志,標(biāo)明分接頭插入處,連接處通常采用插入式分接頭(vampire tap),將其觸針小心地插入到同軸電纜的內(nèi)芯。名稱(chēng)10Base5表示的意思是:工作速率為10Mb/s,采用基帶信號(hào),z.ui大支持段長(zhǎng)為500m。
第二種電纜是10Base2,或稱(chēng)為“細(xì)以太網(wǎng)(thin ethernet)”電纜,與“粗以太網(wǎng)”相對(duì),并且很容易彎曲。其接頭處采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的BNC連接器組成T型插座,它使用靈活,可靠性高?!凹?xì)以太網(wǎng)”電纜價(jià)格低廉,安裝方便,但是使用范圍只有200m,并且每個(gè)電纜段內(nèi)只能使用30臺(tái)機(jī)器。
由于尋找電纜故障的麻煩,導(dǎo)致一種新的接線(xiàn)方式的產(chǎn)生,即所有站點(diǎn)均連接到一個(gè)中心集線(xiàn)器(hub)上。通常,這些連線(xiàn)是電話(huà)公司的雙絞線(xiàn)。這種方式被稱(chēng)為10Base-T。這種結(jié)構(gòu)使增添或移去站點(diǎn)變得十分簡(jiǎn)單,并且很容易檢測(cè)到電纜故障。10Base-T的缺點(diǎn)是,其電纜的z.ui大有效長(zhǎng)度為距集線(xiàn)器100m,即使是高質(zhì)量的雙絞線(xiàn)(5類(lèi)線(xiàn)),z.ui大長(zhǎng)度可能也只有150m。另外,大集線(xiàn)器的價(jià)格也較高。盡管如此,由于其易于維護(hù),10Base-T還是應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。
802.3中可用的第四種電纜連接方式是10Base-F,它采用了光纖。這種方式由于其連接器和終止器的費(fèi)用而十分昂貴,但是它卻有極好的抗干擾性,常用于辦公大樓或相距較遠(yuǎn)的集線(xiàn)器間的連接。

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