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第五章介质访问控制子层5.1 概述计算机网络由通信子网和资源子网组成。
根据通信子网的结构不同，又可将计算机网络分为两类：采用点到点连接的网络和采用广播信道的网络。
在广播网中就必须解决信道的合理分配问题。
将传输介质的信道有效地分配给网上各站点的用户的方法称为介质访问控制协议。
网络的介质访问控制协议包括两个方面的内容：（1）确定网络中每个站点能够将信息送到通信介质上去的特定时刻。
（2）如何对公用通信介质的存取和利用加以控制。
一个好的介质访问控制协议应该是简单的，能有效利用信道,公平的，还应是坚固的。
介质访问控制协议属于数据链路层的子层，称作介质访问控制MAC(medium access control)子层。
5.2 随机访问方式随机访问方式是总线拓扑中常用的介质存取控制方法。
它的工作原理是：不预先规定发送时间，也不预先建立各站点发送信息的先后顺序，任何站点，在准备好要发送的信息后，就自行决定向外发送的时刻，因此，各站点的发送时间是完全随机的。
这种方法要解决的主要问题是冲突，即在一个站点发送过程中，又有另一个站点进行发送，以致造成信息被破坏的情况。
随机访问控制方式有多种不同的控制方案，就是针对如何尽量避免冲突，以及出现冲突后如何处理等问题而建立的。
下面，我们研究几种有代表性的随机访问控制方法。
5.2.1 ALOHA 协议首先使用随机访问方式进行通信的是70年代美国夏威夷大学的ALOHA系统。
本节讨论两种版本的ALOHA：纯ALOHA和分隙ALOHA。
纯ALOHA的基本思想是：任何站点只要有信息待发，就可在任意时刻发送。
因此，产生冲突而使冲突帧受到破坏的可能性很大。
理论分析证明，纯ALOHA信道的利用率最好为18%。
分隙ALOHA：在该方法中，把时间分为离散时间段，每段时间对应一帧，要求所有站点都配备以同步时钟，用来指示每一时间片的起点，各站点要发送信息时，不能随到随发，而要等到下一个时隙的开始时才传送；这样，连续的纯ALOHA就变成了离散的分隙ALOHA，从而使冲突危险区减少为原来的一半。
dlr名词解释
DLR，全称为Data Link Layer（数据链路层），是OSI模型中的第二层，负
责在物理层上建立数据链路，管理数据的传输和接收。
本层的主要功能是将数据包转换成比特流，以便在物理层上进行传输。
DLR在计算机网络中起着至关重要的作用，下面将详细解释其概念和功能。
首先，DLR是OSI模型中的第二层，位于物理层和网络层之间。
它负责数据的
传输和接收，并对数据进行差错校验和流量控制。
DLR通过数据链路的建立和维护，确保数据在发送和接收之间的可靠传输。
在数据链路层中，数据被分割成帧并加上帧头和帧尾，以便在物理层上传输。
其次，DLR在网络通信中具有重要的功能。
它通过逻辑链路将网络中的设备连
接起来，实现数据的传输。
DLR还可以检测和纠正数据传输过程中的错误，提高数
据传输的可靠性。
此外，DLR还可以实现流量控制，防止网络拥堵和数据丢失，保
证数据的顺利传输。
另外，DLR还可以分为两个子层：逻辑链路控制子层（LLC）和介质访问控制
子层（MAC）。
LLC负责逻辑链路的建立和维护，确保数据的正确传输；MAC负责介质的访问和管理，控制数据的发送和接收。
两个子层共同工作，实现数据链路的建立和维护。
总的来说，DLR是计算机网络中非常重要的一层，它负责数据的传输和接收，
确保数据在发送和接收之间的可靠传输。
DLR通过数据链路的建立和维护，实现网
络设备之间的连接，并提高数据传输的可靠性和效率。
DLR的作用不可或缺，对网
络通信起着至关重要的作用。
介质访问控制方法介质访问控制方法是指对数据传输介质进行访问控制的技术手段，通过对数据传输介质的访问进行管理和控制，可以有效地保护数据的安全性和完整性。
在网络通信和信息传输过程中，介质访问控制方法起着非常重要的作用，它可以有效地防止未经授权的用户或设备对数据传输介质的非法访问，从而保障数据传输的安全和可靠性。
介质访问控制方法主要包括物理层介质访问控制和数据链路层介质访问控制两种方式。
物理层介质访问控制是指通过对数据传输介质的物理特性进行管理和控制，来实现对数据传输的访问控制。
常见的物理层介质访问控制技术包括载波侦听多址接入（CSMA）、载波侦听多址接入/碰撞避免（CSMA/CA）和载波侦听多址接入/碰撞检测（CSMA/CD）等。
这些技术可以有效地避免数据传输介质上的冲突和碰撞，保证数据传输的顺利进行。
数据链路层介质访问控制是指通过对数据链路层的协议和技术进行管理和控制，来实现对数据传输的访问控制。
常见的数据链路层介质访问控制技术包括逻辑链路控制（LLC）、介质访问控制子层（MAC）和逻辑拓扑控制等。
这些技术可以有效地控制数据传输的访问权限和优先级，保证数据传输的安全和可靠。
除了物理层和数据链路层的介质访问控制方法外，还可以通过网络层和应用层的安全协议和技术来实现对数据传输介质的访问控制。
例如，网络层的IPsec协议可以对数据传输进行加密和认证，从而保护数据的安全性；应用层的访问控制列表（ACL）可以对数据传输的访问进行精细化控制，实现对特定用户或设备的访问权限管理。
总的来说，介质访问控制方法是保障数据传输安全的重要手段，它通过对数据传输介质的访问进行管理和控制，可以有效地防止未经授权的用户或设备对数据传输的非法访问，从而保障数据传输的安全和可靠。
在实际应用中，我们可以根据具体的网络环境和安全需求，选择合适的介质访问控制方法来保护数据的安全性和完整性。
物理介质相关子层
物理介质相关子层（Physical Medium Dependent Sublayer，PMD）是OSI 参考模型的数据链路层中的一个子层。
它主要负责处理物理介质的特性和与之相关的问题，例如物理连接、信号传输和电气特性等。
PMD 子层的主要功能包括：
1. 物理连接管理：负责建立、维护和释放物理连接，例如在有线网络中管理物理线缆的连接，或在无线网络中管理无线信道的连接。
2. 信号传输：处理物理介质上的信号编码、解码和传输，确保数据能够在物理介质上正确传输。
3. 电气特性管理：管理物理介质的电气特性，例如电压、电流、频率等，以确保数据传输的稳定性和可靠性。
4. 介质访问控制：在共享物理介质的情况下，PMD 子层可能参与介质访问控制，例如控制网络节点对物理介质的访问权限。
PMD 子层的具体实现方式会因所使用的物理介质类型而异。
例如，在有线以太网中，PMD 子层涉及到物理线缆和连接器的规范，以及信号传输的电气特性；而在无线局域网（WLAN）中，PMD 子层则涉及到无线信号的调制、解调、频率选择等。
PMD 子层是数据链路层的一部分，它处理物理介质的具体特性和与之
相关的问题，为上层协议提供可靠的数据传输服务。
如果你想了解更多关于物理介质相关子层的详细信息，可以参考相关的网络协议和通信教材。
介质访问控制介质访问控制综述局域⽹的数据链路层分为逻辑链路层LLC和介质访问控制MAC两个⼦层。
逻辑链路控制（Logical Link Control或简称LLC）是局域⽹中数据链路层的上层部分，IEEE 802.2中定义了逻辑链路控制协议。
⽤户的数据链路服务通过LLC⼦层为⽹络层提供统⼀的接⼝。
在LLC⼦层下⾯是MAC⼦层。
MAC(medium access control)属于LLC（Logical Link Control）下的⼀个⼦层，提供介质访问控控制的功能。
模型图如下：1. 为什么需要介质访问控制？因为局域⽹是⼀种⼴播式的⽹络（⼴域⽹是⼀种点对点的⽹络），所有联⽹计算机都共享⼀个公共信道，所以，需要⼀种⽅法能有效地分配传输介质的使⽤权，使得两对结点之间的通信不会发⽣相互⼲扰的情况，这种功能就叫介质访问控制。
2. 介质访问控制的分类？常见的介质访问控制⽅法有信道划分介质访问控制、随机访问介质访问控制和轮询访问介质访问控制。
其中前者是静态划分信道的⽅法，⽽后两者是动态分配信道的⽅法。
2.信道划分介质访问控制信道划分介质访问控制将使⽤介质的每个设备与来⾃同⼀通信信道上的其他设备的通信隔离开来，把时域和频域资源合理地分配给⽹络上的设备。
信道划分的实质就是通过分时、分频、分码等⽅法把原来的⼀条⼴播信道，逻辑上分为⼉条⽤于两个结点之间通信的互不⼲扰的⼦信道，实际上就是把⼴播信道转变为点对点信道。
信道划分介质访问控制分为以下4 种：频分多路复⽤（Frequency division multiplexing FDM）频分多路复⽤是⼀种将多路基带信号调制到不同频率载波上，再叠加形成⼀个复合信号的多路复⽤技术。
每个⼦信道分配的带宽可不相同，但它们的总和必须不超过信道的总带宽。
在实际应⽤中，为了防⽌⼦信道之间的⼲扰，相邻信道之间需要加⼊“保护频带”。
频分多路复⽤的优点在于充分利⽤了传输介质的带宽，系统效率较⾼；由于技术⽐较成熟，实现也较容易。
介质访问控制（Medium Access Control，MAC）是计算机网络中的一个重要的数据链路层协议，用于控制网络中多个终端设备在共享网络介质（如以太网）时的访问权限。
以下是一些基本的相关概念的词汇解释：
1. 帧：是数据链路层通信中的基本数据单位，包含数据部分和控制信息部分。
2. CSMA/CD：是介质访问控制协议的一种方法，用于减少数据冲突，提高数据传输效率。
3. 令牌桶：是一种流量控制算法，用于限制网络中一段时间内的数据发送速率，防止网络拥塞。
4. 媒体访问控制地址（MAC地址）：是一个物理地址，由网卡厂商唯一制定，用于标识网络中各个终端设备的身份。
5. 帧同步：是为了确保接收方能够正常解析数据帧，发送方在发送数据帧前需要先发送一组特定的同步信号，以确保数据的同步。
6. Token Ring：是一种介质访问控制协议，用于控制局域网
中各节点对网络介质的访问权限和流量控制。
7. MAC层协议数据单元（MPDU）：是网络中数据链路层的数据传输单元，是由MAC层处理和传输的数据单元，通常包含一定的控制信息和纠错编码，用于控制数据在传输过程中的可靠性。
以上是介质访问控制相关的一些基本概念的解释，希望对您理解介质访问控制协议有所帮助。
5-3 以太网及介质访问控制方法1、CSNM/CD媒体访问控制方法所谓媒体访问控制，就是控制网上各工作站在什么情况下才可以发送数据，在发送数据过程中，如何发现问题及出现问题后如何处理等管理方法。
CSMA/CD是英文carrier sense multiple access/collision detected 的缩写，可把它翻成“载波侦察听多路访问/ 冲突检测”，或“带有冲突检测的载波侦听多路访问”。
所谓载波侦听（carrier sense），意思是网络上各个工作站在发送数据前都要总线上有没有数据传输。
若干数据传输（称总线为忙），则不发送数据；若无数据传输（称总线为空），立即发送准备好的数据。
所谓多路访问（multiple access)意思是网络上所有工作站收发数据共同使用同一条总线，且发送数据是广播式的。
所谓冲突（collision），意思是，若网上有两个或两个以上工作站同时发送数据，在总线上就会产生信号的混合，哪个工作站都同时发送数据，在总线上就会产生信号的混合，哪个工作站都辨别不出真正的数据是什么。
这种情况称数据冲突又称碰撞。
为了减少冲突发生后又的影响。
工作站在发送数据过程中还要不停地检测自己发送的数据，有没有在传输过程中与其它工作站的数据发生冲突，这就是冲突检测（collision detected）。
CSNM/CD媒体访问控制方法的工作原理，可以概括如下：先听后说，边听边说；一旦冲突，立即停说；等待时机，然后再说；听，即监听、检测之意；说，即发送数据之意。
上面几句话在发送数据前，先监听总线是否空闲。
若总线忙，则不发送。
若总线空闲，则把准备好的数据发送到总线上。
在发送数据的过程中，工作站边发送检测总线，是否自己发送的数据有冲突。
若无冲突则继续发送直到发完全部数据；若有冲突，则立即停止发送数据，但是要发送一个加强冲突的JAM信号，以便使网络上所有工作站都知道网上发生了冲突，然后，等待一个预定的随机时间，且在总线为空闲时，再重新发送未发完的数据。
3.2 局域网将数据链路层分割为哪两个子层？这两个子层分别完成了什么功能？答：局域网将数据链路层划分为两个子层：逻辑链路控制LLC 子层和介质访问控制MAC 子层，从而使LAN 体系结构能适应多种传输介质。
因此，对各种类型的局域网来说，其物理和MAC 子层需要随着所采用介质和访问方法的不同发生改变，而这些不同对于LLC 子层来说都是透明的。
（1） LLC 作为数据链路层的一个子层，使用MAC 子层为其提供的服务，通过与对等实体LLC 子层的交互为它的上层网络层提供服务。
（2） MAC 子层是用来实现介质访问控制的网络实体。
MAC 子层主要功能包括数据帧的封装/拆封、帧的寻址与识别、帧的接收与发送、链路的管理、帧的差错控制及MAC 协议的维护等。
3.3 什么叫1-坚持的CSMA ？这种技术有什么优点？答： 1-坚持CSMA 是，当某站要送数据时，先监听信道，若信道忙，就坚持监听，直到信道空闲为止，当空闲时立即发送一帧。
若两个站同时监听到信道空闲，立即发送，必定冲突，即冲突概率为1，故称之为1-坚持型。
假如有冲突发生，则等待一段时间后再监听信道。
其优点是：线路忙，继续侦听；不忙时，立即发送；提高信道利用率，增大冲突。
3.9阐述RADIUS 协议的工作流程。
答：radius 服务器对用户的认证过程通常需要利用nas 等设备的代理认证功能，radius 客户端和radius 服务器之间通过共享密钥认证相互间交互的消息，用户密码采用密文方式在网络上传输，增强了安全性。
radius 协议合并了认证和授权过程，即响应报文中携带了授权信息。
基本交互步骤如下：1． 用户输入用户名和口令；2． radius 客户端根据获取的用户名和口令，向radius 服务器发送认证请求包网络层数据链路层 物理层逻辑链路控制 LLC媒体访问控制 MAC物理层PHY（access-request）。
3．radius 服务器将该用户信息与users 数据库信息进行对比分析，如果认证成功，则将用户的权限信息以认证响应包（access-accept）发送给radius 客户端；如果认证失败，则返回access-reject 响应包。
