介质访问控制方法 PPT

ieee802.11定义的介质访问控制方法
IEEE 802.11定义了两种介质访问控制方法（MAC）：分布式协调功能（Distributed Coordination Function，DCF）和基础设施模式（Infrastructure Mode）。

1. 分布式协调功能（DCF）：DCF是一种以CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，具有碰撞避免的载波监听多路访问）技术为基础的MAC方法。

它使用随机退避机制来避免碰撞。

在DCF中，设备在传输数据之前必须先监听信道，如果信道空闲，则可以开始传输数据。

如果信道被占用，则设备需要随机选择一个退避时间，在退避时间结束后再次尝试传输。

这种方法可以有效地避免多个设备同时传输导致的碰撞。

2. 基础设施模式（Infrastructure Mode）：基础设施模式是一种在无线局域网（WLAN）中使用的MAC方法。

它主要适用于无线接入点（Access Point，AP）和无线终
端之间的通信。

在基础设施模式中，AP充当一个中心控制器的角色，协调终端设备之间的通信。

终端设备需要首先关联到AP，并通过AP进行数据传输。

基础设施模式提供了更可靠和集中管理的通信方式，适用于大规模的无线网络环境。

局域⽹介质访问控制⽅法传输访问控制⽅式与局域⽹的拓扑结构/⼯作过程有密切关系.⽬前,计算机局域⽹常⽤的访问控制⽅式有三种,分别⽤于不同的拓扑结构:带有冲突检测的载波侦听多路访问法(CSMA/CD),令牌环访问控制法(Token Ring),令牌总线访问控制法(token bus).1 CSMA/CD最早的CSMA⽅法起源于美国夏威夷⼤学的ALOHA⼴播分组⽹络，1980年美国DEC、Intel和Xerox公司联合宣布Ethernet⽹采⽤CSMA技术，并增加了检测碰撞功能，称之为CSMA/CD。

这种⽅式适⽤于总线型和树形拓扑结构，主要解决如何共享⼀条公⽤⼴播传输介质。

其简单原理是：在⽹络中，任何⼀个⼯作站在发送信息前，要侦听⼀下⽹络中有⽆其它⼯作站在发送信号，如⽆则⽴即发送，如有，即信道被占⽤，此⼯作站要等⼀段时间再争取发送权。

等待时间可由⼆种⽅法确定，⼀种是某⼯作站检测到信道被占⽤后，继续检测，直到信道出现空闲。

另⼀种是检测到信道被占⽤后，等待⼀个随机时间进⾏检测，直到信道出现空闲后再发送。

CSMA/CD要解决的另⼀主要问题是如何检测冲突。

当⽹络处于空闲的某⼀瞬间，有两个或两个以上⼯作站要同时发送信息，这时，同步发送的信号就会引起冲突，现由IEEE802.3标准确定的CSMA/CD检测冲突的⽅法是：当⼀个⼯作站开始占⽤信道进⾏发送信息时，再⽤碰撞检测器继续对⽹络检测⼀段时间，即⼀边发送，⼀边监听，把发送的信息与监听的信息进⾏⽐较，如结果⼀致，则说明发送正常，抢占总线成功，可继续发送。

如结果不⼀致，则说明有冲突，应⽴即停⽌发送。

等待⼀随机时间后，再重复上述过程进⾏发送。

CSMA/CD控制⽅式的优点是：原理⽐较简单，技术上易实现，⽹络中各⼯作站处于平等地位，不需集中控制，不提供优先级控制。

但在⽹络负载增⼤时，发送时间增长，发送效率急剧下降。

2 令牌环令牌环只适⽤于环形拓扑结构的局域⽹。

其主要原理是：使⽤⼀个称之为“令牌”的控制标志(令牌是⼀个⼆进制数的字节，它由“空闲”与“忙”两种编码标志来实现，既⽆⽬的地址，也⽆源地址)，当⽆信息在环上传送时，令牌处于“空闲”状态，它沿环从⼀个⼯作站到另⼀个⼯作站不停地进⾏传递。

计算机网络介质访问控制方法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。

逻辑链路控制是局域网中数据链路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。

介质访问控制属于LLC（LogicalLinkControl）下的一个子层。

是局域网中公用信道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用这种分配信道使用权方法称之为介质访问控制方法。

1适合总线结构的带冲突监测的载波监听多路访问（CSMA/CD）方法。

2适合环形结构的令牌环（TOKEN RING）方法。

3适合令牌环总线（TOKEN BUS）访问控制方法。

介质访问控制方法三带冲突监测的载波监听多路访问（CSMA/CD ）CSMA/CD适合于总线型和树型的网络拓扑结构，CSMA/CD有效解决了介质共享、信道分配和信道共享的问题，是目前局域网中最常用的一种介质访问控制方法。

Collision Detection介质访问控制方法四CSMA/CD 各部分含义CSMA/CD 各部分含义所谓载波侦听（Carrier Sense ），是网络上各个工作站在发送数据前都要确认总线上有没有数据传输。

所谓多路访问（Multiple Access 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 ）是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，这种情况称为数据冲突，又称为碰撞。

介质访问控制方法五CSMA/CD 冲突检测原理01020304侦听信道是否空闲。

如果信道忙，则等待，直到信道空闲；如果信道空闲，站点就准备好要发送的数据。

在发送数据的同时，站点继续侦听网络，确信没有其他站点在同时传输数据才继续传输数据。

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，发送一个加强冲突的JAM （阻塞）信号。

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。

3.2局域网介质访问控制方法1.目前被普遍采用并形成国际标准的介质访问控制方法主要有以下三种：带有冲突检测的载波侦听多路访问方法、令牌总线和令牌环方法。

2.I E E E802标准所描述的局域网参考模型只是对应O S I参考模型数据链路层与物理层。

它将O S I参考模型的数据链路层划分为逻辑链路控制L L C子层与介质访问控制M A C子层。

3.I E E E802.2标准定义的共享介质局域网有三类：采用C S M A/C D 介质访问控制方法的总线型局域网、采用T o k e n B u s介质访问控制方法的总线型局域网与采用T o k e n R i n g介质访问控制方法的环型局域网。

4.E t h e r n e t的核心技术是随机争用型介质访问控制方法，即带有冲突侦测检测的载波侦听多路访问C S M A/C D。

C S M A/C D方法用来解决多结点如何共用传输介质的问题。

在E t h e r n e t中，任何连网的结点都没有可预约的发送时间，它们的发送都是随机的，并且网中不存在集中控制的结点，网中结点都必须平等地争用发送时间，这种介质访问控制属于随机争用型方法。

I E E E802.3标准是在E t h e r n e t规范的基础上制定的。

5．C S M A/C D发送流程可以简单的概括为四点：先听先发，边听边发，冲突停止，随机延迟后重发。

在E t h e r n e t网中，如果一个结点要发送数据，它将以广播方式把数据通过作为公共传输介质的总线发送出去，连接在总线上的其他结点都能收听到发送结点发送的数据信号。

采用C S M A/C D介质访问控制方法的总线局域网中，每个结点利用总线发送数据时，先侦听总线的闲忙状态。

若一个结点发送准备发送数据帧，并且此时总线空闲，就启动发送。

同时存在可能，那就是在相同的时刻，由两个或两个以上的结点发送了数据，那么就会产生冲突，因此结点在发送数据的同时应该进行冲突检测。

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。

介质访问控制方法介质访问控制（Media Access Control，MAC）方法是计算机网络中用于协调多个节点对共享媒体的访问的一种技术。

它定义了在共享媒体上的数据传输的协议规则和机制，以确保多个节点之间能够有效地进行通信。

介质访问控制方法对于网络的性能、吞吐量和公平性都起着重要的作用。

常见的介质访问控制方法包括随机接入方法、非均匀间隔时间划分多路复用方法和载波侦听多址方法等。

1. 随机接入方法：随机接入方法的核心思想是在发送数据前随机选取一个时间槽进行发送。

其中最常见的随机接入方法是ALOHA协议和CSMA/CA（CSMA with Collision Avoidance）协议。

ALOHA协议是最早提出的一种随机接入方法。

它将传输时间划分为若干个相等的时间间隔，在每个时间间隔内，节点根据需要发送数据，然后等待反馈。

如果反馈收到，说明数据发送成功；如果反馈未收到，则会在下一个时间间隔内重新发送。

ALOHA协议简化了访问控制的过程，但由于没有进行冲突检测，可能会造成冲突。

CSMA/CA协议是一种改进的随机接入方法，它引入了冲突避免机制。

节点在发送数据之前，先进行载波侦听，如果检测到其他节点正在发送数据，则等到传输完成后再发送。

这样可以避免冲突，提高了传输效率。

2. 非均匀间隔时间划分多路复用方法：非均匀间隔时间划分多路复用方法将传输时间划分为多个时间片段，每个时间片段内的传输权由各节点根据一定的规则确定。

常见的非均匀间隔时间划分多路复用方法有轮流传输法、位图法和字典法等。

轮流传输法是一种简单的时间划分方法，各节点按照一定的顺序依次获得传输权。

这种方法简化了传输冲突的处理，但也可能导致传输时间不均衡。

位图法是一种用位图表示回应传输权的方法。

每个节点都拥有一个位图，当某个节点需要传输时，它将自己的位图中相应位置为1，其他节点根据位图的内容来获取传输权。

位图法可以根据实际需要进行调整，具有较好的灵活性和可扩展性。