局域网与介质访问控制(MAC)子层

1.局域网概述

定义：将小区域内各种通信设备互连在一起的网络
特点：高数据传输率、短距离、低出错率
局域网拓扑结构：星型、环型、总线型、树型

2.介质访问控制技术

信道分配：
使用点到点连接：广域网
使用广播通道：局域网
介质访问控制协议MAC，解决了信道争用的问题，是数据链路层协议的一部分

**静态分配：**无法灵活适用站点数和通信量的变化
频分多路复用
时分多路复用

动态分配：
多路访问协议：
ALOHA协议：
纯ALOHA协议：发送数据后，监听信道，若产生冲突，等待随机时间重发，信道利用率低，最高只有18.4%
分槽ALOHA协议：信道分槽，槽长为一个帧发送所需时间，每个站点在时槽开始时允许发送，信道利用率最高为38.4%

载波监听多路访问协议CSMA：发送帧前，先监听信道，若信道占用，则不发送
1-坚持型CSMA：若监听发现信道忙，则继续监听直到信道空闲
非坚持型CSMA：若监听发现信道忙，则等待一随机时间发送
p-坚持型CSMA：若监听发现信道空闲，则以概率p发送数据，以概率1-p延迟到下一个时槽发送

下图是五种信道动态分配模式的效率比较图
带冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD：站点使用CSMA协议进行数据发送，若在发送期间检测到冲突，立即停止并发出一个瞬间干扰信号，发出信号后等待随机时间重复上述过程

无冲突协议：
基本位图协议：信道上N个站，竞争周期分为N个时槽，若一个站有帧发送，则对应时槽填入1。重负载下效率高，序号大的站得到的服务好
二进制下数法：所有站地址用等长二进制位串表示，占用信道时广播该串，每一位进行取或运算，若每一个站比本站地址高位更高的部分被置1，则放弃发送。

有限竞争协议：
轻负载下使用竞争，重负载下使用无冲突方法
适应树搜索协议：以二叉树的形式组织站点，每次从第i级开始搜索，2^-i=q i = log₂q

无线局域网协议：
隐藏站点问题：站点距离竞争者太远，不能发现潜在介质竞争者的问题。
暴露站点问题：非竞争者距离发送站点太近，导致非竞争者不能发送数据的问题。
冲突检测：MACA协议、二进制指数后退协议