计算机网络：数据链路层（2）:MAC协议

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前言

HITSZ 2022春计算机网络课程总结

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多路访问控制协议（MAC协议）

解决的是1对多的通信，使用广播信道，局域网就是用广播通信。

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一、信道划分MAC协议

• TDMA：时分
  
• FDMA：频分
  

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二、随机访问MAC协议

随机访问协议需要解决，当多个节点需要同时传输的时候的冲突

1. 时隙ALOHA协议

运行：时间被划分为等长的帧，每个时隙传输一个帧；当节点有新的帧的时候，在下一个时隙，以概率P重传该帧

非时隙ALOHA，直接发送，比时隙ALOHA协议效果更差

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2.载波监听多路访问协议CSMA/CD (carrier sense multiple access with collision detection)

要点：

• 载波监听：不管在发送前还是发送中，每个站都必须不停检测信道。如果有别的站在发送，就先等待；必须等到信道空闲才发送消息。
• 碰撞检测：发送的时候监听，判断自己在发送数据的时候别的站是否也在发送数据（产生碰撞的原因是因为存在传播时延，使得发送的消息无法立刻收到），发送数据帧的站必须经过（2*传播时延）才能确定碰撞不会发生，因此，以太网数据包最小为64字节（包含6+6（源MAC，目的MAC）+2(类型）+4（CRC）+46（数据部分）。

协议流程：

1. 准备发送：适配器从网络层获得一个分组，加上以太网的首部或尾部，组成以太网帧，放到适配器的缓存中。发送前必须检测信道
2. 检测信道：若检测到信道忙，则应该不停检测，等到检测到信道位空闲后，需要保持96比特时间（9.6us）的空闲，发送这个帧
3. 发送过程中不停检测信道，适配器边发送边监听：
   • 如果在争用期（规定为512个比特时间，即发送64个字节所需要的时间）未检测到碰撞发生，那么后续发送的数据就一定不会发送冲突，发送完毕后，什么也不做，返回（2）
   • 如果在争用期检测到了碰撞，立即停止发送数据，并按照规定发送人为干扰信号。适配器执行指数退避算法，等到算法得到的时间后，返回步骤2，重新检测信道。若重传次数到达16次仍未成功，则停止重传，并向上报错

指数退避算法：

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三、轮转MAC协议

1.轮询（polling）

2.令牌传递（token passing）

3.比特映像介质访问控制协议

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