介质访问子层

网络可以分为点对点连接和多路访问（广播）通道。 在广播网络中，关键问题是如何确定谁可以使用该信道。用于确定谁在多路访问信道上传输数据的协议属于数据链路层的一个子层，称为MAC（媒体访问控制）子层。
介质访问（控制）子层MAC子层在LAN中尤其重要，其中许多LAN使用多路访问通道。相反，WAN使用点对点链接，卫星网络除外。

常用的处理方式以下几类：

静态信道分配

静态分配是传统的做法，就是把信道容量拆分给多个用户使用，比如FDM和TDM技术。这种做法适用于用户数量少且固定不变的情况下，但是却不能很好地应付用户数量经常变化和流量突发的情况。
静态信道分配的特点是信道N等分。会出现的问题主要有：资源分配不合理，不满足用户对资源占用的不同需求；有资源浪费，效率低；延迟时间增大N倍
其适于用户数量少且用户数目固定的情况，适于通信量大且流量稳定的情况。

信道的动态分配

通过多路访问协议（Multiple Access Protocol）动态分配信道资源，提高信道利用率。

动态信道分配的5个关键假设：

• 流量独立。
• 单信道：所有通信都使用同一个信道（这样才会出现冲突）。
• 冲突可观察：所有站都能检测冲突事件的发生。
• 帧的发送方式，即时间假设：时间连续或时间分时隙。
• 信道的状态，即侦听假设：载波侦听指的是一个站在试图使用信道前，就能知道信道是否正在被使用。非载波侦听则盲目发送。

一般来说，在有线局域网中，常采用载波侦听；而在无线网中则不采用载波侦听。

信道的动态分配通常基于随机访问协议。其特点是站点争用信道，可能出现站点之间的冲突。
典型的随机访问协议有ALOHA协议（纯ALOHA；分隙（分槽）ALOHA）基于假设4，CSMA协议，CSMA/CD协议（以太网采用此协议），CSMA/CA协议。

纯ALOHA协议

任何一个站都可以在帧生成后立即发送（可能冲突），并通过信号的反馈，检测信道，以确定发送是否成功。如发送失败，则经随机延时后再发送。
性能：纯ALOHA信道的利用率最高为18.4%。

分槽ALOHA

分隙ALOHA是时间分成时隙（时间片），时隙的长度对应一帧的传输时间。新帧的发送必须在时隙的起点，所以冲突只发生在时隙的起点，一旦某个站占用时隙发送成功，则在该时隙内不会发生冲突。
性能：分隙ALOHA信道的利用率最高为36.8% 是纯ALOHA的两倍。

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载波侦听多路访问协议（CSMA Carrier SenseMultiple Access）

其特点是“先听后发” ，改进ALOHA协议的侦听/发送策略。主要有非持续式、持续式、1-持续CSMA 、P-持续CSMA之分。

非持续式(持续指的是持续监听信道)的特点是经侦听，如果介质空闲，开始发送。如果介质忙，则等待一个随机分布的时间，然后重复步骤1。
非持续式存在的问题主要是等待一个随机时间可以减少再次碰撞冲突的可能性。但缺点是等待时间内介质上没有数据传送，这段时间是浪费的

持续式。1-持续式（1指的是监听到信道空闲时发送数据的概率为1， 是p-持续式的特例）。其特点是经侦听，如介质空闲，则发送。如介质忙，持续侦听，一旦空闲立即发送。如果发生冲突，等待一个随机分布的时间再重复步骤1。1-持续式的问题是：如果两个以上的站等待发送，一旦介质空闲就一定会发生冲突。p-持续式（p指监听到信道空闲时以p的概率发送数据）。其特点是经侦听，如介质空闲，那么以p的概率发送，以(1–p)的概率延迟一个时间单元发送。如介质忙，持续侦听，一旦空闲重复最先开始的步骤。如果发送已推迟一个时间单元，再重复最先开始的步骤。

CSMA存在的问题：

CSMA工作方式，检测到介质上无报文发送的情况下发送报文，仍然会发生冲突，其原因在于传播时间延迟（或同时发送），所以某个报文发出去以后仍然可能发生冲突。
所以假设连个相距最远的站传播信号所需要的时间为$\tau$，那么最差的情况下，只有当一个站传输了数据之后还没有监听到冲突的情况下，才能确定自己抓住了信道，即发送站发出帧后能检测到碰撞的最长时间，数值上等于最远两站传播时间的两倍，即$2\cdot \tau$。

CSMA/CD

其是经修改的1-持续式，采用“先听后发、边发边听”。其特点是经侦听，如介质空闲，则发送。如介质忙，持续侦听，一旦空闲立即发送。如果发生冲突，等待一个随机分布的时间再重复步骤最先开始的步骤。
所有工作站在发送的同时也接收自己的信号，监测发送的情况，一旦收到的信号与发出的不一致，就说明发生了冲突。
发送站感