计算机网络——数据链路层-媒体接入控制的基本概念

本篇，我们介绍媒体介入控制的基本概念。

如下图所示，是一根同轴电缆：

有多台主机连接到这根同轴电缆上，它们共享这根传输媒体，形成了一个总线型的局域网。各主机竞争使用总线，随机地在信道上发送数据。如果恰巧有两个或更多的站点在同一时刻发送数据，那么信号在共享媒体上就要产生碰撞，即发生了冲突，使得这些站点的发送都失败。

例如，主机C和主机D同时使用总线来发送数据，这必然会产生所发送信号的碰撞

共享信道要着重考虑的一个问题就是如何协调多个发送和接收站点对一个共享传输媒体的占用，也就是媒体接入控制（Medium Access Control）。也可以读作Mac

媒体接入控制技术主要分为两类：

• 一类是静态划分信道
• 另一类是动态接入控制

静态划分信道主要有：

1. 频分多址
2. 时分多址
3. 码分多址

动态介入控制又可以分为两类：

1. 受控接入
2. 随机接入

而受控接入又可分为集中控制和分散控制。

静态划分信道，也就是预先固定分配好信道。这类方法非常不灵活，对于突发性数据传输，信道利用率会很低；通常在无线网络的物理层中使用，而不是在数据链路层中使用。

在集中控制的多点轮巡协议中，有一个主站以循环方式轮询每个站点有无数据发送，只有被轮询到的站点才能发送数据；集中控制的最大缺点就是存在单点故障问题。

而在分散控制的令牌传递协议中，各站点是平等的，并连接成一个环形网络；令牌（一种特殊的控制帧）沿环逐站传递，接收到令牌的站点才有权发送数据，并且在发送完数据后，将令牌传递给下一个站点。

需要说明的是，采用令牌传递协议的典型网络有：

IEEE 802.5 令牌环网，

IEEE 802.4 令牌总线网，

光纤分布式数据接口FDDI。

这些网络由于市场竞争，已逐步退出了历史舞台。

随机接入的特点是所有站点通过竞争，随机的在信道上发送数据；如果恰巧有两个或更多的站点

在同一时刻发送数据，那么信号在共享媒体上就要产生碰撞，即发生了冲突；使得这些站点的发送都失败，因此这类协议要解决的关键问题是如何尽量避免冲突，以及在发生冲突后如何尽快恢复通信，著名的共享式以太网采用的就是随机接入。

需要注意的是，

随着技术的发展、交换技术的成熟和成本的降低，具有更高性能的使用点对点链路和链路层交换机的交换式局域网在有限领域已完全取代了共享式局域网；

但由于无线信道的广播天性，无线局域网仍然使用的是共享媒体技术。

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