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质访问控制方法要解决以下几个问题： 该哪个结点发送数据？ 发送时会不会出现冲突？ 出现冲突怎么办？
3.2 局域网介质访问控制方式 质访问控制方法要解决以下几个问题： 该哪个结点发送数据？ 发送时会不会出现冲突？ 出现冲突怎么办？
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质访问控制方法要解决以下几个问题： 如何为多个用户分配服务资源 集中式调度 分布式接入
3.2 局域网介质访问控制方式 质访问控制方法要解决以下几个问题： 如何为多个用户分配服务资源 集中式调度 分布式接入
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3.2 局域网介质访问控制方式 Pure ALOHA （1970s）
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3.2 局域网介质访问控制方式 The Problem
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3.2 局域网介质访问控制方式 Slotted ALOHA
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3.2 局域网介质访问控制方式 3.2.1 载波监听多路访问/冲突检测 3.2.2 令牌环访问控制 3.2.3 令牌总线访问控制
3.2.4 CSMA/CD与Token Bus、Token Ring的比较
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3.2.1 载波监听多路访问/冲突检测 1. 载波监听总线，即先听后发
1. 载波监听总线，即先听后发 使用CSMA/CD方式时，总线上各结点都在监听总线， 即检测总线上是否有别的结点发送数据。如果发现总线是空 闲的，即没有检测到有信号正在传送，则可立即发送数据。 如果监听到总线忙，即检测到总线上有数据正在传送，这时 结点要持续等待直到监听到总线空闲时才能将数据发送出去， 或等待一个随机时间，再重新监听总线，一直到总线空闲再 发送数据。这也称作先听后发（LBT，Listen Before Talk）。
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3.2.1 载波监听多路访问/冲突检测法 2. 总线冲突检测，即边发边听
2. 总线冲突检测，即边发边听 当两个或两个以上结点同时监听到总线空闲，开始发送数 据时，就会发会碰撞，产生冲突。另外，传输延迟可能会使 第一个结点发送的数据未到达目的结点，另一个要发送数据 的结点就已监听到总线空闲，并开始发送数据，这也会导致 冲突的产生。发生冲突时，两个传输的数据都会被破坏，产 生碎片，使数据无法到达正确的目的结点。为确保数据的正 确传输，
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3.2.1 载波监听多路访问/冲突检测法 每一结点在发送数据时要边发送边检测冲突。这也称作 边发边听（LWT，Listen While Talk）。当检测到总线上发 生冲突时，就立即取消传输数据，随后发送一个短的干扰信 号JAM（阻塞信号），以加强冲突信号，保证网络上所有结 点都知道总线上已经发生了。在阻塞信号发送后，等待一个 随机时间，然后再将要发送的数据发送一次。如果还有冲突 发生，则重复监听、等待和重传的操作。 图3.1显示了采用CSMA/CD方法的工作流程。
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3.2.1 载波监听多路访问/冲突检测法 图3.1 CSMA/CD流程图
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3.2.1 载波监听多路访问/冲突检测法 P-persistent
1. If the medium is idle, transmit with probability p, and delay for one time unit with probability (1 - p) (time unit = length of propagation delay) 2. If the medium is busy, continue to listen until medium becomes idle, then go to Step 1 3. If transmission is delayed by one time unit, continue with Step 1 Can be a good trade-off between non-persistent and 1-persistent CSMA
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3.2.1 载波监听多路访问/无冲突协议
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3.2.1 载波监听多路访问/无冲突协议
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令牌环访问控制 令牌环技术是1969年由IBM提出来的。它适用于环形网 络，并已成为流行的环访问技术。这种介质访问技术的基础 是令牌。令牌是一种特殊的帧，用于控制网络结点的发送权， 只有持有令牌的结点才能发送数据。由于发送结点在获得发 送权后就将令牌删除，在环路上不会再有令牌出现，其它结 点也不可能再得到令牌，保证环路上某一时刻只有一个结点 发送数据，因此令牌环技术不存在争用现象，它是一种典型 的无争用型介质访问控制方式。令牌有“忙”和“闲”两种 状态。当环正常工作时，令牌总是沿着物理环路，单向逐结 点传送传送顺序与结点在环路中的排列顺序相同。
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令牌环访问控制 当某一个结点要发送数据时，它须等待空闲令牌的到来。 它获得空令牌后，将令牌置“忙”，并以帧为单位发送数据。 如果下一结点是目的结点，则将帧拷贝到接收缓冲区，在帧 中标志出帧已被正确接收和复制，同时将帧送回环上，否则 只是简单地将帧送回环上。帧绕行一周后到达源结点后，源 结点回收已发送的帧，并将令牌置“闲”状态，再将令牌向 下一个结点传送。图3.2给出了令牌环的基本工作过程。
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令牌环访问控制 图3.2 令牌环的基本工作过程
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令牌环访问控制 图3.2 令牌环的基本工作过程
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令牌环访问控制 当令牌在环路上绕行时，可能会产生令牌的丢失，此时， 应在环路中插入一个空令牌。令牌的丢失将降低环路的利用 率，而令牌的重复也会破坏网络的正常运行，因此必须设置 一个监控结点，以保证环路中只有一个令牌绕行。当令牌丢 失，则插入一个空闲令牌。当令牌重复时，则删除多余的令 牌。令牌环的主要优点在于其访问方式具有可调整性和确定 性，且每个结点具有同等的介质访问权。同时，还提供优先 权服务，具有很强的适用性。它的主要缺点是环维护复杂， 实现较困难。
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3.2.3 令牌总线访问控制 CSMA/CD采用用户访问总线时间不确定的随机竞争方式， 有结构简单、轻负载时时延小等特点，但当网络通讯负荷增 大时，由于冲突增多，网络吞吐率下降、传输延时增加，性 能明显下降。令牌环在重负荷下利用率高，网络性能对传输 距离不敏感。但令牌环网控制复杂，并存在可靠性保证等问 题。令牌总线综合CSMA/CD与令牌环两种介质访问方式的 优点的基础上而形成的一种介质访问控制方式。
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3.2.3 令牌总线访问控制 令牌总线主要适用于总线形或树形网络。采用此种方式 时，各结点共享的传输介质是总线形的，每一结点都有一个 本站地址，并知道上一个结点地址和下一个结点地址，令牌 传递规定由高地址向低地址，最后由最低地址向最高地址依 次循环传递，从而在一个物理总线上形成一个逻辑环。环中 令牌传递顺序与结点在总线上的物理位置无关。图3.3给出 了正常的稳态操作时令牌总线的工作原理。
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3.2.3 令牌总线访问控制 图3.3 令牌总线的工作过程
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3.2.3 令牌总线访问控制 所谓正常的稳态操作，是指在网络已完成初始化之后， 各结点进入正常传递令牌与数据，并且没有结点要加入或撤 出，没有发生令牌丢失或网络故障的正常工作状态。 与令牌环一致，只有获得令牌的结点才能发送数据。在 正常工作时，当结点完成数据帧的发送后，将令牌传送给下 一个结点。从逻辑上看，令牌是按地址的递减顺序传给下一 个结点的。而从物理上看，带有地址字段的令牌帧广播到总 线上的所有结点，只有结点地址和令牌帧的目的地址相符的 结点才有权获得令牌。
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3.2.3 令牌总线访问控制 获得令牌的结点，如果有数据要发送，则可立即传送数 据帧，完成发送后再将令牌传送给下一个结点；如果没有数 据要发送，则应立即将令牌传送给下一个结点。由于总线上 每一结点接收令牌的过程是按顺序依次进行的，因此所有结 点都有的访问权。为了使结点等待令牌的时间是确定的，需 要限制每一结点发送数据帧的最大长度。。
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3.2.4 CSMA/CD与Token Bus、Token Ring的比较
在共享介质访问控制方法中，CSMA/CD与Token Bus、 Token Ring 应用广泛。从网络拓扑结构看，CSMA/CD与 Token Bus都是针对总线拓扑的局域网设计的，而Token Ring是针对环型拓扑的局域网设计的。如果从介质访问控制 方法性质的角度看，CSMA/CD属于随机介质访问控制方法， 而Token Bus、Token Ring则属于确定型介质访问控制方法。 与确定型介质访问控制方法比较，CSMA/CD方法有以下 几个特点：
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3.2.4 CSMA/CD与Token Bus、Token Ring的比较
CSMA/CD介质访问控制方法算法简单，易于实现。 目前有多种VLSI可以实现CSMA/CD方法，这对降低Ethernet成本，扩大应用范围是非常有利的。 CSMA/CD是一种用户访问总线时间不确定的随机竞争总线的方法，适用于办公自动化等对数据传输实时性要求不严格的应用环境。 CSMA/CD在网络通信负荷较低时表现出较好的吞吐率与延迟特性。但是，当网络通信负荷增大时，由于冲突增多，网络吞吐率下降、传输延迟增加，因此CSMA/CD方法一般用于通信负荷较轻的应用环境中
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3.2.4 CSMA/CD与Token Bus、Token Ring的比较
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3.2.5 以太网的电缆
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Cable topologies. (a) Linear, (b) Spine, (c) Tree, (d) Segmented.
3.2.5 以太网的电缆 Cable topologies. (a) Linear, (b) Spine, (c) Tree, (d) Segmented.
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