自考局域网考核知识点之局域网的媒体访问控制方法

4.1.4 局域网的媒体访问控制方法

环形或总线拓扑中,由于只有一条物理传输通道连接所有的设备,因此,连到网络上的所有设备必须遵循一定的规则,才能确保传输媒体的正常访问和使用。常用的媒体访问控制方法有:具有冲突检测的载波监昕多路访问CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/CollSion Detection )、控制令牌(Control Token)及时槽环(Slotted Ring)三种技术。

1.具有冲突检测的载波监昕多路访问CSMA/CD

具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD采用随机访问和竞争技术,这种技术只.用于总线拓扑结构网络。 CSMA/CD结构将所有的设备都直接连到同一条物理信道上,该信道负责任何两个设备之间的全部数据传送,因此称信道是以"多路访问"方式进行操作的。站点以帧的形式发送数据,帧的头部含有目的地和源点的地址。帧在信道上以广播方式传川输,所有连接在信道上的设备随时都能检测到该帧。当目的地站点检测到目的地址为本端地址的帧时,就接收帧中所携带的数据,并按规定的链路协议给源站点返回一个响应。
采用这种操作方法时,在信道上可能有两个或更多的设备在同一瞬间都发送帧,从而在信道上造成帧的重叠而出现差错,这种现象称为冲突。为减少这种冲突,源站点在发送帧之前,首先要监听信道上是否有其它站点发送的载波信号(即进行"载波监听"),若监听到信道上有载波信号则推迟发送,直到信道恢复到安静(空闲)为止。另外,还要采用边发送边监听的技术(即"冲突检测"),若监听到干扰信号,就表示检测到冲突,于是就要立即停止发送。为了确保冲突的其它站点知道发生了冲突,首先在短时间里持续发送一串阻塞(Jam)码,卷入冲突的站点则等待一随机时间,然后准备重发受到冲突影响的帧。这种技术对发生冲突的传输能迅速发现并立即停止发送,因此能明显减少冲突次数和冲突时间。CSMA/CD媒体访问控制的具体实现,将在本章第4.3节中再详细介绍。

2.控制令牌

控制令牌是另一种传输媒体访问控制方法。它是按照所有站点共同理解和遵守的规则,从一个站点到另一个站点传递控制令牌,一个站点只有当它占有令牌时,才能发送数据帧,发完帧之后,即把令牌传递给下一个站点。其操作次序如下:

(1)首先建立一个逻辑环,将所有站点同物理媒体相连,然后产生一个控制令牌。
(2)控制令牌由一个站点沿着逻辑环顺序向下一个站点传递。
(3)等待发送帧的站点接收到控制令牌后,把要发送的帧利用物理媒体发送出去,然再将控制令牌沿逻辑环传递给下一站点。

控制令牌方法除了用于环形网拓扑结构(即令牌环)之外,也可以用于总线网拓扑结
(即令牌总线),这两类结构建立的逻辑环分别如图4.4(a)、(b)所示。
对于一个物理环,令牌传递的逻辑结构和物理环的结构是相同的,令牌传递的次序和站点连接的物理次序也是一致的;而对于总线网,逻辑环次序则不必和电缆上的站点连接次序相对应,所有站点没有必要均按逻辑环连接。例如图4.4(b)中,站并不是逻辑环的一部分,这意味着H站永远拿不到令牌,因此只能以接收方式工作。令牌访问方式的具体控制方法将在本章第4.4节、第4.5节中详细介绍。