第3章共享信道的传统局域网 ·通信网络的分类:网络的地理范围 广域网 局域网 城域网 广域网: 覆盖较广的地理区域 穿过公共设施,一般会利用公共电信公司提供的线 路 包含有相当数量的互连起来的交换节点。 前页后页退出
前页 后页 退出 • 通信网络的分类:网络的地理范围 – 广域网 – 局域网 – 城域网 • 广域网： – 覆盖较广的地理区域 – 穿过公共设施，一般会利用公共电信公司提供的线 路 – 包含有相当数量的互连起来的交换节点。 第3章 共享信道的传统局域网
局域网的特点 ·覆盖范围小,通常为一座大楼或一组楼群 通常为某个组织单独拥有,即该组织拥有组成 某个局域网的所有互连设备,而组成广域网相 当一部分的网络资源可能属于其他组织 选择局域网必须谨慎,因为这可能需要一笔不小的 投资(与拨号上网或广域网中专线费用相比)用于建 网和维护 局域网的网络管理责任完全由用户自己负责。 局域网的数据传输速率一般要比广域网高得多 前页后页退出
前页 后页 退出 局域网的特点 • 覆盖范围小，通常为一座大楼或一组楼群 • 通常为某个组织单独拥有，即该组织拥有组成 某个局域网的所有互连设备，而组成广域网相 当一部分的网络资源可能属于其他组织 – 选择局域网必须谨慎，因为这可能需要一笔不小的 投资(与拨号上网或广域网中专线费用相比)用于建 网和维护 – 局域网的网络管理责任完全由用户自己负责。 • 局域网的数据传输速率一般要比广域网高得多
城域网的特 城域网: 覆盖于局域网和城域网之间的区域:整个城 市的范围 它实际上不过是一个更大范围的局域网系统, 般采取和局域网相似的技术。 可以支持数据和语音的传输 前页后页退出
前页 后页 退出 城域网的特点 • 城域网： – 覆盖于局域网和城域网之间的区域：整个城 市的范围 – 它实际上不过是一个更大范围的局域网系统， 一般采取和局域网相似的技术。 – 可以支持数据和语音的传输
媒体访问控制协议 网络链路 点到点链路:链路的两端各有一个发送者和 接受者,如PPP和HDLC协议 广播链路: 多个发送和接收站点连接到同一个共享广播信道 上,任何一个站点发送帧,其他所有站点都会收 到该帧。 决定广播链路中信道分配的协议属于数据链路层, 称为媒体访问控制MAC协议。 前页后页退出
前页 后页 退出 媒体访问控制协议 • 网络链路 – 点到点链路：链路的两端各有一个发送者和 接受者，如PPP和HDLC协议 – 广播链路： • 多个发送和接收站点连接到同一个共享广播信道 上，任何一个站点发送帧，其他所有站点都会收 到该帧。 • 决定广播链路中信道分配的协议属于数据链路层， 称为媒体访问控制MAC协议
共享媒体的访问控制技术 访问控制采用的方式 集中式:选取出一个控制器,只有它可以授权访问 网络。当一个节点要传输时,它必须首先得到该控 制器的允许。 分布式:所有站点使用相应的媒体访问控制机制来 决定站点传输的顺序。 优缺点: 集中方式中每个站点的访问控制逻辑相当简单, 避免了站点间分布协议所带来的问题。 单点故障:所有的控制都是通过一个中心的控制 点来进行的 前页后页退出
前页 后页 退出 共享媒体的访问控制技术 • 访问控制采用的方式 – 集中式：选取出一个控制器，只有它可以授权访问 网络。当一个节点要传输时，它必须首先得到该控 制器的允许。 – 分布式：所有站点使用相应的媒体访问控制机制来 决定站点传输的顺序。 – 优缺点： • 集中方式中每个站点的访问控制逻辑相当简单， 避免了站点间分布协议所带来的问题。 • 单点故障：所有的控制都是通过一个中心的控制 点来进行的
共享媒体的访问控制技术 怎样控制对共享媒体的访问 同步机制:整个信道带宽被分割成许多部分, 每一部分被分配给某一个站点。如电路交换 中的频分多路时分多路技术 异步机制:考虑到LAN与MAN中每个站点 的传输无法预知,常采用异步机制以动态分 配信道 包括时间片轮转、预约和竞争等 前页后页退出
前页 后页 退出 共享媒体的访问控制技术 • 怎样控制对共享媒体的访问 – 同步机制：整个信道带宽被分割成许多部分， 每一部分被分配给某一个站点。如电路交换 中的频分多路时分多路技术 – 异步机制：考虑到LAN与MAN中每个站点 的传输无法预知，常采用异步机制以动态分 配信道 • 包括时间片轮转、预约和竞争等
MAC:异步机制 时间片轮转:每个节点按一定的顺序得到传输 时间片。 在轮到发送时站点可以选择是否进行传输,如果要 进行传送,站点所传输的时间不能超过该时间片。 站点的逻辑顺序的控制可采用集中式或分布式。轮 询就是一种集中式的控制方式 预约:媒体访问时间被分成一些时槽。 个节点在要传输时,可以为即将到来的传输预约 些时槽 预约可以是集中式或分布式的。 前页后页退出
前页 后页 退出 MAC：异步机制 • 时间片轮转：每个节点按一定的顺序得到传输 时间片。 – 在轮到发送时站点可以选择是否进行传输，如果要 进行传送，站点所传输的时间不能超过该时间片。 – 站点的逻辑顺序的控制可采用集中式或分布式。轮 询就是一种集中式的控制方式。 • 预约：媒体访问时间被分成一些时槽。 – 一个节点在要传输时，可以为即将到来的传输预约 一些时槽。 – 预约可以是集中式或分布式的
MAC:异步机制(续) 竞争:没有相应的机制来决定该由谁来 传输 所有节点都展开竞争以获取对共享媒体的访 问权。 竞争机制是分布式的。 易于实现,并且在低负荷和中等负荷时竞争 机制的性能还不错,只是在重负荷下,有些 竞争机制的性能会急剧下降 前页后页退出
前页 后页 退出 MAC：异步机制（续） • 竞争：没有相应的机制来决定该由谁来 传输 – 所有节点都展开竞争以获取对共享媒体的访 问权。 – 竞争机制是分布式的。 – 易于实现，并且在低负荷和中等负荷时竞争 机制的性能还不错，只是在重负荷下，有些 竞争机制的性能会急剧下降
ALOHA协议 基本思想: 只要一个站点想要传输信息帧,它就把信息 帧传输出去。然后它听一段时间,如果在信 息来回传播的最大延迟时间(两倍于相距最 远的两个站点之间传递信息的时间〕再加上 小段固定的时间内收到了确认,传输成功; 否则,传输站点重发信息帧。如果在发了好 几次后仍得不到确认,就只好放弃。 前页后页退出
前页 后页 退出 ALOHA协议 • 基本思想： – 只要一个站点想要传输信息帧，它就把信息 帧传输出去。然后它听一段时间，如果在信 息来回传播的最大延迟时间（两倍于相距最 远的两个站点之间传递信息的时间〕再加上 一小段固定的时间内收到了确认，传输成功； 否则，传输站点重发信息帧。如果在发了好 几次后仍得不到确认，就只好放弃
ALOHA协议的效率 与阴影帧的 开始碰撞 时间 冲突危险区 假设 阴影帧的冲突危险区 无限多个用户产生的新帧服从普阿松分布,平均每帧时产生S个新帧 每个站点每帧时发送的帧服从普阿松分布平均每帧时发送G个帧 ·吞吐率S应该是负载G与帧传送成功的概率,即S=GP0。 其中P0是发送的帧不会发生冲突的概率 任一帧时内生成K帧的概率服从普阿松分布:P=C k 两个帧时内产生的帧数平均为2G,在整个冲突危险区 内无任何其他帧产生的概率为 2G 2G 0 S= Ge G=0.5时,吞吐率S最大,其值为S ≈0.18 2e 前页后页退出
前页 后页 退出 ALOHA协议的效率 • 假设: – 无限多个用户产生的新帧服从普阿松分布,平均每帧时产生S个新帧 – 每个站点每帧时发送的帧服从普阿松分布,平均每帧时发送G个帧 • 吞吐率S应该是负载G与帧传送成功的概率，即S＝GP0。 其中P0是发送的帧不会发生冲突的概率。 • 任一帧时内生成K帧的概率服从普阿松分布: • 两个帧时内产生的帧数平均为2G，在整个冲突危险区 内无任何其他帧产生的概率为 • G＝0.5时，吞吐率S最大，其值为 ≈0.18 t0+t 与阴影帧的 开始碰撞 与阴影帧的 开始碰撞 t t0 t0+2t t0+3t 冲突危险区 时间 阴影帧的冲突危险区 G P e 2 0 − = G S Ge−2 = k! G e P k k G r − = e S 2 1 =