CSMA令牌环令牌总线比较.docxVIP

CSMA/CD,令牌环,令牌总线1.CSMA/CDCSMA全拼为Carrier Sense Multiple Access（载波侦听多路访问），是工作在OSI参考模型的数据链路层的介质访问控制子层。是一种抢占型的半双工介质访问控制协议，采用分布式控制方法。其中：载波侦听（Carrier Sense，CS）指任何连接到介质的设备在欲发送帧前，必须对介质进行侦听，当确认其空闲时，才可以发送。多路访问（Multiple Access，MA）指多个设备可以同时访问介质，一个设备发送的帧也可以被多个设备接收。根据发生冲突时的解决策略，CSMA可分为CSMA/BA, CSMA/CA,CSMA/CD,CSMA/CP四种，其中CSMA/CD是最为常见的一种，CSMA/CD在发送时检测冲突，并采取适当措施进行补救。CSMA/CD是广泛用于总线或树形局部网络的一种访问协议。在基带系统中, 最早采用这种访问协议的是著名的原型以太网( 1976年) , 最早采用此类访问协议的宽带系统是MITERNET (1979年) 。其基本思想起源于ALOHA系统,ALOHA方式具体可分为纯ALOHA和时间片ALOHA两种形式, 最大吞吐量分别只有18.4%和39.8%。造成ALOHA方式信道效率低的根本原因是节点的发送意图与信道状态无关。为克服此弱点, CSMA/CD方式应运而生, 其主要改进是增添了“讲前先听”的功能。它具体可分为三种形式1.断续监听式2.1-持续监听式和3.P-持续监听式。断续监听式CSMA遵守如下规则。( 1 ) 若信道闲, 发送节点可发送信包, ( 2 ) 若信道忙,则后退一随机时间片, 然后再次监听信道, 并重复以上算法。对于1-持续式CSMA , 发送节点遵守下列规则： 1 若信道闲, 则以概1发送信包, 2 若信道忙, 则持续监听信道, 直到信道由忙变闲为止, 然后以概率1发送。对于持续式P-CSMA, 发送节点遵守如下规则 ( 1 ) 若信道闲, 则以概率P (0P1)发送信包,且以概率1-P延迟一段时间, 若信道仍然空闲, 则可重复此过程, 直到此信包发完或出现冲突为止。若在此过程中出现冲突,则按重发延迟后退一段时间, 再重发( 2 )若信道忙, 则应持续监听信道直到它由忙变闲，再重复上述过程。断续式的出发点是试图尽量避免冲突, 但当几个节点由于冲突而等待重发时, 若它们的后退延迟没结束, 即使信道已闲也不能重发, 浪费了信道空闲时间。与之相反,1-持续式的出发点是希望尽量运用信道的空闲时间, 但当两个以上节点都监听到信道空闲时将会同时以概率/发送, 因而导致冲突。P-持续式实际是以上两种形式的一种折衷CSMA也可在以上三种形式上再进行时间分片, 其最大信道容量可达90%。CSMA/CD的主要改进是变“讲前先听”为“边讲边听”，增加了检测冲突的功能。由于它用于判断是否占有信道的时间远小于信包传输时间，因而提高了信道效率, 其信道容量可达99%。CSMA/CD方式也有断续式，1-持续式及，P-持续式之分, 发送节点除遵守三种形式的CSMA外, 还需遵守如下规则( 1 ) 若发送期间检测到冲突, 则应立即停发信包的其余部分并发一简短的冲突干预信号, ( 2 ) 等待一随机时间后, 以相应的CSMA方式进行重发。与CSMA类似，CSMA/CD也可进一步进行时间分片。需注意的是CSMA和CSMA/CD的时间片长度为往返最大传输延迟, 而ALOHA中的时间片长度为一个信包传输时间。按此观点分析, 以太网和MATHERNET采用的是非时间片1-持续式CSMA/CD访问方式。2.令牌环令牌环（Token-Ring）是定义在IEEE 802.5标准中的一种局域网接入方式。令牌环的从本原理是环上有一个循环兜圈子的令牌包, 谁占有它谁就获取了发送权。当环上的各个站点都无信息要发送时，环上的令牌包为“自由”令牌。当一个站点A要发信息时, 它先得等待此令牌包的到来, 并将“自由”令牌变为“忙”令牌。然后立即发送一个信息包,该信包后尾随忙令牌，这样其它站若要发信则必须等待。该信包绕环一周时被寻址到的目的站?抄录此包, 信包返回信源后被删除, 当满足下列条件时发送站将插入一个新的自由令牌到环上( 1 ) 发送站已完成信包传送, ( 2 ) 忙令牌已返回发信站。由上述令牌环网络的原理，我们可以知道：在环上传输时，网络中没有令牌，这就意味着其它工作站想传输数据就必须等待。因此令牌环网络中不会发生传输冲突。3.令牌总线令牌总线（Token Bus），是一个使用令牌通过接入到一个总线拓扑的局域网架构。令牌总线被IEEE 802.4工作组标准化。令牌总线方法比较复杂，需要完成大量的环维护工作，包括环初始化、新结点加入环、结点从环中撤出、环恢复和优先级服务。该技术主