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介質訪問控制協議有什麼特點

發布時間: 2023-02-10 16:09:07

㈠ 介質訪問控制的簡介

區域網的數據鏈路層分為邏輯鏈路層LLC和介質訪問控制MAC兩個子層。
邏輯鏈路控制(Logical Link Control或簡稱LLC)是區域網中數據鏈路層的上層部分,IEEE 802.2中定義了邏輯鏈路控制協議。用戶的數據鏈路服務通過LLC子層為網路層提供統一的介面。在LLC子層下面是MAC子層。
MAC(medium access control)屬於LLC(Logical Link Control)下的一個子層。區域網中目前廣泛採用的兩種介質訪問控制方法,分別是:
1 爭用型介質訪問控制,又稱隨機型的介質訪問控制協議,如CSMA/CD方式。
2 確定型介質訪問控制,又稱有序的訪問控制協議,如Token(令牌)方式
CSMA/CD工作原理
在CSMA中,由於信道傳播時延的存在,即使通信雙方的站點都沒有偵聽到載波信號,在發送數據時仍可能會發生沖突,因為他們可能會在檢測到介質空閑時同時發送數據,致使沖突發生。盡管CSMA可以發現沖突,但它並沒有先知的沖突檢測和阻止功能,致使沖突發生頻繁。
一種CSMA的改進方案是使發送站點在傳輸過程中仍繼續偵聽介質,以檢測是否存在沖突。如果兩個站點都在某一時間檢測到信道是空閑的,並且同時開始傳送數據,則它們幾乎立刻就會檢測到有沖突發生。如果發生沖突,信道上可以檢測到超過發送站點本身發送的載波信號幅度的電磁波,由此判斷出沖突的存在。一旦檢測到沖突,發送站點就立即停止發送,並向匯流排上發一串阻塞信號,用以通知匯流排上通信的對方站點,快速地終止被破壞的幀,可以節省時間和帶寬。這種方案就是本節要介紹的CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,載波偵聽多路訪問/沖突檢測協議),已廣泛應用於區域網中。
所謂載波偵聽(Carrier Sense),意思是網路上各個工作站在發送數據前都要確認匯流排上有沒有數據傳輸。若有數據傳輸(稱匯流排為忙),則不發送數據;若無數據傳輸(稱匯流排為空),立即發送准備好的數據。
所謂多路訪問(Multiple Access),意思是網路上所有工作站收發數據共同使用同一條匯流排,且發送數據是廣播式的。
所謂沖突(Collision),意思是若網上有兩個或兩個以上工作站同時發送數據,在匯流排上就會產生信號的混合,這樣哪個工作站都辨別不出真正的數據是什麼。這種情況稱為數據沖突,又稱為碰撞。
為了減少沖突發生後的影響,工作站在發送數據過程中還要不停地檢測自己發送的數據,看有沒有在傳輸過程中與其他工作站的數據發生沖突,這就是沖突檢測(Collision Detected)。
1.CSMA/CD沖突檢測原理
CSMA/CD是標准乙太網、快速乙太網和千兆乙太網中統一採用的介質爭用處理協議(但在萬兆乙太網中,由於採用的是全雙工通信,所以不再採用這一協議)。之所以稱之為載波偵聽(載波就是承載信號的電磁波),而不是稱之為介質偵聽,那是因為如果介質上正在有載波存在,則證明介質處於忙的狀態(因為信號或者數據不是直接傳輸的,而是通過電磁載波進行的);如果沒有載波存在,則介質是空閑狀態。也就是通過載波的檢測,可以得知介質的狀態,而不能直接來偵聽介質本身得出其空閑狀態。
【說明】其實這里偵聽的應該是信道,而不是介質本身,因為在一條傳輸介質中,可能包含有多條信道,用於不同的傳輸鏈路。
前面說了,CSMA/CD相對CSMA來說的進步就是具有沖突檢測功能,隨之問題就來了,CSMA/CD是如何檢測沖突呢?
CSMA/CD的工作原理可以用以下幾句話來概括:
先聽後說,邊聽邊說。
一旦沖突,立即停說。
等待時機,然後再說。
這里的聽即監聽、檢測之意;說即發送數據之意。具體的檢測原理描述如下:
(1)當一個站點想要發送數據的時候,它檢測網路查看是否有其他站點正在傳輸,即偵聽信道是否空閑。
(2)如果信道忙,則等待,直到信道空閑;如果信道空閑,站點就准備好要發送的數據。
(3)在發送數據的同時,站點繼續偵聽網路,確信沒有其他站點在同時傳輸數據才繼續傳輸數據。因為有可能兩個或多個站點都同時檢測到網路空閑然後幾乎在同一時刻開始傳輸數據。如果兩個或多個站點同時發送數據,就會產生沖突。若無沖突則繼續發送,直到發完全部數據。
(4)若有沖突,則立即停止發送數據,但是要發送一個加強沖突的JAM(阻塞)信號,以便使網路上所有工作站都知道網上發生了沖突,然後,等待一個預定的隨機時間,且在匯流排為空閑時,再重新發送未發完的數據。
CSMA/CD控制方式的優點是:原理比較簡單,技術上易實現,網路中各工作站處於平等地位,不需集中控制,不提供優先順序控制。但在網路負載增大時,發送時間增長,發送效率急劇下降
令牌訪問控制工作原理
令牌訪問控制方法可分為令牌環訪問控制和令牌匯流排訪問控制兩類。目前已較少採用令牌匯流排訪問控制。
下面介紹令牌環訪問控制原理。

㈡ can匯流排協議定義的介質訪問控制方式有什麼特點

介質訪問控制方式,也就是信道訪問控制方法,可以簡單的把它理解為如何控制網路節點何時發送數據、如何傳輸數據以及怎樣在介質上接收數據。常用的介質訪問控制方式有時分多路復用(TDM)、帶沖突檢測的載波監聽多路訪問介質控制(CSMA/CD)和令牌環(Token Ring)。

㈢ profibus-dp採取什麼樣的介質訪問控制方式,有什麼特點

profibus-DP和modbus是兩種不同的通信協議。

【PROFIBUS】
PROFIBUS,是一種國際化.開放式.不依賴於設備生產商的現場匯流排標准。PROFIBUS傳送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范圍內選擇且當匯流排系統啟動時,所有連接到匯流排上的裝置應該被設成相同的速度。廣泛適用於製造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通電力等其他領域自動化。PROFIBUS是一種用於工廠自動化車間級監控和現場設備層數據通信與控制的現場匯流排技術。可實現現場設備層到車間級監控的分散式數字控制和現場通信網路,從而為實現工廠綜合自動化和現場設備智能化提供了可行的解決方案。

★特點
Profibus作為業界應用最廣泛的現場匯流排技術,除具有一般匯流排的優點外還有自身的特點,具體表現如下:
(1)最大傳輸信息長度為255B,最大數據長度為244B,典型長度為120B。
(2)網路拓撲為線型、樹型或匯流排型,兩端帶有有源的匯流排終端電阻。
(3)傳輸速率取決於網路拓撲和匯流排長度,從9.6Kb/s到12Mb/s不等。
(4)站點數取決於信號特性,如對屏蔽雙絞線,每段為32個站點(無轉發器),最多127個站點帶轉發器。
(5)傳輸介質為屏蔽/非屏蔽雙絞線或光纖。
(6)當用雙絞線時,傳輸距離最長可達9.6km,用光纖時,最大傳輸長度為90km。
(7)傳輸技術為DP和FMS的RS-485傳輸、PA的IEC1158-2傳輸和光纖傳輸。
(8)採用單一的匯流排方位協議,包括主站之間的令牌傳遞與從站之間的主從方式。
(9)數據傳輸服務包括循環和非循環兩類。


【Modbus】
Modbus是由Modicon(現為施耐德電氣公司的一個品牌)在1979年發明的,是全球第一個真正用於工業現場的匯流排協議。
ModBus網路是一個工業通信系統,由帶智能終端的可編程序控制器和計算機通過公用線路或局部專用線路連接而成。其系統結構既包括硬體、亦包括軟體。它可應用於各種數據採集和過程監控。
ModBus網路只有一個主機,所有通信都由他發出。網路可支持247個之多的遠程從屬控制器,但實際所支持的從機數要由所用通信設備決定。採用這個系統,各PC可以和中心主機交換信息而不影響各PC執行本身的控制任務。

★特點
Modbus具有以下幾個特點:
(1)標准、開放,用戶可以免費、放心地使用Modbus協議,不需要交納許可證費,也不會侵犯知識產權。目前,支持Modbus的廠家超過400家,支持Modbus的產品超過600種。
(2)Modbus可以支持多種電氣介面,如RS-232、RS-485等,還可以在各種介質上傳送,如雙絞線、光纖、無線等。
(3)Modbus的幀格式簡單、緊湊,通俗易懂。用戶使用容易,廠商開發簡單。

㈣ 乙太網的介質訪問控制協議是什麼

訪問控制協議(MAC)有很多。
但乙太網採用的是csma/cd,即載波監聽多路訪問/沖突檢測協議。
CSMA/CD協議的工作原理是:某站點想發送數據時,必須首先偵聽信道。如果信道空閑,立即發送數據並進行沖突檢測;如果信道忙,繼續偵聽信道,直到信道變為空閑後才繼續發送數據,並進行沖突檢測。如果站點在發送數據過程中檢測到沖突,它將立即停止發送數據並等待一個隨機長的時間,重復上述過程。
即:
先聽後說,邊聽邊說。
一旦沖突,立即停說。
等待時機,然後再說。

CSMA/CD即載波偵聽多路訪問/沖突檢測,是廣播型信道中採用一種隨機訪問技術的競爭型訪問方法,具有多目標地址的特點。它處於一種匯流排型區域網結構,其物理拓撲結構正逐步向星型發展。CSMA/CD採用分布式控制方法,所有結點之間不存在控制與被控制的關系。
原理:

㈤ 區域網從介質訪問控制方法的角度可分為哪兩類它們的主要特點是什麼

區域網介質訪問控制方法的角度可以分為共享式區域網和交換式區域網。
共享式乙太網最大的問題是採用CSMA/CD介質訪問控制方式,通過集線器級聯或堆疊後形成的網路仍是屬於同一個沖突域。在同一個沖突域中,任一時刻只允許一個站點發送數據,每一次的傳送都會佔用整個傳輸介質。傳輸介質是共享的,所有站點平分帶寬。
交換式乙太網是在10Base-T和100Base-TX雙絞線基礎上發展起來的一種高速網路,它的關鍵設備是交換機(Switch)。交換機是一種特殊的網橋,它的一個埠是一個沖突域。

㈥ 簡述乙太網CSMA/CD協議的工作原理

CSMA/CD的基本原理是:

每個節點都共享網路傳輸信道,在每個站要發送數據之前,都會檢測信道是否空閑,如果空閑則發送,否則就等待;在發送出信息後,則對沖突進行檢測,當發現沖突時,則取消發送。

可以藉助於生活中的一個例子來解釋:假設有這一層樓,兩旁住了幾十戶人,中間只有一條僅供一人同行的走道。我們看情況會怎麼樣:

1、當這些住戶要經過走道出來時,首先探出頭來看看走道上有沒有人(這就是載波監聽),如果沒有,就通過走道出來;

2、如果走道上有人走,那麼就一直盯著走道,直到走道上沒人時再出來(1-堅持監聽演算法);

3、如果有兩人同時看到走道上沒有人,而同時走向走道(沖突檢測),則兩個人發現時就馬上回到自己屋裡。在整個協議中最關鍵的是載波監聽、沖突檢測兩部分。

(6)介質訪問控制協議有什麼特點擴展閱讀:

CSMA/CD協議的特點:

CSMA/CD是一種爭用型的介質訪問控制協議。它起源於美國夏威夷大學開發的ALOHA網所採用的爭用型協議,並進行了改進,使之具有比ALOHA協議更高的介質利用率。主要應用於現場匯流排Ethernet中。

另一個改進是,對於每一個站而言,一旦它檢測到有沖突,它就放棄它當前的傳送任務。換句話說,如果兩個站都檢測到信道是空閑的,並且同時開始傳送數據,則它們幾乎立刻就會檢測到有沖突發生。

它們不應該再繼續傳送它們的幀,因為這樣只會產生垃圾而已;相反一旦檢測到沖突之後,它們應該立即停止傳送數據。快速地終止被損壞的幀可以節省時間和帶寬。

㈦ CSMA/CD與令牌環的介質訪問控制協議的優缺點

CSMA/CD它的工作原理是: 發送數據前 先偵聽信道是否空閑 ,若空閑 則立即發送數據.在發送數據時,邊發送邊繼續偵聽.若偵聽到沖突,則立即停止發送數據.等待一段隨機時間,再重新嘗試.
優點是:原理比較簡單,技術上易實現,網路中各工作站處於平等地位 ,不需集中控制,不提供優先順序控制。缺點是因為不能集中控制沒有優先順序,在網路負載增大時,發送時間增長,發送效率急劇下降。

㈧ 區域網最常用的介質訪問控制方式是哪兩種各有什麼特點

區域網最常用的介質訪問控制方式及特點如下: 令牌是一種特殊的幀,用於控制網路結點的發送權,只有持有令牌的結點才能發送數據。1.令牌匯流排訪問控制(Token-Bus)令牌匯流排的優點在於它的確定性、可調整性及較好的吞吐能力,適用於對數據傳輸實時性要求較高或通訊負荷較重的應用環境中,如生產過程式控制制領域。它的缺點在於它的復雜性和時間開銷較大,結點可能要等待多次無效的令牌傳送後才能獲得令牌。2.令牌環訪問控制(Token-Ring) 令牌環的主要優點在於其訪問方式具有可調整性和確定性,且每個結點具有同等的介質訪問權。同時,還提供優先權服務,具有很強的適用性。它的主要缺點是環維護復雜,實現較困難。

㈨ CSMA/CD協議的特點

1、CSMA/CD介質訪問控制方法演算法簡單,易於實現。有多種VLSI可以實現CSMA/CD方法,這對降低Ethernet成本、擴大應用范圍是非常有利的。

2、CSMA/CD是一種用戶訪問匯流排時間不確定的隨機競爭匯流排的方法,適用於辦公自動化等對數據傳輸實時性要求不嚴格的應用環境。

3、CSMA/CD在網路通信負荷較低時表現出較好的吞吐率與延遲特性。但是,當網路通信負荷增大時,由於沖突增多,網路吞吐率下降、傳輸延遲增加,因此,CSMA/CD方法一般用於通信負荷較輕的應用環境中。



(9)介質訪問控制協議有什麼特點擴展閱讀:

產生背景

CSMA協議要求站點在發送數據之前先監聽信道。如果信道空閑,站點就可以發送數據;如果信道忙,則站點不能發送數據。但是,如果兩個站點都檢測到信道是空閑的,並且同時開始傳送數據,那麼這幾乎會立即導致沖突。

另外,站點在監聽信道時,聽到信道是空閑的,但這並不意味著信道真的空閑,因為其他站點的數據此時可能正在信道上傳送,但由於傳播時延,信號還沒有到達正在監聽的站點,從而引起對信道狀態的錯誤判斷。

在早期的CSMA傳輸方式中,由於信道傳播時延的存在,即使通信雙方的站點,都沒有偵聽到載波信號,在發送數據時仍可能會發生沖突。

因為它們可能會在檢測到介質空閑時,同時發送數據,致使沖突發生。盡管CSMA可以發現沖突,但它並沒有先知的沖突檢測和阻止功能,致使沖突發生頻繁。