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介质访问控制协议有什么特点

发布时间: 2023-02-10 16:09:07

㈠ 介质访问控制的简介

局域网的数据链路层分为逻辑链路层LLC和介质访问控制MAC两个子层。
逻辑链路控制(Logical Link Control或简称LLC)是局域网中数据链路层的上层部分,IEEE 802.2中定义了逻辑链路控制协议。用户的数据链路服务通过LLC子层为网络层提供统一的接口。在LLC子层下面是MAC子层。
MAC(medium access control)属于LLC(Logical Link Control)下的一个子层。局域网中目前广泛采用的两种介质访问控制方法,分别是:
1 争用型介质访问控制,又称随机型的介质访问控制协议,如CSMA/CD方式。
2 确定型介质访问控制,又称有序的访问控制协议,如Token(令牌)方式
CSMA/CD工作原理
在CSMA中,由于信道传播时延的存在,即使通信双方的站点都没有侦听到载波信号,在发送数据时仍可能会发生冲突,因为他们可能会在检测到介质空闲时同时发送数据,致使冲突发生。尽管CSMA可以发现冲突,但它并没有先知的冲突检测和阻止功能,致使冲突发生频繁。
一种CSMA的改进方案是使发送站点在传输过程中仍继续侦听介质,以检测是否存在冲突。如果两个站点都在某一时间检测到信道是空闲的,并且同时开始传送数据,则它们几乎立刻就会检测到有冲突发生。如果发生冲突,信道上可以检测到超过发送站点本身发送的载波信号幅度的电磁波,由此判断出冲突的存在。一旦检测到冲突,发送站点就立即停止发送,并向总线上发一串阻塞信号,用以通知总线上通信的对方站点,快速地终止被破坏的帧,可以节省时间和带宽。这种方案就是本节要介绍的CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,载波侦听多路访问/冲突检测协议),已广泛应用于局域网中。
所谓载波侦听(Carrier Sense),意思是网络上各个工作站在发送数据前都要确认总线上有没有数据传输。若有数据传输(称总线为忙),则不发送数据;若无数据传输(称总线为空),立即发送准备好的数据。
所谓多路访问(Multiple Access),意思是网络上所有工作站收发数据共同使用同一条总线,且发送数据是广播式的。
所谓冲突(Collision),意思是若网上有两个或两个以上工作站同时发送数据,在总线上就会产生信号的混合,这样哪个工作站都辨别不出真正的数据是什么。这种情况称为数据冲突,又称为碰撞。
为了减少冲突发生后的影响,工作站在发送数据过程中还要不停地检测自己发送的数据,看有没有在传输过程中与其他工作站的数据发生冲突,这就是冲突检测(Collision Detected)。
1.CSMA/CD冲突检测原理
CSMA/CD是标准以太网、快速以太网和千兆以太网中统一采用的介质争用处理协议(但在万兆以太网中,由于采用的是全双工通信,所以不再采用这一协议)。之所以称之为载波侦听(载波就是承载信号的电磁波),而不是称之为介质侦听,那是因为如果介质上正在有载波存在,则证明介质处于忙的状态(因为信号或者数据不是直接传输的,而是通过电磁载波进行的);如果没有载波存在,则介质是空闲状态。也就是通过载波的检测,可以得知介质的状态,而不能直接来侦听介质本身得出其空闲状态。
【说明】其实这里侦听的应该是信道,而不是介质本身,因为在一条传输介质中,可能包含有多条信道,用于不同的传输链路。
前面说了,CSMA/CD相对CSMA来说的进步就是具有冲突检测功能,随之问题就来了,CSMA/CD是如何检测冲突呢?
CSMA/CD的工作原理可以用以下几句话来概括:
先听后说,边听边说。
一旦冲突,立即停说。
等待时机,然后再说。
这里的听即监听、检测之意;说即发送数据之意。具体的检测原理描述如下:
(1)当一个站点想要发送数据的时候,它检测网络查看是否有其他站点正在传输,即侦听信道是否空闲。
(2)如果信道忙,则等待,直到信道空闲;如果信道空闲,站点就准备好要发送的数据。
(3)在发送数据的同时,站点继续侦听网络,确信没有其他站点在同时传输数据才继续传输数据。因为有可能两个或多个站点都同时检测到网络空闲然后几乎在同一时刻开始传输数据。如果两个或多个站点同时发送数据,就会产生冲突。若无冲突则继续发送,直到发完全部数据。
(4)若有冲突,则立即停止发送数据,但是要发送一个加强冲突的JAM(阻塞)信号,以便使网络上所有工作站都知道网上发生了冲突,然后,等待一个预定的随机时间,且在总线为空闲时,再重新发送未发完的数据。
CSMA/CD控制方式的优点是:原理比较简单,技术上易实现,网络中各工作站处于平等地位,不需集中控制,不提供优先级控制。但在网络负载增大时,发送时间增长,发送效率急剧下降
令牌访问控制工作原理
令牌访问控制方法可分为令牌环访问控制和令牌总线访问控制两类。目前已较少采用令牌总线访问控制。
下面介绍令牌环访问控制原理。

㈡ can总线协议定义的介质访问控制方式有什么特点

介质访问控制方式,也就是信道访问控制方法,可以简单的把它理解为如何控制网络节点何时发送数据、如何传输数据以及怎样在介质上接收数据。常用的介质访问控制方式有时分多路复用(TDM)、带冲突检测的载波监听多路访问介质控制(CSMA/CD)和令牌环(Token Ring)。

㈢ profibus-dp采取什么样的介质访问控制方式,有什么特点

profibus-DP和modbus是两种不同的通信协议。

【PROFIBUS】
PROFIBUS,是一种国际化.开放式.不依赖于设备生产商的现场总线标准。PROFIBUS传送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时,所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络,从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。

★特点
Profibus作为业界应用最广泛的现场总线技术,除具有一般总线的优点外还有自身的特点,具体表现如下:
(1)最大传输信息长度为255B,最大数据长度为244B,典型长度为120B。
(2)网络拓扑为线型、树型或总线型,两端带有有源的总线终端电阻。
(3)传输速率取决于网络拓扑和总线长度,从9.6Kb/s到12Mb/s不等。
(4)站点数取决于信号特性,如对屏蔽双绞线,每段为32个站点(无转发器),最多127个站点带转发器。
(5)传输介质为屏蔽/非屏蔽双绞线或光纤。
(6)当用双绞线时,传输距离最长可达9.6km,用光纤时,最大传输长度为90km。
(7)传输技术为DP和FMS的RS-485传输、PA的IEC1158-2传输和光纤传输。
(8)采用单一的总线方位协议,包括主站之间的令牌传递与从站之间的主从方式。
(9)数据传输服务包括循环和非循环两类。


【Modbus】
Modbus是由Modicon(现为施耐德电气公司的一个品牌)在1979年发明的,是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。
ModBus网络是一个工业通信系统,由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。
ModBus网络只有一个主机,所有通信都由他发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器,但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。采用这个系统,各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。

★特点
Modbus具有以下几个特点:
(1)标准、开放,用户可以免费、放心地使用Modbus协议,不需要交纳许可证费,也不会侵犯知识产权。目前,支持Modbus的厂家超过400家,支持Modbus的产品超过600种。
(2)Modbus可以支持多种电气接口,如RS-232、RS-485等,还可以在各种介质上传送,如双绞线、光纤、无线等。
(3)Modbus的帧格式简单、紧凑,通俗易懂。用户使用容易,厂商开发简单。

㈣ 以太网的介质访问控制协议是什么

访问控制协议(MAC)有很多。
但以太网采用的是csma/cd,即载波监听多路访问/冲突检测协议。
CSMA/CD协议的工作原理是:某站点想发送数据时,必须首先侦听信道。如果信道空闲,立即发送数据并进行冲突检测;如果信道忙,继续侦听信道,直到信道变为空闲后才继续发送数据,并进行冲突检测。如果站点在发送数据过程中检测到冲突,它将立即停止发送数据并等待一个随机长的时间,重复上述过程。
即:
先听后说,边听边说。
一旦冲突,立即停说。
等待时机,然后再说。

CSMA/CD即载波侦听多路访问/冲突检测,是广播型信道中采用一种随机访问技术的竞争型访问方法,具有多目标地址的特点。它处于一种总线型局域网结构,其物理拓扑结构正逐步向星型发展。CSMA/CD采用分布式控制方法,所有结点之间不存在控制与被控制的关系。
原理:

㈤ 局域网从介质访问控制方法的角度可分为哪两类它们的主要特点是什么

局域网介质访问控制方法的角度可以分为共享式局域网和交换式局域网。
共享式以太网最大的问题是采用CSMA/CD介质访问控制方式,通过集线器级联或堆叠后形成的网络仍是属于同一个冲突域。在同一个冲突域中,任一时刻只允许一个站点发送数据,每一次的传送都会占用整个传输介质。传输介质是共享的,所有站点平分带宽。
交换式以太网是在10Base-T和100Base-TX双绞线基础上发展起来的一种高速网络,它的关键设备是交换机(Switch)。交换机是一种特殊的网桥,它的一个端口是一个冲突域。

㈥ 简述以太网CSMA/CD协议的工作原理

CSMA/CD的基本原理是:

每个节点都共享网络传输信道,在每个站要发送数据之前,都会检测信道是否空闲,如果空闲则发送,否则就等待;在发送出信息后,则对冲突进行检测,当发现冲突时,则取消发送。

可以借助于生活中的一个例子来解释:假设有这一层楼,两旁住了几十户人,中间只有一条仅供一人同行的走道。我们看情况会怎么样:

1、当这些住户要经过走道出来时,首先探出头来看看走道上有没有人(这就是载波监听),如果没有,就通过走道出来;

2、如果走道上有人走,那么就一直盯着走道,直到走道上没人时再出来(1-坚持监听算法);

3、如果有两人同时看到走道上没有人,而同时走向走道(冲突检测),则两个人发现时就马上回到自己屋里。在整个协议中最关键的是载波监听、冲突检测两部分。

(6)介质访问控制协议有什么特点扩展阅读:

CSMA/CD协议的特点:

CSMA/CD是一种争用型的介质访问控制协议。它起源于美国夏威夷大学开发的ALOHA网所采用的争用型协议,并进行了改进,使之具有比ALOHA协议更高的介质利用率。主要应用于现场总线Ethernet中。

另一个改进是,对于每一个站而言,一旦它检测到有冲突,它就放弃它当前的传送任务。换句话说,如果两个站都检测到信道是空闲的,并且同时开始传送数据,则它们几乎立刻就会检测到有冲突发生。

它们不应该再继续传送它们的帧,因为这样只会产生垃圾而已;相反一旦检测到冲突之后,它们应该立即停止传送数据。快速地终止被损坏的帧可以节省时间和带宽。

㈦ CSMA/CD与令牌环的介质访问控制协议的优缺点

CSMA/CD它的工作原理是: 发送数据前 先侦听信道是否空闲 ,若空闲 则立即发送数据.在发送数据时,边发送边继续侦听.若侦听到冲突,则立即停止发送数据.等待一段随机时间,再重新尝试.
优点是:原理比较简单,技术上易实现,网络中各工作站处于平等地位 ,不需集中控制,不提供优先级控制。缺点是因为不能集中控制没有优先级,在网络负载增大时,发送时间增长,发送效率急剧下降。

㈧ 局域网最常用的介质访问控制方式是哪两种各有什么特点

局域网最常用的介质访问控制方式及特点如下: 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。1.令牌总线访问控制(Token-Bus)令牌总线的优点在于它的确定性、可调整性及较好的吞吐能力,适用于对数据传输实时性要求较高或通讯负荷较重的应用环境中,如生产过程控制领域。它的缺点在于它的复杂性和时间开销较大,结点可能要等待多次无效的令牌传送后才能获得令牌。2.令牌环访问控制(Token-Ring) 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。

㈨ CSMA/CD协议的特点

1、CSMA/CD介质访问控制方法算法简单,易于实现。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。

2、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。

3、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。



(9)介质访问控制协议有什么特点扩展阅读:

产生背景

CSMA协议要求站点在发送数据之前先监听信道。如果信道空闲,站点就可以发送数据;如果信道忙,则站点不能发送数据。但是,如果两个站点都检测到信道是空闲的,并且同时开始传送数据,那么这几乎会立即导致冲突。

另外,站点在监听信道时,听到信道是空闲的,但这并不意味着信道真的空闲,因为其他站点的数据此时可能正在信道上传送,但由于传播时延,信号还没有到达正在监听的站点,从而引起对信道状态的错误判断。

在早期的CSMA传输方式中,由于信道传播时延的存在,即使通信双方的站点,都没有侦听到载波信号,在发送数据时仍可能会发生冲突。

因为它们可能会在检测到介质空闲时,同时发送数据,致使冲突发生。尽管CSMA可以发现冲突,但它并没有先知的冲突检测和阻止功能,致使冲突发生频繁。