多路訪問協議

① 多路訪問協議的分類

信道劃分協議，一般分為：時分多路復用（TDM）和頻分多路復用（FDM）。TDM將時間劃分為時間幀，並進一步劃分每個時間幀為N個時隙。TDM消除了碰撞，而且非常公平（R/Nbps的速率）。但是它有兩個缺陷：節點被限制於R/Nbps的平均速率。節點必須等待它在傳輸序列中的輪次。FDM將Rbps信道劃分為不同的頻段（每個頻段具有R/N帶寬），並把每個頻率分配給N個節點中的一個。不過它跟TDM的優缺點一樣。第三種信道劃分協議是碼分多址（CDMA），在講無線網路時再介紹。
在隨機接入協議中，一個傳輸節點總是以信道的全部速率（即Rbps）進行發送。當有碰撞時，涉及碰撞的每個節點反復地重發它的幀，直到該幀無碰撞地通過為止。但是當一個節點經受一次碰撞時，它不必立刻重發該幀。相反，它在重發該幀之前等待一個隨機時延。這里介紹最常用隨機接入協議，即ALOHA協議和載波偵聽多路訪問（CSMA）協議。
關於CSMA，如果比喻成與人談話，有禮貌的人談話有兩個重要規則：
第一：說話之前先聽。
第二：如果與他人同時開始說話，停止說話。
輪流協議，關於多路訪問協議有兩個理想特性：第一是當只有一個節點是活躍的，該活躍節點具有Rbps的吞吐量；第二當M個節點是活躍的，每個活躍節點的吞吐量接近R/Mbps。ALOHA和CSMA協議具有第一特性，但不具有第二個特性。這里討論比較重要的兩種協議。第一種是輪詢協議，要求這些節點之一要被指定為主節點。主節點以循環的方式輪詢每個節點。輪詢協議消除了困擾隨機接入協議的碰撞和空時隙，使得輪詢取得高得多的效率。但也有缺點，第一個缺點是該協議引入輪詢時延，即通知一個節點它可以傳輸所需的時間。第二個缺點就是主節點有故障，整個信道將變得不可操作。第二輪流協議是令牌傳遞協議，在這個協議中沒有主節點。一個小的稱為令牌的特殊目的幀在節點之間以某種固定的次序進行交換。

② 關於多路訪問技術

ALOHA:
一種數據傳輸方法。採用這種傳輸方法，只要設備想要傳輸時就能傳輸。如果該設備從數據接收設備處獲得確認，那麼它將繼續發送數據。 如果該設備沒有從數據接收設備獲得確認（在與其他想要同時發送數據的設備發生沖突的情況下），那麼它將重發所有數據。 ALOHA方法的名字來自一個正在消失的衛星。這個衛星已經捐贈給了太平洋上的大學研究者。南海各島嶼尤其是夏威夷的衛星使用ALOHA方法來傳輸數據。ALOHA「方法」（稱為「任意傳輸」）的發明是由於用戶缺少資金來開發更為復雜的數據傳輸協議，並且這些用戶擁有空閑的衛星，通常有足夠多的帶寬來發送數據。參見Alohanet。

CSMA/CD
CSMA（Carrier Sense Multiple Access）被稱為載波偵聽多路訪問方法。基
本思想：任何站點要向公共介質發送信息時，首先要偵聽介質上是否有其他站點正
在傳送信息，如果通信介質上無載波，即沒有被佔用，則可以利用通信介質進行傳
送；如果已監聽到介質上有載波，即有其它站點正在傳送信息，則必須等待介質平
靜之後才能進行傳送的處理，這樣就會使信道上的沖突大大減少。按偵聽介質的規
則可以分為非堅持CSMA、以概率1—堅持CSMA、概率P—堅持CSMA。
在CSMA的基礎上可作進一步的改進，就是當站點開始發送之後，仍需繼續偵聽信道
一段時間，當檢測到沖突就馬上迅速取消沖突幀的傳送。該協議被稱為帶沖突檢測
的載波偵聽多路訪問協議（CSMA/CD）。工作過程：（1）偵聽，若空閑，發送。（
2）忙則偵聽到空閑立即發送。（3）檢測到沖突，立即停止，發送阻塞信號。（4
）隨機等待，重新嘗試發送。

TOKENRING
中文：令牌環網
令牌環網是一種以環形網路拓撲結構為基礎發展起來的區域網，如圖1-12所示。雖然它在物理組成上也可以是星型結構連接，但在邏輯上仍然以環的方式進行工作。其通信傳輸介質可以是無屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線和光纖等。
令牌環網的媒體接入控制機制採用的是分布式控制模式的循環方法。在令牌環網中有一個令牌(Token)沿著環形匯流排在入網節點計算機間依次傳遞，令牌實際上是一個特殊格式的幀，本身並不包含信息，僅控制信道的使用，確保在同一時刻只有一個節點能夠獨占信道。當環上節點都空閑時，令牌繞環行進。節點計算機只有取得令牌後才能發送數據幀，因此不會發生碰撞。由於令牌在網環上是按順序依次傳遞的，因此對所有入網計算機而言，訪問權是公平的。
令牌在工作中有「閑」和「忙」兩種狀態。「閑」表示令牌沒有被佔用，即網中沒有計算機在傳送信息；「忙」表示令牌已被佔用，即網中有信息正在傳送。希望傳送數據的計算機必須首先檢測到「閑」令牌，將它置為「忙」的狀態，然後在該令牌後面傳送數據。當所傳數據被目的節點計算機接收後，數據被從網中除去，令牌被重新置為「閑」。令牌環網的缺點是需要維護令牌，一旦失去令牌就無法工作，需要選擇專門的節點監視和管理令牌。

TOKEN BUS
中文：令牌匯流排
1、 在匯流排的基礎上，通過在網路結點之間有序地傳遞令牌（一組特定的比特模式）來分配各結點對共享型匯流排的訪問權利，形成閉合的邏輯環路。
2、 完全採用半雙工的操作方式，只有獲得令牌的結點才能發送信息，其它結點只能接收信息，或者被動地發送信息（在擁有令牌的結點要求下，發送信息）。
3、 為了保證邏輯閉合環路的形成，每個結點都動態地維護著一個連接表，該表記錄著本結點在環路中的前繼、後繼和本結點的地址，每個結點根據後繼地址確定下一佔有令牌的結點。