多路访问协议

① 多路访问协议的分类

信道划分协议，一般分为：时分多路复用（TDM）和频分多路复用（FDM）。TDM将时间划分为时间帧，并进一步划分每个时间帧为N个时隙。TDM消除了碰撞，而且非常公平（R/Nbps的速率）。但是它有两个缺陷：节点被限制于R/Nbps的平均速率。节点必须等待它在传输序列中的轮次。FDM将Rbps信道划分为不同的频段（每个频段具有R/N带宽），并把每个频率分配给N个节点中的一个。不过它跟TDM的优缺点一样。第三种信道划分协议是码分多址（CDMA），在讲无线网络时再介绍。
在随机接入协议中，一个传输节点总是以信道的全部速率（即Rbps）进行发送。当有碰撞时，涉及碰撞的每个节点反复地重发它的帧，直到该帧无碰撞地通过为止。但是当一个节点经受一次碰撞时，它不必立刻重发该帧。相反，它在重发该帧之前等待一个随机时延。这里介绍最常用随机接入协议，即ALOHA协议和载波侦听多路访问（CSMA）协议。
关于CSMA，如果比喻成与人谈话，有礼貌的人谈话有两个重要规则：
第一：说话之前先听。
第二：如果与他人同时开始说话，停止说话。
轮流协议，关于多路访问协议有两个理想特性：第一是当只有一个节点是活跃的，该活跃节点具有Rbps的吞吐量；第二当M个节点是活跃的，每个活跃节点的吞吐量接近R/Mbps。ALOHA和CSMA协议具有第一特性，但不具有第二个特性。这里讨论比较重要的两种协议。第一种是轮询协议，要求这些节点之一要被指定为主节点。主节点以循环的方式轮询每个节点。轮询协议消除了困扰随机接入协议的碰撞和空时隙，使得轮询取得高得多的效率。但也有缺点，第一个缺点是该协议引入轮询时延，即通知一个节点它可以传输所需的时间。第二个缺点就是主节点有故障，整个信道将变得不可操作。第二轮流协议是令牌传递协议，在这个协议中没有主节点。一个小的称为令牌的特殊目的帧在节点之间以某种固定的次序进行交换。

② 关于多路访问技术

ALOHA:
一种数据传输方法。采用这种传输方法，只要设备想要传输时就能传输。如果该设备从数据接收设备处获得确认，那么它将继续发送数据。 如果该设备没有从数据接收设备获得确认（在与其他想要同时发送数据的设备发生冲突的情况下），那么它将重发所有数据。 ALOHA方法的名字来自一个正在消失的卫星。这个卫星已经捐赠给了太平洋上的大学研究者。南海各岛屿尤其是夏威夷的卫星使用ALOHA方法来传输数据。ALOHA“方法”（称为“任意传输”）的发明是由于用户缺少资金来开发更为复杂的数据传输协议，并且这些用户拥有空闲的卫星，通常有足够多的带宽来发送数据。参见Alohanet。

CSMA/CD
CSMA（Carrier Sense Multiple Access）被称为载波侦听多路访问方法。基
本思想：任何站点要向公共介质发送信息时，首先要侦听介质上是否有其他站点正
在传送信息，如果通信介质上无载波，即没有被占用，则可以利用通信介质进行传
送；如果已监听到介质上有载波，即有其它站点正在传送信息，则必须等待介质平
静之后才能进行传送的处理，这样就会使信道上的冲突大大减少。按侦听介质的规
则可以分为非坚持CSMA、以概率1—坚持CSMA、概率P—坚持CSMA。
在CSMA的基础上可作进一步的改进，就是当站点开始发送之后，仍需继续侦听信道
一段时间，当检测到冲突就马上迅速取消冲突帧的传送。该协议被称为带冲突检测
的载波侦听多路访问协议（CSMA/CD）。工作过程：（1）侦听，若空闲，发送。（
2）忙则侦听到空闲立即发送。（3）检测到冲突，立即停止，发送阻塞信号。（4
）随机等待，重新尝试发送。

TOKENRING
中文：令牌环网
令牌环网是一种以环形网络拓扑结构为基础发展起来的局域网，如图1-12所示。虽然它在物理组成上也可以是星型结构连接，但在逻辑上仍然以环的方式进行工作。其通信传输介质可以是无屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等。
令牌环网的媒体接入控制机制采用的是分布式控制模式的循环方法。在令牌环网中有一个令牌(Token)沿着环形总线在入网节点计算机间依次传递，令牌实际上是一个特殊格式的帧，本身并不包含信息，仅控制信道的使用，确保在同一时刻只有一个节点能够独占信道。当环上节点都空闲时，令牌绕环行进。节点计算机只有取得令牌后才能发送数据帧，因此不会发生碰撞。由于令牌在网环上是按顺序依次传递的，因此对所有入网计算机而言，访问权是公平的。
令牌在工作中有“闲”和“忙”两种状态。“闲”表示令牌没有被占用，即网中没有计算机在传送信息；“忙”表示令牌已被占用，即网中有信息正在传送。希望传送数据的计算机必须首先检测到“闲”令牌，将它置为“忙”的状态，然后在该令牌后面传送数据。当所传数据被目的节点计算机接收后，数据被从网中除去，令牌被重新置为“闲”。令牌环网的缺点是需要维护令牌，一旦失去令牌就无法工作，需要选择专门的节点监视和管理令牌。

TOKEN BUS
中文：令牌总线
1、 在总线的基础上，通过在网络结点之间有序地传递令牌（一组特定的比特模式）来分配各结点对共享型总线的访问权利，形成闭合的逻辑环路。
2、 完全采用半双工的操作方式，只有获得令牌的结点才能发送信息，其它结点只能接收信息，或者被动地发送信息（在拥有令牌的结点要求下，发送信息）。
3、 为了保证逻辑闭合环路的形成，每个结点都动态地维护着一个连接表，该表记录着本结点在环路中的前继、后继和本结点的地址，每个结点根据后继地址确定下一占有令牌的结点。