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建設網(wǎng)站以什么為導向濟南全網(wǎng)推廣

建設網(wǎng)站以什么為導向,濟南全網(wǎng)推廣,公眾號怎么做網(wǎng)站,s001網(wǎng)站建設設計目錄 一、網(wǎng)絡鏈路 二、廣播信道要解決問題 三、多路訪問協(xié)議 1、基本介紹 2、多路訪問協(xié)議的類型(3) 四、信道劃分協(xié)議 1、時分多路訪問 TDMA 2、頻分多路訪問 FDMA 3、碼分多路訪問 CDMA(略) 五、隨機訪問協(xié)議 1、純…

目錄

一、網(wǎng)絡鏈路

二、廣播信道要解決問題

三、多路訪問協(xié)議

1、基本介紹

2、多路訪問協(xié)議的類型(3)

四、信道劃分協(xié)議

1、時分多路訪問 TDMA

2、頻分多路訪問 FDMA

3、碼分多路訪問 CDMA(略)

五、隨機訪問協(xié)議

1、純 ALOHA

2、時隙 ALOHA

3、CSMA 載波偵聽多路訪問

4、CSMA/CD 帶沖突檢測的

六、輪流協(xié)議

1、輪詢(polling)

2、令牌傳遞(token passing)


一、網(wǎng)絡鏈路

兩種網(wǎng)絡鏈路:

  • 點對點鏈路:鏈路兩端各一個節(jié)點,一個發(fā)送和一個接收。
  • 廣播鏈路:多個發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點連接到一個共享的廣播信道。

廣播:當任何一個節(jié)點傳輸一幀時,信號在信道上廣播,其它節(jié)點都可以收到一個拷貝。

廣播常用于局域網(wǎng) LAN 中,如早期的以太網(wǎng)和無線局域網(wǎng),即以太網(wǎng)和無線局域網(wǎng)使用的是廣播鏈路層技術(shù)。本節(jié)主要學習廣播鏈路的信道共享技術(shù)。

二、廣播信道要解決問題

① 傳統(tǒng)的廣播電視:是單向的廣播,一個固定的節(jié)點向許多接收節(jié)點發(fā)送。

② 計算機網(wǎng)絡:廣播信道上的所有節(jié)點都能夠發(fā)送和接收。

  • 類似于許多人聚集在一起交談,此時空氣是廣播信道;
  • 解決 “誰在什么時候獲得說話權(quán)力” 問題,即誰有權(quán)向信道發(fā)送。

③ 多路訪問問題:如何協(xié)調(diào)多個發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點對共享廣播信道的訪問。

④ 多路訪問協(xié)議:用于解決多路訪問問題的相關(guān)技術(shù)。

三、多路訪問協(xié)議

1、基本介紹

① 目的:協(xié)調(diào)多個節(jié)點在共享廣播信道上的傳輸。

避免多個節(jié)點同時使用信道,發(fā)生沖突,從而產(chǎn)生互相干擾。

② 沖突(collide):兩個或兩個以上的節(jié)點同時傳輸幀,使接收方收不到正確的幀。

所有沖突的幀都因受損而被丟失,從而造成廣播信道時間的浪費。

③ 多路訪問協(xié)議可以用于許多不同的網(wǎng)絡環(huán)境,如有線和無線局域網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)等。

④ 理想的多址訪問協(xié)議:對于一個速率為 R bps 的廣播信道,

  1. 當一個節(jié)點有數(shù)據(jù)發(fā)送時,它能以 R bps 的速率發(fā)送;
  2. 當有 M 個節(jié)點要發(fā)送數(shù)據(jù),每個節(jié)點的平均發(fā)送速率為 R/M bps;
  3. 完全分散:不需要一個主節(jié)點來協(xié)調(diào)傳輸;不需要時鐘、時隙同步
  4. 簡單

需要時鐘、時隙同步指的是將在后面介紹的時隙 ALOHA 。ALOHA 協(xié)議和 CSMA 協(xié)議只有第一個特性,而沒有第二個特性。

2、多路訪問協(xié)議的類型(3)

?

① 信道劃分協(xié)議

  • 把信道劃分為小片,即時隙
  • 給每個節(jié)點分配專用的小片

② 隨機訪問協(xié)議

  • 不劃分信道,允許產(chǎn)生沖突
  • 但是必須能夠從沖突中恢復

③ 輪流協(xié)議

  • 通過輪流訪問信道的方式避免沖突
  • 要發(fā)送的節(jié)點越多輪流的時間越長

四、信道劃分協(xié)議

主要有TDMA、FDMA、CDMA三種。

設信道支持 N 個節(jié)點,傳輸速率是 R b/s。

1、時分多路訪問 TDMA

time division multiple access

TDMA:將時間劃分為時間幀(time frame),每個時間幀再劃分為 N 個時隙(slot),時隙的長度保證能發(fā)送一個分組,分別分配給 N 個節(jié)點。每個節(jié)點只能在固定分配的時隙中傳輸。

這里的分組就是指的鏈路層的幀!原書為了避免將其和時間幀混淆,所以改叫分組。

例:具有 6 個節(jié)點的 LAN,時隙 1、3、4? 有分組,時隙 2、5、6 空閑。

TDMA 的特點

  • 避免了沖突、公平:每個節(jié)點專用速率 R/N bps;
  • 節(jié)點速率有限:R/N bps;
  • 效率不高:節(jié)點必須等待它的傳輸時隙;
  • 資源浪費:信道可能處于空閑狀態(tài)。

2、頻分多路訪問 FDMA

frequency division multiple access

FDMA:將總信道帶寬 R bps 劃分為 N 個較小信道,即劃分為 N 個帶寬為 R/N 的頻段,分別分配給 N 個節(jié)點。

例:具有 6 個節(jié)點的 LAN,頻段 1、3、4? 有分組,頻段 2、5、6 空閑。

FDMA 特點

  • 避免了沖突、公平:每個節(jié)點專用速率 R/N bps;
  • 節(jié)點帶寬有限、效率不高:節(jié)點帶寬為 R/N bps。

3、碼分多路訪問 CDMA(略)

frequency division multiple access

  • 每個節(jié)點分配一個唯一的編碼
  • 每個節(jié)點用它唯一的編碼來對它發(fā)送的數(shù)據(jù)進行編碼
  • 允許多個節(jié)點共存,信號可疊加,即可以同時傳輸數(shù)據(jù)而無沖突

如果編碼是正交化的,則可以同時傳輸數(shù)據(jù)而無沖突。

五、隨機訪問協(xié)議

基本思想:

  • 發(fā)送節(jié)點以信道的全部速率 R bps 發(fā)送;
  • 發(fā)生沖突時,沖突中的每個節(jié)點分別等待一個隨機時間;
  • 等待一個隨機時間后再重發(fā),直到幀/分組發(fā)送成功;
  • 節(jié)點間沒有協(xié)調(diào)者。

典型隨機訪問協(xié)議:

  1. ALOHA 協(xié)議(純 ALOHA、時隙 ALOHA)
  2. 載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議 CSMA
  3. 帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議 CSMA/CD
  4. 帶沖突避免的載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議 CSMA/CA

1、純 ALOHA

又稱非時隙 ALOHA,實現(xiàn)簡單,不需要時隙同步。

基本操作:幀一旦到達,節(jié)點立即進行傳輸。

沖突處理:如果與其它幀產(chǎn)生沖突,則在該沖突幀傳完之后以概率 p 立即重傳該幀;或等待一個幀的傳輸時間,再以概率 p 傳輸該幀,或者以概率 1-p 等待另一個幀的時間。

rand(0, 1); // 規(guī)定隨機數(shù)大于p則不傳,否則則傳

以概率 p 立即重傳就是等待一個隨機時間,在計算機中實現(xiàn)就是產(chǎn)生一個隨機數(shù),若該隨機數(shù)大于某值則繼續(xù)產(chǎn)生隨機數(shù),否則立即重傳。

沖突概率

為什么這里鏈路層的幀都是一樣長?因為假設了所有幀大小相同。

2、時隙 ALOHA

做出以下假設:

  • 所有幀大小相同
  • 時間被劃分為相同大小的時隙,一個時隙等于傳送一幀的時間
  • 節(jié)點只在一個時隙的開始傳輸幀
  • 節(jié)點是同步的,每個節(jié)點都知道時隙何時開始
  • 所有節(jié)點都能在時隙結(jié)束之前檢測到?jīng)_突

時隙 ALOHA 的實現(xiàn)

當節(jié)點要發(fā)送新幀時,它需要等到下一時隙開始時才能傳送,

  • 如果沒有沖突,則節(jié)點可以在下一時隙開始時發(fā)送新幀;
  • 如果有沖突,則節(jié)點在隨后的時隙以概率 p 重傳該幀,直到成功為止。

時隙 ALOHA 的優(yōu)點

  • 單個活躍節(jié)點可以持續(xù)以滿速率傳送幀
  • 具有高分散性:只需節(jié)點的時隙同步
  • 實現(xiàn)簡單

時隙 ALOHA 的缺點

  • 因為允許沖突,所以會浪費時隙
  • 存在空閑時隙
  • 節(jié)點只有在傳輸數(shù)據(jù)包時才能檢測到?jīng)_突

?

時隙 ALOHA 的效率

  • 效率:是指當有很多節(jié)點,且每個節(jié)點有很多幀要發(fā)送時,成功時隙所占百分比。
  • 最佳情況:信道有 37% 的有效傳輸。

3、CSMA 載波偵聽多路訪問

載波偵聽:某個節(jié)點在發(fā)送之前,先監(jiān)聽信道。

  • 信道忙:該節(jié)點隨機等待/回退一段時間,然后再偵聽信道。
  • 信道空:該節(jié)點開始傳輸整個數(shù)據(jù)幀。

人類類比:在自己說話之前,先聽一下有沒有其他人正在說話,不要打斷他人說話!

CSMA 的特點:

  • 節(jié)點在發(fā)送之前進行監(jiān)聽,可以減少沖突。
  • 由于存在傳播時延,因此仍有可能出現(xiàn)沖突,從而造成信道浪費。

傳播時延:信號從一個節(jié)點傳播到另一個節(jié)點所花費的時間。該傳播時延越長,載波偵聽節(jié)點不能偵聽到網(wǎng)絡中另一個節(jié)點已經(jīng)開始傳輸?shù)臋C會就越大。

CSMA 發(fā)送沖突舉例

請忽略圖中左側(cè)文字,這是后面 CSMA/CD 的功能。

帶來問題:信道浪費。

注意:距離與傳播時延對碰撞概率的影響。

節(jié)點沒有進行沖突檢測,即使發(fā)生了沖突,節(jié)點仍繼續(xù)傳輸它們的幀。但該幀已經(jīng)被破壞,是無用的幀,因此信道傳輸時間被浪費。

4、CSMA/CD 帶沖突檢測的

具有 “載波偵聽” 和 “沖突檢測” 這兩個功能。

載波偵聽:傳送前偵聽

  • 信道忙:延遲傳送
  • 信道閑:傳送整個幀

沖突檢測:發(fā)送的過程中一旦檢測到?jīng)_突就立即停止傳輸,盡快重發(fā)。

  • 目的:縮短無效傳送時間,提高信道的利用率。

以太網(wǎng) CSMA/CD 的運行機制

① 適配器從網(wǎng)絡層得到分組,創(chuàng)建鏈路層幀。

② 適配器進行載波偵聽:

  • 信道閑,則開始傳送幀。
  • 信道忙,則等到信道閑時再傳送幀。

當信道閑時適配器開始傳送幀:

  • 若適配器在整個發(fā)送中都沒有檢測到其它傳送,則完成該幀的傳送。
  • 若適配器在發(fā)送中檢測到其它傳送,則放棄傳送并發(fā)送一個擁塞信號。

前者已經(jīng)不需要接收方回復確認信息了,因為適配器一直在偵聽,并且沒有發(fā)現(xiàn)沖突。?

適配器放棄傳送后進入 指數(shù)回退階段:

注意選擇范圍是連續(xù)的一串整數(shù),中間沒有跳過任何一個整數(shù)。

以太網(wǎng) CSMA/CD 的運行機制討論

擁塞信號:長為 48 比特,確保所有傳送者知道沖突發(fā)生。

比特時間:是指發(fā)送 1 比特所用的時間。

  • 對于 10 Mbps Ethernet 為 0.1 微秒
  • 當 K=1023 時,等待時間大約為 52 毫秒

指數(shù)回退算法

目標:適配器依據(jù)當前負載情況重傳,負載越重等待時間越長。

  • 第一次沖突: 在 {0, 1} 中選 K 值,延遲 Kx512 比特時間傳送;
  • 第二次沖突: 在 {0, 1, 2, 3} 中選 K 值,延遲 Kx512 比特時間傳送;
  • 10 次以后,在 {0, 1, 2, 3, 4, …, 1023} 中選 K 值;
  • 沖突超過 16 次,則放棄重傳!

K 值是等概率選擇的。

六、輪流協(xié)議

1、輪詢(polling)

輪詢解決了沖突和時隙空閑的問題。

?

主節(jié)點邀請從節(jié)點依次傳送:

由主節(jié)點通知從節(jié)點?“它可以傳輸” ,并且規(guī)定了每個從節(jié)點每次能發(fā)送的時間。

主節(jié)點采用輪詢的方式,依次給各個從節(jié)點分配時間,保證了一個節(jié)點開始發(fā)送后不會再有其它節(jié)點開始發(fā)送。該從節(jié)點發(fā)送完畢后將會通知主節(jié)點,主節(jié)點再去輪詢,去給下一個需要發(fā)送的從節(jié)點分配時間。

輪詢 1:你要發(fā)嗎?我要發(fā)。那好你發(fā)吧,但只能發(fā) xx 時間哦,發(fā)完了告訴我。我發(fā)完了。

輪詢 2:你要發(fā)嗎?我暫時不發(fā)。

輪詢 3:你要發(fā)嗎?我要發(fā)。那好你發(fā)吧,但只能發(fā) xx 時間哦,發(fā)完了告訴我。我發(fā)完了。

輪詢的問題:

  • 輪詢的開銷:通知一個節(jié)點 “它可以傳輸” 所需的時間
  • 單點故障:一旦主節(jié)點寄了,其它從節(jié)點都因為沒有通知而沒辦法發(fā)

2、令牌傳遞(token passing)

控制令牌按順序從一個節(jié)點傳遞到下一個節(jié)點,并且規(guī)定只能持有令牌 xx 時間。令牌和幀都采用同方向且單方向傳輸,因為如果數(shù)據(jù)采用雙向傳輸,那么它自己都會和自己產(chǎn)生沖突。

PC1 發(fā)送完畢將令牌傳遞給 PC2,PC2 因為不需要發(fā)送,所以直接把令牌傳遞給 PC3,PC3 拿到令牌后開始發(fā)送幀。

令牌傳遞的問題:

  • 令牌開銷:令牌就是數(shù)據(jù)
  • 單點失效(token):令牌出錯則視為丟失,誰都發(fā)不了

假設令牌持有時間為 2 秒,則上圖 PC 最多等待 6 秒。若等待時間大于 6 秒,則發(fā)現(xiàn)令牌丟失,從而 PC 們會爭相產(chǎn)生新的令牌。

http://www.risenshineclean.com/news/54599.html

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