《介质访问控制技术》课件

介质访问控制技术介质访问控制MAC是网络中至关重要的技术，它控制着多个设备共享同一物理介质的方式MAC协议确保数据包在网络中有效地传输，并避免冲突和数据丢失WD导言介质访问控制技术的重要性技术发展历程在现代计算机网络中，多个设备共享同一个通信介质，介质访问介质访问控制技术随着网络的发展不断演进，从早期的简单机制控制技术至关重要它可以有效地协调各个设备对网络资源的访到现代的复杂协议，不断满足着日益增长的网络需求问，确保数据传输的可靠性和效率介质访问控制技术简介在共享网络中，多个设备需要访问同一介质，比如一根电缆或无线信道介质访问控制（MAC）技术用于协调这些设备之间的访问，以避免冲突和数据丢失什么是介质访问控制

1.1共享资源冲突避免公平访问多个设备共享同一个物理介质,例如共享以当多个设备同时尝试访问介质时,需要机制确保所有设备都能公平地使用共享介质,防太网线或无线网络防止数据传输冲突止单个设备独占资源介质访问控制的目的和作用

1.2有序共享提高效率介质访问控制技术主要目的是实现网络中多个设备对共享信道它可以有效地协调不同设备的发送时间，最大限度地利用信道的有序访问，避免冲突和数据碰撞带宽，提高网络整体效率和数据传输速率公平分配数据安全保证每个设备都能获得公平的访问机会，避免某些设备占用过一些介质访问控制技术可以提供一定的安全保障，例如控制访多资源而其他设备无法正常使用网络问权限、防止非法访问等常见的介质访问控制技术介质访问控制技术是计算机网络中至关重要的组成部分它负责管理多个设备共享同一网络介质的访问，以确保数据传输的有效性和可靠性技术

2.1CSMA/CD载波侦听多路访问冲突检测/CSMA/CD是一种常用的介质访问控制技术，它允许多个设备共享同一个物理信道共享介质CSMA/CD技术适用于以太网等共享介质网络冲突检测CSMA/CD技术使用冲突检测机制来解决多个设备同时传输数据可能导致冲突的问题技术

2.2CSMA/CA载波侦听多路访问冲竞争机制

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22.突避免在无线网络中，设备会竞争使CSMA/CA是适用于无线网络的用无线介质，通过预留时间段介质访问控制技术，通过载波和随机退避算法来避免冲突侦听和冲突避免机制，减少网络中数据包的冲突广播特性应用场景

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44.无线网络的广播特性要求设备CSMA/CA适用于无线局域网、在发送数据前进行载波侦听，移动通信网络等场景避免与其他设备同时发送数据令牌环技术

2.3令牌循环令牌环网络中，每个节点都可以访问网络，但只有持有令牌的节点才能发送数据令牌传递当一个节点发送完数据后，它会将令牌传递给下一个节点环形拓扑令牌环网络采用环形拓扑结构，每个节点都连接到网络上的下一个节点频分多址技术

2.4频分多址原理应用领域优缺点分析频分多址技术将通信信道划分为多个频分多址技术广泛应用于无线通信领频分多址技术的优点是传输效率高、频率子信道，每个子信道分配给一个域，比如蜂窝移动通信系统，以及卫抗干扰能力强；缺点是频谱利用率较用户，用户在分配的频率子信道上进星通信、无线局域网等低，系统设计复杂行通信它能够有效地隔离来自不同用户的信号，避免互相干扰技术

3.CSMA/CDCSMA/CD技术是一种常见的介质访问控制技术，适用于以太网等局域网环境基本工作原理

3.1CSMA/CD载波侦听1发送数据前检测信道是否空闲冲突检测2传输过程中持续监听信道，发现冲突就停止传输冲突发生3随机延迟后再次尝试传输数据传输4成功传输数据CSMA/CD是一种随机访问介质访问控制方案，在共享的网络介质上进行数据传输该协议通过载波侦听和冲突检测机制来解决多个节点争用网络资源的冲突问题的优缺点

3.2CSMA/CD优点缺点实现简单，成本低廉效率较低，容易发生冲突易于实现，不需要额外的硬件或软件网络负载较高时，效率会大幅下降适用于局域网等相对简单的网络环境不适用于高带宽、高延迟的网络环境的应用场景

3.3CSMA/CD局域网无线局域网CSMA/CD技术常用于局域网中，在无线局域网中，CSMA/CD技术例如以太网它允许多台设备共也用于解决冲突，但需要额外的享同一网络介质，同时避免冲机制来处理无线环境的特殊情突况工业控制嵌入式系统在工业控制系统中，CSMA/CD技在嵌入式系统中，CSMA/CD技术术可用于实现实时通信，以确保可以用于构建小型网络，例如传设备之间的高效数据传输感器网络，实现设备之间的协作和数据交换技术

4.CSMA/CACSMA/CA是一种常用的无线网络介质访问控制技术，它广泛应用于Wi-Fi等无线网络在CSMA/CA中，节点在发送数据前会检测信道是否空闲如果信道空闲，节点即可发送数据；如果信道繁忙，节点会等待一段时间后再次尝试发送与CSMA/CD不同，CSMA/CA没有碰撞检测机制，而是通过其他机制来避免碰撞基本工作原理

4.1CSMA/CA载波侦听1节点在发送数据前，会先侦听信道，查看信道是否空闲冲突避免2若信道忙，则节点会随机等待一段时间后再尝试发送数据，避免多个节点同时发送数据导致冲突确认机制3节点发送数据后，接收节点会发送确认信息，确认数据已成功接收，避免数据丢失退避机制4若数据发送失败，节点会根据一定的算法增加等待时间，再次尝试发送数据CSMA/CA技术主要应用于无线网络，与CSMA/CD相比，其主要特点是避免冲突，确保数据传输的可靠性的优缺点

4.2CSMA/CA优点缺点CSMA/CA技术适用于无线网络环境，避免了冲突，提高了网络效CSMA/CA技术需要等待时间，可能会导致延迟，性能不如有线网率络的应用场景

4.3CSMA/CA无线网络移动设备蓝牙设备CSMA/CA广泛用于无线局域网WLAN，如移动设备使用CSMA/CA技术，在蜂窝网络中蓝牙设备利用CSMA/CA技术，在短距离无线Wi-Fi网络，确保无线设备之间共享信道，实现高效的数据传输，提高通信效率通信中实现可靠的数据传输，保证通信的稳避免冲突定性令牌环技术

5.令牌环技术是一种局域网介质访问控制方法它通过在网络中传递一个电子令牌来控制节点对网络的访问权当一个节点想要发送数据时，它必须先获得令牌，然后才能发送数据令牌环技术能够有效地防止网络冲突，并提供较高的网络带宽令牌环的基本原理

5.1令牌传递1令牌环网络中，一个特殊的帧称为令牌，在网络中循环传递数据传输2当一个节点需要发送数据时，它必须先捕获令牌，将数据封装在帧中，并将帧发送到目标节点令牌回收3数据传输完成后，节点将令牌释放回网络，供其他节点使用令牌环的优缺点

5.2优点缺点令牌环网络能够保证数据传输的可靠性，并且具有很高的传输效令牌环网络的组网成本较高，并且维护难度也相对较大率令牌环网络的传输速度受限于环形的拓扑结构，在高负载的情况由于令牌环网络中数据传输是顺序进行的，因此不会出现数据冲下性能可能会下降突，从而提高了网络的稳定性令牌环的应用场景

5.3工业自动化银行金融工厂车间中对数据传输可靠性要银行系统需要高可靠性，令牌环求较高，令牌环可以保证数据传可以保证数据传输安全可靠输不丢失航空航天航天领域对数据传输实时性要求较高，令牌环可以实现高性能数据传输频分多址技术

6.频分多址（FDMA）技术是一种在无线通信中常用的介质访问控制方法FDMA将可用的频谱划分为多个子频段，每个用户独占一个子频段，实现不同用户之间的隔离，避免相互干扰频分多址的基本原理

6.1频谱划分将整个频谱分成多个子频段，每个用户独占一个子频段进行通信独立通信每个用户在自己的子频段上进行数据传输，互不干扰固定分配每个用户分配到的子频段是固定的，即使没有数据传输，也要占用频谱资源简单易行FDMA技术实现简单，易于理解和部署频分多址的优缺点

6.2优点缺点•简单易于实现•频谱利用率低•抗干扰能力强•难以灵活分配频谱资源•频谱利用率高•设备成本高频分多址的应用场景

6.3移动通信无线网络

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22.频分多址技术在移动通信中应用广泛，例如GSM和CDMA无线局域网WLAN和无线广域网WWAN也采用频分多址网络，为多个用户提供同时通信的能力技术，以便在有限的无线频谱上共享带宽卫星通信数据广播

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44.卫星通信系统通常使用频分多址技术，以便在同一卫星上为数字广播系统，如数字电视和广播电台，也采用频分多址技多个用户提供通信服务术，将不同的节目分配到不同的频段总结与展望介质访问控制技术是网络通信的关键技术之一未来，随着网络技术的发展，新的介质访问控制技术将会不断涌现。