局域网的媒体访问讲解
自考局域网考核知识点之局域网的媒体访问控制方法
4.1.4 局域的媒体访问控制⽅法环形或总线拓扑中,由于只有⼀条物理传输通道连接所有的设备,因此,连到络上的所有设备必须遵循⼀定的规则,才能确保传输媒体的正常访问和使⽤。
常⽤的媒体访问控制⽅法有:具有冲突检测的载波监昕多路访问CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/CollSion Detection )、控制令牌(Control Token)及时槽环(Slotted Ring)三种技术。
1.具有冲突检测的载波监昕多路访问CSMA/CD具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD采⽤随机访问和竞争技术,这种技术只.⽤于总线拓扑结构络。
CSMA/CD结构将所有的设备都直接连到同⼀条物理信道上,该信道负责任何两个设备之间的全部数据传送,因此称信道是以"多路访问"⽅式进⾏操作的。
站点以帧的形式发送数据,帧的头部含有⽬的地和源点的地址。
帧在信道上以⼴播⽅式传川输,所有连接在信道上的设备随时都能检测到该帧。
当⽬的地站点检测到⽬的地址为本端地址的帧时,就接收帧中所携带的数据,并按规定的链路协议给源站点返回⼀个响应。
采⽤这种操作⽅法时,在信道上可能有两个或更多的设备在同⼀瞬间都发送帧,从⽽在信道上造成帧的重叠⽽出现差错,这种现象称为冲突。
为减少这种冲突,源站点在发送帧之前,⾸先要监听信道上是否有其它站点发送的载波信号(即进⾏"载波监听"),若监听到信道上有载波信号则推迟发送,直到信道恢复到安静(空闲)为⽌。
另外,还要采⽤边发送边监听的技术(即"冲突检测"),若监听到⼲扰信号,就表⽰检测到冲突,于是就要⽴即停⽌发送。
为了确保冲突的其它站点知道发⽣了冲突,⾸先在短时间⾥持续发送⼀串阻塞(Jam)码,卷⼊冲突的站点则等待⼀随机时间,然后准备重发受到冲突影响的帧。
这种技术对发⽣冲突的传输能迅速发现并⽴即停⽌发送,因此能明显减少冲突次数和冲突时间。
局域网技术(jsj)
算法的特点： 算法的特点： 设置一个最大冲突次数 最大冲突次数为 次 设置一个最大冲突次数为10次，最大时槽数 固定为1023。 固定为 。 设置一个最大重传次数为16次，如果超过这 设置一个最大重传次数为 次 最大重传次数 个次数，则不再重传，并报告出错信息。 个次数，则不再重传，并报告出错信息。 这个算法是按照后进先出的次序控制的： 后进先出的次序控制的 这个算法是按照后进先出的次序控制的：即未 发生冲突或很少发生冲突的帧 很少发生冲突的帧， 发生冲突或很少发生冲突的帧，具有优先发送的 概率；而发生过多次冲突的帧， 概率；而发生过多次冲突的帧，发送成功的概率 反而小。 反而小。 IEEE 802标准一般采用 坚持型 标准一般采用1-坚持型 标准一般采用 坚持型CSMA/CD与 与 BEBOA相结合的算法控制共享媒体的访问。 相结合的算法控制共享媒体的访问 相结合的算法控制共享媒体的访问。
二进制指数退避算法BEBOA（Binary （ 二进制指数退避算法 Exponential Back Off Algorithm） ） 按照此算法， 按照此算法，后退时延的取值范围与重发次 形成二进制指数关系。 数n形成二进制指数关系。或者说，随着重发次 形成二进制指数关系 或者说， 的增加， 的取值范围按2的指 数n的增加，后退时延 、R的取值范围按 的指 的增加 后退时延t、 的取值范围按 数增大。 第一次发送时n的值为 的值为0， 数增大。即：第一次发送时 的值为 ，每冲突 一次n的值加 的值加1，并按下式计算后退时延： 一次 的值加 ，并按下式计算后退时延： n R = random[0，2 -1] ， t = R ×τ 一个时槽的时间
3.3 CSMA/CD和IEEE 802.3标准 和 标准
载波监听多路访问 冲突检测 载波监听多路访问/冲突检测 CSMA/CD (Carrier 多路访问 Sense Multiple Access/Collision Detection) CSMA/CD和它之前的 和它之前的ALOHA、CSMA技术都是 和它之前的 、 技术都是 随机访问和竞争发送协议 协议。 随机访问和竞争发送协议。 随机访问意味着对任何节点都无法预计其发送的 时刻； 时刻；竞争发送是指所有发送的节点自由竞争信道 的使用权。 的使用权。
2.2局域网说课教学设计2023—2024学年河大版(2020)初中信息技术七年级上册
在课堂的中间环节，我通过分析具体的局域网案例，让学生深入了解局域网的应用和重要性。这个环节的设计是为了让学生能够将理论知识与实际应用相结合，提高学生的实践能力。
答案：常见的局域网拓扑结构有星型、环型和总线型等。星型拓扑结构具有易于管理和扩展的优点，但成本较高；环型拓扑结构具有简单、可靠性高的特点，但故障会影响整个网络；总线型拓扑结构成本低、易于安装，但速度较慢，且抗干扰能力较差。
2.例题二：局域网的传输技术
题目：请解释局域网的共享介质传输技术和交换式传输技术的区别。
②流量控制：限制非关键业务的流量，保证关键业务流畅。
③故障排查：快速定位并解决网络故障，保障网络稳定运行。
板书设计要求简洁明了，重点突出，通过图文结合的方式，使得学生能够一目了然地掌握局域网的关键知识点。同时，注重艺术性和趣味性，增加学生的学习兴趣和主动性。
典型例题讲解
1.例题一：局域网的拓扑实验操作：学生在实验室进行局域网搭建实验，亲身体验并解决问题。
-角色扮演：学生扮演不同角色，模拟局域网搭建和维护的过程，增强理解。
3.确定教学媒体和资源的使用
- PPT：制作多媒体PPT，展示局域网的基本概念、搭建步骤和示例图。
-视频：播放局域网搭建和维护的视频教程，帮助学生更直观地理解。
-在线工具：利用在线网络拓扑工具，学生可以模拟搭建局域网，实时查看效果。
2.2局域网说课教学设计2023—2024学年河大版（2020）初中信息技术七年级上册
学校
授课教师
课时
授课班级
介质访问控制方式(CSMACD)一节教学设计方案
1 0 总线忙
V1 (t)
总线空闲
t
t V2 (t)
t V1 (t)+V2 (t)
t
二进制指数退避算法：
确定基本退避时间，一般取争用期（ 2τ） 。 定义参数k，它等于重传次数，但k不超过10。因此，k＝Min[重传次数，10]。 从离散的整数集合[0，1，…，(2k-1)]中随机地取出一个数，记为r。重传所需 的时延就是r倍的基本退避时间。 当重传达16次仍不能成功时(这表明同时打算发送数据的站太多，以致连续发 生冲突)，则丢弃该帧，并向高层报告。
五、课堂教学过程结构的设计
1、画出流程图
开始
课件
导入新课
课件
展示一个典型局域网的组成图
回顾局域网的概念
课件
局域网的典型构成
课件
影响局域网性能的关键技术
介质访问控制方式
课件
典型局域网工作的简单原理
是否掌握
N
Y
教师小结
结束
2、对流程图的简要说明
略
教学过程： （一）提出本章的教学要求和应该掌握的内容 （二）新课： 1．引导（1） ：宿舍组网后常遇到的问题是什么？是否有方法和措施解决？（请学生根 据自己经验和理解说明之） 。 2．教师展示局域网组成图： 提出：影响局域网性能的关键技术是： 拓扑结构 传输介质 介质访问控制方式（为什么？！依据之前对于局域网拓扑结构的内容进行引导）
介质访问控制方式csmacd一节教学设计方案设计者李桐执教者李桐时间2009年5月10日一教材内容选自计算机科学与技术学科电0713计算机网络基础第三章局域网技术的第二节局域网介质访问控制方法具体内容主要包括如下1问题的提出2载波侦听多路访问冲突检测法3令牌环访问控制方式4令牌总线访问控制方式二学生特征分析学生经过了对于第一章计算机网络概述和第二章计算机通信基础的学习已经掌握了计算机网络的基本概念包括计算机网络的概念计算机网络的产生与发展过程计算机网络的分类计算机网络的拓扑结构计算机网络的体系结构和计算机网络的用途等方面内容及计算机网络通信的基本概念包括计算机网络通信的类型和数据传输的信号类型以及其传输方式等本节课是局域网技术的第二次课程已经对于局域网的基本概念主要包括局域网的特点局域网的组成局域网的拓扑结构影响局域网性能的关键技术等有了一些基本认识后其主要内容主要是就影响局域网性能的关键技术中的之一介质访问控制方式中局域网的三种典型访问控制方式进行深入学习从而对局域网的数据传输有更加深入的理解
本科网络课程讲义：LAN
动态分配：异步时分多路复用。分为两种：
随机访问（争用，contention）：只要有数据，就可直接发送，发生冲 突后再采取措施解决冲突。适用于负载轻的网络，负载重时效率低。
有源网络
分散控制
常采用令牌方 式控制媒体访 问
单个节点的故 障有可能波及 全网
Ring network
8
总线型（Bus）
通信网络只是传 输媒体
成本低
无源网络
分散控制
常采用CSMA/CD 或Token方式进 行媒体访问控制
广播型网络
对于共享媒体型网络，网络的拓扑结构和 媒体访问控制协议很重要。设计一个好的 媒体访问控制协议有三个基本要求：简单、 有效的通道利用率、对用户的公平合理。
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二进制倒计数协议
每个站点的地址用等长的二进制数表示。每个要发送数据的站 点先广播发送它们的二进制地址（按高位到低位的顺序）。这 些地址在信道上被按位相加（逻辑或）。各站点在发送 地址时监听信道，当 发现自己地址中的某 个“0”在信道上变为 “1”时，即退出竞争。 最后参与竞争的地址 最高的站点获得发送 权。发送结束后，重 新进入下一轮竞争。
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争用协议二：CSMA协议
载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access） 协议中，各站点不是随意发送数据帧，而是先要 监听一下信道，根据信道的状态来调整自己的动 作，只有发现信道空闲后再可发送数据。即“讲 前先听”
常见的四种CSMA协议：
1-坚持式CSMA（1-persistent CSMA） 非坚持式CSMA（non-persistent）
如何使用无线路由器的媒体服务器功能
无线路由器现在已经成为了我们日常生活中不可或缺的设备之一。
除了提供稳定的网络连接，还拥有许多其它功能。
其中一个非常实用的功能就是媒体服务器。
通过无线路由器的媒体服务器功能，我们可以将存储在电脑或网络硬盘等设备上的媒体文件，如音乐、电影、照片等，无线传输到其它设备上。
本文将讨论如何充分利用无线路由器的媒体服务器功能。
1. 媒体服务器的设置与连接首先，我们需要正确设置和连接媒体服务器。
通常，现代的无线路由器都会有一个媒体服务器选项，在路由器的管理页面中可以找到。
进入管理页面后，我们需要选择启用媒体服务器功能，并设置共享的媒体文件路径。
然后，将存储有媒体文件的设备（如电脑、网络硬盘）与无线路由器连接。
可以通过有线连接或者Wi-Fi连接将设备与路由器连接起来。
确保连接的设备与路由器处于同一个局域网，并且支持媒体服务器功能。
2. 流媒体播放器的选择在使用无线路由器的媒体服务器功能之前，我们需要选择一个合适的流媒体播放器。
流媒体播放器可以将媒体文件从媒体服务器流式传输到不同的设备上，如智能手机、平板电脑、智能电视等。
目前，有许多不同的流媒体播放器可供选择。
其中一些是专门为特定设备开发的应用程序，如DLNA（数字生活网络联盟）播放器、AirPlay播放器等。
我们可以根据自己所用的设备选择合适的流媒体播放器，并安装在设备上。
3. 媒体文件的管理与共享在无线路由器的媒体服务器中，我们可以管理和共享媒体文件。
首先，我们需要将所需的媒体文件存储在路由器或连接的设备上。
随后，在管理页面中，我们可以选择共享的媒体文件路径，并对其进行设置。
除了共享文件路径外，还可以设置媒体服务器的访问权限。
根据自己的需求，可以选择对所有人开放、仅限局域网内的用户开放、或仅限指定用户开放等。
4. 远程访问和在线分享无线路由器的媒体服务器还支持远程访问和在线分享。
通过远程访问，我们可以在不同的地方，使用不同的设备访问和播放媒体文件。
只需要确保设备连接到互联网，并正确设置媒体服务器的远程访问权限。
FDDI网的工作原理
传输媒体,采用了独特的反向双环访问技术,使FDDI具有很高的可靠性和容错能力。在前面
几讲中我们已经对FDDI的协议标准、网络部件和拓扑结构作了详细的介绍,本讲将集中介绍
FDDI网络的工作原理。
FDDI环访问方式
,这些定时器逻辑上是被各站点独立支配的:
·令牌循环定时器(TRT);
·令牌持有定时器(THT);
·合法传送定时器(TVX)。
(1) 令牌循环定时器(TRT)
令牌循环时间是指一个站点最后一次释放令牌到下一次得到令牌之间的所有时间。令
牌循环定时器通常用来分配令牌的循环周期时间,同时它还控制着环在正常操作期间的时间
最长源地址(48位地址与16位地址)的站点将优先嬴得初始化环的权力。
(2) 环初始化
嬴得初始化环权力的站点通过发送一个令牌来初始化环路,这个令牌将不被网上其它站
点捕获而通过环。环上的其它站点在接收到该令牌后,将重新设置自己的工作参数,使本站
点从初始化状态转为正常工作状态。当该令牌回到源站点时,环初始化工作宣告结束,环路
合法传输定时器记录了环上有效传输的周期时间,它能够检测环上过多的噪音、令牌的
丢失和其它故障情况。当站点接受到一个合法的帧或令牌时,合法传输定时器就开始工作,
如果合法传输定时器失效,那么,该站点就向环上发送一个初始化命令。
FDDI工作原理
FDDI的工作原理主要体现在FDDI的三个工作过程中,这三个工作过程是:站点连接的建
SAS:指的是连接到一个FDDI环基本环上的设备
的帧
③ 站点A收到从站点D传过来的目标令牌循环时间竞争值比它自己竞争值更短的站点C
4.2 局域网的参考模型和协议标准知识点
局域网的参考模型和协议标准知识点4.2 局域网的参考模型和协议标准知识点 1.局域网的参考模型局域网是一个通信网，只涉及到相当于OSI/RM通信子网的功能。
由于内部大多数采用共享信道的技术，所以局域网通常不单独设立网络层。
局域网的高层功能由具体的局域网操作系统来实现. 对于局域网来说，物理层是必需的，负责物理链路的建立、维持和拆除。
由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为了使数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和媒体访问控制方法，IEEE80企特意把LLC独立出来形成一个单独子层，使1LLC子层与媒体无关，仅让MAC子层依赖于物理媒体。
当局限于一个局域网时，物理层和链路层就能完成报文分组转接的功能。
但当涉及网络互连时，报文分组就必须经过多条链路才能到达目的地，此时就必须专门设置一个层次来完成网络层的功能，在IEEE802标准中这一层被称为网际层。
2.lEEE802系列标准中主要的MAC协议 IEEE在1980年2月成立了局域网标准化委员会(简称IEEE 802委员会)，专门从事局域网的协议制订，形成了一系列的标准，称为IEEE802标准。
IEEE802.1是局域网的体系结构、网络管理和网际互连协议I。
EEE802.2集中了数据链路层中与媒体无关的LLC协议。
主要的MAC协议有:IEEE802.3载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/cD)访问方法和物理层协议、IEEE802.4令牌总线(Token Bus)访问方法和物理层协议、IEEE802.5令牌环(Token Ring)访问方法和物理层协议、IEEE802.6关于城域网的分布式队列双总线DQDB(Distributed Queue Dual Bus)的标准。
3.LLC帧格式及其控制字段: 7.2 局域网的基本知识 ==>1.主要特点2.拓扑结构与传输介质3.参考模型与协议标准4.基本组成5.局域网的互联3.局域网的参考模型与协议标准知识单元链导航网络的基本概念<==参考模型与协议标准==>局域网的基本组成（１）局域网层次结构及标准化模型由于LAN是在广域网的基础上发展起来的，所以LAN的研究机构、标准化组织和制造商一开始就注重LAN的标准化问题。
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局域网的应用
计算机局域网所具有的这些优点决定了它在社会各 个领域有着广泛的应用，它可以用于办公自动化、 工业生产自动化、企业管理信息系统、生产过程实 时控制、军事指挥和控制系统、辅助教学系统、医 疗管理系统、银行系统、软件开发系统和商业系统 等方面，其中主要作用如下： 1. 办公自动化 2. 工业生产自动化 3. 应用于教育领域 4. 计算机协同工作技术
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局域网的媒体访问控制方法
媒体访问控制
局域网技术中的共享并不意味着多个帧可以 同时传输，在帧的传输过程中，发送计算机 独占整个电缆 为了确保传输媒体的访问和使用，实现对多 结点使用共享媒体接收和发送数据的控制， 连接到网络上的设备都必须遵守一定的规则。
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局域网的媒体访问控制方法
带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD
载波侦听：计算机在传输帧以前要检测总线 上的载波，等待以太网空闲。
冲突检测与重发:如果两台计算机同时传输, 冲突就会发生;计算机将使用指数重发来选择 哪台计算机传输.每台计算机在重发之前要延 迟一段随机时间,并在随后的冲突后,延迟加 倍。
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课程内容
局域网的特点 局域网的体系结构 局域网的媒体访问控制方法 IEE802标准 以太网的技术
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学习重、难点分析
重点：
– 局域网的体系结构 – IEE802标准
难点：
– 局域网的媒体访问控制方法
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局域网概述
1、局域网的定义与发展过程 在较小的地理范围内，利用通信线路将许多数据 设备连接起来，实现彼此之间的数据传输和资源 共享的系统称为局域网。 它的发展—般分为三个阶段： （1）60年代末至70年代初是萌芽阶段 。 （2）70年代中期是局域网发展的一个重要阶段。 （3）80年代初期是局域网走向大发展的时期。利 用光导纤维作为通信介质构成的高速主干环网， 是目前许多局域网系统采用的一种结构形式。
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局域网与IEEE802标准 （2）
以太网IEEE802.3
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局域网的媒体Βιβλιοθήκη 问控制方法媒体访问控制
局域网技术中的共享并不意味着多个帧可以 同时传输，在帧的传输过程中，发送计算机 独占整个电缆 为了确保传输媒体的访问和使用，实现对多 结点使用共享媒体接收和发送数据的控制， 连接到网络上的设备都必须遵守一定的规则。
媒体访问控制
局域网技术中的共享并不意味着多个帧可以 同时传输，在帧的传输过程中，发送计算机 独占整个电缆 为了确保传输媒体的访问和使用，实现对多 结点使用共享媒体接收和发送数据的控制， 连接到网络上的设备都必须遵守一定的规则。
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2、局域网特点 （1）地理范围有限。（2）通信速率高。 （3）可采用多种通信介质。（4）可靠性较高。 由局域网本身的特点决定局域网具有以下优点： （1）能够方便地共享网内资源，包括主机、外部设 备、软件、数据； （2）便于系统扩展； （3）提高了系统的可靠性、可用性、可维护性； （4）各设备位置可以灵活地调整和改变； （5）有较快的响应速度（数据传输率较高）。
局域网的媒体访问控制方法
媒体访问控制
局域网技术中的共享并不意味着多个帧可以 同时传输，在帧的传输过程中，发送计算机 独占整个电缆 为了确保传输媒体的访问和使用，实现对多 结点使用共享媒体接收和发送数据的控制， 连接到网络上的设备都必须遵守一定的规则。
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局域网的媒体访问控制方法
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第六课 以太网通信标准及其访问机制
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引入
计算机网络分为两类：采用点到点连接的网络 和采用广播信道的网络。在所有广播网络中，关 键的问题是：当信道的使用产生竞争时，如何分 配信道的使用权？
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学习目标
学习完本课程，您应该能够：
1、什么是局域网？ 2、局域网的体系结构认识？ 3、局域网的媒体访问控制方法有几种？ 4、IEE802标准 5、以太网的技术认识？
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局域网标准IEEE 802
IEEE为美国电气电子工程师协会简称。IEEE为局域网制 订了多种标准，这些标准统称为IEEE802标准，主要包括以下 内容： 1)IEEE802.1标准：对IEEE802系列标准做了介绍，并且 它对接口原语进行了规定。在这个标准中还包括局域网体系 结构，网络互联及网络管理与性能测试等内容。 2)IEEE802.2标准：定义了LLC(逻辑链路控制)协议，是 数据链路层的上半部分。 3)IEEE802.3标准：定义了CSMA/CD总线媒体访问控制子 层与物理层的规范。 4)IEEE802.4标准：定义了令牌总线(Token Bus)媒体访 问控制子层与物理层的规范。
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5)IEEE802.5标准：定义了令牌环(Token Ring)媒体访问 控制子层与物理层的规范。 6)IEEE802.6标准：定义了城域网(MAN)媒体访问控制 子层与物理层的规范。 7)IEEE802.7标准：定义了宽带技术。 8)IEEE802.8标准：定义了光纤技术。 9)IEEE802.9标准：定义了语音与数据综合局域网技术。 10)IEEE802.10标准：定义了局域网安全性规范。 11)IEEE802.11标准：定义了无线局域网技术。
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局域网的体系结构——IEEE802参考模型
IEEE802参考模型是主要的局域网标准，该标准所 描述的局域网通过共享的传输介质通信。
OSI 应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
IEEE 802标准也遵循OSI参考模型 的分层原则，描述最低两层--物理层和 数据链路层的功能以及与网络层的接口 服务，其中数据链路层又分成两个子层： 介质访问控制子层（MAC）和逻辑链路 控制子层（LLC）。 IEEE802 LLC：负责将上层的数据转换成下层数据 传输的格式（帧），负责差错与流量控 逻辑链路控制（LLC）层 制； 介质访问控制（MAC）层 MAC：管理底层的物理媒介，也就是解 01 决数据如何在底层发送的，采用什么样 物理层 的访问控制。