數據鏈路層：廣播通信

區域網具有廣播功能，一個站點可以很方便地訪問全網，而且速率、時延和誤碼率要優於廣域網。區域網可以按照拓撲來分類：星形網、環形網和匯流排網。

區域網上的用戶如何共享信道呢？

• 靜態劃分信道：頻分復用，時分復用，波分復用，碼分復用。代價較高，不適合區域網
• 多點接入（動態媒體接入控制）：信道並非固定地分給用戶

1. 隨機接入：用戶隨機發送消息，但是有可能碰撞，會導致發送失敗。因此，必須要有解決配裝的網路協議。
2. 受控接入：用戶不能隨機發送信息，而必須服從一定控制。比如分散控制的令牌環區域網，集中控制的多點線路輪詢（polling）。

乙太網是一種匯流排結構的區域網，在區域網市場中處於壟斷地位。

乙太網的特點：

1. 無連接的工作方式，不必建立連接就可以發送數據。適配器發送的幀不編號，也不需要對方回復確認。這樣設計的前提是區域網的通信條件良好。
2. 發送的數據都使用曼徹斯特編碼的信號。

關於匯流排通信的特點：只要有一台計算機發送數據，那麼匯流排就被佔用。因此，在同一時間，只能有一台計算機發送數據，否則就會互相干擾。

在乙太網上進行廣播通信是，當一台計算機發送數據時，匯流排上的所有計算機都會受到消息。如果是進行一對一通信的呢？這就要藉助MAC地址了。在幀的首部寫入目的地址，這樣接收方的適配器就會檢查這個幀的目的地址是否是自己的MAC地址，如果不是就丟棄。這樣廣播匯流排上也能實現一對一的通信。

乙太網採用的是隨機接入，解決衝突的協議是CSMA/CD，意思是載波監聽多點接入/碰撞檢測（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）。

多點接入：說明這是匯流排型網路，很多計算機連接到一根匯流排上。

載波監聽：用電子技術檢測匯流排上有沒有其他計算機在發送。不管在發送前，還是在發送中，每個站點都必須不停地檢測信道。在發送前檢測信道，是為了獲得發送權；發送中檢測信道，是為了及時發現碰撞。

碰撞檢測：邊發送邊監聽，就是檢查有沒有衝突、適配器一邊發送一邊檢測信道上信號電壓的變化情況，以判斷其他站是否發送數據。一個站不可能同時發送或者接受（但必須邊發送邊監聽信道），所以使用CSMA/CD的乙太網只能進行半雙工通信。

每個站發送之後的一小段時間內，都存在著遭遇碰撞的可能性。所以說乙太網的發送具有不確定性。怎樣衡量這種不確定性呢？這就要使用下面的知識了。

爭用期（Contention Period）就是乙太網端到端往返時間2τ，又稱為碰撞窗口（Collision Window）。如果經過爭用期還沒有檢測到碰撞，則說明這是發送是成功的。通常取51.2微秒為爭用期。對於10Mbits/s的乙太網，在爭用期內能發送512比特（64位元組），所以也可以說爭用期是512比特時間。1比特就是發出1比特所需要的時間。

CSMA/CD的要點：

1. 準備發送：適配器從網路層獲取一個分組，加上首部和尾部，放入適配器的緩存。
2. 檢查信道：檢查到信道空閑，且空閑時間持續96比特時間，則發送此幀。
3. 發送檢測：適配器在發送過程中不停地檢測信道，這裡有兩種情況：

• 發送成功：爭用期未檢測到碰撞，肯定發送成功，然後回到1
• 發送失敗：爭用期檢測到碰撞，立即停止發送數據，並按規定發送人為干擾信號。適配器執行指數退避演算法，等待r倍爭用期，返回步驟2，繼續檢測信道，重傳到16次仍然失敗，則停止重傳向上報錯。（演算法需要邊界（有限性））

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