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    临近2017年网络规划设计师考试的时间，希赛小编为大家整理了几篇网络规划设计师教程知识点精讲，以下是访问控制方式的讲解，希望对大家有所帮助。

    所谓介质访问控制就是解决当“局域网中公用信道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用权”的问题。就好比现在教室里只有一张讲台，而下面有很多的人都想通过这个讲台去告诉教室里的另外一个人、一群人甚至全部人某些信息。显然，如果讲台上只有一个人在讲话，则大家都可以听得很清楚，但如果讲台上同时有两个人或更多的人在讲话，就会导致混乱，即任何一个发言者的话都不能被接收者正确接收。因此我们必须有一种机制解决这个问题。怎样解决呢？一种方式是我们可以按照某个顺序来解决比如从第一排的左边开始往右边，然后第二排、第三排等这样来排序，如果第一个人有话要讲，那么他就可以先上去，然后第二个人、第三个人，这样就可以避免混乱。除此之外，我们还可以采用另外一种方式，就是事先不确定任何顺序，任何时候只要台上没有人，想发言者都可以上去讲，但如果同时上去的有两个人或两个以上的人，则大家都退下来，重新等待新的空闲机会。

      局域网中目前广泛采用的两种介质访问控制方法与上述例子中解决讲台争用问题的方法非常类似，它们分别是：

      （1）确定型介质访问控制协议，又称有序的访问控制协议，如Token Ring（令牌环）方式。

      （2）争用型介质访问控制协议，又称随机型的介质访问控制协议，如CSMA/CD方式。

      下面我们分别就其工作原理和特点展开介绍。

      令牌环访问控制

      IEEE 802.5标准描述了令牌环网技术的规范。令牌环网网络通过屏蔽或非屏蔽双绞线以4Mbps或16Mbps的速率传输数据，当使用屏蔽双绞线时，在令牌环网上具有260个编址节点；当使用非屏蔽双绞线时，在令牌环网上具有72个编址节点。

      1.令牌环的结构

      在令牌环结构中，计算机与其他外围设备用实际的环状组成逻辑环，数据在环内以单方向传送。计算机使用传输介质传送数据的权限由令牌（Token）控制，只有得到令牌的网络工作站才有权限传送数据。令牌环网的连接依赖于网络接口卡，而网络接口卡则通过一个类似于集线器的令牌环网的等效设备MAU（多址访问单元）连入网络。

      令牌环网是将各节点连接成一个环形拓扑结构，也就是将所有联网的计算机、终端和其他外围设备等都通过网卡（环接口）连接到环路上去。所有的程序、文件、数据和命令等通过网卡的环接口在环路上传递。因为只有一条环形通道，数据只能沿着环路单方向流动，因此不存在路径选择问题。

      2.令牌环访问控制方法与工作原理

      令牌可以理解为一种通行证，哪一个节点获取了它，就有权向环路发送数据。在令牌帧格式中，令牌是一个8位的二进制数，例如，用二进制代码“11111111”表示令牌空闲的状态。如图5-7所示，令牌帧由F标识帧的开始和结束，并由令牌、控制字段C和循环冗余校验码（CRC）等部分组成。当环形网中没有节点要发送数据时，令牌帧将在环上以一定的方向沿着环传送。

      令牌环帧的控制字段中还包含了目标地址和源地址。此外，以太网传输的信息单元和令牌帧一样，使用的目标地址和源地址都是指设备的物理地址。即无论以太网还是令牌环网，其目标地址就是接收数据工作站网卡的物理地址；其源地址就是发送数据工作站网卡的物理地址。

      3.令牌环方法的工作步骤

      当计算机节点A想要发送数据时，其步骤如下：

      （1）计算机节点A等待令牌的到来，并检测该令牌是否为空闲状态。若是空闲状态，则进行步骤2，否则继续等待。

      （2）将得到的令牌的“空闲”改为“忙碌”状态，例如，用二进制代码“00000000”表示令牌的忙碌状态。

      （3）构成一个信息帧，将数据与忙碌的令牌附在一起发送出去。

      （4）当忙碌的令牌沿着环形网经过每一个节点时，每个节点首先会先检查数据单元中的目的地址。如果目的地址与本节点地址相符，则由本节点将数据接收下来，进行复制操作，并以应答报文的形式作出回答，然后再传送给下一个节点。当忙碌的令牌与数据单元回到原来的发送点时，该节点将会除去数据单元，并将忙碌的令牌改为空闲状态。

      （5）接收节点检查目的节点送来的应答信息，如果为ACK（确认），则表示目的节点接收正确，至此，完成了一次数据传送。反之，需要等待再得到令牌时进行重发。

      从上述运行过程可以看出，由于只有原发送节点才有权将令牌的忙碌改为空闲状态。因此在令牌环路上只能有一条数据在传送。

      4.令牌环网络的主要特点令牌网络有以下几个主要优点：

      （1）由于令牌环采用了无冲突的介质访问控制方法，因此高负荷时效率较高。

      （2）由于环形网中令牌循环一周的时间是固定的，因此实时性好，适于实时性要求较高的控制型网络。

      （3）由于信号单向流动，因此可以使用高带宽的光纤作为传输介质。

      （4）令牌环网还可以设置优先级，适于集中管理。

      （5）在负荷较高时，有较好的响应特性。

      CSMA/CD访问控制方式

    1972年XEROX（施乐）公司提出了CSMA/CD概念，并应用在当时开发的以太网上。IEEE 802.3标准描述了CSMA/CD技术规范。 

      1．载波侦听与多路访问（CSMA）

      这里所提到的载波并非传统意义上的高频正弦信号，而是一种术语上的借用，其含义为判断线路上有无数据信号正在传输。因此，把查看信道上有无数字信号传输称为载波侦听，而把同时有多个节点在侦听信道是否空闲和发送数据称为多路访问。载波侦听的功能是由分布在各个节点上的控制器独立控制的，它的实现方法是通过硬件测试信道上的信号是否存在。在基带传输中，传输的是脉冲信号表示的二进制“0”或“1”；当采用曼彻斯特编码时，每一位都有一个跳变，因此检测是很方便的。但是，存在的问题是，当节点检测到信道忙时，是继续侦听下去，还是等待？如果等待，那么等待的时间如何确定？通常可以采用以下两种办法：

      （1）坚持型

      继续侦听下去，一直到发现信道空闲时，再立即发送。这种方法称为坚持型的载波侦听多路访问。

      （2）非坚持型

      延迟一个随机时间，然后再检测，不断重复上述过程，直到发现信道空闲，再发送数据。这种方法称为非坚持型的载波侦听多路访问。

      2．冲突检测（CD）

      冲突有两种情况，一种是当侦听到信道某一瞬间处于空闲状态时，两个以上的节点会同时向信道发送数据。这样，在信道上就会产生两个以上的信号重叠干扰，使数据不能正确传输和接收。另一种是节点甲侦听到信道是空闲的，但在这种空闲状态下，信道上的节点乙已经发送了数据，只是由于传输介质上信号传送的延迟，导致数据信号尚未到达节点甲。如果此时节点甲又发送数据，则也会发生冲突。

      由于冲突的产生是必然的，因此，如何消除冲突就成为一个重要的问题。一般来说，节点上的检测器必须具备发现冲突和处理冲突的能力。各个节点通过各种设置的冲突检测器检测冲突，冲突发生后，便停止发送数据，延迟一段时间后再去抢占信道。为了尽量减少冲突，各节点采用了“随机数时间延迟控制法”，即各自使用不同的随机数产生延迟时间，由产生的延迟时间最小的节点先抢占信道，如果再次发生冲突则照此办法重复处理，直到最后抢占成功。因此，将这种延迟竞争法称为冲突控制算法或延迟退避算法。

      3．CSMA/CD方法

      带冲突检测的载波侦听多址访问（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection，CSMA/CD）解决了CSMA方法中的碰撞（collision）问题，即如果两台计算机都检测出传输介质空闲的状态，就会同时开始传送数据。在网络发生碰撞时，网络的电压会升高，此时网络的电压值大于同时传送数据时计算机上的电压值，因此发生了碰撞。

      CSMA/CD包含两方面内容，即载波侦听多路访问（CSMA）和冲突检测（CD）。在总线型局域网中，当某一个节点要发送数据时，它首先要检测网络上的介质是否有数据正在传送，然后决定是否将数据送上网络。如果没有任何数据在传送（即处于空闲“Free”状态），则立即抢占信道发送数据，如果信道正忙（即处于忙碌“Busy”状态），则需要等待直至信道空闲再发送数据。往往同时会有多个节点侦听到信道空闲并发送数据，这就可能发生冲突。CSMA/CD提供了一种巧妙的办法来解决冲突，即在发送数据的同时，进行冲突检测，一旦发现冲突，立刻停止发送，并等待冲突平息以后，再进行传送，直至将数据成功地发送出去为止。CSMA/CD在发送数据前监听传输线上是否有数据，若其他站点正在传送数据，则先等待一段时间再传送。也就是说，在采用CSMA/CD的传输线上，任何时刻，只能有一方在传送数据，而不允许两个以上的数据同时传送，其工作原理类似于传输方式中的半双工方式。概括而言，CSMA/CD的工作原理可以用四句话说明：先听后发，边发边听，冲突停止，随机延时后重发。

      CSMA/CD网络的主要特点是：采用了争用型介质访问控制方式，各节点地位平等，因此无法设置介质访问的优先权。

      在上述两种介质访问控制方式的局域网中，究竟选择哪个比较好，应根据实际情况作具体分析。在低负荷时，IEEE 802.3局域网性能较好；在高负荷和实时性要求较高时，IEEE 802.5局域网的性能较好；在中等负荷时，两种网络均可使用。例如，在传输距离长、信号衰减小的场合，应选择适于光缆的IEEE 802.5标准局域网较好。

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