5.3 多路访问链路和协议

点对点链路（Point-to-point Link）：链路和链路一端的单个发送方以及另一端的单个接收方组成。

协议：

• 点对点协议（Point-to-point Protocol，PPP）

• 高级数据链路控制（High-level Data Link Control，HDLC）

广播链路（Broadcast Link）：多个发送方和多个接收方都连接到相同的、单一的共享广播信道上。例如以太网、无线局域网。

协议：多路访问协议（Multiple Access Protocol），用于调节多个活跃结点的传输。

• 信道划分协议（Channel Partitioning Protocol）

• 随机接入协议（Random Access Protocol）

• 轮流协议（Taking Turns Protocol）

5.3.1 信道划分协议

• 时分多路复用（TDM）：将时间划分为时间帧（Time Frame），每个帧划分为N个时隙（Slot），每个结点享用一个时隙。

• 频分多路复用（FDM）：将信道划分为不同的频段，每个结点享用一个频段。

• 码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）：为每一个结点分配一种不同的编码，结点用唯一编码来编码需要传输的数据。

5.3.2 随机接入协议

发生碰撞时，每个结点重发之前等待一个随机时延。

时隙ALOHA协议

• 所有帧由L比特组成。

• 时间被划分为长度为L/R秒的时隙。

• 结点只在时隙起点开始传帧。

• 一个时隙中发生碰撞，则所有结点应该在时隙结束前检测到。

• 发生碰撞后，结点以概率P，在后续每个时隙中发送帧。

ALOHA协议

结点时间并不同步，因此会发生干扰传输。

载波侦听多路访问

• 载波侦听（Carrier Sensing）：一个结点在传输前先监听信道。

• 碰撞检测（Collision Detection）：一个结点在传输时一直侦听此信道，如果检测到另一结点正在传输干扰帧，则立即停止。

载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access，CSMA）& 具有碰撞检测的CSMA（CSMA with Collision Detection，CSMA/CD）

具有碰撞检测的CSMA

• 适配器获取数据。

• 监听信道，如果信道空闲则开始传输，非空闲则等待。

• 传输中，检测到其它结点的信号能量，则中止传输，等待一个随机时间量。

• 未检测到，则完成传输。

二进制指数后退（Binary Exponential Backoff）算法：经历过N次碰撞后，随机等待时间从0~2 ^ n - 1中选取。

CSMA/CD效率

当有大量结点活跃，且每个结点有大量的帧要发送时，帧在信道中无碰撞传输的时间占全部时间的份额。

5.3.3 轮流协议

• 轮流协议（Taking-turns Protocol）：主结点以循环的方式轮询（Poll）每个结点。

• 令牌传递协议（Token-passing Protocol）：无主结点，一个称为令牌（Token）的帧在活跃结点间传递。

5.3.4 DOCSIS：用于电缆因特网接入的链路层协议

电缆调制解调器端系统（Cable Modern Termination System，CMTS）

DOCSIS使用FDM将下行（CMTS到调制解调器）和上行（调制解调器到CMTS）的信道划分为多个频道；每个频段的信道使用TDM；在初始时，决定哪个结点先传递时，可能发生碰撞，这时使用二进制指数回退。