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知识路径： > 计算机网络原理 > 局域网 > 防问控制方式 >
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总体答错率：41%
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相关知识点：3个
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随机访问介质访问控制协议主要有ALOHA协议和CSMA协议。
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ALOHA协议分为纯ALOHA和分槽ALOHA两种。
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ALOHA协议的思想很简单，只要用户有数据要发送，就尽管让他们发送。当然，这样会产生冲突，从而造成帧的破坏。但是，由于广播信道具有反馈性，发送方可以在发送数据的过程中进行冲突检测，将接收到的数据与缓冲区的数据进行比较，就可以知道数据帧是否遭到破坏。同样的道理，其他用户也是按照此过程工作。如果发送方知道数据帧遭到破坏（即检测到冲突），则它可以等待一段随机长的时间后重发该帧。对于局域网，反馈信息很快就可以得到；而对于卫星网，发送方要在270ms后才能确认数据发送是否成功。通过研究证明，纯ALOHA协议的信道利用率最大不超过18%。
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1972年，Roberts发明了一种能把信道利用率提高一倍的信道分配策略，即分槽ALOHA协议。他的思想用时钟来统一用户的数据发送。办法是将时间分为离散的时间槽，用户每次必须等到下一个时间片才能开始发送数据，从而避免了用户发送数据的随意性，可以减少数据产生冲突的可能性，提高信道的利用率。在分槽ALOHA系统中，计算机并不是在用户按Enter键后就立即发送数据，而是要等到下一个时间片开始时才发送。这样，连续的纯ALOHA就变成离散的分槽ALOHA。由于冲突的危险区平均减少为纯ALOHA的一半，分槽ALOHA的信道利用率可以达到36%（1/e），是纯ALOHA协议的两倍。但对于分槽ALOHA，用户数据的平均传输时间要高于纯ALOHA系统。
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分槽ALOHA协议的最大信道利用率仅为1/e，而纯ALOHA协议的信道利用率为1/（2e），这一点并不奇怪。原因是在上述的ALOHA协议中，各站点在发送数据时从不考虑其他站点是否已经在发送数据，这样当然会引起许多冲突。由于在局域网中，一个站点可以检测到其他站点在干什么，从而可以相应地调整自己的动作，这样的协议可以大大提高信道的利用率。对于站点在发送数据前进行载波侦听，然后再采取相应动作的协议，人们称其为载波侦听多路访问（Carrier Sense Multiple Access，CSMA）协议。CSMA协议有多种类型，下面简单介绍1-坚持CSMA、非坚持CSMA、p-坚持CSMA，而CSMA/CD将在5.2.2节中进行介绍。
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（1）1-坚持CSMA。该协议的工作过程是：某站点要发送数据时，它首先侦听信道，看看是否有其他站点正在发送数据。如果信道空闲，该站点立即发送数据；如果信道忙，该站点继续侦听信道直到信道变为空闲，然后发送数据；之所以称其为1-坚持CSMA，是因为站点一旦发现信道空闲，将以概率1发送数据。
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（2）非坚持CSMA。该协议站点比较“理智”，不像1-坚持CSMA协议那样“贪婪”。同样的道理，站点在发送数据之前要侦听信道，如果信道空闲，则立即发送数据；如果信道忙，则站点不再继续侦听信道，而是等待一个随机长的时间后，再重复上述过程。定性分析一下，就可以知道非坚持CSMA协议的信道利用率会比1-坚持CSMA好一些，但数据传输时间可能会长一些。
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（3）p-坚持CSMA。该协议主要是用于时间片ALOHA。其基本工作原理是，一个站点在发送数据之前，首先侦听信道，如果信道空闲，便以概率p发送数据，以概率1-p把数据发送推迟到下一个时间片；如果下一个时间片信道仍然空闲，便再次以概率p发送数据，以概率1-p将其推迟到下下一个时间片。此过程一直重复，直到将数据发送出去或是其他站点开始发送数据。如果该站点一开始侦听信道就发现信道忙时，它就等到下一个时间片继续侦听信道，然后重复上述过程。
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在上述3个协议中，都要求站点在发送数据之前侦听信道，并且只有在信道空闲时才有可能发送数据。即便如此，仍然存在发生冲突的可能。考虑下面的例子：假设某站点已经在发送数据，但由于信道的传播延迟，它的数据信号还未到达另外一个站点，而另外一个站点此时正好要发送数据，则它侦听到信道处于空闲状态，也开始发送数据从而导致冲突。一般来说，信道的传播延迟越长，协议的性能越差。
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