网络访问协议

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网络访问协议(Network Access Protocol)

　　网络访问协议也称“介质访问控制方式”，它实质上是使得网络中的一个节点能够知道另一个的存在，并且与其建立数据通信的控制规范。

　　目前常用的网络访问协议有如下两大类共三种。

　　1．CSMA，CD协议

　　CSMA／CD是Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection的英文缩写，中文全称为“带冲突检测的载波侦听多路访问协议”，在国际网络标准IEEE802中属于IEEE802．3。

　　CSMA／CD网络访问的原则是“只要可能就发送”。网络访问方法很简单，如果网络中的某一节点需要占用传输介质，进行数据发送，它首先需要“侦听”网络中是否有其他节点正在进行数据传输，如没有，可以立即发送数据；如果有，代表传输“冲突”，节点就必须等待，在经过一定的时间后，继续进行“侦听”，直到出现“空闲”。

　　在数据传输过程中，节点仍然需要继续“侦听”网络是否有其他设备发送数据；如果有，必须中断发送，进行等待。这一过程要一直持续到所有的数据均被全部发送，并保证数据不被其他节点发送的数据所破坏。其具体工作步骤如下：

　　①侦听：如节点侦听到网络空闲，经过简短的延时，发送数据；如侦听到网络忙，继续侦听。

　　②发送与侦听：如节点发送数据时侦听到网络冲突，立即发送一短干扰(jam)，并让全部网络节点均检测到该信号，然后停止发送数据。

　　③重新发送数据：发送一短干扰后随机等待一段时间，再重新发送数据。

　　CSMA／CD网络访问是一种竞争的、随机的访问方式，存在数据竞争发送的现象，发送等待的时间不确定。而且，如果节点在数据发送过程中“侦听”到“冲突”，全部数据都必须重新发送，故而传输数据的实际可用率较低(为30％～50％)，不适合用于业务量大的大型网络系统。

　　2．令牌协议

　　所谓令牌(Token)事实上是一组在网络中传输的特殊“位”组合数据。令牌协议访问网络的原则是“只有拿到令牌、才能发送”，它通过在网络中传送唯一的令牌，做到“有序”、无竞争的网络访问。

　　令牌网络访问协议，可以适用于总线型拓扑结构与环型拓扑结构的网络系统。适用于总线型拓扑结构的称为令牌总线(Token Bus)协议；适用于环型拓扑结构的称为令牌环(Token Ring)协议；在国际网络标准IEEE802中，分别属于IEEE802．4与IEEIi802．5。

　　环型网络的特点是网络本身的物理结构封闭、组成环型，因此，令牌环协议访问网络时可以直接从某节点开始，在环型网络的各节点中依次传递令牌，并回到该节点。

　　令牌环协议访问网络的步骤如下(参见图1)：

　　图1　　令牌环协议访问网络的步骤

　　①首先是从起点开始，在网络中依次传递令牌，如果某节点需要发送数据，在令牌到达该节点时，节点将令牌“锁定”。

　　②发送节点将需要传输的数据放在一个特定的帧(称为“数据传输帧”)中在网络上发送，“数据传输帧”中包含有接收节点的地址信息。

　　③“数据传输帧”依次向后传递，若非接收节点收到这一“数据传输帧”，则予以放行，并继续传送给下一节点。

　　④接收节点从“数据传输帧”中识别到自己的地址信息后，接收这一帧数据。

　　⑤接收节点对“数据传输帧”进行误差检验；如果数据无出错，便在帧的结尾加入一组接收信息后组成“应答帧”在网络上发送，依次向后传递，并最终回传到发送节点。

　　⑥发送节点通过检查“应答帧”中的接收信息，便可以确定数据接收的情况。如果接收正确，发送节点删除已经发送的帧，并将令牌“释放”给下一节点，如此循环。

　　对于总线型结构，令牌总线协议首先要仿照令牌环的方法，从数据传送逻辑的角度，将连接总线型网络的各物理节点，利用数据发送与接收的逻辑回路构成环型(见图2)。然后通过对各节点依次传递令牌，使得获得令牌的节点有权发送数据。

　　图2　　总线型结构网络的逻辑环型结构

　　令牌环网络访问协议与令牌总线网络访问协议的区别在于数据的传送过程。在令牌环中，“数据传输帧”或“应答帧”事实上需要经过环状网络的每一节点，才能返回到发送节点。而在令牌总线网络访问协议中，获得了令牌的节点可以直接将数据发送在总线上，经由总线直接传送到目的地，同样，“应答帧”也可以直接向总线发送，并直接到达发送节点，因此，不需要像令牌环那样，经过网络中的其他无关节点的中转。

　　令牌网络访问是一种时问可以确定的访问方式，只有拿到令牌的节点才可以发送数据，而网络中的令牌是唯一的，不存在数据竞争发送的现象，因此，是～种发送时间可以确定的无竞争网络访问方式。

　　以上两类、三种网络访问协议的主要技术参数如表1所示。