针对共享介质的介质访问控制

在某些网络拓扑中，多个节点共享一个公共介质。在某一时刻，可能有多个设备尝试通过网络介质发送和接收数据。有多种规则可管理这些设备共享介质的方式。

对于共享介质，有两种基本介质访问控制方法：
受控 — 每个节点各自都有使用介质的时间
争用 — 所有节点自由竞争介质的使用权

 

受控访问共享介质

 

如果使用受控访问方法，网络设备将依次访问介质。此方法也称为定期访问或确定性访问。如果设备不需要访问介质，则使用介质的机会将传递给等待中的下一设备。如果某个设备将帧放到介质上，则直到该帧到达目的地并被处理后，其它设备才能将帧放到介质上。

尽管受控访问秩序井然且提供可预测的吞吐量，但确定性方法效率过低，因为每个设备必须等待轮到自己才能使用介质。如光纤分布式数据接口FDDI的令牌传递协议。(IEEE 802.5 LAN Protocol)

 

争用访问共享介质

 

“争用”也称为非确定性访问，它允许任意设备在它有需要发送的数据时尝试访问介质。为防止在介质上造成混乱，这些方法使用载波侦听多路访问 (CSMA) 过程先检测一下介质是否正在传送信号。如果在介质上检测到来自另一节点的载波信号，则表示另一设备正在进行传输。如果尝试传输的设备发现介质处于忙碌状态，它将等待并在稍后重试。如果未检测到载波信号，设备将开始传输数据。以太网和无线网络使用“争用”介质访问控制方法。

CSMA 过程也可能发生故障，两个设备将会同时传输。这称为数据冲突。如果发生数据冲突，两个设备发送的数据会损坏且需重新发送。

争用介质访问控制方法没有受控访问方法的开销。因而不需要用于跟踪轮到哪个设备访问介质的机制。但是，争用系统在介质使用率高的情况下无法很好地扩展。随着节点使用率和数量的增加，没有冲突地成功访问的概率不断降低。此外，由于这些冲突降低了吞吐量，需提供恢复机制来纠正错误。如基于以太网的CSMA/CD和CSMA/CA(802.11)。

 

CSMA 通常与用于解决介质争用的方法配合使用。两种常用方法为：

载波侦听多路访问/冲突检测

在载波侦听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD) 中，设备监视介质中是否存在数据信号。若无数据信号，则表示介质处于空闲状态，设备可传输数据。如果随后检测到另一设备此时正在进行传输，所有设备将停止发送并在稍后重试。传统的以太网形式便是使用此方法。

载波侦听多路访问/冲突避免

在载波侦听多路访问/冲突避免 （CSMA/CA) 中，设备会检查介质中是否存在数据信号。如果介质空闲，设备将通过它想要使用的介质发送通知。然后，设备开始发送数据。802.11 无线联网技术即是使用此方法。