网络设计第九问媒体访问控制——谁什么时候能发共享介质上同一时间只能有一台设备在说话。两台同时说——冲突——两方的帧都损坏——都得重发。这就是媒体访问控制要解决的问题谁先来、怎么排队、冲突了怎么恢复。文章目录网络设计第九问媒体访问控制——谁什么时候能发一、CSMA/CD——以太网的核心二、CSMA/CA——WiFi 的核心三、TDMA、FDMA、CDMA——移动通信的多个维度四、总结一、CSMA/CD——以太网的核心早期以太网是一根同轴电缆——所有设备挂在同一根线上。发送前先听——静默→可以发。但另一种情况——两方同时开始发——在途中冲突——双方都检测到信号异常——都停下来——各自随机等一段时间再重发。这个过程就是 CSMA/CD载波侦听 冲突检测。发送前聆听、发送中检测有无冲突、冲突后随机退避。但今天的交换机已经是全双工——发送和接收不在同一线上——不再有冲突——CSMA/CD 已经退化——它只在某些历史端口协商中被提及。二、CSMA/CA——WiFi 的核心无线里冲突不能在内送时被检测到——因为一个设备不可能在发送信号的同时听到另一个设备的较弱信号——自己的发送功率压过其他所有。所以是 CSMA/CA——CA 碰撞避免。在发之前先送一个短请求帧——AP 回应一个确认——发送设备获得介质——再发数据。收到每个帧后接收设备发一个 ACK——丢失则重发。还有 RTS/CTS——更高级的避免——在发完整帧之前先用短帧预约信道——减少碰撞浪费因为碰撞只浪费短 RTS 帧——不损毁长数据帧。三、TDMA、FDMA、CDMA——移动通信的多个维度蜂窝网络中——同一个基站服务多个电话——不能靠竞争——共享太慢且不可靠。TDMA——时间分多址——每台设备分到时隙——轮流发FDMA——频率分多址——不同设备用不同频率——同时发CDMA——每个设备用一个不同的编码——所有设备同时、同频发——接收端通过卷积解码分离4G/5G 用 OFDMA——在频率上的子载波复用——每个设备拿一些子载波——灵活适应流量。四、总结交换机时代让以太网的冲突成了历史——物理上不再碰撞。无线退而用 CSMA/CA 做冲突避免——因为它无法在发送中检测到。蜂窝基站则用 TDMA/FDMA/CDMA/OFDMA 这种有序分配方式——因为它必须保证通话质量。✅ 亮点从以太网→WiFi→蜂窝通信逐级递进讲清楚三种共享介质的冲突解决方式的根本物理限制——无线不能同时收发所以只能避免不能检测。扩展方向5G NR 的帧结构与时隙分配、OFDMA 在数字通信中的数学原理。
网络设计第九问媒体访问控制——谁什么时候能发共享介质上同一时间只能有一台设备在说话。两台同时说——冲突——两方的帧都损坏——都得重发。这就是媒体访问控制要解决的问题谁先来、怎么排队、冲突了怎么恢复。文章目录网络设计第九问媒体访问控制——谁什么时候能发一、CSMA/CD——以太网的核心二、CSMA/CA——WiFi 的核心三、TDMA、FDMA、CDMA——移动通信的多个维度四、总结一、CSMA/CD——以太网的核心早期以太网是一根同轴电缆——所有设备挂在同一根线上。发送前先听——静默→可以发。但另一种情况——两方同时开始发——在途中冲突——双方都检测到信号异常——都停下来——各自随机等一段时间再重发。这个过程就是 CSMA/CD载波侦听 冲突检测。发送前聆听、发送中检测有无冲突、冲突后随机退避。但今天的交换机已经是全双工——发送和接收不在同一线上——不再有冲突——CSMA/CD 已经退化——它只在某些历史端口协商中被提及。二、CSMA/CA——WiFi 的核心无线里冲突不能在内送时被检测到——因为一个设备不可能在发送信号的同时听到另一个设备的较弱信号——自己的发送功率压过其他所有。所以是 CSMA/CA——CA 碰撞避免。在发之前先送一个短请求帧——AP 回应一个确认——发送设备获得介质——再发数据。收到每个帧后接收设备发一个 ACK——丢失则重发。还有 RTS/CTS——更高级的避免——在发完整帧之前先用短帧预约信道——减少碰撞浪费因为碰撞只浪费短 RTS 帧——不损毁长数据帧。三、TDMA、FDMA、CDMA——移动通信的多个维度蜂窝网络中——同一个基站服务多个电话——不能靠竞争——共享太慢且不可靠。TDMA——时间分多址——每台设备分到时隙——轮流发FDMA——频率分多址——不同设备用不同频率——同时发CDMA——每个设备用一个不同的编码——所有设备同时、同频发——接收端通过卷积解码分离4G/5G 用 OFDMA——在频率上的子载波复用——每个设备拿一些子载波——灵活适应流量。四、总结交换机时代让以太网的冲突成了历史——物理上不再碰撞。无线退而用 CSMA/CA 做冲突避免——因为它无法在发送中检测到。蜂窝基站则用 TDMA/FDMA/CDMA/OFDMA 这种有序分配方式——因为它必须保证通话质量。✅ 亮点从以太网→WiFi→蜂窝通信逐级递进讲清楚三种共享介质的冲突解决方式的根本物理限制——无线不能同时收发所以只能避免不能检测。扩展方向5G NR 的帧结构与时隙分配、OFDMA 在数字通信中的数学原理。
