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媒体接入的基本概念
媒体接入控制MAC（Medium Access Control）：协调多个发送核接收站点对一个共享传输媒体的占用
媒体接入控制：
静态划分信道：
预先固定好信道，非常不灵活，对于突发性传输信道利用率很低，通常在无线网络的物理层使用，而不是在数据链路层中使用，分为频分多址，时分多址，码分多址
动态接入信道
受控接入：已被淘汰
- 集中控制
- 分散控制
随机接入：
所有站点通过竞争随机的在信道发送数据，如果恰巧有两个或更多的站点在同一时刻发送数据，则信号在共享媒体上就要发生碰撞，即发生了冲突使得这些站点的发送都失败。因此，这类协议要解决关键问题：如何避免冲突，以及冲突后如何尽快的恢复通信
现在，点对点链路和链路层交换式局域网在有线领域已完全取代了共享式局域网，但由于无线通信的广播天性，无线局域网仍然使用共享媒体技术
CSMA/CD协议
载波监听多址接入/碰撞检测 CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）
多址接入MA：多个站连接在一条总线，竞争使用总线
载波监听CS：每个站在发送帧之前先检测一下总线上是否有其他站点在发送帧，即“先听后说”；若检测到总线空闲96比特时间，则发送这个帧
碰撞检测CD：每一个正在发送帧在站边发送边检测碰撞，即是“边说边听”；一旦发现总线上发生碰撞立刻停止发送，一段时间后再次发送
CSMA/CD协议不适用于无线网络。对于无线网络，可以使用CSMA/CA协议
CSMA/CD协议——争用期
- 主机最多经过2α就检测到碰撞（A->D->A），所以以太网的端到端往返传播时延2α为争用期或碰撞窗口
- 显然，在以太网中发生帧的主机越多，端到端的传播时延越大，发生碰撞的概率就越大。因此，共享式以太网不能连接太多的主机，使用的总线也不能太长
- 经过争用期还没有检测到碰撞，才能肯定这次发送不会发生碰撞
CSMA/CD协议——最小帧长
产生问题：如果主机A发送了一个很小的帧，发送完后主机A就不再检测碰撞了。然后主机C发送帧，由于主机A发送的帧很小，所以主机C因为判断总线空闲96比特时间，所以发送帧。但是总线实际并不空闲。这样子就必然发生碰撞。这样接收方就会收到A发送的并遭遇碰撞的帧，所以接收方会丢弃有差错的帧。但是A不知道发送的帧遭遇了碰撞，所以不会重发该帧。
所以以太网的帧长不能太短
以太网规定最小帧长为64字节，即是512比特（512比特即为争用期）；如果发送的帧没有64比特，就必须加入填充字节。
如果争用期内检测到碰撞，就立即中止发送，此时发送的数据一定小于64字节。因为凡是小于64字节的帧都是由于碰撞而异常终止的无效帧
**最小帧长=争用期*数据传输速率**CSMA/CD协议——最大帧长
产生问题：如果主机A给D发送一个很长的帧。那么发送过程中有可能该帧长期占据了总线的资源，导致其他主机检测到总线空闲没有96比特时间而长时间无法发送帧。同时接收方可能因为帧过于长导致缓冲区满了而溢出。
所以以太网V2的MAC帧最大长度设为1518字节，其中46~1500字节为数据载荷部分
插入VLAN标记后的802.1Q帧设最大长度为1522字节。其中数据载荷部分42~1500字节
CSMA/CD协议——截断二进制指数退避算法
退避时间=基本退避时间*随机数r
其中基本退避时间为争用期，随机数r从离10散的整数集合{0，1，….，$（2^k-1）$}中随机选出一个数.k=Min{重传次数，10}
若连续多次发生碰撞，就表明有较多的主机参与竞争信道。但使用上述退避算法可使重传需要推迟的平均时间随重传次数而增大，因为减少发生碰撞的概率，有利于整个系统的稳定
当重传次数16仍不成功，表明同时打算发送帧的主机太多，以至于连续发生碰撞，则丢弃该帧，并向高层报告
CSMA/CD协议——信道利用率
理想情况下：
- 各个主机发送帧不会发生碰撞
- 总线一旦空闲就有某个主机立即发送帧
- 发送一帧占用总线的时间为$T_0 + α$，而帧本身的发送时间为$T_0$，α是传送时延
极限的信道利用率$\large S_{max}=\LARGE\frac{T_0}{T_0+\alpha} = \frac{1}{1+\frac{\alpha}{T_0}}$。
设β=α/T_0。则β应该尽量小，以提高信道利用率；
以太网端到端的距离应该收到限制，减少α的值；以太网帧的长度应该尽量长些；
CSMA/CD协议——帧发送过程
CSMA/CD协议——帧接收流程
