基于OPNET的CSMACD协议研究与仿真(3)
图2 五层协议的体系结构
(1)应用层
应用层是体系结构中的最高层，它直接为用户的应用进程提供服务。其中进程是指正在运行中的程序。TCP/IP的应用层协议是客户-服务器方式。客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
(2)运输层
运输层的任务就是负责两个主机中进程之间的通信，其向它上面的应用层提供通信服务。根据应用的不同，运输层采用两种不同的协议，即面向连接的传输控制协议TCP和无连接的用户数据报协议UDP。
(3)网络层
网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信。其将运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行发送。因特网的网络层也叫网际层或IP层，这是因为其主要网络层协议是无连接的网际协议IP和许多种路由选择协议。
(4)数据链路层
其常简称为链路层。数据链路层将网络层交下来的IP数据包组装成帧，在相邻的两个节点之间以帧为单位传送数据。其在收到一个帧后从中提取数据上交网络层。
(5)物理层
物理层的任务就是进行透明地比特流传送，其本身要求经实际电路传送的比特流毫无变化。
2.2 以太网简介
局域网是计算机网络的重要组成部分，在计算机网络中占有非常重要的地位。其最主要的特点是：网络为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限。局域网能方便的共享昂贵的主机、软件、数据及外部设备，便于系统的扩展和演变，各站点的位置可进行灵活的调整和改变，提高了系统的可用性、可靠性及残存性。局域网按网络拓扑可分为星形网、环形网、总线网和树形网。局域网要着重考虑的一个重要问题就是如何使众多用户合理而方便地共享通信媒体资源和数据。媒体共享技术可分为两类：(1)静态划分信道，如频分、时分、波分和码分等各种复用技术；(2)动态媒体接入控制，又称多点接入。其中一种是随机接入，即所有用户都可随机的发送信息。另一种是受控接入，即用户必须服从一定的控制来发送数据。
最常见的局域网是以太网。传统以太网是指最早进入市场的速率为10Mb/s的以太网。以太网是美国施乐公司的 Palo Alto研究中心于1975年研制成功的，当时的数据速率为2.94Mb/s。1983年IEEE 802委员会制定了第一个IEEE的以太网标准，编号为802.3，数据率为10Mb/s。传统以太网可使用的传输媒体有铜缆(粗缆或细缆)、铜缆(双绞线)或光缆四种，其中10BASE-T双绞线以太网的出现是局域网发展史上一个非常重要的里程碑，其为以太网在局域网的统治地位奠定了牢固的基础。对于局域网的扩展，在物理层上扩展使用转发器和集线器，在数据链路层扩展使用网桥。高速以太网是指速率达到或超过100Mb/s的以太网。100BASE-T是在双绞线上传输100Mb/s基带信号的星型拓扑以太网。1995年其被IEEE定为正式的国际标准，代号为802.3u。吉比特以太网于1996年夏季问市，IEEE1998年将其定为正式的标准802.3z。
值得注意的一点是CSMA/CD协议主要应用于使用有线连接的局域网，而无线局域网却不能照搬CSMA/CD协议，这是因为要在无线局域网中实现“碰撞检测”功能花费过大，而且就算实现了这一功能在接收端仍有可能发生碰撞，这一功能就是失去了其存在的作用。无线局域网采用的802.11标准，使用的是CSMA/CA协议。
2.3 随机接入协议简介
随机接入协议以其良好的性能成为当今以太网中使用最为广泛、最重要的一种介质访问控制协议。最为常见的随机接入协议有ALOHA协议、CSMA协议、CSMA/CD协议和CSMA/CA协议。
(1) ALOHA协议
ALOHA协议是最早提出的随机接入协议，它是由夏威夷大学于1968年开始研制，于1971年建成，随后与卫星通信相连接，于1973年建成世界上第一个通过卫星进行数据包广播的网络[3]。