пр1 / Мн_дост__
.pdf
Случайные методы доступа без контроля несущей
Тактированная ALOHA – протокол случайного много станционного доступа ALOHA, при котором передача информации начинается только в начале такта.
Такты (моменты времени, в которые разрешается начинать передачу)
Момент появления сообщения для передачи в буфере станции
1 |
2 |
3 |
N |
Сигнал |
|
|
. . . . |
|
от 1 узла |
Сигнал
от 2 узла
Общая разделяемая среда передачи
Сигнал в общей
разделяемой pK2 < pK1 среде
коллизия
pK2 - вероятность возникновения конфликта
Алгоритм функционирования тактированная ALOHA
•Тактированная Aloha. Суть метода в том, что ось времени разбивается на отрезки длительностью t . На каждом последующем такте передаются кадры, появившиеся на предыдущем.
•Тактирование привело к тому, что интервал коллизии уменьшается в 2 раза, а пропускная способность увеличивается в 2 раза
Случайные методы доступа без контроля несущей
Синхронный случайный доступ (ССД) – протокол множественного доступа, при котором передача информации начинается только в начале такта, при этом все станции “подключаются” к среде передачи через стохастический ключ, который разрешает/запрещает станции передачу на такте случайным образом.
Момент появления сообщения |
Такты (моменты времени, в которые |
для передачи в буфере станции |
разрешается начинать передачу) |
qд – вероятность замыкания |
|
ключа на такте (qд=1/N) |
|
1 |
2 |
. . . . |
N |
Сигнал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
от 1 узла |
|
|
0 – разомк. |
|
|
|
|
1 – замк. |
|
Сигнал |
|
|
|
|
от 2 узла |
0 |
1 |
1 |
|
||
1 |
0 |
1 |
Общая разделяемая среда передачи |
Сигнал |
||
|
в общей |
||
|
разделяемой |
||
pK3 < pK2 < pK1 |
среде |
|
|
коллизия |
|||
|
|||
pK3 |
|
||
- вероятность возникновения конфликта |
|||
Случайные методы доступа с контролем несущей
Для всех случайных методов доступа без контроля несущей характерно:
-Многостанционный доступ. Среда доступна любой станции.
-Отсутствие контроля состояния среды. Станции не проверяют состояние канала (свободен или занят), а передают информацию в любые случайные моменты времени.
-Отсутствие проверки конфликта.
Отличие от них случайных методов доступа с контролем несущей:
Непосредственно перед отправкой кадра передающая станция слушает канал (т. е. принимает и анализирует возникающие на нем электрические сигналы), чтобы обнаружить, не передается ли уже по кабелю кадр данных от другой станции. Если опознается несущая (carrier-sense, CS), то станция откладывает передачу своего кадра
Случайные методы доступа с контролем несущей
Непрерывный CSMA(carrier sense multiply access) - метод множественного доступа с опознаванием несущей.
Момент появления сообщения для передачи в буфере станции
1 |
|
2 |
|
3 |
. . . . |
N |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общая разделяемая среда передачи
pK4 < pK3 < pK2 < pK1
Сигнал от 1 узла
Сигнал от 2 узла
Сигнал от 3 узла
Сигнал |
в общей |
разделяемой |
среде |
pK4 - вероятность возникновения конфликта |
коллизия |
Случайные методы доступа с контролем несущей
Ненепрерывный CSMA(carrier sense multiply access)
Отличие от непрерывного: станция пытается вновь передать свой кадр не сразу по установлению “0” уровня в канале, а откладывает передачу на некоторое случайное время.
Момент появления сообщения |
Случайный интервал времени, |
|
для передачи в буфере станции |
||
откладывающий передачу |
||
|
1 |
|
2 |
|
3 |
. . . . |
N |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общая разделяемая среда передачи
pK5 < pK4 < pK3 < pK2 < pK1
Сигнал от 1 узла
Сигнал от 2 узла
Сигнал от N узла
Сигнал |
в общей |
разделяемой |
среде |
pK5 - вероятность возникновения конфликта |
коллизия |
Случайные методы доступа с контролем несущей
CSMA/CD (carrier sense multiply access with collision detection) - метод множественного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий.
Отличие от предыдущего: все станции одновременно наблюдают за возникающими на кабеле сигналами. Если передаваемые и наблюдаемые сигналы отличаются, то фиксируется обнаружение коллизии (collision detection, CD).
Момент появления сообщения для передачи в буфере станции
Сигнал от 1 узла
1 |
2 |
. . . . |
N |
Сигнал от 2 узла
Общая разделяемая
среда передачи
Сигнал от N узла
Сигнал в общей
pK6 < pK5 < pK4 < pK3 < pK2 < pK1 разделяемой среде
Случайный интервал времени, откладывающий передачу
Обнаружение
коллизии
Jam-последова- тельность(32 бита)
коллизия
pK6 - вероятность возникновения конфликта
Случайные методы доступа
Случайный доступ
Тактированный(доменный) |
Нетактированный(недоменный) |
Н-р:Тактированная ALOHA |
Н-р: Pure ALOHA |
Метод доступа CSMA также может быть:
тактированным и не тактированным
Пусть:
p – вероятность того, что сразу при освобождении канала станция начнет передачу своего кадра
Если p=1, то станция сразу начинает передачу. Обозначение: CSMA (p=1)
Если 0<p<1 , то в случае освобождения канала, станция с вероятностью р передает кадр, а с вероятностью (1 — р) откладывает передачу на t секунд, например, на следующий временной домен(такт).
Обозначение: CSMA (0<p<1) например: CSMA (p=0,5)
Сравнение случайных методов доступа
Пропускная способность за время передачи кадра
Семенов Ю.А. (ГНЦ ИТЭФ) http://book.itep.ru/4/net_4.htm
0,9
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CSMA(p |
=0,1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
|
CSMA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
=1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,3 |
|
|
|
не |
|
CSMA( |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
кт |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Такт |
|
|
та |
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
AL |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
||
|
A |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
LOHA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
6 |
7 |
8 |
|
Число попыток за время передачи кадра
Корректность работы метода доступа CSMA/CD
В сетях использующих CSMA/CD для уменьшения pк применяются следующие меры:
-“прослушивание” канала перед передачей
-после окончания передачи кадра все станции сети выдерживают технологическую паузу в 9,6 мкс(для Ethernet)
Однако несмотря на эти меры коллизии могут возникнуть. Так как время распространения сигнала в канале не равно 0.
Поэтому используется механизм:
обнаружения и исправления коллизии (прекращение передачи)
Для того чтобы корректно “работал” механизм обнаружения и исправления коллизии в таких сетях существуют ограничения на:
-длины сегментов и их количество
-количество станций в сети
-максимальную длину передаваемых кадров и пр.