بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
شبکه هاي کامپيوتري
فصل چهارم:
لايه پيوند داده (Datalink Layer)
کنترل دسترسی به رسانه مشترک
اسلاید 2 :
ارتباط های دسترسی چندگانه
رسانۀ مشترک پایه ای برای شبکه های همه پخشی
کم هزینه: بصورت امواج رادیویی ، سیم مسی یا زوج سیم به هم تابیده
M کاربر با همه پخشی بر روی رسانه ارتباط برقرار می کنند.
مسألۀ اصلی: چطور رسانه را به اشتراک بگذاریم؟
اسلاید 3 :
Medium sharing techniques
Static channelization
Dynamic medium access control
Scheduling
Random access
روش های اشتراک رسانه
تقسیم بندی رسانه
تخصیص اختصاصی به کاربران
ارسال ماهواره ای
تلفن های سلولی
سرکشی: استفاده از نوبت
درخواست بازۀ زمانی برای ارسال در زمانبندی
Token ring
Wireless LANs
هماهنگی ضعیف
ارسال ، صبر ، تلاش دوباره اگر لازم باشد
Aloha
Ethernet
اسلاید 4 :
زمانبندی: سرکشی
Poll 1
Data from 1
Poll 2
Data from 2
Data to M
اسلاید 5 :
Ring networks
زمانبندی: Token-Passing
token
ایستگاهی که token را در اختیار دارد، درون حلقه ارسال می کند.
token
Data to M
اسلاید 6 :
Multitapped Bus
دسترسی تصادفی
Transmit when ready
Transmissions can occur; need retransmission strategy
اسلاید 7 :
ALOHA
از روش کلی Stop & Wait استفاده میکند.
یک ایستگاه هر زمان که داده برای ارسال داشته باشد ارسال می کند.
اگر بیش از یک فریم ارسال شود، آن ها با هم تداخل می کنند ( تصادم ) و از دست می روند.
اگر ACK ها در زمان timeout دریافت نشوند، یک ایستگاه یک زمان backoff تصادفی انتخاب می کند ( برای جلوگیری از تصادم های پی در پی)
ایستگاه پس از زمان بازگشت به عقب ( backoff) ارسال مجدد انجام می دهد.
t0-X
t0+X
t0+X+2tprop
t0+X+2tprop + B
بازه آسیب پذیری
Time-out
مدت زمان بازگشت به عقب B
اولین ارسال
ارسال مجدد
اسلاید 8 :
مدل ALOHA
تعاریف و فرضیات
زمان ارسال فریم X است ( فرض می شود ثابت است.)
کارایی U ( متوسط تعداد فریم های ارسال شدۀ موفق در زمان X)
بار G ( متوسط تعداد تلاش های ارسال در زمان X )
احتمال ارسال موفق یک فریم : Psuccess
اگر احتمال ارسال موفق 0.4 باشد و ما 20 بار برای ارسال بسته تلاش کرده باشیم. نهایتاً 8 بسته با موفقیت ارسال شده است.
هر ارسالی که در بازۀ خطر ارسال شود منجربه تصادم می شود.
موفقیت در صورتی که هیچ بسته ای در مدت 2X برای ارسال نرسد.
اسلاید 9 :
مدل ALOHA
تحلیل آماری نشان می دهد که احتمال ارسال k فریم در بازه زمانی t (زمان ارسال فریم جاری) از توزیع پواسان پیروی می کند:
G متوسط تولید فریم جدید در واحد زمان(همان بازه زمانی t است) در G هم فریم های اصلی و هم فریم های ارسال مجدد در اثر تصادم در نظر گرفته می شوند. بازه کانال برابر با حاصل ضرب میزان بار(G) در احتمال موفقیت در ارسال (عدم تصادم) می باشد که این احتمال از رابطه زیر به دست می آید:
بنابراین راندمان کانال در روش ALOHA از رابطه زیر به دست می آید:
اسلاید 10 :
کارایی مدل ALOHA
روابط مهم حل مسایل در پروتکل های ALOHA به صورت زیر است. (ρ طول دوره آسیب پذیری است.)
M: تعداد ایستگاه ها
λ: نرخ تولید فریم
L: طول فریم
T: نرخ ارسال فریم
R: نرخ ارسال بیتی
اسلاید 11 :
Slotted ALOHA
زمان به بازه های X ثانیه ای تقسیم می شود.
ایستگاه ها با زمان فریم ها سنکرون می شوند.
ایستگاه ها فریم ها را در اولین بازه پس از رسیدن فریم ارسال می کنند.
اندازۀ backoff ضریبی از بازه های زمانی است.
(k+1)X
t0 +X+2tprop+ B
Time-out
Backoff period B
t0 +X+2tprop
تنها فریم هایی که درx ثانیۀ اولی می رسند تصادم می کنند.
زمان تصادم به مدت زمان طول بسته کاهش می یابد.
بازه آسیب پذیری
اسلاید 12 :
کارایی Slotted ALOHA
احتمال هیچ ورودی در X ثانیه اول نرسد
احتمال هیچ ورودی در n مرحله نرسد
اسلاید 13 :
مدل SLOTTED ALOHA
روابط مهم حل مسایل در پروتکل های ALOHA به صورت زیر است. (ρ طول دوره آسیب پذیری است.)
M: تعداد ایستگاه ها
λ: نرخ تولید فریم
L: طول فریم
T: نرخ ارسال فریم
R: نرخ ارسال بیتی
اسلاید 14 :
مثال
یک شبکه ALOHA فریم های 200 بیتی را روی کانالی با نرخ kbps200 انتقال می دهد.گذردهی چقدر خواهد بود اگر همه ایستگاهها با یکدیگر 1000 فریم بر ثانیه تولید کنند؟
اسلاید 15 :
Carrier Sensing Multiple Access (CSMA)
یک ایستگاه پیش از آغاز ارسال کانال را بررسی می کند.
اگر مشغول باشد صبر می کند یا backoff را زمان بندی می کند ( گزینه های مختلف)
اگر آزاد باشد ، ارسال را آغاز می کند.
دورۀ خطر به tprop کاهش می یابد.(به دلیل تأثیر بررسی کانال)
زمانی که تصادم رخ می دهد کل زمان ارسال فریم را درگیر می کند.
اگر tprop >X (or if a>1) ، هیچ بهبودی نسبت به ALOHA یا slotted-ALOHA ندارد.
اسلاید 16 :
رفتار ارسال کننده زمانی که کانال مشغول حس می شود:
1-persistent CSMA( حریصانه ترین)
با آزاد شدن کانال ارسال سریعاً آغاز می شود.
تأخیر کم و کارایی کم
Non-persistent CSMA ( کمترین حریصانگی)
به اندازۀ یک بازۀ backoff صبر می کند و دوباره کانال را بررسی می کند.
تأخیر زیاد و کارایی زیاد
p-persistent CSMA ( حریصانگی تنظیم شده)
تا زمانی که کانال آزاد شود صبر می کند و با احتمال p ارسال می کند و یا به اندازۀ یک بازۀ زمانی کوچک یا mini-slot صبر می کند و کانال را با احتمال 1-p دوباره بررسی می کند.
کارایی و تأخیر می توانند متوازن شوند.
انتخاب ها در CSMA
Sensing
اسلاید 17 :
CSMA با تشخیص تصادم (CSMA/CD) IEEE 802.3
برای تشخیص تصادم نظارت می کند و ارسال را قطع می کند.
ایستگاه هایی که فریم برای ارسال دارند ابتدا کانال را بررسی می کنند.
پس از آغاز ارسال ، ایستگاه همچنان به کانال گوش می کند تا تصادم احتمالی را تشخیص دهد.
اگر تصادمی کشف شود، تمام ایستگاه هایی که در حال ارسال بوده اند ، ارسال را متوقف می کنند و یک زمان backoff تصادفی را برنامه ریزی می کنند و در زمان برنامه ریزی شده دوباره تلاش می کنند.
در CSMA تصادم باعث هدر رفتن X ثانیه برای ارسال ادامۀ فریم می شد.
روش CSMA-CD این هدر رفتن را با تشخیص تصادم و قطع ارسال کاهش می دهد.
اسلاید 18 :
زمان عکس العمل در CSMA/CD
It takes 2 tprop to find out if channel has been captured
اسلاید 19 :
مدل CSMA/CD
فرضیات:
تصادم ها می توانند در 2tprop کشف و رفع شوند.
زمان در دورۀ تصادم به 2tprop بازه تقسیم می شود.
فرض کنید n ایستگاه مشغول داریم که هر کدام ممکن است با احتمال p در بازۀ رقابت ارسال کنند.
زمانی که بازۀ رقابت سپری شد، ( یک ایستگاه موفق به تسخیر کانال شد) ، به اندازۀ X ثانیه طول می کشد بسته ارسال شود.
به اندازۀ tprop طول می کشد که بازۀ رقابتی بعدی آغاز شود.
اسلاید 20 :
تصمیم گیری در رقابت
چقدر طول می کشد رقابت انجام شود؟
یک رقابت موفق است اگر تنها یک ایستگاه در آن ارسال نماید.
با استفاده از احتمال موفقیت Psuccess می توان حداکثر تعداد رخداد را پیدا نمود: p=1/n
بطور متوسط e = 2.718 اسلات زمانی باید تلاش شود تا رقابت به نتیجه برسد
متوسط زمان رقابت برابر است با
ثانیه
