計算機(jī)通信網(wǎng)》第4章mac子層-預(yù)覽頁
【正文】 LOHA ? 工作原理 ? 節(jié)點只要有數(shù)據(jù)就可以直接占用信道，啟動發(fā)送 ? 不考慮與別的站點是否沖突的無序競爭， “ 想發(fā)就發(fā) ” ? 可以預(yù)測 ? 幀速率較大時，沖突會急劇上升 ? 只能工作在幀速率較小的場合 ? 何種幀速率適合 Pure ALOHA ? Pure ALOHA所能達(dá)到的吞吐率 70年代，夏威夷大學(xué)為了用無線電將分散在各個島嶼的計算機(jī)連接起來，Norman Abramson等人設(shè)計了一種巧妙地解決信道分配問題的新算法，稱為ALOHA（ or pure ALOHA)。 r = radom(0, 2k)。 ? 數(shù)據(jù)傳輸速率不同 ? 緩沖區(qū)的溢出 ? 幀的最大長度不同 ? : 1500字節(jié)； :8191字節(jié) 。 end of while r為計算出的延時時間片 34 競爭訪問信道 ? 競爭訪問信道面臨的問題及解決方案 ? 有沖突出現(xiàn) ? 盡量減少沖突－－降低沖突概率 ? 監(jiān)聽載波 ? 隨機(jī)后退 ? 盡量減小沖突帶來影響 ? 分時槽 ? 監(jiān)聽載波 ? 沖突檢測 ? 減少用戶發(fā)送延遲 ? 發(fā)送延遲：從準(zhǔn)備發(fā)送到正確發(fā)送數(shù)據(jù)的時間間隔 ? 降低沖突概率 ? 減小沖突持續(xù)時間 35 典型的多路訪問協(xié)議 ? 無沖突的協(xié)議：控制節(jié)點訪問信道次序 ? 位圖協(xié)議－－預(yù)定協(xié)議 ? 在信道訪問前先申請（預(yù)定）信道，然后按序訪問 ? 發(fā)送站在自己的爭用時隙中置位 ? 在爭用時隙結(jié)束后，各發(fā)送站按順序發(fā)送 36 典型的多路訪問協(xié)議 ? 無沖突的協(xié)議： 二進(jìn)制倒計數(shù)法 ? 各發(fā)送站發(fā)送自己的地址，同時監(jiān)聽自己發(fā)出的地址是否改變 ? 地址發(fā)完后，沒有發(fā)現(xiàn)地址改變的發(fā)送站繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù) 37 無沖突協(xié)議 ? 二進(jìn)制倒計數(shù)法 例 站 A、站 B、站 C、站 D，地址分別為 00 0100、 100 1010 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 假設(shè)四個站點同時希望發(fā)送，它們將自己的地址送出， 并同時監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)。因此，需要錯開各站點啟動發(fā)送的時間。 該協(xié)議開創(chuàng)了通信介質(zhì)共享領(lǐng)域的新時代 18 Pure ALOHA 的性能 ? 為簡單起見，假定所有站點發(fā)送的幀是等長的，占用信道的時間為 T ? 設(shè)某個站點在 t時刻發(fā)送一個幀，該幀成功發(fā)送的條件是： ? 在 tT~t+T的 2T間隔內(nèi)沒有其它站點發(fā)送 (如圖所示 ) ? 即成功發(fā)送概率 P0(根據(jù)幀速率的泊松分布 )為 ? P0=P{2T內(nèi)無幀產(chǎn)生 }=e2G ? 由 S=GP0，可得 Pure ALOHA的吞吐率 ? S=Ge2G 站 1 站 2 … t t+T t T 站 N 19 Pure ALOHA 性能曲線 ? 性能描述 ? 當(dāng)幀速率 G小于信道容量的 50%時，發(fā)送幀產(chǎn)生的沖突較少，吞吐率隨幀速率而增加 ? 當(dāng)幀速率 G大于信道容量的 50%后，發(fā)送幀產(chǎn)生的沖突急劇上升，吞吐率下降 ? Pure ALOHA的最佳性能出現(xiàn)在 G=，S=1/2e=（吞吐率為信道容量的 %) ? 信道利用率 (吞吐率 )低的原因是站點的無序競爭 00 1 2 3幀速率G吞吐率SS=Ge2G 理想吞吐率 20 Slot ALOHA ? 針對 Pure ALOHA無序競爭的沖突，加以改進(jìn) ? 改進(jìn)方法 ? 把信道劃分為 T為單位的時隙，站點只能在時隙的開始處發(fā)送幀 ? 沒有沖突、或完全沖突，減少沖突幀的持續(xù)時間 ? 改進(jìn)的代價是所有站點實現(xiàn)時隙的同步 (增加了實現(xiàn)難度 ) ? 誰負(fù)責(zé)時隙管理，管理者出故障怎么辦等 ? 改進(jìn)后，性能提高多少？ 21 Slot ALOHA ? 設(shè)：某個站點在 t時刻發(fā)送一個幀，該幀成功發(fā)送的條件是： ? 在 tT~t的間隔內(nèi)沒有新幀產(chǎn)生 (新幀將在 t時刻發(fā)送 ) ? 其概率為 P0=P{T內(nèi)無幀產(chǎn)生 }=eG ? Slot ALOHA的吞吐率為 ? S=GP0=GeG ? 與 Pure ALOHA相比 ? 減少了沖突的可能性 ? 可容納更高的幀速率 ? 從而提高了信道的吞吐率 ? Pure ALOHA的 2倍 ? 最大吞吐率 ? 出現(xiàn)在 G=100%處 ? S=1/e= 00 1 2 3 4 5幀速率G吞吐率S22 CSMA ? 如果發(fā)送和接收都在同一個信道上，發(fā)送之前可發(fā)現(xiàn)信道是否被其它站點占用，從而可以降低沖突 “ 先聽后發(fā) ” ? 工作原理：載波偵聽多路訪問 ? 發(fā)送前偵聽信道 ? 信道空閑，就啟動發(fā)送 ? 信道被占用，就等到信道空閑再發(fā)送 ? 如果有兩個以上站點都在等，一旦信道空閑就會同時發(fā)送而沖突。 attempts = attempts + 1。 :無上限 63 網(wǎng)橋小結(jié) ? 網(wǎng)橋是一個鏈路層的中繼轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備 ? 網(wǎng)橋的加入對站點無影響（除稍有延遲外） ? 站點不知道網(wǎng)橋的存在 ? 站點之間感覺就好像是直接互連通信的 ? 網(wǎng)橋?qū)霓D(zhuǎn)發(fā)完全透明 ? 轉(zhuǎn)發(fā)幀時，對幀不做任何改變 ? 只是按照幀中的目的地址轉(zhuǎn)發(fā)到合適的端口 ? 網(wǎng)橋的目的是使其連接的站點能夠互聯(lián)互通 ? 其互連規(guī)模有限，隔離性也有限 ? 但畢竟網(wǎng)橋只能在數(shù)據(jù)鏈路層互連站點 ? 范圍和規(guī)模都受限 ? 當(dāng)站點要跨越子網(wǎng)通信時，網(wǎng)橋?qū)o能為力 ★ 64 本章思考題 廣播信道的網(wǎng)絡(luò)，需要特別解決哪些點到點信道網(wǎng)絡(luò)不需要考慮的問題？面對這些問題，解決的措施有哪些？ 網(wǎng)橋是在哪一層轉(zhuǎn)發(fā)的設(shè)備？網(wǎng)橋的加入對站點通信有何影響？網(wǎng)橋的主要任務(wù)是什么？有何局限性？
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