Đang tải... (xem toàn văn)
Điều khiển truy cập đường truyền Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại Học Bách Khoa Hà Nội
1 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Tham khảo Điềukhiểntruynhập đường truyền Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Các giao thức đatruynhập –Giải quyếtcácvấn đề liên quan đếnmôi trường dùng chung –Mộtsố loại: • Contention protocols: giảiquyếtvấn đề xung đột sau khi nó xảyra. • Collision-free protocols (ví dụ: bit-map protocol và binary countdown) đảmbảoxungđột không bao giờ xảyra 2 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Kỹ thuậtchiasẻ kênh Channel Sharing Techniques Static Channelization Dynamic Medium Access Control Scheduling Random Access Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Phân loại các giao thức đatruynhập Multiple access protocols Contention-based Conflict-free Random access Collision resolution FDMA, TDMA, CDMA, Token Bus, DQDB, etc ALOHA, CSMA, BTMA, ISMA, etc TREE, WINDOW, etc DQDB: Distributed Queue Dual Bus BTMA: Busy Tone Multiple Access ISMA: Internet Streaming Media Alliance 3 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Contention Protocols • Pure ALOHA – Phát triểnnăm 1970 bởi Hawaii University. – Xác nhậnviệc truyền thành công qua nhận đượcACK của phía nhận • Slotted ALOHA –Cảitiến: Thờigianđược chia thành nhiều khevàkhungchỉđược truyềntạithời điểm bắt đầucủamỗikhe Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 • CSMA (Carrier Sense Multiple Access) –Cảitiến: Bắt đầutruyềnkhikhôngthấy node nào đang truyền • CSMA/CD (CSMA with Collision Detection) –Cảitiến: Dừng việctruyềnnếuxungđộtxảyra • CSMA/CA (CSMA with Collision Avoidance) –Cảitiến: Đợikhoảng thờigianngẫu nhiên và thử lạikhi đường truyền không bận (carrier is quiet). Nếuvẫnvậythì truyềndữ liệu • CSMA/CA with ACK • CSMA/CA with RTS/CTS Contention Protocols 4 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Pure ALOHA Trong pure ALOHA, khung đượctruyềntạicácthời điểmtuỳ ý Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Khi khung sẵnsàngtruyền, máy phải đợi đếnthời điểmbắt đầucủamộtslot Slotted ALOHA 5 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 So sánh thông lượng ALOHA Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 CSMA • Thông lượng tối đacủa slotted ALOHA là 0.368. • CSMA có nhiềucảitiếnso vớiALOHA bằng cách lắng nghe đuờng truyềntrước khi truyền 6 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Cơ chế xung đột trong CSMA 1 2 3 Time Collision 4 Node 4 sense Delay 5 Node 5 sense Delay Node 1 Packet Node 2 Packet Node 3 Packet Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Các loạiCSMA CSMA Nonpersistent CSMA Persistent CSMA Unslotted Nonpersistent CSMA Unslotted persistent CSMA Slotted Nonpersistent CSMA Slotted persistent CSMA 1-persistent CSMA p-persistent CSMA 7 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Nonpersistent/x-persistent CSMA •Giaothức Nonpersistent CSMA: Bước1: Nếu đường truyềnrỗi, truyền ngay lậptức Bước2: Nếu đường truyềnbận, đợimộtkhoảng thờigian ngẫu nhiên và lặplạibước1 –Gi átrị backoff ngẫu nhiên làm giảmxácxuấtxungđột –Nếu backoff quá lớpsẽ lãng phí thờigianrỗi •Giaothức1-persistent CSMA: Bước1: Nếu đường truyềnrỗi, truyền ngay lậptức Bước2 : Nếu đường truyềnbận, tiếptụclắng nghe đếnkhi đường truyềnrỗithìmớitruyền –S ẽ xảyrahiệntượng xung độtnếu 2 node muốntruyềnlại (thường sẽ dừng việctruyềnsauvàilầnthử) Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 •Giaothức p-persistent CSMA : Bước1: Nếu đường truyềnrỗi, truyềnvớixácsuấtp vàchờđể truyềntrongkhethờigiantiếptheo(thờigiantrễđường truyền lớnnhấtchomột gói tin) vớixácxuất (1-p) Bước2: Nếu đường truyềnbận, tiếptụclắng nghe đếnkhiđường truyềnrỗi thì quay lạibước1 -Một cách thoả hiệpgiữa nonpersistent and 1-persistent CSMA Nonpersistent/x-persistent CSMA 8 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Lựachọngiátrị p như thế nào ? •Giả sử N node muốngửitin vàđường truyền đang bận • Np đượcxemlàsố Node thử truyềnkhi đường truyềnbắt đầurỗi •Nếu Np > 1, xung độtcóthể xảyra Vì vậyphải đảmbảo Np < 1 để tránh xung đột, trong đóN làsố node hoạt động lớnnhấttạimộtthời điểm Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 Throughput 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 S Aloha Slotted Aloha 1-persistent CSMA 0.5-persistent CSMA 0.1-persistent CSMA 0.01-persistent CSMA Nonpersistent CSMA 9 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 CSMA/CD (CSMA with Collision Detection) • Trong CSMA, nếu 2 node bắt đầugửi khung tạicùng thời điểm, mỗi node sẽ vẫntruyền toàn bộ khung mặc dù có xung độtxảyra. – >Lãng phí thờigianchoviệctruyềncả khung tin. •CSMA/CD Bước1: Nếu đường truyềnrỗi, truyền khung tin Bước2: Nếu đường truyềnbận, tiếptụclắng nghe đếnkhiđường truyềnrỗi thì truyền Bước3: Nếu xung đột được phát hiện trong quá trình truyền, ngừng ngay việctruyền Bước4: Đợimộtkhoảng thờigianngẫu nhiên và thựchiệnlạithuật toán trên Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 CSMA/CD A B (α is the propagation time) T 0 A begins transmission A B B begins transmission Time T 0 +α-ε A B B detects collision T 0 +α A B A detects collision just before end of transmission T 0 +2α -ε 10 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 CSMA/CA (CSMA with collision Avoidance) •Tấtcả các node lắng nghe đường truyềngiống như trong CSMA/CD. • Node sẵnsàngtruyềnsẽ phát sóng cảm ứng. •Nếu đường truyềnbận, đợi đếnkhikết thúc quá trình việctruyền hiệntại •Nósẽ tiếptục đợimộtkhoảng thờigianxácđịnh trướcDIFS (Distributed inter frame Space). •Nhậnlấymộtgiátrị ngẫu nhiên củakhethờigian(giátrị khởi đầu củabộđếmbackoff) trongmột contention window để ch ờ trướckhi truyền 1 khung. •Nếuhiện đang có một quá trình truyềntin bởimột node khác trong chu kỳ thời gian này (backoff time), node sẽ giữ nguyên giá trị bộ đếm. •Tiếptục đếm lùi sau khi node khác kết thúc việctruyền + DIFS. Node có thể bắt đầuviệctruyềnkhibộđếm đến0 Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 CSMA/CA Time Node A’s frame Nodes B & C sense the medium Nodes B resenses the medium and transmits its frame. Node C freezes its counter. Node B’s frame Nodes C starts transmitting. Delay: B Delay: C Nodes C resenses the medium and starts decrementing its counter. Node C’s frame [...]... 07/08 Sơ đồ 1 A B Sơ đồ 2 C D A B C D - A đang truy n dữ liệu sang B - B đang truy n dữ liệu sang A - C nằm ngoài tầm sóng của trạm A - C nằm trong tầm sóng của trạm B - C cũng muốn truy n dữ liệu sang B - C muốn truy n dữ liệu sang D - C đa ra kết luận sai về trạm B - C đa ra kết luận sai về môi trờng truy n thông - C vẫn truy n dữ liệu sang trạm B - C không truy n dữ liệu sang D Hanoi University of Technology... Electronics and Telecommunications 07/08 CSMA/CA with RTS/CTS Phớa gi s gi bn tin RTS (request to send) sau khi ng truyn ri sau khong thi gian ln hn DIFS Phớa nhn tr li bng bn tin CTS (clear to send) sau khi ng truyn ri mt khong thi gian SIFS Sau ú d liu c truyn RTS/CTS c s dng cho vic t ch ung truyn vỡ vy xung t ch xy ra vi cỏc bn tin iu khin Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications... Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 07/08 CSMA/CA with ACK Phớa nhn s gi ACK ngay sau khi nhn c khung tin m khụng cn thm dũ ng truyn Khung ACK c truyn sau khong thi gian SIFS (Short Inter-Frame Space) (SIFS < DIFS) Nu ACK b mt, vic truyn li s c tin hnh Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 11 CSMA/CA/ACK 07/08 DIFS Source Time Data SIFS Destination... SIFS SIFS CTS Destination ACK DIFS Contention window Next Frame Other Backoff after defer Defer access Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications RTS/CTS 07/08 Node A Tr truyn lan Node B RTS CTS Data ACK Hanoi University of Technology Faculty of Electronics and Telecommunications 13 07/08 Wireless LAN Protocols A wireless LAN (a) A transmitting (b) B transmitting Hanoi . đường truy nrỗi, truy n ngay lậptức Bước2 : Nếu đường truy nbận, tiếptụclắng nghe đếnkhi đường truy nrỗithìmớitruyền –S ẽ xảyrahiệntượng xung độtnếu 2 node muốntruyềnlại (thường sẽ dừng việctruyềnsauvàilầnthử) Hanoi. Nếu đường truy nrỗi, truy nvớixácsuấtp vàchờđể truy ntrongkhethờigiantiếptheo(thờigiantr đường truy n lớnnhấtchomột gói tin) vớixácxuất (1-p) Bước2: Nếu đường truy nbận, tiếptụclắng nghe đếnkhiđường truy nrỗi. mỗi node sẽ vẫntruyền toàn bộ khung mặc dù có xung độtxảyra. – >Lãng phí thờigianchoviệctruyềncả khung tin. •CSMA/CD Bước1: Nếu đường truy nrỗi, truy n khung tin Bước2: Nếu đường truy nbận, tiếptụclắng nghe