P Persistent CSMA. Beispiel: Start. höre in den Kanal. Kanal frei? ja Senden? Warte einen Zeit Slot. nein. Warte einen Zeit Slot und dann.

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1 P Persistent CSMA Start Höre in den Kanal Beispiel: Kanal frei? ja Senden? (mit WK p) ja Sende Paket Kollision? nein Ende nein nein ja Warte einen Zeit Slot Warte einen Zeit Slot und dann höre in den Kanal Kanal frei? nein Warte zufällige Zeit ja Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 40

2 Quiz: Feststellen einer Kollision? Beispiel: Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 41

3 Durchsatz versus angebotene Last Wir analysieren nur den einfachsten Fall: Nonpersistent CSMA Annahmen: Gesamtrate an Nachrichten (d.h. neue und reübertragene) sei G Ankunftsrate der Nachrichten sei Poisson Verteilt (das ist eine vereinfachende Annahme) Propagation Delay sei a Zeiteinheiten Eine Paketübertragung dauert 1 Zeiteinheit Was itd ist der Durchsatz S über die angebotene Last tg? Betrachte die Zufallsgrößen: S Das Ideal B = Länge einer Busy Periode 1 I = Länge einer Idle Periode C = Länge eines Busy Idle Zyklus 1 G Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 42

4 Tafelbild Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 43

5 Durchsatz von ALOHA und CSMA Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze - Medienzugriffskontrolle 44

6 CSMA mit Kollisionsdetektion: CSMA/CD Start Beispiel: Persistent P Persistent Persistent Nonpersistent Starte Paketübertragung Kollision derweil? Ende nein ja Stoppe Paketübertragung Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 45

7 Binary Exponential Backoff Start Setze maximale Anzahl Slots N auf 2 Wähle einen zufälligen Zeit Slot k in {0,...,N 1}, und starte Übertragung zum Slot k Letztes Frame Contention Periode Nächstes Frame nein Kollision? ja Mehr als 16 Versuche? ja Teile höherer Schicht mit, dass Paket nicht ausstellbar Ende nein Setze N auf 2*N, wenn N<1024 Bemerkung: dies sind die Parameter aus Ethernet. Die Länge eines Zeitslots wird auf 2*Maximum Propagation Delay festgelegt. Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 46

8 Quiz: warum 2*Propagation Delay? Maximales Propagation Delay sei 1 2 Wie weit können Startzeitpunkte von zwei kollidierenden Nachrichten auseinander liegen? Wie lange dauert es maximal bis alle die Kollision erkannt haben? Also ist ab dem erstem Slot der Kanal einem Knoten sicher zugewiesen. Dann kann keine Kollision i mehr stattfinden. ttfi Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 47

9 CD erfordert Mindestpaketlänge Betrachte ein sehr kurzes Paket und etwas längeres Paket: Sender 1 Empfänger 1 Sender 2 Also: Paket sollte groß genug g sein, damit Sender die Kollision erkennen kann. Es sei p der maximale Propagation Delay und d die Datenrate. Welche Größe g sollte das Paket mindestens haben? Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 48

10 Multiple Access Protokolle Kollisionsfreie und Limited Contention Protokolle kll Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 49

11 Bit Map Protokoll Wechsel zwischen Contention und Frame Übertragungsphasen Es gibt eine feste Anzahl N von Knoten Jeder knoten hat eine eindeutige Nummer zwischen 0 und N 1 Was ist Kanaleffizienz (Nutz Bitsüber insgesamt gesendete Bits)? N=Anzahl Slots; jeder Slot ein Bit; d=anzahl Daten Bits Bei geringer Last: Bei hoher Last: Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 50

12 Binary Countdown Binary Countdown am Beispiel Was ist Kanaleffizienz (Nutz Bits über insgesamt gesendete Bits)? Beigeringer Last: Bei hoher Last: Wenn die Bits am Anfang als Adresse des Absenders Teil der Nachricht sind: Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 51

13 Wie erreicht man Fairness bei Binary Countdown? Problem: Knoten mit größeren Adresswerten werden bevorzugt. Idee: Binary Countdown nach Prioritätswerten. Beispiel: Knotenadressen: C H D A G B E F Prioritäten: Wenn D erfolgreich gesendet hat, ändern sich Prioritäten wie folgt Knotenadressen: C H D A G B E F Prioritäten: Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 52

14 Limited Contention Protokolle Protokolle mit itcontention ti (z.b. ALOHA, CSMA) Geringe Latenz bei geringer Last aber schlechte Kanaleffizienz bei hoher Last Kollisionsfreie Protokolle (z.b. Binary Countdown) Hohe Latenz bei geringer Last aber gute Kanaleffizienz bei hoher Last Warum nicht ein Protokoll welches sich bei geringer Last wieein ein ProtokollmitContention und bei Hoher Last wie ein kollisionsfreies Protokoll verhält? Zunächst: Was ist der Einfluss der Anzahl k Stationen auf die Performance bei Protokollen mit Contention? Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 53

15 Erfolgswahrscheinlichkeit einer Übertragung Also: die Performance degradiert auch schon bei wenigen übertragenden Knoten recht schnell. Idee: Versuche alle Teilnehmer in kleine Gruppe einzuteilen. Jede Gruppe kommt mal dran. Contention findet nur innerhalb der Gruppe statt. Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 54

16 Adaptive Tree Walk Protokoll Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 55

17 Adaptive Tree Walk Protokoll Level 0 Level 1 Level 2 Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 56

18 Tafelbild Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 57