Verbesserung Slotted ALOHA

Transkript

1 Verbesserung Slotted ALOHA Starte Übertragung wann immer ein Datenpaket vorliegt Beginne die Übertragung jedoch nur zu Beginn von festen Zeit Slots Zeit Slot Paketankunft Paketübertragung Zeit Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 31

2 Performance von Slotted ALOHA Gleiche Annahmen für die Analyse: Dauer einer Paketübertragung sei konstant t. Sehr große Benutzerpopulation Gesamtpopulation erzeugt Pakete Poisson Verteilt mit einer mittleren Paketrate von G Paketen pro Paketübertragungszeit t (G beinhaltet neue Pakete und die Pakete die nochmal übertragen werden müssen) Was ist der Durchsatz S an Paketen pro Paketübertragungszeit? Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 32

3 Tafelbild Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 33

4 Vergleich zwischen ALOHA und Slotted ALOHA S 1 Das Ideal 1 G Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, 2003 Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 34

5 Multiple Access Protokolle Carrier Sense Multiple Access (CSMA) Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 35

6 Carrier Sensing Start Höre in den Kanal Diese Vorgehensweise nennt man Carrier Sense Multiple Access (CSMA) Kanal frei? Sende Paket??? Frage: Kann man nach hören in den Kanal immer sicher sein, dass der Kanal frei ist? Ende Frage: Was ist mit der Nachricht zu tun, wenn der Kanal nicht frei ist? Wann kann die Nachricht übertragen werden? Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 36

7 CSMA und Propagation Delay Beispiel: 1 Propagation Delay 2 Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 37

8 1 Persistent CSMA Start Beispiel: Höre in den Kanal Kanal frei? Sende Paket Warte solange bis Kanal frei wird Kollision? Ende Warte zufällige Zeit Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 38

9 Nonpersistent CSMA Start Beispiel: Höre in den Kanal Kanal frei? Sende Paket Warte zufällige Zeit Kollision? Ende Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 39

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

11 Feststellen einer Kollision am Sender? Beispiel: Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 41

12 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 ist der Durchsatz S über der angebotenen Last G? 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

13 Tafelbild Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 43

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

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

16 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 Kollision? Mehr als 16 Versuche? Teile höherer Schicht mit, dass Paket nicht ausstellbar Ende Setze N auf 2*N Bemerkung: dies sind die Parameter aus Ethernet. Die Länge eines Zeitslots wird auf 2*Maximum Propagation Delay festgelegt. Grundlagen der Rechnernetze Medienzugriffskontrolle 46