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Verbesserung Slotted‐ALOHA
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 31
Starte Übertragung wann immer ein Datenpaket vorliegtBeginne die Übertragung jedoch nur zu Beginn von festen Zeit‐Slots
Zeit
Zeit‐Slot
Paketankunft Paketübertragung
SS 2012
Performance von Slotted‐ALOHA
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 32
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?
SS 2012
Tafelbild
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 33SS 2012
Vergleich zwischen ALOHA und Slotted‐ALOHA
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 34Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, 2003
1 G
S1
Das Ideal
SS 2012
Multiple‐Access‐ProtokolleCarrier‐Sense‐Multiple‐Access (CSMA)
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 35SS 2012
Carrier‐Sensing
• Diese Vorgehensweise nennt man Carrier‐Sense‐Multiple‐Access (CSMA)
• Frage: Kann man nach hören in den Kanal immer sicher sein, dass der Kanal frei ist?
• 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
Höre in den Kanal
Kanal frei? ???
Start
Sende Paket
Ende
ja
nein
SS 2012
CSMA und Propagation‐Delay
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 37
Beispiel:21
Propagation‐Delay
SS 2012
Beispiel:
1‐Persistent‐CSMA
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 38
Höre in den Kanal
Kanal frei?
Warte solange bis Kanal frei wird
Start
Sende Paket
Ende
Kollision?
ja
nein
nein
Warte zufällige Zeit
ja
1 2 3
SS 2012
Beispiel:
Nonpersistent‐CSMA
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 39
Höre in den Kanal
Kanal frei?
Start
Sende Paket
Ende
Kollision?
ja
nein
nein
Warte zufällige Zeit
ja
1 2 3
SS 2012
Beispiel:
P‐Persistent‐CSMA
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 40
Höre in den Kanal
Kanal frei?
Start
Ende
Senden?(mit WK p)
ja
nein Warte einenZeit‐Slot
1 2 3
Warte einen Zeit‐Slot und dann
höre in den Kanal
Kanal frei?
nein
ja
Sende Paket
Kollision?
nein
ja Warte zufällige Zeit
ja
nein
SS 2012
Feststellen einer Kollision am Sender?
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 41
Beispiel:1 2
SS 2012
3
Durchsatz versus angebotene Last
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 42
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:• B = Länge einer „Busy‐Periode“• I = Länge einer „Idle‐Periode“• C = Länge eines „Busy‐Idle‐Zyklus“ 1 G
S1
Das Ideal
SS 2012
Tafelbild
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 43SS 2012
Durchsatz von ALOHA und CSMA
Grundlagen der Rechnernetze - Medienzugriffskontrolle 44Bildquelle: Andrew S. Tanenbaum, Computer Networks, 4th Edition, 2003
SS 2012
Beispiel:
CSMA mit Kollisionsdetektion: CSMA/CD
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 45
Start
Starte Paketübertragung
Ende
Kollisionderweil?
nein
ja
1 2 3
Stoppe Paketübertragung
1‐PersistentP‐PersistentNonpersistent
SS 2012
Binary‐Exponential‐Backoff
Grundlagen der Rechnernetze ‐Medienzugriffskontrolle 46
Wähle einen zufälligen Zeit‐Slot k in {0,...,N‐1} und starte Übertragung zum Slot k
Setze N auf 2*N
Kollision?
Mehr als 16 Versuche?
Bemerkung: dies sind die Parameter aus Ethernet.Die Länge eines Zeitslots wird auf 2*Maximum‐Propagation‐Delay festgelegt.
Setze maximale Anzahl Slots N auf 2
Ende
Teile höherer Schicht mit, dass Paket nicht ausstellbar
Start
nein
ja
ja
nein
LetztesFrame Nächstes Frame
Contention‐Periode
SS 2012