A csatornakiosztás s problémája. MAC alréteg ALOHA. telezések a dinamikus csatornakiosztás s vizsgálat. Feltételez. Mihalik GáspG. (Medium.

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A csatornakiosztás s problémája. MAC alréteg ALOHA. telezések a dinamikus csatornakiosztás s vizsgálat. Feltételez. Mihalik GáspG. (Medium."

Nándor Dobos
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 A közegelk zegelérési alréteg Mihalik GáspG spár Csatorna hozzáférés Az adatszóró csatornákat hívjh vják k még m többszörös s eléréső vagy véletlen eléréső rendszereknek Az adatszóró hálózatokon komoly problémát t jelent a közeghozzk zeghozzáférés helyzetének megoldása: Ha csak egy valaki akar adni, akkor ad Ha egyszerre többen t akarnak adni, meg kell oldani, hogy csak egy valaki nyerje el az adáshoz való jogot (telefonos konferenciabeszélget lgetés s problémája) MAC alréteg A MAC-alr alréteghez (Medium Access Control) ) tartoznak azok a protokollok, amelyeket a probléma megoldására találtak ltak ki A csatornakiosztás s problémája FDM Jó,, ha kevés, fix számú felhasználó van Nem jó, j, ha a felhasználók k száma nagy ami ráadr adásul változik, v a forgalom löketes jellegő TDM-mel ugyanez a probléma A löketes l forgalom miatt egyetlen statikus hozzárendel rendelés s sem felel meg Feltételez telezések a dinamikus csatornakiosztás s vizsgálat latához 1. Állomás s modell (N független f állomás) 2. Egyetlen csatorna 3. Ütközés s feltételez telezése 4. Idı 1. Folytonos 2. Diszkrét 5. Vivıjel 1. Vivıjel jel-érzékelés 2. Nincs vivıjel jel-érzékelés ALOHA Áttérünk a konkrét t többszt bbszörös hozzáféréső protokollok ismertetésére re Az ALOHA-t földi telepítéső rádiós üzenetszóráshoz shoz készk szítette Norman Abramson Egyszerő Réselt 1

2 Egyszerő ALOHA Az alapötlet az, hogy mindenki adhat amikor csak akar Így természetesen lesznek ütközések, melyek az adott keretek elvesztését okozzák A beiktatott visszacsatolás s miatt viszont minden állomás s tudja majd, hogy tönkrementt nkrement- e a keret vagy sem Ha ilyen törtt rténik, az állomások véletlen v ideig várnak, majd megismétlik az adást Ezeket a rendszereket versenyhelyzetesnek nevezzük A keretgenerálás s vázlata v egyszerő ALOHA rendszerben Az ALOHA rendszer hatékonys konysága A maximális kihasználts ltsághoz a kereteknek azonos hosszúságúnak kell lenniük Réselt ALOHA Az ötlet egyszerő: : az idıt t osszuk diszkrét szeletekre, melyek hossza éppen megegyezik a keretidıvel Ehhez szüks kség g van egy kijelölt lt állomásra, aki csak egy szinkronizáci ciós jelet sugároz az idıhat határok jelzésére Az állomásoknak az adáshoz meg kell várniuk a következk vetkezı keretidı kezdetét Ezáltal a folyamatos protokoll diszkrétt tté alakult Vivıjel jel-érzékeléses többszt bbszörös hozzáféréső (CSMA) protokollok A helyi hálózatokban h az állomások érzékelhetik egymás s tevékenys kenységét, viselkedésüket ket ehhez igazíthatj thatják Ezeknek a hálózatoknak h sokkal jobb lehet a kihasználts ltságuk az ALOHAnál Ezeket a megoldásokat csatornafigyelı vagy vivıjel jelérzékeléses protokolloknak nevezzük Perzisztens és nemperzisztens CSMA CSMA: Carrier Sense Multiple Access 1-perzisztens Nemperzisztens (nagyobb késleltetés) s) P-perzisztens (réselt csatornát alkalmaz) 2

3 Véletlen hozzáféréső protokollok összehasonlításasa CSMA ütközésérzékeléssel Ezek a protokollok képesek k arra, hogy az ütközés érzékelése után azonnal befejezik az adást Ezzel idıt és s sávszs vszélességet takarítanak tanak meg CSMA/CD (CSMA with Collision Detection ütközésérzékeléses CSMA) CSMA/CD modellje Ütközésérzékeléshez szüks kséges fizikai követelmk vetelmények A versengési si idırések hossza minimum 2τ 2 (tau) Kódolás s (0V-os jelek ütközését t nehéz lenne érzékelni) Fél-duplex rendszer Adás s közben k a vevı az ütközéseket figyeli Ütközésmentes protokollok Az ütközések hátrh trányosan érintik a rendszer teljesítm tményét Különösen akkor, ha a kábel k hosszú,, a keretek pedig rövidekr Ezen protokollok vizsgálat latánál feltételezz telezzük, hogy minden állomás rendelkezik egy beégetett,, fix címmel Alapvetı bit-térk rkép p (helyfoglalásos) protokoll Itt az ütköztetési periódus pontosan N idırésb sbıl áll Ha a 0-s 0 állomás s szeretne adni, akkor 1-es 1 bitet küld a 0. (elsı) ) versengési si idırésben A versengési si idırésekben más m állomás s nem adhat, csak az, akinek az idırése (0.-ban a 0-s, 0 1.-ben az 1-es, 1 stb.) Miután n mindenki tudatja az állapotát, t, megindul az adás: sorrendben adnak azok, akik ezt az elızıekben ekben jelezték Mikor ezzel megvoltak, újabb versengési si idı kezdıdik dik 3

4 Alapvetı bit-térk rkép p protokoll Bináris visszaszáml mlálás Az alapvetı bit-térk rképes protokollnál l minden egyes állomás s hálózathoz h kapcsolásával 1 bittel nı a versengési si idıhossz Itt azok az állomások, akik adni szeretnének, nek, elkezdik kiküldeni a címüket c bitenként, nt, a legnagyobb helyi értékő bittel kezdve A kiküld ldött bitek VAGY kapcsolatba kerülnek Az eredményt mindenki összehasonlítja a saját azonos helyi értékén n lévıl bittel Ha a kapott bit 1-es, 1 az övé pedig 0, kiszáll a versenybıl Bináris visszaszáml mlálás szemléltet ltetése A bináris visszaszáml mlálás tulajdonságai A rendszerben egy fix prioritási sor van Ennél l a rendszernél l a keret megfelelı kialakításával akár r 100%-os kihasználts ltság is elérhet rhetı! A versengési si idı hossza csak az állomások darabszámának bináris leírásához szüks kséges bit és s a bit tovább bbításához szüks kséges idı szorzata Van olyan változata, v ahol a sorrend variálhat lható,, pl. a hallgatási idı függvényében Korlátozott versenyes protokollok Teljesítm tménymérı számok Kis terhelés s mellett fellépı késleltetés Nagy terhelés s mellett fennáll lló csatornakihasználts ltság A jój tulajdonságokat ötvözni kellene Ez kis terhelésn snél l versenyhelyzetes, Nagy terhelésn snél ütközésmentes technikát használna Mindenek elıtt a versenyhelyzetek számát kell csökkenteni Felsorolás Adaptív v fabejárási protokoll Hullámhosszoszt mhosszosztásos sos többszt bbszörös hozzáférési protokollok 4

5 Vezeték k nélkn lküli li LAN protokollok Egyetlen csatornán n kommunikálnak egymással az állomások Ennek sávszs vszélessége 11 és s 54 Mb/s közé esik Feltételezz telezzük, hogy mindegyik adó hatótávols volsága azonos Problémák k a CSMA rendszerekkel A legnagyobb gond, hogy az ütközés érzékelés nem egyszerő: : ugyanis az interferencia a vevınél lép p fel, nem pedig az adónál Rejtett állomás s problémája Megvilágított állomás s problémája MACA Multiple Access with Collision Avoidance többszörös s hozzáférés ütközések elkerülésével Az adónak rár kell bírnia b a vevıt, hogy adjon egy rövid r keretet, amivel tudatja a körülötte lévıkkel, l hogy adatot fog kapni Ezt a RTS és s a CTS csomagokkal valósítj tják meg, melyek tartalmazzák k a tovább bbítani kívánt keret hosszát A MACA-protokoll mőködése Problémák Az óvintézkedések ellenére is elıfordulhat, hogy ütközések jönnek j létre Ilyenkor a sikertelen állomás s véletlen v ideig várakozik, v majd újrakezdi a mőveleti sort Ennek a protokollnak a finomhangolásával hozták k létre l a MACAW protokollt MACAW MACAW (MACA for Wireless vezeték k nélkn lküli li MACA) Ennél l minden egyes sikeresen tovább bbított adatkeret után n ACK keretet adnak Megvalósított tották k a vivıérz rzékelést is, ezáltal addig nem kezdi az RTS-t adni, amíg érzékeli, hogy mások is küldenek k az ı célállomásának A visszalépéses ses algoritmust nem állomásonként, nt, hanem adatfolyamonként nt (forrás-célállom llomás párok) indítj tják Az állomások megoszthatják k egymással torlódási informáci cióikatikat 5

6 A A közegelk zegelérési alrétegben a 802-es szabványsorozatn nysorozatnál l a MAC-alr alréteg felett van az ún. LLC (Logical( Link Control logikai kapcsolatvezérl rlés) Ennek feladata, hogy elrejtse a hálózatok h sajátoss tosságait, egységes ges szolgálatokat latokat nyújtva, melyek Megbízhatatlan datagram szolgáltat ltatás Nyugtázott datagram szolg. Megbízhat zható, összeköttetés s alapú datagram szolgáltat ltatás Az LLC A átviteli módjaim Infravörös FHSS rádir diós DSSS rádir diós Ezek sebessége 1 vagy 2 Mb/s Késıbb kitaláltak ltak két k újabb rádir diós átviteli megoldást: OFDM (54 Mb/s) és, HR-DSSS (11 Mb/s) A MAC alréteg tegének protokollja Két t mőködési m mód: m DCF (Distributed( Coordination Function elosztott koordináci ciós s funkció), ez nem használ l központi k vezérl rlést PCF (Point( Coordination Function pont koordináci ciós s funkció), ez a bázis b segíts tségével koordinál l mindent a cellában A DCF-et mindenkinek támogatnia t kell, a PCF opcionális CSMA/CA CSMA ütközéselkerülésselssel Ez fizikai és s virtuális csatornaérz rzékelést használ Az elsıben az adó állomás s belehallgat a csatornába, ha az szabad, elkezd adni, ha foglalt, megvárja az adás s végét, v és ad. Ha ütközés s van, véletlen v ideig vár v és s utána újra próbálkozik A másik m módnm dnál l virtuális csatornaérz rzékelést használ Virtuális csatornaérz rzékelés 6

7 További gondok Az ISM sávok s zajosak, ezért a keretek sikeres tovább bbítására annál nagyobb az esély, minél l rövidebbek r a keretek Részlöket ezek méretm retét t nem rögzr gzíti a szabvány, hanem a központi k állomás állítja be Részlöket PCF üzemmód A központi k állomás s folyamatosan jelzıfény ny-keretet tovább bbít Ezzel hívja h meg az új állomásokat Ez tartalmazza a cella adatait: ugrási sorozatok és s tartózkod zkodási idı, óra szinkronizáci ció,, stb. Az akkumulátorok mőködési m idejének növelése érdekében a bázisb zisállomás készenléti állapotba utasíthatja thatja az állomásokat ilyenkor ı puffereli az adásokat A szolgálatai latai Bázis állomások szolgálatai latai Kapcsolódás Szétkapcsol tkapcsolás Újrakapcsolódás s (cellavált ltás) Szétoszt tosztás s (forgalomirány nyítás) Integráci ció (másik hálózatba h való adás) Cellán n belüli li tevékenys kenységek Hitelesítés Hitelesítés s megszüntet ntetése Bizalmasság Adatok kézbesk zbesítésese Köszönöm m a figyelmet! 7

Hasonló dokumentumok

Számítógépes Hálózatok. 4. gyakorlat

Számítógépes Hálózatok. 4. gyakorlat Számítógépes Hálózatok 4. gyakorlat Feladat 0 Számolja ki a CRC kontrollösszeget az 11011011001101000111 üzenetre, ha a generátor polinom x 4 +x 3 +x+1! Mi lesz a 4 bites kontrollösszeg? A fenti üzenet