ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης. Δίκτυα Επικοινωνιών

Σχετικά έγγραφα
ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Τοπικά δίκτυα. ίκτυα Επικοινωνιών

ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Τοπικά δίκτυα. ίκτυα Επικοινωνιών

Δίκτυα Επικοινωνιών 2008 Τοπικά δίκτυα Μ.E. Θεολόγου

Υπόστρωμα Ελέγχου Πρόσβασης Μέσου. Medium Access Control Sub-layer.

ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Ασκήσεις στα Τοπικά Δίκτυα

ΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Ασκήσεις για το φυσικό στρώμα. λ από τον ρυθμό μετάδοσής της. Υποθέτοντας ότι ο κόμβος A

Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής Τμ. Μηχ/κων Βιομηχανικού Σχεδιασμού και Παραγωγής. Δίκτυα Υπολογιστών. Διάλεξη 5: Επίπεδο 2 - «ζεύξης δεδομένων»

Υπόστρωµα Ελέγχου Πρόσβασης Μέσου. Medium Access Control Sub-layer.

ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Ασκήσεις για το φυσικό στρώμα

Κεφάλαιο 5: Τοπικά ίκτυα

ΤΕΙ ΑΡΤΑΣ ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΤΗΛΕΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΤΟΠΙΚΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΥ ΘΕΟΔΩΡΑ

CSMA/CA στο Κατανεμημένα Ενσωματωμένα Συστήματα Πραγματικού Χρόνου

Λύση: Λύση: Λύση: Λύση:

Διάρθρωση. Δίκτυα Υπολογιστών I Δίκτυα άμεσου συνδέσμου: Μέρος Α. Διάρθρωση. Δίκτυα άμεσου συνδέσμου και μοντέλο OSI (1/2) Ευάγγελος Παπαπέτρου

Δίκτυα Υπολογιστών I

Διάρθρωση. Δίκτυα Υπολογιστών I Δίκτυα άμεσου συνδέσμου: Μέρος Α. Διάρθρωση. Δίκτυα άμεσου συνδέσμου και μοντέλο OSI (1/2) Ευάγγελος Παπαπέτρου

Φροντιστήριο στο Mac Layer Καραγκούνης Δημήτρης

AEI Πειραιά Τ.Τ. Τμ. Μηχ/κων Αυτοματισμού ΤΕ. Δίκτυα Μετάδοσης Δεδομένων. Διάλεξη 3: Επίπεδο 2 - «ζεύξης δεδομένων»

Δίκτυα Υπολογιστών. Επίπεδο Ζεύξης (link layer) Κ. Βασιλάκης

Κινητές Επικοινωνίες & Τηλεπικοινωνιακά Δίκτυα

Τοπικά Δίκτυα Local Area Networks (LAN)

Ενότητα 3. Στρώµα Ζεύξης: Αρχές Λειτουργίας & Το Υπόδειγµα του Ethernet

2 η Σειρά Ασκήσεων Data Link Layer

ιάθεση ασύρµατων πόρων

Δίκτυα Υπολογιστών I

Διάρθρωση. Δίκτυα Υπολογιστών I Δίκτυα άμεσου συνδέσμου: Μέρος Γ. Διάρθρωση. Εισαγωγή. Ευάγγελος Παπαπέτρου

Τοπικά Δίκτυα. Ethernet Δίκτυα Δακτυλίου, (Token Ring) Άλλα Δίκτυα Σύνδεση Τοπικών Δικτύων.

Πακέτα, Πλαίσια και Ανίχνευση Σφαλμάτων

J. Glenn Brookshear. Copyright 2008 Pearson Education, Inc. Publishing as Pearson Addison-Wesley

Πρωτόκολλα Ελέγχου προσπέλασης μέσου

ΙΑΛΕΞΗ 6 Η. ίκτυα Υπολογιστών & Επικοινωνία. ιδάσκουσα: : ρ. Παντάνο Ρόκου Φράνκα. ίκτυα Υπολογιστών και Επικοινωνία. ιάλεξη 6: H Πολύπλεξη

Ερώτηση 1 η : Ποιες είναι οι γενιές των τοπικών δικτύων, και από ποια πρότυπα αντιπροσωπεύονται?

ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΥΝΔΕΣΗΣ ΜΑC

Περίληψη. Ethernet Δίκτυα Δακτυλίου, (Token Ring) Άλλα Δίκτυα Σύνδεση Τοπικών Δικτύων.

... Αν ν = 16 εγκαταλείπει τις προσπάθειες μετάδοσης του πακέτου. Τοπολογία Διαύλου (BUS).

ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ιωάννης Σταυρακάκης, Καθηγητής Password: edi

Ethernet Ethernet ΙΕΕΕ CSMA/CD

Πρωτόκολλα τυχαίας προσπέλασης

Δίκτυα Υπολογιστών Εργαστήρια

ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ιωάννης Σταυρακάκης, Καθηγητής Password: edi

ΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Τοπικά δίκτυα. Δίκτυα Υπολογιστών

Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής

Ερώτηση 1 η μεταγωγής κυκλώματος? : Ποια είναι τα κύρια χαρακτηριστικά της. Ερώτηση 2 η : Ποια είναι τα κύρια χαρακτηριστικά της μεταγωγής μηνύματος?

Δίκτυα άμεσου συνδέσμου. Ευάγγελος Παπαπέτρου

Δίκτυα άμεσου συνδέσμου. Ευάγγελος Παπαπέτρου

Κεφάλαιο 3 Πολυπλεξία

Τοπικά Δίκτυα Local Area Networks (LAN)

Βασικές λειτουργίες Ανίχνευση πλαισίων Τι κάνει το επίπεδο ζεύξης Χρησιμοποιεί τις υπηρεσίες του φυσικού επιπέδου, ήτοι την (ανασφαλή) μεταφορά δεδομέ

Άσκηση 1 η Τοπικά Δίκτυα Δεδομένων (LANs)

Μάθημα 6: Αρχιτεκτονική TCP/IP

ίκτυα - Internet Μάθηµα 5ο Ενότητες Μαθήµατος Παρασκευή 01 ΕΚ 2006 ιευθυνσιοδότηση στα Τοπικά ίκτυα (LAN).

ΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Τοπικά δίκτυα. Δίκτυα Υπολογιστών

Πρόσβαση στο ίκτυο (Network Access) & ιασύνδεση ικτύων (internetworking) Ενότητα ΣΤ

Δίκτυα Υπολογιστών I

AEI Πειραιά Τ.Τ. Τμ. Μηχ/κων Αυτοματισμού ΤΕ. Δίκτυα Μετάδοσης Δεδομένων. Διάλεξη 1: Εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών και βασικές αρχές

Δίκτυα Υψηλών Ταχυτήτων Ενότητα 2: Τοπικά Δίκτυα

Διάρθρωση. Δίκτυα Υπολογιστών Δίκτυα άμεσου συνδέσμου. Αναγκαιότητα μηχανισμού πρόσβασης. Διάρθρωση

A1. Φυσικό επίπεδο 1. Αντιπαραθέσετε (κάνετε τη σύγκριση) με 2-3 προτάσεις την στατιστική πολυπλεξία και την πολυπλεξία με διαίρεση χρόνου.

Περίληψη. Ethernet Δίκτυα Δακτυλίου, (Token Ring) Άλλα Δίκτυα Σύνδεση Τοπικών Δικτύων.

ίκτυα Υπολογιστών I ρ. Παύλος Θεοδώρου Πανεπιστήµιο Αιγαίου Τµήµα Πληροφοριακών & Επικοινωνιακών Συστηµάτων

AEI Πειραιά Τ.Τ. Τμ. Μηχ/κων Αυτοματισμού ΤΕ. Δίκτυα Υπολογιστών. Διάλεξη 1: Εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών και βασικές αρχές

ΗΥ335: 7ο Φροντηστήριο. Fontas Fafoutis

Εργαστήριο 9: Άλλες Λειτουργίες στα Δίκτυα Κινητών Επικοινωνιών

3/40. (acknowledged connectionless), (acknowledged connection oriented) 4/40

Τρίτη Σειρά Ασκήσεων ΑΣΚΗΣΗ 1 ΑΣΚΗΣΗ 1 ΛΥΣΗ ΑΣΚΗΣΗ 2

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Επίπεδο Σύνδεσης Δεδομένων

Μάθηµα 9 ο : Συστήµατα πολλαπλής πρόσβασης

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ & ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΙΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΕΤΟΥΣ ΘΕΜΑΤΑ

ΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ. Ιωάννης Σταυρακάκης, Καθηγητής Password: edi

Δίκτυα Απευθείας Ζεύξης

Υπόστρωμα Ελέγχου Πρόσβασης Μέσου

Περιεχόμενα. 1 Εισαγωγή 23. Πρόλογος 19

ΔΙΑΣΥΝΔΕΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ (INTERNETWORKING)

Δίκτυα Υπολογιστών. Ενότητα 7: Μετάδοση πληροφορίας στο στρώμα διασύνδεσης. Δρ. Χαράλαμπος Ζ. Πατρικάκης Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.

Περιεχόμενα. Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή σε Έννοιες των Δικτύων Υπολογιστών Κεφάλαιο 2 Αξιοπιστία Κεφάλαιο 3 Αλγόριθμοι Πολλαπλής Πρόσβασης...

Επίπεδο ύνδεσης Δεδομένων (Data Link Layer DLL)

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Νέες Επικοινωνιακές Τεχνολογίες

Δίκτυα Υπολογιστών. Ασκήσεις επανάληψης

Εισαγωγή. Λύση: Λύση:

Μάθημα 5: To Μοντέλο Αναφοράς O.S.I.

Κεφάλαιο 7 Εισαγωγή στα τοπικά δίκτυα

ΤΕΙ Στερεάς Ελλάδας Τμ. Ηλ.γων Μηχ/κων ΤΕ. Δίκτυα Υπολογιστών. Διάλεξη 1: Εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών και βασικές αρχές

ΗY335: Δίκτυα Υπολογιστών Χειμερινό Εξάμηνο Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Κρήτης Διδάσκουσα: Μαρία Παπαδοπούλη 16 Νοεμβρίου 2013

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11: Διαδικασία Μετάδοσης Δεδομένων Εισαγωγή

Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 6 Τεχνικές πoλυπλεξίας - CDMA

Δίκτυα Επικοινωνιών. ΔΠΜΣ Οικονομική και Διοίκηση των Τηλεπικοινωνιακών Δικτύων. Ενότητα 4: Επίπεδο Ζεύξης:

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Α ) ΚΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Α ΚΑΙ Β ) ΣΑΒΒΑΤΟ 16 ΙΟΥΝΙΟΥ 2018

Τρίτη Πρόοδος [110 μονάδες] Απαντήσεις

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ: ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΣΕ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΔΙΚΤΥΑ

ιαδίκτυα & Ενδοδίκτυα Η/Υ

Μάθημα 3: Τοπολογίες Δικτύων

//009 Βασικές εργασίες του επιπέδου ζεύξης ηµιουργία πλαισίων Έλεγχος σφαλµάτων Έλεγχος ροής Σχέση µεταξύ πακέτων (επιπέδου δικτύου) και πλαισίων (επι

ΔΙΚΤΥΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Γ Τάξη ΤΟΜΕΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΑ.Λ. ΤΕΤΡΑΔΙΟ ΜΑΘΗΤΗ Κωνσταντοπούλου Μ., Χρυσοστόμου Γ.

Μοντέλο Επικοινωνίας Δεδομένων. Επικοινωνίες Δεδομένων Μάθημα 6 ο

Αναβάθµισητων ικτύων Καλωδιακής Τηλεόρασης σε σ Γενικά Τηλεπικοινωνιακά ίκτυα Πρόσβασης

Κινητές Επικοινωνίες

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ INTERNET

Transcript:

ΔΙΚΤΥΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Δίκτυα Επικοινωνιών

Περίληψη Πολλαπλή πρόσβαση Πολλαπλή πρόσβαση στα δίκτυα εκπομπής Πρωτόκολλα ελέγχου πολλαπλής πρόσβασης Ταξινόμηση Κριτήρια επίδοσης Πρωτόκολλα MAC τυχαίας πρόσβασης ALOHA Slotted ALOHA CSMA και CSMA/CD Πρωτόκολλα MAC εκχώρησης σειράς Δακτύλιος με σκυτάλη Αρτηρία με σκυτάλη FDDI Έλεγχος λογικής ζεύξης (LLC)

Πολλαπλή πρόσβαση 2 3 4 1 Κοινό μέσο μετάδοσης M 5 Οι συνδεόμενοι σταθμοί χρησιμοποιούν από κοινού το μέσο μετάδοσης

Πολλαπλή πρόσβαση Στα δίκτυα εκπομπής, που χαρακτηρίζονται και ως δίκτυα πολλαπλής πρόσβασης, η μεταδιδόμενη πληροφορία λαμβάνεται από όλους τους σταθμούς, οπότε δεν απαιτείται δρομολόγηση. Ένα επίπεδο σχήμα διευθυνσιοδότησης αρκεί για να καθορίζεται σε ποιον χρήστη απευθύνεται η πληροφορία. Απαιτείται όμως ένα πρωτόκολλο ελέγχου πρόσβασης στο μέσο μετάδοσης, για να ρυθμίζει τις μεταδόσεις από τους διάφορους χρήστες.

Πολλαπλή πρόσβαση Τα τοπικά δίκτυα, για λόγους περιορισμού του κόστους, είναι συνήθως δίκτυα εκπομπής. Ο ρόλος των πρωτοκόλλων ελέγχου πρόσβασης (Medium Access Control, MAC) είναι να ρυθμίζουν την πρόσβαση στο κοινό μέσο μετάδοσης. Οι τεχνικές για την από κοινού χρησιμοποίηση του μέσου μετάδοσης μπορεί να ενταχθούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες: Στατικού επιμερισμού του μέσου Δυναμικού ελέγχου πρόσβασης στο μέσο

Πολλαπλή πρόσβαση Στατικός επιμερισμός Στις δορυφορικές επικοινωνίες επιμερίζονται οι ζώνες συχνοτήτων ανόδου και καθόδου. άνοδος κάθοδος

Πολλαπλή πρόσβαση Δυναμικός έλεγχος πρόσβασης Στα ασύρματα τοπικά δίκτυα χρειάζεται πρωτόκολλο MAC για την από κοινού χρησιμοποίηση του μέσου μετάδοσης.

Πολλαπλή πρόσβαση Πρόβλημα Θεωρήστε διάσκεψη όπου: όταν μιλάει ένας, όλοι οι άλλοι μπορούν να ακούνε, αν μιλούν περισσότεροι ταυτόχρονα, όλες οι ομιλίες καταστρέφονται. Πώς θα συντονίσουν τις ενέργειές τους οι συμμετέχοντες, ώστε: να μεγιστοποιείται ο αριθμός των ανταλλασσόμενων μηνυμάτων ανά μονάδα χρόνου, να ελαχιστοποιείται ο χρόνος αναμονής για να μπορεί κάποιος να μιλήσει.

Πολλαπλή πρόσβαση Απλές λύσεις Κεντρική λύση (χρήση συντονιστή) ο κάθε ομιλητής θα πρέπει να περιμένει να τον καλέσει ο συντονιστής, ακόμη και αν δεν περιμένει κανείς άλλος να μιλήσει τι γίνεται όταν πάθει κάτι ο συντονιστής; Κατανεμημένη λύση Μιλάει κάποιος όταν δεν μιλάει κανείς άλλος. Αλλά, εάν δύο ομιλητές περιμένουν κάποιον τρίτο να τελειώσει, θα γίνει σύγκρουση. Η σχεδίαση καλών σχημάτων πρόσβασης είναι πολύ δύσκολη.

Πολλαπλή πρόσβαση στα δίκτυα εκπομπής Πρόβλημα Κοινό μέσο μετάδοσης τα μηνύματα από οιονδήποτε σταθμό λαμβάνονται από όλους τους άλλους σταθμούς Μόνο ένας σταθμός μπορεί να μεταδώσει επιτυχώς κάθε φορά. Τα συγκρουόμενα μηνύματα καταστρέφονται. Στόχος: η ικανοποίηση των κριτηρίων επίδοσης μεγιστοποίηση της διέλευσης μηνυμάτων ελαχιστοποίηση του μέσου χρόνου αναμονής

Πολλαπλή πρόσβαση στα δίκτυα εκπομπής Λύση του προβλήματος Αρχικά, επιλέγουμε μια βασική τεχνολογία για να ξεχωρίσουμε τις ροές πληροφορίας από τους διάφορους σταθμούς μπορεί να είναι στο πεδίο του χρόνου ή στο πεδίο της συχνότητας. Στη συνέχεια, προσπαθούμε να βρούμε πώς να κατανείμουμε το μέσο μετάδοσης σε μεγαλύτερο σύνολο ανταγωνιζόμενων σταθμών.

Πολλαπλή πρόσβαση στα δίκτυα εκπομπής Επιλογές Κεντρικό σχήμα υπάρχει συντονιστής ένας από τους σταθμούς είναι ο ελέγχων (master) και οι άλλοι είναι ελεγχόμενοι (slaves) μειονεκτήματα πλεονασμός από το polling καθυστέρηση μοναδικό σημείο αποτυχίας Κατανεμημένο σχήμα όλοι οι σταθμοί είναι ομότιμοι data slaves data poll master

Πολλαπλή πρόσβαση στα δίκτυα εκπομπής Κατανεμημένα σχήματα Συγκρινόμενα με τα κεντρικά σχήματα: είναι περισσότερο αξιόπιστα, έχουν μικρότερες καθυστερήσεις μηνυμάτων, συχνά επιτρέπουν υψηλότερη χρησιμοποίηση δικτύου, αλλά είναι πιο πολύπλοκα.

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Πρωτόκολλο πολλαπλής πρόσβασης είναι ένας κατανεμημένος αλγόριθμος που καθορίζει πώς θα μοιράζονται οι σταθμοί τον δίαυλο, δηλ. πότε μπορεί να μεταδώσει κάθε σταθμός. Η επικοινωνία για τη χρήση του μέσου (σηματοδοσία) χρησιμοποιεί το ίδιο το μέσο. Τι να προσέχουμε στα πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης: σύγχρονα ή ασύγχρονα απαιτούμενη πληροφορία για τους άλλους σταθμούς αντοχή (π.χ., σε σφάλματα διαύλου) επίδοση

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Ιδανικό πρωτόκολλο πολλαπλής πρόσβασης Δίαυλος εκπομπής ρυθμού μετάδοσης R bps 1. Όταν θέλει να στείλει ένας σταθμός, μπορεί να στείλει με ρυθμό R. 2. Όταν θέλουν να στείλουν Μ σταθμοί, ο καθένας θα μπορεί να στέλνει με ρυθμό R/M. 3. Πλήρως αποκεντρωμένο όχι ειδικός σταθμός για τον συντονισμό των μεταδόσεων όχι συγχρονισμός ρολογιών, χρονοσχισμών 4. Απλό

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Ταξινόμηση Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Επιμεριζόμενου μέσου μετάδοσης Δυναμικού ελέγχου πρόσβασης Προγραμματιζόμενης πρόσβασης Τυχαίας πρόσβασης

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Επιμεριζόμενου μέσου μετάδοσης Θεωρήστε δίκτυο όπου Μ σταθμοί χρησιμοποιούν από κοινού ένα μέσο μετάδοσης για να παρέχουν την ίδια σταθερή ροή πληροφορίας. Έχει έννοια τότε να διαιρέσουμε το μέσο σε Μ διαύλους και να εκχωρηθεί ένας σε κάθε σταθμό για αποκλειστική χρήση. Σχήματα επιμερισμού: FDMA TDMA CDMA

ζώνες συχνοτήτων Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Επιμεριζόμενου μέσου μετάδοσης TDMA πλαίσιο με 6 χρονοσχισμές 1 3 4 1 3 4 FDMA καλώδιο FDM

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Επιμεριζόμενου μέσου μετάδοσης CDMA

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Επιμεριζόμενου μέσου μετάδοσης CDMA (1) (2)

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Δυναμικού ελέγχου πρόσβασης Τυχαία πρόσβαση Όταν ένας σταθμός έχει πακέτο να στείλει: μεταδίδει σε πλήρη ρυθμό μετάδοσης R. δεν υπάρχει συντονισμός μεταξύ των σταθμών. Αν μεταδίδουν δύο ή περισσότεροι σταθμοί ταυτόχρονα σύγκρουση Tο πρωτόκολλο MAC τυχαίας πρόσβασης καθορίζει: πώς να ανιχνεύονται οι συγκρούσεις, πώς να επιλύονται οι συγκρούσεις (πχ., με καθυστερημένες αναμεταδόσεις). Παραδείγματα πρωτοκόλλων MAC τυχαίας πρόσβασης: ALOHA ALOHA με χρονοσχισμές CSMA and CSMA/CD

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Δυναμικού ελέγχου πρόσβασης Προγραμματιζόμενη πρόσβαση (Εκχώρηση σειράς) Συντονιζόμενη κοινή πρόσβαση για αποφυγή συγκρούσεων. Επιδιώκουν τα καλύτερα από τις δύο άλλες κατηγορίες. Η σκυτάλη ελέγχου διέρχεται από κάθε κόμβο διαδοχικά. Μήνυμα σκυτάλης Μειονεκτήματα: πλεονασμός σκυτάλης καθυστέρηση αποτυχία κεντρικού σημείου (σκυτάλη) (nothing to send) T T data

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Δυναμικού ελέγχου πρόσβασης Προγραμματιζόμενη πρόσβαση (Κρατήσεις) Ο χρόνος διαιρείται σε χρονοσχισμές. Αρχίζουμε με N σύντομες χρονοσχισμές κράτησης η διάρκεια της χρονοσχισμής κράτησης ισούται με τον χρόνο διάδοσης απ άκρη σ άκρη του διαύλου σταθμός που έχει μήνυμα να στείλει κάνει κράτηση όλοι οι σταθμοί βλέπουν τις κρατήσεις Μετά τις χρονοσχισμές κράτησης, οι μεταδόσεις των μηνυμάτων γίνονται με τη σειρά κράτησης. 1 0 1 1 0 0 1 3 4 0 1 0 0 0 0 2 χρονοσχισμές κράτησης μετάδοση πακέτων

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Επιλογή πρωτοκόλλου Εξαρτάται κυρίως από τον λόγο του χρόνου διάδοσης στο μέσο προς τον χρόνο μετάδοσης ενός πλαισίου. Η καθυστέρηση μεταφοράς που αντιμετωπίζουν τα πλαίσια είναι ένα ενδιαφέρον μέτρο επίδοσης. Καθυστέρηση μεταφοράς πλαισίου (frame transfer delay) T : ο χρόνος που παρέρχεται από την άφιξη του πρώτου bit του πλαισίου στο MAC του πομπού έως και τη παράδοση του τελευταίου bit στο MAC του δέκτη.

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Καθυστέρηση μεταφοράς πλαισίου Χρόνος αναμονής Χρόνος μετάδοσης Χρόνος διάδοσης Χρόνος μετάδοσης από άλλους σταθμούς Χρόνος για την πρόσβαση στο μέσο μετάδοσης

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Κριτήρια επίδοσης Διέλευση Καθυστέρηση μεταφοράς πλαισίου Αξιοπιστία: αντοχή σε σφάλματα του υλικού, ώστε να μην επηρεάζεται η παρεχόμενη υπηρεσία. Δικαιοσύνη: ενδιαφέρει κυρίως να λαμβάνουν οι σταθμοί το κατάλληλο εύρος ζώνης και τα πλαίσια να αντιμετωπίζουν την κατάλληλη καθυστέρηση.

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Κριτήρια επίδοσης Διέλευση Διέλευση πρωτοκόλλου MAC είναι η μέγιστη ταχύτητα μετάδοσης στο LAN, όταν είναι πολύ φορτωμένο. Διέλευση = απόδοση ταχύτητα μετάδοσης στο φυσικό μέσο Απόδοση πρωτοκόλλου MAC είναι το μέγιστο ποσοστό του χρόνου που μπορούν οι κόμβοι να μεταδώσουν επιτυχώς, όταν χρησιμοποιούν το πρωτόκολλο και όταν το δίκτυο είναι πολύ φορτωμένο και έχει πολλούς κόμβους.

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Κριτήρια επίδοσης Διέλευση M σταθμοί παράγουν πλαίσια με ρυθμό λ πλ./sec και τα πλαίσια έχουν μήκος L bit. Κανονικοποιημένη διέλευση ή φορτίο: ρ=λl/r Πρέπει λl<r, οπότε ρ = λl/r < 1 Γενικά κάθε πρωτόκολλο πολλαπλής πρόσβασης έχει μέγιστη διέλευση < R/L πλαίσια/sec, διότι μέρος του χρόνου χάνεται σε συγκρούσεις ή για την αποστολή πληροφοριών συντονισμού Συνεπώς, το φορτίο ρ δεν μπορεί να υπερβαίνει κάποια κανονικοποιημένη τιμή διέλευσης ρ max <1

Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Κριτήρια επίδοσης Καθυστέρηση μεταφοράς πλαισίου Η μέση καθυστέρηση μεταφοράς πλαισίου Ε [Τ] και η διέλευση ενός πρωτοκόλλου πολλαπλής πρόσβασης σχετίζονται. Όταν το φορτίο είναι μικρό δεν υπάρχει ή υπάρχει μικρός ανταγωνισμός και η μέση καθυστέρηση μεταφοράς πλαισίου είναι παραπλήσια με τον χρόνο μετάδοσης πλαισίου Χ = L/R. Όσο αυξάνει το φορτίο υπάρχει μεγαλύτερος ανταγωνισμός για το μέσο μετάδοσης και τα πλαίσια περιμένουν μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα πριν μεταφερθούν.

Καθυστέρηση μεταφοράς πλαισίου Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Κριτήρια επίδοσης Το ακριβές σχήμα της καμπύλης εξαρτάται από: το μέσο μετάδοσης το πρωτόκολλο MAC, τον αριθμό των σταθμών τον τρόπο άφιξης των πλαισίων στους σταθμούς την κατανομή των μηκών των πλαισίων Φορτίο

Καθυστέρηση μεταφοράς πλαισίου Πρωτόκολλα πολλαπλής πρόσβασης Κριτήρια επίδοσης α = PROP/X Φορτίο

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης ALOHA R = 9.6 kbps Πακέτα σταθερού μήκους

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης ALOHA Σύστημα ασύρματης μετάδοσης πλαισίων. Όταν ένας σταθμός έχει πλαίσιο, το μεταδίδει. Ο σταθμός αποστολής ακούει για χρονικό διάστημα ίσο με τον μέγιστο χρόνο μετάβασης και επιστροφής. Αν έρθει ACK, εντάξει. Αν όχι, επαναμεταδίδει. Αν δεν σταλεί ACK μετά από πολλές επαναμεταδόσεις, εγκαταλείπει. Υπάρχει έλεγχος σειράς πλαισίων. Αν το πλαίσιο είναι σωστό και ταιριάζει η διεύθυνση προορισμού του με εκείνη του δέκτη, στέλνεται ACK. Το πλαίσιο μπορεί να καταστραφεί από θόρυβο ή από άλλο σταθμό που εκπέμπει την ίδια στιγμή (σύγκρουση). Οποιεσδήποτε επικαλυπτόμενες μεταδόσεις πλαισίων προκαλούν σύγκρουση.

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης Λειτουργία του ALOHA Σταθμός

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης Απόδοση του ALOHA Νέες μεταδόσεις S G Δίαυλος Σύγκρουση; Όχι Αναμεταδόσεις S G p επικίνδυνη περίοδος Ναι Pr{ N n} ( GT ) n! n e GT T=1 p Pr{ N 0} e 2G ( T 2) S Ge 2G

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης Απόδοση του ALOHA S 0.2 1/2e S Ge 2G 0.1 0 0 1 2 3 4 1/2 G

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης ALOHA με χρονοσχισμές (Slotted ALOHA) Ο χρόνος διαιρείται σε όμοιες χρονοσχισμές ίσες με το χρόνο μετάδοσης πλαισίου Ανάγκη ύπαρξης κεντρικού ρολογιού (ή άλλου μηχανισμού συγχρονισμού) Ο σταθμός που έχει πλαίσιο να στείλει, το στέλνει στην αρχή της επόμενης χρονοσχισμής Αν γίνει σύγκρουση, επαναμεταδίδει το πλαίσιο με πιθανότητα p, μέχρι να το πετύχει.

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης Λειτουργία του ALOHA με χρονοσχισμές Σταθμός 1 2 3 C E C S E C E S S S: Success C: Collision E: Empty slot

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης Απόδοση του ALOHA με χρονοσχισμές επικίνδυνη περίοδος 0.40 1/e T=1 S 0.30 0.20 S p G e G p ( T 1) 0.10 S Ge G 0 2 4 6 8 10 1 G

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης ALOHA με χρονοσχισμές Αναμενόμενος αριθμός μεταδόσεων E[ N] e G 1 (1 e G )(1 E[ N ]) E[ N ] e G

0,01563 0,03125 0,0625 0,125 0,25 0,5 1 2 4 8 Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης ALOHA και ALOHA με χρονοσχισμές 0,4 0,35 0,3 0,25 S 0,2 0.184 0.368 Ge -G 0,15 0,1 Ge -2G 0,05 0 G

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης ALOHA με κρατήσεις 1. Αρχίζει με μια περίοδο κρατήσεων σύμφωνα με το πρωτόκολλο ALOHA με σχισμές (απόδοση <0.36). 2. Ακολουθεί η μετάδοση από όσους είχαν κάνει κρατήσεις. Απόδοση: Τ τ/ 0. 36 Τ Τ : διάρκεια μετάδοσης του πλαισίου δεδομένων τ :διάρκεια της σχισμής κράτησης με τ/τ = 0.05 προκύπτει η = 88%.

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης Carrier Sense Multiple Access (CSMA) Θεμελιώδης αρχή: έλεγξε κατά πόσο το μέσο μετάδοσης είναι απασχολημένο πριν στείλεις πλαίσιο (π.χ. ανιχνεύοντας το φέρον). Στείλε ένα πλαίσιο μόλις απελευθερωθεί το μέσο. Αν κατά την ανίχνευση, το μέσο βρεθεί κατειλημμένο, περίμενε να ελευθερωθεί και στείλε -> 1-persistent. Αν κατά την ανίχνευση, το μέσο βρεθεί κατειλημμένο, βάλε χρονόμετρο και δοκίμασε αργότερα -> non-persistent. Πρόβλημα με το persistent: δύο σταθμοί που περιμένουν θα συγκρουσθούν.

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA Χρόνος διάδοσης << χρόνος μετάδοσης πλαισίου. Όλοι οι σταθμοί ξέρουν σχεδόν αμέσως ότι άρχισε κάποια μετάδοση. Πρώτα ακούν για ελεύθερο μέσο (ανίχνευση φέροντος) Αν το μέσο είναι ελεύθερο, μεταδίδουν. Αν δύο σταθμοί αρχίζουν την ίδια στιγμή, συγκρούονται Περιμένουν εύλογο διάστημα (round trip + ανταγωνισμό για μετάδοση ACK). Αν δεν υπάρξει ACK, τότε αναμεταδίδουν Η μέγιστη απόδοση εξαρτάται από τον χρόνο διάδοσης (μήκος μέσου) και το μήκος πλαισίου. Μακρύτερο πλαίσιο και βραχύτερος χρόνος διάδοσης δίνουν καλύτερη απόδοση.

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA Ο σταθμός A αρχίζει τη μετάδοση τη στιγμή t=0 A Ο σταθμός A καταλαμβάνει τον δίαυλο τη στιγμή t=t prop A

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA α=0.01 α=0.1 α=1

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA α=0.01 α=0.1 α=1

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA: συγκρούσεις Υπάρχουν συγκρούσεις: λόγω του χρόνου διάδοσης ένας σταθμός μπορεί να μην προλάβει να ακούσει τη μετάδοση του άλλου χωρική διάταξη σταθμών Σύγκρουση: το μέσο μετάδοσης παραμένει κατειλημμένο καθ όλη τη διάρκεια μετάδοσης των πακέτων

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA/CD Στο CSMA/CD, οι σταθμοί ακούν και κατά τη διάρκεια της μετάδοσης. οι συγκρούσεις ανιχνεύονται σύντομα οι συγκρουόμενες μεταδόσεις διακόπτονται περιορίζοντας την άσκοπη κατάληψη του μέσου Μετά τη σύγκρουση, περιμένουν τυχαίο χρονικό διάστημα και ξαναρχίζουν. Δυαδική εκθετική υποχώρηση Ανίχνευση συγκρούσεων εύκολη στα ενσύρματα LAN δύσκολη στα ασύρματα LAΝ

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA/CD O A αρχίζει να μεταδίδει τη στιγμή t=0 A A B B Ο B αρχίζει τη στιγμή t= t prop -δ. A Ο A ανιχνεύει σύγκρουση την t= 2 t prop -δ Χρειάζεται χρόνος 2 t prop για να διαπιστωθεί ότι ο δίαυλος έχει καταληφθεί B Ο B ανιχνεύει σύγκρουση την t= t prop

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA/CD ανίχνευση σύγκρουσης Απόσταση σύγκρουση, χρόνος ανίχνευσης /απόρριψης

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA/CD πλαίσιο ανταγωνισμός πλαίσιο ελεύθερο πλαίσιο χρόνος Η ανάλυση για την απόδοση σε 1-persistent CSMA/CD μπορεί να γίνει αν θεωρήσουμε ότι ο χρόνος διαιρείται σε μικροσχισμές διάρκειας 2t prop Υποθέτουμε ότι n σταθμοί ανταγωνίζονται για τον δίαυλο και κάθε σταθμός μεταδίδει κατά τη διάρκεια μιaς μικροσχισμής ανταγωνισμού με πιθανότητα p. p success np(1 p) n1

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA/CD p Η p success μεγιστοποιείται για p =1/n: p max success (1 1 ) n n1 1 e

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης CSMA/CD E[ N ] p max success 1 (1 p max success )(1 E[ N ]) Ε[Ν] = e max CSMA/ CD X t prop X 2et prop 1 1 (2e 1) t prop X Προσομοιώσεις έχουν δείξει ότι ο χρόνος που χάνεται προσεγγίζει 5t prop, οπότε: CSMA/ CD 1 1 5

Πρωτόκολλα τυχαίας πρόσβασης Μέγιστες αποδόσεις για τα σχήματα τυχαίας πρόσβασης max α

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς Δακτύλιος με σκυτάλη Πρωτόκολλο MAC Μικρό πλαίσιο (σκυτάλη) κυκλοφορεί όταν δεν μεταδίδει κανείς. Ο σταθμός περιμένει τη σκυτάλη. Αλλάζει ένα bit στη σκυτάλη για να την καταλάβει. Προσαρτά τα υπόλοιπα δεδομένα του. Το πλαίσιο κάνει τον κύκλο και αποσύρεται από τον σταθμό που το μετέδωσε. Στη συνέχεια ο σταθμός εισάγει νέα σκυτάλη. Με μικρό φορτίο, μικρή απόδοση. Με βαρύ φορτίο, κυκλική ανάθεση.

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς Δακτύλιος με σκυτάλη

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς Δακτύλιος με σκυτάλη

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς RAR

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς RAT

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς Δακτύλιος με σκυτάλη A Κέντρο καλωδίωσης E B C D

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς ΙΕΕΕ 802.5: φυσικό στρώμα Data Rate 4 16 100 Medium UTP STP Fiber Signaling Differential Manchester Max Frame 4550 18200 18200

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς ΙΕΕΕ 802.5 Μορφή πλαισίου Σκυτάλη 1 1 1 2 or 6 2 or 6 4 1 Destination Source SD AC FC Information FCS Address Address ED SD AC ED 1 FS Starting delimiter J K 0 J K 0 0 0 J, K non-data symbols (line code) Access control Frame control Ending delimiter Frame status P P P T M R R R F F Z Z Z Z Z Z J K 1 J K 1 I E A C x x A C x x PPP Priority, T Token bit M Monitor bit, RRR Reservation FF : frame type (MAC ή LLC) ZZZZZZ control bit I intermediate-frame bit E error-detection bit A address-recognized bit xx undefined C frame-copied bit

TK TK TK Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς Απόδοση πρωτοκόλλου RAT PROP (12) PROP (23) PROP (N1) FRM1 FRM2 FRMN FRM1 TRANSF TRANST χρόνος T N ( TRANSF TRANST ) N TRANSF PROP PROP N RAT 1 1 PROP TRANSF

Απόδοση πρωτοκόλλου RAR TRANSF PROP RAR 1 1 FRM1 TK FRM2 TRANSF PROP PROP (12) TK FRM1 PROP (N1) χρόνος TRANST PROP ) ( ) ( PROP TRANSF N N PROP PROP TRANST TRANSF N T Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς Αρτηρία με σκυτάλη

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς FDDI 100Mbps LAN και MAN Δακτύλιος με σκυτάλη

Πρωτόκολλα εκχώρησης σειράς FDDI: πρωτόκολλο MAC Όπως και στο ΙΕΕΕ 802.5 εκτός: RAT Μετά την κατάληψη της σκυτάλης, ένα ή περισσότερα πλαίσια δεδομένων

Έλεγχος λογικής ζεύξης Τυπική χρήση του LLC Πακέτο LLC Πακέτο MAC LLC Πακέτο MAC

Έλεγχος λογικής ζεύξης LLC: Υπηρεσίες Το LLC παρέχει τρεις επιλογές υπηρεσίας: Αναξιόπιστη υπηρεσία δεδομενογραμμάτων Υπηρεσία δεδομενογραμμάτων με επαληθεύσεις Αξιόπιστη υπηρεσία με σύνδεση

Έλεγχος λογικής ζεύξης LLC: Υπηρεσίες Αναξιόπιστη υπηρεσία δεδομενογραμμμάτων MAC MAC MAC PHY PHY PHY

Έλεγχος λογικής ζεύξης LLC: Υπηρεσίες A C A Αξιόπιστη υπηρεσία C LLC LLC LLC MAC MAC MAC PHY PHY PHY

Έλεγχος λογικής ζεύξης LLC: Μορφή πλαισίου Byte 1 1 1 ή 2 0 DSAP SSAP Control Payload SAPs Δίκτυο LLC MAC Κόμβος Α Κόμβος Β Κόμβος C