Diszkrét aloha - számítógépes hálózatok

Binary protokoll ALOHA

Kezdjük vizsgálati protokollok random access egyik legegyszerűbb protokoll az úgynevezett diszkrét protokoll ALOHA. A mi leírása diszkrét rendszer ALOHA, feltesszük a következő:
□ minden képkocka áll pontosan L bit;
□ idő van osztva időrésekre (slot) időtartamú L / R másodperc (ebben az időben, amelyben az egyik keret átvitele);
□ csomópontok elkezdhet küldeni keretek csak az elején a következő rés;
□ csomópontok szinkronizálva vannak, hogy minden csomópont tudja, hol a nyílásba kezdődik;
□ Ha egy adott időrésben halmozottan keret, akkor az összes csomópont érzékeli az ütközés Tulajdonképpen futtatása előtt a nyílásba.

Állás diszkrét ALOHA protokoll minden csomóponton egyszerű. Amikor egy csomópont egy új keret továbbítja, megvárja, amíg nem kezd új időrés, amely után az egész keretet továbbítjuk alatt egy időrésben. Ha az átvitel nélkül történik ütközés, a közvetítés nem szükséges (csomópont készítsen elő egy új keret átvitel). Konfliktus esetén a csomópont érzékeli az ütközést a tényt, mielőtt véget ez a slot. Ezután, bekövetkezése esetén az egymást követő hornyok veroyatnostyur csomópont továbbítja a keretet ismételten mindaddig, amíg a keretet továbbítjuk ütközés nélkül.

Újbóli továbbítjuk a keretet egy p valószínűséggel azt jelenti, hogy a csomópont, mint egy pénzfeldobást. Ha ez a keret újratovábbított csak akkor, ha a tekercs farok fordul elő, hogy egy p valószínűséggel. Egy tekercs Eagle fordul elő, hogy egy valószínűségi (p 1), a csomópont továbbítja egy adott időintervallumban és dobálhat egy érmét újra. Minden csomópont részt vesz az ütközést, dobd érme egymástól függetlenül.

Úgy tűnhet, hogy egy digitális ALOHA protokoll számos előnye van. Ellentétben osztásos multiplexálás protokoll csatorna diszkrét ALOHA protokoll lehetővé teszi, hogy egyetlen aktív csomópontot a hálózaton megszakítás nélkül továbbítja keretek maximális sebességet R (a csomópont azt mondják, hogy aktív, ha azt egy keret átviteli). Diszkrét ALOHA protokoll erősen decentralizált, minden csomópont érzékeli, hogy az a tény, ütközés és függetlenül más csomópontok dönt újraküldés időben. (Azonban annak szükségességét, hogy szinkronizálja a csomópontokat. Továbbá, röviden megvitatják a folyamatos változatát ALOHA protokoll és CSMA protokollok, amelyek nem igényelnek ilyen szinkronizálást, és így teljesen decentralizált. Diszkrét ALOHA protokoll) Emellett ALOHA egy nagyon egyszerű protokollt.

Diszkrét ALOHA protokoll jól működik olyan helyzetekben, ahol csak egy aktív csomópont, de mi az a hatékonyságot, ha több aktív csomópontok? Hatásosság diszkrét ALOHA protokoll csökken két tényező. Először is, amint az ábrán. 5.13 ha a hálózat több aktív csomópontok, egy bizonyos részét a rések miatt kárba ütközések. (Amint az ábrán látható, egy első rés egy ütközés érintett három csomópont, majd 2 csomópont nem továbbítja a keretet a negyedik nyílásba, 1 csomópont -. A nyolcadik nyílásba, és a 3 csomópont -. Kilencedik) Másodszor, egy másik frakcióját rések elvesztegetett hiába, ha az összes aktív csomópontok ugyanakkor megtagadja átadni. Diszkrét ALOHA protokoll működik hatékonyan csak azokban slot, ha szükséges továbbítja pontosan egy csomópontot. Slot amelynek során továbbítja csak egy csomópont, az úgynevezett sikeres nyílásba. Hatékonysági diszkrét többszörös elérési protokoll határozza meg a frakció sikeres rések egy olyan helyzetben, nagy számú aktív csomópontok, amelyek mindegyike mindig van egy nagy számú képkocka továbbítására. Felhívjuk figyelmét, hogy amennyiben nem használja többszörös elérési protokoll, és azonnal az ütközés után retransmit egyes csomópontok hálózati hatékonyság lenne nullával egyenlő. Binary protokoll ALOHA nyilvánvalóan növeli a hálózat hatékonyságát, de hogyan?

Próbáljuk meghatározni a maximális hatékonyságot a digitális protokoll ALOHA. Egyszerűsítése Számításaink egy kis változás protokoll, feltételezve, hogy minden csomópont p valószínűséggel próbál továbbítja a keretet az Advent minden új nyílásba. Azaz, azt feltételezzük, hogy minden csomópont mindig keret adása egység mindig p valószínűséggel próbál továbbítani egy keret, függetlenül attól, hogy ez egy új keretet, vagy a megismételt. Hagyja, hogy a hálózat az N csomópont. Ebben az esetben, a rés sikeres, ha az egyik csomópont továbbít és N - 1 csomópontok tartózkodjanak átviteli. Annak a valószínűsége, hogy egy adott csomóponthoz továbbít, p. Annak a valószínűsége, hogy a fennmaradó N-1 csomópont nem továbbítja egyenlő (1 - p) (N-1). Tehát annak a valószínűsége, hogy egy adott csomópont képes sikeresen továbbítani keret p (1 -p) (N-1). Mivel N csomópont, a valószínűsége, hogy egy szerencsés egy (ilyen), amely egyenlő Np (i -P) (N-1).
Így, jelenlétében N aktív csomópont a hatékonyság diszkrét ALOHA protokoll Np (l -p) (N-1). Annak megállapításához, a leghatékonyabb protokollt iV aktív csomópontok, meg kell találni a értéke a valószínűsége p *, amelyben a kifejezés maximális. És, hogy a leghatékonyabb protokoll nagyszámú aktív csomópontok, találunk határértékeinek Np * (l -p *) (N l) értéket N, hajlamos a végtelenig (újra látni. Gyakorlatok a fejezet végén). Elvégzése után ezeket a számításokat, azt találjuk, hogy a maximális hatékonyságot a protokoll 1 / e

0,36788. Így, amikor a nagy csomópontok száma, sok keretek továbbítására, akkor (a legjobb), csak 37% okblo csatorna slot fog működni a használat során. Azaz, a hatékony csatorna kapacitása nem R bit / s, de csak 0,37 R bit / sec! Kiderült, hogy mintegy 37% -a, amikor a csatorna tétlen, és mintegy 26% -a töltött idő a konfliktusok kezelése. Képzeld el, a szerencsétlen hálózati rendszergazda szerzettek ALOHA diszkrét rendszer, amelynek kapacitása 100 Mbit / s, és használni fogja szolgálni közötti forgalom nagy számú felhasználó, a teljes kapacitás körülbelül 80 Mbit / s! Annak ellenére, hogy a pillanatnyi csatorna kapacitása akár 100 Mbit / s, a sikeres kapacitás kevesebb lesz, mint 37 Mbit / s.

Blogom az alábbi kifejezések

Felelős minden olyan változás történt a rendszer tanácsára ezt a cikket, akkor vegye át.