2017. június 1., csütörtök

Csatorna hozzáférési módok

CSMA
- dinamikus kiosztású prot.
- csatornafigyelõ
- versenyhelyzetes

1 perzisztens CSMA
- ALOHA szerû
- modók az állomások
- ha a csatorna szabad volt, akkor õk küldik a csomagot
- nem kapunk sokkal jobbat, mint az ALOHA
- p=1
- folyamatos idõt feltételez

2 p perzisztens CSMA
- felt. hogy az idõ résekre van osztva
- csatornafigyelõ prot.
- áll. elkezdi figyelni a csatonát
  - csat. foglalt
    - áll. megvárja amíg szabad lesz
    - ha a köv. idõrés szabad, akkor p valószínûseggel elküldi, q=1-p
valószínûséggel nem küldi el, megvárja a köv szabad idõrést, indul elõrõl
    - ha közben a csat. foglalt lesz, akkor azt ütközésként érzékeli, mert
elengedett egy - két szabad idõrést, most más ad
      - ilyenkor véletlenszerû ideig vár, majd figyelni kezdi a csatornát
- p=0.01 a legjobb, gyorsan felfut, es nagy terhelésnél nagyon jó a
hatásfoka
- keretek maximálva vannak


3 nem perzisztens CSMA
- hatékonyság növelése ha az állomások nem olyan mohók
- másik véglet
- az állomások belehallgatnak a csatornába, ha a csat. szabad, akkor
  küldenek
- ha foglalt, akkor az állomás hagyja az egészet, vár, majd megint
  belehallgat a csatornába. s.i.t...
- az az ára, hogy csak nagy terhelések esetén a csat. kihasználtsága nõ, de
  az állomások roppant visszafogottak
  - nem figyeli folyamatosan a csat.ot. Lesz ütközés, de sokkal kevesebb
- meg fog növekedni a hozzáférési késleltetést
- p=0


Terhelési viszonyok
- kis terhelésû eset
  - csatorna kihasználtság
    - nem lehet nagy érték - kicsi a terhelés - nincs teljesen
      kihasználva
  - hozzáférési késleltetés
- nagy terhelésû eset
  - csatorna kihasználtság
    - meg kell alkudni egy értékben, de egészében jól legyen kihasználva

 - versenyhelyzetes protokolloknál csak kis terhelésnél jók
   - minnél nagyobb a terhelés, annál vadabbul reagál az állomás

- a protokollok nem törõdnek azzal, hogy a kerettel mi történik
- nyugtázással is gondok lehetnek,
- lan protokollok
  - ha sikeres átvitel volt, akkor a prot.ok kényszerítve vannak, hogy
fogják vissza magukat, amíg a nyugtát megkapják
  - ha ütközés volt, akkor is szükség van egy kis kivárásra

- ha a rendszerben ütközés volt akkor kiegészítés
  - ha már ütközött, akkor az egész csomag a szemétbe kerül
  - ütközés érzékelése után, jó ha az adást be kell fejezni

CSMA/CD
- carryer ... - collision detection
- LAN hálózatok protokollja
- p perzisztens protokollok, rögzített keretmérettel hatékony
  - ha a forgalom lökésszerû akkor a p perzisztens nem jó
- ált. a hálózatok egy átlagos forgalomra vannak optimalizálva
[
 10Mb/s-os háló ca. 6Mb/s
]
- 802.3 - kiterjesztéseként
  - Ethernet - egyfajta 802.3
- ütközések elõfordulhatnak
  - csat. hozzáférésen finomított
  - mint a réselt ALOHA
    (tétlen rés, sikeres rés, ütközéses rés)
    - három részperiódus
      - tétlen idõszak - nem folyik semmi
      - sikeres idõszak - sikeres keretátvitel
      - ütközéses idõszak - versengéses idõszak
  - az ütközés után gyorsabban lehet újra adni
  - kisebb a hozzáférési késleltetés
  - ütk. hatás keresztmetszet

- ütközésérzékelés
  - digitális jelfolyam van, nem NRZ...
  - analóg folyamat az ütközésérzékelés
  - 3 módszer
    - teljesítményfigyelés függvényében
      - ha nagyobb a teljesítmény, mint amit kibocsájt, akkor ütközés
    - impulzushossz figyelés
    - vonali jelszint figyelése
      - durván, a feszek összeadása...
      - ezért nem használnak NRZ kódolást
        - nem detektálható az ütközés
    - mikrohullámon
      - iránycsatolók
        - van körüljárási iránya, és kimenetele
        - jelek a körüljárási iránynak megfelelõen egyik kapuból a jel
eljuthat a következõ kapura, így kivédhetõ, hogy az adó a vevõre legyen
képes hatással
    - ha a vevõbe egyidõben az adó adásával jel érkezik, azt csak más
generálhatta, torlódás
  - mechester kódolást használnak, kivéve az oposzálas...
  - helyi hálózatoknál, elküldik az infót, majd a csatornáról
visszaolvassák, ha megegyezik, akkor jó
  - nem mindenki képes érzékelni ezt, az adó, a szomszédok igen, de a
távoliak nem biztos
  - a helyes mûködéshez, mindenkinek tudnia kell róla, mindenkinek az
ütközésfeloldást el kell kezdeni
    - akik érzékelték az ütközést, azoknak egy ütközésmegerõsítõ jelet kell
elküldeni, hogy mindnki értesüljön róla
  - jelterjedési késleltetése tau
[
? idõ az, ameddig mindenki értesül az ütközésrõl
- ha valaki forgalmaz a hálózaton arról a legrosszabb esetben tau idõ után
venné észre a legtávolabbi, ha mohó, akkor elkezd tau-epszilonban elkezd
adni, amit az elsõ 2tau-epszilon alatt még ad.
]
- 2 tau idõ alatt már mindenki észlelhette, hogy õ akarja a csatornát
figyelni
- minnél hosszabb a kábel, annál rosszabb a dolog
- 2 tau idõ alatt úgy mûködik mint az ALOHA
- ha elküldtem egy teljes keretet, nem lehet eldönteni, hogy az enyém sérült
- kis keretméretnél nem jó a protokoll
  - függ a sebességtõl
- CSMA/CD WAN és mûholdas hálózatoknál nem ad elég jó teljesítményt
  - helyi hálózatoknál használják
[
- 51,2 mus - résméret - kábel 2500 m hosszú - 4 ismétlõ lehet - 802.3
 - 64 byte méretû legyen a keret min.
]
- egyetlenegy protokoll nem garantál hibátlan átvitelt
- még ha meg is érkezik a hibátlan keret
  - elvét egy megszakítást, nincs puffer a vevõnél...
- szállítási rétegre bizzák általában a sorrendkieséseket
  - megnõ a késleltetési idõ
- a keret elküldése utáni elsõ idõrés a nyugtára hagyják meg
- üzenetszórásnál nem kell külön nyugtázni

- ált. tapasztalat
  - miután egy áll.a csatornát megszerezte, már nincs ütközés
  - a versenyhelyzeti szakaszban igen sok van, baj
  - minimalizálni kell a versengési idõtartamot

Versenyhelyzet feloldása ütközés nélkül
Ütközésmentes protokollok
TFH.
- N állomás van - sorszám 0 - N-1ig
- versengési szakasz N db idõrésbõl áll
| 0 | 1 |...|N-1|
- csak a saját idõrésében jelezheti az állomás, hogy akar vagy nem küldeni
- akik küldeni akarnak, azok kitöltik az idõrésüket
- ha végetér a versengési periódus, jön egy átviteli periódus
  - akik jelölték az átviteli szándékukat egymás után küldhetnek
- tudni kell, hogy mikor kezdõdik az újabb versengési periódus
  - ki az utolsó aki az átviteli idõben ad
  - meg kell jegyezni, hogy elötte ki van, es meg kell jegyezni, hogy utána
hányan nem küldenek - saját cím
  - számlálóval megszámolom, hogy hány nulla van az utolsó egyes után a
versengési idõszakban, hogy tudjam, hogy mikor adhatok, majd a számlálót
tovább engedem, hogy megtudjam hánya adnak utánam, hogy tudjam, hogy mikor
következõ versengési periódus mikor kezdõdik
- a versengési idõpontban csak a küldési szándékot jelezhetik az állomások
- ezek a foglalásos protokollok
- kis terhelésnél
  - a rendszer másképp viselkedik a kis sorszámú állomásokkal???
  - mivel nem biztos, hogy készen lesz a következõ kerettel, így meg kell
várni a következõ vers. idõt, de azt lekéshetik, így még egyet meg kell
várni
  - a nagy sorszámúak nagyon jól járhatnak, nem késik le a köv. versengési
idõt
  - d/(d+N)  a kihasználtság
    - minél több az állomás annál rosszabb
- nagy terhelés esetén
  - N*d adatkeret lesz, mindenki adni akar...
  - d/(d+1)  a kihasználtság - majdnem 100% - még kis keretnél is
  - hozzáférési késleltetés
    - (N*d+N)/2 = N(d+1)/2
- továbbfejlesztett változat
BRAP

- Broadcast Recognization ....
BRAM és MSAP-bol lett BRAP
- ...access metode
- mini slotted ...
- ha a versengési ciklusben bebillenti, hogy adni akar, akkor küldje el a
keretét, és utána folytatódik a versenygéses ciklus
- ha valakihez eljut a lekérdezés, akkor õ jogosult az adásra...
- mint a vezérjeles gyûrû
- figyelembe kell venni
  - állomások késleltetéseit idõben szétszórják
  - (saját cím-utoljára küldõ állomás címét) modulo N=
     várakozási ideje az állomásoknak
    - dinamikusan módosíthatja a rendszer, ütközés nélkül
- körbeforgó prioritás van... kell ismerni, hogy hány állomás van

- kikerülendõ, hogy az állomásszámot ismernünk kell
A kommunikációban a csatorna-hozzáférési mód meghatározza, hogy az adott kommunikációs csatorna vagy fizikai átviteli médium hogyan osztható meg több felhasználó között.
Példák különböző csatorna-hozzáférési módokra:
Frekvenciaosztásos többszörös hozzáférés (FDMA -Frequency division multiple access)
Időosztásos többszörös hozzáférés (TDMA – Time-division multiple access)
Szórt spektrumú többszörös hozzáférés (SSMA – Spread-spectrum multiple access)
direkt sorrendű szórt spektrumú (DS-SS – Direct-sequence spread spectrum)
frekvenciaugrásos szórt spektrumú (FH-SS – Frequency-hopping spread spectrum)
kód osztásos többszörös hozzáférés (CDMA – Code division multiple access) – the overarching form of DS-SS and FH-SS
Space division multiple access (SDMA)
Wavelength division multiple access (WDMA)
Vivő érzékeléses többszörös hozzáférés a helyi hálózatoknál (Ethernet, Token Ring) alkalmazott megoldások
Vivő érzékeléses többszörös hozzáférés, ütközés detektálással (CSMA/CD – Carrier sense multiple access with collision detection)
Vivő érzékeléses többszörös hozzáférés, ütközés elkerüléssel (CSMA/CA – Carrier sense multiple access with collision avoidance)
Vivő érzékeléses többszörös hozzáférés, ütközés prioritás kezeléssel történő elkerüléssel (CSMA/CARP – Carrier sense multiple access with collision avoidance and Resolution using Priorities)
Ha a hozzáférési módokat arra használjuk, hogy egy kommunikációs csatornán biztosítsuk az az átvitelt előre- és vissza irányba, akkor azok duplexelési módként ismertek, mint például:
időosztásos duplex (TDD)
frekvenciaosztásos duplex (FDD)
Meg kell jegyezni, hogy a fenti technikák hibrid használata a gyakorlatban igen elterjedt. Például, a GSM esetén kombinálták a frekvencia osztásos duplex eljárást az központi adó és cellavezérlő közötti jelek továbbítása esetében, és a TDMA módszert a készülék és a cella közötti kommunikációhoz.
A nyílt rendszerek összekapcsolása vagy az OSI hétrétegű modellje szerint a csatorna-hozzáférési módokat általában az első rétegben (fizikai réteg) kezelik, illetve valósítják meg.
Véletlen és determinisztikus (osztott és központosított, prioritásos) csatornaelérési módok:
véletlen: ha az állomás forgalmazni szeretne nincs visszatartó erő:
   * ALOHA
   * CSMA
   * CSMA/CD
osztott: mindig csak egy egységnek van joga forgalmazni, és ez körbejár
   * token passing
központosított: egy kitüntetett állomás engedélyezi a többinek az adást.
prioritásos:
   * CSMA/CA

Itt az állomásoknak a címük szerint prioritási osztályokba soroljuk. p1>p2>p3>… Ezek alapján csökken a hozzáférési valószínűség. Az n-edik prioritási osztályba tartozó akkor szólalhat meg, ha az 1…(n-1). osztályba tartozók közül egyik sem akar megszólalni. Ha senki sem akar forgalmazni, akkor az utolsó állomás egy ún. pad-et (töltelék adatot) küld, ezután újraindul az ütemezés. Ez a módszer kis és nagy terhelés esetén is jó átbocsátóképességet biztosít.

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése