زیر لایه نظارت بر دسترسی به رسانه انتقال
از ویکیپدیا، دانشنامهٔ آزاد.
در شبکه های فراگیر که از یک کانال مشترک استفاده می کنند، اولین مسئله ای که پیش می آید این است که چه کسی از این کانال استفاده کند. به این کانال گاهی کانالهای با دسترسی چند گانه یا کانالهای با دسترسی تصادفی گوییم. حال وظیفه ما است که کلاهمان را قاضی نبوده و به ایستگاههای مختلف این اجازه را بدهیم که از کانال مشترک موجود استفاده بهینه را ببرند. وظیفه این عمل در دنیای شبکه بر عهده نرم افزار های زیر لایهٔ نظارت بر دسترسی به رسانه انتقال(MAC) می باشد. این زیر لایه وظیفه دارد که به کمک پروتکل هایی که در زیر ذکر می کنیم عدالت را بین ایستگاه ها پیاده نماید. حال فرض کنیم این کنترل انجام نگردد، در این حالت ممکن است چند ایستگاه به طور همزمان نسبت به قرار دادن بسته های اطلاعاتی بر روی کانال اقدام کنند (این سناریو یادآور پاسخگویی همزمان دانشجویان یک کلاس به یک پرسش استاد است). طبیعی است که هیچ یک از این بسته های اطلاعاتی قابل بازیافت توسط گیرنده(استاد در مثال ما) نیست. به این رویداد را تصادم گوییم. در کانال های شبکه می توان با برسی توان مصرفی یا اندازه گیری و مقایسهٔ پهنای پالس سیگنال دریافتی از کانال و مقایسهٔ آن با سیگنال ارسالی تشخیص داده می شود. این فرآیند تشخیص، به صورت آنالوگ انجام می شود و کدینگ خاصی همچون منچستر در این تشخیص کاربرد دارد.
فهرست مندرجات |
[ویرایش] پروتکل های ALOHA
نورمن آبرامسون و همکاران او این روش را ایجاد کردند و دانشمندان دیگر به مرور به تکمیل آن پرداختند. دو نوع از این پروتکل ها در زیر بیان می شود.
[ویرایش] Pure ALOHA
در این روش که می توان آنرا بی منطق ترین حالت هم دانست، تمام ایستگاهها به محض آماده شدن بسته های اطلاعاتی شان، آنرا به کانال انتقال می فرستند. اگر تصادمی رخ نداد که چه بهتر ولی اگر تصادمی رخ داد آنرا توسط کانال مستقلی گزارش می کند. بعد از گزارش تصادم این فرآیند دوباره تکرار می شود. بعد محاسبات آماری مشخص شده است که در این حالت تنها ۱۸ درصد از کانال بهره برداری می شود.
[ویرایش] Slotted ALOHA
در این روش از برش های زمانی استفاده می شود. الگوریتم این روش به قرار زیر است:
- بعد از مهیا شدن اطلاعات، ایستگاه باید آنقدر منتظر بماند تا به آغاز برش زمانی بعدی برسد.
- بعد از اتمام برش زمانی بسته اطلاعاتی به روی کانال ارسال می گردد.
- در صورت بروز تصادم این فرایند دوباره تکرار می شود.
این پروتکل دو برابر بهتر از روش قبل است بنابراین میزان بهره کانال به ۳۷ درصد می رسد.
[ویرایش] پروتکل های دسترسی چند گانه با قابلیت شنود سیگنال(CSMA)
به مجموعهٔ این پروتکل ها، پروتکل های شنود سیگنال نیز گوییم. این پروتکل ها مناسب تر بوده و کاربردی تر هستند. چراکه بدون تحقیق حکم صادر نمی کنند!
[ویرایش] Persistent CSMA
به این پروتکل که گاهی به آن 1-Persistent CSMA نیز گوییم طبق الگوریتم زیر کار می کند.
- به کانال گوش بده.
- اگر کانال خالی است اطلاعات را به سوی کانال ارسال کن.
- در غیر اینصورت به مرحله ۱ بازگرد.
در این روش نیز امکان تصادم وجود دارد. دو حالت زیر سناریوهای احتمالی وقوع این رویداد است:
- تاخیر انتشار وجود داشته باشد.
- انتظار همزمان برای خالی شدن کانال.
[ویرایش] Nonpersistent CSMA
این پروتکل مبتنی بر شنود سیگنال است و طبق الگوریتم زیر است:
- به کانال گوش بده.
- اگر کانال خالی است اطلاعات را به سوی کانال ارسال کن.
- در غیر اینصورت زمان تصادفی را صبر کن.
- بازگشت به مرحله ۱.
این روش با حالت قبل دو تفاوت دارد:
- تاخیر بیشتری نسبت به روش قبل دارد.
- زمان انتظار به صورت تصادفی محاسبه می گردد.
[ویرایش] p-Persistent CSMA
این پروتکل برای کانالهای زمان بندی مناسب است و دارای الگوریتم زیر است:
- شنود کانال.
- اگر کانال اشغال نیست آنرا با احتمال p به روی کانال قرار بده (این امر قطعی نیست).
- در غیر این صورت تا بعد از اسلات بعدی صبر کن و به مرحله ۱ بازگرد.
تا اینجا چند پروتکل را برسی کردیم، قبل از ادامه این بخش توجه شما را به شکل روبرو جلب می کنیم که به مقایسه بهره وری کانال(ظرفیت مفید) بر حسب بار پرداخته است. قبل از بحث در مورد ادامه پروتکل ها این نکته را خاطر نشان می کنیم که تمام پروتکل هایی که تا اینجا برسی کردیم دسترسی تصادفی را به کانال دارند.
[ویرایش] CSMA با تشخیص تصادم
در این پروتکل به محض تشخیص تصادم ادامه ارسال فریم آسیب دیده متوقف می گردد. این قطع شدن سریع، باعث می شود که در پهنای باند به میزان زیادی سرفه جویی شود. چنین پروتکلی را به اختصار CSMA/CD یا پروتکل دسترسی چندگانه با قابلیت شنود سیگنال حامل همراه با تشخیص تصادم نامیم. CSMA/CD می تواند در سه وضعیت باشد:
- رقابت
- ارسال
- بیکار
[ویرایش] پروتکل های بدون تصادم
[ویرایش] پروتکل مبتنی بر نشانه های بیتی(Bit Map)
[ویرایش] شمارش دودوئی معکوس(Binary Countdown)
[ویرایش] پروتکل های با رقابت محدود
[ویرایش] پروتکل پیمایش وفقی درخت(Adaptive Tree Walk)
[ویرایش] پروتکل های دسترسی چند گانه مبتنی بر تقسیم طول موج
[ویرایش] پروتکل های بیسیم برای شبکه های محلی
[ویرایش] MACA
[ویرایش] MACAW
شبکه های کامپیوتری - آندرواس. تَنن بام - ویراست چهارم۲۰۰۳