Протоколы множественного доступа (MAC): объяснение | ALOHA, CSMA/CD, CSMA/CA

ДЕНЬ 17 – ПОДУРОВЕНЬ MAC И ПРОТОКОЛЫ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА 1) ПОДУРОВЕНЬ MAC – ОПРЕДЕЛЕНИЕ Подуровень MAC (управление доступом к среде передачи) является частью канального уровня и отвечает за управление тем, как несколько устройств совместно используют общую среду передачи данных. Канальный уровень делится на: LLC (управление логическим каналом) MAC (управление доступом к среде передачи) Функции подуровня MAC: Физическая адресация (MAC-адрес) Управление доступом к каналу Обработка коллизий Разделение кадров -------------------------------------------------- 2) ПРОТОКОЛЫ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА – ОПРЕДЕЛЕНИЕ Протоколы множественного доступа используются, когда множество устройств совместно используют один канал связи. Эти протоколы определяют, кто может использовать канал и когда. Основные протоколы: ALOHA (Pure ALOHA, Slotted ALOHA) CSMA CSMA/CD CSMA/CA WDMA -------------------------------------------------- 3) PURE ALOHA -------------------------------------------------- Определение: В протоколе Pure ALOHA станция передает данные всякий раз, когда у нее есть данные для отправки, не проверяя канал. В случае коллизии станция ожидает случайного времени и повторно передает. Уязвимое время: 2 × время кадра Эффективность: Максимальная эффективность = 18,4% Преимущества: Простота Недостатки: Высокая частота коллизий Низкая эффективность -------------------------------------------------- 4) SLOTTED ALOHA -------------------------------------------------- Определение: Время делится на временные интервалы, и станция может передавать только в начале каждого временного интервала. Уязвимое время: Время кадра Эффективность: Максимальная эффективность = 36,8% Преимущество: Меньше коллизий, чем в Pure ALOHA -------------------------------------------------- 5) CSMA (CARRIER SENSE MULTIPLE ACCESS) -------------------------------------------------- Определение: В CSMA станция проверяет канал перед передачей. Если канал свободен → передача Если занят → ожидание Типы CSMA: 1-постоянный Непостоянный p-постоянный Преимущество: Снижает количество коллизий по сравнению с ALOHA -------------------------------------------------- 6) CSMA/CD (COLLISION DETECTION) -------------------------------------------------- Определение: CSMA/CD обнаруживает коллизию во время передачи и немедленно останавливает передачу. Используется в: Ethernet (проводная локальная сеть) Этапы: 1. Определение канала 2. Передача при свободном канале 3. Обнаружение коллизии 4. Отправка сигнала помехи 5. Ожидание случайного времени 6. Повторная передача -------------------------------------------------- 7) CSMA/CA (предотвращение коллизий) -------------------------------------------------- Определение: CSMA/CA предотвращает коллизии, отправляя сигнал перед передачей. Используется в: Беспроводная локальная сеть (Wi-Fi) Техники: Межкадровое пространство (IFS) Окно конкуренции Подтверждение RTS/CTS (Запрос на отправку / Разрешение на отправку) -------------------------------------------------- 8) WDMA (множественный доступ с разделением по длине волны) -------------------------------------------------- Определение: WDMA используется в волоконно-оптической связи, где различные сигналы передаются с использованием разных длин волн (цветов) света. Преимущества: Возможность одновременной передачи данных несколькими пользователями Очень высокая пропускная способность -------------------------------------------------- 9) СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА -------------------------------------------------- Обработка коллизий протокола ----------------------------------------- Чистый ALOHA: Отсутствие предотвращения Щелевой ALOHA: Сниженное количество коллизий CSMA: Предотвращение коллизий CSMA/CD: Обнаружение коллизий CSMA/CA: Предотвращение коллизий WDMA: Отсутствие коллизий (разные длины волн)