30第5章数字链a.pptVIP

第6讲 数据链路层之一 6a-* CDMA 编码/解码 第6讲 数据链路层之一 6a-* CDMA: 两个用户互扰的情况 第6讲 数据链路层之一 6a-* 随机访问协议 当结点有数据要发送时： 使用信道全部的传输速率 R. 在诸多结点中不存在“预先”协商的机制 可能发生两个以上结点同时传输 - “冲突” 随机访问的 MAC协议定义了: 如何检测冲突 如何从冲突中恢复 (e.g., 通过延迟重发) 随机访问 MAC协议的实例: 时隙ALOHA ALOHA CSMA and CSMA/CD 第6讲 数据链路层之一 6a-* 时隙 Aloha 时间划分成等长的时隙 (=分组单元传送的时长) 对待新近到达的分组结点要: 在下一个时隙开始时传输 如果冲突: 以p的概率再后继的时隙重发分组，直到成功为止. (S)成功, (C)冲突, (E) 空闲的时隙 第6讲 数据链路层之一 6a-* 时隙 Aloha 的效率 Q: 时隙的利用情况如何? A: 假设有 N站点有数据发送 每个站点以p的概率在时隙中传输数据 传输成功的概率 S为: 对单个结点来说: S= p (1-p)(N-1) 对N个节点中的任何一个： S = 概率 (仅有一个站点传输的) = N p (1-p)(N-1) … 选择最佳的 p 当 n - infty ... = 1/e = .37 最佳情况: 信道的使用率为 37% ! 第6讲 数据链路层之一 6a-* 纯 (无时隙) ALOHA 无时隙 Aloha: 简单, 没有同步信号 需要传输分组时: 立即发送而不必等待时隙的开始 冲突的概率增加了: 在 t0 时刻发送的分组与在 [t0-1, t0+1]时刻发送的分组冲突 第6讲 数据链路层之一 6a-* 纯 Aloha (续) P(给定节点的成功率) = P(节点传输) . P(无其他节点在 [p0-1,p0]时刻传输） . P(无其他节点在[p0-1,p0]时刻传输） = p . (1-p) . (1-p) P(在N结点中任意结点的成功率) = N p . (1-p) . (1-p) … 选择最佳的 p 当 n - infty ... = 1/(2e) = .18 S = throughput = “goodput” (success rate) G = offered load = Np 0.5 1.0 1.5 2.0 0.1 0.2 0.3 0.4 Pure Aloha Slotted Aloha 协议 限制了信道吞吐量的有效利用! 第6讲 数据链路层之一 6a-* CSMA: Carrier Sense Multiple Access CSMA: （载波检测多路访问）发送前侦听: 如果信道闲置: 发送整个分组 如果信道忙, 推迟发送 坚持性 CSMA: 当信道闲置时，以p的概率立即重试 (可能导致不稳定) 非坚持性 CSMA: 在某个随机间隔以后再试 为人处事的规则之一: 不要打断别人的发言! 第6讲 数据链路层之一 6a-* CSMA 的冲突 冲突可能发生在: 由于传播延迟两个节点可能听不到对方的发送 冲突: 整个分组的传输时间被浪费 以太网结点间的时空图 注意: 这里的冲突概率是由距离与 传播延迟来决定的 第6讲 数据链路层之一 6a-* CSMA/CD (Collision Detection，冲突检测) CSMA/CD: 在冲突发生后，短时间内可探测到 立即中断传输, 减少信道的时间浪费 坚持性或非坚持性重传 冲突检测: 在有线 LAN中简便易行: 检测信号强度, 比较收、发的信号 在无线 LAN比较困难: 传输时接收器是关闭的 人类社会的范例: 彬彬有礼的交谈者 第6讲 数据链路层之一 6a-* CSMA/CD 冲突检测 第6讲 数据链路层之一 6a-* “轮转式” MAC 协议 信道分割的 MAC 协议: 在重负荷时共享信道的效率高 在轻负荷时效率低: 延迟了信道访问, 当只有一个结点激活时，分到的带宽只有信道带宽的1/N! 随机访问 MAC 协议 在轻负荷时有效率: 单个节