Локальных сетей

• Название: Локальных сетей
• Дата: 01.11.2018
• Размер: 261.78 Kb.
• Имя файла: 1.docx
• Тип: Документы; #55150
• страница: 6 из 12

Протоколы без столкновений

Хотя в протоколе CSMA/CD столкновения не могут происходить после того, как станция захватывает канал, они могут случаться в период конкуренции. Эти столкновения снижают производительность системы, особенно когда произведение полосы пропускания на значение задержки велико, то есть при большой длине кабеля (и больших τ) и коротких кадрах. Коллизии не только уменьшают пропускную способность, они делают время пересылки кадра непостоянным, что очень плохо для трафика, передаваемого в режиме реального времени, такого как голосовые данные по протоколу IP. Метод CSMA/CD оказывается не универсальным.

Вданном разделе мы рассмотрим протоколы, которые решают проблему борьбы за право занять канал, причем делают это даже без периода конкуренции. Большинство из них в крупных системах сегодня не используются, но в такой изменчивой отрасли всегда хорошо иметь про запас несколько протоколов с великолепными свойствами, которые можно будет применить в будущем.

Вописываемых ниже протоколах предполагается наличие N станций, у каждой из которых запрограммирован постоянный уникальный адрес в пределах от 0 доN – 1. То что некоторые станции могут часть времени оставаться пассивными, роли не играет.

4.2. Протоколы коллективного доступа	295

Также предполагается, что задержка распространения сигнала пренебрежимо мала. Главный вопрос остается неизменным: какой станции будет предоставлен канал после передачи данного кадра? Мы будем по-прежнемуиспользовать модель, изображенную на рис. 4.5, с ее дискретными интервалами конкуренции.

18 Стандарт 802.11: протокол подуровня управления доступом к среде

Однако вернемся из области электротехники в область компьютерных наук. Протокол подуровня MAC (напомним, MAC расшифровывается как Medium Access Control — Управление доступом к среде) в стандарте 802.11 довольно сильно отличается от аналогичного протокола Ethernet вследствие двух фундаментальных факторов, характерных для беспроводного обмена данными.



Во-первых,радиопередатчики почти всегда работают в полудуплексном режиме. Это означает, что они не могут на одной и той же частоте одновременно передавать сигналы и прослушивать всплески шума. Получаемый сигнал может быть в миллион раз слабее передаваемого и его может быть просто не слышно. В Ethernet станция ожидает, пока в канале настанет тишина, и тогда начинает передачу. Если шумовой всплеск не приходит обратно в течение времени, необходимого на пересылку 64 байт, то можно утверждать, что кадр почти наверняка доставлен корректно. В беспроводных сетях такой механизм распознавания коллизий не работает.

Вместо этого 802.11 пытается избегать коллизий за счет протокола CSMA/CA

(CSMA with Collision Avoidance, CSMA с предотвращением коллизий). Концепция данного протокола схожа с концепцией CSMA/CD для Ethernet, где канал прослушивается перед началом отправки, а период молчания после коллизии вычисляется экспоненциально. Однако если у станции есть кадр для пересылки, то она начинает цикл с периода молчания случайной длины (за исключением случаев, когда она давно не использовала канал, и он бездействует). Станция не ожидает коллизий. Число слотов, в течение которых она молчит, выбирается в диапазоне от 0 до, скажем, 15 в случае физического уровня OFDM. Станция дожидается бездействия канала в течение короткого периода времени (называемого DIFS; подробнее о нем ниже) и отсчитывает слоты бездействия, приостанавливая отсчет на время отправки кадров. Свой кадр она отправляет, когда счетчик достигает нуля. Если кадр проходит успешно, то адресат немедленно отправляет обратно короткое подтверждение. Если подтверждение отсутствует, делается вывод, что произошла ошибка — коллизия или иная. В таком случае отправитель удваивает период молчания и повторяет попытку, продолжая экспоненциально наращивать длину паузы (как с Ethernet), пока кадр не будет успешно передан или пока не будет достигнуто максимальное число повторов.

СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ занимается разработкой маршрутов доставки пакетов от отправителя до получателя. Чтобы добраться до пункта назначения, пакету может потребоваться преодолеть несколько транзитных участков между маршрутизаторами. Функции, выполняемые на сетевом уровне, резко контрастируют с деятельностью канального уровня, цель которого была более скромной — просто переместить кадры с одного конца провода на другой. Таким образом, сетевой уровень оказывается самым нижним уровнем, который имеет дело с передачей данных по всему пути от одного конца до другого.

Для достижения этих целей сетевой уровень должен обладать информацией о топологии сети (то есть о множестве всех маршрутизаторов и связей) и выбирать нужный путь по этой сети, даже если она достаточно крупная. При выборе маршрутизаторов он должен также заботиться о том, чтобы нагрузка на маршрутизаторы и линии связи была, по возможности, более равномерной. Наконец, если источник и приемник находятся в различных сетях, именно сетевой уровень должен уметь решать проблемы, связанные с различиями в сетях. В данной главе мы рассмотрим все эти аспекты и проиллюстрируем их в основном на примере Интернета и его протокола сетевого уровня — IP.