Sdílení přístup ke kanálu

Metody sdílení přenosového kanálu se dělí na  : 

  • deterministické (bezkolizní) - řídí se algoritmem, který přesně definuje kdo kdy bude vysílat a ke klizím nedochází
  • nedeterministické (kolizní) - algoritmus je založen dost na náhodě (náhodné časové prodlevy) a musí řešit kolize, tedy situace kdy chce naráz na kanálu vysílat více stanic 

Nedeterministické metody sdíleného přístupu

Není dán jednozačný algoritmus na rozdělení přístupu jednotlivých stanic ke kanálu, proto se musí řešit kolize.

Kolizní slot - udává kolik času se ztratí nevyužitím kanálu vlivem řešení kolize.

Aloha

Metoda vhodná pro kanál s řídkým provozem. Vznikla pro radiovou síť na Havajských ostrovech.

  • Prostá aloha - netestuje se obsazenost kanálu a rovnou se vysílá. Nepřijde-li do časového limitu potvrzení, pokus se opakuje. Kolizní slot = dvojnásobku doby vysílaní rámce (když začnu vysílat na konci vysílaného rámce druhé stanice)
  • Taktovaná aloha - vysílací čas rozdělen na takty v kterých se smí začít vysílat. Díky tomu nedochází k tomu aby jedna stanice začala vysílat ve chvíli kdy skoro skončila druhá a kolizní slot je poloviční.
  • Řízená aloha - řídí intenzitu opakování podle zatížení sítě. Čím zatíženější je síť, tím je interval po kterém je možné zopakovat pokus delší.

CSMA

Metody náhodného přístupu, které mají informaci o obsazenosti kanálu.

  • Nalehájící CSMA - testuje stav kanálu. Pokud je obsazený, počká s vysíláním na jeho uvolnění. Je zde riziko kolize čekajících stanic. Takové kolize se pak řeší náhodnou dobou čekání pro zopakování pokusu.
  • Nenaléhající CSMA - při detekci obsazeného kanálu čeká náhodnou dobu na další pokus. Čekací doba se často volí jako k-násobek doby průchodu signálu sdíleným médiem.
  • P-nalehací CSMA - naléhá na vysílání s pravděpodobnosti p, s pravděpodobnosti 1-p počká na další timeslot. Pro p=1 jde o nalehací CSMA
  • CSMA/CD - CSMA s detekcí kolize. Při detekci kolize je zastaveno vysílání a čeká se náhodnou dobu pro další pokus. Před vysíláním musím být na mediu klid po dobu jednoho kolizního slotu.
    CSMA/CD v Eternetu vysílá při detekci kolize kolizní signál 'jam', aby kolizi rozpoznaly všechny kolidující stanice. Prodlevu po kolizi určí algoritmus Binary exponential backoff.

 

Deterministické metody pro sdílení přenosového media 

Derministické metody se dělí na

  • Centralizované řízení - jedna ze stanic je master a přiděluje ostatním právo vysílat. Je to sice efektivní ale musí se obětovat část kanálu pro komunikaci s mastrem.
    • Přidělování na výzvu - stanice smí vysílat jen když je k tomu vyzvána masterem
      • výzva je cyklicky opakována a stanice buď odešle něco nebo mlčí
      • binární vyhledávání - master vyhledává stanici připravenou vysílat (vhodné pro velké množství stanic a řídkému vysílání)
    • Přidělování na žádost - master zpracovává žádosti jednotlivých stanic a přiděluje jim kanál. Pro žádosti je často vyhrazen speciální kanál.
  • Ditribuované řízení - nezávislé na řídící stanici.
    • Rezervační rámec - master vysílá rezervační rámec, který má tolik slotu kolik je stanic a a stanice si do svého slotu může umístit požadavek na vysílání. Datové sloty pak následují za rezervačním rámcem.
      Režie rezervačního rámce = N
    • Binární vyhledávání - stanice postupně, které chtějí vysílat posílají bity své adresy. Jakmile odešlou 0 a přečtou 1, chce vysílat někdo z vyšší prioritou a tak se odmlčí (viz. obr. vpravo) Stanice, která úspěšně odešle celou svou adresu, může vyslat jeden rámec.
      Režie binárního vyhledávání = log2N
    • Logický kruh - stanice tvoří kruh. Každá stanice zná svou adresu a adresu svého následovníka, takže mu může předat právo na vysílání (token). Ten mezi nimi pořád dokola putuje.
      Problém je při přidávání stanic za provozu.

 

Kam dál?