bài giảng mạng viễn thông - tranxuannam.nettranxuannam.net/lectures/commnet/lecture8-mac...

Bai giang

Mang Viên thông

Trân Xuân Nam

Khoa Vô tuyên Điên tư

Hoc viên Ky thuât Quân sư

1

Bai 8

Cac Giao thưc Điêu khiên

Truy nhâp Môi trương

va Mang Cuc bô

Phân I: Điêu khiên Truy nhâp Môi trương

Phân II: Mang Cuc bô

2

Phân loai Mang

Co 2 loai cơ ban Mang Chuyên mach

Nôi cac ngươi sư dung băng đương dây, ghep kênh va chuyên mach

Chuyên goi tư nguôn tơi đich, yêu câu bang đinh tuyên

Đôi vơi mang lơn thi viêc đanh đia chi cân co câu truc đê dê tim ra ngươi phat va nhân

Vi du: Mang Internet

Mang Quang ba

Không cân bang đinh tuyên do thông tin đươc đưa đên tât ca ngươi dung đông thơi.

Đanh đia chi đơn gian

Cân co giao thưc điêu khiên truy nhâp môi trương

Vi du: Mang LAN

Trân Xuân Nam, Hoc viên KTQS 3

Bai 5



Ky thuât Đa truy nhâp

Truy nhâp Ngâu nhiên

Đinh trinh (Scheduling)

4

Chương 6



va Mang Cuc bô

Ky thuât Đa Truy nhâp

5

Ky thuât Đa truy nhâp

Hinh ve mô ta môt trương hơp điên hinh vơi M ngươi dung chia se chung môt môi trương truyên dân

Môi trương truyên dân la môi trương quang ba nên khi môt tram phat thi tât ca cac tram khac đêu thu đươc

Khi hai hay nhiêu tram truyên đông thơi xay ra hiên tương va cham

Vân đê: Chia se môi trương như thê nao?


1 2

3

4

5 M

Môi trương đa truy

nhâp chia se chung

Cac Giai phap Chia se Môi trương


Cac ky thuât

Chia se Môi trương

Phân kênh

Tinh Điêu khiên Truy nhâp

Môi trương Đông

Đinh trinh

Truy nhâp

ngâu nhiên

MAC

schemes

Polling

Token ring

WLANs

Aloha

Ethernet

FDMA

TDMA

CDMA

Ky thuât Phân kênh (Channelization)

Cho phep chia se môi trương tinh

Không co va cham

Phân chia môi trương thanh cac kênh riêng biêt

rôi gan cho tưng ngươi dung co tên goi la

phân kênh

Thich hơp cho cac ưng dung truyên tin hiêu liên

tuc (steady stream) sư dung hiêu qua kênh

truyên riêng


Thông tin Vê tinh


Kênh Vê tinh

uplink fin downlink fout

Di đông tê bao


uplink f1 ; downlink f2

uplink f3 ; downlink f4

Điêu khiên Truy nhâp Môi trương Đông

Chia se đông môi trương trên cơ sơ packets.

Thich hơp vơi cac trương hơp dư liêu phat theo

cum “bursty”

Chưc năng cua MAC la giam thiêu va cham đê

thu đươc hiêu suât sư dung môi trương hơp ly

Co hai loai MAC:

Đinh trinh (scheduling)

Truy nhâp ngâu nhiên (random access)


Đinh trinh: Polling


Inbound line

Outbound line Host

computer

Stations

1 2 3 M

Poll 1

Data from 1

Poll 2

Data from 2

Data to M

Đinh trinh: Trao Token


Ring networks

token

Tram giư token đươc phat lên mach vong

token Data to M



Multitapped Bus

Phat khi săn sang

Crash!!

Nhiêu may cung phat đông thơi; cân co chinh sach phat lai thich hơp

Wireless LAN


Chê đô AdHoc: tram-tơi-tram

Chê đô câu truc: Tram tơi Tram gôc (base station)

Truy nhâp ngâu nhiên & polling

Lưa chon MACs

Cac ưng dung

Kiêu lưu lương?

Liên tuc (steady)

Hay “cum” (bursty)

Yêu câu vê thơi gian thưc, jitter thâp?

Qui mô

Chuyên đươc bao nhiêu lưu lương?

Hô trơ đươc bao nhiêu ngươi dung?

Đô tin cây, chi phi?


Đanh gia phâm chât MACs

Môi trương chia se la phương tiên duy nhât cho cac

tram liên lac vơi nhau

Bât ky sư phôi hơp nao giưa cac tram đêu thông qua

môi trương

Môt phân cua tai nguyên môi trương bi dung vao viêc

truyên tai phôi hơp giưa cac tram

Đanh gia hiêu suât/phâm chât thông qua Tich Trê -Băng

thông

Vi du hai tram đơn gian

Tram co frame cân phat lăng nghe môi trương va thưc hiên phat

nêu môi trương rôi

Tram giam sat môi trương đê phat hiên va cham

Nêu co va cham, tram phat trươc đươc phat lai


Vi du vê MAC Hai tram


Hai tram chia se môi trương chung

A phat vao

thơi điêm

t = 0

Khoang cach d meters tprop = d /v seconds

A B

A B

B không phat

trươc thơi điêm

t = tprop & A

chiêm kênh

Case 1

B phat trươc

thơi điêm

t = tprop va phat

hiên co va cham

ngay sau đo

A B

A B

A phat hiên

va cham tai

thơi điêm

t = 2 tprop

Case 2

Hiêu suât cua Vi du Hai Tram

Môi lân truyên 1 frame cân khoang thơi gian yên lăng 2tprop Tram B cân giư yên lăng tprop trươc va sau khi Tram A phat

Tôc đô R bit/s

Sô bit trong 1 frame L bits/frame

max1 1

2 1 2 / 1 2prop prop

LL t R t R L a

/proptaL R


Tich Trê-Băng tân

chuân hoa Trê truyên song

Thơi gian truyên 1 frame

Hiêu suât

Thông lương tôi đa

1 bits/second

/ 2 1 2effprop

LR R

L R t a

Hiêu suât MAC điên hinh


Giao thưc CSMA-CD (Ethernet):

Mang Token-ring

a΄= đô trê cua vong (bits)/đô dai trung binh cua khung

Vi du Hai tram:

CSMA1

1 6.44a

token1

1 a

2tram1

1 2a Khi a«1, 100% Khi a →1, giam

Cac Tich Trê-Băng thông Điên hinh

Cac đương truyên dai hoăc co băng thông rông co a lơn

Đô dai Ethernet frame max: 1500 bytes = 12.000 bits

TCP co max segment: 65.000bytes=520.000bit

Mang quang ba thich hơp vơi mang LAN hoăc cac mang co tich trê-băng thông nho


Khoang

cach 10 Mbps 100 Mbps 1 Gbps Kiêu Mang

1 m 3.33 x 10-02 3.33 x 10-01 3.33 x 100 Mang Desk area

network

100 m 3.33 x 1001 3.33 x 1002 3.33 x 1003 Mang Cuc bô (LAN)

10 km 3.33 x 1002 3.33 x 1003 3.33 x 1004 Mang Đô thi (MAN)

1000 km 3.33 x 1004 3.33 x 1005 3.33 x 1006 Mang Vung rông

(WAN)

100000 km 3.33 x 1006 3.33 x 1007 3.33 x 1008 Mang Toan câu (GAN)

Phâm chât MAC

Trê truyên Khung (Frame Transfer Delay): T Tư khi bit đâu tiên cua khung đên MAC nguôn

Tơi khi bit cuôi cua khung đươc phân phôi đên MAC đich

Thông lương (Throughput)

Tôc đô truyên thưc tê qua môi trương chia se

Đo băng sô frames/sec hay bits/sec

Cac tham sô Tôc đô truyên: R bits/sec

Đô dai môt frame: L bits/frame

Thơi gian truyên 1 frame: X=L/R seconds/frame

Tôc đô tơi trung binh: l frames/second

Thông lương max (@ 100% hiêu suât): R/L fr/sec

Tai: r = lX =l(L/R)


Trê truyên chuân hoa vs. Tai

Trân Xuân Nam, Hoc viên KTQS 23 Tai

Trê

tru

yên

E[T]/X

r rmax 1

1

E[T] = trê truyên khung

trung binh

X = thơi gian truyên khung

trung binh

Ơ tôc đô tơi

thâp, chi la thơi

gian truyên

frame

Ơ cac tôc đô tơi

cao, thơi gian

đơi truy nhâp

kênh dai hơn

Hiêu suât max

thương nho

hơn 100%

Sư phu thuôc vao tai a=tpropR/L


Tra

nsfe

r D

ela

y

Load

E[T]/X

r rmax 1

1

rmax

a a

a > a

Khi a nho chi phi

điêu phôi truy nhâp thâp, rmax1, khi a

lơn, chi phi điêu phôi nhiêu, hiêu suât giam

Hinh dang chinh

xac phu thuôc vao

môi trương va MAC

cu thê, sô tram, mâu

khung đên va phân

bô đô dai khung

Chương 6



va Mang Cuc bô


25

ALOHA

Tuyên vô tuyên truyên dư liêu giưa campus

chinh & cac campus xa cua Đai hoc Hawaii

Giai phap đơn gian nhât: just do it! Môt tram phat khi no co dư liêu đê phat

Nêu co nhiêu frames đươc truyên, chung gây nhiêu

lân nhau (va cham) va bi mât

Nêu ACK không nhân đươc trong khoang thơi gian

timeout, thi môi tram chon môt thơi gian lui ngâu

nhiên

Tram phat lai frame sau thơi gian “lui”

Tai sao lai phai chon thơi gian lui ngâu

nhiên?


Nguyên ly sơ đô ALOHA

Truyên lân đâu không đinh trinh

Kêt qua truyên biêt đươc (ACK) sau 2tprop

Sau 2tprop nêu không nhân đươc ACK, sư dung thuât toan lui đê chon thơi gian phat ngâu nhiên (B)

Hoat đông cua ALOHA co thê rơi vao 2 tinh huông

Phat lân đâu thanh công, thinh thoang xay ra va cham sau đo

Snowball effect: xay ra môt loat va cham nhiêu tram đơi nguy cơ tăng sô va cham


t t0 t0-X t0+X t0+X+2tprop

t0+X+2tprop + B

Khoang thơi gian

nguy hiêm Time-out

Khoang thơi gian B

Truyên lân đâu Phat lai

Mô hinh ALOHA

Đinh nghia va gia thiêt Thơi gian truyên khung X=L/R cô đinh

S: thông lương (sô lân truyên frame thanh công trung binh trong

khoang X giây)

G: tông tai (sô lân thư truyên trung binh trong khoang X giây)

Psuccess : xac suât truyên môt khung thanh công

successS GP


X X

frame

transmission

Prior interval

Môt lân truyên bât ky

băt đâu trong khoang

thơi gian nguy hiêm

dân đên va cham

Lân truyên đâu tiên

thanh công nêu

không co khung nao

tơi trong khoang 2X

giây

Phương phap phân tich Abramson

Bai toan: Tinh xac suât truyên thanh công lân đâu tiên?

Gia thiêt cua Abramson: Qua trinh đên tông hơp do khung mơi va khung phat lai co phân bô Poisson vơi sô lân tơi trung binh trong X giây la G

Phân bô Poinsson: xac suât k lân tơi trong khoang thơi gian t

vơi la tôc đô tơi


( )[ ( ) ]

!

ktt

P A t k ek

Phương phap phân tich Abramson

Do t=2X, =G/X

Xac suât truyên lân đâu thanh công

( 2 )

2

( 2 )[ arrivals in 2X]

!

(2 )!

GX

kGXX

kG

XP k e

k

Ge

k

02 2

[0 arrivals in 2X]

(2 )0!

success

G G

P P

Ge e


Thông lương cua ALOHA

2 [frame/X s]GsuccessS GP Ge

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0

0.00

78125

0.01

5625

0.03

125

0.06

25

0.12

50.

25 0.5 1 2 4

G

S


Thông lương max Smax= 1/2e (18.4%) [frame/X s]

Hoat đông kiêu 2 phương

thưc:

G nho, S≈G

G lơn, S↓0

Va cham co thê tăng

nhanh va keo thông

lương vê không

(2e)-1 = 0.184

Thông lương cua ALOHA

Sô khung đên it Snowball effect

Trê trung binh cua ALOHA

Thơi gian truyên goi đâu la

va cac goi tiêp theo la vơi B la thơi gian

lui trung binh

Thơi gian truyên goi trung binh la

2ALOHA[ ] / 1 1 (1 / ) [packet2 ]GET X a e a B X

/prop propt t

aL R X


propX t

2 propt X B

2ALOHA[ ] 1 ( 2 ) [sec]G

prop propET X t e X t B

Sô lân thư không

thanh công đê truyên 1 goi

Vơi la tich trê-băng thông chuân hoa

Tom tăt ALOHA

Ưu điêm: đơn gian

Nhươc điêm: hiêu suât thâp do xac suât va

cham lơn

Cai thiên băng Slotted ALOHA


ALOHA phân khe (Slotted ALOHA)

Cac goi co đô dai không đôi va băng 1 khe thơi gian

Thơi gian đươc phân khe thanh cac khe X giây

Cac tram đông bô theo thơi gian cua khung

Cac tram phat khung ơ ngay phân đâu cua khe sau khi co khung tơi

Khoang thơi gian “lui” băng bôi sô cua cac khe


t (k+1)X kX t0 +X+2tprop+ B

Vulnerable

period

Time-out

Thơi gian backoff B

t0 +X+2tprop

Chi co cac frames tơi trươc X giây va cham

Xac suât truyên thanh công cua S-ALOHA

( )( ) ( )[ arrivals in X]

! !GX

kG kXX GX G

P k e ek k


0( )[0 arrivals in ]

0!G G

successG

P P X e e

Thông lương cua S-ALOHA

GsuccessS GP Ge

S-ALOHA[ ] / 1 1 (1 / ) [packet2 ]GET X a e a B X

Thơi gian truyên trung binh cua S-ALOHA

Thông lương cua S-ALOHA


0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.0

1563

0.0

3125

0.0

625

0.1

25

0.2

5

0.5 1 2 4 8

Ge-G

Ge-2G

G

S 0.184

0.368 Smax = (1/e)=0.368

Co 2 chê đô lam viêc

giông như ALOHA

Vi du ALOHA vs S-ALOHA


Tôc đô truyên frame 9600bps 1 frame/120 bits=80 frames/s

ALOHA max[fr/s] 0,184 [fr/slot] / (1 / 80[s/slot]) 15 fr/sS

S-ALOHA max 80 0,368 30 frame/sS

40% tai ALOHAmax = 15x0.4= 6packet/s G= X= 6(1/80)=6/80

Bo qua trê truyên song a=0

12/80ALOHA[ ]/ 1 1 (1 0.5(1 7) / ) 1.81 [packet]ET X e X X

6/80S-ALOHA[ ]/ 1 1 (1 0.5(1 7) / ) 1.39 [packet]ET X e X X

Thơi gian truyên 1 frame 1 / 80 [s]X

Tom tăt S-ALOHA

Co hiêu suât cao hơn so vơi ALOHA

Co thơi gian trê thâp hơn ALOHA

Hiêu suât tôi đa=36,8% vân con thâp do lang

phi băng tân vao điêu khiên va cham goi


Cai thiên băng CSMA

Y tương CSMA

Nâng cao hiêu suât băng cach giam viêc truyên

cac goi co nguy cơ gây va cham

Cam nhân đương truyên xem co song mang (co

tram đang phat) không?


Đa truy nhâp Cam nhân Song mang (CSMA)


A

Station A begins

transmission at

t = 0

A

Station A captures

channel at t = tprop

Tram cam nhân (do) kênh trươc khi băt đâu truyên

Nêu thây kênh bân, hoăc la đơi hoăc la đinh trinh lui (tuy chon)

Nêu kênh rôi, băt đâu truyên

Thơi gian nguy hiêm giam xuông tprop (do hê qua chiêm kênh)

Va cham diên ra trong toan bô thơi gian truyên khung

If tprop > X (hoăc a>1), không co tăng ich so vơi ALOHA hoăc S-ALOHA

Cac phương phap CSMA

Dưa theo hanh đông khi kênh bân, co 3 loai CSMA

1-persistent CSMA (most greedy)

Truyên ngay sau khi kênh rôi

Đô trê thâp, nhưng hiêu qua thâp

Non-persistent CSMA (least greedy)

Đơi môt khoang thơi gian lui, sau đo cam nhân kênh lai

Trê lơn, nhưng hiêu suât cao

p-persistent CSMA (adjustable greedy)

Đơi đên khi kênh rôi, truyên vơi xac suât p; hoăc đơi thêm môt khe

thơi gian nho va cam nhân kênh lai vơi xac suât 1-p

Cân băng giưa hiêu suât va trê


Sensing

Thông lương 1-Persistent CSMA


0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.0

2

0.0

3

0.0

6

0.1

3

0.2

5

0.5 1 2 4 8

16

32

64

0.53

0.45

0.16

S

G

a = 0.01

a =0.1

a = 1

Tôt hơn Aloha & S-

Aloha vơi a nho

Tôi hơn Aloha vơi

a > 1

Thông lương Non-Persistent CSMA


0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0.0

2

0.0

3

0.0

6

0.1

3

0.2

5

0.5 1 2 4 8

16

32

64

0.81

0.51

0.14

S

G

a = 0.01

a = 0.1

a = 1

Thông lương tôi đa

cao hơn 1-

persistent CSMA

vơi a nho

Tôi hơn Aloha vơi

a > 1

CSMA vơi Phat hiên Va cham (CSMA/CD)

Giam sat đương truyên đê phat hiên va cham & va ngưng truyên

Cac tram co goi truyên, cân cam nhân song mang trươc

Sau khi băt đâu truyên, cac tram tiêp tuc cam nhân kênh đê phat hiên va cham

Nêu co va cham, phat tin hiêu jamming thông bao cho tât ca cac tram liên quan biêt đê dưng phat, đinh trinh lai thơi gian lui ngâu nhiên, va thư lai ơ thơi gian đinh trinh tiêp theo.

Ơ CSMA, va cham gây nên lang phi X giây dung đê truyên hêt môt khung

CSMA-CD giam lang phi xuông con thơi gian phat hiên va cham va ngưng truyên


Thơi gian phan ưng CSMA/CD


Mât 2 tprop đê biêt kênh đa đươc chiêm hay chưa?

A begins to

transmit at

t = 0

A B B begins to

transmit at

t = tprop- ;

B detects

collision at

t = tprop

A B

A B

A detects

collision at

t= 2 tprop-

Mô hinh CSMA-CD

Gia thiêt 1-persistent CSMA-CD

Va cham co thê phat hiên va giai quyêt trong 2tprop

Khoang thơi gian canh tranh đươc chia thanh cac khe co đô dai 2tprop đê đam bao cac tram đêu phat hiên đươc va

cham

Gia sư co n tram đang canh tranh chiêm đương truyên, va

môi tram co thê truyên vơi xac suât p trong môi khe thơi

gian canh tranh

Sau khi kêt thuc khoang thơi gian canh tranh (môt tram đa chiêm đươc kênh), mât thêm X giây đê truyên môt goi


Busy Contention Busy (a)

Time

Idle Contention Busy

Giai quyêt Canh tranh

Bai toan: Mât bao nhiêu lâu đê giai quyêt xong vân đê canh tranh?

Canh tranh đươc giai quyêt khi co duy nhât môt tram truyên trong môt khe thơi gian. Do co n trương hơp 1 tram phat trong khi cac tram khac không phat nên


1(1 )nsuccessP np p

Đê tim xac suât p cho Psuccess lơn nhât, lây đao ham theo p chung ta tim đươc gia tri lơn nhât tai p=1/n

1 1max 1 1 1 1

1 1n n

successP nn n n e

Trung binh, sau 1/Pmax = e = 2.718 khe thơi gian thi giai quyêt xong canh tranh

Chu ky Canh tranh TB 2 [sec]propt e

Hiêu suât CSMA/CD


Hê thông đat đươc thông lương tôi đa khi qua trinh canh tranh va truyên goi liên tiêp nhau

Time

Busy Contention Busy Contention Busy Contention Busy

vơi:

R bits/sec, L bits/frame, X=L/R seconds/frame

a = tprop/X

n meters/sec (tôc đô anh sang)

d meters la đương kinh cua hê thông

2e+1 = 6.44

max

1 1

2 1 (2 1) 1 (2 1) / ( )prop prop

X

X t et e a e Rd vL

Ưng dung cua CSMA-CD: Ethernet

Chuân Ethernet LAN đâu tiên sư dung CSMA-CD

Cam nhân song mang 1-persistent

R = 10 Mbps

tprop = 51.2 microseconds

512 bits = 64 byte slot

Cho phep truyên xa 2.5 km + 4 repeaters

Truncated Binary Exponential Backoff

Sau va cham thư n, chon lui tư {0, 1,…, 2k – 1}, vơi k=min(n, 10)


Thông lương cua MAC truy nhâp Ngâu nhiên

Vơi a nho: CSMA-CD co thông lương tôt nhât

Vơi a lơn: Aloha & S-Aloha co thông lương tôt hơn

ALOHA va S-ALOHA không thay đôi theo a do hoat đông cua chung không phu thuôc vao thơi gian phan ưng


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0.01 0.1 1

ALOHA

Slotted ALOHA

1-P CSMA

Non-P CSMA

CSMA/CD

a

max

Cam nhân kênh va Truyên Ưu tiên

Môt sô ưng dung yêu câu đap ưng nhanh hơn cac

ưng dung khac, vi du: cac ban tin ACK

Đăt quyên ưu tiên khac nhau

Lưu lương ưu tiên cao cam nhân kênh ơ thơi gian t1

Lưu lương ưu tiên thâp cam nhân kênh ơ thơi gian

t2>t1

Lưu lương ưu tiên cao chiêm kênh trươc

Cơ câu ưu tiên nay đươc sư dung ơ IEEE 802.11

WLAN


Chapter 6

Medium Access Control

Protocols and Local Area

Networks

Đinh trinh

52

Đinh trinh dung cho MAC

Đinh trinh truyên khung đê tranh va cham trong

môi trương chia se

Hiêu suât sư dung kênh hiêu qua hơn

Trê it biên đông hơn

Tao công băng đêu giưa cac tram

Tăng đô phưc tap vê tinh toan va thu tuc

Hai phương phap chinh

Đăt chô

Thăm do


Hê thông đăt chô

Cac hê thông tâp trung: Môt tram trung tâm nhân yêu câu tư

cac tram va thưc hiên câp quyên đươc truyên cho cac tram

Hê thông phân tan: cac tram thưc hiên môt thuât toan phân

quyên đê xac đinh trinh tư truyên


Central

Controller

Hê thông Đăt chô


Time

Chu ky n

Khoang t/g

đăt chô Truyên

khung

r d d d r d d d

Chu ky (n + 1)

r = 1 2 3 M

Qua trinh phat đươc tô chưc theo cac chu ky

Chu ky: khoang thơi gian đăt chô + Thơi gian truyên khung

Khoang thơi gian đăt chô co môt sô khe nho cho tưng tram yêu câu đăt chô đê truyên khung

Tuy chon cua Hê thông Đăt chô

Hê thông Tâp trung hay Phân tan

Hê thông tâp trung: Môt tram trung tâm lăng nghe

thông tin đăt chô, quyêt đinh trinh tư truyên, trao

quyên

Hê thông Phân tan: Môi tram xac đinh khe phat cua

no tư thông tin đăt chô

Đăt chô Đơn khung hay Đa Khung

Đăt chô môt khung: chi co thê đăt chô 1 khung trong

chu ky đăt chô

Đăt chô đa khung: co thê đăt chô hơn môt khung


Vi du


t r 3 5 r 3 5 r 3 5 8 r 3 5 8 r 3

(a) Bo qua thơi gian lan truyên

t r 3 5 r 3 5 r 3 5 8 r 3 5 8 r 3

8

(b) Thơi gian lan truyên không thê bo qua

Ban đâu tram 3 & 5 đăt chô va truyên

Tram 8 co khung truyên va đăt chô đê truyên

Chu ky truyên bao gôm ca cac khung tư tram 8

Hiêu suât cua Hê thông đăt chô

Gia thiêt đô dai cua minislot (slot đăt chô) = vX Sơ đô đăt chô đơn khung

Nêu trê truyên song co thê bo qua, truyên 1 khung đơn cân (1+v)X seconds

Đương truyên tai đây khi tât ca cac tram đêu truyên va hiêu suât tôi đa đat đươc la:


Sơ đô đăt chô k-frame Nêu co thê đăt chô truyên k frame va nêu co M tram, thi co Mk

frames co thê truyên trong khoang thơi gian XM(k+v) seconds

Hiêu suât tôi đa:

max1

1

MX

MvX MX v

max1

1

MkX

MvX MkX v

k

Hê thông Đăt chô Truy nhâp Ngâu nhiên

Khi sô tram truyên it không hiêu qua

Do gan tinh cho môi tram môt khe thơi gian đăt chô

nho

Sơ đô đăt chô S-ALOHA

Cac tram sư dung S-Aloha đê đăt chô

Trung binh, môi lân đăt chô thanh công mât it nhât e

khe minislot

Thơi gian hiêu dung yêu câu đê đăt chô la 2.71vX


max

1

(1 ) 1 2.71

X

X ev v

Vi du: GPRS

General Packet Radio Service

Dung truyên dư liêu trong GSM

Cac thiêt bi GPRS, vi du ĐTDĐ hay laptop đê gưi dư

liêu goi đên Internet qua đương vô tuyên

Sư dung đăt chô Slotted Aloha

Hô trơ ca đăt chô đơn va đa khe


Hê thông Đăt chô va Chât lương Dich vu

Cac ưng dung khac nhau co yêu câu khac nhau

Truyên tai gâp vơi cac khung ACK

Đô giư châm thâp va yêu câu băng thông liên tuc cho thoai

Yêu câu băng thông lơn cho truyên tai Web

Đăt chô tao phương tiên trưc tiêp cho QoS

Cac tram gưi yêu câu theo tưng khung

Cac tram co thê yêu câu truy nhâp truyên persistent

Tram điêu khiên tâp trung trao quyên

Giai phap đươc ưa dung

Giao thưc phân tan cho phep cac tram xac đinh trao quyên

Giao thưc cân phai xac đinh điêu kiên lôi khi yêu câu hay trao quyên

bi mât


Hê thông Thăm do

Hê thông Thăm do Tâp trung: môt tram điêu khiên trung tâm truyên cac ban tin thăm do đên cac tram theo trinh tư nhât đinh

Hê thông Thăm do Phân tan: giây phep truyên đươc trao đên tưng tram theo môt trinh tư nhât đinh

Cân thu tuc quyêt đinh trinh tư


Central

Controller

Cac tuy chon cua Hê thông Thăm do

Han chê Dich vu: môi lân thăm do đươc phep

truyên bao nhiêu?

Exhaustive: cho đên khi buffer dư liêu trông (bao gôm

ca cac goi mơi đên)

Gated: tât ca dư liêu ơ buffer khi thăm do đên

Frame-Limited: 1 frame/poll

Time-Limited: trong khoang thơi gian tôi đa

Cơ câu ưu tiên

Băng thông rông & trê thâp cho cac tram đa xuât hiên

nhiêu lân trong danh sach thăm do

Trao thăm do cho cac tram co ban tin co câp đô ưu

tiên cao hơn


Cycle Time Trung binh

Gia thiêt walk times băng t’ Exhaustive Service: cac tram phat đên khi hêt buffers Cycle time = Mt’ + time to empty M station buffers /M: tôc đô tơi cua frame tai môt tram

NC : sô lương trung binh cac frame phat tư môt tram

Thơi gian đê phat hêt buffer cua môt tram:


t 1 3 2 4 5 1 … M

t’ t’ t’ t’ t’ t’

Tc

M

TXT

MXNT c

ccstation

r=== )(

Average Cycle Time:

rr

===

1

tMTTtMMTtMT ccstationc

Xr =

Hiêu suât cua Polling Systems

Exhaustive Service Cycle time tăng theo traffic, vi vây trê trơ nên rât lơn

Walk time trong cycle trơ nên rât nho so vơi cycle time:


maxc

c

T Mt

T Can approach

100%

Limited Service Nhiêu ưng dung không thê châp nhân trê lơn

Thơi gian hay sô lân phat cho môi tram bi giơi han

Cycle time va vi vây delay cung bi giơi han

Không thê đat đươc hiêu suât 100%

max

1

1 /

MX

MX Mt t XSingle frame

per poll

Ưng dung cua Thăm do: Token-Passing


Free Token = Poll

Listen mode

Delay

Input

from

ring

Output

to

ring

Tram săn sang tim token rôi,

Lât bit đê đôi token rôi thanh bân

Transmit mode

Delay

To device From device

Tram săn sang gưi khung cua no.

Tra lai token rôi khi kêt thuc truyên

token

Phân đinh khung la Token

Rôi = 01111110

Bân = 01111111

Phương phap Chen lai Token

Hoat đông Đa token

Token rôi đươc truyên ngay sau bit cuôi

cua khung dư liêu

Hoat đông Đơn token

Token rôi đươc chen sau khi bit cuôi

cung cua token bân đươc quay lai

Thơi gian truyên băng it nhât thơi gian

giư châm cua vong

Nêu khung dai hơn thơi gian giư châm

cua vong thi hoat đông nay tương

đương vơi hoat đông đa token

Hoat đông Đơn khung

Token rôi đươc chen sau khi tram phat

nhân đươc bit cuôi cung cua khung cua

no

Tương đương vơi viêc găn “đuôi” dai

băng đô giư châm vong


Busy token

Free token

Frame

Idle Fill

Thông lương Vong Token

Đinh nghia t’: đô giư châm vong (thơi gian yêu câu đê bit đi hêt môt vong)

X: thơi gian truyên khung tôi đa cho phep cua tram

Hoat đông Đa Token Gia thiêt mang đươc tai đây, va tât ca M tram truyên X giây sau

khi nhân đươc token rôi

Đây la hê thông thăm do vơi thơi gian dich vu giơi han:


max

1 1

1 / 1 /

MX

MX MX a M

aX

lµ thêi gian gi÷ chËm vßng chuÈn hãa

Mb

R

Thông lương Token Ring

Hoat đông Đơn Token Thơi gian truyên khung hiêu dung max{X;t’ } , nên


Hoat đông Đơn khung Thơi gian truyên hiêu dung la X+ t’ , vi vây

max1

max{ , } max{1, } /

1

max{1, } /

MX

M X a MX

a a M

max[ ] 1

( [ ] ) 11 1

ME X

M E Xa

M

So sanh hiêu suât


Ma

xim

um

th

rou

gh

pu

t

a

Đa token

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6 4 4.4 4.8

Đơn khung

M = 50

M = 10

Đơn token

M = 50

M = 10

a’ 1, co thê châp nhân ca ba phương phap

a’ 1, phương phap đơn token châp nhân đươc

a’ >1, cân sư dung đa token

Cac Ưng dung

Đơn khung

IEEE 802.5 Token Ring LAN @ 4 Mbps

Đơn token

IBM Token Ring @ 4 Mbps

Đa token

IEEE 802.5 and IBM Ring LANs @ 16 Mbps

FDDI Ring @ 50 Mbps

Tât ca cac mang LAN nay đêu co cơ câu ưu

tiên token


So sanh Cac giai phap MAC

Aloha & Slotted Aloha

Đơn gian & truyên nhanh ơ tai thâp

Châp nhân đươc sô lương lơn ngươi dung truyên dư

liêu kiêu cum vơi lưu lương thâp

Đô trê thay đôi lơn ơ tai thâp

Hiêu suât không phu thuôc vao a

CSMA-CD

Truyên nhanh va co hiêu suât cao vơi tich trê băng

tân thâp

Co thê hô trơ môt sô lương lơn ngươi sư dung truyên

cum

Trê thay đôi va không dư đoan trươc đươc


So sanh Cac giai phap MAC

Đăt chô

Truyên theo yêu câu cac dong dư liêu kiêu cum hoăc liên

tuc

Hô trơ đươc sô lơn ngươi sư dung co lưu lương thâp vơi

phương thưc đăt chô S-Aloha

Co thê tich hơp QoS

Xư ly tich trê-băng thông lơn thông qua viêc trao quyên trê

Thăm do

Tông quat hoa cua ghep kênh phân chia thơi gian

Tao công băng thông qua cac cơ hôi truy nhâp thương

xuyên

Co thê cung câp cac giơi han vê trê truy nhâp

Phâm chât suy giam vơi tich trê-băng thông lơn


bài giảng mạng viễn thông - tranxuannam.nettranxuannam.net/lectures/commnet/lecture8-mac...

Documents