Bài giảng Mạng Viễn thông: Bài 5 các giao thức điều khiển truy nhập môi trường và mạng cục bộ

Bài giảng Mạng ViễBài giảng Mạng Viễn thông: Bài 5 các giao thức điều khiển truy nhập môi trường và mạng cục bộn thông: Bài 5 Trần Xuân Nam

1 Bà Bà i i giả giả ng ng Mạ Mạ ng ng Vi Vi ễ ễ n n thông thông (33BB) (33BB) TrầnXuânNam Khoa Vô tuyến Điệntử HọcviệnKỹ thuật Quân sự 2 B B à à i i 5 5 Cá Cá c c Giao Giao th th ứ ứ c c Đi Đi ề ề u u khi khi ể ể n n Truy Truy nh nh ậ ậ p p Môi Môi tr tr ườ ườ ng ng va va ̀ ̀ Mạ Mạ ng ng Cụ Cụ c c bô bô ̣ ̣ PhầnI: ĐiềukhiểnTruynhậpMôitrường PhầnII: Mạng Cụcbộ 3 Phân Phân loạ loạ i i Mạ Mạ ng ng  Có 2 loạicơ bản  Mạng Chuyểnmạch 9 Nối các ngườisử dụng bằng đường dây, ghép kênh và chuyểnmạch 9 Chuyểngóitừ nguồntới đích, yêu cầubảng định tuyến 9 Đốivớimạng lớnthì việc đánh địa chỉ cần có cấutrúcđể dễ tìm ra người phát và nhận 9 Ví dụ: Mạng Internet  Mạng Quảng bá 9 Không cầnbảng định tuyến do thông tin được đưa đếntất cả ngườidùngđồng thời. 9 Đánh địa chỉ đơngiản 9 Cần có giao thức điềukhiểntruynhậpmôitrường 9 Ví dụ: Mạng LAN 4 Bà Bà i i 5 5 Cá Cá c c Giao Giao th th ứ ứ c c Đi Đi ề ề u u khi khi ể ể n n Truy Truy nh nh ậ ậ p p Môi Môi tr tr ườ ườ ng ng Kỹ thuật Đatruynhập Truy nhậpNgẫunhiên Định trình (Scheduling) Phân Kênh (Channelization) PhẩmchấtTrễ (Delay Performance) 5 Chương Chương 6 6 Cá Cá c c Giao Giao th th ứ ứ c c Đi Đi ề ề u u khi khi ể ể n n Truy Truy nh nh ậ ậ p p Môi Môi tr tr ườ ườ ng ng va va ̀ ̀ Mạ Mạ ng ng Cụ Cụ c c bô bô ̣ ̣ Kỹ thuật ĐaTruynhập 6 Ky Ky ̃ ̃ thu thu ậ ậ t t Đa Đa truy truy nh nh ậ ậ p p  Hình vẽ mô tả mộttrường hợp điểnhìnhvới M người dùng chia sẻ chung mộtmôitrường truyềndẫn  Môi trường truyềndẫn là môi trường quảng bá nên khi mộttrạm phát thì tất cả các trạm khác đềuthuđược  Khi hai hay nhiềutrạmtruyền đồng thờixảyrahiện tượng va chạm ÖVấn đề: Chia sẻ môi trường như thế nào? … 1 2 3 4 5 M Môi trường đatruy nhậpchia sẻ chung 7 Cá Cá c c Giả Giả i i phá phá p p Chia Chia sẻ sẻ Môi Môi tr tr ườ ườ ng ng Các kỹ thuật Chia sẻ Môi trường Các kỹ thuật Chia sẻ Môi trường Phân kênh Tĩnh Phân kênh Tĩnh ĐiềukhiểnTruynhập Môi trường Động ĐiềukhiểnTruynhập Môi trường Động Định trình Định trình Truy nhập ngẫunhiên Truy nhập ngẫu nhiên MAC schemes  Polling  Token ring  WLANs  Aloha  Ethernet 8 Ky Ky ̃ ̃ thu thu ậ ậ t t Phân Phân kênh kênh ( ( Channelization Channelization ) )  Cho phép chia sẻ môi trường tĩnh  Không có va chạm  Phân chia môi trường thành các kênh riêng biệt rồi gán cho từng người dùng Æ có tên gọi là phân kênh  Thích hợpchocácứng dụng truyền tín hiệu liên tục (steady stream) Å sử dụng hiệu quả kênh truyền riêng 9 Kênh Vệ tinh uplink f in downlink f out Thông Thông tin tin Vê Vê ̣ ̣ tinh tinh 10 Di Di đ đ ộ ộ ng ng tê tê ́ ́ bà bà o o uplink f 1 ; downlink f 2 uplink f 3 ; downlink f 4 [...]... nhập thấp, ρmax≅1, khi a lớn, chi phí điều phối nhiều, hiệu suất giảm a Ηình dáng chính xác phụ thuộc vào môi trường và MAC cụ thể, số trạm, mẫu khung đến và phân bố độ dài khung 1 ρ′max ρmax 1 ρ Load 24 Chương 6 Các Giao thức Điều khiển Truy nhập Môi trường và Mạng Cục bộ Truy nhập Ngẫu nhiên 25 ALOHA Tuyến vô tuyến truy n dữ liệu giữa campus chính & các campus xa của Đại học Hawaii Giải... 10 05 3.33 x 1006 Mạng Vùng rộng (WAN) 100000 km 3.33 x 1006 3.33 x 1007 3.33 x 1008 Mạng Toàn cầu (GAN) 3.33 x 1004 Kiểu Mạng Mạng Desk area network Mạng Cục bộ (LAN) Mạng Đô thị (MAN) Các đường truy n dài hoặc có băng thông rộng có a lớn Độ dài Ethernet frame max: 150 0 bytes = 12.000 bits TCP có max segment: 65. 000bytes =52 0.000bit Mạng quảng bá thích hợp với mạng LAN hoặc các mạng có tích trễbăng... chất MACs Môi trường chia sẻ là phương tiện duy nhất cho các trạm liên lạc với nhau Bất kỳ sự phối hợp nào giữa các trạm đều thông qua môi trường Một phần của tài nguyên môi trường bị dùng vào việc truy n tải phối hợp giữa các trạm Đánh giá hiệu suất/phẩm chất thông qua Tích Trễ -Băng tần Ví dụ hai trạm đơn giản Trạm có frame cần phát lắng nghe môi trường và thực hiện phát nếu môi trường rỗi...Kỹ thuật Điều khiển Truy nhập Môi trường Chia sẻ động môi trường trên cơ sở packets Thích hợp với các trường hợp dữ liệu phát theo cụm “bursty” Chức năng của MAC là giảm thiểu va chạm để thu được hiệu suất sử dụng môi trường hợp lý Có hai loại MAC: Định trình (scheduling) Truy nhập ngẫu nhiên (random access) 11 Định trình: Polling Data from... =λ(L/R) 22 Trễ truy n chuẩn hóa vs Tải E[T]/X E[T] = trễ truy n khung trung bình Ở tốc độ tới thấp, chỉ là thời gian truy n frame Ở các tốc độ tới cao, thời gian đợi truy nhập kênh dài hơn Hiệu suất max thường nhỏ hơn 100% Trễ truy n X = thời gian truy n khung trung bình 1 Tải ρmax 1 ρ 23 Sự phụ thuộc vào tải a=tpropR/L a′ > a E[T]/X Transfer Delay a′ Khi a nhỏ chi phí điều phối truy nhập thấp,... arrivals in X ] = = e −G e 0! Thông lượng của S-ALOHA S = GPsuccess = Ge −G Thời gian truy n trung bình của S-ALOHA E [TS-ALOHA ]/ X = 1 + a + (eG − 1 )(1 + a + B / X ) [packet] 35 Thông lượng của S-ALOHA 0.4 0.368 Smax = (1/e)=0.386 0. 35 0.3 Ge-G 0. 25 0.184 0.2 0. 15 0.1 Ge-2G 0. 05 8 4 2 1 0 .5 0. 25 0.1 25 0.06 25 0.031 25 0 0.0 156 3 S Có 2 chế độ làm việc giống như ALOHA G 36 ... = k! Xác suất truy n lần đầu thành công Psuccess = P[0 arrivals in 2X] (2G )0 −2G = e = e −2G 0! 30 Thông lượng của ALOHA Thông lượng của ALOHA 0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 (2e)-1 = 0.184 Snowball effect Số khung đến ít Thông lượng max Smax= 1/2e (18.4%) Hoạt động kiểu 2 phương thức: G nho, S≈G G lớn, S↓0 4 2 1 5 0 25 0 5 12 0 25 06 5 0 12 03 25 0 56 01 0 00 78 12 5 0 Va chạm có... khe Các gói có độ dài không đổi và bằng 1 khe thời gian Thời gian được phân khe thành các khe X giây Các trạm đồng bộ theo thời gian của khung Các trạm phát khung ở ngay phần đầu của khe sau khi có khung tới Khoảng thời gian “lùi” bằng bội số của các khe Thời gian backoff B kX (k+1)X Vulnerable period t0 +X+2tprop t t0 +X+2tprop+ B Time-out Chỉ có các frames tới trước X giây va chạm 34 Xác suất truy n... trễbăng thông nho 21 Phẩm chất MAC Trễ truy n Khung (Frame Transfer Delay): T Từ khi bit đầu tiên của khung đến MAC nguồn Tới khi bit cuối của khung được phân phối đến MAC đích Thông lượng (Throughput) Tốc độ truy n thực tế qua môi trường chia sẻ Đo bằng số frames/sec hay bits/sec Các tham số Tốc độ truy n: R bits/sec Độ dài môṭ frame: L bits/frame Thời gian truy n 1 frame: X=L/R seconds/frame... hai trạm đơn giản Trạm có frame cần phát lắng nghe môi trường và thực hiện phát nếu môi trường rỗi Trạm giám sát môi trường để phát hiện va chạm Nếu có va chạm, trạm phát trước được phát lại 17 Ví dụ về MAC Hai trạm Hai trạm chia sẻ môi trường chung A phát vào thời điểm t=0 Khoảng cách d meters tprop = d /v seconds A B Case 1 A B Case 2 A A phát hiện va chạm tại thời điểm t = 2 tprop B A B B không . 1 Bà Bà i i giả giả ng ng Mạ Mạ ng ng Vi Vi ễ ễ n n thông thông (33BB) (33BB) TrầnXuânNam Khoa Vô tuyến Điệntử HọcviệnKỹ thuật Quân sự 2 B B à à i i 5 5 Cá Cá c c Giao Giao th th ứ ứ c c Đi Đi ề ề u u khi khi ể ể n n Truy Truy nh nh ậ ậ p p Môi Môi tr tr ườ ườ ng ng va va ̀. nguồntới đích, yêu cầubảng định tuyến 9 Đốivớimạng lớnthì việc đánh địa chỉ cần có cấutrúcđể dễ tìm ra người phát và nhận 9 Ví dụ: Mạng Internet  Mạng Quảng bá 9 Không cầnbảng định tuyến. thời. 9 Đánh địa chỉ đơngiản 9 Cần có giao thức điềukhiểntruynhậpmôitrường 9 Ví dụ: Mạng LAN 4 Bà Bà i i 5 5 Cá Cá c c Giao Giao th th ứ ứ c c Đi Đi ề ề u u khi khi ể ể n n Truy Truy nh nh ậ ậ p p Môi Môi tr tr ườ ườ ng ng Kỹ