Το πρωτόκολλο ALOHA ήταν το πρώτο πρωτόκολλο πολλαπλής πρόσβασης και βασίζεται στην κοινή χρήση ενός καναλιού μετάδοσης. Χαρακτηριστικό του είναι ότι δίνει πρόσβαση σε ένα κανάλι σε όλους τους κόμβους σε τυχαίες χρονικές στιγμές. Το πρωτόκολλο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί πάνω από ομοαξονικό καλώδιο, συνεστραμμένα ζεύγη καλωδίων ή οπτικές ίνες. Θεωρείτε δε προπομπός του Ethernet.
Η λειτουργία του πρωτοκόλλου συνοπτικά είναι η ακόλουθη. Οι κόμβοι εκπέμπουν και "ακούνε" σε ένα κοινό κανάλι. Τα πακέτα που μεταδίδουν έχουν σταθερό μήκος. Στο κανάλι αυτό υπάρχει ένας κεντρικός κόμβος, ο οποίος συγκεντρώνει όλα τα πακέτα που μεταδόθηκαν. Σε περίπτωση ταυτόχρονης μετάδοσης πακέτων από περισσότερους τους ενός κόμβους που είναι συνδεδεμένοι στο κοινό κανάλι, όπως είναι αναμενόμενο λόγω της σύγκρουσης τα πακέτα παραμορφώνονται. Έτσι ο κεντρικός κόμβος αναλαμβάνει να επιβεβαιώσει τα πακέτα που λαμβάνει και να καθορίσει πια από αυτά είναι σωστά - μη παραμορφωμένα. Όταν ο κόμβος που μετάδωσε δεν λάβει μήνυμα επιβεβαίωσης από τον κεντρικό κόμβο εντός συγκεκριμένου χρονικού διαστήματος θεωρεί ότι το πακέτο έχει καταστραφεί και προγραμματίζει επανάληψη της μετάδοσης του πακέτου που χάθηκε σε τυχαίο χρόνο.
Το σημαντικότερο πλεονέκτημα του πρωτοκόλλου pure Aloha είναι η
απλή και πλήρως αποκεντρωμένη αρχιτεκτονική του (σημαντικό στοιχείο για τα ad hoc δίκτυα). Το μειονέκτημά
του είναι ότι όσο αυξάνεται ο αριθμός των κόμβων τόσο περισσότερες είναι οι συγκρούσεις των εκπομπών με αποτέλεσμα να χάνεται σημαντικό μέρος του εύρους
ζώνης λόγω της επανεκπομπής των απολεσθέντων πακέτων. Έτσι, μειώνεται δραματικά η απόδοση του
δικτύου.
Μια παραλλαγή του Aloha είναι το slotted Aloha στο οποίο οι κόμβοι συγχρονίζουν τις εκπομπές τους και εκπέμπουν μόνο στην αρχή μιας χρονικής θυρίδας.
Τόσο στο slotted όσο και στο pure Αloha, η απόφαση ενός κόμβου να εκπέμπψει ένα πακέτο λαμβάνεται ανεξάρτητα από τη δραστηριότητα των άλλων κόμβων που βρίσκονται στο ίδιο κανάλι εκπομπής. Κάθε κόμβος που θέλει να εκπέμπψει, “ακούει” πρώτα το κανάλι εξετάζοντας αν κάποιος άλλος κόμβος εκπέμπει εκείνη τη στιγμή. Αν όχι, προχωρά στην εκπομπή του πακέτου αλλιώς περιμένει ένα τυχαίο χρονικό διάστημα και επαναλαμβάνει την παραπάνω διαδικασία
Το πλεονέκτημα της slotted Aloha εκδοχής, είναι ότι η μέγιστη απόδοση που μπορεί να επιτευχθεί είναι η διπλάσια από το pure Aloha. Το μειονέκτημα είναι ότι το slotted Aloha υλοποιείται πιο δύσκολα επειδή απαιτείται οι κόμβοι να έχουν πρόσβαση σε κοινή χρονική αναφορά, δηλαδή ένα κοινό ρολόι, για προσδιορισμό της αρχής των χρονικών στιγμών.
Μια παραλλαγή του Aloha είναι το slotted Aloha στο οποίο οι κόμβοι συγχρονίζουν τις εκπομπές τους και εκπέμπουν μόνο στην αρχή μιας χρονικής θυρίδας.
Τόσο στο slotted όσο και στο pure Αloha, η απόφαση ενός κόμβου να εκπέμπψει ένα πακέτο λαμβάνεται ανεξάρτητα από τη δραστηριότητα των άλλων κόμβων που βρίσκονται στο ίδιο κανάλι εκπομπής. Κάθε κόμβος που θέλει να εκπέμπψει, “ακούει” πρώτα το κανάλι εξετάζοντας αν κάποιος άλλος κόμβος εκπέμπει εκείνη τη στιγμή. Αν όχι, προχωρά στην εκπομπή του πακέτου αλλιώς περιμένει ένα τυχαίο χρονικό διάστημα και επαναλαμβάνει την παραπάνω διαδικασία
Το πλεονέκτημα της slotted Aloha εκδοχής, είναι ότι η μέγιστη απόδοση που μπορεί να επιτευχθεί είναι η διπλάσια από το pure Aloha. Το μειονέκτημα είναι ότι το slotted Aloha υλοποιείται πιο δύσκολα επειδή απαιτείται οι κόμβοι να έχουν πρόσβαση σε κοινή χρονική αναφορά, δηλαδή ένα κοινό ρολόι, για προσδιορισμό της αρχής των χρονικών στιγμών.
Βιβλιογραφία
- Stallings (1990); "The business guide to local area networks.; Howard W.Sams & Company
- Warland J. (1997); Δίκτυα επικοινωνιών; Εκδόσεις Παπασωτηρίου
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου