فصل چهارم

1. فصل چهارم زير لايه دسترسي به لايه انتقال

2. زير لايه دسترسي به لايه انتقال • نكته اصلي و مهم در شبكه پخشي تعيين چگونگي استفاده از كانالي است كه براي آن رقابت وجود دارد. قراردادهايي كه براي تعيين نفر بعدي در كانال هاي دستيابي چندگانه استفاده مي‌شود يك زير لايه از لايه پيوند داده‌ها مي‌باشد كه زير لايهMAC (كنترل دستيابي به رسانه) ناميده مي‌شود. • از نظر تكنيكي اين زير لايه در پايين‌ترين قسمت باز لايه پيوند داده‌ها قرار دارد که به همين دليل بايد قبل از آن تمام قراردادهاي مربوط به شبکه نقطه به نقطه بررسي شوند.

3. مشكلات تخصيص كانال • تخصيص كانال به شكل ايستا در شبكه هاي محلي و گسترده • تخصيص كانال در شبكه هاي محلي گسترده به شكل پويا

4. تخصيص كانال به شكل ايستا در شبكه هاي محلي و گسترده • با روشهایی همانند: • TDMA : تسهیم زمانی • FDMA : تسهیم فرکانسی • و ...

5. FDMA (Frequency Division Multiple Access) • FDMA(تسهيم‌سازي فرکانسي): يکي از روشهاي مرسوم براي تخصيص يك كانال كه در آنها استفاده كننده‌ها با هم رقابت دارند. • به اينصورت كه اگر N كاربر داشته باشيم، پهناي باند را به N قسمت مساوي تقسيم مي‌كنيم كه به هر كاربر يك قسمت اختصاص مي‌يابد و از آنجائيكه هر كاربر از يك باند فركانسي مخصوص به خود استفاده مي‌کند، بنابراين بين كاربران برخوردي صورت نمي‌گيرد .

6. TDMA (Time Division Multiple Access) • بسیار شبیه به FDMA • بازه زمانی استفاده از کانال به دوره هایی تقسیم میشود و هر دوره یا بازه زمانی برای استفاده یک نفر تخصیص می یابد.

7. پروتکلهای دسترسی چند گانه • ALOHA • Pure ALOHA • Slotted ALOHA • CSMA • Persistent and Non Persistent CSMA • CSMA/CD • قراردادهاي بدون برخورد • Bitmap • Binary Count Down • قراردادهاي شبكه‌هاي محلي بي‌سيم • MACA • MACAW

8. ALOHA • اين سيستم از پخش راديويي زميني استفاده مي‌كند و ايده اصلي آن متعلق به هر سيستمي مي‌باشد كه در آن كاربران به شكل هماهنگ نشده‌اي بخواهند براي استفاده از يك كانال مشترك در دسترس رقابت كنند. • فرستنده بعد از ارسال فریم از خرابی آن مطلع می شود. به عنوان مثال در صورت بروز تصادم، گیرنده فرستنده را از خرابی فریم باخبر می سازد. • شامل دو نوع الوهاي برهه‌اي(slotted ALOHA) و الوهاي محض (pure ALOHA)مي‌باشد. • وجه تمايز: الوهاي محض نيازي به همزمان‌سازي زماني ندارند در صورتيكه الوهاي برهه‌اي نيازمندند.

9. Pure ALOHA • ايده اصلي در الوها، سيستم ساده‌اي است كه كاربران اجازه دارند در هر زمان که بخواهند داده‌ها را ارسال كنند البته با اين كار برخوردهايي صورت مي‌گيرد و قابهايي نيز از بين مي‌روند. • Slotted ALOHA • اين سيستم با الوهاي برهه‌اي شناخته مي‌شود درحقيقت نقطه مقابل الوهاي محض مي‌باشد به اين معنا كه اجازه ارسال به يک کامپيوتر در هر زمان داده نمي‌شود و لازم است كه منتظر شروع برهه بعدي باشد.

10. Pure ALOHA

11. Slotted ALOHA

12. CSMA • به قراردادهايي گفته مي‌شود که در آنها ابتدا به كانال گوش داده مي‌شود و سپس بر طبق آن عمل مي‌کنند. • CSMAاولين قرارداد تشخيص وضعيت حامل (کانال) بوده و به اين صورت عمل مي‌نمايد که به هنگام ارسال داده در صورتيکه كانال مشغول باشد ايستگاه منتظر آزاد شدن کانال مي‌ماند و پس از آن قاب را ارسال مي‌كند و در صورت بروز تصادم ايستگاه براي مدت زماني كه مقدار آن تصادفي است منتظر مي‌ماند و مجدد قاب را ارسال مي‌‌نمايد.

13. قرارداد تشخيص وضعيت حامل Persistent CSMA Nonpersistent CSMA CSMA

14. CSMA/CD • برتري آن بر ALOHA از آن جهت است که در صورت اشغال بودن کانال هيچگونه انتقالي صورت نمي‌گيرد و در صورت بروز تصادم عمل انتقال متوقف مي‌شود. اين عمل باعث صرفه‌جويي در زمان و پهناي باند نيز مي‌شود.

15. نمايش طرز کار CSMA/CD

16. اترنت • اولين شبکه محلي که توسط دو دانشجوي MIT طراحي و پياده‌سازي شد و از يك رشته كابل هم محور(coaxial) ضخيم بطول حداكثر 5/2 كيلومتربا سرعت 2.94 Mbps تشکيل شده بود. • اين شبکه به مرور به استانداردهايي مثل DIX و IEEE802.3 دست پيدا کرد.

17. كابل كشي اترنت جدول انواع كابل‌كشي در اترنت

18. كابل كشي اترنت • 10Base5: • اين کابل به اترنت ضخيم شهرتدارد و اتصال به كابل از طريق انشعاب تزريقي (Vampire Tap) انجام مي‌شود كه در آن يك سوزن به دقت در مركز كابل كواكسيال فرو مي‌رود. • 10Base2 • اين نوع از کابل کشي، اترنت نازک ناميده مي‌شود و براي اتصال به اين نوع كابل به جاي انشعاب تزريقي مي‌توان از كانكتورهاي BNC معمولي و ايجاد يك اتصال بشكل T استفاده نمود.

19. مشکلات کابل کشي 10Base5 & 10Base2 • تشخيص طول بيش از اندازه كابل • انشعابات نامتناسب و بد • شل شدن اتصالات • بروز هرگونه پارگيدر کابل

20. كابل كشي اترنت • 10Base-T • در ساختار آن هيچ كابل مشتركي وجود ندارد بلكه فقط يك Hub(جعبه‌اي پر از مدارات الكترونيك) وجود دارد كه تمام ايستگاهها با يك كابل اختصاصي (غير مشترك) بدان متصل مي‌شود. • 10Base-F • در آن از فيبرهاي نوري استفاده شده است ولي به دليل هزينه بالاي اتصالات و پايانه‌هاي مورد نياز بسيار گران استاما به دليل ايمني بسيار بالائي که در مقابل نويز داردگزينه مناسبي براي كابل‌كشي بين ساختمانها و هابهاي دور از هممحسوب مي‌شود.

21. كابل كشي اترنت سه روش كابل كشي اترنت: (a) 10 Base5 (b) 10Base2 (c) 10Base-T

22. قالب اصلي فريم اترنت در قالب فريم استاندارد IEEE 802.3 بيت هشتم از Preambleبه عنوان بايت مشخص‌كننده‌ ابتداي فريم درنظر گرفته مي‌شود. در اين فريم دو آدرس تعريف شده است يكي براي مقصد و يكي براي مبدا.

23. اترنت سریع و گیگابیت

24. قراردادهای شبکه های محلی بیسیمWireless LAN • پیکربندی رایج شبکه های محلی بیسیم: • چندین access point که هر کدام range محدودی دارد. • Access point ها به وسیله سیم مسی یا فیبر نوری به یکدیگر متصل شده اند.

25. قراردادهای شبکه های محلی بیسیمWireless LAN • (AP)Access Point : دستگاه فرستنده و گيرنده مركزي • گيرنده AP وظيفه دريافت، ذخيره و ارسال داده را بين شبكه محلي سيمي و WLAN بعهده دارد. • استاندارد غالب در اين شبكه‌ها IEEE802.11 مي‌باشد.

26. توپولوژيهاي WLAN ad hoc Topology infrastructure Topology

27. ad hoc Topology • بدون ایستگاه مرکزی (base station) یا access point • نودها فقط با سایر نودهایی که در محدوده پوشش خود هستتند میتوانند ارتباط برقرار کنند. • نودها خودشان را به صورت یک شبکه سازمان دهی می کنند: بین خودشان مسیریابی می کنند.

28. network infrastructure infrastructureTopology • اين توپولوژي براي گسترش و افزايش انعطاف‌پذيري شبكه‌هاي كابلي معمولي از طريق اتصال كامپيوترهاي مجهز به تكنولوژي بي‌سيم با استفاده از Access Point به آنبكار مي‌رود.

29. قراردادهاي شبكه‌هاي محلي بي‌سيم • اين نوع از شبکه‌هاي محلي نياز ويژه‌اي به قراردادهاي زير لايه MAC دارند. • يک نظريه براي استفاده از شبکة محلي بي‌سيم استفاده از CSMA مي‌باشدکه البته مشکلاتي نيز دارد, ازجمله اينکه: اين قرارداد کاملاً مناسب نيست زيرا آنچه که مهم است تداخل درگيرنده است نه در فرستنده!

30. قراردادهاي شبكه‌هاي محلي بي‌سيم • به دلیل مشکلات • ایستگاه پنهان یا Hidden station problem • مشکل ایستگاه آشکار یا Exposed Station Problem نمی توان از CSMA به درستی استفاده کرد زیرا CSMA تنها می تواند در مورد فعالیت در اطراف فرستنده تشخیص خود را ارائه دهد.

31. MACA(Multiple Access with Collision Avoidance) • دستيابي چندگانه با پرهيز از برخوردشامل قراداد اوليه‌اي است که براي شبکه‌هاي محلي بي‌سيم طراحي شد. • ايده اصلي آن اين است که فرستنده, گيرنده را به خروج قاب کوچک وادار کند و از انتقال در طول رسيدن قاب داده بزرگخودداري مي‌کند. • RTS: Request To Send • CTS: Clear To Send قاب RTS : درخواست و تقاضا قابCTS : آمادگي و ارسال