Základní pojmy

1. Základní pojmy • Sdílené médium • na tomtéž médiu je více uzlů • v jednom okamžiku může vysílat pouze jeden uzel • jinak kolize • Kolize • začne-li vysílat více než jeden uzel najednou • Metoda přístupu do sítě • určuje právo stanice vysílat • řeší vzniklé kolize • popřípadě vylučuje vznik kolizí • Použitá metoda • závisí na standardu sítě • ovlivňuje spolehlivost sítě • ovlivňuje rychlost sítě • vznik kolizí – zpomaluje síť

2. Řízení přístupu do sítě • Statické řízení přístupu • přenosová cesta rozdělena • např. multiplexováním • uzly mají část cesty trvale k dispozici • Dynamické řízení přístupu • přenosová cesta přidělena na základě okamžité potřeby

3. Dynamické řízení přístupu • Řízené metody přístupu • jednoznačně stanovená pravidla přístupu jednotlivých uzlů • uzel se vždy dostane na síť • např. Token ring, FDDI • Neřízené metody přístupu • náhodné metody • nemusí vést vždy k výsledku • přístup k médiu - náhodný charakter • např. Aloha, CSMA

4. Dynamické řízení přístupu • Centralizované • existuje centrální prvek, který přiděluje právo přístupu • většinou řízené metody • dvě skupiny metod • metody výzev (polling) • metody žádostí uzlů • Distribuované • neexistuje centrální prvek • realizovány uzly vzájemně • např. Ethernet

5. Centralizované řízení • Metody výzev (polling) • existuje centrální prvek který vše řídí • posílá pravidelné dotazy zájemcům o vysílání • pořadí se může měnit v závislosti na intenzitě požadavků • dotazy častěji zatíženějším uzlům • data i dotazy putují stejným kanálem • nevýhody • zatížení sítě dotazy • výpadek centra = výpadek sítě • Metody žádostí • zájemce o vysílání požádá o právo vysílat • musí existovat možnost zaslat žádost centrálnímu prvku • vyhrazené časové sloty (intervaly) • samostatné cesty • nevýhody • zatížení sítě dotazy ( časové sloty) • potřeba více cest

6. Distribuované řízení • Nemají centrální prvek • Mají pevně stanovená pravidla • každý uzel dodržuje tato pravidla • Musí existovat algoritmus přidělování • ten běží na všech uzlech • Varianty řízených distribuovaných metod • rezervační metody • prioritní přístup

7. Rezervační metody • Do sítě pravidelně vysílán rezervační rámec • každý uzel • do něj zapisuje žádost o vysílání • má přehled o ostatních žádostech • nevýhoda • zahlcování sítě rezervačním rámcem • výhoda • na každého se dostane

8. Prioritní přístup • Uzly se „rozpočítávají“ • vybírají mezi sebou uzel, který bude vysílat • dle předem daného algoritmu (priority) • nejčastěji dle adresy • ten s nejvyšší adresou může vysílat • výhody • příliš nezahlcuje síť • nevýhody • uzel s malou prioritou se nemusí dostat k vysílání • řešení = střídavá priorita (po vysílání se sníží)

9. Prioritní přístup

10. Metody „logického kruhu“ • Nemají centrální prvek • Předáváno pověření • může vysílat ten, kdo vlastní pověření • tzv. token (pešek) • token neustále „obíhá“ sítí • Kruh je „logický“ • definuje ho pořadí, v jakém si předávají uzly token • topologie – může být kruh či sběrnice • Např. Token Ring, Token Bus, FDDI

11. Metody „logického kruhu“ • Výhody • může garantovat právo vysílat do určité maximální doby • lze nastavit prioritu • některé uzly budou přistupovat častěji • Nevýhody • komplikovanější • musí být ošetřeny situace • ztráty oprávnění • přidání uzlu do kruhu • odebrání uzlu z kruhu

12. Token Bus • Využívá „metodu kruhu“, přestože nemá topologii kruhu • Kruh pouze logický • Topologie – sběrnice či hvězda • Nevýhoda • omezený dosah • Např. ArcNet

13. Token Bus

14. Token Ring • Využívá „metodu kruhu“ • Kruh logický i fyzický • Topologie – kruhová • Výhoda • větší dosah • stanice zesilují signál • Např. IBM Token Ring, FDDI

15. Neřízené distribuované metody • Základem všech těchto metod • metoda Aloha • vznik na Havajských ostrovech – odtud název  • zasílání dat – jak je potřeba • pokud nedojde k potvrzení příjmu – odešli znovu • časté kolize, vhodná při nízkém zatížení • Varianty • prostá Aloha • taktovaná Aloha • řízená Aloha • Odvozené metody – CSMA, CSMA/CD

16. Varianty Alohy • Prostá Aloha • chci-li vysílat, vysílám • bez ohledu na obsazenost kanálu => časté kolize • v případě kolize musím poslat znovu • čím více musím posílat znovu, tím více nových kolizí vzniká • vhodné pouze pro nízké zatížení • Taktovaná Aloha (dělená Aloha) • vylepšení prosté Alohy • vysílám jen po okamžicích, které definují celý paket • výrazné zmenšení kolizního slotu • Řízená Aloha • definuji časový limit, za který se má paket opakovat po kolizi • opět výrazné snížení kolizního slotu

17. Prostá Aloha

18. Taktovaná Aloha

19. Metody CSMA • Monitoruje provoz na kanále • Sleduje, zda někdo nevysílá • CS – Carrier Sense (detekce nosné) • pokud nikdo nevysílá - lze vysílat • zmenšuje počet kolizí (nevylučuje je) • Sdílené médium • MA – Multiple Access (současné vysílání) • Podstata vzniku kolize • více uzlů čeká na volný kanál • začnou vysílat v jednom okamžiku • více uzlů detekuje volný kanál • začnou vysílat v jednom okamžiku • uzly od sebe více vzdáleny • nestačí detekovat obsazený kanál • začnou oba vysílat

20. Metody CSMA • Varianty metod CSMA • nenaléhající CSMA (not-persistent) • je-li obsazeno, tak čeká určitý čas t a pak znovu testuje • naléhající CSMA (1-persistent) • je-li obsazeno, tak čeká, ale pak hned vysílá => další kolize • teprve po kolizi čeká určitý čas t • p-naléhající CSMA (p-persistent) • je-li obsazeno, tak čeká a s pravděpodobností p začne vysílat • Nevýhody • neřeší již vzniklé kolize • klidně vysílají dále • pak čekají na potvrzení • pokud potvrzení nepřijde – zopakují přenos • proto rozšířeny o detekci kolizí CD (Collission Detection)

21. Nenaléhající CSMA

22. Nenaléhající CSMA

23. Naléhající CSMA

24. Porovnání

25. Metody CSMA/CD • Detekují jak vysílání, tak kolize • Algoritmus vysílání CSMA/CD • detekce nosné (CS) – testuji stav kanálu • pokud nikdo nevysílá – může uzel vysílat • pokud vysílá – čeká až skončí • začne vysílat – nastane kolize • přeruší vysílání (detekuje kolizi (CD) a vyšle JAM signál) • odmlčí se na náhodně zvolenou dobu • pak začne znovu vysílat • Výhody • efektivní při nízké zátěži • Nevýhody • není zaručen přístup k médiu • uzel se nemusí dostat na médium • při vyšším zatížení – neefektivní • vyšší výskyt kolizí • nižší rychlost přenosu (např. z 10Mb/s poklesne na 1 Mb/s) • Používá např. standard Ethernet

26. Metody CSMA/CD

27. Metody CSMA/CD