□ Слушайте, прежде чем говорить. Если кто-то уже говорит, подождите, пока он не закончит. В мире компьютерных сетей это правило называется контролем несущей и заключается в том, что узел прослушивает канал перед тем, как начать передачу. Если по каналу передается кадр, узел выжидает («отступает») в течение случайного периода времени, после чего снова опрашивает канал. Если канал оказывается свободным, узел начинает передачу кадра. В противном случае узел ждет в течение еще одного случайного интервала времени и повторяет весь процесс.
□ Если кто-то начал говорить, прекращайте разговор. В мире компьютерных сетей это правило называется обнаружением коллизий. Оно заключается в том, что во время передачи узел прослушивает канал. Если он обнаруживает, что другой узел в этот момент времени тоже ведет передачу, он прекращает свою передачу и с помощью протокола вычисляет время своей следующей попытки передачи.
Эти два правила реализованы в семействе протоколов CSMA (Carrier Sense Multiple Access — множественный доступ с контролем несущей) и CSMA/CD (CSMA with Collision Detection — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий). Было разработано множество вариантов протоколов CSMA и CSMA/ CD. Кроме того, протокол CSMA/CD, применяемый в Ethernet-сети, мы подробно обсудим в разделе «Ethernet», а пока рассмотрим некоторые фундаментальные характеристики протоколов CSMA и CSMA/CD.

Первый вопрос о протоколе CSMA, который может возникнуть, состоит в том, как вообще могут возникать коллизии, если все узлы прослушивают несущую? В самом деле, ведь узел воздерживается от передачи, если он замечает, что канал занят.

Ответ на этот вопрос лучше всего проиллюстрировать с помощью пространственно-временной диаграммы. На рис. 5.15 показана пространственно-временная диаграмма работы четырех узлов (А, В, С, D), присоединенных к линейной широковещательной шине. На горизонтальной оси фиксируется положение каждого узла в пространстве, вдоль вертикальной оси изменяется время.

В момент времени t0 узел В опрашивает канал и приходит к выводу, что канал свободен, так как никакой другой узел в этот момент не ведет передачу. Поэтому узел В начинает передачу, и передаваемый им сигнал распространяется по широковещательному носителю в обоих направлениях со скоростью, близкой к скорости света, но конечной. В момент времени t(1)(t(1) > t(0)) у узла D появляется кадр для передачи. Хотя узел В в этот момент уже передает данные, передаваемый им сигнал еще не достиг узла D, таким образом, узел D полагает, что канал свободен. Поэтому в соответствии с протоколом CSMA узел D начинает передачу своего кадра.

Немного позднее сигнал, передаваемый узлом В, смешивается с сигналом узла D — возникает коллизия. Из рисунка видно, что производительность широковещательного канала в значительной степени зависит от времени прохождения сигнала по каналу от одного узла до другого. Чем больше это время, тем выше вероятность коллизий, вызванных тем, что сигнал уже начавшего передачу узла не успел достичь другого узла, готового к передаче.

Изображенные на рис. 5.15 узлы не обнаруживают коллизию. Оба узла (В и D) продолжают передавать свои кадры целиком и после коллизии. При использовании протокола с обнаружением коллизий узел прекращает передачу, как только он обнаруживает коллизию. На рис. 5.16 показан тот же сценарий, что и на рис. 5.15, но в этом случае узлы прекращают передачу, обнаружив коллизию. Очевидно, добавление способности обнаружения коллизий повышает производительность протокола, так как продолжение передачи кадров в случае коллизии не имеет смысла и приводит лишь к дополнительным потерям времени. Протокол Ethernet, который будет рассматриваться в разделе «Ethernet», представляет собой протокол CSMA с обнаружением коллизий.

Мой блог находят по следующим фразам

• java 6 mac os x
• Не удалось запросить элемент реестра DllName
• как поменять ключ продукта windows 7
• потеря пакетов
• резервное копирование windows server 2008
• не могу запустить службу брандмауэра server 2008

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА -
Доктор философии Норм Абрамсон любил серфинг и интересовался коммутацией пакетов. Это сочетание увлечений привело его в 1969 году в Гавайский университет. Гавайи представляют собой множество гористых островков, на которых трудно установить традиционную локальную сеть. В свободное от серфинга время Абрамсон размышлял о том, как разработать сеть с коммутацией пакетов, передаваемых по радио. У спроектированной им сети был один центральный хост и несколько второстепенных узлов, разбросанных по Гавайским островам. У сети было два канала, для каждого из которых использовался свой частотный диапазон. По нисходящему широковещательному каналу пакеты рассылались от центрального хоста остальным узлам. По восходящему каналу остальные узлы посылали пакеты центральному хосту. Помимо информационных пакетов центральный хост также посылал подтверждения для каждого успешно принятого пакета.

Поскольку второстепенные узлы передавали пакеты децентрализованно, в восходящем канале неизбежно возникали коллизии. Это наблюдение натолкнуло Абрамсона на идею протокола ALOHA (чистого), описанного в этой главе. В 1970 году Абрамсон при финансовой поддержке управления ARPA соединил сеть ALOHAnet с сетью ARPAnet. Эта работа не только привела к рождению первой беспроводной сети с коммутацией пакетов, но еще и вдохновила Боба Меткалфа на создание на основе ALOHA протокола CSMA/CD и локальной Ethernet-сети.

Мой блог находят по следующим фразам

• windows 2008 server fh[bdbhjdfybt afqkjd
• как восстановить удаленные файлы
• как восстановить удаленный файл
• Характеристики алгоритмов маршрутизации
• Характеристики алгоритмов маршрутизации
• как настроить протокол tcp ip

Однако, испытав коллизию, узел, как правило, не повторяет передачу тут же, а выжидает в течение случайного интервала времени. Благодаря разной длительности случайных интервалов времени существует ненулевая вероятность того, что интервал, выбранный одним из узлов, окажется меньше, чем у других вовлеченных в коллизию узлов, и он успеет «пропихнуть» свой кадр в канал без коллизии.
В литературе описаны десятки, если не сотни, протоколов произвольного доступа. В данном разделе мы опишем некоторые из наиболее популярных, включая протоколы ALOHA и CSMA. Затем в разделе «Ethernet» мы обсудим детали популярной Ethernet-сети, использующей протокол CSMA.

Работа дискретного протокола ALOHA на каждом узле проста. Когда у узла есть новый кадр для передачи, он ждет, пока не начнется новый временной слот, после чего весь кадр передается в течение одного временного слота. Если передача проходит без коллизии, повторная передача кадра не требуется (узел может подготовить к передаче новый кадр). В случае коллизии узел обнаруживает факт коллизии, прежде чем заканчивается данный слот. Затем при наступлении каждого последующего слота с вероятностьюр узел передает кадр повторно до тех пор, пока кадр не будет передан без коллизии.

Под повторной передачей кадра с вероятностью р мы подразумеваем, что узел как бы подбрасывает монетку. При этом кадр передается повторно, только если выпадает решка, что происходит с вероятностью р. При выпадении орла, что происходит с вероятностью (1 -р), узел пропускает данный временной интервал и подбрасывает монетку еще раз. Все узлы, вовлеченные в коллизию, подбрасывают свои монетки независимо друг от друга.

Может показаться, что дискретный протокол ALOHA обладает рядом достоинств. В отличие от протоколов мультиплексирования с разделением канала, дискретный протокол ALOHA позволяет единственному активному в сети узлу передавать кадры без перерыва с максимальной скоростью R (узел называется активным, если у него есть кадр для передачи). Дискретный протокол ALOHA является в большой степени децентрализованным, так как каждый узел сам обнаруживает факт коллизии и независимо от других узлов принимает решение о времени повторной передачи. (Однако для использования дискретного протокола ALOHA требуется синхронизация узлов. Далее мы кратко обсудим непрерывную версию протокола ALOHA, а также протоколы CSMA, не требующие подобной синхронизации и, таким образом, являющиеся полностью децентрализованными.) Кроме того, ALOHA представляет собой чрезвычайно простой протокол.

Дискретный протокол ALOHA хорошо работает в тех ситуациях, когда имеется только один активный узел, но какова его эффективность при наличии нескольких активных узлов? Эффективность дискретного протокола ALOHA снижается благодаря двум факторам. Во-первых, как показано на рис. 5.13, когда в сети несколько активных узлов, определенная доля слотов тратится впустую из-за коллизий. (Как показано на рисунке, в первом слоте в коллизию вовлекаются три узла. Затем узлу 2 удается передать кадр в четвертом слоте, узлу 1 — в восьмом слоте, а узлу 3 — в девятом.) Во-вторых, другая доля слотов тратится напрасно, когда все активные узлы одновременно отказываются от передачи. Дискретный протокол ALOHA работает продуктивно только в те слоты, когда передавать требуется ровно одному узлу. Слот, на протяжении которого передает только один узел, называется успешным слотом. Эффективность дискретного протокола коллективного доступа определяется долей успешных слотов в ситуации большого количества активных узлов, у каждого из которых всегда есть большое количество кадров для передачи. Обратите внимание, что, если вообще не использовать протокола коллективного доступа и после коллизии немедленно повторять передачу каждым из узлов, эффективность сети была бы равна нулю. Дискретный протокол ALOHA очевидно увеличивает эффективность сети, но насколько?

Попытаемся определить максимальную эффективность дискретного протокола ALOHA. Чтобы упростить наши вычисления, немного изменим протокол, предположив, что каждый узел с вероятностью р пытается передать кадр с наступлением каждого нового слота. То есть мы предполагаем, что у каждого узла всегда есть кадр для передачи и узел всегда с вероятностью р пытается передать кадр независимо от того, новый это кадр или передаваемый повторно. Пусть в сети будет N узлов. В этом случае слот оказывается успешным, если один из узлов передает, а N – 1 узлов воздерживаются от передачи. Вероятность того, что некий конкретный узел будет передавать, равна р. Вероятность того, что остальные N- 1 узлов не будут передавать, равна (1 – p)(N-1). Таким образом, вероятность того, что данному узлу удастся успешно передать кадр, равна р(1 -p)(N-1). Поскольку существует N узлов, вероятность того, что повезет одному (любому) из них, равна Np(i -p)(N-1).
Таким образом, при наличии N активных узлов эффективность дискретного протокола ALOHA равна Np(l -p)(N-1). Чтобы определить максимальную эффективность протокола при iV активных узлах, нам нужно найти такое значение вероятности р*, при котором данное выражение достигает максимума. А чтобы получить максимальную эффективность протокола для большого количества активных узлов, мы можем найти предел значения Np*(l -p*)(N-l) для значения N, стремящегося к бесконечности (опять же, см. упражнения в конце главы). Выполнив все эти вычисления, мы обнаружим, что максимальная эффективность протокола составляет 1/е ~ 0,36788. Таким образом, когда у большого количества узлов имеется много кадров для передачи, то (в лучшем случае) только окбло 37 % слотов канал будет работать с пользой. То есть эффективная пропускная способность канала равна не R бит/с, а всего лишь 0,37 R бит/с! Оказывается, что около 37 % времени канал будет простаивать и еще около 26 % времени тратить на обработку коллизий. Представьте себе несчастного сетевого администратора, приобретшего дискретную систему ALOHA с пропускной способностью 100 Мбит/с и собирающегося использовать ее для обслуживания трафика между большим количеством пользователей с суммарной пропускной способностью около 80 Мбит/с! Несмотря на то что мгновенная пропускная способность канала равна 100 Мбит/с, его успешная пропускная способность составит менее 37 Мбит/с.

Мой блог находят по следующим фразам

• протокол DHCP
• из Vbs выполнить команду cmd
• gtht[jl c ip4 на шз6
• применение IEEE 802.1X
• МАРШРУТИЗАТОР В РОЛИ ПРИЕМНИКА
• Не удалось запросить элемент реестра DllName