Spring 2000CS 4611 Megosztott Elérésű Hálózatok Vázlat Bus (Ethernet) (vonal topológia) Token ring (FDDI) (vezérjeles gyűrű) Wireless (802.11) (vezeték nélküli)

Spring 2000CS 4612 Ethernet Áttekintése Története –a Xerox PARC fejlesztette ki a 1970-es évek közepén –a gyökerek az Aloha packet-radio hálózatig vezetnek vissza –a Xerox, DEC, és az Intel szabványosította 1978-ban –hasonló az IEEE szabványhoz CSMA/CD –átvitel érzékelése –többszörös (megosztott) hozzáférés (a közeghez) –ütközésfelismerés Keretformátum: Dest addr CRCPreamble Src addr TypeBody 1648

Spring 2000CS 4613 Ethernet (folytatás) Címek –egyedi, 48-bit unicast cím van hozzárendelve minden adapterhez –example: 8:0:e4:b1:2 –broadcast: csupa 1-e s cím –multicast: az első bit 1 Sávszélesség: 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps Max. hossz: 2500m (500m szegmensek 4 ismétlővel) Probléma: Elosztott algoritmus, amely azonos esélyű hozzáférést biztosít.

Spring 2000CS 4614 A felvitel (transmit) algoritmusa Ha a közeg (line) szabad (idle)… –küldés azonnal –1500 byte felső korlát az üzenetek hosszára –9.6us várakozás két egymás utáni keret közuött Ha a közeg (line) foglalt (busy)… –Várakozik, amíg a közeg szabad nem lesz és ekkor azonnal küld –1-szineten elszánt algoritmus (speciális esete a p- szinten elszánt algoritmusnak)

Spring 2000CS 4615 Algoritmus (folytatás) Ha ütközés van… –32 bit jam küldése, majd a keret küdésének megszakítása –a legrövidebb keret is 64 byte (header + 46 byte adat) –késleltetés majd újra próbálkozás: először: 0 vagy 51.2us várakozás (egyenletes eloszlásban) másodszor: 0, 51.2, vagy 102.4us várakozás (…) n-edszer: k x 51.2us várakozás, egyenletesen véletlenül választott k-ra a k=0..2 n – 1 intervallumból Feladja a küldést, ha adott számszor sikertelen a próbálkozás (rendszerint 16 a korlát) exponential backoff

Spring 2000CS 4616 Ütközések AB AB AB AB

Spring 2000CS 4617 Token Ring Áttekintése Példák –16Mbps IEEE (a korábbi IBM ring alapján) –100Mbps Fiber Distributed Data Interface (FDDI)

Spring 2000CS 4618 Token Ring (folytatás) Gondolat –Keretek egy irányban folynak (upstream to downstream) –Speciális bit sablon (token) megy körbe a gyűrűben –El kell kapni a tokent a felvitel (transmit) előtt –El kell engedni a tokent a felvitel (transmit) után azonnali elengedés (release) késleltetett elengedés –A küldőnek el kell távolítania a saját keretét a gyűrűről, ha az körbement –Az egyes állomások kiszolgálása round-robin szerű Keretformátum Control CRC Start of frame End of frame Dest addr Body 48 Src addr Status 32

Spring 2000CS 4619 Idővezérelt Token Algoritmus Token megtartási idő (Token Holding Time (THT)) –Felső korlát arra az időre, amíg egy állomás magánál tarthatja a tokent. Token körbefutási idő (Token Rotation Time (TRT)) –Milyen hosszú ideig futja körbe a token a gyűrűt. –TRT <= ActiveNodes x THT + RingLatency Egyeztetett token körbefutási idő (Target Token Rotation Time (TTRT)) –egyeztetett felső korlát a TRT-re

Spring 2000CS Algoritmus (folytatás) Minden csúcs méri a TRT-t az egymás utáni tokenek között –ha a mért TRT > TTRT: token késik, nem küld –ha a mért TRT < TTRT: token korai, így küldhet A forgalom két osztálya –szinkron: mindig küldhető –aszinkron: csak akkor küldhető, ha a token korai Legrosszabb eset: 2 x TTRT két követő token között Kétszer egymásután 2 x TTRT körbefutás nem lehetséges

Spring 2000CS Token Kezelése Elveszett Token esete –nincs token a gyűrű indításakor –bithiba miatt sérül a token (többé nem token!) –a tokent birtokló csúcs meghibásodik Token generálása (és a TTRT egyeztetése) –végrehajtódnak a következő lépések, ha az állomás csatlakozik a gyűrűre vagy hibára gyanakszik: –küld egy claim frame-et az állomás TTRT értékkel –ha claim frame-et fogad: megvizsgálja a TTRT értéket, ha ez nagyobb, mint az általa javasolt, felülírja és továbbítja –Ha az általa küldött claim frame körbement: az általa javasolt TTRT volta a legkisebb mindenki tudja a TTRT-t az illető állomás rak fel egy új tokent a gyűrűre

Spring 2000CS Token kezelése (folytatás) Érvényes token figyelése –Periódikusan érvényes átvitelt kell látni (keretet vagy tokent) –maximum gap = ring latency + max frame < = 2.5ms –időzítőt 2.5ms-ra állít és claim frame-et küld, ha léjár az időzítő

Spring 2000CS Vezeték nélküli LAN-ok (Wireless LANs) IEEE Sávszélesség: 1 vagy 2 Mbps Fizikai közegek: –spread spectrum radio (2.4GHz) –diffused infrared (10m)

Spring 2000CS Spread Spectrum Gondolat –Szórjuk szét a jelet egy szélesebb frekvencia sávban, mint kellene –originally deigned to thwart jamming Frekvencia-ugrások (Frequency Hopping) –Küldjünk véletlenszerűen kiválasztott frekvencia- tartományokban –A küldőnél és a fogadónál megegyezik a pseudorandom number generátor és a kezdeti érték(ek) –A szabvány 79 1MHz-széles frekvencia sávokat használ

Spring 2000CS Spread Spectrum (folytatás) Direct Sequence módszer –Minden bit esetén, küldjük: ezen bit XOR n véletlen bit –A véletlen sorozat mind a küldő, mind a fogadó számára ismert –n-bit chipping code módszernek is hívják –A szabvány 11-bit chipping code-ot definiál Random sequence: Data stream: 1010 XOR of the two:

Spring 2000CS Ütközéselkerülés (Collisions Avoidance) Hasonló az Ethernethez Problémák: rejtett (hidden) és megvilágított (exposed) csúcsok

Spring 2000CS Többszörös elérés ütközéselkerüléssel (MACA) A küldő RequestToSend (RTS) keretet küld A fogadó ClearToSend (CTS) kerettel válaszol Környezők… –ha veszi a CTS keret: csendben marad –ha veszi az RTS keretet, de a CTS-t nem : küldhet Receive ACK-t küld, ha a keretet fogadta –A környezők csendben maradnak az ACK fogadásáig Ütközések –nincs ütközésfelismerés –Ütközés történt, ha nem jön CTS válasz –exponential backoff késleltetési algoritmus alkalmazása

Spring 2000CS Mobilitás támogatása 1. eset: ad hoc net working 2. eset: elérési pontok (access points) (AP) –vezetékkel összekötöttek –minden mobil csúcs egy AP-hez kapcsolódik

Spring 2000CS Mobilitás (folytatás) Tapogatózás (AP kiválasztása) –Csúcs Probe keretet küld –minden elérhető AP ProbeResponse kerettel válaszol –csúcs egy AP-t választ ki; és ennek AssociateRequest keretet küld –AP AssociationResponse kerettel válaszol –az új AP informálja a többi AP-t a vezetékes hálózaton Mikor kerül erre sor? –Ha a csúcs aktív a keresésben: ha csatlakozik vagy mozog –Ha a csúcs passzív a keresésben: AP periódikusan Beacon kereteket küld