Câu 12: Nêu các giao thức điều khiển truy cập đường truyền? Trình bày giao thức truy cập ngẫu nhiên?
Có 2 giao thức truy cập đường truyền chính:
- Ngẫu nhiên: có thể truy cập phương tiện truyền theo ý muốn, bất kỳ lúc nào : CSMA, CSMA/CD [ dùng cho chọn đường bus]
- Truy cập có điều khiển: là phương pháp điều khiển tranh chấp: Token Bus, Token Ring đây là 2 giao thức thích hợp nhất cho các mạng cục bộ.
Giao thức truy cập ngấu nhiên : giao thức đường dây đa truy cập với cảm nhận va chạm:
+ Một trạm sẽ kiểm tra đường truyền trước khi gửi gói dữ liệu của mình đi
+ Giao thức phải phát hiện được xung đột và các trạm phải ngưng truy cập, chờ sau một thời gian ngẫu nhiên khác nhau truy cập lại.
a] CSMA [Phương pháp đường dây đa truy cập – LBT ]
Khi truyền dữ liệu trước hết pải kiểm tra xem phương tiện truyền có rảnh ko. Nếu rảnh thì bắt đầu truyền, nếu bận thì thực hiện một trong 3 giải thuật sau:
- Tạm thời rút lui và chơ ào 1 khoảng thời gian ngẫu nhiên nào đó rồi lại bắt đầu nghe đường truyền. Giải thuật này tránh xung đột nhưng lại có thời gian chết.
- Tiếp tục kiểm tra đường truyền đến khi đương truyền rãnh thì truyền dl đi. Giảm được thời gian chết nhưng nếu nhiều trạm cùng chờ thì xảy ra xung đột.
- Tiếp tục ktra đường truyền đến khi đường truyền rãnh thì truyền dl với xác suất p 2TS < = > n/v > 21/[0,66*300.000.000], với 1 là chiều dài dây dẫn và hệ số k = 0,67 < = > lu < 100.000.000n Đây chính là điều kiện ràng buộc trong việc nâng cao tốc độ và tàng chiều dài dây dẫn. Ví dụ đối với một mạng Fast E thernet [100Mbit/s] có chiều dài 100m thì một bức điện không thể ngắn hơn 100 bit. Hệ quả của điều kiện ràng buộc này là hiệu suất truyền thông sẽ rất thấp nếu như dữ liệu cần trao đổi không lớn. Một lần nữa, ta thấy rằng phương pháp này không thích hợp lắm cho các hệ thống mạng cấp thấp.
CSMA/CANguyên tác làm việc
CSMA/CA là thuật ngữ viết tắt từ Carrier Sense Multiple Access with coilision Avoidance. Tương tự như CSMA/CD, mỗi trạm đều phải nghe đường dẫn trước khi gửi cũng như sau khi gửi thông tin. Tuy nhiên, một phương pháp mã hóa bít thích hợp được sử dụng ở đây để ương trường hợp xảy ra xung đột, một tín hiệu sẽ lấn át tín hiệu kia. Ví dụ tương ứng với bit 0 là mức điện áp cao sẽ lấn át mức điện áp thấp của bit 1.
Một tình huống tiêu biểu được minh họa trên Hình 2.26. Ti là thông tin do trạm 1 gửi đi và Ri là thông tín trạm 1 nghe được phản hồl từ đường dẫn, T2 là thông tin do trạm 2 phát đi và R2 là thông tin trạm 2 nghe được. khi hai bức điện khác nhau ở một bit nào đó, trạm thứ hai sẽ phát hiện ra xung đột và ngừng phát, còn trạm thứ nhất có mức tín hiệu lấn át nên coi như không có chuyện gì xảy ra và tiếp tục phát. Trạm thứ hai có thể chờ một thời gian ngẫu nhiên, hoặc chờ khi nào đường dẫn rỗi trở lại sẽ gửi.
Điều kiện ràng buộc
Điều kiện để thực hiện theo cơ chế trên là mỗi trạm đều phải nhận được tín hiệu phản hồl tương ứng với bit vừa gửi, trước khi gửi một bít tiếp theo, như vậy mớl có khả năng dừng lại kịp thời khi xảy ra xung đột cũng như để bit tiếp theo không bị ảnh hưởng. Như vậy, thời gian bit Ti phải lớn hơn hai lần thời gian lan truyền tín hiệu Ts , hay là: 1/v > 2TS, với V là tốc độ truyền < = > i/v > 21/[0,67*300.000.000] < = > iu < 100.000.000 với i là chiều dài dây dẫn và hệ số k = 0,67. Ví dụ, với tốc độ truyền là 1 Mbit/s thì chiều dài dây dẫn phải nhỏ hơn 100m. Rõ ràng, điều kiện ràng buộc ở đây tuy ngặt nghèo hơn so với ở phương pháp CSMA/CD, nhưng không liên quan tới chiều dài tối thiểu của một bức điện.
Qui định mức ưu tiên Mỗi bức điện đều được bắt đầu bằng một dãy bit đặc biệt được gọi là cờ hiệu, sau đó là tới các phần khác như thông tin kiểm soát, địa chỉ,… Đối với phương pháp CSMA/CA, có thể sử dụng mức ưu tiên cho mỗi trạm [hoặc theo loại thông tin] và gắn mã ưu tiên [001, 010, v.v…] vào phần đằng sau cờ hiệu của mỗi bức điện. Bức điện nào có mức ưu tiên cao hơn [tức mã số ưụ tiên thấp hơn] sẽ lấn át các bức điện khác. Trong trường hợp sử dụng mức ưu tiên theo trạm, có thể lấy chính địa chỉ của trạm làm mã số ưu tiên. Cũng có thể kết hợp phương pháp định mức ưu tiên theo loại thông tin và theo địa chỉ. Một bức điện có mức ưu tiên cao nhất được xét trước hết theo loại thông tin và sau đó theo địa chỉ trạm.
Nhờ có phương pháp sử dụng mức ưu tiên mà tính năng thời gian thực của hệ thống được cải thiện. Có thể thấy rõ, tuy bị hạn chế về tốc độ truyền và chiều dài dây dẫn, hiệu suất sử dụng đường truyền ở phương pháp này rất cao. Các trạm chỉ gửi thông tin đi khi có nhu cầu và nếu xảy ra xung đột thì một trong hai bức điện vẫn tiếp tục được gửi đi.