Aloha &

Slotted Aloha

Züleyha G. KAYGISIZ

• Bir çok bilgisayarın bağlı olduğu iletim ortamının ortak kullanımı için bazı protokoller gerekir.

• Ortak bir iletim ortamının her bilgisayar tarafından kayıpsız ve eşit haklarla kullanılması için kullanılan iletim ortamının topolojisine göre çeşitli protokoller geliştirilmiştir.

• Çoklu Erişim Protokolleri (Multiple Access Protocols)

Eğer birden fazla terminal aynı anda yayın yaparsa, çarpışma gerçekleşir. Bu durumda hangi terminalin yayın yapacağının belirlenmesi gerekmektedir.

• Çekişme protokolleri (Contention protocols) çarpışma gerçekleştikten sonra çarpışma çözümü protokolünü çalıştırır. • Çarpışma-olmayan protokoller (Collision-free protocols) (örneğin, bit-map protokolü ve binary countdown) kesinlikle çarpışma olmamasını garanti eder.

MAC Protokolleri

• Kanal Paylaşımlı: Frekans Bölmeli(FDM) ve Zaman Bölmeli (TDM)

• Rastege Erişimli(Random Access-dynamic): ALOHA, S-ALOHA, CSMA, CSMA/CD CSMA/CD Ethernet için kullanılır CSMA/CA 802.11 için kullanılır.

• Sıralı Erişimli (taking turns): Bluetooth, FDDI, IBM Token Ring

• – Hawaii Üniversitesi tarafından 1970lerde paket radyo ağları için geliştirilmiştir.

• – Bu protokole göre terminaller veriye (data) sahip olduklarında yayın yaparlar. Yayını yapan terminal, yayının başarılımı, yoksa yapılan yayın yüzünden bir çarpışma olup olmadığını kontrol için hedef terminalin göndereceği mesajı dinler (ACK). Eğer çarpışma olduysa, yayın yapan terminal rastgele bir süre bekledikten sonra gönderimini tekrar eder.

ALOHA

• Aloha da çakışma olmama olasılığı hesaplama:• Hatta bir noktadan veri gönderme olasılığı p,• Bu durumda n adet nokta için veri

gönderilmeme olasılığı 1-p’dir. Anlık olarak veri yollandığı için;

• Yollanan zamandan bir önceki ve bir sonraki zamanlarda çakışma olmamalıdır.

• Bu durumda;• Örneğin tn zamanında veri yollanıyorsa tn-1 ve

tn+1 zamanlarında da çakışma olmamalıdır. Başarılı yollama olasılığı:

• p* (1-p)n * (1-p)n • olarak bulunur.

• p* (1-p)n * (1-p)n • Burada ilk p olasılığı bir noktadan veri

gönderme olasılığı, ikinci (1-p)n , t-1 ile t zamanı arasındaki çakışma olmama olasılığı ve son (1-p)n , değeri ise t ile t+1 zamanları arasında çakışma olmama olasılığını vermektedir.

• Bu değer n sonsuza giderken, yani çok fazla iletişim olduğunda, 1/(2e) değerine yaklaşmaktadır ki o da 0.18 değerini verir.

Yalın ALOHA’da çerçeveler tamamıyla keyfi zamanlarda iletilir.

• Verilen bir çerçeve zamanı süresinde üretilen k çerçeve olasılığı Poisson dağılımı ile verilir.

• Burada, k çerçeve sayısı, G ise çerçeve süresi başına üretilen çerçeve sayısı

• Sıfır çerçeve olasılığı e-G olur.• İki çerçeve süresinde üretilen çerçeve sayısı 2G’dir. • Korunmasız periyot süresinde ki olasılık P0=e-2G

• S çıkışı ise S=GP0’dır. Buradan; S= G e-2G’dir.

Dilimli ALOHA

• ALOHA’nın kapasitesini ikiye katlamak için, zamanı ayrık parçalara ayırır. Her bir aralık bir çerçeveye karşılık gelir.

• Kullanıcının her bir aralıkta iletim yapması için senkronizasyon gereklidir.

Slotted ALOHA

• Çarpışmadan kaçınma olasılığı e-G ‘dir. Diğer kullanıcılar o dilimde sessiz kalır.

• Çarpışma olasılığı ise 1-e-G ‘dir.• k denemenin iletim olasılığı (k-1 çarpışma başarı ile

takip eder)

• Sonuç olarak, E’nin G’ye üstel olarak bağlı olması, kanal yükündeki küçük artışlar kanal performansını çok düşürmektedir.

Relation between G and S

ALOHA+• Artıları:• Çok sayıda kullanıcı veri iletimi yapabilmektedir. • Uygulaması kolaydır• Hattı tek bir bilgisayar sürekli olarak tam kapasitede

kullanabilmektedir. • Merkezi yönetim gerektirmeyen ağda sadece dilimlerin uyumlu

olması yeterlidir. • Çok fazla paket iletimi yapıldığı durumlarda, sabit tahsis ilkesine

göre çalışan sistemlerden daha verimlidir.• ACK kullanımı ile paketlerin başarılı iletimi tespit edilir.• Ağa yeni bir terminal ekleme ve çıkarma kolaydır.

ALOHA-

• Eksileri: • Çakışma ihtimali ve israf olan zaman bölümleri

vardır.• Verimliliği tartışma konusudur. (hat kullanım

başarı oranı:%18, %82 israf )• Dilimli slotted aloha hat kullanım başarısı:%36,

%64 israf