دانلود - دانشگاه شاهد

Report
‫شبکه هاي کامپيوتري‬
‫فصل چهارم‪:‬‬
‫اليه پيوند داده (‪)Datalink Layer‬‬
‫وحيد حقيقت دوست‬
‫دانشکده فني و مهندس ي دانشگاه شاهد‬
‫‪1‬‬
‫مطالب اين فصل‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪2‬‬
‫مقدمه‬
‫فريم بندي‬
‫روشهاي تشخيص و تصحيح خطا‬
‫كنترل جريان‬
‫استاندارد ‪ IEEE‬براي شبكه هاي كامپيوتري‬
‫استاندارد شبكه هاي محلي بي سيم‬
‫مقدمه‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫در مباح‬
‫وظايف اين اليه‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪3‬‬
‫فريم بندي‬
‫كنترل خطا‬
‫كنترل جريان‬
‫كنترل دسترس ي به رسانه‬
‫فريم بندي‬
‫‪‬‬
‫روشهاي ساختن فريم‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫بر اساس شمارش كاراكتر‬
‫استفاده از فلگ آغازي و فلگ پاياني‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪4‬‬
‫قرار دادن يك سري كاراكتر خاص براي مشخص كردن شروع و انتهاي يك فريم‪DLE- :‬‬
‫‪ STX‬و ‪DLE-ETX‬‬
‫بايت گرا ‪ :‬درج بايت (‪ )Byte Stuffing‬در صورت وجود کاراکترهاي خاص در الگوي‬
‫بيتي‬
‫بيت گرا ‪ :‬استفاده از روش درج بيت (‪ )Bit Stuffing‬که پس از ‪ 5‬بيت متوالي يک‬
‫بيت صفر درج ميشود و در گيرنده حذف ميشود‪ .‬وجود ‪ 6‬بيت متوالي ‪ 1‬بيانگر بايت آغاز‬
‫و يا انتهاي فريم است‬
‫قاب بندي و استفاده از روش بايت گرا‬
(a) A frame delimited by flag bytes.
(b) Four examples of byte sequences before and after stuffing.
5
‫قاب بندي و استفاده از روش بيت گرا‬
Bit stuffing
(a) The original data.
(b) The data as they appear on the line.
(c) The data as they are stored in receiver’s memory after destuffing.
6
‫روشهاي تشخيص و تصحيح خطا‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪7‬‬
‫روش توازن (فرد يا زوج)‬
‫روش ‪CRC‬‬
‫‪Check sum‬‬
‫مثالي از محاسبه ‪CRC‬‬
‫‪8‬‬
9
‫كنترل جريان‬
‫ترتيبي اتخاذ شود كه فرستنده بيشتر از ظرفيت گيرنده داده ارسال نكند‪.‬‬
‫‪ ‬پيش فرضها (حالت ايده آل) ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫پروتكل پنجره لغزان‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪10‬‬
‫حجم بافر نامحدود در گيرنده‬
‫كانال ارتباطي بدون خطا‬
‫استفاده بهینه از خط‬
‫مقابله با خطا و نویز‬
‫استفاده از سه مولفه اصلی‪ Acknowledge ،timeout :‬و‬
‫‪window size‬‬
‫سلسله مراتب مربوط به پروتکلهاي کنترل جريان‬
Reliable Transmission ARQ (Automatic Repeat Request)
11
‫پروتکل ‪ Simplest‬بدون کنترل خطا و جريان‬
‫‪12‬‬
‫پروتکل ‪Simplest‬‬
‫الگوريتم ارسال در فرستنده‬
‫الگوريتم دريافت در گيرنده‬
‫‪13‬‬
‫مدل جريان در ‪Simplest‬‬
‫‪14‬‬
‫پروتکل ‪( Stop & Wait‬توقف و انتظار)‬
‫گيرنده‪ ،‬پس از دريافت پيام‪ ،‬بسته‬
‫اعالم وصولي (‪ )ACK‬ارسال ميکند‬
‫‪15‬‬
‫تبادل بسته ها در روش ‪Stop&Wait‬‬
‫‪‬‬
‫‪16‬‬
‫اين روش هم در کانالهاي داراي نويز استفاده ميشود و هم در کانالهاي‬
‫بدون نويز‬
17
‫ظرفيت کانال و بهره وري‬
‫‪‬‬
‫ظرفيت برابر است با تعداد بيتي که ميتواند درون کانال قرار گيرد و از رابطه زير محاسبه ميشود‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ظرفيت کانال = تاخير انتشار × نرخ ارسال‬
‫بهره وري کانال برابر است با نسبت تعداد بيت موجود در کانال به ظرفيت کانال‪ .‬ويا نسبت زمان‬
‫ارسال يک بسته به کل زمان مورد نياز براي ارسال و دريافت‬
‫مثال‪ :‬يک کانال ماهواره با سرعت ‪ 50kbps‬که تاخير انتشار رفت و برگشت در آن ‪ 500‬ميلي‬
‫ثانيه است چنانچه فرستنده يک قاب ‪ 1000‬بيتي را در مدت زمان ‪ 20‬ميلي ثانيه ارسال دارد‪،‬‬
‫بهره وري را حساب کنيد‪.‬‬
‫تاخير رفت‬
‫زمان مورد نياز براي دريافت کامل بسته‬
‫‪ 250 m sec‬‬
‫‪500‬‬
‫‪2‬‬
‫‪20  250  270 m sec‬‬
‫زمان مورد نياز براي ارسال و دريافت ‪270  250  520 m sec ACK‬‬
‫بهره وري خط‬
‫‪18‬‬
‫‪ 3 .8 %‬‬
‫‪20‬‬
‫‪520‬‬
‫‪U ‬‬
‫الگوريتم پنجره لغزان‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪19‬‬
‫همانطور که در مثال قبل نشان داده شد تنها حدود ‪ %4‬از توانايي خط استفاده شده است‬
‫يکي از داليل پايين بودن کارايي الگوريتم ‪ ،Stop&Wait‬معطل شدن فرستنده براي دريافت‬
‫‪ ACK‬ميباشد‪.‬‬
‫براي رفع مشکل فوق ميتوان اين محدوديت را از فرستنده برداشت و به آن اين اجازه را داد که‬
‫بطور مداوم و پشت سر هم اقدام به ارسال قاب نمايد؛گيرنده نيز در اين روش آمادگي دريافت‬
‫چندين قاب را دارد و پس از دريافت هر قاب و يا چند قاب پيام اعالم وصولي را ارسال مي نمايد‪.‬‬
‫به اين روش پنجره لغزان ميگويند‪.‬‬
‫پنجره فرستنده‪ :‬قابهايي است که فرستنده بدون دريافت پيام ‪ ، ACK‬قاب قبلي قادر به ارسال‬
‫آنهاست‬
‫پنجره گيرنده‪ :‬تعداد قابهايي که ميتوانند بدون رعايت ترتيب در گيرنده دريافت شوند‪.‬‬
‫شماره گذاري قابها‬
‫‪‬‬
‫رابطه زير بايد بين شماره گذاي قابها و طول پنجره هاي ارسال و دريافت‬
‫وجود داشته باشد‪:‬‬
‫‪Max Seq. Number ≥ Send Window + Receive Window‬‬
‫‪‬‬
‫‪20‬‬
‫اگر ‪ m‬بیت برای شماره گذاری استفاه شود ‪ 2m‬شماره مجزا ایجاد‬
‫میگردد‪.‬‬
‫عملکرد مکانيسم پنجره لغزان در فرستنده و گيرنده‬
‫کانالهاي نويزي‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫درکانالهاي نويزي اين امکان وجود دارد که بسته ارسال شده و يا پيام اعالم‬
‫وصولي در اثر نويز از بين بروند لذا در اليه ‪ 2‬بايد تمهيداتي براي تشخيص و اصالح‬
‫خطا وجود داشته باشد و بسته مجدد ارسال گردد‪.‬‬
‫دو ويژگي اصلي در اين الگوريتمها وجود دارد‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫در ادامه دو روش زير مورد بررس ي قرار خواهند گرفت‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪22‬‬
‫‪Timeout‬‬
‫‪Acknowledge‬‬
‫‪Go-Back-N Automatic Repeat Request‬‬
‫‪Selective Repeat Automatic Repeat Request‬‬
‫‪Go-Back-N‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪23‬‬
‫بهبود ‪ Stop-and-Wait‬توسط عدم انتظار براي ارسال‬
‫مشغول نگه داشتن کانال با ارسال بستهها به طور پيوسته‬
‫اجازۀ ارسال به اندازۀ پنجره اي به اندازۀ ‪ Ws‬فريم‬
‫از ‪ m‬بيت براي شمارۀ ترتيب استفاده ميکند‪.‬‬
‫اگر ‪ ACK‬قديمي ترين فريم پيش از اتمام اندارۀ پنجره برسد ميتوانيم‬
‫به ارسال ادامه دهيم‪.‬‬
‫اگر پنجره کامل شود ‪ ،‬فريمها دوباره ارسال ميشوند‪.‬‬
‫در این روش از ‪ timeout‬در فرستنده استفاده میشود‪.‬‬
‫پنجره ارسال در ‪Go-Back-N ARQ‬‬
‫‪24‬‬
‫پنجره دريافت در ‪Go-Back-N ARQ‬‬
‫طول پنجره دريافت در ‪ Go-Back-N‬برابر ‪ 1‬است‪.‬‬
‫در صورت خراب شدن يک بسته از طريق ‪ ،Time out‬تمامي بسته ها مجدد ارسال ميشوند‬
‫‪25‬‬
‫انتخاب تکراري ‪Selective Repeat ARQ‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ً‬
‫‪ GBN ARQ‬کارا نبود زيرا چندين فريم در صورت بروز خطا مجددا ارسال‬
‫ميشدند‪.‬‬
‫روش انتخاب تکراري تنها يک فريم را دوباره ارسال ميکند‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫گيرنده يک پنجرۀ دريافت از شماره ترتيبهايي که ميتواند دريافت کند نگه ميدارد‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪26‬‬
‫‪ Timeout‬باعث ميشود تنها فريم مربوطه دوباره ارسال شود‪.‬‬
‫‪ NAK‬باعث ارسال مجدد قديمي ترين فريمي که ‪ ACK‬نشده است ميشود‪.‬‬
‫فريمهاي بدون خطا ولي خارج از ترتيب که شماره ترتيب آنها در پنجرۀ دريافت هست بافر‬
‫ميشوند‪.‬‬
‫دريافت فريم با شمارۀ ‪ R‬باعث ميشود پنجره يکي يا چند خانه به جلو بلغزد‪.‬‬
‫پنجره دريافت در ‪Selective Repeat ARQ‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫طول پنجره دريافت بزرگتر از ‪ 1‬است‪.‬‬
‫دريافت يک بسته خارج از نوبت ولي در بازه پنجره دريافت باعث ارسال پيام ارسال مجدد‬
‫ميشود‪.‬‬
‫ً‬
‫معموال از متد ‪ ACK( Cumulative ACK‬تجمعي) استفاده ميشود‬
‫‪‬‬
‫‪27‬‬
‫فرستنده بجاي ارسال ‪ ACK‬براي هر قاب‪ ،‬پس از دريافت چندين قاب شماره آخرين قاب را اعالم وصولي‬
‫ميکند و گيرنده در صورت دريافت ‪ ACK‬يک قاب تمام قابهاي قبلي را تاييد شده فرض ميکند‪.‬‬
Selective Repeat ‫ و‬Goback-N ‫بررس ي دو روش‬
Goback-N
Selective Repeat
28
Stop-and-Wait ‫محاسبه کارايي مدل‬
t0 = total time to transmit 1 frame
A
tproc
B
tprop
frame
tf time
tproc
tack
t 0  2 t prop  2 t proc  t f  t ack
 2 t prop  2 t proc 
nf
R

na
tprop
bits/info frame
bits/ACK frame
R
channel transmission rate
29
‫بر روي کانال بدون خطا‬S&W ‫کارايي‬
bits for header & CRC
Effective transmission rate:
R
0
eff

number of informatio n bits delivered to destinatio n
total time required to deliver th e informatio n bits
n f  no
0 
0 

R
nf
n f  2 t prop R
,
t0
≈0
Transmission efficiency:
R eff

n f  no
t0
1
nf

R
1
≈0
Effect of
frame overhead
no
na

nf
Effect of
ACK frame
2 ( t prop  t proc ) R
nf
Effect of
.
≈0
Delay-Bandwidth Product
30
‫ تأثير حاصلضرب تأخير – پهناي باند‬: ‫مثال‬
nf=1250 bytes = 10000 bits, na=no=25 bytes = 200 bits
2xDelayxBW
Efficiency
1 Mbps
1 Gbps
1 ms
200 km
103
88%
106
1%
10 ms
100 ms
1 sec
2000 km 20000 km 200000 km
104
105
106
49%
9%
1%
107
108
109
0.1%
0.01%
0.001%
.‫ براي سرعتهاي خيلي باال و تأخير انتشار بزرگ مناسب نيست‬Stop-and-Wait
0 
nf
n f  2 t prop R

1250
1250  1000 / 8
 90 . 9 %
31
‫کارايي ‪S&W‬در کانال با خطا‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ = 1 – Pf‬احتمال اينکه فريم بدون خطا برسد‬
‫متوسط تعداد ارسالها براي اولين دريافت بدون خطا ) ‪ 1/ (1–Pf‬است‪.‬‬
‫اگر يکي از هر ‪ 10‬ارسال بدون خطا برسد بطور متوسط ‪ 10‬ارسال براي موفقيت الزم است‪.‬‬
‫متوسط زمان کلي براي هر فريم برابر با )‪ t0/(1 – Pf‬خواهد بود‪.‬‬
‫‪n f  no‬‬
‫‪no‬‬
‫) ‪(1  P f‬‬
‫‪Effect of‬‬
‫‪frame loss‬‬
‫‪1‬‬
‫‪nf‬‬
‫‪2 ( t prop  t proc ) R‬‬
‫‪nf‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪na‬‬
‫‪1‬‬
‫‪‬‬
‫‪R‬‬
‫‪R eff‬‬
‫‪R‬‬
‫‪ SW ‬‬
‫‪nf‬‬
‫) ‪(1  P f‬‬
‫‪32‬‬
‫‪1  Pf‬‬
‫‪t0‬‬
‫‪nf‬‬
‫‪n f  2 t prop R‬‬
‫‪ sw ‬‬
‫ تأثير نرخ خطاي بيت‬: ‫مثال‬
nf=1250 bytes = 10000 bits, na=no=25 bytes = 200 bits
Find efficiency for random bit errors with p=0, 10-6, 10-5, 10-4
1  P f  (1  p )
1 – Pf
nf
e
n f p
for large n f and small p
0
10-6
10-5
10-4
1
88%
0.99
86.6%
0.905
79.2%
0.368
32.2%
Efficiency
1 Mbps
& 1 ms
.‫ نزديک ميشود‬1 ‫ به‬nfp ‫خطاهاي بيت کارايي را تحت تأثير قرار ميدهد در حالي که‬
33
‫‪Go-Back-N ARQ‬‬
‫‪4 frames are outstanding; so go back 4‬‬
‫‪Time‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪8‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪9‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪5‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪6‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪7‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪4‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪3‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪6‬‬
‫‪Go-Back-4:‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪4‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪5‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪2‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪3‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪1‬‬
‫‪fr‬‬
‫‪0‬‬
‫‪A‬‬
‫‪B‬‬
‫‪9‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪34‬‬
‫‪‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪K‬‬
‫‪9‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪K‬‬
‫‪8‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪K‬‬
‫‪7‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪K‬‬
‫‪6‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪K‬‬
‫‪5‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪K‬‬
‫‪4‬‬
‫‪out of sequence‬‬
‫‪frames‬‬
‫‪3‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪K‬‬
‫‪2‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪K‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪A‬‬
‫‪C‬‬
‫‪K‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫ارسال فريمها به صورت خط لولۀ موازي انجام ميشود تا کانال مشغول نگه داشته شود‪.‬‬
‫فريمهاي حاوي خطا و فريمهاي خارج از ترتيب ناديده گرفته ميشوند‪.‬‬
‫ارسال کننده زماني که پنجرۀ با اندازۀ ‪ 4‬پر ميشود ‪،‬مجبور ميشود به عقب برود‪.‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Rnext‬‬
‫مقدار بهینه برای طول پنجره چقدر است‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫طول پنجره باید به اندازه ای باشد تا در تمام زمانها کانال پر باشد‪.‬‬
‫اگر طول پنجره کوچک باشد تعداد قابهای معلق کم خواهند بود و از‬
‫پهنای باند استفاده مناسب انجام نخواهد شد‬
‫اگر طول پنجره بزرگ باشد در الگوریتم ‪ Go Back-N‬بسیار دیر‬
‫متوجه خطا میشویم و ارسال مجدد را دیر انجام میدهیم‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫طول قاب‪nf :‬‬
‫نرخ ارسال ‪R :‬‬
‫تاخير انتشار‪tprop :‬‬
‫‪T full  trans  2 t prop  t frame‬‬
‫‪nf‬‬
‫‪R‬‬
‫‪t prop‬‬
‫‪35‬‬
‫زمان ارسال یک فریم‬
‫‪t frame‬‬
‫‪ 1 2‬‬
‫‪2 t prop  t frame‬‬
‫‪t frame‬‬
‫‪‬‬
‫‪t frame ‬‬
‫‪T full  trans‬‬
‫‪t frame‬‬
‫‪‬‬
‫‪opt‬‬
‫‪Win‬‬
‫‪Go-Back-N with Timeout‬‬
‫‪‬‬
‫مشکل ‪ Go-Back-N‬معرفي شده‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫براي هر فريم از يک ‪ timeout‬استفاده شود‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪36‬‬
‫اگر فريم گم شود و منبع فريم براي ارسال نداشته باشد‪ ،‬پنجره پر نمي‬
‫شود و بازيابي آغاز نمي شود‪.‬‬
‫زماني که ‪ timeout‬منقض ي ميشود‪ ،‬تمام فريمها ارسال مجدد‬
‫ميشوند‪.‬‬
‫کارايي روش ‪Go-Back-N‬‬
‫‪‬‬
‫برای کارایی روش ‪ Go Back-N‬سه حالت را میتوان در نظر گرفت‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫حالت اول) اگر طول پنجره ارسال به اندازه کافی بزرگ باشد و خطا نداشته باشیم‪.‬‬
‫حالت دوم) طول پنجره ارسال کافی است ولی خطا وجود دارد‪.‬‬
‫حالت سوم) طول پنجره کافی نیست و خطا نيز وجود دارد‪.‬‬
‫حالت اول) در این حالت کارایی برابر است با‬
‫‪1‬‬
‫‪n f  n0‬‬
‫‪‬‬
‫‪nf‬‬
‫‪‬‬
‫‪1‬‬
‫‪GBN‬‬
‫حالت دوم) اگر احتمال ارسال موفق یک فریم (ارسال صحیح فریم و دریافت ‪ )ACK‬برابر ‪Psuccess‬‬
‫باشد‬
‫‪Time out‬‬
‫تعداد ارسال مجدد‬
‫‪T full  trans  t frame  N retransmit T o‬‬
‫‪1‬‬
‫‪1‬‬
‫‪Psuccess‬‬
‫‪N retransmit ‬‬
‫‪t frame‬‬
‫‪37‬‬
‫‪‬‬
‫‪ 1‬‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ 1 T o‬‬
‫‪ Psuccess‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪t frame‬‬
‫‪2‬‬
‫‪GBN‬‬
‫‪‬‬
‫کارايي روش ‪( Go-Back-N‬ادامه)‬
‫‪‬‬
‫حالت سوم) اگر کانال دارای خطا باشد و طول پنجره ارسال کمتر از ‪ wopt‬باشد‪.‬‬
‫‪w send‬‬
‫‪w opt‬‬
‫تاثير پنجره کوچک‬
‫‪Time out‬‬
‫‪38‬‬
‫‪‬‬
‫‪t frame‬‬
‫‪ 1‬‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬‬
‫‪ 1 T o‬‬
‫‪ Psuccess‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪t frame‬‬
‫‪3‬‬
‫‪GBN‬‬
‫‪‬‬
‫کارایی روش تکرار انتخابی‬
‫‪w send‬‬
‫‪w opt‬‬
‫تاثير پنجره کوچک‬
‫حداکثر مقدار این املان‬
‫باید ‪ 1‬باشد‬
‫‪39‬‬
‫‪ Psuccess ‬‬
‫تاثير خطای کانال‬
‫‪n f  n0‬‬
‫‪nf‬‬
‫‪ SRPT ‬‬
‫تاثير سربار قاب بندی‬
‫ً‬
‫تقریبا برابر ‪ 1‬است‬
‫مثال ‪ :‬تأثير نرخ خرابي بيت بر ‪GBN‬‬
‫‪nf=1250 bytes = 10000 bits, na=no=25 bytes = 200 bits‬‬
‫مقايسۀ کارايي ‪ S&W‬و ‪ GBN‬براي خطاي بيت تصادفي‪:‬‬
‫‪p = 0, 10-6, 10-5, 10-4 and R = 1 Mbps & 100 ms‬‬
‫‪1 Mbps x 100 ms = 100000 bits = 10 frames → Use Ws = 11‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪40‬‬
‫‪10-4‬‬
‫‪10-5‬‬
‫‪10-6‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Efficiency‬‬
‫‪3.3%‬‬
‫‪8.0%‬‬
‫‪8.8%‬‬
‫‪8.9%‬‬
‫‪S&W‬‬
‫‪4.9%‬‬
‫‪45.4%‬‬
‫‪88.2%‬‬
‫‪98%‬‬
‫‪GBN‬‬
‫بهبود قابل مالحظۀ ‪ GBN‬نسبت به ‪ S&W‬براي ‪Delay-bandwidth product‬هاي بزرگ‬
‫‪ GBN‬در صورت رشد نرخ خطا کارايي خود را از دست ميدهد‪.‬‬
‫مثال‬
‫‪‬‬
‫یک سری فریمهای ‪ 1000‬بیتی را میخواهیم به کمک پنجره لغزان ارسال‬
‫کنیم‪ .‬راندمان خط را برای حاالت زیر با فرض سرعت انتشار ‪2*108‬‬
‫‪ m/s‬محاسبه نمایید‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪41‬‬
‫الف) خط انتقال بطول ‪ 1 km‬و سرعت ارسال ‪ 1 Mbps‬و اندازه پنجره ‪2‬‬
‫ب) خط انتقال ماهواره ای بطول ‪ 50000 km‬و سرعت ‪ 2 Mbps‬و‬
‫اندازه پنجره ‪127‬‬
‫‪‬‬
‫یک سری فریمهای ‪ 1000‬بیتی را میخواهیم به کمک پنجره لغزان ارسال کنیم‪ .‬راندمان خط را برای حاالت زیر با‬
‫فرض سرعت انتشار ‪ 2*108 m/s‬محاسبه نمایید‪:‬‬
‫‪‬‬
‫الف) خط انتقال بطول ‪ 1 km‬و سرعت ارسال ‪ 1 Mbps‬و اندازه پنجره ‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪sec‬‬
‫‪6‬‬
‫‪ 5  10‬‬
‫‪8‬‬
‫‪sec‬‬
‫‪6‬‬
‫‪ 1 . 001‬‬
‫‪5  10‬‬
‫‪3‬‬
‫‪3‬‬
‫‪ 10‬‬
‫‪ 1 2‬‬
‫‪10‬‬
‫‪t prop ‬‬
‫‪2  10‬‬
‫‪3‬‬
‫‪6‬‬
‫‪10‬‬
‫‪10‬‬
‫‪1  10‬‬
‫‪t prop‬‬
‫‪t frame‬‬
‫‪t frame ‬‬
‫‪w opt  1  2‬‬
‫‪w send  w opt    1‬‬
‫‪‬‬
‫ب) خط انتقال ماهواره ای بطول ‪ 50000 km‬و سرعت ‪ 2 Mbps‬و اندازه پنجره ‪127‬‬
‫‪6‬‬
‫‪ 0 . 25 sec‬‬
‫‪50  10‬‬
‫‪8‬‬
‫‪2  10‬‬
‫‪3‬‬
‫‪sec‬‬
‫‪ 1001‬‬
‫‪42‬‬
‫‪0 . 25‬‬
‫‪4‬‬
‫‪ 0 . 127‬‬
‫‪5  10‬‬
‫‪127‬‬
‫‪1001‬‬
‫‪4‬‬
‫‪ 5  10‬‬
‫‪ 1 2‬‬
‫‪6‬‬
‫‪10‬‬
‫‪2  10‬‬
‫‪t prop‬‬
‫‪t frame‬‬
‫‪t prop ‬‬
‫‪t frame ‬‬
‫‪w opt  1  2‬‬
‫‪w send  127  w opt   ‬‬
‫كنترل دسترس ي به كانال (‪)MAC‬‬
‫‪‬‬
‫به طور كلي دو روش تخصيص كانال ‪:‬‬
‫‪‬‬
‫ديناميك‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪43‬‬
‫روشهايي كه احتمال تصادم در آنها وجود ندارد‪Token Passing،Binary Countdown ،Bitmap( .‬‬
‫روشهاي ترکیبی‬
‫استاتيك‬
‫‪ALOHA‬‬
‫‪SLOTTED ALOHA‬‬
‫‪CSMA‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫روشهايي كه احتمال تصادم در آنها وجود دارد‪)CSMA/CD ،CSMA ،SLOTTED ALOHA ،ALOHA(.‬‬
‫‪ :Persistent‬به طور مداوم چك مي شود‪.‬‬
‫‪ : Non Persistent‬بعد از زماني تصادفي چك مي شود‪( .‬مثال كار اداره و مالقات با رئيس اداره)‬
‫‪ : CSMA/CD‬به محض تشخيص برخورد از ارسال مابقي داده جلوگيري و سيگنال ‪ Jam‬به سايرين ارسال مي كند‪ .‬الگوريتم‬
‫‪ Back-Off‬زمان بعدي كه كامپيوترهاي دچار تصادم بايد دوباره ارسال كنند را مشخص ميكند‪.‬‬
‫‪ Bitmap‬يا رزروسازي‪ :‬آرايه اي به تعداد كامپيوترهاي شبكه كه از رسانه مشترك استفاده ميكنند‪ ،‬درست ميشود‪.‬‬
‫‪ : Binary Countdown‬از طريق دادن شماره به هر ايستگاه و هنگام رقابت اولويت با شماره بيشتر است‪.‬‬
‫‪ :Token Passing‬هر ايستگاهي براي ارسال بايد نشانه را در اختيار داشته باشد‪.‬‬
‫درخت وفقي ‪ :‬به كمك درخت و دسته بندي در شاخه ها دسترس ي كنترل مي شود‪.‬‬
MAC Sub-layer
OSI
IEEE 802
Network layer
LLC
Network layer
802.2 Logical link control
Data link
layer
MAC
Physical
layer
802.11
802.3
802.5
CSMA-CD Token Ring Wireless
LAN
Various physical layers
Other
LANs
Physical
layer
44
‫استانداردهاي‪IEEE‬براي شبكه هاي محلي‬
‫در سال ‪ 1980‬اولين گروه ‪ IEEE‬براي استانداردسازي در زمينه شبكه هاي اطالعاتي شكل گرفت‪.‬‬
‫‪ : IEEE 802.1 ‬پروتكلهاي اليه باالتر در ‪LAN‬‬
‫‪ :IEEE 802.2 ‬زيراليه ‪ LLC‬از پيوند داده‬
‫‪ :IEEE 802.3 ‬شبكه محلي اترنت‬
‫‪ :IEEE 802.4 ‬شبكه محلي ‪Token Bus‬‬
‫‪ :IEEE 802.5 ‬شبكه محلي ‪Token Ring‬‬
‫‪ :IEEE 802.11 ‬شبكه محلي بيسيم‬
‫‪45‬‬
‫‪IEEE 802.3‬‬
‫در سال ‪ 1973‬توسط متكالف در آزمايشگاه زيراكس به وجود آمد‪.‬‬
‫‪‬‬
‫‪IEEE 802.3‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪46‬‬
‫‪10Base5‬‬
‫‪10Base2‬‬
‫‪10BaseT‬‬
‫‪10BaseF‬‬
‫‪10Base5 implementation‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪47‬‬
‫حداكثر ‪ 500‬متر‬
‫از تكرارگر تا ‪ 4‬مرتبه مي توان استفاده كرد‬
‫به صورت يك در ميان مي توان به سگمنتها كامپيوتر وصل كنيد‬
‫سرعت ‪ 10‬مگابيت و روش انتقال سيگنال پايه‬
‫براي اتصال كامپيوتر به آن از يك كابل ‪AUI‬و يك ‪Transceiver‬استفاده مي شود‪.‬‬
‫‪10Base2 implementation‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫حداكثر ‪ 185‬متر‬
‫از تكرارگر تا ‪ 4‬مرتبه مي توان استفاده كرد‬
‫به صورت يك در ميان مي توان به سگمنتها كامپيوتر وصل كنيد‪ .‬هر سگمت حداكثر ‪30‬‬
‫سرعت ‪ 10‬مگابيت و روش انتقال سيگنال پايه‬
‫براي اتصال كامپيوتر به آن از يك اتصال دهنده ‪T‬شكل ‪BNC‬استفاده مي شود‪.‬‬
‫‪13.48‬‬
‫‪10Base-T implementation‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪49‬‬
‫حداكثر ‪ 100‬متر‬
‫از تكرارگر تا ‪ 4‬مرتبه مي توان استفاده كرد‬
‫سرعت ‪ 10‬مگابيت و روش انتقال سيگنال پايه و از كابلهاي ‪UTP‬استفاده مي شود‪.‬‬
‫توپولوژي آن ستاره اي است‪.‬‬
‫براي اتصال كامپيوتر به آن از يك اتصال دهنده ‪RJ45‬استفاده مي شود‪.‬‬
‫‪10Base-F implementation‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪50‬‬
‫حداكثر ‪ 2‬كيلومتر براي تك حالته و ‪ 3‬كيلومتر براي چندحالته‬
‫سرعت ‪ 10‬مگابيت و روش انتقال سيگنال پايه‬
‫از دو زوج رشته فيبر براي ارسال و دريافت استفاده مي شود‪.‬‬
‫از كانكتورهاي ‪ST‬يا ‪SC‬استفاده مي شود‪.‬‬
‫ساختار فريم اترنت‬
‫‪51‬‬

similar documents