[네트워크] ch6.3 multiple access protocols 다중접속 프로토콜

## 6.3 multiple access protocols 다중접속 프로토콜

## 다중접속 링크 multiple access link

1) 점대점 point to point

2) broadcast(공유 선 또는 매체)

• 와이파이
• 위성통신

## multiple access protocol 다중접속 프로토콜

1.개념

: 하나의 채널을 공유

2) 특징

• 분산적 알고리즘 : 각각의 노드들이 통신 순위결정(전통적 컨트롤 플레인과 비슷한 개념)

2. 문제점

• 다른 노드들이 동시에 신호 주고받으면 간섭(interfere,collision) 생김

3. 이상적인 다중접속 프로토콜 이란?

broadcast 태널의 전송률이 r이라 할 때

1) 하나의 노드는 r 전송률로 전송 할 수 있다

2) m개 멀티노드가 전송을 할때에 각각의 전송률은 평균 전송률과 같다(r/m) => 충돌 없음

3) 분산적

• 전송을 제어하는 특별한 집중적 노드가 없다
• 시간의 동기화 없음??

## MAC protocol

1.종류

1) 채널 분할 (channel partition)

: 채널을 분할해서 서로다른 채널을 이용해서 충돌 없음

2) 랜덤 접속(random access)

• 랜덤으로 채널 이용 -> 충돌 발생
• 충돌 회복

3) taking turn

• 노드가 자기 차례를 기다리다 전송( 전송량 많으면 길게 전송)

2. 채널 분할 (channel partition) MAC protocol

1) TDMA (time division multiple access)시분할 다중접속

• 각 노드마다 슬롯을 나누어 배정해서 정해진 라운드에만 돌아가며 전송(== RR비슷)

2) FDMA(frequency division multiple access) 주파수분할 다중접속

• 주파수를 나누어 서로다른 노드가 전송

3) CDMA 코드분할

3. Random access (랜덤 접속) MAC 프로토콜

1) slotted ALOHA

(1) 가정

• 모든 프레임은 같은 크기

• 같은 시간동안
• 같은 시점에 전송시작(중간에 시작 못함)
• 노드들은 동기화 됨
• 충돌 발생시 모든 노드가 감지

(2) 작동

• 충돌이 없으면: 재전송(p의 확률로)

(3) 장점

• 각 노드 최대전송률로 전송
• 간단
• 매우 분산적 : 슬롯 안에 있는 노드들만 동기화 하면 된다.

(4) 단점

• 충돌가능 -> 슬롯 낭비
• 충돌을 데이터가 다 전송되기전에 감지 하지만 슬롯이 끝나기까지 아무 조치 못함(중간에 시작 못해서)
• 슬롯마다 시간 동기화 해야 함

(5) 효율성

• 각 노드가 전송을 성공할 확률 : p
• n개의 노드가 있다고 가정
• 한 노드의 최대 효율: n*p(1-p)^(n-1) = 노드개수*하나만 전송 성공*(나머지 n-1개 전송 실패)의 최댓값 => 결국 37%가 나온다.

2) pure ALOHA(= unslotted)

(1) 개념

: slot을 기다리지 않고 바로 전송

• 충돌 가능

(2) 효율성

• slotted ALOHA > pure ALOHA : 조금만 간섭이 일어나도 해당 프레임을 못 쓰기 때문에

3) CSMA(carrier sense multiple access)

(1) 개념

: 전송하기 전 미리 감지하고 전송

(2) CSMA에서의 collsion

• 원인: 전파 지연으로 인해 다른 프레임이 전송된 신호를 감지를 못하고 전송 -> 충돌

• 거리가 멀어질 수록 충돌 증가

4) CSMA/CD(collision detection) 충돌감지

(1) 개념

: CSMA에서 충돌감지를 통해 단점 보완

• 충돌감지 :
• 유선랜: 신호세기 비교 -> 쉬움 하지만
• 무선 랜: 전송하는 신호와 수신하는 신호 둘 다 수신하는 데 전송신호 > 수신신호 여서 감지가 어렵다

(2) CSMA/CD 효율성

• 전파 딜레이가 작을 수록 효율성 증가 : 노드간의 거리가 작을 수록 효율성 증가
• 전송 딜레이가 클 수록 효율성 증가

 

4. Taking turns MAC프로토콜

: 채널분할과 랜덤접속 방식의 장점을 합한 프로토콜

1) Polling 방식

(1) 개념

: master가 slaves 전송 조정

(2) 단점

• polling overhead ??

• 마스터가 고장나면 프로토콜 작동 못함
• 마스터와 slave간의 지연

2) token passing 방식

(1) 개념

: 토큰을 넘기면서 받으면 데이터 전송

(2) 단점

• 토큰 오버헤드??
• 지연: 순서 기다리다
• 토큰이 잘못되면 프로토콜 작동 못함