Datenkommunikation - FET

S (Durchsatz pro mittlere Paketzeit)
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
ALOHA
0,5-Persistent CSMA
Slotted
ALOHA
1-Persistent
CSMA
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
G (Versuche pro mittlere Paketzeit)
Bild: Zufallsgesteuerte Protokolle: Durchsatz
0,01-Persistent CSMA
Nonpersistent CSMA
0,1-Persistent CSMA
Das Bild zeigt den Durchsatz gegenüber
dem Verkehrsangebot der
verschiedenen CSMA Protokolle
sowie des reinen und getakteten
ALOHA.
Hat erst einmal eine Kollision stattgefunden, ist es von entscheidender Wichtigkeit, dass die Stationen, die an diesem Konflikt
beteiligt waren, den nächsten Übertragungsversuch nicht auch wieder zum selben Zeitpunkt einleiten. Ansonsten könnte
es sehr schnell zu einer Synchronisation der Sender kommen. Das Binary Exponential Backoff (BEB) verteilt die Zugriffe
der Sender auf das Medium über die Zeit. Der BEB-Algorithmus wird nach einer Kollision gestartet und es wird eine Zeitspanne
nach dem Random-Access-Verfahren berechnet, nach der die Übertragung wiederholt werden darf. Die Wartezeit
steigt dabei nicht weiter an, wenn ein Übertragungsversuch beim zehnten Mal durch eine Kollision beendet wird. Beim sechzehnten
missglückten Versuch wird die Übertragungsanforderung abgewiesen und mit einer Fehlermeldung abgebrochen.
Möglicher Durchsatz von CSMA/CD
Nachdem das Zugriffsverfahren CSMA/CD beschrieben wurde, ist auch die Effizienz dieses Verfahrens wichtig, da es auch
für Gigabit-Ethernet in Shared Medium Umgebung eingesetzt wird. Das CSMA/CD-Verfahren besitzt den Vorteil, dezentral
zu funktionieren. Dies beinhaltet aber auch gleichzeitig einen Nachteil: die Signallaufzeiten unterscheiden sich. Deshalb
musste man eine maximale Signallaufzeit T zwischen zwei beliebigen Stationen des gleichen Netzes festlegen, die das Signal
zur physikalischen Ausbreitung auf dem gesamten Medium höchstens benötigen darf. Sie ist somit abhängig von den Übertragungseigenschaften
sämtlicher Bestandteile des Signalwegs sowie seiner Länge. Für die Signallaufzeit T wurde der Wert
25,6 µs festgelegt, wodurch die Round Trip Delay (RTD) bei Ethernet 51,2 µs beträgt. Sie dient zur Kollisionsauflösung im
BEB-Algorithmus.
Rahmenaufbau
Aufgrund der verschiedenen Entwicklungen, die sich bei Ethernet parallel ereignet haben - DIX, (DEC, Intel und Xerox) und
IEEE - sind zwei Rahmenformate gültig, die als Ethernet II Rahmen und IEEE 802.3 Rahmen bezeichnet werden. Der Ethernet
II Rahmen ist heute nur noch geringfügig vertreten.
Unterschiede betreffen die Quell- und Zieladresse, die zusätzlich auch 2-Byte-Werte annehmen kann, das Address Resolution
Protocol (ARP), welches die IP-Adresse (32 Bit) in die IEEE 802.3-Adresse (48 Bit) umwandelt und das Längenfeld, das die
Einheitslänge für die Daten festlegt. Im IEEE-802-Standard, der sich mit der Spezifikation der unteren beiden Schichten des
OSI Referenzmodells befasst, wird die Sicherungsschicht in zwei weitere Teilschichten, die Medium Access Control (MAC)
und Logical Link Control (LLC), aufgeteilt. Die MAC-Schicht beinhaltet die Zugriffssteuerung für den Übertragungskanal,
während die LI-C-Schicht für einheitliche Verbindungen zwischen den unterschiedlichen MAC-Teilschichten und der Vermittlungsschicht
zuständig ist. Dies wird durch den IEEE-802.3-Rahmenaufbau wiedergegeben.
Institut für Kommunikationsnetze - TU Wien o. Univ. Prof. Dr. Harmen R. van As - Vorlesung Datenkommunikation Teil 3.1c 4