Lans

ΤΟΠΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ

Βασισμένο στην δεύτερη έκδοση του βιβλίου του J. Walrand

Τα κύρια τοπικά δίκτυα (LANs): ΔΙΚΤΥΑ ETHERNET • Shared (Διαμοιραζόμενο) Ethernet μέσω hub ή επαναλήπτη (repeater) • Switched (Μεταγόμενο) Ethernet μέσω switch ταχύτητες 10 ή 100 Mbps ΔΙΚΤΥΑ ΔΑΚΤΥΛΙΟΥ ΜΕ ΚΟΥΠΟΝΙ (TOKEN RING) ταχύτητες 4 ως 16 Mbps ΔΙΚΤΥΑ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ FDDI ταχύτητες 100 Mbps

Δίκτυο Ethernet

Δίκτυο Δακτυλίου με Κουπόνι (Token Ring)

Δίκτυο FDDI

Αρχιτεκτονική Τοπικών Δικτύων

Φυσικό στρώμα: συνεστραμμένο ζεύγος καλωδίων, ομοαξονικό καλώδιο, οπτική ίνα, ασύρματη σύνδεση Ζεύξη δεδομένων: • Πρωτόκολλο Ελέγχου Πρόσβασης στο Μέσο MAC (Media Access Control) • Πρωτόκολλο Ελέγχου Λογικής Ζεύξης LLC (Logical Link Control)

Χαρακτηριστικά Τοπικών Δικτύων: Ρυθμός εξυπηρέτησης (Throughput) είναι ο μέσος ρυθμός μεταφοράς για βαριά φορτωμένο τοπικό δίκτυο με πολλούς κόμβους. Εξαρτάται από την ταχύτητα μετάδοσης και την αποδοτικότητα του πρωτοκόλλου MAC (δηλαδή, το μέγιστο ποσοστό χρόνου που το δίκτυο λειτουργεί επιτυχώς όταν είναι βαριά φορτωμένοι πολλοί κόμβοι). Για ένα shared 10-Mbps Ethernet ο ρυθμός εξυπηρέτησης είναι το γινόμενο της αποδοτικότητας με την ταχύτητα μετάδοσης, ενώ για δίκτυα token ring και FDDI είναι περίπου ίσος με την ταχύτητα μετάδοσης. Για switched Ethernets, ο ρυθμός εξυπηρέτησης είναι γενικώς κάποιο πολλαπλάσιο nR του ρυθμού μετάδοσης R. Η τιμή του n δύσκολα προβλέπεται αλλά είναι κοντά στο 1, όταν όλοι οι υπολογιστές έχουν πρόσβαση τον περισσότερο χρόνο στον ίδιο server, και περίπου ίση με το μισό του αριθμού των υπολογιστών, όταν όλοι οι υπολογιστές επικοινωνούν κατά ζευγάρια (μάλλον απίθανη περίπτωση).

Διάστημα αντίδρασης (Latency) είναι ο χρόνος που χρειάζεται ένα πακέτο για να πάει από την δικτυακή διεπαφή (network interface) στον κόμβο προορισμού. Σχεδόν πάντα, είναι μικρότερο ενός κλάσματος του δευτερολέπτου.

Τύποι καλωδιώσεων κι αποστάσεις: Τα καλώδια είναι συνήθως συνεστραμμένα ζεύγη ή ομοαξονικά ή οπτικές ίνες. Το μέγιστο μήκος συνδέσεων συνήθως είναι 100 m για συνεστραμμένα ζεύγη και κάποια χιλιόμετρα για δίκτυα οπτικών ινών.

Η Ασφάλεια εξαρτάται από την τεχνολογία: Η οπτική ίνα είναι δυσκολότερη σε υποκλοπές από ότι ένα συνεστραμμένο ζεύγος καλωδίων. Επίσης ένα switched LAN είναι ασφαλέστερο από ένα shared LAN. Οι συνηθέστερες επιθέσεις υποκλοπών γίνονται όταν ένας υπολογιστής συνδεδεμένος με το LAN είναι έτσι στημένος ώστε να διαβάζει όλα τα πακέτα του δικτύου. Αυτό λέγεται snooping ή sniffing.

Η Αξιοπιστία πάλι εξαρτάται από το δίκτυο. Ο σκοπός είναι το δίκτυο να λειτουργεί όταν μια ή περισσότερες ζεύξης σταματήσουν να λειτουργούν.

Σύγκριση Χαρακτηριστικών LANs:

LANs

Χαρακτηριστικά Sh. 10

Sw. 10

Sh. 100 Sw. 100

TR-16

Ρυθμός εξυπηρέτησης (throughput), Mbps

8

n10

60

n100

Διάστημα αντίδρασης (latency), ms

0.1-40

0.1-10

0.01-4

0.01-0.4 0.1-500

Καλωδίωση/Αποστάσεις, m

Ασφάλεια

16

FDDI 100 0.01-50

UTP/100m ή οπτική ίνα/λίγα χιλιόμετρα Snooping

Καλή

Snooping

Καλή

Snooping

Snooping

ETHERNET ΓΙΑ ΤΑ ΠΡΟΤΥΠΑ IEEE 802.3

Τα κυριότερα δίκτυα των προτύπων ΙΕΕΕ 802.3 είναι:

• 10BASE-T • 100BASE-T4 • 100BASE-TX • 100BASE-FX

ΔΙΚΤΥΟ SHARED 10BASE-T Για τη μετάδοση ενός πακέτου, πρώτα ο υπολογιστής το αντιγράφει στον καταχωρητή (buffer) της δικτυακής του διεπαφής, η οποία περιμένει μέχρις ότου η εισερχόμενη ζεύξη να είναι αδρανής, οπότε και το μεταδίδει στην εξερχόμενη ζεύξη. Για τη μετάδοση στη καλωδιακή σύνδεση χρησιμοποιείται η κωδικοποίηση Manchester. Έτσι, η διεπαφή μεταδίδει ένα bit 0 θέτοντας την τάση στα καλώδια σε –0.85 V για 0.05 μs και μετά σε +0.85 V για 0.05 μs. Παρόμοια, η διεπαφή μεταδίδει ένα bit 1 σε τάση +0.85 V για 0.05 μs και μετά σε -0.85 V για 0.05 μs. Κάθε μετάδοση ενός bit διαρκεί 0.1 μs, που αντιστοιχεί σε ρυθμό μετάδοσης 10 Mbps. Ο δέκτης στηρίζεται στις χρησιμοποιούμενες χρονικές μεταβάσεις για να προσδιορίσει πότε πρέπει να μετρήσει την τάση για να ανιχνεύσει τα bits. Πιο συγκεκριμένα ο δέκτης συγχρονίζεται μέσω ενός Βρόχου Κλειδώματος της Φάσης (Phase-Locked Loop ή PLL). Ένα PLL είναι ένα ρολόϊ που ρυθμίζει την ταχύτητά του έτσι ώστε να ηχεί στο μέσο των διαστημάτων μετάδοσης των bits. Έτσι, ο δέκτης μετρά την τάση ακριβώς μετά τους ήχους του ρολογιού κι αποφαίνεται ότι δέχεται το bit 1 όταν η τάση είναι αρνητική και το 0 όταν είναι θετική. Για την έναρξη του PLL, το φυσικό στρώμα προσθέτει μια 64-bitη αλυσίδα 101010...101011, που ονομάζεται πρόθεμα/δείκτης αρχής του πλαισίου (preamble/start-of –frame delimiter) στην αρχή του πακέτου.

Έλεγχος Πρόσβασης Μέσου - MAC

Η παραπάνω είναι η τυπική μορφή των πλαισίων – frames, δηλαδή, αλυσίδων bits. Τα πλαίσια διαιρούνται σε πεδία – fields: • PRE/SFD (preamble/start-of-frame delimiter) για συγχρονισμό δέκτη • DA (destination address) – διεύθυνση προορισμού • SA (source address) – διεύθυνση προέλευσης • LEN (length) - μήκος • CRC (cyclic redundancy code) – κώδικας κυκλικού πλεονασμού • PAD (padding) - πλήρωση • DSAP, SSAP, CONT προστίθενται από το LLC

Το Πρωτόκολλο του MAC της Πολλαπλής Πρόσβασης με Ανίχνευση Φέροντος και Σύγκρουσης CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) To CSMA/CD καθορίζει ότι η μετάδοση πρέπει να γίνει ως εξής: 1. Αναμονή μέχρις ότου το κανάλι να είναι αδρανές. 2. Όταν το καννάλι είναι αδρανές, μετάδοση και παρακολούθησή της. 3. Σε περίπτωση σύγκρουσης, διακοπή μετάδοσης, μετάδοση μηνύματος μπλοκαρίσματος, αναμονή για έναν τυχαίο χρόνο και μετά επιστροφή στο 1. Το μήνυμα μπλοκαρίσματος είναι μια ακολουθία 32 bits που επιλέγονται τυχαία. Μετά από 16 επαναλαμβανόμενες συγκρούσης, η μετάδοση εγκαταλείπεται. Το μέγεθος της τυχαίας καθυστέρησης μετά από μια σύγκρουση επιλέγεται μέσω του αλγορίθμου της εκθετικής δυαδικής υποχώρησης (binary exponential backoff algorithm): Αν ένα πακέτο έχει συγκρουσθεί n διαδοχικές φορές, όπου n ≤ 15, τότε ο κόμβος επιλέγει ισοπίθανα έναν τυχαίον αριθμό Κ από το σύνολο {0, 1, 2, 3, .., 2m-1}, όπου m = min{10,n}και μετά ο κόμβος περιμένει για Κx512 χρόνους bit (στα 10 Mbps, ένας χρόνος bit = 10-7 δευτερόλεπτα). Έτσι, μετά από την πρώτη σύγκρουση, η αναμονή είναι ισοπίθανα για 0 ή 512 χρόνους bit, μετά από δυο συγκρούσεις, 0, 512, 1024 ή 1536 χρόνους bit, μετά από τρεις συγκρούσεις, 0, 512, 1024, 1436, 2048, .. ή 3584 χρόνους bit. Με άλλα λόγια, η μέθοδος αυτή ελαττώνει αμέσως τις πιθανότητες επαναλαμβανόμενων συγκρούσεων με την κλιμάκωση του φάσματος των χρόνων αναμονής.

ΔΙΚΤΥΟ SWITCHED 10BASE-T Στο δίκτυο αυτό, το hub αντικαθίσταται από το switch. Όταν το switch παίρνει ένα πακέτο, διαβάζει την διεύθυνση προορισμού του και βρίσκει την κατάλληλη εξερχόμενη ζεύξη, όπου προωθεί το πακέτο, εφόσον η σύνδεση είναι αδρανής. Αλλιώς το αποθηκεύει στον καταχωρητή (buffer) έως ότου η σύνδεση να αδειάσει.

(1) Άφιξη πακέτου. (2) Η διεπαφή στέλνει την δίευθυνση προορισμού του MAC του πακέτου στο CPU. (3) To CPU επιστρέφει την εξερχόμενη ζεύξη του πακέτου. (4) Η διεπαφή αντιγράφει το πακέτο και το περνά στην διεπαφή της εξερχόμενης ζεύξης.

ΔΙΚΤΥΑ ΔΑΚΤΥΛΙΟΥ ΜΕ ΚΟΥΠΟΝΙ – TOKEN RING Θα μας απασχολήσουν αυτά που λειτουργούν με το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.5. Η μετάδοση είναι πάντα αμφίδρομη σε 4 Mbps μέσω συνεστραμμένων ζευγαριών καλωδίων και σε 16 Mbps μέσω συνεστραμμένων ζευγαριών καλωδίων ή οπτικής ίνας. Όταν ένας κόμβος δεν μεταδίδει, επαναλαμβάνει τα πακέτα που παίρνει από το εισερχόμενο καλώδιο προς το εξερχόμενο καλώδιο. Ο ρυθμός της μετάδοσης ελέγχεται από έναν ταλαντωτή χαλαζία. Πάντοτε ο ρυθμός μετάδοσης διαφέρει λίγο από τον ρυθμό λήψης. Στην πραγματικότητα, ένας ταλαντωτής χαλαζία στον προηγούμενο κόμβο ρυθμίζει τον ρυθμό λήψης κι όλοι οι ταλαντωτές δεν μπορούν να έχουν τους ίδιους ρυθμούς. Για να διευθετηθεί η διαφορά στους ρυθμούς, κάθε κόμβος χρησιμοποιεί έναν καταχωρητή - buffer (που ονομάζεται elasticity buffer), το οποίο αποθηκεύει τα bits όταν ο ρυθμός εισόδου είναι μεγαλύτερος του ρυθμού μετάδοσης. Στην περίπτωση που ο ρυθμός μετάδοσης είναι μεγαλύτερος, ο κόμβος αρχίζει την ανατροφοδότηση των εισερχομένων bits μόνον όταν το elasticity buffer έχει συσσωρεύσει ένα συγκεκριμένο πλήθος Β bits. Η τιμή του Β είναι αρκετά μεγάλη ώστε να αδειάσει τον καταχωρητή (buffer) κατά την αναμετάδοση.

Το Πρωτόκολλο MAC για Token Ring

Ένας συγκεκριμένος σχηματισμός από bits, που ονομάζεται κουπόνι (token) κυκλοφορεί στον δακτύλιο. Όταν ένας κόμβος θέλει να μεταδώσει, περιμένει μέχρι να περάσει το κουπόνι. Τότε αντικαθιστά το κουπόνι με άλλη ακολουθία bits (το SFD, start of frame), που δείχνει την αρχή του πλαισίου και πίσω του κολλάει το πακέτο του. Ο κόμβος μετατρέπει το κουπόνι σε SFD παρακολουθώντας το σήμα που λαμβάνει από τον δακτύλιο και τροποποιώντας το κουπόνι καθώς αυτό αποθηκεύεται στον καταχωρητή (buffer) της κάρτας διεπαφής πριν το επαναμεταδώσει. Το κουπόνι και το SFD είναι σχηματισμοί από bits που διαφέρουν μόνο στο τελευταίο bit, που είναι αρκετό για τον καταχωρητή να καθυστερήσει το σήμα κατά ένα bit ώστε να μετατρέψει το κουπόνι δε SFD. Μετά τη μετάδοση του πακέτου, φεύγει και το κουπόνι, που καθίσταται διαθέσιμο σ’ άλλο κόμβο.

Η Δομή των Πλαισίων για Κουπόνια και Πακέτα:

Το πεδίο AC (access control) καθορίζει τα επίπεδα προτεραιότητας και κράτησης. Το πεδίο FC (frame control) χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση του δακτυλίου

ΔΙΚΤΥΑ FDDI Το δίκτυο Διεπαφής Κατανεμημένων Δεδομένων με Οπτική Ίνα FDDI (Fiber Distributed Data Interface) είναι ένα δίκτυο με διπλό δακτύλιο (τέτοιο ώστε ο καθένας δακτύλιος να μεταδίδει σε αντίθετη κατεύθυνση).

Το FDDI τείνει να αντικαθιστά το Ethernet στην διασύνδεση ταχέων σταθμών εργασίας και τοπικών δικτύων. Το FDDI συνδέει μέχρι και 500 κόμβους με μέγιστο μήκος ινών 200 km. Η απόσταση μεταξύ διαδοχικών κόμβων δεν μπορεί να ξεπεράσει τα 2 km.

Η Αρχιτεκτονική του FDDI Οι προδιαγραφές του FDDI αποτελούν το αντικείμενο σχετικού προτύπου ANSI (American National Standard Institute), το οποίο καθορίζει τα εξής στρώματα:

Το Φυσικό Στρώμα του FDDI Το φυσικό επίπεδο του FDDI περιλαμβάνει δυο υπο-επίπεδα: • Το εξαρτημένο από το φυσικό μέσο υποεπίπεδο PMD (physical medium dependent) • Το φυσικό υποεπίδεδο PHY (physical).

To PMD

PMD

Original SMF TP

Μέγιστο μήκος σε m

2000 > 2000 100

Μέσο

Μετάδοση (μήκος κύματος)

62.5-μm/125-μm οπτική ίνα βαθμιδωτού δείκτη

1.3 μm

8-μm/125-μm απλή οπτική ίνα

1.3 μm

Θωρακισμένη ΤΡ τύπου

4B/5B

To PHY Το φυσικό υποεπίπεδο ΡΗΥ καθορίζει τις μεθόδους κωδικοποίησης και διαμόρφωσης, καθώς και την απομόνωση ενός σταθμού που δυσλειτουργεί. Το FDDI χρησιμοποιεί την κωδικοποίηση 4Β/5Β, στην οποία μια ομάδα από 4 bits κωδικοποιείται σε μια ομάδα από 5 bits, που ονομάζονται σύμβολα. Τα σύμβολα των 5 bits επιλέγονται να περιέχουν το πολύ δυο διαδοχικά 0. Μερικά σύμβολα είναι οι ονομαζόμενες λέξεις ελέγχου και χρησιμοποιούνται ως διαχωριστικά και ως λέξεις σηματοδοσίας. Οι ομάδες των 5 bits μεταδίδονται μέσω της διαμόρφωσης χωρίς επιστροφή στο μηδέν με αντιστροφή NRZI (nonreturn to zero with inversion). Με τον τρόπο αυτό, κάθε bit αναπαριστάται με σήμα που έχει δυο τιμές. Το σήμα αλλάζει τιμή στο διάστημα που αναπαριστά το 1 και δεν αλλάζει στο διάστημα του 0. Έτσι, το σήμα 4Β/5Β – NRZI κάνει μια αλλαγή τουλάχιστον κάθε τρια χρονικά διαστήματα μετάδοσης bits. To PLL χρησιμοποιεί αυτό το χαρακτηριστικό του σήματος για να συγχρονίσει το ρολόι του δέκτη στα 125 Mbps με ένα συρμό συγχρονισμού των 16 bits. Κάθε κόμβος χρησιμοποιεί elasticity buffer των 10 bits. Έτσι, ο ρυθμός μετάδοσης του σήματος 4Β/5Β – NRZI φθάνει το πολύ τα 125 MHz, ενώ της κωδικοποίησης Manchester στα 200 MHz.

Το Πρωτόκολλο MAC για FDDI Το FDDI χρησιμοποιεί ένα πρωτόκολλο MAC με κουπόνι, στο οποίο η δομή των πλαισίων είναι παρόμοια εκείνων του ΙΕΕΕ 802.5. Η κίνηση στο FDDI μπορεί να είναι σύγχρονη ή ασύγχρονη. Η σύγχρονη κίνηση, όπως ακουστικές ή οπτικές πληροφορίες, πρέπει να μεταδοθεί μέσα σε μικρό χρόνο. Η ασύγχρονη κίνηση, όπως κίνηση δεδομένων, συνήθως ανέχεται μεγάλες μεταβλητές καθυστερήσεις. Οι κόμβοι αρχίζουν με διαπραγμάτευση της τιμής μιας παραμέτρου, που λέγεται σκοπούμενος χρόνος περιστροφής του κουπονιού TTRT (target token rotation time). Για κάθε κόμβο i διατίθεται ένας χρόνος S(i) ≥ 0 για τη σύγχρονη κίνησή του έτσι ώστε ∑ S(i) ≤ TTRT όταν το άθροισμα λαμβάνεται σ’ όλους τους κόμβους. Το πρωτόκολλο MAC εξασφαλίζει ότι ο χρόνος μεταξύ δυο διαδοχικών επισκέψεων του κουπονιού σ’ οποιονδήποτε κόμβο ποτέ δεν υπερβαίνει το 2xTTRT. Επιπλέον, κάθε φορά που δέχεται το κουπόνι, ο κόμβος i μπορεί να μεταδώσει σύγχρονη κίνηση σε διάρκεια έως S(i) δευτερόλεπτα.

Κάθε κόμβος του FFDI χρησιμοποιεί δυο χρονόμετρα για την υλοποίηση αυτού του πρωτοκόλλου MAC: • Το χρονόμετρο της περιστροφής του κουπονιού TRT (token rotation timer) που μετρά αθροιστικά. • Το χρονό της διατήρησης του κουπονιού THT (token holding time) που μετρά αντίστροφα. Όταν ο κόμβος i παίρνει το κουπόνι, εκτελεί τα εξής βήματα: 1. Θέτει THT = TTRT – TRT. 2. Θέτει TRT = 0. 3. Μεταδίδει τη σύγχρονη κίνηση για μέχρι S(i) δευτερόλεπτα. 4. Αν ο THT είναι ακόμη θετικός, μπορεί να μεταδώσει την ασύγχρονη κίνηση έως ότου THT = 0. 5. Αφήνει το κουπόνι να περάσει. Παρατηρείστε ότι αν ένας κόμβος μεταδίδει για πολύ χρόνο πριν αφήσει το κουπόνι, τότε η τιμή του χρονομέτρη του TRT είναι ψηλή την επόμενη φορά που θα πάρει το κουπόνι. Συνεπώς, τότε, η τιμή του THT = TTRT – TRT, που ο κόμβος υπολογίζει την επόμενη φορά, είναι μικρή κι εμποδίζει τον κόμβο να μεταδώσει πολλά πακέτα, κάτι που αποτρέπει τη συμφόρηση του δικτύου. Ο χειρισμός των πλαισίων των πακέτων στο FDDI γίνεται όπως στο πρωτόκολλο MAC του ΙΕΕΕ 802.5.

Διαχείριση Σταθμών Το πρωτόκολλο της διαχείρισης σταθμών SMT (station management) ανιχνεύει λάθη και τα διορθώνει. Η απομόνωση ενός δυσλειτουργούντος σταθμού γίνεται ως εξής: Όταν ένας σταθμός έχει κάποιο πρόβλημα, και οι δυο δακτύλιοι του FDDI τίθενται εκτός λειτουργίας στο σταθμό αυτό. Τότε το δίκτυο ανασχηματίζεται ώστε να απομονωθεί ο σταθμός που δυσλειτουργεί, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΟΥ CSMA/CD ηCSMA/CD ≈ (1 + 5α)-1 α = ρ/τ ρ = μέγιστος χρόνος διάδοσης στην γραμμή μεταφοράς τ = χρόνος μετάδοσης ενός πακέτου Παράδειγμα: Ομοαξονικό καλώδιο μήκους 2.5 km με ρυθμό μετάδοσης δικτύου 10 Mbps, ταχύτητα μετάδοσης στο καλώδιο 2.3x108 m/s και πακέτα 620 bits. ρ = 2500 m / (2.3x108 m/s) ≈ 1.09x10-5 s τ = 620 bits / 10x106 bps = 6.2x10-5 s Άρα α = ρ/τ ≈ 0.176 κι επομένως ηCSMA/CD ≈ (1 + 5x0.176)-1 ≈ 53% Αυτό σημαίνει ότι όταν το δίκτυο είναι πολύ φορτωμένο ο πραγματικός ρυθμός μετάδοσης δικτύου είναι 5.3 Mbps. Αν μεταφέρονται μόνο 240 bits, δηλαδή, (620-240)/620 = 61%, τότε ο ρυθμός μετάδοσής τους είναι 61%x5.3 Mbps = 3.2 Mbps.

Μέσος χρόνος πρόσβασης στο CSMA/CD για Ν κόμβους: β = Ν(5ρ + τ) Παράδειγμα: Συνεστραμμένα καλώδια 200 m, με ρυθμό μετάδοσης δικτύου 100 Mbps, πακέτα 1000 bytes και με Ν=20 ενεργούς κόμβους. Τότε, υποθέτοντας ότι η ταχύτητα μετάδοσης στις γραμμές μεταφοράς είναι 3x105 km/s, βρίσκουμε ρ = 0.66 μs και τ = 1 μs. Άρα, β = 20(5x0.66 + 1) = 33 μs. ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ 802.3 η802.3 ≈ (1 + 1000/Ρ)-1 Ρ = ο μέσος αριθμός bits σ’ ένα πακέτο

ΑΠΟΔΟΣΗ ΤΟΥ MAC ΓΙΑ ΔΙΚΤΥΟ TOKEN RING ηTR ≈ (1 + ρ/(Νθ))-1 ρ = χρόνος διάδοσης στον δακτύλιο Ν = αριθμός κόμβων θ = μέγιστος χρόνος κράτησης του κουπονιού Παράδειγμα: Συνολικό μήκος δακτυλίου 2400 m, οπότε ρ = 8 μs, N = 50 και θ = 10 ms συνεπάγονται ηTR ≈ 100%. Ταχύτητα = ; = 2.4x103/8x10-6 = 3x105 km/s Μέγιστος Χρόνος Πρόσβασης Μέσου: MMATTR = ρ + τ + (Ν – 1)θ τ = μέγιστος χρόνος μετάδοσης ενός πακέτου

ΓΙΑ FDDI: MMATFDDI ≤ 2 TTRT TTRT = σκοπούμενος χρόνος περιστροφής του κουπονιού Απόδοση: ηFDDI = (TTRT – N x (D + σ) – ρ)/ΤΤRT σ = χρόνος μετάδοσης του κουπονιού D = μέσος χρόνος καθυστέρησης στους κόμβους Παράδειγμα: Δακτύλιος 80 km, στα 100 Mbps, με 36 κόμβους, 16 s καθυστέρηση και κουπόνι 100 bits. Υποθέτουμε ότι η ταχύτητα μετάδοσης στην οπτική ίνα είναι 2.05x105 km/s. Άρα, ρ = 80 km / 2.05x105 km/s = 3.9x10-4 s. Οπότε αντικαθιστώντας βρίσκουμε ηFDDI = (ΤΤRT – 7.38x10-4 )/TTRT και για TTRT = 10 ms παίρνουμε ηFFDI ≈ 92.6%.

TO ΔΙΚΤΥΟ ALOHA Το δίκτυο ALOHA λειτουργεί με μεταγωγή πακέτων (packet-switched) σε ασύρματη σύνδεση σε ραδιο-συχνότητες.

Ένας κεντρικός κόμβος, που ονομάζεται βασικός σταθμός, ακούει τα πακέτα που μεταδίδονται από τους άλλους κόμβους στη συχνότητα fo = 407 MHz και τα αναμεταδίδει ο ίδιος σε συχνότητα f1 = 413 MHz. Ο ρυθμός μετάδοσης των κόμβων είναι 9600 bps. Χρησιμοποιείται το πρωτόκολλο ALOHA μέσω ράδιο-πομπών ή καλωδίων ή δορυφορικής σύνδεσης. Ο κεντρικός σταθμός επιβεβαιώνει τα σωστά πακέτα που παίρνει αλλιώς οι κόμβοι καταλαβαίνουν ότι έγινε κάποια σύγκρουση και ξαναστέλνουν τα πακέτα μετά από τυχαίο χρόνο. Έτσι, αντίθετα με το CSMA/CD, το ALOHA δεν σταματά τη μετάδοση όταν γίνει σύγκρουση.

Τύποι Πρωτοκόλων ALOHA: • Slotted ALOHA στο οποίο ο άξονας του χρόνου διαιρείται σε χρονικά διαστήματα (slots) διάρκειας ίσης με τον χρόνο που απαιτείται για τη μετάδοση ένός πακέτου. Επιπλέον, οι κόμβοι πρέπει να αρχίσουν τις μεταδόσεις τους σστην αρχή του slot. Η απόδοση βρίσκεται ίση με 36%. • Pure ALOHA στο οποίο οι κόμβοι μπορούν να αρχίσουν τη μετάδοση ποτεδήποτε. Η απόδοση βρίσκεται ίση με 18%.