有限競爭協議


有限競爭協議是介質訪問控制 (MAC) 協議,它結合了基於衝突協議和無衝突協議的優點。它們在輕負載下表現得像時隙ALOHA,在重負載下表現得像點陣圖協議。

概念

在計算機網路中,當多個站點嘗試透過共享通道同時傳輸時,傳輸的資料會被損壞,這種事件稱為衝突。在基於衝突的協議(如ALOHA)中,允許所有站點傳輸幀,而無需嘗試檢測傳輸通道是否空閒或繁忙。在時隙ALOHA中,共享通道被劃分為許多稱為時隙的離散時間間隔。任何具有幀的站點都可以在時隙開始時開始傳輸。由於這在輕負載下執行良好,因此有限競爭協議在低負載下表現得像時隙ALOHA。

然而,隨著負載的增加,衝突數量呈指數增長,因此時隙ALOHA的效能迅速下降。因此,在高負載下,像點陣圖協議這樣的無衝突協議效果最佳。在無衝突協議中,通道訪問在爭用期間解決,因此消除了衝突的可能性。在點陣圖協議中,爭用期被劃分為N個時隙,其中N是共享通道的站點總數。如果一個站點有幀要傳送,它將在該時隙中設定相應的位。因此,在傳輸之前,每個站點都知道其他站點是否想要傳輸。透過爭用站點之間關於誰獲得通道的相互協議來避免衝突。有限競爭協議在低負載下表現得像時隙ALOHA。

工作原理

有限競爭協議將爭用站點劃分為組,這些組可能是也可能不是不相交的。在時隙0,只有第0組中的站點可以競爭通道訪問。在時隙1,只有第1組中的站點可以競爭通道訪問,依此類推。在此過程中,如果一個站點成功獲取了通道,則它會傳輸其資料幀。如果發生衝突或沒有站點在組中的給定時隙競爭,則下一組的站點可以競爭該時隙。

透過根據網路負載動態更改組數和分配到組中的站點數,該協議從低負載下的時隙ALOHA更改為高負載下的點陣圖協議。在低負載下,只有一個組包含所有站點,這是時隙ALOHA的情況。隨著負載的增加,會新增更多組,並且每個組的大小會減小。當負載非常高時,每個組只有一個站點,即只有一個站點可以在一個時隙競爭,這是點陣圖協議的情況。

有限競爭協議的效能高度依賴於動態調整組配置以適應網路環境變化的演算法。

示例 - 有限競爭協議的一個示例是自適應樹遍歷協議。

更新於:2019年7月30日

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