الوصول المتعدد مع استشعار الناقل
الوصول المتعدد مع استشعار الناقل ( CSMA ) هو بروتوكول للتحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) حيث تتحقق العقدة من عدم وجود حركة مرور أخرى قبل الإرسال على وسيط إرسال مشترك ، مثل ناقل كهربائي أو نطاق من الطيف الكهرومغناطيسي .
في بروتوكول CSMA، يستخدم جهاز الإرسال آلية استشعار الناقل لتحديد ما إذا كان هناك إرسال آخر جارٍ قبل بدء الإرسال. أي أنه يحاول اكتشاف وجود إشارة ناقلة من عقدة أخرى قبل محاولة الإرسال. إذا تم استشعار إشارة ناقلة، تنتظر العقدة انتهاء الإرسال الجاري قبل بدء إرسالها الخاص. باستخدام CSMA، يمكن لعدة عقد، بدورها، الإرسال والاستقبال على نفس الوسط. وعادةً ما تستقبل جميع العقد الأخرى المتصلة بالوسط عمليات الإرسال من عقدة واحدة.
تتضمن الاختلافات في بروتوكول CSMA الأساسي إضافة تقنيات تجنب التصادم ( CSMA/CA ) واكتشاف التصادم ( CSMA/CD ) وتقنيات حل التصادم.
أوضاع الوصول
تستخدم أنواع مختلفة من بروتوكول CSMA خوارزميات متنوعة لتحديد وقت بدء الإرسال على الوسط المشترك. ومن أبرز الفروقات بين هذه الخوارزميات مدى سرعة أو استمرارية بدء الإرسال. فالخوارزمية الأكثر سرعة قد تبدأ الإرسال بشكل أسرع وتستغل نسبة أكبر من عرض النطاق الترددي المتاح للوسط، ولكن عادةً ما يكون ذلك على حساب زيادة احتمالية حدوث تصادم مع أجهزة إرسال أخرى.
1-مستمر
خوارزمية CSMA أحادية الاستمرارية هي خوارزمية إرسال فعّالة. عندما يكون جهاز الإرسال جاهزًا للإرسال، يقوم بفحص وسيط الإرسال للتأكد من خلوه أو انشغاله. إذا كان خاملاً، فإنه يرسل الرسالة فورًا. أما إذا كان مشغولاً، فإنه يفحص وسيط الإرسال باستمرار حتى يصبح خاملاً، ثم يرسل الرسالة ( إطارًا ) بشكل غير مشروط (أي باحتمالية 1). في حالة حدوث تصادم ، ينتظر المرسل فترة زمنية عشوائية ثم يعيد المحاولة. تُستخدم خوارزمية CSMA أحادية الاستمرارية في أنظمة CSMA/CD، بما في ذلك الإيثرنت .
غير مستمر
خوارزمية CSMA غير المستمرة هي خوارزمية إرسال غير عدوانية. عندما تكون العقدة المرسلة جاهزة لإرسال البيانات، تتحقق من حالة وسط الإرسال، سواء كان مشغولاً أم لا. إذا كان مشغولاً، فإنها ترسل البيانات فوراً. أما إذا كان مشغولاً، فإنها تنتقل مباشرةً إلى خطوة الانتظار العشوائية الأخيرة في خوارزمية CSMA المستمرة أحادية الاتجاه، قبل أن تعيد دورة المنطق كاملةً: فهي لا تستمر في التحقق من القناة المشغولة في محاولة لإرسال البيانات، ومن هنا جاءت التسمية. يقلل هذا الأسلوب من احتمالية التصادم، ويؤدي إلى زيادة إجمالية في معدل نقل البيانات عبر الوسط، ولكن مع زيادة في التأخير الأولي مقارنةً بخوارزمية CSMA المستمرة أحادية الاتجاه.
مستمر
يقع هذا النهج بين نمطي الوصول CSMA المستمر وغير المستمر. [ 1 ] عندما تكون العقدة المُرسِلة جاهزة لإرسال البيانات، فإنها تتحقق من حالة وسط الإرسال، سواء كان مشغولاً أم لا. إذا كان مشغولاً، فإنها تُرسِل البيانات فوراً. أما إذا كان مشغولاً، فإنها تتحقق من حالة وسط الإرسال باستمرار حتى يصبح غير مشغول، ثم تُرسِل البيانات باحتمالية p . إذا لم تُرسِل العقدة البيانات (باحتمالية 1-p )، فإنها تنتظر فترة زمنية عشوائية قبل إعادة محاولة الإجراء نفسه، باستخدام الاحتمالية نفسها p . [ 2 ] إذا لم يكن وسط الإرسال مشغولاً، فإنها تُرسِل البيانات مرة أخرى بالاحتمالية نفسها p . يتكرر هذا التأخير الاحتمالي حتى يتم إرسال الإطار نهائياً أو عندما يصبح الوسط مشغولاً مرة أخرى (أي عندما تبدأ عقدة أخرى بالإرسال). في الحالة الأخيرة، تُكرِّر العقدة دورة المنطق بأكملها (التي بدأت بالتحقق من حالة وسط الإرسال). يُستخدم بروتوكول CSMA المستمر (p-persistent CSMA) في أنظمة CSMA/CA، بما في ذلك شبكات Wi-Fi وأنظمة الراديو الحزمية الأخرى . تجدر الإشارة إلى أن بروتوكول CSMA المستمر (p = 0) يختلف عن بروتوكول CSMA غير المستمر. فكلاهما لا يستطيع الإرسال إلا في بداية العملية (إذا كانت القناة غير مشغولة)، لكن سلوكهما على قناة مشغولة يختلف: إذ لا يحاول بروتوكول CSMA غير المستمر استشعار القناة ويعيد تشغيل دورته المنطقية، بينما يعلق بروتوكول CSMA المستمر (p = 0) بالضرورة في حلقة انتظار لا نهائية (لأن احتمالية الإرسال لديه معدومة حتى لو عادت القناة إلى حالة الخمول).
مستمر
يُخصَّص لكل عقدة ترتيب إرسال من قِبَل عقدة إشرافية. عندما يصبح وسيط الإرسال غير نشط، تنتظر العقد دورها الزمني وفقًا لترتيب الإرسال المُخصَّص لها. تُرسِل العقدة المُخصَّصة للإرسال أولًا على الفور. أما العقدة المُخصَّصة للإرسال ثانيًا فتنتظر دورة زمنية واحدة (ولكن بحلول ذلك الوقت تكون العقدة الأولى قد بدأت الإرسال بالفعل). تراقب العقد الوسيط بحثًا عن عمليات إرسال من عقد أخرى، وتُحدِّث ترتيبها المُخصَّص مع كل عملية إرسال مُكتشفة (أي أنها تتقدم موضعًا واحدًا نحو مقدمة قائمة الانتظار). [ 3 ] يُستخدم بروتوكول CSMA المُستمر O في شبكات CobraNet و LonWorks وشبكة منطقة التحكم .
تعديلات البروتوكول
عند البث عبر شبكات المركبات المخصصة، غالبًا ما تتسبب استراتيجيات الاستمرارية 1 والاستمرارية p الأصلية في مشكلة عاصفة البث . ولتحسين الأداء، طور المهندسون ثلاث تقنيات معدلة: الاستمرارية p الموزونة، والاستمرارية 1 المجزأة، والاستمرارية p المجزأة. [ 4 ] [ 5 ]
الوصول المتعدد مع استشعار الناقل واكتشاف التصادم
تُستخدم تقنية CSMA/CD لتحسين أداء بروتوكول CSMA عن طريق إنهاء الإرسال فور اكتشاف تصادم، مما يقلل الوقت اللازم لإعادة المحاولة. وتُستخدم هذه التقنية في بروتوكول إيثرنت .
الوصول المتعدد مع استشعار الناقل وتجنب التصادم
في بروتوكول CSMA/CA، يُستخدم تجنب التصادم لتحسين أداء CSMA. إذا تم استشعار انشغال وسيط الإرسال قبل بدء الإرسال، يتم تأجيل الإرسال لفترة عشوائية. تقلل هذه الفترة العشوائية من احتمالية بدء عقدتين أو أكثر من العقد المنتظرة للإرسال الإرسال في وقت واحد عند انتهاء الإرسال المُكتشف، مما يقلل من حدوث التصادم. يُستخدم بروتوكول CSMA/CA في شبكات Wi-Fi .
CSMA مع حل التصادم
يستخدم بروتوكول CSMA/CR الأولويات في رأس الإطار لتجنب التصادمات. ويُستخدم في شبكة منطقة التحكم .
الوقت الافتراضي CSMA
تم تصميم بروتوكول VTCSMA لتجنب التصادم الناتج عن إرسال العقد للإشارات في وقت واحد، ويُستخدم في الغالب في أنظمة الوقت الحقيقي الصارمة . ويستخدم ساعتين لتحديد أولويات الرسائل بناءً على موعد تسليمها. [ 6 ]
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ F. Calí, M. Conti, and E. Gregori, “Dynamic IEEE 802.11: design, modeling and performance evaluation,” IEEE J. Selected Areas Commun., vol. 18, pp. 1774–1786, Sept. 2000
- ↑ كلاينروك، ل.؛ توباجي، ف. (ديسمبر 1975). "تبديل الحزم في القنوات اللاسلكية: الجزء الأول - أنماط الوصول المتعدد مع استشعار الناقل وخصائص معدل النقل والتأخير الخاصة بها". معاملات IEEE في الاتصالات . 23 (12): 1400-1416 . doi : 10.1109/TCOM.1975.1092768 . ISSN 0096-2244 . S2CID 5879608 .
- ↑ US 5761431 ، غروس، كيفن بول؛ أندرسون، تشارلز ويليام وليب ، ديريك ويرين، "مؤقت مستمر للتحكم في الأحداث في محطات معالجة متعددة"، نُشر في 1998-06-02، مُسند إلى شركة Peak Audio Inc.
- ↑ نجف زاده؛ إثنين؛ كريمي. "نموذج تحليلي لشبكات المركبات المخصصة ذات الكثافة المنخفضة والكثيفة". "التطورات في علوم الحاسوب وتكنولوجيا المعلومات" : المؤتمر الدولي الأول لعلوم الحاسوب وتكنولوجيا المعلومات، CCSIT 2011. ص 211.
- ↑ تشوي وآخرون: "مخطط بث قوي بغض النظر عن توزيع المركبات في شبكات المركبات المخصصة" . مجلة EURASIP للاتصالات اللاسلكية والشبكات 2014 2014:133. doi : 10.1186/1687-1499-2014-133 [تم الاطلاع عليه في 2 سبتمبر 2017].
- ↑ كريشنا، سي إم؛ شين، كي جي (1997). أنظمة الوقت الحقيقي . ماكجرو هيل للتعليم العالي. ص 240. ISBN 978-0-07-070115-1.
- عام
- أندرو س. تانينباوم ، شبكات الحاسوب . برنتيس هول، أبر سادل ريفر، نيوجيرسي (2003). 892 صفحة. ISBN 0-13-066102-3
- التحكم في الوصول إلى الوسائط
