통신사 감지 다중 액세스

Carrier-sense multiple access

통신사 감지 다중 접속(CSMA)은 노드가 전기 버스나 전자기 스펙트럼의 대역과 같은 공유 전송 매체로 전송하기 전에 다른 트래픽의 부재를 확인하는 MAC(Media Access Control) 프로토콜이다.

CSMA에서, 송신기는 전송을 시작하기 전에 다른 전송이 진행 중인지 여부를 결정하기 위해 반송파 감지 메커니즘을 사용한다. 즉, 전송을 시도하기 전에 다른 노드에서 전송되는 반송파 신호의 존재를 탐지하려고 한다. 캐리어가 감지되면, 노드는 자체 전송을 시작하기 전에 진행 중인 전송이 끝날 때까지 기다린다. CSMA를 사용하여, 복수의 노드가 차례로 동일한 매체로 송신 및 수신할 수 있다. 한 노드에 의한 전송은 일반적으로 매체에 연결된 다른 모든 노드에 의해 수신된다.

기본 CSMA에 대한 변화로는 충돌 회피성(CSMA/CA), 충돌 감지(CSMA/CD) 및 충돌 분해능 기법의 추가가 있다.

액세스 모드

CSMA의 변형은 공유 매체에 대한 전송을 언제 시작할지를 결정하기 위해 다른 알고리즘을 사용한다. 이러한 알고리즘의 주요 구별되는 특징은 전송을 시작하는 데 있어서 그들이 얼마나 공격적이거나 끈질긴가이다. 보다 공격적인 알고리즘은 더 빨리 전송을 시작하고 매체의 가용 대역폭의 더 많은 비율을 활용할 수 있다. 이것은 일반적으로 다른 송신기와 충돌할 가능성이 증가하는 것을 희생한다.

1시 30분
1-영구적 CSMA는 공격적인 전송 알고리즘이다. 송신 노드가 송신 준비가 되면, 전송 매체를 감지하여 유휴 상태나 사용량이 많다. 유휴 상태일 경우 즉시 전송한다. 사용량이 많을 경우, 전송 매체가 유휴 상태가 될 때까지 연속적으로 감지한 다음, 메시지(프레임)를 무조건 전송한다(즉, 확률=1). 충돌 시 송신자는 임의의 시간 동안 기다렸다가 같은 절차를 다시 시도한다. 이더넷을 포함한 CSMA/CD 시스템에서는 1-영구 CSMA가 사용된다.
비영구적
비지속적 CSMA는 비침습적 전송 알고리즘이다. 송신 노드가 데이터를 전송할 준비가 되면, 전송 매체를 감지하여 유휴 상태나 사용량이 많다. 유휴 상태일 경우 즉시 전송한다. 사용량이 많을 경우, 전체 논리 주기를 다시 반복하기 전에 1-영구 CSMA의 최종 무작위 대기 단계로 바로 이동한다. 즉, 전송을 통과하려고 하는 사용량이 많은 채널을 계속 점검하지 않기 때문에 이름이 붙는다. 이 접근방식은 충돌 가능성을 감소시키고, 전체적으로 중간 처리량이 높지만 1-지속성에 비해 초기 지연 시간이 길다는 벌칙을 제공한다.
P-영구적
이 접근방식은 1-영구적 CSMA 접근 모드와 비-영구적 CSMA 접근 모드 사이에 있다.[1] 송신 노드가 데이터를 전송할 준비가 되면, 전송 매체를 감지하여 유휴 상태나 사용량이 많다. 유휴 상태일 경우 즉시 전송한다. 사용량이 많으면 공회전할 때까지 연속적으로 전송 매체를 감지한 뒤 확률 p로 전송한다. 노드가 전송하지 않으면(이 사건의 확률은 1-p이다), 사용 가능한 다음 시간 슬롯까지 기다린다. 전송 매체가 사용중이지 않으면 동일한 확률 p로 다시 전송한다. 이 확률론적 보류는 프레임이 최종적으로 전송되거나 미디어가 다시 사용 중인 것으로 확인될 때까지 반복된다(즉, 일부 다른 노드가 이미 전송을 시작했다). 후자의 경우 노드는 전체 로직 사이클(유휴 또는 통화 중 전송 매체를 감지하는 것부터 시작됨)을 다시 반복한다. p-영구적 CSMA는 Wi-Fi 및 기타 패킷 무선 시스템을 포함한 CSMA/CA 시스템에서 사용된다. p = 0-영구적 CSMA는 비영구적 CSMA와 다르다. 둘 다 절차를 시작할 때만 전송할 수 있지만(채널이 유휴 상태인 경우), 사용량이 많은 채널에서의 동작은 다르다: 비영구적 CSMA는 채널을 감지하여 논리적 사이클을 다시 시작하려고 시도하지 않는 반면, p = 0은 반드시 무한 대기 루프에 갇힌다.ing(채널이 공회전 상태로 돌아가도 전송 확률이 0이기 때문에).
O-영구적
각 노드에는 감독 노드에 의해 전송 명령이 할당된다. 전송 매체가 유휴 상태가 되면 노드는 할당된 전송 순서에 따라 시간 간격을 기다린다. 먼저 전송하도록 할당된 노드는 즉시 전송한다. 두 번째 전송을 위해 할당된 노드는 한 번 대기한다(그러나 그 때 첫 번째 노드는 이미 전송을 시작했다). 노드는 다른 노드로부터의 전송을 위해 매체를 모니터링하고 탐지된 각 전송으로 할당된 순서를 업데이트한다(즉, 한 위치를 대기열의 전면에 가깝게 이동).[2] O-영구 CSMA는 코브라넷, LonWorks 및 컨트롤러 영역 네트워크에서 사용된다.

프로토콜 수정

차량 특별 네트워크를 통해 방송할 때, 원래 1-지속성 및 p-지속성 전략은 종종 방송 폭풍 문제를 야기한다.[citation needed] 성능을 향상시키기 위해 엔지니어들은 가중 p-지속성, 슬롯 1-지속성, 슬롯 p-지속성의 세 가지 변형 기술을 개발했다.[3][4]

충돌 감지 기능이 있는 반송파 감지 다중 액세스
CSMA/CD는 충돌이 감지되는 즉시 전송을 종료함으로써 CSMA 성능을 향상시키기 위해 사용되므로 재시도 전에 필요한 시간을 단축할 수 있다. CSMA/CD는 이더넷에 의해 사용된다.
충돌 방지 기능이 있는 캐리어 감지 다중 액세스
CSMA/CA 충돌 회피는 CSMA의 성능을 향상시키기 위해 사용된다. 전송 매체가 전송 전에 사용중으로 감지되면, 전송은 무작위 간격 동안 지연된다. 이 무작위 간격은 송신 대기 중인 두 개 이상의 노드가 검출된 전송 종료 시 동시에 전송을 시작할 가능성을 감소시켜 충돌 발생률을 감소시킨다. CSMA/CA는 와이파이가 사용한다.
충돌 분해능이 있는 CSMA
CSMA/CR은 충돌을 피하기 위해 프레임 헤더에서 우선순위를 사용한다. 그것은 관제사 영역 네트워크에서 사용된다.
가상 시간 CSMA
VTCSMA는 대부분 하드 실시간 시스템에서 사용되는 신호를 동시에 전송하는 노드에 의해 발생하는 충돌을 방지하기 위해 설계되었다. 그것은 두 개의 시계를 사용하여 마감일에 따라 메시지의 우선순위를 정한다.[5]

참고 항목

참조

  1. ^ F. 칼리, M. 콘티, E. Gregori, "Dynamic IEEE 802.11: 설계, 모델링 및 성능 평가", IEEE J. Selected Area Communication, 페이지 1774–1786, 9월. 2000
  2. ^ US 5761431
  3. ^ 나자프자데; 잇닌; 카리미. "소밀하고 조밀한 차량용 애드혹 네트워크를 위한 해석 모델". "컴퓨터 과학 및 정보 기술의 발전": 제1회 컴퓨터 과학 및 정보 기술 국제 회의, CCSIT 2011. 페이지 211.
  4. ^ Choi 등: "차량 특별 네트워크에서의 차량 배분에 관계 없이 방송 계획을 수립하십시오." 무선 통신 및 네트워킹에 관한 EURASIP 저널 2014:133. doi:10.1186/1687-1499-2014-133 [2017년 9월 2일 액세스]
  5. ^ Krishna, C. M.; Shin, K. G. (1997). Real-Time Systems. McGraw-Hill Higher Education. p. 240. ISBN 978-0-07-070115-1.
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