MAC-Protokolle (konkurrierende Medium Access Control) sind eine Klasse von MAC-Protokollen, die in drahtlosen und kabelgebundenen Netzwerken verwendet werden, in denen mehrere Geräte ein gemeinsames Kommunikationsmedium (wie einen drahtlosen Kanal oder ein gemeinsam genutztes Ethernet-Kabel) teilen. Im Gegensatz zu konkurrierenden Protokollen (wie TDMA oder FDMA) verlassen sie sich nicht auf einen zentralen Zeitplaner oder vorab zugewiesenen Zeitfenster. Stattdessen kämpfen Geräte für den Zugriff auf das Medium. Wenn eine Kollision auftritt (mehrere Geräte gleichzeitig übertragen), müssen sie nach einer zufälligen Backoff -Periode überbieten.
Hier ist eine Aufschlüsselung ihrer Schlüsselmerkmale:
* Streit: Geräte konkurrieren um den Zugriff auf das gemeinsame Medium. Es gibt keine zentrale Behörde, die den Zugang kontrolliert.
* Kollisionserkennung/Vermeidung: Mechanismen werden verwendet, um Kollisionen zu erkennen oder zu vermeiden. Dies ist entscheidend, da eine Kollision Bandbreite verschwendet und eine Übertragung erfordert.
* Zufälliger Backoff: Wenn eine Kollision auftritt, warten Geräte auf eine zufällige Zeit, bevor Sie versuchen, erneut zu übertragen. Dies hilft, wiederholte Kollisionen zu vermeiden.
* Einfachheit: Im Allgemeinen einfacher zu implementieren als konsporfreie Protokolle, die weniger Gemeinkosten erfordern.
* Effizienz: Kann effizient sein, wenn die Netzwerkbelastung leicht ist, aber die Effizienz nimmt mit zunehmender Last aufgrund erhöhter Kollisionen ab.
Beispiele für konkurrierende MAC-Protokolle:
* Aloha: Eines der frühesten gegenwärtigen Protokolle. Es hat einen einfachen "Sende- und Hoffnung" -Ansatz; Wenn eine Kollision auftritt, erfolgt die Wiedervermittlung nach einer zufälligen Verzögerung. Bei höheren Lasten ist es ineffizient.
* Aloha geschleift: Eine Verbesserung von Aloha, wo die Zeit in Schlitze unterteilt ist und die Übertragungen mit Schlitzgrenzen synchronisiert sind. Dies reduziert die Kollisionen geringfügig.
* csma (Carrier Sense Multiple -Zugriff): Geräte hören vor der Übertragung auf das Medium. Wenn das Medium als Leerlauf erfasst wird, überträgt das Gerät. Wenn es beschäftigt ist, wartet es.
* CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access mit Kollisionserkennung): Eine Erweiterung von CSMA, bei der Geräte beim Übertragen Kollisionen erkennen und sofort die Übertragung stoppen. Dies wird in Ethernet verwendet.
* CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access mit Kollisionsvermeidung): Wird in drahtlosen Netzwerken (wie Wi-Fi) verwendet. Anstatt Kollisionen zu erkennen, verwendet es Mechanismen wie Interframe -Abstand und Anerkennung, um sie zu vermeiden. Dies eignet sich besser für drahtlose Umgebungen, in denen die Kollisionserkennung schwieriger ist.
Vorteile:
* Einfachheit: Relativ einfach zu implementieren.
* Verteilte Kontrolle: Kein zentraler Versagenspunkt.
* geeignet für Bursty -Verkehr: Effizient, wenn der Verkehr sporadisch ist.
Nachteile:
* ineffizient bei hohen Lasten: Erhöhte Kollisionen führen zu einem verringerten Durchsatz mit zunehmendem Last.
* unvorhersehbare Latenz: Die Zeit zum Senden kann je nach Streit erheblich variieren.
* Versteckter Terminalproblem (in drahtlos): Ein Gerät kann aufgrund der Einschränkungen der drahtlosen Ausbreitung möglicherweise keine Übertragungen von einem anderen Gerät erfassen.
Zusammenfassend bieten konkurrierende MAC-Protokolle einen einfachen und dezentralen Ansatz für den mittleren Zugriff, eignen sich jedoch am besten für Szenarien mit niedrigen bis moderaten Verkehrslasten. Ihre Leistung verschlechtert sich erheblich, wenn das Netzwerk überlastet wird. Bei hohen Verkehrszenarien werden im Allgemeinen streitfreie Protokolle bevorzugt.
