Protocolos de Acceso a Recursos Telemticos - PowerPoint PPT Presentation

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Protocolos de Acceso a Recursos Telemticos

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El xito de la transmisi n no est garantizada a priori. Si dos o m s usuarios transmiten simult neamente. Hay colisi n - los datos no se reciben ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Protocolos de Acceso a Recursos Telemticos


1
Protocolos de Acceso a Recursos Telemáticos
  • Luis Toribio Troyano
  • Proyecto LEGITIMIDAD
  • Central de INTELIGENCIA al servicio de la
    ciudadanía

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Sesión 2
  • Protocolos ALOHA

3
Protocolos Aloha
  • Tienen 30 años
  • Son sencillos
  • Son las bases de las redes Ethernet
  • Protocolo de acceso aleatorio
  • El éxito de la transmisión no está garantizada a
    priori
  • Si dos o más usuarios transmiten simultáneamente
  • Hay colisión -gt los datos no se reciben
  • Hay retransmisión hasta que son recibidos
    correctamente
  • Temporización de la retransmisión
  • Hay muchas variantes

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Aloha puro
? Paq/s
Población ?
canal
Paquetes de longitud T
  • Protocolo Aloha básico
  • Canal sin error y sin captura
  • Si no hay colisión, se transmite correctamente
  • Si hay colisión, no se transmite correctamente

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Aloha puro
  • Usuarios con paquetes en colisión -gtusuarios
    colisionantes
  • Al final de cada colisión
  • Cada usuario sabe si su transmisión fue exitosa o
    no
  • Reglas de funcionamiento simples
  • El usuario transmite esperando que no haya
    colisión
  • Si hay colisión
  • Cada usuario retransmite de forma independiente
    en un tiempo aleatorio
  • Para no colisionar permanentemente

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Aloha puro
  • Como la población es infinita
  • Se puede considerar que cada paquete pertenece a
    un usuario distinto
  • En el canal aparecen puntos aleatoriamente, que
    son cuando se programa una transmisión
  • tanto en los puntos de transmisión como de
    retransmisiones
  • Observando el canal

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Aloha puro
  • Sea g el tráfico ofrecido al canal
  • g paquetes/segundo
  • ggtl

? Paq/s
g Paq/s
Población ?

canal
Paquetes de longitud T
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Aloha puro
  • La caracterización de g es muy compleja
  • Simplificación
  • g es un proceso de Poisson
  • Por simulación se comprueba que no es una
    aproximación mala
  • Implica independencia entre llegadas
  • No es el caso porque la retransmisión proviene de
    una transmisión previa
  • Se ha visto que si se escoge un margen de tiempo
    de retransmisión elevado, si que se parece a un
    proceso de Poisson
  • Es necesario esta simplificación para que el
    análisis de los sistemas Aloha sean más tratables
  • Para predecir su throughput máximo

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Aloha puro
  • El throughput es la fracción de tiempo en el cual
    el canal lleva información útil
  • Paquetes sin colisión
  • La capacidad del canal es el valor más alto de la
    tasa de llegadas ?, para el cual la tasa de
    salida (throughput) iguala la tasa total de
    llegada
  • Considera un paquete (nuevo o antiguo) programado
    para una transmisión en algún tiempo t
  • Este paquete será exitoso si no hay otro paquete
    programado para la retransmisión en el intervalo
    (t-T, tT)
  • Este periodo de 2T se llama periodo vulnerable
  • La probabilidad de éxito Psuc es la probabilidad
    que no aparezca ningún paquete en 2T
  • Si g es un proceso de Poisson

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Aloha puro
  • Los paquetes son programados a una tasa de g
    paquetes/segundo
  • De los cuales una fracción
  • Son exitosos
  • Por tanto, la tasa de paquetes transmitidos
    exitosamente es
  • Cuando un paquete es exitoso
  • El canal lleva información útil por un periodo de
    T segundos.
  • Como el throughput es la fracción de tiempo con
    información útil en el canal
  • El throughput es

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Aloha puro
  • Si definimos el tráfico ofrecido normalizado
  • Tasa por tiempo de transmisión de paquete
  • Entonces el throughput es
  • El máximo de esta función es en G1/2
  • Con un valor de S1/2e 0,18
  • Que es la capacidad del Aloha puro

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Aloha puro
? Paq/s
g Paq/s
Población ?
Psuc

Paquetes de longitud T
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Aloha puro
  • Para que un sistema sea estable
  • La tasa de entrada a largo plazo debe igualarse a
    la de salida
  • Si l es muy grande, claramente no puede ser
    estable
  • Sin embargo, para pequeños, hay dos valores de G
    que corresponden, uno mayor de ½, y otro menor
  • El menor es (condicionalmente) estable
  • El mayor es (condicionalmente) inestable

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Aloha ranurado
  • Supongamos un tiempo de ranura de Ttamaño de
    paquete
  • Los usuarios están restringidos a iniciar a
    transmisión de paquetes al inicio del slot
  • El periodo vulnerable se reduce a un slot
  • Slot exitoso
  • Exactamente un paquete accede a ese slot

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Aloha ranurado
  • Cálculo del throughput
  • Fracción de slots exitosos

? Paq/s
g Paq/s
Población ?
Psuc

Paquetes de longitud T
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Aloha ranurado y puro
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Aloha ranurado
  • Otro método del cálculo del throughput (puntos de
    renovación)

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Aloha ranurado
  • Ciclos llenos
  • Transmisión exitosa o no
  • Ciclos vacíos
  • No transmisión (entre dos periodos llenos)
  • Puntos de renovación
  • Sistema sin memoria
  • Comportamiento independiente entre ciclos
  • Calculando una duración esperada en un ciclo
  • Se calcula la duración esperada de periodo lleno
    o vacío

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Aloha ranurado
  • Sea I, variable aleatoria (v. a.) número de slots
    en periodo vacío
  • Es positiva, al menos 1
  • Vamos a calcular la duración esperada de un
    periodo vacío y después la duración esperada de
    un periodo lleno
  • Vamos a calcular la probabilidad que haya 1, 2,
    3, .. slots en periodo vacío

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Aloha ranurado
  • La duración esperada de un periodo vacío es

21
Aloha ranurado
  • Sea, variable aleatoria (v. a.) número de
    slots en periodo lleno
  • Es positiva, al menos 1
  • Vamos a calcular la duración esperada de un
    periodo lleno
  • Vamos a calcular la probabilidad que haya 1, 2,
    3, .. slots en periodo lleno

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Aloha ranurado
  • La duración esperada de un periodo lleno es

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Aloha ranurado
  • Sea U, v.a. número de slots exitosos
  • La probabilidad que un slot dado sea exitoso en
    un periodo lleno es
  • Que es la probabilidad de una llegada simple
    estando en periodo ocupado

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Aloha ranurado
  • Dado que la duración de un periodo lleno es
  • Por tanto,
  • Del cual, obtenemos

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Aloha ranurado
  • El throughput es la fracción esperada de slots en
    un ciclo en el cual hay transmisión exitosa
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