Влияние коллизий на производительность пакетной сети

Технология пакетной передачи информации в информационно-телекоммуникационных сетях по­лучила широкое распространение благодаря возмож­ности обслуживания большого количества пользова­телей практически одновременно. Основной принцип работы пакетной сети заключается в равноправном доступе в произвольный момент времени рабочих станций (РС) пользователей к общему ресурсу, или, как его еще называют, к разделяемой среде.

Наиболее ярким представителем многостанционного доступа является широко известный способ CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Access with Collision Detection — метод кол­лективного доступа с опознаванием несущей и обнару­жением коллизий). В компьютерных сетях способ CDMA реализован на основе семейства протоколов Ethernet с физической общей шиной, а также как эле­мент звездной топологии на участке сервер — марш­рутизатор, к портам которого подключены РС пользо­вателей. Также широко способ представлен в сетях с логической общей шиной, а именно в спутниковых сетях с многостанционным доступом к бортовому ре­транслятору и в мобильной связи.

Одной из наиболее важных особенностей этого способа является возникновение коллизий (collisions), которые происходят, когда пакеты двух или более РС поступают на общую шину примерно одновременно. Наложение пакетов приводит к полному или частич­ному искажению информации, что нарушает работу сети. Некоторое уменьшением негативного влияния коллизий достигается тем, что доступ РС разреша­ется только при отсутствии сигнала другой РС в общей шине. Однако контроль несущей частоты не снимает проблему коллизий, что объясняется территориаль­ным распределением РС сети. При возникновении коллизии попытка получения доступа к общей шине возможна через интервал времени, который формиру­ется с помощью генератора случайных чисел. Это при­водит к появлению очередей.

Под разделяемым ресурсом понимается ресурс, ко­торый совместно используют некоторое количество РС, в рассматриваемом случае общий канал передачи данных, который физически реализуется на основе то­пологии построения сетей «Общая шина».

Коэффициент использования разделяемого ресур­са должен приближаться к единице, но не настолько, чтоб очереди пакетов к нему — неминуемое явление в пакетных сетях — были бы постоянно большими, при­водя к задержкам и даже потерям пакетов. Только в этом случае функционирование пакетной сети можно считать эффективным.

Коэффициент использования разделяемого ресурса равен отношению трафика, который передается в те­кущий момент времени, к максимальной пропускной способности. Коэффициент использования обычно измеряют в относительных единицах или процентах. Коэффициент использования ресурса оперирует с полным трафиком, включающим служебную инфор­мацию.

Основной недостаток сети с разделяемым ресур­сом начинает проявляться при превышении некото­рого порового количества РС и состоит в следующем. Даже та доля пропускной способности разделяемого ресурса, которая должна в среднем доставаться одной РС (например, 10/N Мбит/с для сети Ethernet с N РС), не гарантируется. Причина заключается в увеличении вероятности появления коллизий.


Похожие материалы:

 
Опубликовать в Twitter Написать в Facebook Поделиться ВКонтакте В Google Buzz Записать себе в LiveJournal Показать В Моем Мире В дневник на LI.RU Поделиться ссылкой на Я.ру