有限竞争协议


有限竞争协议是介质访问控制 (MAC) 协议,它结合了基于冲突协议和无冲突协议的优点。它们在轻负载下表现得像时隙ALOHA,在重负载下表现得像位图协议。

概念

在计算机网络中,当多个站点尝试通过共享通道同时传输时,传输的数据会被损坏,这种事件称为冲突。在基于冲突的协议(如ALOHA)中,允许所有站点传输帧,而无需尝试检测传输通道是否空闲或繁忙。在时隙ALOHA中,共享通道被划分为许多称为时隙的离散时间间隔。任何具有帧的站点都可以在时隙开始时开始传输。由于这在轻负载下运行良好,因此有限竞争协议在低负载下表现得像时隙ALOHA。

然而,随着负载的增加,冲突数量呈指数增长,因此时隙ALOHA的性能迅速下降。因此,在高负载下,像位图协议这样的无冲突协议效果最佳。在无冲突协议中,信道访问在争用期间解决,因此消除了冲突的可能性。在位图协议中,争用期被划分为N个时隙,其中N是共享信道的站点总数。如果一个站点有帧要发送,它将在该时隙中设置相应的位。因此,在传输之前,每个站点都知道其他站点是否想要传输。通过争用站点之间关于谁获得信道的相互协议来避免冲突。有限竞争协议在低负载下表现得像时隙ALOHA。

工作原理

有限竞争协议将争用站点划分为组,这些组可能是也可能不是不相交的。在时隙0,只有第0组中的站点可以竞争信道访问。在时隙1,只有第1组中的站点可以竞争信道访问,依此类推。在此过程中,如果一个站点成功获取了信道,则它会传输其数据帧。如果发生冲突或没有站点在组中的给定时隙竞争,则下一组的站点可以竞争该时隙。

通过根据网络负载动态更改组数和分配到组中的站点数,该协议从低负载下的时隙ALOHA更改为高负载下的位图协议。在低负载下,只有一个组包含所有站点,这是时隙ALOHA的情况。随着负载的增加,会添加更多组,并且每个组的大小会减小。当负载非常高时,每个组只有一个站点,即只有一个站点可以在一个时隙竞争,这是位图协议的情况。

有限竞争协议的性能高度依赖于动态调整组配置以适应网络环境变化的算法。

示例 - 有限竞争协议的一个示例是自适应树遍历协议。

更新于:2019年7月30日

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