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Versuche
Verbinde mit dem Bus-Kabel vier Rechner, verwende das Programm 'Terminal4', teile den Rechnern z.B. die Adressen 1, 2, 3 und 4 zu und sende Nachrichten zwischen den Rechnern. Welche spezielle Bedeutung hat die Ziel-Adresse 15? Was passiert, wenn zwei Stationen gleichzeitig senden?
Problem
Wie kann ein einzelner Broadcast-Kanal (z.B. ein Bus) von mehreren Benutzern benutzt werden?
Aloha
Das
Verfahren wurde um 1970 von
Abramson und Kollegen an der Universität Hawaii
(ALOHAnet) entwickelt.
Jeder Benutzer kann jederzeit senden. Natürlich ist dabei mit Kollisionen zu rechnen. Der Absender kann herausfinden,
ob sein Rahmen zerstört wurde
(Stichwort: 2 Frequenzen)
In diesem Fall wartet er eine zufällige Zeitspanne und sendet den Rahmen erneut.
(Literatur: Tanenbaum, Rechnernetze, 3.Auflage, S.272ff)
Besteht eine Nachricht aus mehreren Paketen, die hintereinander gesendet werden, so kann es durch die zufällige Wartezeit dazu kommen, dass ein Paket, das eine frühe Kollision hatte, später ankommt als ein Paket, das später eine Kollision hatte. Versieht man die Rahmen mit Folgenummern, so kann man sie nach Empfang der vollständigen Nachricht wieder in die richtige Reihenfolge bringen.
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection)
Protokolle, bei denen die Stationen einen Träger (Carrier) abhören, heißen Carrier Sense Protocols. Stellt eine sendewillige Station fest, dass der Kanal besetzt ist, so könnte sie warten, bis er frei ist und dann sofort senden. Für den Durchsatz besser ist ein weniger gieriges (Tanenbaum) Verhalten: Die Station wartet eine zufällige Zeit, bevor sie wieder den Kanal untersucht. Eine weitere Verbesserung gegenüber Aloha ist ein Abbruch des Sendens bei entdeckter Kollision. Auch hier wird dann nach einer zufälligen Zeit ein weiterer Sendeversuch unternommen. Das CSMA/CD-Verfahren ist unter dem Namen "Ethernet" der Firma Xerox bekannt.
Besonderheiten bei Funknetzen
Man fragt sich, warum 'offensichtliche' Verbesserungen des Aloha-Protokolls nicht schon seinen Erfindern eingefallen sind. Die Antwort liegt zumindest teilweise darin begründet, dass das Aloha-Netz ein Funknetz ist. So ist in einem Funknetz eine Kollisionsentdeckung nicht so ohne Weiteres möglich. Details kann man etwa unter CSMA/CA bei wikipedia erfahren.
Links
- Aloha - das Wort bei wikipedia
- Aloha - Erläuterung des Zugriffsverfahren von Prof.Plate
- MAC-Adresse bei wikipedia
- Bandlage/Sprechfunk - wikipedia
- LAN-Kollisionen ppt-Präsentation von Dr.Savoric