限制竞争协议

有限竞争协议是媒体访问控制(MAC)协议,它结合了基于冲突的协议和无冲突协议的优点。它们的行为就像轻载时的开槽ALOHA和重载时的位图协议。

概念

在计算机网络中,当一个以上的站试图通过共享信道同时进行传输时,传输的数据会出现乱码,这称为冲突。在基于冲突的协议(如ALOHA)中,允许所有站点发送帧,而无需尝试检测传输信道是空闲还是繁忙。在带时隙的ALOHA中,共享信道被分为多个称为时隙的离散时间间隔。任何具有帧的站都可以在时隙的开头开始发送。由于这在轻负载下效果很好,因此有限的竞争协议的行为就像低负载下的分时隙ALOHA。

但是,随着负载的增加,发生的碰撞次数呈指数增长,因此带槽的ALOHA的性能会迅速下降。因此,在高负载下,无冲突协议(如位图协议)最有效。在无冲突协议中,信道访问在争用期内得到解决,因此消除了冲突的可能性。在位图协议中,竞争周期分为N个时隙,其中N是共享信道的站点总数。如果一个站有要发送的帧,它将在时隙中设置相应的位。因此,在发送之前,每个站点都知道其他站点是否要发送。竞争站点之间就谁获得频道达成共识,避免了冲突。有限的争用协议在低负载下的行为就像带时隙的ALOHA。

工作原则

有限的竞争协议将竞争站点分成几组,可以不相交。在插槽0,仅组0中的站可以竞争信道访问。在插槽1,只有组1中的站才能竞争信道访问权,依此类推。在此过程中,如果站点成功获取了信道,则它将发送其数据帧。如果发生冲突或一组中没有站点竞争给定的时隙,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组中分配的站数,该协议从低负载时的时隙ALOHA变为高负载时的位图协议。在低负载下,只有一个组包含所有站,这是时隙ALOHA的情况。随着负载的增加,将添加更多的组,并且每组的大小会减小。当负载很高时,每个组只有一个站,即,只有一个站可以在一个时隙竞争,这是位图协议的情况。

受限竞争协议的性能高度依赖于算法,以根据网络环境的变化动态调整组配置。

示例-有限竞争协议的一个示例是自适应树漫游协议。