计算机网络 纯Aloha和分槽Aloha的区别

纯 Aloha 和分槽 Aloha 之间的区别

Aloha 协议允许多个站点同时在同一个通信通道上发送数据帧。这个协议是一种直接的通信方法,每个网络站点都被赋予相等的优先级并且独立工作。

Aloha 是一种用于通过共享网络通道传输数据的媒体访问控制 (MAC) 协议。使用这个协议,多个来自多个节点的数据流通过一个多点传输通道传递。

有两种 Aloha 协议 − 纯 Aloha分槽 Aloha

  • 在 纯 Aloha 中,传输时间是连续的。每当一个站点有可用的帧时,它就发送该帧。如果发生冲突并且帧被破坏,发送方会在重新发送之前等待一个随机的时间。

  • 在 分槽 Aloha 中,时间被划分为称为时隙的离散间隔,对应一个帧。

在本文中,我们将重点介绍纯 Aloha 和分槽 Aloha 之间的主要区别。

纯 Aloha 是什么?

纯 Aloha 是 Aloha 冲突机制的基本形式,多个 VSAT 的按需数据帧通过共享通道发送到卫星。它首次在 1970 年在夏威夷大学被 Norman Abramson 主持使用。

  • 在纯 Aloha 中,传输的时间是连续的。每当一个站点有可用的帧时,它就发送该帧。

  • 如果多个帧试图同时占用通道,就会发生碰撞。如果发生冲突并且帧被破坏,发送方会在重新发送之前等待一个随机的时间。

  • 在传输完帧之后,一个站点会等待一段有限的时间来接收确认。如果在这段时间内没有收到确认,该站点会假设由于碰撞导致帧被破坏,并重新发送帧。

由于网络内部通信的突发性质,使用纯 Aloha 协议时,数据帧发生碰撞的可能性非常高。

没有任何一个站点关心在该时间是否有其他站点正在传输。因此,当多个数据包在同一个通道上广播时,它们会发生碰撞。

分槽 Aloha 是什么?

分槽 Aloha 是在 1972 年由罗伯特提出的对纯 Aloha 的改进。

  • 在分时隙艾洛哈协议中,只有在每个时隙一次只发送一个数据帧时,才能成功传输数据。通过这样做,发生碰撞的机会大大减少。

  • 在这里,时间被划分为离散的间隔,称为 时隙 ,对应于一个帧。通信站点必须商定时隙边界。

  • 任何站点在每个时隙中只能发送一个帧。此外,当一个帧可用时,站点不能随时传输。它们应该等待下一个时隙的开始。

  • 如果在任何时隙中未发送任何数据包,则它将保持空闲状态。值得注意的是,如果一个数据包在碰撞后没有收到确认,它被视为丢失,并且在考虑退避时间后在不同的时隙中重新传输。

然而,仍然可能发生碰撞。如果在一个时隙的开始处有多个帧同时传输,就会发生碰撞。

纯艾洛哈协议与分时隙艾洛哈协议之间的区别

下表突出显示了纯艾洛哈协议和分时隙艾洛哈协议之间的重要区别。

纯 Aloha 插槽 Aloha
时间段 在纯 Aloha 中,任何站点都可以在任何时间传输数据。 在插槽 Aloha 中,任何站点只能在时间段开始时传输数据。
时间 在纯 Aloha 中,时间是连续的,且没有全局同步。 在插槽 Aloha 中,时间是离散的且全局同步的。
脆弱时间 纯 Aloha 中的脆弱时间或易受攻击时间等于 (2×Tt)。 在插槽 Aloha 中,脆弱时间等于 (Tt)。
概率 数据包成功传输的概率 S:=:G:\times:{e^{-2G}}𝐺。 数据包成功传输的概率 S:=:G:\times:{e^{-G}}
最大效率 最大效率 = 18.4%。 最大效率 = 36.8%。
碰撞次数 不减少碰撞次数。 插槽 Aloha 将碰撞次数减少了一半,从而使效率加倍。

结论

Pure Aloha和Slotted Aloha都是随机接入协议。Slotted Aloha是对Pure Aloha的改进,因为它减少了冲突的数量,并且使Pure Aloha的容量翻倍。

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