Protocolli avanzati di rete Modulo 3 -Wireless network Unità didattica 3 -Medium Access Control (MAC) Ernesto Damiani Università degli Studi di Milano Lezione 1 – Introduzione al MAC wireless

Obiettivi del livello MAC Il livello MAC ha l’obiettivo di definire come un utente accede a un canale quando ne ha bisogno – Accesso casuale: ALOHA e CSMA – Accesso ordinato: token bus e token ring – Accesso deterministico: FDMA, TDMA e CDMA – Combinazioni: TDMA su FDMA, TDD-CDMA e TDMA/CSMA

ALOHA Un tipo di rete radio a pacchetti La prima rete wireless Molto semplice, ma non efficiente! Varianti: – ALOHA puro: ogni volta che vuole, invia il pacchetto – ALOHA slotted: ulteriore asso dei tempi diviso in slot

CSMA (Carrier Sensing Multiple Access) Prima dell’invio, rileva la portante

Ritardo dei MAC ad accesso casuale

Il problema dei nodi nascosti CSMA ha un problema: quando due nodi sono troppo distanti, è difficile rilevare la portante

CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) Accesso multiplo tramite rilevamento della portante senza collisioni il mittente prima rileva la portante poi invia la richiesta di invio (RTS, Request To Send) al destinatario il destinatario invia la comunicazione di via libera (CTS, Clear To Send) al mittente e infine avviene l’invio del pacchetto di dati

Protocollo RTS/CTS/ACK

Tecniche MAC ordinate Un protocollo token-ring o token-bus può essere applicato a una rete wireless? Problemi: – mobilità (i nodi possono unirsi all’anello o lasciarlo) – perdita di token

MAC deterministici Richiesta di un canale a un punto di controllo – per migliorare il tempo di risposta e di throughput quando il traffico è pesante  equità (fairness), niente starvation – per garantire la larghezza di banda richiesta  QoS garantita Esempi – FDMA, TDMA, CDMA

MAC in modalità mista Esempio : CSMA/TDMA Con carico basso  CSMA Con carico più elevato  TDMA Difficoltà: – un buon meccanismo di arbitraggio

Confronti e riassunto Accesso casuale: CSMA – con carico basso: tempo di risposta rapido – con carico elevato: il throughput diminuisce – semplicità Protocolli deterministici: TDMA, FDMA – larghezza di banda garantita – ritardo medio superiore – varianza di ritardo lieve Ibridi: CSMA/TDMA – overhead maggiore, adattivo FINE