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Méthode d'Accès aléatoire pour le contrôle d'accès aux médias

 

Méthode d'Accès aléatoire pour le contrôle d'accès aux médias

Dans les méthodes à accès aléatoire ou à conflit, aucune station n'est supérieure à une autre et aucune n'a le contrôle sur une autre. A chaque instance, une station qui a des données à envoyer utilise une procédure définie par le protocole pour prendre une décision sur l'envoi ou non. Cette décision dépend de l'état du support (inactif ou occupé). En d'autres termes, chaque station peut émettre quand elle le souhaite à condition de suivre la procédure prédéfinie, notamment en testant l'état du support.

Cette méthode a deux caractéristiques :

  •   Il n'y a pas de temps fixe pour l'envoi des données
  •   Il n'y a pas de séquence fixe de stations envoyant des données

ALOHA 

Il a été conçu pour le réseau local sans fil mais est également applicable pour un support partagé. Dans ce cas, plusieurs stations peuvent transmettre des données en même temps et peuvent donc entraîner une collision et une confusion des données.

Il existe deux versions différentes d'ALOHA :

  •  ALOHA pur
  •  ALOHA discrétisé
ALOHA pur

Le protocole ALOHA original est appelé ALOHA pur. C'est un protocole simple mais élégant. L'idée est que chaque station envoie une trame chaque fois qu'elle a une trame à envoyer (accès multiple). Cependant, comme il n'y a qu'un seul canal à partager, il existe une possibilité de collision entre les trames de différentes stations.

Le protocole ALOHA pur repose sur les acquittements du récepteur. Lorsqu'une station envoie une trame, elle s'attend à ce que le récepteur envoie un acquittement. Si l'acquittement n'arrive pas après une temporisation, la station suppose que la trame (ou l'acquittement) a été détruite et renvoie la trame.

Si l'accusé de réception n'arrive pas dans le temps imparti, la station attend un temps aléatoire appelé temps d'attente ou back-off (TB) et renvoie les données. Étant donné que différentes stations attendent pendant un laps de temps différent, la probabilité d'une nouvelle collision diminue.

ALOHA pur dispose d'une deuxième méthode pour éviter d'encombrer le canal avec des trames retransmises. Après un nombre maximum de tentatives de retransmission Kmax, une station doit abandonner et essayer plus tard.

ALOHA discrétisé

C'est similaire à ALOHA pur, sauf que nous divisons le temps en créneaux et que l'envoi de données n'est autorisé qu'au début de ces créneaux. Si une station manque le temps imparti, elle doit attendre le prochain créneau. Cela réduit la probabilité de collision.

CSMA

L'accès multiple avec détection de porteuse permet de réduire le nombre de collisions car la station doit d'abord vérifier le canal (pour savoir s'il est libre ou occupé) avant de transmettre des données. Si le canal est libre, elle envoie des données, sinon elle attend que le canal soit libre. Cependant, il y a toujours un risque de collision dans le CSMA en raison du délai de propagation. Par exemple, si la station A veut envoyer des données, elle va d'abord vérifier le canal. Si elle trouve le canal libre, elle commencera à envoyer des données. Cependant, au moment où le premier bit de données est transmis (retardé par le délai de propagation) par la station A, si la station B demande à envoyer des données et vérifier le canal, elle le trouvera également libre et enverra également des données. Il en résultera une collision des données des stations A et B.

Que doit faire une station si le canal est occupé ? Que doit faire une station si le canal est libre ? Trois méthodes ont été conçues pour répondre à ces questions : la méthode 1-persistante, la méthode non persistante et la méthode p-persistante.

1-persistante

La station vérifie le canal, s'il est libre, elle envoie les données, sinon elle continue de vérifier en permanence que le canal est libre et transmet sans condition (avec une probabilité de 1) dès que le canal devient libre.

Non persistante

La station vérifie le canal, s'il est libre, elle envoie les données, sinon elle vérifie le canal après un laps de temps aléatoire (pas en continu) et transmet lorsqu'il est trouvé libre.

p-persistante

La station vérifie le support, s'il est libre elle envoie les données avec une probabilité p. Si les données ne sont pas transmises ((1-p) probabilité), elle attend un certain temps et vérifie à nouveau le canal, si celui-ci est libre, elle envoie les données avec une probabilité p. Cette répétition se poursuit jusqu'à ce que la trame soit envoyée. Il est utilisé dans les systèmes Wifi et de radio par paquets.

CSMA/CD

La méthode CSMA ne nous dit pas quoi faire en cas de collision. L'accès multiple par détection de porteuse avec détection de collision (CSMA/CD) s'ajoute à l'algorithme CSMA pour gérer la collision. Dans CSMA/CD, la taille d'une trame doit être suffisamment grande pour que la collision puisse être détectée par l'expéditeur lors de l'envoi de la trame. Ainsi, le délai de transmission de la trame doit être au moins égal à deux fois le délai de propagation maximal.

Dans cette méthode, une station surveille le canal après avoir envoyé une trame pour voir si la transmission a réussi. Si c'est le cas, la station est terminée. Si, toutefois, il y a une collision, la trame est envoyée à nouveau.

CSMA/CA

L'accès multiple par détection de porteuse avec évitement de collision (CSMA/CA) a été inventé pour les réseaux sans fil. Les collisions sont évitées grâce à l'utilisation des trois stratégies de CSMA/CA : l'espace intertrame, la fenêtre de contention et les acquittements.

Espace intertrame

Premièrement, les collisions sont évitées en reportant la transmission même si le canal est trouvé libre. Lorsqu'un canal libre est trouvé, la station n'envoie pas immédiatement. Elle attend une période de temps appelée espace intertrame ou IFS. Même si le canal semble libre lorsqu'il est vérifié, une station distante peut avoir déjà commencé à émettre.

Le temps IFS permet au front du signal émis par la station distante d'atteindre cette station. Après avoir attendu un temps IFS, si le canal est toujours inactif, la station peut émettre, mais elle doit encore attendre un temps égal à la fenêtre de contention. La variable IFS peut également être utilisée pour hiérarchiser les stations ou les types de trames. Par exemple, une station qui se voit attribuer un IFS plus court a une priorité plus élevée.

Fenêtre de contention

La fenêtre de contention est une quantité de temps divisée en créneaux. Une station qui est prête à envoyer choisit un nombre aléatoire de créneaux comme temps d'attente. Le nombre de créneaux dans la fenêtre change en fonction de la stratégie de ralentissement (back-off) exponentielle. Cela signifie qu'il est fixé à un créneau la première fois, puis qu'il double chaque fois que la station ne peut pas détecter un canal inoccupé après le temps IFS.

Cette méthode est très similaire à la méthode p-persistante, sauf qu'un résultat aléatoire définit le nombre de créneaux pris par la station en attente. Un point intéressant de la fenêtre de contention est que la station doit vérifier le canal après chaque intervalle de temps. Cependant, si la station trouve le canal occupé, elle ne redémarre pas le processus ; elle arrête simplement la minuterie et la redémarre lorsque le canal est détecté comme étant inactif. La priorité est ainsi donnée à la station dont le temps d'attente est le plus long.

Acquittements

Malgré toutes ces précautions, une collision peut toujours se produire et entraîner la destruction des données. Des données détruites. En outre, les données peuvent être corrompues pendant la transmission. L'accusé de réception positif et le temporisateur peuvent aider à garantir que le récepteur a reçu la trame.

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Rédigé par ESSADDOUKI Mostafa
ESSADDOUKI
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