Kontraktbaserade medium Access Control (MAC) -protokoll är en klass av MAC-protokoll som används i trådlösa och trådbundna nätverk där flera enheter delar ett gemensamt kommunikationsmedium (som en trådlös kanal eller en delad Ethernet-kabel). Till skillnad från stridsfria protokoll (som TDMA eller FDMA) förlitar de sig inte på en central schemaläggare eller förutsatt tidsluckor. Istället hävdar enheter för åtkomst till mediet. Om en kollision inträffar (flera enheter överför samtidigt) måste de återställa efter en slumpmässig backoff -period.
Här är en uppdelning av deras viktigaste egenskaper:
* Kontakt: Enheter tävlar om åtkomst till det delade mediet. Det finns ingen central myndighet som kontrollerar åtkomst.
* kollisionsdetektering/undvikande: Mekanismer används för att upptäcka eller undvika kollisioner. Detta är avgörande eftersom en kollision slösar bort bandbredd och kräver vidarebefordran.
* Random backoff: När en kollision inträffar väntar enheter på en slumpmässig tid innan de försöker överföra igen. Detta hjälper till att undvika upprepade kollisioner.
* enkelhet: Generellt enklare att implementera än stridsfria protokoll, vilket kräver mindre omkostnader.
* Effektivitet: Kan vara effektiv när nätverksbelastningen är lätt, men effektiviteten minskar när belastningen ökar på grund av ökade kollisioner.
Exempel på stridsbaserade MAC-protokoll:
* aloha: Ett av de tidigaste stridsbaserade protokollen. Den har en enkel "sändning och hopp" -strategi; Om en kollision inträffar inträffar vidarebefordran efter en slumpmässig försening. Det är ineffektivt vid högre belastningar.
* slitsade aloha: En förbättring av Aloha, där tiden är uppdelad i slots, och överföringar synkroniseras till spårgränser. Detta minskar kollisionerna något.
* CSMA (Carrier Sense Multiple Access): Enheter lyssnar på mediet innan du sänds. Om mediet avkänns som inaktivt sänder enheten. Om det är upptaget, väntar det.
* CSMA/CD (bärare Sense Multiple Access med kollisionsdetektering): En förlängning av CSMA, där enheter upptäcker kollisioner medan de överför och stoppar omedelbart överföring. Detta används i Ethernet.
* CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Undvikande): Används i trådlösa nätverk (som Wi-Fi). Istället för att upptäcka kollisioner använder den mekanismer som interframeavstånd och erkännande för att undvika dem. Detta är mer lämpligt för trådlösa miljöer där kollisionsdetektering är svårare.
Fördelar:
* enkelhet: Relativt lätt att implementera.
* Distribuerad kontroll: Ingen central punkt för misslyckande.
* Lämplig för Bursty Traffic: Effektiv när trafiken är sporadisk.
Nackdelar:
* ineffektiv vid höga belastningar: Ökade kollisioner leder till minskad genomströmning när belastningen ökar.
* oförutsägbar latens: Tiden att överföra kan variera betydligt beroende på strid.
* dolda terminalproblem (i trådlöst): En enhet kanske inte kan känna sändningar från en annan enhet på grund av begränsningarna i trådlös förökning.
Sammanfattningsvis erbjuder stridsbaserade MAC-protokoll en enkel och decentraliserad strategi för medelstora åtkomst men är bäst lämpade för scenarier med låga till måttliga trafikbelastningar. Deras prestanda försämras avsevärt när nätverket blir överbelastat. För scenarier med hög trafik föredras i allmänhet stridsfria protokoll.
