| Contention-based Medium Access Control (MAC)-protocollen zijn een klasse MAC-protocollen die worden gebruikt in draadloze en bekabelde netwerken waarbij meerdere apparaten een gemeenschappelijk communicatiemedium delen (zoals een draadloos kanaal of een gedeelde Ethernet-kabel). In tegenstelling tot conflictvrije protocollen (zoals TDMA of FDMA), zijn ze niet afhankelijk van een centrale planner of vooraf toegewezen tijdslots. In plaats daarvan strijden apparaten om toegang tot het medium. Als er een botsing plaatsvindt (meerdere apparaten zenden tegelijkertijd uit), moeten ze opnieuw zenden na een willekeurige uitstelperiode.
Hier is een overzicht van hun belangrijkste kenmerken:
* Controverse: Apparaten concurreren om toegang tot het gedeelde medium. Er is geen centrale autoriteit die de toegang controleert.
* Botsingsdetectie/vermijding: Mechanismen worden gebruikt om botsingen te detecteren of te voorkomen. Dit is van cruciaal belang omdat een botsing bandbreedte verspilt en hertransmissie vereist.
* Willekeurige uitstel: Wanneer er een botsing plaatsvindt, wachten apparaten een willekeurige tijd voordat ze opnieuw proberen te verzenden. Dit helpt herhaalde botsingen te voorkomen.
* Eenvoud: Over het algemeen eenvoudiger te implementeren dan conflictvrije protocollen, waardoor minder overhead nodig is.
* Efficiëntie: Kan efficiënt zijn als de netwerkbelasting licht is, maar de efficiëntie neemt af naarmate de belasting toeneemt als gevolg van toegenomen botsingen.
Voorbeelden van op conflicten gebaseerde MAC-protocollen:
* ALOHA: Een van de eerste op conflicten gebaseerde protocollen. Het heeft een eenvoudige ‘zend en hoop’-benadering; als er een botsing plaatsvindt, vindt de hertransmissie plaats na een willekeurige vertraging. Het is inefficiënt bij hogere belastingen.
* ALOHA met sleuf: Een verbetering ten opzichte van ALOHA, waarbij de tijd wordt verdeeld in slots en transmissies worden gesynchroniseerd met slotgrenzen. Hierdoor worden de botsingen iets verminderd.
* CSMA (Carrier Sense Multiple Access): Apparaten luisteren naar het medium voordat ze zenden. Als het medium als inactief wordt ervaren, zendt het apparaat. Als het druk is, wacht het.
* CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access met botsingsdetectie): Een uitbreiding van CSMA, waarbij apparaten botsingen tijdens het verzenden detecteren en de verzending onmiddellijk stoppen. Dit wordt gebruikt in Ethernet.
* CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access met botsingsvermijding): Gebruikt in draadloze netwerken (zoals Wi-Fi). In plaats van botsingen te detecteren, gebruikt het mechanismen zoals interframe-afstand en bevestiging om deze te vermijden. Dit is meer geschikt voor draadloze omgevingen waar botsingsdetectie moeilijker is.
Voordelen:
* Eenvoud: Relatief eenvoudig te implementeren.
* Gedistribueerde controle: Geen centraal faalpunt.
* Geschikt voor snel verkeer: Efficiënt als het verkeer sporadisch is.
Nadelen:
* Inefficiënt bij hoge belastingen: Meer botsingen leiden tot een lagere doorvoer naarmate de belasting toeneemt.
* Onvoorspelbare latentie: De tijd voor verzending kan aanzienlijk variëren, afhankelijk van de strijd.
* Verborgen terminalprobleem (in draadloos): Een apparaat kan mogelijk geen transmissies van een ander apparaat waarnemen vanwege de beperkingen van de draadloze verspreiding.
Samenvattend bieden op conflicten gebaseerde MAC-protocollen een eenvoudige en gedecentraliseerde benadering van mediumtoegang, maar zijn ze het meest geschikt voor scenario's met lage tot gemiddelde verkeersbelasting. Hun prestaties gaan aanzienlijk achteruit als het netwerk overbelast raakt. Voor scenario's met veel verkeer wordt over het algemeen de voorkeur gegeven aan conflictvrije protocollen. |
